他改變了全球半導體產業技術路徑,讓老大哥英特爾(Intel)及設備商艾斯摩爾(ASML)、尼康(Nikon)等業內巨頭,舍棄耗費逾10 億美元和數年的研究心力,跟著他與臺積電一起轉彎。 不但全球半導體制程得以往下推進6 到7 個世代,約14 年時光,臺積電也因此躋身一線大廠、主導業界規格。
他是中研院院士林本堅,臺積電前研發副總經理。 臺積電董事長張忠謀曾稱,假如沒有林本堅及其團隊,「臺積電的微影(半導體關鍵制程之一)不會有今天這規模。 」
退休后在清華大學擔任特聘研究講座教授的林本堅,近日出版他第一本半自傳式著作,并與我們一起重溫當年他是如何扭轉乾坤。
林本堅在越南出生,至青春期才來***求學,說話語調細軟,過去部屬昵稱他「Burn(其英文名)爺爺」。 他待人和善,但對所相信的事物和理念,卻不輕言退讓。
一沙一世界、一納米一宇宙時間回溯到2002年,林本堅受邀參加一場國際光電學會技術研討會,會中他發表這項發現,語驚四座,因為當時的半導體設備商多研發焦點放在如何延續干式機臺的生命,并已耗費數十億美元進行開發。林本堅的理論無疑是在業界投出一顆炸彈,但經過他無數研討會努力奔走、尋找與設備商合作,最后,臺積電在2004年與ASML共同完成開發全球第一臺潤式微影機臺,讓業界在震驚之余也刮目相看。
如今,浸潤式顯影不但是英特爾(Intel)等半導體龍頭、設備商所認定的跨入45納米制程之后的解決方案,也已正式納入國際半導體藍圖架構成為主流。
林本堅曾說,22納米制程之后多重直接式電子束(E-Beam Direct Write)將是最佳解決方案,他說航太工程的演進給了他許多靈感,他巧妙地比喻,現在許多設備商投入的EUV設備就像是太空梭一樣成本太昂貴,又不適合載客,E-Beam就是向不需要飛行跑道的直升機,可以直接空降在晶圓上,靈巧又符合成本效益。看來“一沙一世界、一納米一宇宙”這句話用在他身上再洽當也不過了。
他的提案,同業主批攪局「雖千萬人,吾往矣! 」林本堅如此形容他2002 到 04 年那改寫歷史的一役。
當時狀況是這樣的:隨著半導體制程往下演進,關鍵制程之一的微影,也得持續縮短光束波長。 一直以來,業界習慣以空氣為媒介,是「干式」的微影,但此技術卻已「撞墻」,在157 納米波長卡關。 而當時任職臺積電的林本堅卻跳脫框架,退回157 納米波長的上一世代,改用水做為介質,發展出「浸潤式微影」技術,讓光束波長一舉縮短至134 納米,突破瓶頸。
這樣的破框思維,起初卻是孤獨,甚至遭受敵意。
因其他業者已投入共計逾十億美元研發經費在干式顯影上,接近當時臺積電一整年的資本支出。 林本堅的理論若被采用,等于宣告其他人前功盡棄。 臺積電前共同營運長蔣尚義為林本堅寫序:「(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。 」
他做事前,會推演到窮盡對內,林本堅要讓蔣尚義和張忠謀等主管埋單,對外,則要說服業界拋棄原有投入。
他的秘訣,是「徹底」2 字,徹底的思考,并徹底執行。 「像下棋一樣,要先想好后面好幾步,」林本堅說,做事前,推演至窮盡,是他一直以來的習慣,「把所有可能一直想下去,(直到)想不到可能。 」
一位曾和林本堅走過那一役的臺積電主管記得,起初反對方常在國際研討會上與臺積電針鋒相對,質疑以水做為介質易產生污染,且水中的氣泡會影響曝光等等。對外界疑慮有備而來的林本堅,決定更徹底解決,便帶著團隊在半年內完成三篇論文,投稿到國際期刊,連還未被提出的質疑也一并設想、響應。 「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)世代后,他們也用了。 」
除了論理,林本堅的溝通也做得徹底,當時他跑遍美國、日本、荷蘭與德國等地,一一拜會業界,促使艾斯摩爾與尼康等廠商轉向。 他說,溝通,是他從張忠謀身上學到重要的一課。
從他2000 年加入臺積電以來,張忠謀每一季便固定與三級主管們分兩梯次共進午餐,與副總經理們則每月聚會。 會中張忠謀與主管們可從公司發展聊到國際政經情勢,包括臺積電最核心的「誠信正直」、「承諾」等價值,也在其中凝聚,「董事長會鼓勵大家問他問題,有時候大家問得好,他就很高興的回答,什么都不吃了。 」
「想得徹底、做得徹底,是他的習慣,」和林本堅牽手50 年的妻子黃修慧舉例,他擔任教會詩班指揮,許多成員不擅長讀五線譜,遇到重復段落的符號,常忘記回頭重唱,一般指揮會不斷糾正提醒,但林本堅則徹底解決問題,重新謄打歌譜, 把重復符號后的譜直接寫出來,讓所有人能順利唱下去。
他徹底,但遇問題更懂繞道不過,林本堅的「徹底」帶著巧勁,他認為遇到困難,有時不妨先停下、休息,甚至繞道,再前進,會比只是遵循前人道路,一味的「愚公移山」好。 當初他提出浸潤式微影,就是繞出業界的慣常道路,迸出靈光。
「他常說,想象可以無窮,只是實際運用時,要謹慎,他從來不抑制工程師的任何想法,」前述臺積電主管表示,林本堅相當鼓勵部屬想象,如此才可能創新。
兩年前開始在大學任教后,林本堅也如此期許學生,不要成為填鴨教育「惡補的奴隸」。 他鼓勵學生們合作,規定有些作業必須組隊完成,就像他過去扭轉半導體規則,雖由他一人提出想法,后續卻需要張忠謀與蔣尚義等人的支持,并在外找到盟友,才能實踐劃時代的技術。
「我希望能盡量把一些有價值的事傳承給下一代,」和寫書的初衷一樣,今年76歲的林本堅,要持續以學校做為平臺,傳授思考與實踐之道。
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原文標題:假如沒有林本堅,就沒有今天的臺積電
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