中国科学院院士、中科院半导体研究所所员常凯在访谈中表示,我们怎么样实现低能耗的电子器件,这是我们待解决的问题。从长远来看,我觉得中国总会把技术问题、瓶颈问题能够解决的,只是需要时间。在国家的支持下,最终我们是能够克服这个难题的。
所以我希望年轻的一代,能够投身到半导体物理和半导体科学这样一个领域里面来。他们的投入,对半导体产业的发展都是非常重要的。
人才的重要性技术和产品,都是人创造出来的。每一代的技术革新、每一代工业革命的开始,都是由相关领域的技术专家通过新技术带动起来的发展。
全球芯片产业的开端,都是在美国出现的。
1948年,美国贝尔实验室的工程师,肖克利发明了晶体管。
1958年,美国德州仪器(简称TI)的工程师基尔比,通过将晶体管、电阻、电容整合到一起运行,进而发明了集成电路。同时期,美国仙童半导体的创始人兼工程师诺伊斯,也通过自己的技术整合,将集成电路发明了出来。
晶体管最开始的材料是锗,后来由于硅材料导电性能好、电阻小,所以美国企业放弃了锗材料,选择使用硅作为晶体管的基础材料。
由于硅材料本身不导电,但是通过对其掺杂其他元素,可以将硅材料变成导电的元素。所以,以硅为基础材料的集成电路产业,也被称为“半导体”产业,简称“芯片”。
当肖克利在贝尔实验室发明了晶体管之后,他创立了自己的半导体公司。由于肖克利对于技术的极致追求,以及他个人的狂妄自大,想要名利双收,所以他经常与公司内部的其他工程师产生矛盾。
行业内对于肖克利的评价很客观:他虽然有发现人才的本领,但却是一个糟糕的经理。
随着矛盾越来越深,肖克利公司的8名工程师,向他提出了离职。
这8名工程师以戈登·摩尔、罗伯特·诺伊斯、尤金·克莱纳三人为首,在离开了肖克利公司之后,在美国创立了仙童半导体。这8名工程师,也被行业内认为是美国硅谷的最初创始人。
至此,全球的科技发展迎来了新革命,芯片产业正在悄悄的改变全球的科技发展格局。而芯片的起源地美国,也即将成为掌管芯片产业发展的核心国家。
在德州仪器的基尔比、仙童半导体的诺伊斯发明了芯片之后,下一步要做的,就是想办法将这种新技术进行规模化的生产制造。
开创光刻技术德州仪器的另一位工程师杰伊·莱思罗普,他在这个时期,发现了将芯片进行规模化生产的方法。
莱思罗普的助手是个化学家,他发现显微镜的镜头可以拍摄一些极其细小的东西,然后让这些东西看起来很大。如果将显微镜的镜头颠倒过来,是不是可以继续缩小拍摄物体的体积?
如果理论成立,那么是不是可以将设计图纸印在锗材料上面,然后搭建一个类似于显微镜的平台,通过将显微镜倒置,进行芯片的设计?
莱思罗普从柯达公司购买了光刻胶,然后他将光刻胶涂在锗上面,将显微镜倒置,用一个矩形的图案覆盖目镜,确保光线只能通过矩形的区域。
光线通过目镜照射到矩形图案,当光线聚焦到光刻胶涂层的锗上面时,倒置的显微镜缩小了矩形图案的尺寸。同时,光刻胶材料发生了化学反应,显影的时候能被溶解,矩形图案被精准的刻画在了锗材料上面。
并且莱思罗普还通过添加一层超薄铝,将锗材料与外部电源链接起来,实现了晶体管的正常运行。
这项技术,被莱思罗普命名为光刻技术,并申请了技术专利。
此刻,来自于美国的这些企业,掌握了晶体管技术、掌握了芯片技术、掌握了光刻技术。其他国家的企业,被美国一脚踹在地上,爬不起来了。
中国的人才聚合由于美国开创技术的先发优势,所以美国的相关企业,吸引了许多来自于中国的工程师。台积电的创始人张忠谋,就是在芯片刚被发明出来的1958年,选择加入了德州仪器,一步步成为了美国企业当中,权力最大的华人。
后来,张汝京也来到了德州仪器,跟随基尔比学习技术,跟随张忠谋学习企业管理。也为后来他来到上海,创立中芯国际奠定了基础。
中国台湾的台积电,现在是全球晶圆制造业的唯一领先者。其创始人张忠谋,拥有美国最高机密的安全许可证,在德州仪器的时候,帮助美国军方制造电子产品,这也是他创立台积电之后,能一呼百应的根本。
张忠谋深知到人才对于企业的重要性,他开始大量招聘技术工程师。除张忠谋以外,台积电还有6位核心人员:林本坚、杨光磊、蒋尚义、余振华、梁孟松、孙元成,这6位人员并称为台积电的六骑士。
在这6人当中,有的人已经入了外籍,有的人保留了中国国籍,但他们的根本,都是从中国发展出去的。
林本坚开创了浸润式的光刻技术,将DUV光刻机推进了下一个技术时代。
梁孟松是制程技术的主导工程师,曾经帮助台积电打败了IBM、帮助三星在14nm工艺节点反超了三星、帮助中芯国际提升了28nm良品率之后,直接越级完成了Fin FET技术的14nm制程工艺的研发,带领中芯国际突破了技术瓶颈,缩短了与国际水平的差距。
由此可见,技术人才的培养与吸纳,对于企业的技术发展来说至关重要。
梁孟松曾经在信中公开表示过,中芯国际之所以可以在一两年之内,完成外国企业10年的技术发展,跟背后所有技术人员的共同努力是分不开的。是工程师们用夜以继日的工作态度,换来的技术发展。
并且梁孟松为了挖掘中国芯片产业的人才,他将自己在中芯国际获得的收入,捐给了中国的宋庆龄基金会。
杭州电子科技大学,曾经召开过一次宋庆龄基金会·中芯国际孟宁奖助学金捐赠活动。这个孟宁奖助学金,就是梁孟松和他的夫人李宁男女士共同创立的。
顺便提一句,杭州电子科技大学的候昌伦博士,曾经是华为公司的高级顾问,他在2018年跟华为合作,主要的研发方向就是光学技术。通过两年的研发,候昌伦博士开发了自由曲面镜头,可以在硬件层面,解决超广角镜头在拍照时候出现的边缘畸变问题。
这个新技术产品,被用在了华为mate40pro+上面,华为也成为了行业内第一家采用自由曲面镜头的厂商。而华为mate40pro+,在当年也被行业内公认为是国产手机最巅峰的产品。
新中国成立,钱学森等老一辈革命者历经生死也要回国!