他為摩爾定律續(xù)命,因為“一滴水”而獲獎
“獲得未來科學大獎是非常榮幸的事情,這是大家對我所做工作的肯定。我本來以為,大陸同行不清楚我做的貢獻,現(xiàn)在看來大家都知道我做的貢獻”。他欣然答應(yīng)今年11月18日來北京參加頒獎典禮。
近日朋友圈被未來科學大獎刷爆,尤其是林本堅(Burn J.LIN)先生因為摩爾定律續(xù)命而獲得數(shù)學與計算機科學獎,更令國內(nèi)半導體圈情緒高漲。下面就讓我們一起來走近林先生,看看他是如何獲得此殊榮的。
“X光只是給牙醫(yī)用的”
林本堅的父母早先時候居住在香港,在抗戰(zhàn)時期逃到相對安全的越南,林本堅便出生在那里。在越南,他一方面接受中國式的教育,另一方面因其父親曾是一所英文學校的校長,為他學習英文打下了扎實基礎(chǔ)。
在高中的最后一年,17歲他到臺灣新竹高級中學讀書,后來考入臺灣國立大學的電機系并獲得電機學士。此后,林本堅赴美讀書,于1970年獲得美國俄亥俄州立大學電機工程博士。畢業(yè)后,他本來想進入一家光學公司,但沒想到“誤打誤撞”進了IBM。不過,他沒想到的是,在光學方面的訓練倒是在半導體成像方面幫了他很大的忙。這樣,從光學設(shè)計轉(zhuǎn)到半導體技術(shù),他在IBM不斷提高成像技術(shù),一干就是22年。
不過,當時的IBM,他的技術(shù)路線并不被看好,而處在研發(fā)階段,誰都不知道哪一條路會成功。當時為了“抗議”公司主流的技術(shù)路線,林本堅寫了一個大的布告,貼到辦公室的墻上,說“X光只是給牙醫(yī)用的”。他的執(zhí)拗可見一斑。
當時的IBM有很多人是做物理出身,他們認為,把深紫外線縮到250多納米,用X光可以做到甚至更低一點。當時的IBM花很多力氣去研究X光方面,而林本堅堅持認為,到250納米之后,光學微影是很有前途的。
獨創(chuàng)“浸潤式微影”為摩爾定律續(xù)命
離開IBM,林本堅選擇了創(chuàng)業(yè),成立了Linnovation,發(fā)展與光刻相關(guān)的軟件以及其他技術(shù)。但8年之后,他的最大的一個競爭對手被一家大公司收購,他陷于無力與之競爭的絕望之中。恰在這時,臺積電來電話邀請他加盟,經(jīng)過一番了解后,林本堅欣然應(yīng)允。
2000年,林本堅回到臺灣,加入了臺積電。那時,全世界都在走157納米波長的微影蝕刻的技術(shù),不過,林本堅認為這個技術(shù)遇到了難以突破的瓶頸,需要另覓他途。2002年,林本堅受邀參加一場國際光電學會技術(shù)研討會,會中他發(fā)表這項發(fā)現(xiàn),語驚四座,因為當時的半導體設(shè)備商多研發(fā)焦點放在如何延續(xù)干式機臺的生命,并已耗費數(shù)十億美元進行開發(fā)。林本堅的理論無疑是在業(yè)界投出一顆炸彈,但經(jīng)過他無數(shù)研討會努力奔走、尋找與設(shè)備商合作,最后,臺積電在2004年與ASML共同完成開發(fā)全球第一臺潤式微影機臺,讓業(yè)界在震驚之余也刮目相看。他開創(chuàng)性地發(fā)明浸潤式微影這項顛覆性技術(shù),扭轉(zhuǎn)了技術(shù)潮流,成功引領(lǐng)了全世界的半導體研發(fā)。
靈感從“一滴水”到“天空”
如今,浸潤式顯影不但是英特爾(Intel)等半導體龍頭、設(shè)備商所認定的跨入45奈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(gòu)成為主流?;仡欉^去林本堅提出的“一滴水”理論,過了5年,臺積電終于將在2007年下半正式用來量產(chǎn)。
臺積電采用193波長曝光設(shè)備,量產(chǎn)45奈米制程,這套設(shè)備之所以引人矚目,在于不同以往的“干式”制程,而是“濕式”機臺。過去干式曝光顯影是在無塵室中,以空氣為媒介進行,透過光罩在晶圓上顯影;而浸潤式微影則是以水為透鏡,在晶圓與光源間注入純水,波長光束透過“水”為中介,會縮短成更短波長,得以刻出更精密晶片。就是這項發(fā)明,讓半導體的摩爾定律得以朝45奈米制程之后沿續(xù)。
林本堅的“微物”論改變的半導體技術(shù)的進展,也改變由晶片所驅(qū)動的世界,45nm之后,他又繼續(xù)投入22奈米制程之后設(shè)備研究,不同的是,這次靈感來自“天空”。
林本堅說,22奈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(xiàn)在許多設(shè)備商投入的EUV設(shè)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??磥?ldquo;一沙一世界、一奈米一宇宙”這句話用在他身上再洽當也不過了。
現(xiàn)在,臺積電已經(jīng)宣布先3nm進軍了。我們感嘆科技發(fā)展的速度,同時也深知,沒有林先生也不會有現(xiàn)在的3nm。
在國立清華大學官網(wǎng)發(fā)布的聲明中:林說他最初的退休計劃只包括兩項活動:宣傳福音和幫助人們享受更繁榮的生活。然而,后來他意識到教學也是幫助人們享受繁榮的好方法。正如林所說,“在我從事半導體行業(yè)的46年中,我學到了很多,現(xiàn)在我想和下一代分享這些。除了傳授專業(yè)知識,我希望能激發(fā)學生的創(chuàng)造力,以及解決問題和團隊合作的能力。"
"No matter what the problem is, you have to be prepared to adopt different approaches to solving it.”
——Burn Lin