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浸润式微影之父:林本坚的最后战役

半导体行业观察 ·2021-09-15 09:07·半导体行业观察
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来源:内容来自「 天下杂志 」,谢谢。


圣经中,有两个角色80岁后才开始新事业,一位名气很大的先知摩西,另一位则是85岁仍雄心万丈,主动请缨出战亚衲族人的「迦勒」。

10年前,「浸润式微影之父」、前台积研发副总林本坚,在张忠谋80岁生日时,曾写一段祝福的话送给上司,引用摩西的故事,强调:世界上有名的人,都是80岁之后,事业才开始。

对《天下》说到这里,林本坚笑得腼腆,他认为,张忠谋就像摩西,是开路者;而自己像迦勒,是战士、是打仗的人,「我体力虽没有年轻时好,但仍然很活跃的,还能和年轻人较量网球,」他笑着说。

林本坚,今年79岁,觉得自己「还没成年」,正要开始新事业!


中研院首位产业界院士,掌舵清大半导体学院


接受《天下》专访这天,新竹午后明媚的斜阳映入清大教师休息室,林本坚穿着一丝不苟黑西装、发丝梳得笔直,眼神坚定,他将成为清华大学首任「半导体学院院长」,学校刚成立筹备处,预计明年开始招收硕士班学生。

向清大校长贺陈弘推荐林本坚的,是当时的成大副校长吴诚文。

他表示,林本坚身为中研院史上第一个产业界出身院士,在业界、学界都地位尊崇,「有号召力,可为清大带来其他学校没有的竞争力。」吴诚文已于8月重回清大,担任电机系特聘讲座教授。

吴诚文当初告诉贺陈弘,清大在材料研究领域非常强,未来半导体业所需人才,逐渐往材料、设备领域位移。在此趋势下,最适当的人就是林本坚,「他当院长的好处是他在台积做到高位、有重大发明、Morris(张忠谋)也很敬重他,林本坚又熟悉设备、材料,这正是清大强项,可以让清大跟其他学校有区别。」

他笑着说,清大抢先找了林本坚,先声夺人;阳明交大因此跟进,也找了另一个台积退休大将、前技术长孙元成,掌管半导体学院;成大亦有重要人选正在评估。

「现在压力在台大那里了,」吴诚文说。

科技业传奇,发明浸润式微影将摩尔定律推进七代


林本坚,台湾科技业传奇人物。一生追寻光影,人生中有两道关键之光:追随耶稣的圣光和半导体之光。

他在IBM待了22年,2000年后加入台积,推动牵动全球半导体高阶制程最关键的浸润式微影技术,将摩尔定律推进了七代,让台积得以引领全球半导体业技术,成为与英特尔、IBM大厂一较高下的幕后功臣。

从台积退休后几年,林本坚常走到住家附近的关新胜利堂传道,专心投入基督教传福音、服务会友(教会的朋友),甚至夜半三更还在接会友电话,帮他们做心理辅导。

但他感叹地说,也许上帝没打算让他成为全天候的传道者。5年前他开始在清大担任讲座教授,发现传道、授业、解惑的教师角色一如传福音,都在帮助人们得到丰富的生命,因此当清大要成立半导体学院,找他当院长,他「义不容辞」。

「我其实没有花很大力气来说服他,」清大校长贺陈弘说,「林院士不需要钱、也不被金钱诱惑,所以,与其说我争取他,不如说是林院士觉得做半导体学院,是有意义的事!」

苏格拉底式辩论课,培养半导体专才、通才、活才


林本坚要培养半导体的「专才」、「通才」、「活才」。

「专才」指具备扎实的知识理论基础,如林本坚大学时就对数理化用心学习,又毕生投入光学领域的技术突破,将本科学好,培养科学型人才,是台湾半导体学院当务之急。

「通才」则指除了精通自己的学问,还能与机械、物理、设备、设计、制程或材料等其他领域的专才沟通、合作,「要知道其他人在做什么,」然后共同协作、为技术创造更大突破。

「活才」则是具备「解决新问题的能力」。林本坚认为,半导体技术快速迭代,所以必须有新点子、新创意、新方法,才能为公司或为世界解决问题、开创新局。

他回想当年在IBM,尽管懂微影,却不懂与微影搭配的蚀刻技术,是靠与同事请益、合作,才有所理解,这是他从专才到通才的过程。但他希望从学校,就要求学生多选修、成为通才。

要培养活才及独立思考能力,他在教授「半导体纳米微影」课程上,就常进行彷彿苏格拉底式的辩论课,例如他会询问某制程为何会产生放大率的变化?刻意挑战学生:是因为光的方向?冷缩热胀?还是其他原因?

他会要求同学提出至少三种方法并论证优缺点,未必只有一个正解,「我希望他们理解:思考事情、找方法,不只有一个答案。」

过去,林本坚最著名的一点,是只要当他认定某件事在科学上是正确的,绝对坚持下去,「虽千万人吾往矣。」

最著名的事迹,是当初他在扶持浸润式微影技术时,几乎与整个半导体业界对干。

他在日常生活,一样秉持这样的科学精神。例如,他练习打网球时,在球拍上装有感测器,可以显示球的速度、旋转率、球打中球拍的位置是中心或旁边,「这样我就能量化自己的进步,」林本坚说。

林本坚校园人气十足,同学暱称他为「Burn爷爷」,清大7月在官方脸书公布他将成为半导体学院院长,就吸引超过300则同学留言:「XXX,是你最爱的Burn爷」、「名师出高徒」、「回来浸润一下」、「半导体大师」、「工作的保证」。清大内部人士笑说,「Burn爷爷佳评如潮。」

林本坚打算为半导体学院学生聘请海内外权威、技术专家,以co-teaching(协同教学)方式,让学生在台湾校园,就能掌握全球技术进展和实务趋势。

门徒高蔡胜:林本坚给了我国际级战役与视野


只不过,留在台湾念硕、博士,真能成为国际级的人才?

林本坚认为可以,他举了个实例:自己得意部属、前台积OPC(光学接近修正)与光罩部门处长高蔡胜。

「他是国际级的权威,」他说。

高蔡胜毕业自清大物理研究所博士班,是道地土博士,「但我念博士班时,就知道自己这辈子得不到诺贝尔奖,」高蔡胜回想,「我很清楚自己的智力到哪,名、利都不能强求,得自己来。」

是林本坚,给了他国际级的战役与视野。

2000年,林本坚被台积前共同营运长蒋尚义延揽,也找高蔡胜加入台积任技术副理,自此跟着林本坚闯荡半导体江湖。林本坚在各大国际论坛发表论文、讨论技术趋势、提倡浸润式微影制程,自己就跟着去。「当时有很多公开场合的仗要打,我就是当打手!」高蔡胜哈哈大笑、说得直白。

ASML副总裁严涛南:已答应林本坚邀请,将赴清大授课


高蔡胜被林本坚找来当未来清大半导体学院执行长,他说,只要同学在校期间「每个项目都好好做」,就算不出台湾,也能成就事业,成功与否,取决于「本事」与「机运」!

「本事是自己的学问与知识基本功要好,机运则是,找一位肯真心提拔、指点你的大师,为你开拓职涯,」高蔡胜说,与其到美国、澳洲念间不知名大学,不如在台湾找好教授、好业师,让伯乐(业师)引领你,就像当年,林本坚是他的伯乐。

林本坚指出,台湾现在有台积电,也有从IC设计、封装测试等半导体产业链各领域权威,每年都发表国际论文、为科技持续突破。未来这些业界翘楚,都会是学院邀请的关键业师。

例如,他另一个台积旧部属,现任ASML全球副总裁严涛南。

人正在美国的严涛南说,自己已经答应林本坚的邀请,未来会在清大半导体学院当兼任教授授课,「Burn不是manager、他是一个leader!台湾半导体技术研发的成功与这些领导者的存在有关,每个人都可以购买设备,但是否具备领导力?才是关键。」

「我们(台湾半导体)以前落后很多,但现在我们领先很多了!」林本坚也有信心,掌舵半导体学院、有他找来的权威业师,本土人才也能发光发热,他要培养出能与全世界竞争的领导型人才。

延伸阅读:到台积电两年,搞出轰动半导体的大事


林本坚是台积电,甚至整个台湾科技业的传奇人物。当前全球半导体高阶制程所用的浸润式微影技术,便来自他的发明。他也因此成为中研院第一位产业界出身的院士。

林本坚早年在 IBM 半导体部门做深紫外光微影研究时,公司的发展主流,却是另一项 X 光微影技术,不但人力资源远超过他的团队,而且,负责 X 光微影的主管,同时也是林本坚的顶头上司。他在公司处境之尴尬可想而知。

但这位以好好先生著称,台积电部属十多年几乎没见他发过脾气的「Burn(林本坚的英文名字)爷爷」,竟不甘忍气吞声,以幽默的方式,公开与上司唱反调。

某天,X 光微影技术有了重大进展,他的上司发给每人一件 T 恤「X ray works」(X 光有用)以资庆贺,林本坚竟是在后面加了 3 个字,成了「X ray works – for the dentists」(X 光可用,是在牙医诊所),还 用磁铁挂在他办公桌后面的文件柜上,昭告所有路过的同事(值得一提的是,深紫外光,成了半导体过去 30 年的主要光源,X ray 则至今仍未商用化)。

形势比人强,林本坚还是在 50 岁,申请提早退休创业,并在 2000 年加入台积负责微影研发。

  • 工作两年,就搞出大事


他到台积电工作两年,就搞出轰动全世界半导体界的大事。

当时业界主要微影光源──波长 193 纳米的雷射,性能已经难以持续推动摩尔定律。而预计接棒的 157 纳米光源,因为种种技术难题,商用化时程一再延后,成为业界头痛的问题。

当林本坚在 2002 年,应邀到 157 纳米的业界研讨会,竟然以一个众人都没想到的技术──将既有技术小幅改良的 193 纳米浸润式微影为演讲主题,结果引起满场轰动。

  • 把摩尔定律推进七代


一个日本、美国、欧洲设备厂投下百亿美元研发的技术,就因为林本坚一席话而被搁置。

当时是林本坚上司、台积电共同前营运长蒋尚义回忆,当时确实有设备大厂的高层主管表达严重关切,「希望我能管管他,不要搅局,」他在林本坚的新书序里写着。
林本坚的新书中,将「发明并推广浸润式微影,把摩尔定律推进了七代」列入自己在投影微影领域的八项贡献之一。

其中另一项,他在 IBM 工作时期完成的研究,「仿真机台震动队成像容忍度的影响」,看似不起眼,但对台湾科技业的持续发展,亦有巨大贡献。

  • 一句话,让台积南科厂继续盖


时间回到 2001 年,当时台湾朝野为了高铁完工之后,以 300 公里时速呼啸而过产生的震动,会不会影响附近南科区内半导体厂生产,而争论不休。

当时台积的在南科已有一座六厂,十四厂厂房外观刚完工,但设备尚未搬入,便暂停施工。「整个园区都有这困扰,要不要盖下去,不晓得怎么办?」林本坚回忆。

蒋尚义推荐林本坚加入台积内部的评估小组,因为他负责的光学微影对震动最敏感,他觉得没影响,其他部份理应也没影响。他欣然同意,因为他在 IBM 做过过震动对机台影响的研究,正巧派上用场。

他做了详尽的实验,细细分析之后,得出结论:「没有影响。」

「那个时候,假如我是为了保护自己,我会说不要做,就不盖了,绝对不会出事,」林本坚说,「我说可以做,(万一出事)就要负很大责任。」
但他对于自己的实验结果与计算很有信心,结果显示,台积电厂址距离高铁震动影响最严重的地方,还有一段安全距离,「没有证据都支持我说没有不行,所有事实都是支持我说可以。」

于是,在 2001 年 10 月底,台积电出乎意料的宣布,经过该公司针对高铁振动问题的项目小组评估,「确认在妥善的工程技术之下,未来高铁行经南科附近时所带来的振动对该公司集成电路生产不致造成影响。」

台积电董事长张忠谋一声令下,原先停工的 14 厂复工。纷扰一时的高铁震动争议,也因此烟消云散。联电等其他半导体厂,也跟着在南科加码投资。

目前南科已成为台积电未来十年的扩厂重点,不但目前 16 纳米及 20 纳米制程均在南科生产,未来的 5 纳米、3 纳米先进制程也都将在此。预计占台积营收比重,将超过 50%。预计员工人数超过 1.4 万人,带动的群聚效应、投资外溢效果更远超过这些数字。

而这都来自这个眼神专注安定的半导体大师,当年一个勇敢的决定。


*免责声明:本文由作者原创。文章内容系作者个人观点,半导体行业观察转载仅为了传达一种不同的观点,不代表半导体行业观察对该观点赞同或支持,如果有任何异议,欢迎联系半导体行业观察。


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