因为先有了他,才会有iPhone:《一本书看懂晶片产业》选摘

光学微影与检测技术,是摩尔定律能够延续、晶片的密集度与运算效能得以保障的关键技术之一。2001年前后,随着半导体工艺的演进,微影技术遇到了瓶颈,直到台积电前研发副总经理林本坚解决了这一难题。

林本坚出生于越南,高三时独自一人到台湾新竹中学求学,次年考上了台湾大学电机系,毕业后到美国俄亥俄州立大学求学。儘管性格温和、待人和善,但是林本坚在技术上需要攻坚克难时,却又能不落窠臼地突破重重障碍。

林本坚很小的时候,就表现出对光学的兴趣。13岁时母亲将一台老式相机送给他,他利用相机成像原理把它改成放大机。「我把父亲的照片放上去,又弄一个玻璃片,画了鬍子,两张叠在一起,就合成出爸爸长鬍子的照片。」

1970年至1992年,林本坚在IBM工作,其间参与了1微米、0.75微米、0.5微米光刻技术的研发,他说:「我们在IBM做研究,一定要比世界早几步。IBM就是有这种『坏习惯』──凡事要领先。我自己也是这种个性,才会在IBM待这么久。」1975年,林本坚做出当时光刻技术最短波长的光线,他把它命名为「深紫外线(Deep Ultra-Violet,简称DUV)」,后来成为光刻显影技术的主流。

2002年,林本坚在比利时举行一场国际光电学会技术研讨会上抛出了他的观点。本来,林本坚受邀参会,只是想介绍一下浸润原理。但是,林本坚演讲完后,抛出「不得了,我找到了134奈米波长的光波」这段话,大家听到134,全都睁大眼睛,把原本讨论的157奈米都丢一边,全部围绕在134浸润式的话题上。

原来,林本坚认为,与其在157奈米上「撞墙」,不如退回到193奈米波长,将介质从空气改为水(以水为透镜,在晶片与光源间注入纯水,波长光束透过介质「水」后缩短成更短波长),使光束波长缩短至134奈米。林本坚的这一构想,从原理上看并不複杂:正如把筷子插入盛水的玻璃杯后,水里的筷子看上去折弯了,193奈米波长的光束透过介质水,就能缩短至134奈米。

不过,研讨会后,业界一开始并不认可林本坚的策略。表面上看,反对方一开始列举的理由有很多是技术性的,例如利用水作介质容易被污染,而且水中的气泡会影响曝光等。但是,从更深的层面看,这意味着他们已经投入数十亿美元研发费用的「干式」微影前功尽弃。对此,台积电前共同营运长蒋尚义回忆道:「(当年)确实有大公司的高层主管表达严重关切,希望我能管管他(林本坚),不要搅局。」

最后「偏执狂」林本坚的构想,得到了蒋尚义和张忠谋的支持,而他自己也在积极对外交流,说明下一代技术应该改变策略,使用浸润式光刻机技术的性价比更高!他说:「像下棋一样,要先想好后面好几步。把所有可能的步骤都一直想下去,(直到)想不到可能。」

林本坚带领团队在半年内发表了3篇论文,一一回应了反对方质疑的技术难题。同时,林本坚还跑遍美国、日本、荷兰与德国,与业界开展了深入沟通,林本坚说他从张忠谋身上学到的重要一课是沟通。他的努力终于有了回报,阿斯麦发现,林本坚是对的,于是与台积电开展了合作。最终,台积电和阿斯麦于2004年共同研发成功全球第一台浸润式微影机。林本坚后来曾说:「原本一个美国大厂的代表说他们绝不用这技术,结果一个(半导体制程)世代后,他们也用了。」后来,张忠谋曾评价,「如果没有林本坚及其团队,台积电的微影不会有今天的规模。」

林本坚的故事让我们看到,潜心钻研、矢志探索的专业技术人才,是企业发展的法宝。浸润式微影技术的发展,大大促进了台积电和光刻巨头阿斯麦的发展,也为后来阿斯麦全面超越日本企业埋下了伏笔。阿斯麦执行长彼得·韦尼克(Peter Wennink)在接受採访时曾说,「有了浸润式微影技术,才会有iPhone,确实如此。」

因为先有了他,才会有iPhone:《一本书看懂晶片产业》选摘《一本书看懂晶片产业:给未来科技人的入门指南》书封。(早安财经提供)

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