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全球芯片竞争 他是唯一有原创发言权的华人科学家

全球芯片竞争 他是唯一有原创发言权的华人科学家

  “做科技是不分地域的……,我们都是希望科技越做越好,希望大家不要恶性竞争,要良性竞争

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  “(中国的半导体)有很多产品也卖得不错,我想跟美国比当然是有点差距了,跟日本比我想差距会小一点,日本那边的资历跟人才各个方面可能没有大陆那么有优势吧,将来要超越日本应该是不难的。

  “我很羡慕当今年轻人,你们这个时代没有战争,不用逃难,丰衣足食,有很好的设备和仪器……但是你们的责任也是非常大的,你们将来必定要青出于蓝而胜于蓝,这个国家和社会的责任都在你们身上。”

  2018年11月19日,在未来科学大奖颁奖现场,林本坚(Burn Lin)以一种饱经世事的过来人口吻向听众讲述自己的见解。

  就在“杂交水稻之父”袁隆平等六位科学家分享另外两个奖项的同时,这位早前在大陆名不见经传的科学家,却一人独揽100万美元奖金。

  连他自己都有些意外。

  当他早前接到一个大陆的陌生电话,被通知得奖,听到奖金数额,林的直观反应是:这个奖金不少哦。

  之后,林本坚进一步了解到,每一位得奖者身后,至少有十几位工作忙碌且很有成就的科学家为之写推荐信。

  作为未来科学大奖“数学与计算机科学奖”的唯一获得者,林本坚凭什么,又是何来头?

  “大概从2006年开始至今,世界上所有的高端芯片-包括咱们人手一部的手机里的核心芯片、人工智能芯片、5G芯片、比特币挖矿芯片,无一不是浸润式光刻科技制造的。说没有浸润式光刻科技就没有IT的今天,毫不夸张。世界上第一个提出这个科技的就是林本坚。” 未来论坛理事会轮值主席陈恂激动地说。

  “委员会能找出他这样在工业界做出世界级、决定性贡献的华人科学家,真令人佩服!这样的人在中国,绝无仅有。”

  “你们看,Burn多孤单!”

  “当时在IBM,写个单子就能买最先进的设备,发个文章就能领先全世界。”

  回忆起早年在美国的工作经历,林本坚至今觉得“很有趣,很稳定,可以做一辈子。”

  但金鳞岂非池中物。

  在美国纽约州的IBM华生研究中心,他曾是孤独的。

  1980年代,因为对“微影路线之争”的分歧,他与整个部门的关系变得火花四溅。所谓微影,是挟制整个半导体工业的光刻工艺,它的攻关进程决定了芯片特征尺寸的大小,是推进芯片性能迭代、建造强大计算和通信设备的关键技术。

  1980年代后期的IBM乃至全球芯片界,曾一度全力攻关“X光微影”的研发。除了林本坚。

  他仔细研究过X光微影,不仅光源不好解决、操作难度大,而且很快会触达清晰度的极限。相较而言,紫外线微影不仅较易操作,而且提升空间更大。

  一根筋的林本坚跑去央告老板:“只要给我X光十分之一的预算,我就能做出很多超越竞争对手的成果!”

  可老板不为所动:“对手在大力推动X光,IBM不容落后!”

  于是出现了这样一幕:在部门例会上,一侧是熙熙攘攘的“X光微影”团队,人满为患,而另一侧是紫外光团队的光杆司令林本坚。

  “你看,Burn多孤单……”老板拐着弯儿地“劝退”他。

  林本坚的目光向周围一扫,回答道:“我选择到最有成长空间的位置。”屋内喧笑一团。

  不久后,X光团队完成一个技术攻关,众人聚会庆祝,洋洋得意的老板给每人发了一件T恤,上面印着“X ray works(X光可用)”的字样。

  林本坚接过T恤,刷刷几笔改成“X ray works-for the dentists(X光可用,给牙医用)”,还专门悬挂在文件柜上,路过的老板和同事们都能看见。

  这桩往事至今是老友们的笑料,同事们从此知道,随和的Burn Lin一旦碰到专业上的挑衅,真的会像他的英文名Burn一样易燃易爆炸。

  “我常常跟很多人意见不一样,如果我发现我是对的,我就不跟他们玩儿了。”忆及往事,他带着一丝小傲娇对网易科技记者说。既然无法改变潮水方向,那就利用手头的资金和人手独闯前路。

  “做不可能之梦,战不能败之敌,忍不可忍之悲……”这是他早年最喜欢的一首描述堂吉诃德精神的歌曲。

  很多年后,当他在台积电研发130纳米光刻芯片,每小时已经可以做出100多片时,IBM还有人在用X光做250纳米工艺,因为技术滞后且无法量产,最后不得不放弃。

  “你们能不能管管他,不要搅局!”

  为IBM工作22年的林本坚,在50岁时选择提前退休。彼时,他已经10度获得美国IBM杰出发明奖、杰出优秀奖,为公司创造多项世界第一,申请的专利资料堆满文件柜。

  “我离开IBM时,没有欢送会。”他不无遗憾地回忆。

  这位极少与人红脸的儒雅先生,虽然在科研上一丝不苟,私下却温厚谦谨,从不舍得责骂下属。离开IBM时,他或许曾期待一场惜别,却等来一场交涉。

  IBM希望他保证不会到对手那里工作。还提出他将来无论受聘谁家,都要提前告知,届时再确认有没有竞争关系。

  老东家可能意识到了,林本坚这个人,只要不在自己手里,放到哪儿都是科研核武器。

  这枚核武器后来回到故乡台湾,很快轰炸了整个半导体世界。

  2002年,半导体行业奉为圭臬的摩尔定律突然失灵。

  这个定律预言,当价格不变时,每隔18~24个月,集成电路上可容纳的元器件数目就会增加一倍,性能和性价比随之提高一倍。

  出自科研界的说法是,晶体管越小,芯片就越快,耗能更少。

  过去半个多世纪,全世界科学家都在想尽办法延续这个定律,以维持信息技术的高速进步。然而,在把芯片尺寸缩小至65纳米之后,业界卡壳了。

  当时几乎所有人都寄希望于157纳米 波长光刻、以空气为介质的“干式”微影技术的突破上,全球头部厂商为此投入几十十多亿美元,仍然毫无进展缓慢进展。

  如果摩尔定律衰亡,意味着人类信息技术可能陷入停滞。

  2002年,在一次国际微影研讨会上,林本坚抛出一项颠覆干式工艺、利用水做介质的“浸润式微影”技术。据他介绍,这项技术不仅比传统工艺造价低廉、操作简便,而且还比157纳米干式技术提高了整整2倍的芯片解析度!

  现场几千人听得汗毛倒竖。如果这项技术行得通,整个芯片工艺可以前进两代半至三代。

  业界瞬间炸锅。有人视他为救世主,有人视他为搅局者,有人揪住浸润式工艺中“水容易产生污染、产生气泡”等技术细节提出质疑,有人抨击他哗众取宠。

  更大的反弹来自那些已经为157纳米工艺投入血本、甚至已建好生产设备的厂商,其中一家投入数亿元的大公司直接给台积电高层打电话:“你们能不能管管他,不要搅局!”

  幸运的是,台积电上至“大老板”张忠谋下至数百名工程师,鼎力襄助他做实验、发论文、办讲演。

  为了不授人以柄,每发表一项结论之前,他都会把数据推演到穷尽,甚至连未被提出的细节也一并设想,以实证回应质疑。

  为了争取那些为芯片量产做机器的厂商,林本坚亲自跑遍美国、日本、德国、荷兰等地,逐一拜会龙头企业,不成想,一上来就遭遇一家美国大厂当头棒喝:我们绝不会用你的科技,永远不!

  这一年,林本坚60岁。以技术虔诚,在大大小小的商人面前苦口婆心。

  “他一个人站在一艘‘航空母舰’前叫停。”美国国家工程院院士、台湾新竹交通大学校长张懋中如此评价林的孤胆。

  经过反复拜会,世界最大的光刻机制造商荷兰艾斯摩尔、尼康等国际大厂渐渐服膺于这位华人科学家的缜密论证和眼光,纷纷转向。

  2003年,艾斯摩尔公司给林本坚展示了刚刚赶制出来的第一片用浸润式曝光机做出的成像,一向恭谨举止得体的林本坚兴奋得手舞足蹈。

  不久之后,浸润式微影技术正式量产。

  从量产第一代45纳米芯片开始,工业界40纳米、32纳米、28纳米、20纳米、16纳米、14纳米、10纳米、7纳米芯片,都靠浸润式技术推进。

  2014年,一次在台湾地区接受电视节目采访,主持人特意问到林本坚,他这个独步全球的“微影浸润式技术”到底是个什么样的技术?

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