从华为被指盗窃钻石玻璃技术，谈什么是钻石玻璃？

近日，华为在圣地亚哥的实验室传遭美方搜索，据FBI称，华为疑似试图窃取美国玻璃屏幕公司阿汗半导体（Akhan）的技术。而证据则来自Akhan高管配合FBI对华为的“执法圈套”（Sting Operation，又称钓鱼法）行动……

据彭博商业周刊（Bloomberg Businessweek）报导，美国Akhan半导体公司（Akhan Semiconductor Inc.）利用让玻璃一面涂上一层超薄人工钻石的技术，研发名为“米拉吉钻石玻璃”（Miraj Diamond Glass）的手机屏幕产品，号称硬度可比目前业界标准的康宁公司（Corning Inc.）第五代“大猩猩玻璃”（Gorilla Glass）屏幕强 6 倍，耐刮度强 10 倍，薄800 倍。

报导称，Akhan半导体公司创始人亚当‧卡汉（Adam Khan）就读于伊利诺伊大学（University of Illinois）时专注学习电子工程及物理，毕业后继续从事研究工作，并在2014年获得钻石玻璃专利。

亚当‧卡汉（Adam Khan）（Source: dailyherald）

2015年，卡汉在伊利诺伊州芝加哥郊区Gurnee开办Akhan半导体公司、雇用在摩托罗拉公司工作25年的卡尔‧苏尔伯弗（Carl Shurboff）为首席运营官，并向苹果、三星和华为等智能手机制造商推销Miraj钻石玻璃。

一切都从一份样品说起……

华为 2016 年 8 月开始和Akhan半导体接触表达采购意愿，卡尔‧苏尔伯弗表示，他将Akhan生产的新世代钻石玻璃样本寄给潜在客户，一个样本给了三星，另一个则寄给华为。寄给华为的文件，还载明华为须遵守美国的出口法令，包括规范武器材料出口的《国际武器贸易条例》（International Traffic in Arms Regulations，简称ITAR）。由于钻石涂层可能用于制造雷射武器，是国防武器出口管制的重要项目，因此列在这份条例的管制名单中。

2017年2月，Akhan半导体将一个改善后的米拉吉玻璃样本，寄给华为在圣地亚哥的实验室，华为方面的联系人是工程师安琪儿．韩（Angel Han，译音），双方还签署了保密协议及意向书。华为承诺会在60天内退回样品，并且不会以损害该样品的方式进行测试。这是半导体行业常见的标准条款，目的是避免任何一方对知识产权进行逆向工程。

随后的电子邮件及电话中，华为公司表现出有意成为该公司的第一个客户，但却未依约在两个月后准时返还样本。2018年5月，在华为未遵守两个月期限约定退回样品后，苏尔伯弗寄电子邮件给Han，请其立即答复，但Han没有回复。2018年6月，Han回复，华为一直在对样品进行“标准”测试，并附上一张照片，图片上看得出来有一个大刮痕。

直到去年 8 月 2 日Akhan半导体才收到样本。苏尔伯弗回忆说，那个包裹的外观虽然看起来很像当初Akhan所做的层层保护，但是打开一看，且这片钻石玻璃不仅有刮痕，还裂成两块，并有 3 个碎片消失。

FBI布下钓鱼陷阱

看到这个破碎的样本，苏尔伯弗说：“我的心都沉了，我想，这太绝了，这家价值数十亿美元的公司正在试图仿冒我们的技术。我们现在该怎么办？”

卡尔‧苏尔伯弗（Carl Shurboff，左一）（Source: dailyherald）

于是他们通知了美国联邦调查局（FBI）。FBI 调查后认为，华为使用 100 千瓦的雷射将Akhan半导体的玻璃样本爆破，威力足以当成武器。

FBI 随后要求亚当‧卡汉和苏尔伯弗卧底搜证，整个过程犹如好莱坞007电影，彭博社商业周刊不仅获得该公司提供的内幕，而且监控了整个“钓鱼”行动，并在Akhan公司的同意下于2月4日报导整个过程。

12月10日，卡汉及苏尔伯弗与Han通话，同时间FBI探员监听他们的对话。卡汉及苏尔伯弗问Han钻石玻璃样本为何破碎？测试期间发生了什么事？为什么有些碎片遗失？Han回复说她不知道，因为样品被送到中国，并从中国直接寄回Akhan公司。Han还表示华为仍希望成为Akhan公司的第一个客户，并提议双方在几周后于拉斯维加斯的消费电子展开会，以及一位来自深圳的华为高管也会参加会议。

卡汉及苏尔伯弗在2019年 1 月，华为代表在拉斯加斯举行的消费电子展（CES）期间见面时，FBI钓鱼执法，成功拿到华为代表承认将样本寄到中国等过程的录音。

FBI首先在消费电子展举行地点拉斯维加斯会议中心（Las Vegas Convention Center）安排一个房间，并装上窃听器，调查人员可以从另一个地方收听。苏尔伯弗带来Akhan公司的立牌，让它看起来像是该公司租用的房间。

1月9日中午，FBI探员与卡汉及苏尔伯弗见面，并给苏尔伯弗三个不同的隐蔽录音设备。苏尔伯弗发短信给Han，并告知她会议室地点。当天下午2点，Han回复说她在威尼斯赌场（Venetian Casino），至少需要待一个小时。这将超过FBI租用会议室的时间，苏尔伯弗告诉Han，他和卡汉会到威尼斯赌场。

一场只有华为蒙在鼓里的会面

下午3点，他们抵达威尼斯赌场，Han于下午3点20分出现，身边还有华为在加州圣克拉拉市的一位高级供应经理珍尼弗‧罗（Jennifer Lo），她们称华为在深圳的高管不能来，因为华为不允许在中国的高管到美国旅行。

他们四人聊了一会儿后，走到一处美食广场，在Prime Burger的餐桌旁坐了下来。彭博商业周刊记者在距离他们大约30公尺的地方观看。

根据卡汉的回忆，年约四十多岁的罗询问了Akhan公司的工厂运行，并承认华为将钻石玻璃样本送往中国，但不认为这是违反ITAR的行为。罗说，华为已经进行测试，样本没有问题。会议期间，罗曾一度提高音量询问，美国政府是否正在监视他们的会议。

至于样本受损，罗与Han均称不知情，罗还说，她参加会议的目的是要确保华为是否仍有可能成为Akhan公司授权这项技术的第一家智能手机制造商，如果Akhan公司中止交易，她可能因此失去工作。

卡汉原本希望“商业周刊”等到美国司法部针对本案起诉华为或逮捕某人后再公开调查过程，后来改变主意并发表声明表示：“Akhan公司严肃对待任何非法使用其技术的行为，将继续与执法部门合作，努力解决这一问题。”

亚当‧卡汉和苏尔伯弗表示，他们 1 月 28 日晚间接获 FBI 探员和美国纽约布鲁克林助理检察官凯斯勒（David Kessler）告知，FBI 当天上午已突击搜索华为在圣地亚哥的设施，但未清楚说明搜索内容。

卡汉及苏尔伯弗无法预料这个案件未来会如何发展，不过，卡汉认为，可以肯定的是，中国企业窃取美国商业机密是不分对象，“大小通吃”。“我认为他们在这方面是不会有歧视的”，卡汉说，“他们正在寻找技术，因为这些技术对他们的路线图至关重要，无论他们所觊觎的公司规模及业务的状况，他们都会想办法去窃取这些公司的技术。”

从华为被指盗窃钻石玻璃技术，谈什么是钻石玻璃？

彭博商业周刊（Bloomberg Businessweek）报导，阿汗半导体公司（Akhan Semiconductor Inc.）在玻璃表面涂上一层超薄人工钻石生产出「米拉吉钻石玻璃」（Miraj Diamond Glass），号称硬度可比目前业界标准的「大猩猩玻璃」（Gorilla Glass）屏幕强 6 倍、耐刮度强 10 倍。到底什么是「钻石玻璃」？目前人造钻石技术究竟发展到什么程度了？

什么是「钻石」？

钻石是指「碳的钻石结构结晶」，也就是碳原子整齐排列成「钻石结构」，是目前地球已知硬度最高的物质，在工业与军事有极大的用途，同时也被称为「第三代半导体材料」，未来有可能影响整个半导体产业的发展。

值得注意的是，碳原子如果整齐排列成钻石结构称为钻石，如图一上所示，但「单层的碳原子」如果整齐排列成「六边形」，就称为「石墨烯」（Graphene），如图一下所示；许许多多层石墨烯堆栈起来就形成「石墨」（Graphite）；如果碳原子乱七八糟排列不整齐，则变成平常烤肉时使用的「木炭」（Charcoal）。看起来原子怎么排列价钱差很多呢。

钻石（上）与石墨烯（下）的碳原子排列方式

天然钻石与人造钻石

钻石虽然用途很多，但在自然界的碳原子要「整块」形成结晶极困难，只有埋藏在很深的地底（高温），并受到地壳挤压（高压）的严苛条件下才会形成钻石结构，要满足这些条件的机率不高，因此天然钻石产量很少，价格昂贵，且价格长期以来操纵在 De Beers 等几家外国珠宝商手中。

早期如果要以人造方式生产钻石，大多使用「高温高压法」（HTHP，High Temperature High Pressure），在容器内对石墨施加高温高压，使碳原子排列成钻石结构结晶，但在容器内无法模拟大自然的高温高压，因此长出来的人造钻石颗粒小、质量差，无法于工业与军事应用。

近年来美国卡内基科学研究院毛河光教授带领的研究团队，成功使用「微波电浆化学气相沉积法」（MPCVD，Microwave Plasma Chemical Vapor Deposition）成长钻石，如图二所示，使用「钻石晶种」（Diamond seed），也就是一小片钻石当「基板」（Substrate），将高纯度甲烷（CH4）通入反应器，经由高能量的「微波」（Microwave）打断甲烷的碳氢键，产生带正电的碳离子与氢离子形成「甲烷电浆」（Methane plasma），碳离子慢慢沉积在钻石晶种表面，以钻石晶种为「排头」，依照钻石结构整齐排列堆积，最后长成一颗完美的钻石。用这种技术一个月就可长出「一盘」每颗 1 克拉的钻石，且可在成长过程掺杂不同气体原子，形成不同颜色的「彩钻」，成本约是目前天然钻石的 50% 以下，让工业与军事应用成为可能。

「真钻」的定义将被重新改写

天然钻石厂商如 De Beers 等公司，总是宣传只有天然的钻石才算「真钻」，人造钻石都是「假钻」。实际上以科学角度，钻石就是「碳的钻石结构结晶」，不论地底挖出来的，或是实验室长出来的，只要是碳的钻石结构结晶就是「真钻」。且矿场挖出来的钻石一定会有缺陷，使用 MPCVD 长成的钻石则完美无瑕，一般钻石鉴定师用传统方法完全分辨不出来，必须使用科学仪器，如拉曼光谱仪才能分辨。

有趣的是，目前最常用的分辨方式是「有缺陷」的是天然钻石，「完美无瑕」的是人造钻石，让人有点错乱，到底哪个比较有价值？因此，我们不应该再说人工成长的钻石是「假钻」，而应该说地底挖出来的是「天然真钻」，实验室成长的是「人造真钻」才对。

钻石玻璃技术

我们平常烧开水用的瓦斯主要成分就是甲烷，甲烷可由生物粪便产生，才会有人说：毛河光让牛粪变钻石，珠宝界震惊。因此 MPCVD 长成钻石的成本没有想象高，主要消耗的是电力，不过重点在必须使用钻石晶种才能长出钻石。阿汗半导体公司是将钻石长在玻璃上，因此称为「钻石玻璃」，由于使用玻璃为基板要长出碳的钻石结构结晶有困难，可能的方法是使用「缓冲层」技术。

就算钻石玻璃真能做出来，成本约是目前天然钻石的 50% 以下仍算太贵，不太可能拿来做手机面板的玻璃。因此阿汗半导体公司比较可能是在玻璃表面长出碳原子排列接近钻石结构的「类钻石」，这种类钻石虽然比玻璃硬，但要达到比目前业界标准的「大猩猩玻璃」屏幕薄 800 倍、强度大 6 倍，耐刮性强 10 倍，恐怕有待考验！

材料性质测试很难「不破坏样本」

有媒体报导称，阿汗半导体同意提供两个米拉吉玻璃样本给华为加州圣地亚哥的办公室，华为则承诺收到后 60 天内返还所有样本，且任何测试不得破坏样本。

但材料的性质测试很难「不破坏样本」，除了使用各种光谱仪测试钻石玻璃的光学性质、钻石特性与厚度等，这些不会破坏样本，最重要的还是有没有「号称」的硬度，所谓硬度就是材料可抵抗更硬的物体压入表面的能力，目前常用的洛氏硬度试验（Rockwell）或维氏硬度试验（Vickers）等方法，都必须使用钻石圆锥压入材料表面，再量测压痕的尺寸来决定硬度，这样必定会破坏样本，更不用说所谓的「耐刮度强」，一定是要拿来刮刮看才知道啊！

阿汗半导体宣称这种材料硬度高又耐刮，却要求「任何测试不得破坏样本」，这种说法有点奇怪，不破坏样本如何确定到底有多硬多耐刮？当然如果要研究阿汗半导体公司到底使用什么材料为缓冲层，就必须用雷射切开，从侧面进行材料分析，这个或许是阿汗半导体担心的事，不过这也无法预防，因为将来这支手机卖出去以后，任何人买一支来都可拆开分析材料。

因钻石玻璃样本被破坏，就说华为涉盗钻石玻璃机密，这种说法有点勉强，缓冲层并不是知道材料种类就可做出来，还必须猜测成长方法，这要花一些时间，并没有想象容易。

钻石玻璃或蓝宝石做手机面板难度高

2014 年苹果因 iPhone 6 可能采用蓝宝石屏幕的传言闹得沸沸扬扬，后来因为成本太高、量产困难、硬度不如预期而放弃，现在又有厂商提出钻石玻璃，听起来更酷更炫了！不过这种东西是不是真能做到低成本、高良率、高硬度，如同厂商宣称那样，就有待市场考验证。