一年一度的未来科学大奖今天下午举行新闻发布会。林本坚获得生命科学奖,马大为、周其林、冯小明共同获得物质科学奖,林本坚获得数学与计算机科学奖。来自台湾的林本坚教授尤其出人意料,其获奖的代表性工作正是来自今年因中兴事件被高度关注的芯片领域。当前全球半导体高阶制程所用的浸润式微影技术,便来自他的发明,对于台湾半导体产业的辉煌贡献巨大。
林本坚是谁?这可能是刚刚发布的未来科学大奖获奖者中最令人陌生的名字。
然而,正是因为他的发明,影响了世界半导体产业发展的技术路径,包括英特尔等在内的一大批国际巨头由此舍弃耗资巨大的研究积累追随其技术标准,从此造就了台湾半导体的辉煌成就,对台湾科技业发展贡献巨大。林本坚,2018年未来科学大奖数学与计算机奖获奖人。林本坚(Burn J. Lin)的代表性工作是发明并推广浸润式微影技术,使其成为半导体领域的世界领先者,改变了全球半导体产业技术路径。
摩尔定律大意是指芯片上可容纳的晶体管数目,约每隔两年便会增加一倍。一般来说,晶体管越小,芯片就越快,耗能更少。已经成功维持了半个多世界的摩尔定律令世界发生了巨大的改变。从笨重的大型台式电脑一步步演变到今日的智能手机,设备变得越来越小,而计算能力却越来越强大。推动这一切的背后有许多的英雄,而今天的未来科学大奖获奖人林本坚毫无疑问是其中的一位。具体来说,他持续地推动了芯片制造中先进光刻技术的发展。
在光刻中,目的是把画了很多电路的模版进一步缩小放到芯片上,这有点像照相机。到底缩小到怎样的程度呢?比如,一根头发丝的横截面是80微米,也就是80,000纳米,如果用28纳米的工艺,要放下20000个单元。把如此庞大的电路缩放到小小的芯片上,难度可想而知。
2002年,林本坚发明了“浸润式微影技术”,彻底改变了集成电路的生产。这项技术是在透镜和硅片表面的间隙中,用水代替空气以提高分辨率。当时全世界的半导体研发团队都在专注于157纳米波长技术,林本坚创造性的以193纳米波长的光,通过水作为介质,将其缩短至134纳米,震惊世界。他孜孜不倦地通过各种国际研讨会说服同行使用该技术,由此继续将摩尔定律延续下去。
林本坚的父母早先时候居住在香港,在抗战时期逃到相对安全的越南,林本坚便出生在那里。在越南,他一方面接受中国式的教育,另一方面因其父亲曾是一所英文学校的校长,为他学习英文打下了扎实基础。在高中的最后一年,17岁他到台湾新竹高级中学读书,后来考入台湾国立大学的电机系并获得电机学士。此后,林本坚赴美读书,于1970年获得美国俄亥俄州立大学电机工程博士。
毕业后,他本来想进入一家光学公司,但没想到“误打误撞”进了IBM。不过,他没想到的是,在光学方面的训练倒是在半导体成像方面帮了他很大的忙。这样,从光学设计转到半导体技术,他在IBM不断提高成像技术,一干就是22年。
不过,当时的IBM,他的技术路线并不被看好,而处在研发阶段,谁都不知道哪一条路会成功。
当时为了“抗议”公司主流的技术路线,林本坚写了一个大的布告,贴到办公室的墙上,说“X光只是给牙医用的”。他的执拗可见一斑。当时的IBM有很多人是做物理出身,他们认为,把深紫外线缩到250多纳米,用X光可以做到甚至更低一点。当时的IBM花很多力气去研究X光方面,而林本坚坚持认为,到250纳米之后,光学微影是很有前途的。
离开IBM,林本坚选择了创业,成立了Linnovation,发展与光刻相关的软件以及其他技术。但8年之后,他的最大的一个竞争对手被一家大公司收购,他陷于无力与之竞争的绝望之中。恰在这时,台积电来电话邀请他加盟,经过一番了解后,林本坚欣然应允。2000年,林本坚回到台湾,加入了台积电。那时,全世界都在走157纳米波长的微影蚀刻的技术,不过,林本坚认为这个技术遇到了难以突破的瓶颈,需要另觅他途。
2002年,他开创性地发明浸润式微影这项颠覆性技术,扭转了技术潮流,成功引领了全世界的半导体研发。
林本坚曾是台积电的研发副总裁和杰出研究员。作为IEEE终身研究员、美国国家工程院院士、台湾“中央研究院”院士,他还获得了IEEE Cledo Brunetti奖(2009年),Jun-ichi Nishizawa Medal Award(2013)等奖项。
林本坚说,实际上,他并没有把获奖设定为目标,重要的是他的工作对公司或者技术社区有用,奖励只是一个副产品。从台积电退休后,他被聘为台湾清华大学教授,为培养半导体研究的人才继续贡献其力量。