臺(tái)積電前研發(fā)副總經(jīng)理林本堅(jiān)，18日在北京榮獲“2018年未來(lái)科學(xué)大獎(jiǎng)--數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)科學(xué)獎(jiǎng)”。這項(xiàng)大獎(jiǎng)被視為等同“華人界諾貝爾科學(xué)獎(jiǎng)”榮譽(yù)。

林本堅(jiān)因開(kāi)拓浸潤(rùn)式微影系統(tǒng)方法，持續(xù)擴(kuò)展納米級(jí)集成電路制造，將摩爾定律延伸多代，而摘得桂冠。

這距離他在2002年正式發(fā)表浸潤(rùn)式微影系統(tǒng)方法理論已近16年，當(dāng)時(shí)他身任臺(tái)積電研發(fā)資深處長(zhǎng)，如今，獨(dú)創(chuàng)的浸潤(rùn)式顯影技術(shù)，已被英特爾等國(guó)際半導(dǎo)體龍頭企業(yè)普遍采用，成為國(guó)際半導(dǎo)體藍(lán)圖主流架構(gòu)。

今年是集成電路發(fā)明60周年，這一位“讓水發(fā)光”的半導(dǎo)體光刻工藝“大神”獲殊榮，于行業(yè)與個(gè)人都意義深遠(yuǎn)。林本堅(jiān)也被公認(rèn)是半導(dǎo)體界具重大貢獻(xiàn)的科學(xué)家和發(fā)明家。

林獲獎(jiǎng)感言 鼓勵(lì)年輕人勇于創(chuàng)新

林本堅(jiān)在獲獎(jiǎng)致詞時(shí)，特別希望激勵(lì)青年人投身科學(xué)。他表示，科學(xué)就是探索真理的路徑，對(duì)于年輕人來(lái)說(shuō)，興趣、基本功、創(chuàng)意和好奇心缺一不可，但一山還有一山高，身處高手如云中，唯有堅(jiān)持誠(chéng)信（integrity）優(yōu)勢(shì)才更大。

他回顧過(guò)去職場(chǎng)生涯，Integrity：誠(chéng)信、正直、操守，才能更進(jìn)一步。而服務(wù)過(guò)的兩個(gè)公司，IBM和臺(tái)積電都強(qiáng)調(diào)永續(xù)經(jīng)營(yíng)，能夠讓他提出的新技術(shù)應(yīng)用得以有發(fā)揮舞臺(tái)。

2002年提出顛覆性創(chuàng)新 語(yǔ)驚四座

臺(tái)上數(shù)分鐘，臺(tái)下十年功。一獎(jiǎng)殊榮，道盡他在半導(dǎo)體業(yè)界的巨大貢獻(xiàn)與多年從事科學(xué)研究的堅(jiān)持。浸潤(rùn)式微影系統(tǒng)方法理論是林本堅(jiān)2002年受邀參加國(guó)際光電學(xué)會(huì)技術(shù)研究會(huì)時(shí)正式發(fā)表。

當(dāng)時(shí)，林本堅(jiān)在一場(chǎng)國(guó)際光電學(xué)會(huì)技術(shù)研討會(huì)中專題演講，指出當(dāng)時(shí)設(shè)備商積極研究的157奈米波長(zhǎng)干式機(jī)臺(tái)，鏡頭成本過(guò)高，還不如用主流193納米機(jī)臺(tái)加入高純度水為媒介，得出比157納米還短的143納米波長(zhǎng)。沒(méi)想到此語(yǔ)一出，驚動(dòng)四座，更令2000位專家嘩然！

林本堅(jiān)說(shuō)，當(dāng)時(shí)所有設(shè)備商已投入數(shù)10億美元開(kāi)發(fā)157干式機(jī)臺(tái)，所以微影設(shè)備廠商對(duì)他提出的理論都抱觀望態(tài)度。

他整整花了一年時(shí)間四處奔走向設(shè)備廠游說(shuō)這個(gè)理論的可行性，直到2003年12月國(guó)際半導(dǎo)體技術(shù)藍(lán)圖（ITRS）年會(huì)正式將浸潤(rùn)式微影技術(shù)列入正式討論項(xiàng)目。業(yè)界也紛紛焦點(diǎn)轉(zhuǎn)移到他所提出的193納米濕式工藝，反倒是主角157納米逐漸淪為配角。

2003年年底，荷蘭設(shè)備廠ASML與臺(tái)積電共同開(kāi)發(fā)出全球第一臺(tái)193納米浸潤(rùn)式微影機(jī)，立即獲得臺(tái)積電率先下單；原本力主開(kāi)發(fā)157納米波長(zhǎng)的IBM，也將浸潤(rùn)式微影技術(shù)納入先進(jìn)研發(fā)部門(mén)；而緊接著幾年，ASML與臺(tái)積電更合作著手研發(fā)第二代193機(jī)臺(tái)。孰料自此改變芯片工藝的技術(shù)方向。

圖說(shuō)：臺(tái)積電前CEO蔣尚義當(dāng)時(shí)力挺林本堅(jiān)的頂頭上司

2004年臺(tái)積電率先采用 自此拉開(kāi)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)

2004年年底，臺(tái)積電宣布，193納米浸潤(rùn)式微影機(jī)臺(tái)，產(chǎn)生出第一批90納米芯片，通過(guò)內(nèi)部認(rèn)證。

臺(tái)積電證明，浸潤(rùn)式微影機(jī)不僅只是理論，而是一套可實(shí)際納入量產(chǎn)的工藝，并且視為布局45納米的“秘密武器”，從此，也造就臺(tái)積電首次主導(dǎo)了業(yè)界規(guī)格。

當(dāng)時(shí)臺(tái)積電向世界證明確實(shí)可行，也得以讓臺(tái)積電在先進(jìn)45納米、32納米工藝?yán)_(kāi)與對(duì)手好幾年的領(lǐng)先差距。

當(dāng)時(shí)力挺林本堅(jiān)的頂頭上司，臺(tái)積電前CEO蔣尚義（時(shí)任研發(fā)副總）則回憶，2003年中到2004年整整一年之間，浸潤(rùn)式機(jī)臺(tái)全球僅獲得1張訂單，唯一的客戶就是臺(tái)積電；但后來(lái)卻暴增至10家半導(dǎo)體業(yè)者紛紛下單；相較之下，157納米干式微影機(jī)臺(tái)訂單數(shù)量銳減，顯示廠商對(duì)浸潤(rùn)式微顯影技術(shù)的信心大增。

圖說(shuō)：2006年臺(tái)積電當(dāng)時(shí)技術(shù)藍(lán)圖

浸潤(rùn)微影商用 克服重重難關(guān)

林本堅(jiān)說(shuō)，當(dāng)時(shí)業(yè)界都以為193納米已經(jīng)走到盡頭了，誰(shuí)知道“遇到水”一切都改變。

通過(guò)浸潤(rùn)式微影技術(shù)，可以讓193納米光波透過(guò)水，將IC技術(shù)節(jié)點(diǎn)從65nm循產(chǎn)業(yè)路線圖持續(xù)降至7nm，使得摩爾定律得以持續(xù)延伸了七代。根據(jù)IEEE近期的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，浸潤(rùn)式微影技術(shù)制造了至少世界上80％的晶體管。

林本堅(jiān)便主張，若能善用善用193納米波長(zhǎng)，只是加高純度水的浸潤(rùn)式機(jī)臺(tái)，成本較干式193納米機(jī)臺(tái)多出1至2成價(jià)格，但怎么算都比157機(jī)臺(tái)整套顯影劑、光罩、光阻及蝕刻材料大幅翻新還要?jiǎng)澦恪?/p>

不過(guò)，要推翻當(dāng)時(shí)的既定認(rèn)知，確實(shí)存在很多技術(shù)障礙，包括浸潤(rùn)工藝步驟都可在臺(tái)積電內(nèi)部完成，但仍有一層光罩曝光、顯影送至設(shè)備商ASML進(jìn)行，后續(xù)再送回臺(tái)積電加以完成，要與設(shè)備商緊密合作，才能分段完成。

還有，以往干式微影是在無(wú)塵室中，以空氣為媒介，光經(jīng)光罩顯影在空白晶圓上顯影，而浸潤(rùn)式微影則利用水作為透鏡，在晶圓與光源之間加一層水。不過(guò)，水與工藝中使用的光阻劑產(chǎn)生變化，以及水中的氣泡，足以使晶圓曝光過(guò)程中產(chǎn)生許多瑕疵，尤其當(dāng)機(jī)臺(tái)以每秒50公分速度移動(dòng)，產(chǎn)成的微氣泡可能損及晶圓上的成像，這些都是浸潤(rùn)式微影遇到很大的困難，一一克服。

母親一臺(tái)老相機(jī) 啟發(fā)他對(duì)光好奇

半導(dǎo)體關(guān)鍵技術(shù)就是微影學(xué)，全球精于此的兩只手指頭數(shù)得出來(lái)，林本堅(jiān)是排名很前面人。就連臺(tái)積電高管為了了解這領(lǐng)域，都要拜讀林本堅(jiān)論文。

說(shuō)起“微影學(xué)”是他畢生的最愛(ài)。從小生長(zhǎng)在越南華人村，讓他對(duì)“光”產(chǎn)生啟蒙的，是母親送他的一臺(tái)老式的照相機(jī)，啟發(fā)他對(duì)光的好奇，一生與光結(jié)下不解之緣，甚至國(guó)外念書(shū)時(shí)，也以幫女友拍照為由，開(kāi)啟生平第一次約會(huì)，后來(lái)這位女主角就是他的一生伴侶。

年輕時(shí)他在美國(guó)俄亥俄州立大學(xué)專研雷射研究時(shí)，共發(fā)表過(guò)63篇論文、獲得35項(xiàng)專利，畢業(yè)后加入IBM，一工作就長(zhǎng)達(dá)20年，他帶領(lǐng)IBM團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)最新的0.5微米工藝，成為微影界的翹楚，后來(lái)臺(tái)積電董事長(zhǎng)張忠謀決定找科學(xué)家來(lái)帶領(lǐng)微影團(tuán)隊(duì)，過(guò)程中尋覓了2年，最后相中林本堅(jiān)。

但他笑說(shuō)“她（老婆）是臺(tái)大動(dòng)物系的高材生，在校的成績(jī)比我好”今年，正逢林本堅(jiān)伉儷結(jié)縭50周年，他沒(méi)忘了當(dāng)初當(dāng)攝像“模特”的老婆始終默默支持他，有感而發(fā)說(shuō)，“假使我有什么成就，太太的功勞是不容埋沒(méi)的”。