鬼才林本堅，一個瘋狂點子改寫光刻機市場新格局

隨着華爲公司被美國惡意打壓，大家都瞭解到光刻機的重要性，中科院已經將光刻機研究作爲國家戰略重點推進。光刻機是芯片製造最爲關鍵的環節，摩爾定律基本上都是靠光刻機技術提升來續命的。在芯片的製造的設計、製造和封裝等幾個環節中，我們在設計軟件、光刻膠還落後不少，但最大差距在光刻機。

01|認識光刻機

其實光刻機的門檻還是很低的，其本質就是一臺投影儀，通過光將設計好的電路圖投射到硅片上，以光爲刀，在硅片上刻出電路圖。因此早期美國日本都有不少光刻機企業。根據摩爾定律，同樣大小的集成電路，上面排列的晶體管數量每18個月就翻一番，性能會提升一倍。

然而，到20世紀90年代摩爾定律卻不能延續下去，爲什麼呢？就是因爲光刻機的光源波長在193納米上再也降不下來，光源技術遇到了瓶頸。我們都知道，雕刻的東西越精密，刀尖就必須越細越鋒利，那怎樣才能將193納米的光波磨細呢？全世界的半導體人都在苦苦思考，尋找對策。

尼康公司主張採用157納米的F2激光。美國牽頭的EUV聯盟主張採用十幾納米的極紫外光。但當時的光源技術沒有取得突破，無法滿足這兩種方案。半導體發展遇到了障礙停止不前，整個行業都在絞盡腦汁，苦苦摸索。

正當業界一籌莫展時，臺積電的一位叫林本堅的工程師卻另闢蹊徑，提出了一個腦洞大開的方案。

02|認識林本堅

林本堅，1942年出生于越南，成長於中國臺灣省，美國俄亥俄州立大學博士，美國國家工程院院士。13歲生日那天母親送了他一臺照相機，讓他對光刻產生了濃厚的興趣，從此心中有火，眼裡有光，連博士論文都與光有關，求職柯達被拒後，在IBM研究22年的光刻，然後炒了老闆魷魚，自己成立一家設計光刻軟件公司，單飛8年後覺得做老闆也不好玩，一狠心把自己也炒了，去了半導體大鱷臺積電公司，做一個安靜的美男子，專注微影技術研究。

林本堅也一直研究怎樣降低光源的波長，但光源技術並不是他的研究專長，也正因爲如此，他纔有站在地球邊緣看世界的視角，提出了與衆不同的思路。

03|認識沉浸式技術

怎麼降低光的波長，大家都在光源上找出路，尋找新的光源技術。林本堅想到的辦法其實就是中學物理老師敲黑板時反覆講的原理，光通過介質也會降低波長。專業一點表述就193nm波長的光，水的折射率爲1.44，即波長通過折射可以降到132nm。

林本堅想到的辦法，就是在鏡頭和硅片之間加一層水。讓光經過水的折射，降爲132nm，這樣投射到硅片的圖案分辨率更清晰，晶片密度可以更高。

林本堅反覆實驗證明了方案的可行性，於是拿着方案、懷揣夢想到日、美、德等國大公司上門推銷。

然而理想很完美，現實卻很殘酷。當時的光刻巨頭們都不看好這種“投機取巧”的辦法，他們覺得通過光源技術降低光波纔是正道。同時，在芯片製造是需要完全無污染的環境，製造過程中加水容易產生水泡和造成污染，直接影響芯片的良品率，誰也不願意爲這“臨時之策”耽誤自己的光源研究進展，何況這些公司已爲之投入上10億美刀呢。但林本堅並沒有放棄，針對巨頭們的顧慮，不斷地優化自己的方案，一次又一次上門推銷。這讓光刻公司們不勝其煩，一家公司甚至直接寫信給當時的臺積電CEO，也就是現在的中芯國際副董事長蔣尚義，要求他管束一下林本堅，不要再來擾亂他們的研究進展和專注方向。

開拓性的成功從來都是在冷落和嘲笑中走出來的，堅持與堅定一直都是成功者的標配。無奈之下，林本堅找到了荷蘭ASML公司。當時的ASML幾乎就是一個作坊式車間，總共30號人，老闆還兼着保安出納什麼的，技術遠落後於日、美光刻公司，產品也沒有銷路，根本沒有實力研究先進光源。所以當他們看到林本堅的方案後，草根ASML沒有顧慮，決定搏一搏單車變摩托，押注林本堅的沉浸式技術。

2004年，只用不到一年的時間，ASML就在林本堅的指導下製造出132納米的樣機。技術的突破，帶來了業務的提升。從此ASML開啓了開掛的人生，拿單拿到手軟，一舉取代尼康成爲光刻機的滅霸。雖然之後尼康也研發出157納米的光刻機，但已失去先機，並且還落後於阿斯麥的132納米，從此尼康逐漸走向末路。

現在極紫外光的波長已經降到了13.4nm，林本堅的沉侵式技術並沒有被拋棄，反而被所有光刻機採用。

思路決定出路，科學從來都不是按部就班地走別人老路，科學家從來都不是安分之人。當前光刻機技術又已走到物理極限，摩爾定律岌岌可危，這對落後中國光刻企業來說，何嘗不是一種機遇。與其背後苦苦追趕，不如另闢蹊徑。

你認爲中國半導體界還會出現林本堅這樣能出鬼點子的鬼才嗎？