因為先有了他,才會有iPhone:《一本書看懂晶片產業》選摘(4)

2019-09-11 05:10

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作者指出,林本堅的故事讓我們看到,潛心鑽研、矢志探索的專業技術人才,是企業發展的法寶。台灣積體電路製造股份有限公司研究發展副總經理林本堅。(資料照,陳明仁攝)

作者指出,林本堅的故事讓我們看到,潛心鑽研、矢志探索的專業技術人才,是企業發展的法寶。台灣積體電路製造股份有限公司研究發展副總經理林本堅。(資料照,陳明仁攝)

光學微影與檢測技術,是摩爾定律能夠延續、晶片的密集度與運算效能得以保障的關鍵技術之一。2001年前後,隨著半導體工藝的演進,微影技術遇到了瓶頸,直到台積電前研發副總經理林本堅解決了這一難題。

林本堅出生於越南,高三時獨自一人到台灣新竹中學求學,次年考上了台灣大學電機系,畢業後到美國俄亥俄州立大學求學。儘管性格溫和、待人和善,但是林本堅在技術上需要攻堅克難時,卻又能不落窠臼地突破重重障礙。

林本堅很小的時候,就表現出對光學的興趣。13歲時母親將一台老式相機送給他,他利用相機成像原理把它改成放大機。「我把父親的照片放上去,又弄一個玻璃片,畫了鬍子,兩張疊在一起,就合成出爸爸長鬍子的照片。」

1970年至1992年,林本堅在IBM工作,其間參與了1微米、0.75微米、0.5微米光刻技術的研發,他說:「我們在IBM做研究,一定要比世界早幾步。IBM就是有這種『壞習慣』──凡事要領先。我自己也是這種個性,才會在IBM待這麼久。」1975年,林本堅做出當時光刻技術最短波長的光線,他把它命名為「深紫外線(Deep Ultra-Violet,簡稱DUV)」,後來成為光刻顯影技術的主流。

2002年,林本堅在比利時舉行一場國際光電學會技術研討會上拋出了他的觀點。本來,林本堅受邀參會,只是想介紹一下浸潤原理。但是,林本堅演講完後,拋出「不得了,我找到了134奈米波長的光波」這段話,大家聽到134,全都睜大眼睛,把原本討論的157奈米都丟一邊,全部圍繞在134浸潤式的話題上。

原來,林本堅認為,與其在157奈米上「撞牆」,不如退回到193奈米波長,將介質從空氣改為水(以水為透鏡,在晶片與光源間注入純水,波長光束透過介質「水」後縮短成更短波長),使光束波長縮短至134奈米。林本堅的這一構想,從原理上看並不複雜:正如把筷子插入盛水的玻璃杯後,水裡的筷子看上去折彎了,193奈米波長的光束透過介質水,就能縮短至134奈米。

不過,研討會後,業界一開始並不認可林本堅的策略。表面上看,反對方一開始列舉的理由有很多是技術性的,例如利用水作介質容易被污染,而且水中的氣泡會影響曝光等。但是,從更深的層面看,這意味著他們已經投入數十億美元研發費用的「幹式」微影前功盡棄。對此,台積電前共同營運長蔣尚義回憶道:「(當年)確實有大公司的高層主管表達嚴重關切,希望我能管管他(林本堅),不要攪局。」

最後「偏執狂」林本堅的構想,得到了蔣尚義和張忠謀的支持,而他自己也在積極對外交流,說明下一代技術應該改變策略,使用浸潤式光刻機技術的性價比更高!他說:「像下棋一樣,要先想好後面好幾步。把所有可能的步驟都一直想下去,(直到)想不到可能。」

林本堅帶領團隊在半年內發表了3篇論文,一一回應了反對方質疑的技術難題。同時,林本堅還跑遍美國、日本、荷蘭與德國,與業界開展了深入溝通,林本堅說他從張忠謀身上學到的重要一課是溝通。他的努力終於有了回報,阿斯麥發現,林本堅是對的,於是與台積電開展了合作。最終,台積電和阿斯麥於2004年共同研發成功全球第一台浸潤式微影機。林本堅後來曾說:「原本一個美國大廠的代表說他們絕不用這技術,結果一個(半導體制程)世代後,他們也用了。」後來,張忠謀曾評價,「如果沒有林本堅及其團隊,台積電的微影不會有今天的規模。」

林本堅的故事讓我們看到,潛心鑽研、矢志探索的專業技術人才,是企業發展的法寶。浸潤式微影技術的發展,大大促進了台積電和光刻巨頭阿斯麥的發展,也為後來阿斯麥全面超越日本企業埋下了伏筆。阿斯麥執行長彼得·韋尼克(Peter Wennink)在接受採訪時曾說,「有了浸潤式微影技術,才會有iPhone,確實如此。」

*作者謝志峰為芯盟科技有限公司總經理,復旦大學微電子學院兼職教授。取得美國倫斯勒理工學院半導體物理專業博士後,曾就職於美國 Intel,並獲得Intel至高成就獎,並擁有十二項美國發明專利。共同作者陳大明為中國科學院上海科技查新咨詢中心副主任,中國科學院副研究館員,主要從事產業戰略研究,獲上海市科技情報成果獎。本文選自作者新著《一本書看懂晶片產業:給未來科技人的入門指南》(早安財經)。本系列結束。

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