全球芯片競爭 他是唯一有原創(chuàng)發(fā)言權(quán)的華人科學(xué)家
“做科技是不分地域的……,我們都是希望科技越做越好,希望大家不要惡性競爭,要良性競爭。
本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/201812/395846.htm“(中國的半導(dǎo)體)有很多產(chǎn)品也賣得不錯(cuò),我想跟美國比當(dāng)然是有點(diǎn)差距了,跟日本比我想差距會小一點(diǎn),日本那邊的資歷跟人才各個(gè)方面可能沒有大陸那么有優(yōu)勢吧,將來要超越日本應(yīng)該是不難的。
“我很羨慕當(dāng)今年輕人,你們這個(gè)時(shí)代沒有戰(zhàn)爭,不用逃難,豐衣足食,有很好的設(shè)備和儀器……但是你們的責(zé)任也是非常大的,你們將來必定要青出于藍(lán)而勝于藍(lán),這個(gè)國家和社會的責(zé)任都在你們身上?!?/p>
2018年11月19日,在未來科學(xué)大獎?lì)C獎現(xiàn)場,林本堅(jiān)(Burn Lin)以一種飽經(jīng)世事的過來人口吻向聽眾講述自己的見解。
就在“雜交水稻之父”袁隆平等六位科學(xué)家分享另外兩個(gè)獎項(xiàng)的同時(shí),這位早前在大陸名不見經(jīng)傳的科學(xué)家,卻一人獨(dú)攬100萬美元獎金。
連他自己都有些意外。
當(dāng)他早前接到一個(gè)大陸的陌生電話,被通知得獎,聽到獎金數(shù)額,林的直觀反應(yīng)是:這個(gè)獎金不少哦。
之后,林本堅(jiān)進(jìn)一步了解到,每一位得獎?wù)呱砗?,至少有十幾位工作忙碌且很有成就的科學(xué)家為之寫推薦信。
作為未來科學(xué)大獎“數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)科學(xué)獎”的唯一獲得者,林本堅(jiān)憑什么,又是何來頭?
“大概從2006年開始至今,世界上所有的高端芯片-包括咱們?nèi)耸忠徊康氖謾C(jī)里的核心芯片、人工智能芯片、5G芯片、比特幣挖礦芯片,無一不是浸潤式光刻科技制造的。說沒有浸潤式光刻科技就沒有IT的今天,毫不夸張。世界上第一個(gè)提出這個(gè)科技的就是林本堅(jiān)。” 未來論壇理事會輪值主席陳恂激動地說。
“委員會能找出他這樣在工業(yè)界做出世界級、決定性貢獻(xiàn)的華人科學(xué)家,真令人佩服!這樣的人在中國,絕無僅有?!?/p>
“你們看,Burn多孤單!”
“當(dāng)時(shí)在IBM,寫個(gè)單子就能買最先進(jìn)的設(shè)備,發(fā)個(gè)文章就能領(lǐng)先全世界?!?/p>
回憶起早年在美國的工作經(jīng)歷,林本堅(jiān)至今覺得“很有趣,很穩(wěn)定,可以做一輩子。”
但金鱗豈非池中物。
在美國紐約州的IBM華生研究中心,他曾是孤獨(dú)的。
1980年代,因?yàn)閷Α拔⒂奥肪€之爭”的分歧,他與整個(gè)部門的關(guān)系變得火花四濺。所謂微影,是挾制整個(gè)半導(dǎo)體工業(yè)的光刻工藝,它的攻關(guān)進(jìn)程決定了芯片特征尺寸的大小,是推進(jìn)芯片性能迭代、建造強(qiáng)大計(jì)算和通信設(shè)備的關(guān)鍵技術(shù)。
1980年代后期的IBM乃至全球芯片界,曾一度全力攻關(guān)“X光微影”的研發(fā)。除了林本堅(jiān)。
他仔細(xì)研究過X光微影,不僅光源不好解決、操作難度大,而且很快會觸達(dá)清晰度的極限。相較而言,紫外線微影不僅較易操作,而且提升空間更大。
一根筋的林本堅(jiān)跑去央告老板:“只要給我X光十分之一的預(yù)算,我就能做出很多超越競爭對手的成果!”
可老板不為所動:“對手在大力推動X光,IBM不容落后!”
于是出現(xiàn)了這樣一幕:在部門例會上,一側(cè)是熙熙攘攘的“X光微影”團(tuán)隊(duì),人滿為患,而另一側(cè)是紫外光團(tuán)隊(duì)的光桿司令林本堅(jiān)。
“你看,Burn多孤單……”老板拐著彎兒地“勸退”他。
林本堅(jiān)的目光向周圍一掃,回答道:“我選擇到最有成長空間的位置?!蔽輧?nèi)喧笑一團(tuán)。
不久后,X光團(tuán)隊(duì)完成一個(gè)技術(shù)攻關(guān),眾人聚會慶祝,洋洋得意的老板給每人發(fā)了一件T恤,上面印著“X ray works(X光可用)”的字樣。
林本堅(jiān)接過T恤,刷刷幾筆改成“X ray works-for the dentists(X光可用,給牙醫(yī)用)”,還專門懸掛在文件柜上,路過的老板和同事們都能看見。
這樁往事至今是老友們的笑料,同事們從此知道,隨和的Burn Lin一旦碰到專業(yè)上的挑釁,真的會像他的英文名Burn一樣易燃易爆炸。
“我常常跟很多人意見不一樣,如果我發(fā)現(xiàn)我是對的,我就不跟他們玩兒了?!睉浖巴?,他帶著一絲小傲嬌對網(wǎng)易科技記者說。既然無法改變潮水方向,那就利用手頭的資金和人手獨(dú)闖前路。
“做不可能之夢,戰(zhàn)不能敗之?dāng)?,忍不可忍之悲……”這是他早年最喜歡的一首描述堂吉訶德精神的歌曲。
很多年后,當(dāng)他在臺積電研發(fā)130納米光刻芯片,每小時(shí)已經(jīng)可以做出100多片時(shí),IBM還有人在用X光做250納米工藝,因?yàn)榧夹g(shù)滯后且無法量產(chǎn),最后不得不放棄。
“你們能不能管管他,不要攪局!”
為IBM工作22年的林本堅(jiān),在50歲時(shí)選擇提前退休。彼時(shí),他已經(jīng)10度獲得美國IBM杰出發(fā)明獎、杰出優(yōu)秀獎,為公司創(chuàng)造多項(xiàng)世界第一,申請的專利資料堆滿文件柜。
“我離開IBM時(shí),沒有歡送會?!彼粺o遺憾地回憶。
這位極少與人紅臉的儒雅先生,雖然在科研上一絲不茍,私下卻溫厚謙謹(jǐn),從不舍得責(zé)罵下屬。離開IBM時(shí),他或許曾期待一場惜別,卻等來一場交涉。
IBM希望他保證不會到對手那里工作。還提出他將來無論受聘誰家,都要提前告知,屆時(shí)再確認(rèn)有沒有競爭關(guān)系。
老東家可能意識到了,林本堅(jiān)這個(gè)人,只要不在自己手里,放到哪兒都是科研核武器。
這枚核武器后來回到故鄉(xiāng)臺灣,很快轟炸了整個(gè)半導(dǎo)體世界。
2002年,半導(dǎo)體行業(yè)奉為圭臬的摩爾定律突然失靈。
這個(gè)定律預(yù)言,當(dāng)價(jià)格不變時(shí),每隔18~24個(gè)月,集成電路上可容納的元器件數(shù)目就會增加一倍,性能和性價(jià)比隨之提高一倍。
出自科研界的說法是,晶體管越小,芯片就越快,耗能更少。
過去半個(gè)多世紀(jì),全世界科學(xué)家都在想盡辦法延續(xù)這個(gè)定律,以維持信息技術(shù)的高速進(jìn)步。然而,在把芯片尺寸縮小至65納米之后,業(yè)界卡殼了。
當(dāng)時(shí)幾乎所有人都寄希望于157納米 波長光刻、以空氣為介質(zhì)的“干式”微影技術(shù)的突破上,全球頭部廠商為此投入幾十十多億美元,仍然毫無進(jìn)展緩慢進(jìn)展。
如果摩爾定律衰亡,意味著人類信息技術(shù)可能陷入停滯。
2002年,在一次國際微影研討會上,林本堅(jiān)拋出一項(xiàng)顛覆干式工藝、利用水做介質(zhì)的“浸潤式微影”技術(shù)。據(jù)他介紹,這項(xiàng)技術(shù)不僅比傳統(tǒng)工藝造價(jià)低廉、操作簡便,而且還比157納米干式技術(shù)提高了整整2倍的芯片解析度!
現(xiàn)場幾千人聽得汗毛倒豎。如果這項(xiàng)技術(shù)行得通,整個(gè)芯片工藝可以前進(jìn)兩代半至三代。
業(yè)界瞬間炸鍋。有人視他為救世主,有人視他為攪局者,有人揪住浸潤式工藝中“水容易產(chǎn)生污染、產(chǎn)生氣泡”等技術(shù)細(xì)節(jié)提出質(zhì)疑,有人抨擊他嘩眾取寵。
更大的反彈來自那些已經(jīng)為157納米工藝投入血本、甚至已建好生產(chǎn)設(shè)備的廠商,其中一家投入數(shù)億元的大公司直接給臺積電高層打電話:“你們能不能管管他,不要攪局!”
幸運(yùn)的是,臺積電上至“大老板”張忠謀下至數(shù)百名工程師,鼎力襄助他做實(shí)驗(yàn)、發(fā)論文、辦講演。
為了不授人以柄,每發(fā)表一項(xiàng)結(jié)論之前,他都會把數(shù)據(jù)推演到窮盡,甚至連未被提出的細(xì)節(jié)也一并設(shè)想,以實(shí)證回應(yīng)質(zhì)疑。
為了爭取那些為芯片量產(chǎn)做機(jī)器的廠商,林本堅(jiān)親自跑遍美國、日本、德國、荷蘭等地,逐一拜會龍頭企業(yè),不成想,一上來就遭遇一家美國大廠當(dāng)頭棒喝:我們絕不會用你的科技,永遠(yuǎn)不!
這一年,林本堅(jiān)60歲。以技術(shù)虔誠,在大大小小的商人面前苦口婆心。
“他一個(gè)人站在一艘‘航空母艦’前叫停?!泵绹鴩夜こ淘涸菏俊⑴_灣新竹交通大學(xué)校長張懋中如此評價(jià)林的孤膽。
經(jīng)過反復(fù)拜會,世界最大的光刻機(jī)制造商荷蘭艾斯摩爾、尼康等國際大廠漸漸服膺于這位華人科學(xué)家的縝密論證和眼光,紛紛轉(zhuǎn)向。
2003年,艾斯摩爾公司給林本堅(jiān)展示了剛剛趕制出來的第一片用浸潤式曝光機(jī)做出的成像,一向恭謹(jǐn)舉止得體的林本堅(jiān)興奮得手舞足蹈。
不久之后,浸潤式微影技術(shù)正式量產(chǎn)。
從量產(chǎn)第一代45納米芯片開始,工業(yè)界40納米、32納米、28納米、20納米、16納米、14納米、10納米、7納米芯片,都靠浸潤式技術(shù)推進(jìn)。
2014年,一次在臺灣地區(qū)接受電視節(jié)目采訪,主持人特意問到林本堅(jiān),他這個(gè)獨(dú)步全球的“微影浸潤式技術(shù)”到底是個(gè)什么樣的技術(shù)?
林本堅(jiān)描述說,這項(xiàng)技術(shù)主要就是將一個(gè)集合了各種線、管的電路系統(tǒng)縮到超級小,植到晶片上。縮到多小呢?譬如說,把一根頭發(fā)剪下來,就是這根頭發(fā)橫截面那么大,“我們現(xiàn)在的科技可以做到放七千個(gè)電路在上面,所以這是很奇妙的地方。”
林本堅(jiān)的工作,就是負(fù)責(zé)差不多每兩年將之縮小30%,“繼續(xù)把可以成像的東西縮小”。
據(jù)媒體報(bào)道,林本堅(jiān)在未來科學(xué)大獎之后曾到清華大學(xué)演講,經(jīng)他披露,光影微刻技術(shù)如今發(fā)展到一個(gè)頭發(fā)橫截面已經(jīng)可以裝下20735個(gè)SRAM(一種存儲器)單元。
摩爾定律起死回生。
據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),今天世界上每年超82%的芯片由浸潤式微影技術(shù)生產(chǎn),從2002年至今,林本堅(jiān)以兩年一迭代的速度,將摩爾定律向前推進(jìn)了7代。
“他真是越來越厲害了”
僅2017年,全世界就有1.5億顆芯片由浸潤式微影技術(shù)制造產(chǎn)生。而臺積電在全球半導(dǎo)體制造市場的份額,去年超過56%,是第二名的4倍多,名冠第一毫無疑問。
世界半導(dǎo)體看中國臺灣,臺灣半導(dǎo)體看臺積電,本世紀(jì)以來擎起臺積電的一根柱子,是林本堅(jiān)。
2000年,全球互聯(lián)網(wǎng)泡沫破裂,半導(dǎo)體行業(yè)遭受重創(chuàng)。當(dāng)時(shí)跟著大廠亦步亦趨的臺積電在危機(jī)淘汰的邊緣苦撐待變。
就在這一年,年屆花甲的林本堅(jiān)放棄在美國38年的產(chǎn)業(yè)、人脈、名望,加入前途未卜的臺積電。
“孩子們當(dāng)時(shí)已經(jīng)在美國成家立業(yè),我知道他們不會跟我回來。”林本堅(jiān)說。
一向理解他的妻子黃修慧,當(dāng)時(shí)剛剛在美國找到一份新工作,心里也著實(shí)作了一番思想斗爭,最后還是決定隨丈夫返回臺灣。
當(dāng)年從IBM離職后,盛名在外的Dr.Burn Lin不知是多少大企業(yè)垂涎的科學(xué)偶像,他前腳走出IBM,后腳就有幾家產(chǎn)業(yè)龍頭遞來橄欖枝,其中一家直接送來聘書,待遇榮寵,另一家更大的公司派副總作陪吃飯,都被林本堅(jiān)婉言謝絕。
相較之下,當(dāng)時(shí)的臺積電實(shí)在有點(diǎn)“寒酸”,早年差點(diǎn)被IBM收購。
入職后,臺積電配給他的團(tuán)隊(duì)不到50人,把他請進(jìn)門的副總蔣尚義,小心翼翼地問他對待遇有什么要求。林本堅(jiān)沒提任何要求,而臺積電把當(dāng)時(shí)所能給的最好的待遇都給了他。
一個(gè)求賢若渴,一個(gè)虛懷若谷。這一干就是15年。
入職后,林本堅(jiān)不僅以浸潤式微影取代干式微影,一舉讓臺積電進(jìn)階為產(chǎn)業(yè)技術(shù)的領(lǐng)導(dǎo)者,而且把科研隊(duì)伍從50人擴(kuò)充到700多人,帶出一支世界上最領(lǐng)先的微影技術(shù)研發(fā)隊(duì)伍,由此建立臺灣半導(dǎo)體制造霸權(quán)。
2004年,林本堅(jiān)的浸潤式微影成為業(yè)界“顯學(xué)”,逐漸逆襲成全球主流技術(shù)。
英特爾等半導(dǎo)體龍頭及設(shè)備商認(rèn)定,這是摩爾定律跨入45納米之后的解決方案,國際輿論也稱,這項(xiàng)技術(shù)使臺積電設(shè)計(jì)能力足夠和IBM、英特爾等巨頭并駕齊驅(qū)。
網(wǎng)易科技記者讀到相關(guān)資料記錄,臺積電的193納米浸潤式微影機(jī)臺當(dāng)初一出,IBM等十家原來訂購157納米干式機(jī)的國際半導(dǎo)體廠紛紛退單,跟進(jìn)臺積電,改訂浸潤式機(jī)臺。
此后的臺積電在芯片迭代上一路搶跑,躋身一線大廠,領(lǐng)銜世界半導(dǎo)體工業(yè)近20年。
林本堅(jiān)的這一技術(shù)創(chuàng)新,連之前將他挖入的臺積電前共同運(yùn)營長蔣尚義都直呼沒想到。
十多年前,蔣就曾對媒體說道:
“我們發(fā)現(xiàn)他真是越來越厲害了,他193浸潤式的方法,改寫了全世界半導(dǎo)體微影藍(lán)圖,產(chǎn)業(yè)界為了開發(fā)157納米花了幾十億美元,但是因?yàn)樗@幾十億的美元全像倒在海里去了,沒有了?!?/p>
他終究改變了潮水方向。
2012年,臺積電總營收達(dá)到170億美元,其中47%來自浸潤式技術(shù)。2016年?duì)I收320億,浸潤式撐起半壁江山。
臺積電老董事長、“半導(dǎo)體教父”張忠謀曾在他的退休晚會上說:假如沒有你和你所建立的團(tuán)隊(duì),臺積電不會有今天。
2008年,林本堅(jiān)以臺灣科學(xué)家的身份當(dāng)選為美國國家工程院院士。
今年11月,林本堅(jiān)成為第一個(gè)獲頒2018未來科學(xué)大獎的臺灣科學(xué)家。
頒獎當(dāng)天,這位低調(diào)神秘的76歲老人像剛被發(fā)掘的寶藏,被各路記者拉著腳不沾地轉(zhuǎn)場。
他彬彬有禮、豐采奕奕,顛覆了人們對科研工作者的一貫印象。有關(guān)他的奇事被從幕后搬上臺前,收獲著大陸科研界的掌聲。
但他似乎并不習(xí)慣被聚焦。記者們喜歡奇談怪論,他的發(fā)言卻像一堂認(rèn)認(rèn)真真的學(xué)術(shù)報(bào)告。
內(nèi)斂、安靜、風(fēng)趣,這幾個(gè)特點(diǎn),是洋溢在林本堅(jiān)身上的易被感知的特點(diǎn)。
在科學(xué)家的崗位上盡責(zé)盡心,當(dāng)先生,又表現(xiàn)得體、周道。
未來科學(xué)大獎?lì)C獎典禮走紅毯的入場環(huán)節(jié)中,和別的獲獎?wù)哂兴煌?,林本?jiān)攜家人入場時(shí),走在C位的不是他自己,而是他那位白發(fā)蒼蒼的太太黃修慧女士。
黃女士左手牽著丈夫,右手挽著從美國專程趕來的兒子,在一眾媒體的見證下,三人一字排開,在紅毯上不疾不徐地走過,家庭在林本堅(jiān)心目中的排位,斤兩可見。
發(fā)表獲獎感言時(shí),林本堅(jiān)用較多篇幅講科研和人生歷程,把感謝太太的話放到最后面說,對太太重重夸贊,“我要是有什么成就的話,這位太太的功勞是不容埋沒的”。
主持人等他發(fā)言完,壞壞地打趣他,“我作為一位語言工作者,給您一個(gè)小小提示,下次您就直接說太太,不要說這位太太?!?/p>
全場哄笑。
領(lǐng)獎后,他攜妻兒匆匆離去。自2015年從臺積電退休后,他的角色便從叱咤業(yè)界的芯片大師,回歸為一位丈夫、一位父親,一位授業(yè)解惑的老師。
“他的心,跟上了他的每一個(gè)步伐?!?/strong>
許多人試圖以“成功學(xué)”的眼光解析林本堅(jiān),希望為年輕學(xué)者、尤其是青黃不接的大陸芯片界尋找起飛靈感。
可惜他的信條都太過樸拙——誠信、正直、操守,還有反復(fù)強(qiáng)調(diào)的合作精神。
“技術(shù)上的困難都是紙上談兵,要有晚上睡不著覺的信念去解決問題?!彼χ銊?lì)年輕人,做科研一定是享受科學(xué)樂趣的,“不要死犟,要會轉(zhuǎn)彎,會求助,‘三個(gè)臭皮匠頂個(gè)諸葛亮’?!?/p>
在臺積電,這位神仙級科學(xué)家溫和如老師,不發(fā)脾氣,不罵人,對下級與上級一樣尊重、信任,謙和到所有人都喊他Burn爺爺,細(xì)致到每次演講都親自修改主題、字體,重復(fù)演練。
可一旦涉及科研水平、技術(shù)原則,他又極度專注、嚴(yán)謹(jǐn)甚至鐵腕。
當(dāng)初浸潤式微影提出后,林本堅(jiān)成為相關(guān)利益方的活靶子,不少大企業(yè)指名道姓地戳脊梁骨,他始終未見半分退縮。
同事們都說:Burn內(nèi)心堅(jiān)定如鐵,行動上卻“以柔克剛,以德服人”。他身上好像有種魔力,能讓英特爾這樣桀驁的老大哥都舍棄數(shù)年研究投入,跟著他林本堅(jiān)、跟著臺積電一起轉(zhuǎn)彎。
這種磁場,與其說是魔力,不如說是掌控力。對事業(yè)如此,對家庭、生命亦如此。
“我熱愛科學(xué),但我不能讓科學(xué)主宰我的生命?!?/p>
確切地說,他不僅沒讓工作主宰生命,反而是一個(gè)精通攝影、小提琴、網(wǎng)球、桌球,酷愛籃球、聲樂、溜冰、旅行和各種小發(fā)明的多才多藝多樂的人生玩家。
早年在IBM工作時(shí),很多同事因?yàn)楣ぷ魍馀膳c家人長期分居,林本堅(jiān)也被外派,但不論離家多遠(yuǎn),他每周末寧可驅(qū)車來回十幾個(gè)鐘頭也要往家趕。
“有時(shí)間我蠻喜歡下廚,炒牛肉,做白斬雞……”林本堅(jiān)在自傳《把心放上去》中寫道,他還偶爾用相機(jī)、鮮花、音樂和其他小禮物,為妻子精致地準(zhǔn)備一個(gè)surprise……
在其他人生角色上的成功,絲毫不遜于他作為科學(xué)家的精彩。
在北京參加未來科學(xué)大獎典禮的幾天里,林本堅(jiān)總是一副精致而優(yōu)雅的派頭,頭發(fā)梳理得紋絲不亂,一身西服整潔端莊,舉止紳士。
“您氣質(zhì)真好!”在網(wǎng)易科技采訪現(xiàn)場,攝影師由衷贊嘆。林本堅(jiān)風(fēng)度翩翩,讓人猜不出年齡。
從臺積電退休后,林本堅(jiān)在數(shù)所大學(xué)兼任教授,還和妻子一同為俄亥俄州立大學(xué)母校創(chuàng)辦助學(xué)基金。此次未來大學(xué)大獎的100萬美元獎金,也全數(shù)捐入基金會。
“他的心,跟上了他的每一個(gè)步伐?!边@是一位摯友對林本堅(jiān)的評價(jià)。
作為科學(xué)家,在外,45年如一日,開山辟路,榮譽(yù)等身,業(yè)界隆崇。在內(nèi),父慈子孝,伉儷榮諧,活力盎然。“。用自己希望的方式,過自己想要的生活”——網(wǎng)絡(luò)上被談?wù)摰倪@一條人生贏家標(biāo)準(zhǔn),用在林本堅(jiān)身上,可謂相得益彰。
在美國,有一個(gè)著名的牧師,家里有四個(gè)兒子,他既想當(dāng)一個(gè)好父親,又要經(jīng)常出去演講奔忙,兩者怎么兼顧?這位牧師想出一個(gè)巧妙的辦法,每當(dāng)外出演講時(shí),他就把兒子們都帶去,一舉兩得。
采訪中,林本堅(jiān)講到這個(gè)例子,建議大家不妨學(xué)學(xué)。
“從事科學(xué)的人應(yīng)該會管理時(shí)間?!? 一腳踏入真理科學(xué),一腳踏入煙火凡塵,方舟并騖,活得務(wù)實(shí)、活出哲學(xué)味的林本堅(jiān)說,“家庭、工作、生命是人的金三角,也是每個(gè)人的所有。我會用心發(fā)揮,也用心平衡?!?/p>
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