蘋果Face ID沒想到，中國人把SPAD晶片的成本降到百分之一
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)