【中关村资本-科学家创业系列选题】火眼新材料谢黎明：面向未来集成电路的二维半导体制造

科学家创业 十年磨一剑。在实验室与广阔市场之间，横亘着一条条鸿沟。是谁，能为这些深藏于试管、代码与公式中的颠覆性力量搭桥铺路，让创新的种子穿越险阻，生长为参天大树？
中关村资本和融中财经联合推出“让创新生长”科学家创业专栏，专访由中关村资本投资并陪伴成长的科学家创业团队，将目光投向这群特殊的创业者——他们是实验室里的首席科学家，也是搏击商海的创始人。让我们记录科学家创业者从“论文”到“产品”、从“技术”到“产业”的跨越之路。面对面聆听领航者们的初心与梦想，揭开他们从“书架”走向“货架”的奋斗故事。我们更将探寻，在这段充满未知与挑战的征程上，中关村资本如何以“耐心资本”的姿态，提供超越简单财务投资的全方位服务——从战略布局、资源嫁接，到市场开拓、长期陪伴，成为科学家们最坚实的同行者。
让我们一起，读懂创新生长的力量，见证资本与智慧共同写就的传奇。

全球半导体产业正站在一个关键的历史十字路口，传统的硅基集成电路技术在狂奔数十年后，正无可避免地逼近物理极限。

随着晶体管器件的微缩变得愈发困难，曾经被视为铁律的摩尔定律延续面临巨大挑战，芯片性能的提升不再像过去那样轻而易举。与此同时，逻辑计算单元与存储单元之间的数据传输功耗和时间延迟构成的“存储墙”问题，也严重制约着系统性能的进一步跃升。

在这一“后摩尔时代”的背景下，寻找能够突破硅基极限的新材料与新路径，成为了关乎集成电路产业未来的战略命题。国际器件与系统路线图（IRDS）已经给出了预测，预计在2031年左右，二维半导体将用于集成电路制造，这种仅有几个原子层厚度的新材料，具备制备物理尺寸小于1纳米晶体管器件的潜力，并能与硅基器件实现三维集成，被视为打破僵局的关键钥匙。

在这一宏大的产业变革浪潮中，火眼新材料应运而生。致力于将最前沿的科学研究成果转化为新质生产力，火眼新材料确立了明确的使命：将几个原子层厚度的二维半导体材料真正应用到芯片制造中，为中国集成电路产业开辟全新的技术路径。

不同于单点突破的创业公司，火眼新材料将构建了“装备+工艺+检测”的全产业链护城河。公司围绕二维半导体材料，布局了生长装备、液相生长技术以及晶圆质量检测技术，形成了独特的“围栏效应”。

从实验室的象牙塔迈向严苛的产业战场，火眼新材料完成了一场从发散性科研思维到聚焦产业需求的深刻转型。在这条充满不确定性的硬科技创业之路上，早期投资方中关村资本给予了关键性支持——不仅提供了坚实的资金保障，更以其对国家战略方向的深刻理解，帮助公司锚定发展定位、坚定技术信念，并高效对接产业与资本资源。正是这份兼具战略视野与长期耐心的陪伴，使火眼新材料得以穿越硬科技创业常遇的“死亡之谷”，在技术爆发的前夜稳步前行。

破局“后摩尔时代”：二维半导体的新质生产力突围

火眼新材料创立的核心初衷，在于将最前沿的科学研究成果转化为新质生产力。

具体而言，就是将仅有几个原子层厚度的二维半导体材料应用到芯片制造中，旨在为国家集成电路产业的发展提供一条全新的技术路径。这一战略选择的背后，是对当前全球半导体产业技术困境的深刻洞察。

目前的集成电路发展正遭遇两个难以逾越的瓶颈问题：首先是晶体管器件的微缩变得愈发困难，这意味着摩尔定律的延续面临巨大挑战；其次是“存储墙”问题，即逻辑计算单元与存储单元之间的数据传输功耗和时间延迟，严重制约了系统性能的进一步提升。

正是这些严峻的行业挑战，给以单层二硫化钼为代表的二维半导体材料带来了巨大的历史性机遇。这类只有几个原子层厚度的新材料，具备制备物理尺寸小于1纳米晶体管器件的潜力，并且能够与硅基器件实现三维集成。鉴于其巨大的应用前景，该技术路线已被纳入半导体领域权威的IRDS（国际器件与系统路线图），预计在2031年左右将用于集成电路制造。

在这一巨大的应用前景牵引下，无论是学术界还是半导体工业界，都已全面启动对这种新材料的深入研究。

火眼新材料正是在这样的背景下应运而生。公司由一支兼具顶尖学术背景与工程化能力的科学家团队创立，专注于原子级厚度的二维半导体材料及其生长装备、检测设备的研发与制造，目标是为后摩尔时代的集成电路提供可量产、高可靠的新材料解决方案。其核心产品包括2英寸单层二硫化钼（MoS₂）晶圆、搭载高温原位成像技术的化学气相沉积系统（FE-MIC-900），以及晶圆缺陷检测系统（FE-WDI-200）。依托自主研发的液相外延生长、定点生长、耐高温原位显微监控及晶圆级检测等核心技术，火眼新材料初步构建起覆盖“材料—工艺—装备—检测”全链条技术体系，并拥有多项关键专利。

公司创始人谢黎明博士，本科与博士均毕业于北京大学，曾于2007至2008年作为访问博士生赴美国麻省理工学院（MIT）开展研究，并于2009至2012年在斯坦福大学从事博士后工作。2012年回国后，他被聘为国家纳米科学中心研究员、博士生导师，长期聚焦二维半导体材料的可控生长、精密表征及专用设备开发。至今，他在《Nature Materials》《JACS》《Advanced Materials》《Nano Letters》《ACS Nano》等国际顶级期刊发表论文110余篇，申请发明专利10余项，牵头制定国家标准3项，并先后入选北京市科技新星、北京市高层次创新创业人才支持计划青年拔尖人才、国家自然科学基金优秀青年科学基金等重要人才项目。正是这样一位兼具国际视野、科研深度与工程落地能力的科学家，带领火眼新材料从实验室走向产业前沿，锚定二维半导体这一战略赛道，坚定推进从“书架”到“货架”的跨越。

而作为企业的早期资方，中关村资本给予火眼新材料的支持是全方位且意义深远的。

首先，资金支持无疑是至关重要的，为企业发展提供了坚实保障。更为关键的是，作为代表中关村的科技投资机构，中关村资本深刻把握国家发展的实际需求与长远战略方向。

在与火眼新材料的深入交流中，他们不仅帮助厘清企业的发展定位与战略目标，更如一盏明灯，为公司指明了前行的方向。此外，中关村资本对科技创新所展现出的热忱与信念，极大地鼓舞了团队士气，坚定了公司实现发展目标的信心。

与此同时，他们在资源整合方面也给予了有力支持，积极协助对接优质的投资资源与产业生态，全面助力企业成长壮大。

炼就“火眼金睛”：构建“装备+工艺+检测”的技术护城河

公司取名“火眼”，其寓意深远且直接指向其核心技术壁垒。

所谓“火眼”，本意即在烈火中能看清事物。这形象地概括了火眼新材料的一项独门绝技——耐高温原位光学成像技术，这项技术能够在极高温度的环境下，清晰地观测材料的生长过程，实现对生长情况的实时监控与反馈，从而从源头上保证材料的高质量生长。火眼新材料希望通过“火眼”这一概念，表达其利用先进的制造技术与设备，以及先进的晶圆检测技术，全面应用到二维半导体晶圆材料的制造环节中，为芯片应用提供最高质量的半导体材料。

目前，火眼新材料已初步构建起坚实的技术护城河。除了耐高温原位光学成像技术外，公司还掌握了全单层二维半导体制备的液相外延技术、定点生长技术以及二维半导体晶圆的质量检测技术。与国内外同行相比，火眼新材料并非单点突破，而是围绕二维半导体材料进行了全产业链布局，涵盖生长装备、生长方法与工艺、检测技术与装备三个方面。

这种在多个环节形成的闭环，构成了独特的“围栏效应”，能够全方位保障材料的高质量与高可靠性制造，从而在产品质量和制造成果等方面形成显著优势。

在产品落地方面，公司目前具有代表性的产品是一款搭载“火眼”技术的化学气相沉积系统。

该系统能够在微米分辨率层次上，对高温工艺过程进行全流程监控。通过实时反馈控制，系统可以精准调节高温材料生长、材料刻蚀、材料加工等过程的工艺参数，有效解决了新材料制备、新工艺优化以及产品良率提升等关键难题。目前，该产品正处于初步推广阶段，并已实现了面向科研用户的销售。

为了保持技术的持续领先，火眼新材料在研发上保持了高强度的投入。公司研发投入占比超过80%，组建了一支包括北大博士、中科院硕士等高学历技术人员在内的研发团队。团队成员背景覆盖材料生长、光学成像、机械设计、软件编写等多个领域，全方位覆盖了二维半导体材料制造工艺与装备的研发需求。

此外，公司一直与国家纳米科学中心这一国家级研究机构开展深度合作，内容涉及二维半导体的制造工艺与方法研发、装备的试用测试与完善等。通过这种产学研的紧密结合，火眼新材料能够迅速将最前沿的技术与方法转化为产品，或为产品增质增效，持续保持产品的先进性。

跨越“死亡之谷”：科学家思维转型与耐心资本的守望

从实验室走向市场，对于科学家创业团队而言，最大的挑战往往来自于思维模式的转变。

火眼新材料在创业初期，面临的关键挑战正是如何从科研思维转变为产业思维。科研思维通常是发散性的，关注什么问题有意思、什么课题别人没做过；而创业必须基于产业需求，必须思考未来的大产业是什么，在这个产业中需要什么样的产品和核心技术，从而提早研发，抢占市场需求的制高点。团队的客服思路也随之调整为从产业需求出发，确定研发目标，进而整合技术、攻关技术，最终研发出具有市场竞争力的产品。这是一个不断试错与反馈的过程，团队在这一过程中不断学习与进步。

在创业的征途中，火眼新材料也经历过“至暗时刻”。最艰难的时刻莫过于投资人认为产品规模化应用需要的时间过长，早期投资风险过高。这是硬科技创业团队必须面对的残酷现实：理想很宏伟，现实很残酷。

幸运的是，作为公司的早期投资方，中关村资本对项目表现出了极大的耐心，并与创业团队进行了深入的交流与指导。这种“耐心资本”的守望，对于需要长周期研发的硬科技企业来说至关重要。

展望未来3到5年，火眼新材料的战略重点依然聚焦于三个方面：先进的二维半导体晶圆制造装备、高质量的二维半导体晶圆材料以及晶圆检测设备。

鉴于公司的“火眼”化学气相沉积设备与二维半导体材料在国内外均处于领先地位，火眼新材料在国际市场上也具备极强的竞争力。因此，公司在立足国内市场的同时，也将积极拓展国际市场，致力于在更广阔的舞台上证明中国新材料技术的实力。

面对新材料领域快速迭代的趋势，火眼新材料将继续筑牢技术壁垒，在方法、工艺、装备、检测、标准等方面齐头并进，形成强大的综合优势，等待那个属于二维半导体时代的全面到来。