Станут ли лабораторные алмазы новой вехой в истории электроники

YKTIMES.RU – Несмотря на пренебрежительное отношение со стороны традиционных мастеров, рынок ювелирных изделий и драгоценных камней, оцениваемый в $85 млрд, вскоре наводнят выращенные в лабораторных условиях алмазы Мартина Рошайзена. Кроме того, они могут сыграть немаловажную роль в разработке продвинутых микрочипов для таких сфер, как производство электромобилей и квантовые вычисления, пишет Forbes.

На отремонтированном складе на юге Сан-Франциско стоят в ряд светящиеся плазменные реакторы размером с минивэн. Здесь 52-летний Мартин Рошайзен, сооснователь и генеральный директор Diamond Foundry, показывает четырехдюймовую монокристаллическую алмазную пластину. По словам предпринимателя, она вырезана из необработанного алмаза размером с кулак и весом 423 карата ― это крупнейший в истории рукотворный образец камня, и его хватило бы на изготовление целого комплекта королевских регалий.

Но Рошайзен позиционирует образец как предтечу эпохи квантовых вычислений: «В будущем алмазные пластины будут в каждом микрочипе».

Алмазы позволят изготавливать все более компактную и мощную электронику, будь то телефоны, ноутбуки или автомобили.

Поскольку путь к полупроводникам из алмаза лежит через мастерство изготовления камней ювелирного качества, Рошайзен считает, что его отрасли суждено стать ключевым игроком на рынке бриллиантовых украшений, оборот которого оценивается в $85 млрд. По словам бизнесмена, за прошедший год Diamond Foundry увеличила темпы производства алмазов втрое — до 5 млн карат, а к 2025-му, когда будет запущен и начнет работу на солнечной энергии алмазный завод в Испании за $800 млн, компания намерена преодолеть планку в 20 млн карат ежегодно. При такой производительности предприятие будет выпускать на 60% больше камней, чем гигант De Beers Group, который в прошлом году добыл в шахтах 35 млн карат ― преимущественно в Ботсване и при гораздо бóльших затратах.

И речь совсем не о фианите или муассаните. Рукотворные алмазы ― давно уже не новинка. Так, в 1950-х, имитируя высокую температуру и давление в глубине земной коры, первые камешки вырастили специалисты General Electric. Сегодня в промышленности используются миллиарды карат рукотворных алмазов, но, чтобы усовершенствовать технологию и начать изготавливать неотличимые от натуральных камней (без флуоресцентного спектрометра) алмазы ювелирного качества и почти не встречающихся в природе размеров, потребовалось несколько десятилетий.

Еще 10 лет назад выращенные в лаборатории камни не продавались вообще, а сегодня на них приходится 10% мирового рынка бриллиантов, которых в год продается 125 млн карат, причем по сравнению с натуральными камнями цена лабораторных зачастую ниже на 80%.

«Нашему среднестатистическому покупателю оказалось сложно подступиться к природным бриллиантам из финансовых соображений, ― заявляет Александр Ласик, генеральный директор сети ювелирных магазинов Pandora, которые с прошлого года продают выращенные бриллианты в 7000 торговых точек. ― Мы не забираем долю существующего рынка, а создаем дополнительный».

Пока ювелирный масс-маркет получает отличную прибыль с продажи обручальных колец с кристально чистыми лабораторными бриллиантами на 3 карата по цене до $4500 (в Tiffany & Co., для сравнения, за аналогичные просят в 10 раз больше), люксовые ювелирные дома вроде Cartier и Van Cleef & Arpels воротят носы. Президент Всемирного алмазного совета Эдвард Ашер тоже не очень-то вдохновлен: «В более крупных размерах они настолько дешевые, что растеряли всякую ценность».

«У меня крупнейшая в мире платформа для торговли бриллиантами, и продавать синтетику я не собираюсь. В ней нет дефицита, поэтому не будет сохраняться и ценность», ― объясняет нью-йоркская легенда в мире бриллиантов Мартин Рапапорт.

На его площадке RapNet насчитывается свыше миллиона объявлений о продаже драгоценных камней.

«Потребителей просто надуют. Вот увидите, через год-другой засыплю вас синтетическими бриллиантами», ― добавляет Рапапорт.

Рошайзен считает, что засыпать всех будет он, и проводит аналогию с тем, как культивированный жемчуг популяризировал Микимото:

«Все началось с того, что Джеки Кеннеди не хотела платить много за натуральный жемчуг и предпочитала ему культивированный. До сих пор можно найти полностью природный жемчуг по абсурдно высоким ценам, но на него приходится лишь 1% рынка».

Точно так же, как экологически сознательные потребители стимулируют многократный рост рынка продуктов на растительной основе, Diamond Foundry делает ставку на новое поколение покупателей ювелирных изделий с фирменным слоганом «Эволюция бриллиантов». У природных алмазов углеродный след составляет около 170 кг на карат, хотя у лабораторных камней ― не больше 8 кг. Бизнес Рошайзена стремится к углеродной нейтральности. Реакторы на бывшем яблочном складе предпринимателя в Уэнатчи, что в штате Вашингтон, питаются гидроэлектроэнергией от реки Колумбия. Завод стоимостью $850 млн, сооружаемый в испанской Эстремадуре, будет потреблять 30 МВт солнечной энергии.

«Мы планируем заместить всю природную добычу алмазов в течение пяти лет», ― утверждает Рошайзен.

Будущий серийный предприниматель родился и вырос в немецком Мюнхене. В конце 1990-х, когда взрывными темпами рос интерес Уолл-стрит к интернету, Рошайзен получил степень бакалавра машиностроения в Стэнфордском университете. В 1995 году он стал соучредителем юридической онлайн-библиотеки FindLaw, которую потом выкупил конгломерат Thomson Reuters, а в 1998-м выступил сооснователем сайта для управления рассылками по электронной почте eGroups, который он впоследствии продал Yahoo! за $450 млн.

После краха доткомов, в 2002 году, предприниматель основал вместе с партнерами производителя солнечных панелей Nanosolar, который привлек инвестиции на сумму $600 млн, но не смог продвинуть свою технологию производства тонкопленочных солнечных панелей из селенида меди-индия-галлия и под натиском конкурентов из Китая обанкротился.

Инвестор Джеймс Хоакин из Obvious Ventures вспоминает одну из первых бесед с Рошайзеном. Тот рассказывал, что его команда в Nanosolar искусно овладела мастерством манипулирования отдельными атомами, и они просто выбрали не тот атом.

«Следующим этапом для них стала работа с атомами углерода», ― говорит Хоакин, предвкушающий появление смартфонов с небьющимися алмазными экранами.

«Рошайзен увидел этот метод еще до того, как его разглядели остальные», ― уверен Хоакин.

Фирма Diamond Foundry была учреждена в 2015 году. Объем финансирования составил $315 млн, а впечатляющий список инвесторов возглавляли основатель Sun Microsystems Энди Бектолсхейм, создатель первого iPhone Тони Фаделл и соучредитель Twitter Эван Уильямс. Спонсором из числа звезд стал Леонардо Ди Каприо, снявшийся в 2006 году в фильме «Кровавый алмаз».

В 2021 году в бизнес вложился фонд Fidelity Investments и принес еще $200 млн инвестиций, а капитализация компании достигла $1,8 млрд. Судя по документам для Комиссии по ценным бумагам и биржам, с тех пор менеджеры портфеля в венчурном фонде повысили стоимость своих конвертируемых привилегированных акций Diamond Foundry на 35%, то есть теперь совокупный акционерный капитал составляет $2,4 млрд. По оценке Forbes, в текущем году бизнес заработал примерно $700 млн. Рошайзену принадлежит 25% компании.

Чтобы изготовить новую алмазную пластину весом 423 карата, идеально подходящую для дальнейшей эволюции микрочипов, предприятие задействовало ноу-хау поглощенной в прошлом году немецкой компании Audiatec. Прорывная разработка нового приобретения заключается в гетероэпитаксии алмаза — наращивании кристаллов слой за слоем на атомарном уровне. Специалисты дочерней фирмы определили, как можно разместить 10 отдельных атомов кристаллизованного углерода на подложке из иридия и заставить их расти в идентичных габаритах, чтобы слиться в единую материнскую базу монокристаллической алмазной пластины.

«Иначе выходит, будто люди начинают без шаблона укладывать плитку с разных концов, потом встречаются посередине, а фрагменты друг с другом не сходятся», ― поясняет Рошайзен.

Волшебство происходит в течение нескольких недель при температуре около 1600°C в плазменном реакторе. Внутрь установки запускается метан, и включаются микроволны, заставляющие атомы углерода выстраиваться слой за слоем в один растущий кристалл алмаза. Конкурентное преимущество Diamond Foundry сводится к следующему: на то, чтобы довести технологию до ума, исследователи потратили 25 лет и провели для этого тысячи экспериментов.

К середине 2025 года Рошайзен рассчитывает изготавливать по 20 млн карат алмаза ежегодно, а затем начать производство неограненных камней размером до 8 дюймов и преодолеть отметку в 50 млн. Когда изготавливаемый товар постоянно дешевеет, наверстывать доход нужно объемами. За последние пять лет среднестатистический камень, продающийся в розничных магазинах Diamond Foundry под брендом VRAI, вырос с 1,3 карата до сегодняшних 1,95 карата, причем цена упала с $3600 до $2500 за карат. Несмотря на то, что сеть располагает локациями в 11 крупных городах мира, включая Нью-Йорк, Лондон и Шанхай, львиная доля продукции VRAI реализуется через фирменный интернет-магазин: к примеру, классическое обручальное кольцо из золота 750-й пробы с круглым бриллиантом-солитером на 2 карата продается за $3300.

В число конкурентов бизнеса входит Lightbox. Это подразделение De Beers Group выращивает алмазы в лабораторных условиях и с 2018 года пытается разбить рынок на два сектора, продавая изделия по $800 за карат вне зависимости от типа огранки и степени прозрачности.

Еще один один конкурент ― WD Lab Grown Diamonds из Белтсвилла в Мэриленде. Фирма продает товар как ювелирным сетям среднего ценового сегмента вроде Robbins Brothers и Helzberg Diamonds, так и новому поколению люксовых брендов с бриллиантами исключительно лабораторного производства. К последним относится торговая марка Oscar Massin, которую в 2021 году основал бывший генеральный директор Cartier, назвав ее в честь легендарного французского ювелира европейской знати. Одна примечательная модель кольца за $21 500 инкрустирована бриллиантами весом 3,76 карата.

«Это принципиально иной уровень», ― уверена Бриттани Льюис, директор по маркетингу в WD Lab Grown Diamonds.

По ее мнению, женщинам, которые приобретают себе бриллиантовые украшения сами, может понравиться идея того, что, покупая драгоценности, они поддерживают умников, защищающих экологию и изобретающих новые полупроводники:

«Одной только связью продавца и покупателя здесь дело не ограничивается».

Вопреки царящему среди традиционных ювелиров предвзятому отношению к бриллиантам лабораторного происхождения, отрасль все чаще привлекает внимание брендов первой величины. 76-летний бизнесмен и изобретатель из Израиля Бенни Ланда координирует работу дюжины плазменных реакторов в LUSIX в городе Реховот. В прошлом году репутация его компании получила отличный стимул в виде инвестиций в акционерный капитал на сумму $90 млн от венчурного фонда Luxury Ventures, принадлежащего конгломерату LVMH. Находящемуся под его же крылом TAG Heuer удалось поместить 40 камней производства LUSIX в свои часы Carrera Plasma за $400 000.

Ланда появлялся в списке богатейших людей мира по версии Forbes в 1995 году, пока не продал свое предприятие Indigo Digital Printing корпорации HP за сумму, эквивалентную сегодняшним $1,4 млрд. В Израиле он открыл уже второй завод, но то, что лабораторные бриллианты ненатуральны, категорически отрицает:

«Мы лишь обеспечиваем условия для того, чтобы природа делала свое дело и атомы углерода сами собирались в кристаллы алмаза. Так же, как и обычные алмазы из недр земли, каждый камень уникален. Алмазов, идентичных по форме и свойствам, не бывает ― так устроена природа в целом».

«Проблемы начнутся, когда отличить натуральный алмаз от искусственного станет невозможно», ― смеется Кормак Кинни, основатель и генеральный директор алмазной биржи Diamond Standard.

Сейчас для обнаружения бриллиантов, выращенных в лабораторных условиях, ювелиры пользуются флуоресцентными спектрометрами. Пока многие по-прежнему готовы платить в разы больше за бриллианты, добытые на шахтах, Кинни придумал способ сделать из них обычный товар и не обрушить при этом цены. Diamond Standard пытается создать жизнеспособный рынок — похожий на тот, где торгуется золото в монетах и слитках, только для бриллиантов. Компания помещает восемь-девять камней общей массой около 3 карат в маленький круглый пластиковый кейс, похожий на монету, куда также интегрирован компьютерный чип для идентификации и подключения к блокчейну.

Для обеспечения равноценного торгового обмена на биржах, регулируемых Комиссией по торговле товарными фьючерсами, детище Кинни, аудит которого проводит Deloitte, делает так, чтобы от монеты к монете бриллианты имели одинаковые характеристики. Текущая цена подобной бриллиантовой монеты составляет $5400. На данный момент Diamond Standard продала акций почти на $250 млн, и руководитель платформы возлагает большие надежды на торговлю фьючерсами на Чикагской товарной бирже, а потом и биржевыми инвестиционными фондами (ETF).

Diamond Standard взимает очень высокую комиссию в размере 3,5% от стоимости продаваемых камней. Именно поэтому в фирменных монетах и слитках Кинни использует исключительно более дорогие бриллианты, добытые в природе. Об алмазах, выращенных в лаборатории, он говорит:

«Какими бы они ни были чудесными, эти камни ненатуральны и не в дефиците».

Рошайзену же до снобизма бриллиантовой отрасли нет никакого дела. Он убежден, что в конечном счете на рынке бриллиантов в каком-то виде установится закон Мура («количество транзисторов, размещенных на кристалле интегральной схемы, удваивается каждые 24 месяца»), и полагает, что через 10 лет алмаз будет оцениваться так же, как сегодня кремниевые полупроводники — в долларах за квадратный дюйм, и продаваться в виде пластин. К слову, в качестве своей следующей новинки компания готовит алмазные микрочипы для проектирования модулей питания электрического транспортного средства, которые будут в шесть раз меньше самой маленькой платы Tesla.

«Следующий уровень миниатюризации с помощью алмаза уже не за горами», ― обещает бизнесмен.

А раз это говорит человек, который намерен выпускать миллионы карат продукции, ударить в грязь лицом ему никак нельзя.

Кристофер Хелман. Перевод Антона Бундина.