为什么这个“冷门”值得华为下血本?学霸兄弟归国解决“卡脖子”工艺,新材料掀起投资潮

材料铺子 2022-08-16

新材料铌酸锂华为芯片

4901 字丨阅读本文需 12 分钟

刚刚,华为又投了一家明星公司。

新材料公司晶正电子近日完成了一次工商变更,华为旗下哈勃投资战略入股。企查查显示,华为今年在新能源、芯片半导体、光通信等领域布局频繁,全国各地都有项目跟进,算上晶正电子,已押宝10家公司,出手频率堪比VC/PE。

晶正电子是华为今年在新材料方向的第一笔投资。这家公司并非一个新玩家,在市场傲立12年之久,主打铌酸锂单晶薄膜的研发、生产、销售。早年,铌酸锂产业中的铌酸锂单晶薄膜属于“卡脖子”的高难度工艺,一直被资本视为“不敢触碰”的冷门行业。

2019年,华为遭遇“断供”,拉开了以铌酸锂为核心,光通信新材料突破“卡脖子”的发展序幕,其中,铌酸锂单晶薄膜是铌酸锂产业的“中流砥柱”,可装入高性能调制器、高密度信息存储元器件,进而受到资本重视。不过,能让华为青睐,晶正电子也不简单。

学霸兄弟联手创业

晶正电子背后站着两位海归兄弟,胡文(哥哥)、胡卉(弟弟)。

两兄弟成长于国内,成名于国外。

胡文、胡卉从小就是别人家眼中的“天才”,两兄弟在学业方面各有成就。

胡文是山东大学保送生,毕业后被分配到中石化山东分公司,由于想取得更高的学术成就,他跑到曼谷的亚洲理工学院攻读硕士学位,后来到加拿大,在IBM旗下公司从事研发工作。

胡卉则在清华大学读到了博士后并去德国深造。在德国期间,他爱上了新材料研究,解决了很多让外国人头疼的科研难题,是新材料方向领先的华人技术大牛。

天各一方的两兄弟,时常在网络上互通有无,他们分享者各自国家取得的科研成果,对中国的发展非常关注。2010年,山东省济南市政府发起了一个“5150引才计划”。

“5150引才计划”是指,计划用5年左右时间,面向海内外引进150名能够提高城市竞争力、推动高新技术产业发展的高层次创新创业人才。为了体现出诚意与决心,济南市政府为此还设立一个高层次人才引进专项资金,列入财政预算,每年规模1亿元。

远在加拿大的胡文觉得,这是一个回归家乡“有所为”的好时机。同年,他来到济南市,创立了晶正电子。得知哥哥回国,身在德国的胡卉也决定回国创业,兄弟二人家乡团聚。

胡卉向胡文阐述了对中国未来高端制造业的展望,他觉得,兄弟二人的优势在新材料,该方向具备技术攻坚难度的是,铌酸锂产业的“中流砥柱”铌酸锂单晶薄膜。

铌酸锂单晶薄膜,可以应用到电光调制器,辅助提高调制效率、降低损耗。

人们的生活场景中,手机、WIFI、通信基站中的存储元器件都会用到铌酸锂单晶薄膜。

今年,全球聚焦的俄乌战争,俄罗斯所使用的GPS系统“格洛纳斯卫星”就需要用到铌酸锂电光调制器。上到军事,下到生活。铌酸锂产业的重要程度超乎想象。

可即便如此,铌酸锂单晶薄膜仍有自身难以突破的瓶颈。

首先,量产难;其次,薄膜工艺要求高,如果薄膜过厚对强电光交互会产生一定影响,且会损耗电光调制器;第三,资本不关注。这导致铌酸锂在产业化推进上,十分乏力。

胡文、胡卉两兄弟想跨越鸿沟,将铌酸锂价值释放。

突破铌酸锂单晶薄膜技术,填补行业空白

任何行业想要打开一片天,往往需要“天时、地利、人和”。产品不是光研发生产出来就行了,要有市场,去消化、流通。

公司成立有5年时间,胡文、胡卉的主要工作就是拿着济南市政府提供的专项资金,带领团队搞研发,他们有时候一周休息半天,一次次实验,一次次失败,尝试各种方式实现技术攻克,实验万次,最终通过离子注入等技术,研发出了纳米厚度铌酸锂单晶薄膜。

这是技术上的一次飞跃,填补了全行业空白。纳米厚度铌酸锂单晶薄膜的优势是,从厚度0.5毫米的铌酸锂材料上剥离出数百纳米的单晶薄膜,相当于把材料平行切了1000片。

也就是说,通过特殊工艺可以让铌酸锂单晶薄膜更薄、数量更多。

胡文、胡卉欣喜若狂,两兄弟用了5年时间终于成功了,可这只是走向胜利的第一步。第二步是如何把产品应用到产业化,走向商业化,此步骤的前提是先要完成工业化。

铌酸锂单晶薄膜的工业化问题,一直被视为新材料“卡脖子”的“老大难”,需要复杂的工艺流程,胡文、胡卉却觉得,他们已拥有工业化实力,是全球唯一实现工业化生产的公司。

2016年,在济南市综合保税区的助力下,晶正电子建起占地39亩的生产基地。个别投新材料的资本闻风得知,真有公司把铌酸锂工业基地建起来了,马上飞来济南市。

资本的特点是,从来不错过任何一个“占坑”的机会。晶正电子很快拿到一笔未披露金额的A轮融资,这笔钱胡文、胡卉握了3年,他们低估了对资本二字的认知。

除非资本不计回报周期愿意跟进,否则冷门行业想持续融资犹如“天方夜谭”。

铌酸锂及晶正电子真正迎来机会是在2019年。

这一切都要感谢华为,美国“断供”反而刺激了中国铌酸锂产业的爆发。资本逐渐从互联网、移动互联网行业走出来,涌入到攻坚“卡脖子”技术的硬科技赛道,加之新能源、芯片半导体产业链崛起,使上游铌酸锂价格纷纷暴涨,从冷门熬到热门。晶正电子很快成了热门风口中的受益者,迎来资本追捧。

企查查显示,公司成立至今一共拿下7轮融资,投资方包括华义创投、映趣资本、世纪金源、紫荆资本、源创投资等VC/PE、产业资本。近日,华为投资晶正电子,引来外界强烈关注。

实际上,这是华为今年在新能源、芯片半导体、光通信等领域押宝的第10家公司。前面,他们在全国各地投了中科海钠、睿芯微电子、安其威微电子、亘星智能、旗芯微、微源光子、卫蓝新能源、特思迪半导体、天喻软件等一批明星公司。

有业内人士表示,华为投资晶正电子是要牢牢抓住铌酸锂产业,强化光通信业务。

市场研究机构Dell'Oro Group日前发布“2022年第一季度全球整体电信设备市场报告”称,受“断供”影响,华为全球电信设备市场份额缩减至2018年以来的最低水平,接近24%。

由此,华为需要尽快恢复其在全球电信设备市场的统治地位。

布局晶正电子,是华为在光通信业务上下的一盘大棋。目前,晶正电子的39亩生产基地已拥有完整生产线,产品销往国内外200多家公司,他们正朝着全球铌酸锂龙头的方向,迈进。

铌酸锂:没了它,你的手机会一直慢三拍?

每当苹果、英特尔发布新一代芯片时,鼓吹性能比上一代提升20%-30%的时候,总会出现这样的评论:“好像在挤牙膏。”摩尔定律说好的“翻一番”,为什么会在牙膏厂的车间里失效,其中“学问”很大,原因复杂,后果严重。

首先来说“学问”。芯片信息处理能力,取决于晶体管数量,按照这种思路,首选的解决方式肯定是增加晶体管数量。的确有企业这么做了:2021年,美国Cerebras就推出一块芯片,晶体管数量达到2.6万亿个;今年,英伟达鼓捣出1400亿个晶体管的新一代显卡。要知道,当前手机和电脑上能用到的顶级芯片,晶体管数量刚刚超过100亿——相差这么大,难道主流的牙膏厂们都在消极怠工?

这就要说到复杂的原因。让我们先看看两块芯片的参数:Cerebras的芯片比iPad还大,英伟达的新显卡GH100——面积1平方米;功耗上,这两块芯片也是名副其实的电老虎——23kw和1kw。

简单来说,要用这俩货组台电脑,不仅要家里有矿,估计还得自备发电机。如果考虑便携性,最好再投资一副扁担。

芯片制造,是一种在体积、能耗、成本之间妥协的艺术。而被“妥协”掉的,自然就是性能。后果也是严重的:现行技术前提下,在手机和电脑上实现真正意义上的AI,基本不可能。

因此,现在的芯片技术发展得用两条腿走路:

用新材料、新技术填补妥协的坑——但这也只是过渡选择;

而想要实现芯片小体积、大算力,还是得依靠戈尔定律中的互联网神话——光芯片。

铌酸锂恰好能够同时满足两种需求。

纳米级薄膜铌酸锂作为新材料,可以作为硅基芯片的衬底材料,提升性能;同时,铌酸锂凭借优秀的电光效应,也是当前学界公推的光芯片基础材料。美国国防部在一份报告中这样评价:“如果电子革命的中心是以使其成为可能的硅材料命名的,那么光子学革命的发源地则很可能就是以铌酸锂命名了。”

对于中国来说,新材料和光芯片,都是弯道超车的关键要素,铌酸锂现在和未来都被将赋予重任。

铌酸锂材料、及元器件将在未来的6G网络中将发挥什么作用?

6G将通过天地一体基站形成网络,最终实现“万物互联”。不过相比5G,6G波长更短,需要搭配更多基站,保证信号源无处不在,才能满足日常使用需求。

有日本专家预测,所需基站的数量要达到人口数量的10倍才可能完成一个国家的6G升级。在中国,部署完6G需要装载140亿台基站。

未来你会看到基站加装在随处可见的路灯、标识、公共汽车等基础设施上。6G时代的基站尺寸也将从5G的“冰箱”缩小至“手机”大小。

光器件的需求量和尺寸自然会因此产生质的改变,薄膜铌酸锂将成为未来6G基站的核心材料。

除了基站应用,铌酸锂还现身在光全息存储器上。6G时代,地球上的每一粒“沙子”有属于自己的编号和信息,服务器硬盘的吞吐量则会直接在指数上增加。根据当前理论:世界上所有的网络信息的总和每两年就会翻一番。

这让具有高带宽、大容量的铌酸锂现身6G云边端网络,成为元宇宙中处理信息的守门人。

又一条万亿赛道火爆

今年,VC/PE在抢新材料项目

放眼全国,新材料今年席卷创投圈,又一条万亿赛道正在隐隐爆发。

有这样一组数据——截至2022年7月,2022年新材料赛道已披露国内融资事件389起,融资总额约合人民币500.83亿元。从投资规模来看,今年上半年新材料赛道融资规模达到1亿以上的事件共56起,占比约为14.39%,5000万~1亿的事件65起,占比约为16.71%。

而梳理这一笔笔投资发现,大部分资金都汇聚在同一个方向——新能源材料。“现在新能源的产业创新已经从应用转向材料端,投资方向也要向上游转移。”北京一位长期关注新能源产业的投资人想投资界表示。随着新能源汽车需求上升,上下游供求关系紧张,上游材料依赖进口的问题便会暴露,所以今年投资人都忙着去投新能源材料。

尤今年新能源原材料价格暴涨的一幕历历在目。在这个背景下,无论是财务型VC/PE机构还是产业资本都开始涌向这片土地。比如在电池原材料领域,宁德时代早早入股了加拿大著名的锂矿公司NeoLithium、北美锂业、北美镍业、天华超净、天宜锂业等公司。从铜、钴、锂、镍等矿石资源,再到锂盐材料到正极材料等电池材料,宁德时代几乎投了一遍。

比亚迪同样将触角向上游延伸。2021年,比亚迪参股成立了蜀能矿产,计划综合开发马边县磷矿资源及磷酸铁锂项目。对此,比亚迪方面曾回应:“公司的投资均有战略和产业的考虑。”今年,比亚迪入手了光伏设备制造公司金石能源、材料公司先导薄膜等公司。

不久前,曾毓群王传福还联手投了一只新能源材料独角兽——杉杉锂电。这家公司的幕后老板64岁浙商——郑永刚,靠着卖服装起家,创立的杉杉股份是中国服装业第一家上市公司。1999年,杉杉股份从服装行业向科技、能源等行业转型,成为了集新能源科技、偏光片、医疗健康、贸易物流等产业于一体的多元化集团,更是国内锂电池材料、光电显示材料的行业龙头。

2014年,杉杉股份在上海临港新片区创立了杉杉锂电,主要从事锂离子电池负极材料及其炭素材料的研发、生产与销售业务。今年4月,杉杉股份公告称,杉杉锂电完成增资,除了杉杉股份全资子公司宁波杉杉新能源,还引进了四位战略投资人——问鼎投资、比亚迪、宁德时代以及中国石油旗下昆仑资本。此次增资后,杉杉锂电投后估值为118.2亿元,首轮融资就跻身独角兽公司行列。

VC/PE在新材料领域的布局也丝毫不逊色。他们早已开始疯狂挖掘优质项目,带火了一批新材料新秀,研一新材料便是其中之一。2019年,45岁的创业老兵岳敏创立研一新材料,以开发锂电池新型功能材料为核心业务。成立短短3年,研一新材料便引来了晨道资本、深创投、红杉中国、高瓴创投、CPE源峰等一众知名投资机构。

不少投资机构仔细梳理了氢能、储能、动力电池等产业链,并圈定了几个新材料的技术方向,主动联络高校、科研院所一同孵化项目。

无独有偶,半导体材料领域也出现投资人扎堆儿的火热场面。在全球芯片短缺向上游传导的过程中,投资人的注意力也开始从下游芯片设计公司转移到芯片上游的硅片、光刻胶、电子气体等环节。

这也是一个残酷的现实:一些关键的半导体材料长期被国外垄断。数据显示,硅片、SOI、光刻胶的国产化率都不到5%,光掩模不到10%,抛光液和抛光垫不到15%,靶材只有20%,电子特气表现稍微不错,国产水平在30%左右。“相比于海外,中国半导体材料落后15-20年,确实是非常值得投资的。”国内一位知名投资大佬说,借着国产替代的东风,我国的新材料产业比其他国家跑得更快。

去年,西安奕斯伟材料完成超30亿人民币的B轮融资,轰动一时。奕斯伟材料是目前国内极少数能量产12英寸大硅片的半导体材料企业,创始人王东升是京东方的创始人,被业界称为“中国液晶显示产业之父”。此外,半导体硅片企业「鑫芯半导体」、高景太阳能等生产大尺寸硅片的公司也陆续完成了过亿融资。

沿着国产化替代的思路来看,以往坐着“冷板凳”的新材料终于火了。工信部对全国30多家大型企业130多种关键基础材料的调研结果显示,有32%的关键材料尚属空白,52%依赖进口,主要依赖进口的材料除了半导体材料、新能源材料,还有显示材料、生物医用材料、高性能纤维、高性能膜材料、先进高分子材料等。“关键材料不突破,先进制造、半导体、新能源、医疗医药等产业发展就是空中楼阁。”华南一位关注新材料方向的投资人感叹。

当下,创投圈渐渐达成了一个共识:新材料产业是一个值得长期跟踪投资的朝阳行业。“新材料的战略地位不亚于芯片和能源,国家之间的科技战争就卡在材料环节。而国家‘双碳’目标、‘卡脖子’技术攻关和高质量经济发展需求等多重要素,为新材料、相关技术与产业带来了新的机遇。”

正所谓,每一次技术革命一定伴随着材料的革新。如今,新材料自主可控也是我们必须跨越的一道坎。现在,VC/PE都赶来了。

文章来源:立方知造局,投资家,投资界

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