“浸润式光刻之父”林本坚专访:全球分工产业链大退化,美国很难重返半导体制造业

“浸润式光刻之父”林本坚专访:全球分工产业链大退化,美国很难重返半导体制造业

中国台湾地区为延续在半导体领域优势地位,此前已在全台湾成立了4个半导体学院,包括台湾清华大学半导体学院、台大重点科技研究院、阳明交大产学创新研究学院、成大智慧半导体及永续制造学院。

其中,台湾清华大学半导体学院由浸润式光刻技术之父、台积电前研发副总经理、台湾中研院院士林本坚担任院长。除拥有豪华师资阵容外,台湾清华大学半导体学院还拥有隐藏在后山的奈材中心实验室,大手笔购置了许多仪器,如同一座小型晶圆厂,成为练兵秘密基地。

今年2月,台湾清华大学半导体学院已有少部分学生提前入学,并于9月全面开学上课。

近日,台湾地区媒体中央通讯社对林本坚进行了专访,林本坚在采访当中,分享了关于全球半导体产业发展趋势及半导体人才培养等方面的看法。

蜗居“鞋盒办公室”

办公桌、柜子、沙发,几乎将整个空间塞满,屋内没有对外窗,宛如鞋盒般大小的空间,很难相信这是外界誉称台积电“研发6骑士”之一的林本坚目前在台湾清华大学半导体学院的办公室。

“浸润式光刻之父”林本坚专访:全球分工产业链大退化,美国很难重返半导体制造业

台湾清大半体学院去年刚成立,学院大楼还在兴建中,林本坚只好暂时窝在没有窗户的简陋办公室,昔日业界同僚来访时惊讶直呼“你怎么在鞋盒里办公?”林本坚却不以为意。

专访当天,他兴致勃勃向中央社记者展示他放在电脑前,自制的护眼投影幕;这位被誉为“浸润式光刻之父”的大师,眼中流露的尽是科学家发明的热情。

他20年前在台积电担任研发处长时,以浸润式光刻技术,成功把摩尔定律推进6个世代;20年后,产业面临空前的人才困境,80岁的林本坚再次扛下重担,出任清大半导体学院院长,成为台湾护岛神山群的坚强后盾。

被誉为半导体界爱因斯坦的他,是美国国家工程学士、中研院院士,更是学术界公认的神级人物,为何不像其他台积电退休高层,周游列国享福,却要亲自出马做这样吃力的工作?他仅淡淡地说“我觉得这好像是我应该做的事情。”

一身简单干练的灰色衬衫配上卡其色长裤,他接受中央社团队专访时,眼神清亮,没有严厉高管气势,反倒像是他的昵称「Burn爷爷」般,浑身散发温暖、智慧的气质。

林本坚在台积电地位崇高,他和前资深研发处长梁孟松、杨光磊、前营运长蒋尚义、前技术长孙元成、前研发副总经理余振华等6人,被誉为台积电研发6骑士。

全球分工产业链大退化
美国很难重返半导体制造业,又不愿意别人领先

中美贸易战、COVID-19疫情黑天鹅重创国际经贸秩序。随着地缘政治危机加剧,为了不受掣肘,美国、欧洲、日本、韩国及中国大陆等纷纷将半导体视为重要战略物资,争相补助推动半导体本土制造,甚至“拉拢”台积电前往当地设厂。

林本坚对此并不认同,认为这是“走回头路”。他警告称,各国都想“自己来”,会更加扩大半导体人才缺乏的危机。

美国学者艾迪森(Craig Addison)曾以Silicon Shield(硅盾)一词,形容中国台湾的半导体实力在全球占有举足轻重地位,在国际纷乱局势下,将成为台湾的安全屏障。

据市场调研机构集邦科技估计,台湾今年晶圆产能将占全球总产能的48%,12吋晶圆产能占全球比重将超过50%,16nm以下先进制程产能占全球比重更达61%。另据台湾工研院产科国际所预估,台湾半导体今年总产值将达新台币48858亿元(约合人民币10969.5亿元)。

然而,随着地缘政治风险拉高,以先进制程独霸全球的台积电被推上风口浪尖,最大挑战不再是单纯的研发制造、制程升级,而是如何在政治角力中,继续维系优势地位。

台湾业界也忧心台积电赴美国设厂,台湾在先进制程领域的地位将被“美国制造”迎头赶上,林本坚接受中央社专访时则直言,“没那么简单,但因为时局变化太快,每个动作都可能造成连锁反应,必须走一步算一步”。

回顾过去半导体发展历程,美国许多公司原先采取“一条龙”模式,仪器、生产工具、设计、制造都自己做,后来发现效率太差、浪费时间,才逐步演变为全球分工模式。

“我们花很多功夫才进化到现在这阶段,硬要回到以前,就是退化”,林本坚感叹,地缘政治风险升温,大家都想自己来,这不仅更没效率,还会让人才缺口急速膨胀。

林本坚见证台湾半导体走向全球的光辉岁月,如今大环境却在走回头路,对台湾产业是一大危机。他语重心长地说,半导体绝对是台湾重要产业,又占有这么多优势,“假使不让它继续发展,这是很愚蠢的”。

林本坚进一步指出,政府应大力保护台积电,最近购买军火就花了不少钱,“保护台积电不需要这么多钱”,希望政府协助台积电满足需要的水、电等需求;此外,台积电扩建厂房,过程中遇到的环保问题也要协调解决。

“浸润式光刻之父”林本坚专访:全球分工产业链大退化,美国很难重返半导体制造业

另外,近期美国正式签署了《芯片与科学法案》,将为为美国本土建厂的半导体制造商提供总额约527亿美元的补贴。此举或将加速推动半导体制造商在美国的投资扩产,助力美国加强本土半导体制造业。另一方面,美国还在持续加码限制中国半导体产业的发展,比如在在《芯片与科学法案》当中,就有明确要求,申请补贴的企业未来十年内禁止在中国大陆投资先进制程。

林本坚认为,美国很难重返半导体制造业,又不愿意别人领先,所以往往就会想办法“把大家压到比较低。”就像以前日本动态随机存取记忆体(DRAM)做得很好,英特尔几乎放弃,美国却不想让日本领先,硬把日本“弄掉”。

台积电每次迎战都成功

林本坚加入台积电时,当时台积电主要竞争对手还是联电,双方竞逐先进制程,“晶圆双雄”在半导体界呼风唤雨;直到台积电成功自主开发0.13微米制程,才开始将亦步亦趋的联电远远甩开,称霸业界至今。

然而台积电的路愈走愈远,敌人背景也愈来愈雄厚,先是格芯(GlobalFoundries)来势汹汹,当时的CEO葛罗斯(Douglas Grose)还打电话给台积电创办人张忠谋呛声“我们来了!”随后又有三星、英特尔(Intel)等强敌环伺,极力追赶台积电。

林本坚分析,三星资本雄厚,是强力的竞争对手,台积电创始人张忠谋曾以“700磅大猩猩”来形容,但三星同时也与客户竞争,成为致命的弱点,因为“人家怎么相信你?一定不会把重要(产品订单)给你”。

林本坚指出,台积电不与客户竞争,对于几百个客户也非常小心严谨管理,公司内部筑起防火墙,不会让不同客户团队互通消息;而且无论交货时间、价钱或效能,台积电承诺的事情一定做到,这是赢得客户信任的关键。

至于张忠谋口中的另一只“700磅大猩猩”英特尔,状况则与三星不同。林本坚认为英特尔的企业文化没有三星那么苦干;加上英特尔以前很注重制造,后来换了不是技术出身的人当家,优秀人才纷纷求去,成为落后台积电重要原因。

今年4月,对于英特尔积极抢攻晶圆代工市场,台积电总裁魏哲家以一句“台积电知道如何竞争”霸气回应。

6月底,三星大动作宣布3nm环绕闸极(GAA)技术领先量产,并在7月盛大举行3nm GAA芯片产品出厂纪念活动。

魏哲家则在8月底的技术论坛表示,今年下半年台积电的3nm就会开始放量生产,而且“新技术不只好看、好名声,还要实用”,暗讽之意不言而喻。

这份对台积电的自信与骄傲之情,在林本坚身上也展露无遗。林本坚谈到三星,笑说这不是他们第一次宣称技术领先,台积电做16nm时,三星就说做抢先14nm,芯片同样用到苹果iPhone,结果用三星芯片的iPhone手机功耗严重;后来三星又抢先宣称做出10nm制程,结果还是台积电率先交货。

“为了争取订单,三星比较愿意夸大一点。”林本坚直言,虽然台积电不缺竞争对手,“但从历史来看,台积电每次迎战都成功”,相信未来也会持续保持领先。

不过他也强调,任何竞争都不能轻视,要严阵以待,努力竞争。

推动半导体产业持续发展需要“活才”

自2018年以来,随着中美贸易战、COVID-19疫情扰乱全球政治经济局势,却也意外让半导体产业迎来“超级景气循环周期”,众多半导体企业满手订单、获利频频创高,气势如日中天。尽管目前半导体市场因终端需求减弱受到不小冲击,但是半导体人才依旧紧缺。林本坚也指出,地缘政治因素影响之下,各国纷纷推动半导体本地化制造的趋势,恐让半导体人才荒严重程度膨胀数倍。

对此,林本坚自台积电退休后就在台湾清华大学任教,去年在清大校长贺陈弘邀请下,出任半导体学院院长,“我在半导体、光刻领域里面差不多累积50年经验,有机会把这个传给下一代,是很好的事情。”

本着传承与回馈的精神,林本坚毅然决然地在80岁这年,交付自己新的任务,即培育半导体产业的“活才”。

林本坚说,要培育学生成为领导者,必须先让学生练就特定领域的研究本领成为“专才”;而半导体科技讲究互助合作,得了解其他各部的语言、理论,因此需要“通
才”;但要能开创新的方向和领域、让人追赶,就得是位“活才”才能办到。

台湾清华大学半导体学院的“秘密基地”

半导体产业要持续往下世代推进,制程是关键一环;然而制程是由产业界主导,所有学校都缺乏足够师资。林本坚动用在半导体长期的丰厚人脉,找来重量级师资,他在台积电的得意部属高蔡胜,目前便担任半导体学院制程部主任。

此外,包括光刻设备大厂艾司摩尔(ASML)副总经理严涛南、台积电卓越科技院士暨副总经理余振华、力积电研发副总经理张守仁及前联电研发副总经理游萃蓉等,均是来自产业界的豪华师资。

位于台湾清华大学校园后山的清华实验室更是练兵的秘密基地,不含内部精密设备仪器,光是实验室的造价就高达新台币7亿元(约合人民币1.57亿元),一楼的奈微与材料科技中心实验室更是岛内校级单位配备设备最精良、规模最大的实验室。

奈材中心实验室虽然没有价格高达上亿欧元的先进极紫外光(EUV)光刻系统,但也有以优惠价新台币4000万元(约合人民币897.7万元)向日本购入的电子束光刻系统,原价达8000万元(约合人民币1795.4万元),这对产业界或许仅是零头,但已经让很多学校羡慕不已。

奈材中心实验室设有无尘室,进入前要穿着连身的无尘衣帽、手套,口罩,并经过风淋室;走进无尘室后,可看到镀膜设备,还有黄光区,配备有蚀刻及光刻制程设备,有如一座小型晶圆厂。学生在学校可以先接触实作,进入产业界前,预先有心理准备。

除了重量级师资与实作场域,学研界与产业界的合作也势在必行。林本坚指出,产业界考量商业利益,通常只研发下一代技术,下两、三代技术就没有办法了;半导体学院则可超前部署,尽情探路、冒险。

“我们跟产业合作,但也有自己的主见”,林本坚认为,应鼓励教授大胆尝试,失败也没有关系,从中学到功课,下次才能做更好的东西。

培育本地博士布局前瞻研究为产业未来领路

根据台湾104人力银行最新发布的《2022年半导体人才白皮书》,半导体产业人才需求自2020年第3季开始走升,2021年第1季起持续创新高,到了今年第1季平均每月需求已窜升至3.5万人,年增幅高达39.8%;半导体产业无畏近年国际局势动荡,逆势大爆发,更加剧“求才若渴”状况。

不过产业缺人才不仅是“量”的问题,前台积电技术长、现任阳明交大创新研究院总院长孙元成,阳明交大国际半导体产业学院长张翼及林本坚均不约而同地说“半导体产业不只缺人才,更缺博士级人才”。

“台湾现在念博士的风气不好”,林本坚坦言,台湾因为少子化,学龄年轻人持续下滑,业界需求量又大、薪资水准也不错,导致多数学生硕士毕业后,就马上投入职场。

但林本坚指出,博士修课时间长、学分也多,才能真正深入研究;如果只有硕士,硕二带硕一做研究,“他才会一点点,就要带人做研究?而且硕士要修的课顶多20几学分,能够学什么?”

长期积累的风气难以马上扭转,林本坚原先希望半导体学院招收学生以博士为主,但考量现实因素,最后仍调整为每年招收80名硕士、20名博士。

“浸润式光刻之父”林本坚专访:全球分工产业链大退化,美国很难重返半导体制造业

(中央社制图)

现实泼冷水!林本坚感叹:好好做不容易

虽然在政府大力支持下,全台4大半导体学院均已建立,但让林本坚错愕的是,学院成立后面临的首个挑战竟是来自僵固的政府制度。

林本坚苦笑着说,半导体学院希望找来有潜力、优秀的学生,宁缺勿滥,没想到引来教育部质疑为何没有满额招生,“我们说不好我们不要,结果教育部说,没招满明年就给你少一点(名额)”。

林本坚原以为只要做个好院长、好教授,后来发现光在行政事务耗费的心力就超乎想像;想要扭转产业缺人才的结构问题,势必得有大破大立的举动,但制度松绑来不及跟上,“要好好做,不是那么容易”。

林本坚举例,一个普通教授在台湾的薪资是香港的1/4,也可能是新加坡的几分之一,更不要讲美国、欧洲,这样的薪资条件要争取好教授并非易事;然而,若要提高薪资水准延揽人才,政府高层即使愿意,但很多公务员还是习惯以前的做法,导致实务上推进有限。

再从资金面来看,半导体学院是由政府及产业共同出资,但台湾产业界的问题是要“给钱就要回收”,不会平白捐给学校,一定要做业界有兴趣的研究计划;当资金都放在研究计划与教授的人事上时,最后能运用于经营学院的钱所剩无几。

尽管台湾国发基金也是出资方,林本坚直言,国发基金与产业界偶有互踢皮球情况,国发基金说这钱应该是产业界出,产业界说这钱应该是国发基金出,结果两边的钱都不能使用。

政府与产业携手合资成立半导体学院蔚为美谈,学院运作却困于体制,绑手绑脚。林本坚形容,清大半导体学院“寄人篱下”,一开始连教室、老师都没有,所幸清大深知学院的重要性,在学院第一届招生时的审查、口试等过程,得到许多人的协助。

凡事起头难,尽管起步不如预期顺遂,林本坚仍期待半导体学院能够实现愿景,除了给学生领导者的配备,对于没有碰过的问题也能迅速找到解方的“活才”,也期许擦亮台湾博士的招牌,培育出与柏克莱大学、史丹福大学平起平坐的世界级博士。

编辑:芯智讯-浪客剑 来源:综合自“中央社”

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