火眼新材料謝黎明：面向未來集成電路的二維半導體制造

科學家創業 十年磨一劍。在實驗室與廣闊市場之間，橫亙著一條條鴻溝。是誰，能為這些深藏于試管、代碼與公式中的顛覆性力量搭橋鋪路，讓創新的種子穿越險阻，生長為參天大樹？
中關村資本和融中財經聯合推出“讓創新生長”科學家創業專欄，專訪由中關村資本投資并陪伴成長的科學家創業團隊，將目光投向這群特殊的創業者——他們是實驗室里的首席科學家，也是搏擊商海的創始人。讓我們記錄科學家創業者從“論文”到“產品”、從“技術”到“產業”的跨越之路。面對面聆聽領航者們的初心與夢想，揭開他們從“書架”走向“貨架”的奮斗故事。我們更將探尋，在這段充滿未知與挑戰的征程上，中關村資本如何以“耐心資本”的姿態，提供超越簡單財務投資的全方位服務——從戰略布局、資源嫁接，到市場開拓、長期陪伴，成為科學家們最堅實的同行者。
讓我們一起，讀懂創新生長的力量，見證資本與智慧共同寫就的傳奇。

全球半導體產業正站在一個關鍵的歷史十字路口，傳統的硅基集成電路技術在狂奔數十年后，正無可避免地逼近物理極限。

隨著晶體管器件的微縮變得愈發困難，曾經被視為鐵律的摩爾定律延續面臨巨大挑戰，芯片性能的提升不再像過去那樣輕而易舉。與此同時，邏輯計算單元與存儲單元之間的數據傳輸功耗和時間延遲構成的“存儲墻”問題，也嚴重制約著系統性能的進一步躍升。

在這一“后摩爾時代”的背景下，尋找能夠突破硅基極限的新材料與新路徑，成為了關乎集成電路產業未來的戰略命題。國際器件與系統路線圖（IRDS）已經給出了預測，預計在2031年左右，二維半導體將用于集成電路制造，這種僅有幾個原子層厚度的新材料，具備制備物理尺寸小于1納米晶體管器件的潛力，并能與硅基器件實現三維集成，被視為打破僵局的關鍵鑰匙。

在這一宏大的產業變革浪潮中，火眼新材料應運而生。致力于將最前沿的科學研究成果轉化為新質生產力，火眼新材料確立了明確的使命：將幾個原子層厚度的二維半導體材料真正應用到芯片制造中，為中國集成電路產業開辟全新的技術路徑。

不同于單點突破的創業公司，火眼新材料將構建了“裝備+工藝+檢測”的全產業鏈護城河。公司圍繞二維半導體材料，布局了生長裝備、液相生長技術以及晶圓質量檢測技術，形成了獨特的“圍欄效應”。

從實驗室的象牙塔邁向嚴苛的產業戰場，火眼新材料完成了一場從發散性科研思維到聚焦產業需求的深刻轉型。在這條充滿不確定性的硬科技創業之路上，早期投資方中關村資本給予了關鍵性支持——不僅提供了堅實的資金保障，更以其對國家戰略方向的深刻理解，幫助公司錨定發展定位、堅定技術信念，并高效對接產業與資本資源。正是這份兼具戰略視野與長期耐心的陪伴，使火眼新材料得以穿越硬科技創業常遇的“死亡之谷”，在技術爆發的前夜穩步前行。

破局“后摩爾時代”：二維半導體的新質生產力突圍

火眼新材料創立的核心初衷，在于將最前沿的科學研究成果轉化為新質生產力。

具體而言，就是將僅有幾個原子層厚度的二維半導體材料應用到芯片制造中，旨在為國家集成電路產業的發展提供一條全新的技術路徑。這一戰略選擇的背后，是對當前全球半導體產業技術困境的深刻洞察。

目前的集成電路發展正遭遇兩個難以逾越的瓶頸問題：首先是晶體管器件的微縮變得愈發困難，這意味著摩爾定律的延續面臨巨大挑戰；其次是“存儲墻”問題，即邏輯計算單元與存儲單元之間的數據傳輸功耗和時間延遲，嚴重制約了系統性能的進一步提升。

正是這些嚴峻的行業挑戰，給以單層二硫化鉬為代表的二維半導體材料帶來了巨大的歷史性機遇。這類只有幾個原子層厚度的新材料，具備制備物理尺寸小于1納米晶體管器件的潛力，并且能夠與硅基器件實現三維集成。鑒于其巨大的應用前景，該技術路線已被納入半導體領域權威的IRDS（國際器件與系統路線圖），預計在2031年左右將用于集成電路制造。

在這一巨大的應用前景牽引下，無論是學術界還是半導體工業界，都已全面啟動對這種新材料的深入研究。

火眼新材料正是在這樣的背景下應運而生。公司由一支兼具頂尖學術背景與工程化能力的科學家團隊創立，專注于原子級厚度的二維半導體材料及其生長裝備、檢測設備的研發與制造，目標是為后摩爾時代的集成電路提供可量產、高可靠的新材料解決方案。其核心產品包括2英寸單層二硫化鉬（MoS?）晶圓、搭載高溫原位成像技術的化學氣相沉積系統（FE-MIC-900），以及晶圓缺陷檢測系統（FE-WDI-200）。依托自主研發的液相外延生長、定點生長、耐高溫原位顯微監控及晶圓級檢測等核心技術，火眼新材料初步構建起覆蓋“材料—工藝—裝備—檢測”全鏈條技術體系，并擁有多項關鍵專利。

公司創始人謝黎明博士，本科與博士均畢業于北京大學，曾于2007至2008年作為訪問博士生赴美國麻省理工學院（MIT）開展研究，并于2009至2012年在斯坦福大學從事博士后工作。2012年回國后，他被聘為國家納米科學中心研究員、博士生導師，長期聚焦二維半導體材料的可控生長、精密表征及專用設備開發。至今，他在《Nature Materials》《JACS》《Advanced Materials》《Nano Letters》《ACS Nano》等國際頂級期刊發表論文110余篇，申請發明專利10余項，牽頭制定國家標準3項，并先后入選北京市科技新星、北京市高層次創新創業人才支持計劃青年拔尖人才、國家自然科學基金優秀青年科學基金等重要人才項目。正是這樣一位兼具國際視野、科研深度與工程落地能力的科學家，帶領火眼新材料從實驗室走向產業前沿，錨定二維半導體這一戰略賽道，堅定推進從“書架”到“貨架”的跨越。

而作為企業的早期資方，中關村資本給予火眼新材料的支持是全方位且意義深遠的。

首先，資金支持無疑是至關重要的，為企業發展提供了堅實保障。更為關鍵的是，作為代表中關村的科技投資機構，中關村資本深刻把握國家發展的實際需求與長遠戰略方向。

在與火眼新材料的深入交流中，他們不僅幫助厘清企業的發展定位與戰略目標，更如一盞明燈，為公司指明了前行的方向。此外，中關村資本對科技創新所展現出的熱忱與信念，極大地鼓舞了團隊士氣，堅定了公司實現發展目標的信心。

與此同時，他們在資源整合方面也給予了有力支持，積極協助對接優質的投資資源與產業生態，全面助力企業成長壯大。

煉就“火眼金睛”：構建“裝備+工藝+檢測”的技術護城河

公司取名“火眼”，其寓意深遠且直接指向其核心技術壁壘。

所謂“火眼”，本意即在烈火中能看清事物。這形象地概括了火眼新材料的一項獨門絕技——耐高溫原位光學成像技術，這項技術能夠在極高溫度的環境下，清晰地觀測材料的生長過程，實現對生長情況的實時監控與反饋，從而從源頭上保證材料的高質量生長。火眼新材料希望通過“火眼”這一概念，表達其利用先進的制造技術與設備，以及先進的晶圓檢測技術，全面應用到二維半導體晶圓材料的制造環節中，為芯片應用提供最高質量的半導體材料。

目前，火眼新材料已初步構建起堅實的技術護城河。除了耐高溫原位光學成像技術外，公司還掌握了全單層二維半導體制備的液相外延技術、定點生長技術以及二維半導體晶圓的質量檢測技術。與國內外同行相比，火眼新材料并非單點突破，而是圍繞二維半導體材料進行了全產業鏈布局，涵蓋生長裝備、生長方法與工藝、檢測技術與裝備三個方面。

這種在多個環節形成的閉環，構成了獨特的“圍欄效應”，能夠全方位保障材料的高質量與高可靠性制造，從而在產品質量和制造成果等方面形成顯著優勢。

在產品落地方面，公司目前具有代表性的產品是一款搭載“火眼”技術的化學氣相沉積系統。

該系統能夠在微米分辨率層次上，對高溫工藝過程進行全流程監控。通過實時反饋控制，系統可以精準調節高溫材料生長、材料刻蝕、材料加工等過程的工藝參數，有效解決了新材料制備、新工藝優化以及產品良率提升等關鍵難題。目前，該產品正處于初步推廣階段，并已實現了面向科研用戶的銷售。

為了保持技術的持續領先，火眼新材料在研發上保持了高強度的投入。公司研發投入占比超過80%，組建了一支包括北大博士、中科院碩士等高學歷技術人員在內的研發團隊。團隊成員背景覆蓋材料生長、光學成像、機械設計、軟件編寫等多個領域，全方位覆蓋了二維半導體材料制造工藝與裝備的研發需求。

此外，公司一直與國家納米科學中心這一國家級研究機構開展深度合作，內容涉及二維半導體的制造工藝與方法研發、裝備的試用測試與完善等。通過這種產學研的緊密結合，火眼新材料能夠迅速將最前沿的技術與方法轉化為產品，或為產品增質增效，持續保持產品的先進性。

跨越“死亡之谷”：科學家思維轉型與耐心資本的守望

從實驗室走向市場，對于科學家創業團隊而言，最大的挑戰往往來自于思維模式的轉變。

火眼新材料在創業初期，面臨的關鍵挑戰正是如何從科研思維轉變為產業思維。科研思維通常是發散性的，關注什么問題有意思、什么課題別人沒做過；而創業必須基于產業需求，必須思考未來的大產業是什么，在這個產業中需要什么樣的產品和核心技術，從而提早研發，搶占市場需求的制高點。團隊的客服思路也隨之調整為從產業需求出發，確定研發目標，進而整合技術、攻關技術，最終研發出具有市場競爭力的產品。這是一個不斷試錯與反饋的過程，團隊在這一過程中不斷學習與進步。

在創業的征途中，火眼新材料也經歷過“至暗時刻”。最艱難的時刻莫過于投資人認為產品規模化應用需要的時間過長，早期投資風險過高。這是硬科技創業團隊必須面對的殘酷現實：理想很宏偉，現實很殘酷。

幸運的是，作為公司的早期投資方，中關村資本對項目表現出了極大的耐心，并與創業團隊進行了深入的交流與指導。這種“耐心資本”的守望，對于需要長周期研發的硬科技企業來說至關重要。

展望未來3到5年，火眼新材料的戰略重點依然聚焦于三個方面：先進的二維半導體晶圓制造裝備、高質量的二維半導體晶圓材料以及晶圓檢測設備。

鑒于公司的“火眼”化學氣相沉積設備與二維半導體材料在國內外均處于領先地位，火眼新材料在國際市場上也具備極強的競爭力。因此，公司在立足國內市場的同時，也將積極拓展國際市場，致力于在更廣闊的舞臺上證明中國新材料技術的實力。

面對新材料領域快速迭代的趨勢，火眼新材料將繼續筑牢技術壁壘，在方法、工藝、裝備、檢測、標準等方面齊頭并進，形成強大的綜合優勢，等待那個屬于二維半導體時代的全面到來。