FX168财经报社(香港)讯 谈到半导体晶圆代工的高阶芯片制程技术，蒋尚义与梁孟松可谓是2021年中国市场里经常会谈论到的重要人物。他们都曾在台积电任职，但说起发展到5奈米的这段路程中，台积电创始人张忠谋提到的不是蒋尚义，也非梁孟松，而是有着“浸润式微影之父”美誉的林本坚。张忠谋对他的评价甚至提到，没有他也许就没有台积电当前盛世的规模。
台积电在7奈米制程世代正式导入极紫外光(EUV)技术，此举帮助他们拉开与竞争对手三星电子的技术差距，甚至连英特尔在2021年宣布启动IDM 2.0战略，重返晶圆代工业务，并在最新制程蓝图上指出，进入Intel 4制程开始导入高数值孔径(High NA)EUV微影技术，显见在5奈米以下制程，EUV技术已经是不得不采用的基本标配。
林本坚日前接受采访时，分享市场所高度瞩目的关键经历，也就是当年台积电推进EUV微影技术的过程。他先在上周活动提及，英特尔2002年与超微(AMD)、IBM等企业共同出资成立EUV LLC 联盟，希望共同研发EUV相关设备，导入60与40 奈米制程。但从目前状况来看，除英特尔外的半导体企业都已经退出晶圆代工市场，英特尔至今却还没有真正跨入EUV领域。
他解释道：“当时台积电也希望加入EUV联盟，但因当初只限定6家厂商，IBM抢走最后一个名额，台积电无缘、只好自己想办法，转而研发浸润式(Immersion)微影技术，并在5奈米制程扩大使用，甚至如今还成为全球拥有最多EUV机台的厂商。”
作为推动浸润式微影技术的台积电前研发大将，林本坚在2002年全球半导体产业发展一路从0.13微米、90奈米到65奈米制程，开始出现发展瓶颈，市场普遍认为波长157 奈米干式微影技术为下一代重点技术。
当时任职台积电的林本坚提出，将回到193奈米波长、改采用以水为介质的浸润式微影技术，此举强化台积电在晶圆代工技术的领导地位，并协助全球半导体产业突破摩尔定律的挑战。
近期在《半导体产业的新时代》演讲中表示，尽管有很多人说摩尔定律(Moore’s Law)在减速或是正在逐渐消失，但台积电正在用制程证明摩尔定律仍持续往前推进，7奈米在2018年推出，5奈米在2020年推出，接下来2022年会如期推出3奈米制程，而且2奈米的制程也在顺利研发。
这里给读者简单科普下，摩尔定律是由英特尔创始人摩尔(Gordon Moore)所提出，内容是当价格不变时，集成电路上可容纳的晶体管数目，约每隔18个月就会增加一倍，性能也将提升1倍。换而言之，每1美元所能买到的电脑性能，将每隔18个月翻涨2倍以上，这个定律也揭示出信息技术进步的速度。
用更简短的方式解释，作为半导体领域投资者的你，必须意识到奈米芯片制程对企业的重要性。具体来说，制程越小越好，手机芯片效能将会变得更快，而且更不容易发烫。iPhone 4所搭载的苹果A4处理器为40奈米制程，而使用在iPhone 11上的苹果A13处理器为7奈米制程，更小的制程能够在同样的尺寸中放入更多的运算单元，让效能更好、发热更少、更省电。再用更白话的方式来说，拿出你3年前的手机来滑两下，你就能明显感受到效能和发热的巨大差别。
据《商业周刊》此前所报道，当时有其他业者已经投入逾10亿美元在干式微影技术上，林本坚的提议无疑是宣告其他人失败，过去投入的资金也将付诸流水，曾任林本坚长官的台积电前共同营运长蒋尚义也透露，当时有大公司高层表达严重关切，希望林本坚不要出来搅局。
反对方甚至在国际研讨会上时时与台积电针锋相对，质疑以水作为介质将造成污染，水中气泡还会影响曝光过程等。林本坚则是面对质疑，决定更彻底解决问题，并在半年内完成3篇论文、投稿到国际期刊，甚至连还未想出的问题都一并解决，除对内说服蒋尚义、张忠谋等公司高层，对外也说服艾司摩尔(ASML)、Nikon等半导体生产设备厂商，最终浸润式微影技术取得重大的市场成功纪录，也被视为推动ASML成为半导体设备大厂的重要推手。
蒋尚义1997年接任台积电资深研发副总，就想要找个科学家领导台积电微制像处，最后找上曾在IBM任职的林本坚，一开始就听说他很厉害，没想到之后更有更惊艳的表现，甚至评论，因为林本坚，业界过去耗费逾10亿美元的研发费用像是全部倒入海底，也让蒋尚义、张忠谋都对林本坚大力赞赏。
林本坚2015年退休后隔年在清华大学担任教职，之后受访指出，的确有些中国大陆半导体公司相挖角他，甚至前长官蒋尚义当时也赴陆担任中国大陆晶圆代工龙头中芯国际担任要职，林本坚坦言，他当时年纪不小，去那边还要重新适应环境，对他并不适合，还是在台湾就好。
林本坚上周活动受访被问及EUV技术，指出微影技术及产能的投资成本很高，若只能微缩一点点，不见得每个人需要，以中芯国际来说，不一定要用到EUV微影设备，即便无法取得EUV机台，现有设备就可以推进到5奈米制程，并采用多重图形(Multiple Patterning)实现5奈米制程量产。
林本坚指出，未来半导体应用越来越广泛，并不是只有微缩才能推进先进芯片技术，应该放在设计适用不同应用的技术，以最低成本达到最好效果，半导体提升效能的技术相当多，这也是未来半导体学院投入研究的重点项目之一。
晶圆代工高阶制程的最新进展方面，台积电于2021年5月宣布，与台湾大学、美国麻省理工学院(MIT)携手，发现二维材料结合半金属铋(Bi)能达到极低的电阻，接近量子极限，有助于实现半导体1奈米以下的艰钜挑战。
研究指出，过去半导体使用三维材料，物理特性与元件结构发展到3奈米制程节点，这次研究改用二维材料，厚度可小于1 奈米(1至3层原子厚)，更逼近固态半导体材料厚度的极限。而半金属铋的材料特性，能消除与二维半导体接面的能量障碍，且半金属铋沉积时，也不会破坏二维材料的原子结构，台大团队运用下一世代的微影技术，透过氦离子束微影系统(Helium-ion beam lithography)将元件缩小至奈米尺寸，获得突破性的成果。
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