我同事上周買了台新車。提車那天晚上，他給我發了一條消息：停車的時候，這個功能太好用了。我問他：什麼功能？他說：自動泊車。停得比我停得好。我第一反應是：這種功能不是豪車的配置嗎？他說：二十多萬的車就有了。然後他又發了一條：還有一個功能，晚上停車庫的時候，攝影機能看到人臉，識別率比我想像的高很多。Face ID。這個詞從我腦子裡跳了出來。我問他：是 Face ID 那種技術嗎？他說：對，就是那種。我後來去查了一下，這個功能背後，是一種叫 SPAD 的晶片。而這種晶片在幾年以前，單顆成本還要數百到數千美元。現在，中國人把它降到了原來的百分之一。百分之一是什麼概念先說清楚這個數字有多誇張。以前，一顆 SPAD 晶片的價格，貴的要數千美元，最便宜的也要數百美元。數百美元是什麼概念？一台普通電視的晶片加起來，大概就是這個價。現在，西電科大胡輝勇教授團隊做出了一塊晶片，基於矽鍺工藝，成本大概是原來的百分之一。一千美元變成十美元。一塊錢變成一分錢。這不是最佳化，是徹底重構。更關鍵的是，這塊晶片不是實驗室裡的樣品，是用現有的半導體產業流水線就能造的。也就是說，這條降成本的路，不是一次性的，是可以大規模量產的。SPAD 晶片是什麼先說清楚這個技術是幹什麼的。SPAD 的全稱是單光子雪崩二極體。普通人對這個名字很陌生，但它已經悄悄進入了很多人的口袋。你的手機攝影機在暗光環境下的成像質量，很大程度上取決於 SPAD 晶片。你的汽車自動泊車時識別人臉的攝影機，用的也是 SPAD。你的 Face ID，每次解鎖手機的那一瞬，背後也是 SPAD 在工作。SPAD 晶片的核心能力是探測極微弱的光訊號——微弱到只有一個光子的等級。這讓它在三個場景裡特別重要：第一，暗光成像。晚上在地下車庫，你的攝影機能看清黑暗裡的人和物，靠的就是 SPAD。第二，雷射雷達。自動駕駛汽車在路上掃描周圍環境，靠的就是 SPAD 晶片每秒發射和接收大量光子，計算距離。第三， Face ID。你對著手機攝影機的那一瞬，手機向你的臉發射紅外光，接收反射回來的光訊號，判斷是不是你。這個過程，SPAD 是核心。這三個場景，每個都是大市場。為什麼以前這麼貴SPAD 晶片以前用的是什麼材料？主流方案是磷化銦。磷化銦貴，而且跟現有的半導體生產線不相容。這就像你要造一台洗碗機，但你只能在專門造火箭零件的工廠裡生產，成本怎麼可能低？磷化銦襯底的單價就很高，而且由於工藝不相容，生產過程中的損耗率也很高。結果是：晶片做出來了，但價格下不來。這就導致 SPAD 晶片很長時間裡只用在軍工和高端科研領域。普通人能接觸到的地方，基本沒有。這個狀態持續了很多年。中國人做了什麼胡輝勇團隊選擇了一條完全不同的技術路線。不用磷化銦，用矽鍺。矽和鍺都是半導體產業裡最常用的材料，現有的生產流水線完全支援。矽鍺外延工藝生長材料，標準矽基 CMOS 工藝製備器件——整個過程，工藝是成熟的，裝置是現成的，供應鏈是現成的。結果就是：能用生產手機晶片的成本，造出以前只有軍工才能用的 SPAD 晶片。團隊裡的人王利明打了個比方：這就像用造航天飛機的方式去造家用電器，成本與規模不在一個量級。他說：我們是在用造手機晶片的成本，去做過去只有"天價"才能實現的短波紅外探測器。這句話背後，是整個中國半導體產業供應鏈成熟度的體現。為什麼是中國人做出來的這個問題我問了自己很久。為什麼是美國、日本、歐洲的公司沒有先做出來？答案可能有點反直覺：因為他們的供應鏈太成熟了。成熟的供應鏈意味著每個環節都有固定的供應商，固定的成本結構，固定的利益分配。一家大公司想換一種材料，上下游的供應商要重新談判，生產線要改造，質檢標準要重定——這個成本，比技術突破本身還高。但中國的半導體產業還在建設中。建設中的意思是，很多環節還沒有固化，還在快速演進中。這給了中國團隊一個機會：用新的材料體系，重新設計整個生產流程，而不需要跟既得利益集團博弈。矽鍺方案之所以能跑通，不只是因為材料本身便宜，還因為這條技術路線，跟中國現有的半導體產業鏈天然契合。材料對了，工藝對了，成本結構就重構了。這意味著什麼三個影響。第一，智慧型手機的攝影機會越來越便宜。暗光拍照、人臉識別、AR 應用——這些功能以後不是旗艦機的專屬，中低端手機也能有。晶片成本降到百分之一，整機的成本變化是顯性的。第二，自動駕駛會更快普及。雷射雷達是自動駕駛的核心感測器，而 SPAD 是雷射雷達的探測元件。成本降了一個數量級，整套系統的成本結構都要重新算。第三，這個事情再次說明了一個規律：中國人一旦在一個領域實現了技術突破，最終的價格都會被做成"白菜價"。不是因為我們想打價格戰，是因為我們的供應鏈整合能力太強，規模化能力太強。一塊晶片從數千美元到十美元，這個數字看起來不真實，但它正在發生。我同事後來的故事我同事提車後的第三天，又給我發了一條消息。他說：你說的那個攝影機識別，我試了一下，晚上地庫完全沒問題。然後他說：二十多萬的車，這個功能合資車根本沒有。我沒有回覆他。我在想，如果沒有西電科大這個團隊，這個功能要晚多少年才能下放到二十多萬的車上？三年？五年？技術的進步有時候就是這樣，在你看不見的地方發生，但當你真正用上的那一天，你甚至不會意識到背後有多少人在努力。中國人把 SPAD 晶片做到百分之一的成本——這件事，知道的人不多，但它的影響會慢慢擴散到每一個人的生活裡。只是大多數人不會知道，這背後，有一個胡輝勇團隊，和他們走通的那條路。 (硅基智翔)
