臺積電背后的六騎士

　　自古以來都是得人才者得天下。

　　在半導(dǎo)體領(lǐng)域，從世界上*個集成電路誕生開始，無數(shù)人才前赴后繼，堆砌起了一幢幢芯片帝國大廈，這其中，臺積電作為如今芯片代工市場當(dāng)之無愧的龍頭，烙刻在其三十多年發(fā)展史上的靈魂人物，可不是僅有張忠謀一位。

　　無人阻擋的臺積電

　　臺積電在晶圓代工領(lǐng)域顯然已是獨占鰲頭，據(jù)調(diào)研機構(gòu)DIGITIMESResearch統(tǒng)計，2021年的全球代工市場，臺積電市場份額為59.5%，在7nm/5nm細分市場幾乎完全占據(jù)主導(dǎo)地位。更為恐怖的是，從本世紀初開始，或者更早，臺積電似乎一直維持著過半的市占率，2002年臺積電營業(yè)收入超過50億美元，占整個市場份額的57%;2003年市占率為50%;2004年則為46%。或許，這與臺積電是純晶圓代工領(lǐng)域的開創(chuàng)者有著莫大的聯(lián)系，但能夠做到數(shù)十年如一日的維持龍頭地位，也足以證明臺積電的實力。

　　從1987 年成立時的1座6英寸廠，到現(xiàn)在官網(wǎng)顯示，臺積電已經(jīng)擁有四座12英寸超大晶圓廠、四座8英寸晶圓廠和一座6英寸晶圓廠，并擁有一家百分之百持有之海外子公司—臺積電(南京)有限公司之12英寸晶圓廠及二家百分之百持有之海外子公司—WaferTech美國子公司、臺積電(中國)有限公司之8英寸晶圓廠產(chǎn)能支援。

　　與此同時，臺積電的擴產(chǎn)計劃也在轟轟烈烈得進行中，臺積電總裁魏哲家此前在臺積電北美技術(shù)論壇中透露，臺積電去年啟動七個新廠的建設(shè)，今年將新建五座工廠，這意味著未來臺積電又將多12座晶圓廠。

　　毫無疑問，目前臺積電擁有全球*的邏輯晶圓產(chǎn)能(年產(chǎn)能超過1,300萬片約當(dāng)12英寸晶圓)，足具經(jīng)濟規(guī)模，并在2021年中使用291種不同制程技術(shù)，為數(shù)百家客戶生產(chǎn)1萬2,302種不同產(chǎn)品，量產(chǎn)支持最多新創(chuàng)產(chǎn)品;全球約85%的新創(chuàng)產(chǎn)品原型在臺積電實現(xiàn)。數(shù)據(jù)顯示，臺積電已經(jīng)占據(jù)了全球一半以上的芯片產(chǎn)能，尤其在14nm及以下的先進芯片領(lǐng)域。

　　除了產(chǎn)能上的*優(yōu)勢，臺積電在技術(shù)層面更是遙遙*，以近5年為例，2017年率先量產(chǎn)先進整合型扇出暨基板(InFO_oS)封裝技術(shù);2018年*全球量產(chǎn)7納米技術(shù);2019年*全球完成5納米設(shè)計基礎(chǔ)架構(gòu);2020年率先量產(chǎn)5nm…

　　此外，臺積電(中國)有限公司副總監(jiān)陳芳最新透露，臺積電3nm芯片將在今年下半年量產(chǎn)，已經(jīng)對部分移動和HPC領(lǐng)域的客戶交付，如果有手機的客戶當(dāng)下采用3nm芯片，明年產(chǎn)品就能問世。雖然此前三星率先宣布開始量產(chǎn)3nm制程，但據(jù)《經(jīng)濟日報》報道，從三星訂下的2030年成為晶圓代工龍頭目標(biāo)的時間點來看，臺積電當(dāng)前競爭力至少仍*八年。

　　圖源：臺積電

　　當(dāng)然，作為開創(chuàng)Foundry模式的先河者，臺積電的意義除了拉開半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)新時代的帷幕，對中國臺灣半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，以及人們的生活方式都有著莫大的關(guān)系。

　　一方面，臺積電的存在帶動了中國臺灣上游IC設(shè)計與下游封裝測試產(chǎn)業(yè)，打造中國臺灣成為半導(dǎo)體重鎮(zhèn)。2021年，臺灣地區(qū)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)在全球晶圓代工市占率62%，是世界*，封裝測試市占61.5%，也是世界*，IC設(shè)計市占24.3%，是僅次于美國的世界*。

　　圖片來源：雜志天下

　　另一方面，智能型手機的出現(xiàn)，改變了人類生活方式，但其實智能型手機的發(fā)展，也與臺積電晶圓代工有著密不可分的關(guān)系。張忠謀曾在退休記者會上談到，假如沒有臺積電，智能型手機不會那么快、那么早存在，也不會有那么多創(chuàng)新出現(xiàn)，改變世界上幾十億人的生活方式。

　　正是臺積電的技術(shù)和實力奠定了其如今不可撼動的重要地位，那么又是誰如何一步步撐起臺積電的技術(shù)霸權(quán)?

　　霸主背后的六騎士

　　在臺積電三十多年的發(fā)展史上，逆風(fēng)翻盤的技術(shù)戰(zhàn)役不算少數(shù)，其中最為關(guān)鍵的一戰(zhàn)當(dāng)屬2003年那場以自主技術(shù)擊敗 IBM，一舉揚名全球的 0.130 微米“銅制程”一役，直接將臺積電推向世界的顛峰。

　　《透視臺積電: 打造全球*晶圓帝國》一書顯示，1999年臺積電營收只比聯(lián)電多15%，2005年，臺積電營收已經(jīng)是聯(lián)電的2.91倍，究其獲利能力比聯(lián)電技高一籌的原因之一就是，臺積電在研發(fā)方面，0.11~0.13微米高階制程比重高，平均售價高，遭受價格競爭壓力較成熟制程—(0.18~0.25微米)小。據(jù)了解，0.13微米于2000年開始生產(chǎn)，在各家公司業(yè)績都受到“網(wǎng)絡(luò)泡沫”影響而直線下降的時，臺積電靠0.13微米支撐住業(yè)績，大幅提升市占率。

　　而幫臺積電打贏這場戰(zhàn)役，并因此被人稱為“臺積電研發(fā)六騎士”的林本堅、楊光磊、蔣尚義、孫元成、梁孟松、余振華一行人，每個人都在臺積電發(fā)展歷程留下了濃墨重彩、且不可或缺的關(guān)鍵幾筆。

　　總體來看，六騎士技能各有千秋，其中林本堅是光學(xué)領(lǐng)域的國際大師;梁孟松是半導(dǎo)體制程技術(shù)專才;孫元成和楊光磊則是整體邏輯制程的整合專家，并負責(zé)良率的提升;余振華是銅制程及低介電材料的先驅(qū);蔣尚義為總*。或許正是六騎士在不同領(lǐng)域各司其職，才讓臺積電從制程微縮到先進封裝都獨占鰲頭。

　　在摩爾定律提出的近60年里，有過多次的瓶頸時期，鋁制程是一個，光刻機的193nm波長也是一個，而這一次由臺積電林本堅提出“浸潤式微影技術(shù)”(以水為介，將193nm波長的光直接縮短至134nm)，不僅讓臺積電一口氣跳躍成長三個技術(shù)世代，成為世界的*者，更讓全球半導(dǎo)體制程得以往下推進約14 年時光，對全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的先進制程貢獻極大。

　　林本堅于2000年加入臺積電，在加入臺積電之前，林本堅于IBM 華生實驗室工作22 年，創(chuàng)造出包括1 微米、0.75 微米、0.5 微米在內(nèi)多項光刻技術(shù)，1975年他做出當(dāng)時光刻技術(shù)最短波長的光線，并將其命名為“深紫外線”(DeepUV)，至今仍被廣泛應(yīng)用，是光刻顯影技術(shù)的主流。

　　在加入臺積電后，林本堅于2002年開始推動浸潤式微影技術(shù)，這對于當(dāng)時專注于研發(fā)干式微影技術(shù)，并為此已經(jīng)投入數(shù)十億美元進行研發(fā)的眾多半導(dǎo)體設(shè)備廠商來說，無疑是一記重磅炸彈。在林本堅的堅持下，2004年臺積電與ASML成功完成開發(fā)全球*臺浸潤式微影機臺。

　　這一場漂亮的翻身仗，不僅讓臺積電*主導(dǎo)了業(yè)界規(guī)格，也讓ASML一躍成為如今的光刻機龍頭。或許也正是因為這樣的“過命交情”，目前臺積電擁有全球數(shù)量最多、*進的EUV光刻機，這也為其定增擴產(chǎn)如虎添翼。此后，林本堅還不斷突破半導(dǎo)體微影技術(shù)限制，讓微影技術(shù)從28nm的極限成功駛向20nm，并*著浸潤式進入10nm，甚至7nm、5nm制程世代!

　　如果說林本堅是光學(xué)高手，那么梁孟松就是在半導(dǎo)體先進制程模塊開發(fā)的一流高手，師承Fin FET和UTB-SOI技術(shù)發(fā)明人胡正明。梁孟松于1992年7月加入臺積電，2009年2月自研發(fā)處長職位離職后，在臺積電任職的17年間，負責(zé)或參與臺積電每一世代制程的*進技術(shù)，在2003年那場0.13微米戰(zhàn)役中，負責(zé)先進模組的梁孟松名列*，功勞僅次于當(dāng)時的資深研發(fā)副總蔣尚義。

　　或許人們開始更多地了解梁孟松是從2011年臺積電的泄密訴訟開始，作為臺積電近五百個專利的發(fā)明人，同時也是“新制程設(shè)備遴選委員會”的一員，梁孟松對臺積電的重要性不言而喻，曾有人表示，梁孟松對于臺積電先進制程掌握的廣度與深度，以及從研發(fā)到制造整合的熟悉度，在公司少人能及。《天下雜志》對梁孟松的評價則是，“以一人的去留，能左右兩地半導(dǎo)體業(yè)的消長。”足以說明梁孟松對臺積電的重要性。

　　蔣尚義作為0.13微米戰(zhàn)役中的總*，于1997 年加入臺積電，2013 年退休，期間參與了 CMOS、NMOS、Bipolar、DMOS、SOS、SOI、GaAs 激光、LED、電子束光刻、硅基太陽能電池等項目;在臺積電負責(zé)布局 0.25um、 0.18um、0.15um、0.13um、90nm、65nm、40nm、28nm、20nm 甚至到 6nm FinFET 等關(guān)鍵節(jié)點之研發(fā)。

　　在臺積電間，蔣尚義將研發(fā)團隊從 400 人擴編到 7600 人規(guī)模，培養(yǎng)成*的研發(fā)團隊，研發(fā)經(jīng)費也從數(shù)十億元擴大到百億元，堪稱是臺積電很重要的靈魂人物。張忠謀曾稱贊蔣尚義，認可他是將臺積電水平“從二軍拉到一軍”的重要推手。2009年，重返臺積電后，蔣尚義專注于晶體管和先進封裝項目。2011 年臺積電第三季法說會上，張忠謀正式宣布臺積電進軍封裝領(lǐng)域，現(xiàn)如今先進封裝已經(jīng)成為臺積電的一大工作重點，并將其 2.5D 和 3D 封裝產(chǎn)品合并為一個品牌，那就是“3D Fabric”，其竹南打造全球首座全自動化 3D Fabric先進封裝廠也將預(yù)計今年下半年開始生產(chǎn)。

　　而對于臺積電先進封裝所取得的成就，余振華就是其中的重大功臣，目前擔(dān)任臺積電Pathfinding for System Integration副總經(jīng)理，也是六騎士中*一個還在臺積電任職的。

　　余振華于1994年加入臺積電研發(fā)部門之制程模塊開發(fā)單位，負責(zé)開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)，從1997年起開始臺積電銅制程研發(fā)工作，建立臺灣*座銅制程實驗室。在0.13微米戰(zhàn)役中，余振華負責(zé)的業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)為銅導(dǎo)線與低介電物質(zhì)，歸類于“后段”制程，曾一度被人忽視，直到摩爾定律開始逐漸放緩，人們才開始意識到封裝對于降低成本的重要性。

　　2009年，在臺積電開始開發(fā)“先進封裝技術(shù)”后，張忠謀撥了 400 個研發(fā)工程師給余振華，而余振華也在兩、三年后順利開發(fā)出 CoWoS 技術(shù)，并對其進行進一步的結(jié)構(gòu)簡化。憑借著余振華研發(fā)的CoWoS，InFO-PoP及TSV技術(shù)，臺積電成為iPhone 7的*芯片供貨商。到了2016年，越來越多的高性能芯片開始導(dǎo)入CoWoS技術(shù)，CoWoS迎來了勝利的曙光。不得不說，余振華的新技術(shù)將集成電路與封裝結(jié)合起來，在全球開啟3D-IC的時代，也使臺積電能進入系統(tǒng)整合的新境界。

　　而楊光磊和孫元成兩人作為整體邏輯制程的整合專家，楊光磊從1998年4月至2018年6月在臺積電位于臺灣及美國的公司先后擔(dān)任包括研發(fā)處長在內(nèi)的多個不同職位，并于2018年6月退休。

　　孫元成則于1997年加入臺積電，任先進模塊技術(shù)發(fā)展處處長，之后轉(zhuǎn)任邏輯技術(shù)發(fā)展處處長，2000年被升任協(xié)理、資深處長，2006年擢升為研究發(fā)展副總經(jīng)理，在2019年從臺積電技術(shù)長及副總經(jīng)理退休，目前擔(dān)任陽明交大創(chuàng)新研究院總院長。

　　在臺積電任職期間，孫元成先后主導(dǎo)先進制程技術(shù)藍圖，改造研發(fā)流程和基礎(chǔ)架構(gòu)，并自主開發(fā)新技術(shù)，同時與工廠和相關(guān)團隊全力合作，將一代又一代的新技術(shù)移轉(zhuǎn)至工廠量產(chǎn)，協(xié)助了臺積電從以往的技術(shù)追隨者，到現(xiàn)在的先進半導(dǎo)體技術(shù)的領(lǐng)頭者。

　　此外，孫元成團隊還制定節(jié)能CMOS SOC系統(tǒng)芯片技術(shù)，包含高速、共享邏輯、和低耗漏電晶體管IC平臺以滿足在不同市場和產(chǎn)品上的需求，其倡導(dǎo)之低耗電CMOS平臺亦被國際技術(shù)藍圖委員會采用來制定技術(shù)規(guī)格需求之藍圖，開啟手機與行動運算應(yīng)用商機。

　　寫在最后

　　毫無疑問，六位傳奇人物成就了臺積電如今的霸主地位，但從人才擴散角度來看，臺積電也確實是培養(yǎng)晶圓制造人才的大本營，上述每一位都著*的影響力，從三星、英特爾，到中芯，都有著他們的身影。

　　隨著半導(dǎo)體應(yīng)用范圍越來越廣，制程微縮或?qū)⒉辉偈翘嵘�芯片性能�?出路，臺積電的未來，或者說是全球半導(dǎo)體的未來，又將會由誰來創(chuàng)造?

　　參考

　　《余振華 與臺積電一同走過發(fā)展里程碑》臺灣電磁產(chǎn)學(xué)聯(lián)盟，2017

　　《梁孟松的“標(biāo)簽” 》財經(jīng)無忌，2020

　　《他...把臺積從二軍拉到一軍 技術(shù)與制程一把罩》巨亨網(wǎng)，2016