台湾半导体如何保持领先优势? 5问总统科学奖得主胡正明
来源:DIGITIMES科技网 发布时间:2023-10-17 分享至微信




总统科学奖委员会日前公布「2022-2023年总统科学奖」得奖名单,其中「应用科学组」得奖人由中央研究院院士、国立阳明交通大学终身讲座教授胡正明获得。


2001年胡正明毅然返台担任台积电首任技术长,负责专利与前瞻技术研发。胡正明将FinFET技术从研究实验室推向商业生产,FinFET三面闸极架构的发展,更是全包覆式(GAA)纳米线晶体管和纳米片晶体管等进一步发展的基础。


胡正明在加州大学柏克莱分校(UC Berkeley)退休后返台,在国立阳明交通大学任教,并亲自主持教育部及国科会共同支持的特色领域研究计划「智能半导体纳米系统技术研究中心」,带领交大团队投入前瞻半导体技术研发,开创多项世界级成果,并培育出许多优秀高端研发人才。


胡正明小档案


DIGITIMES特别越洋专访胡正明院士,畅谈半导体产业界所关切的议题。


问:美国和欧盟相继提出芯片法案,台积电也到美国、日本、德国设厂。美国的国家科学基金会(NSF)和台湾国科会(NSTC)更启动台美科技合作会议(STC),聚焦半导体与微电子等五大领域。对于台美半导体合作,院士有何看法?


答:「台美科技合作会议」是美国对台湾半导体产业能力的肯定,也是各式合作的目的。台湾的产业成功让美国有些借镜,希望维持产业链的供应,这是实质的意义,至于学术交流反而是小事情。


问:美西玉山科技协会2022年曾以「半导体的复兴」为题,在加州Cupertino举行实体论坛。院士在论坛中以「世界需要更好的半导体吗?半导体荣景可以好多久?世界负担得起吗?」等面向提出见解。可否与我们分享您对半导体产业变化的观察和预测?


答:世界需要更好的半导体吗?我觉得这是很重要的问题,因为半导体要再往下走,在技术上是很困难的。我相信每家公司、每位做研究的人都同意这个论点。更进一步凸显台湾能够把困难的技术,发展到今天的程度真的是非常不容易。


既然这么困难,为什么半导体还继续走下去?真的需要更多且更好的半导体吗?我认为半导体继续走下去是非常必要的。原因很简单,我们打开报纸就会知道有各式各样的问题还未解决。


例如地球暖化、能源、污染、大家需要多生小孩,以便有更多年轻人来养老人。但将来这些年轻人都老了,要靠谁?真正的关键在资源,更不用讲财富分配不均的社会问题,问题多的不得了,我们要如何解决?


地球的资源并不是无限的,要解决问题一种是用政策,另一种是使用科技。问题是所有的科技使用的能源很多、材料也很多,因此造成的污染也很多。把时间想长一点,不要只想未来几十年,而是几百年,我们还需要多少能源?多少原材料来满足人类的需求?


半导体和数码技术是未来支撑人类几百年的技术。数码科技的成功是因为有半导体,数码科技已减少几百万倍石化燃料的使用量。再想想,半导体是很特别的技术,因为半导体的应用很广,过去一、二十年所有产业都可因此脱胎换骨。


有人可能不完全同意,但除了产业之外,半导体达成的技术也可能对金融、教育带来改变。连科学也改变了,例如化学领域,科学家不再需要开火烧试管,电脑就能模拟出实验结果。甚至对付病毒的疫苗,也是利用电脑做出配方。


这代表半导体技术做得好,才可以把所有产业、技术、科学都提升起来。半导体技术才是人类解决未来许多问题的工具。


以材料来说,有什么东西是必须愈做愈小,用电和用材料愈来愈少、速度却愈来愈快?半导体就是有这种能力和潜力。再以电子计算来看,虽然已经进步很多,但在能耗方面理论上还有不止千倍的改进空间。


如果我们同意未来的问题会愈来愈大,不要只看未来20年,而是看未来200年。面对这些挑战,目前能看到的就是半导体,半导体技术有可能协助人类解决这些问题。


问:院士自柏克莱退休后加入阳明交大教授团队,聚焦后摩尔定律时代半导体制造技术的五大瓶颈。台湾学界在延揽人才等方面是否有遇到困难?与产业的合作模式是否和过去不同?


答:台湾半导体已经走在前面,要再往前走的阻力会更大。就好像自行车比赛,你骑在别人后面比较轻松,如果要骑在所有人的最前面,对选手而言最费力也很难一直保持领先。


在这种情况下,半导体产业的领先者在人力上的确是很大的挑战,长远的办法就是成为国际化的企业,例如在国外要有据点。我知道政府希望根留台湾、技术留在台湾,但台湾的人力供给是不容小觑的挑战。


企业做了很多事,天天在想如何解决人力不足这个事。我的看法是政府有一些盲点。台湾已有很多领先世界的企业,这些公司的领导者都是很有能力的。政府不应该用过去那种观念,认为政府可以透过法人研究机构为企业做研发。


几十年前台湾没有现在的工业,的确有需要,也是适当的办法。现在则要思考是不是应该把研发的重任交给企业自己去做。法人不应该和产业界和学校抢人才,而是应该把训练过的人释放出来。


人才要在企业里面才能达到最后的目标。这对企业和经济而言是注入新的活力,是很重要的一件事。学校需要一些人才,才能训练更多的人才。产业哀叹没有人才,但政府却让法人机构不断找人做研发,这是要重新思考的一件事。


学校是训练人才最有效率的地方,我们要想办法留住好的老师。台湾的教育制度应该要松绑,让学校可自主决定要扩大,或缩减什么科系。缩减是痛苦的事,但如果是就业市场需求较多的,就招收3倍甚至是10倍的学生。


以柏克莱为例,10年内选读电脑科学(CS)的学生成长3倍以上。很幸运的是,现在数码科技发达,让老师多收学生变得可行,有很多案例证明教室空间的大小并不重要。


大型在线教育已有成千上万人同时上线,效果非常好,毕业的学生很适合产业使用。柏克莱校方不太愿意随意增加颁授学位的数量,但电机系和计算机系的老师说不要紧,只要来上过他的课,会给一张修课证明。


产业界试用后发现,只持有修课证明的人,和拿到学位的人的能力一样好。这就行了,这就是活用教育资源,对人口比较少的台湾而言,更需要活用。


问:半导体产业的IC设计和IC制造不断提到人才短缺问题。有人认为是台湾企业用人方式错误,不能把责任都推给政府和学校。院士曾在产业服务,对于半导体人才问题,可否提出您对产业和政府的建议?


答:台湾人才短缺不是企业、学界、政府之间互相批评就能解决的。例如有人批评企业用人方式错误,但我知道企业已经在改善,企业存在的目的是把产品做好、利润做高。如果员工不愿意留下来,对企业的目标有利吗?


其实企业要留才的动机比政府还大,这是企业该做的。我相信包括台积电都很珍惜人才,10年前公司还规定不许加班。不只是台积电,三星电子(Samsung Electronics)也有相同的规定。


有些企业对待员工的方法可能没有注意到,以致受人批评,我相信企业会改进,也会努力善待员工。至于台湾是否还需要有政府支持的大型法人来做研发?以美国经验来看,同样的人在政府机构能发挥的效力是不如在民间机构的,从这个方向来看,法人不要与企业争人才,而是释放。


我把学校和企业看成是伙伴关系,学校最大的产品就是人才,学校也希望学生毕业后有好工作。这种动机和社会的发展是一致的。企业要把学校当伙伴,政府如果想要协助企业做研发,委托学校就是最好的机制。


政府把钱给学校,学校可多收学生,政府把对产业有用的题目交给学校解决,学生就参与这些题目,这就是最好的教育。教育不是只有读书,读书的本质只是基础,培养人才的关键就是读书之后能解决问题。


如果在学校就培养解决问题的能力,就是最好的教育。这是一举两得,政府投入在学校既可研发技术又可培育产业可用的人才。


问:台湾经常谈产、学、研的合作与分工,虽然行之有年,外界也有一些批评,但多年来,政府支持这样的研发模式几乎不可能改变。


答:台湾经常谈「产、学、研」。我觉得分成三个并不是很切实的做法,政府应支持的是「产、学」。


政府支持大学,产业把题目给大学解决。技术移转最好的办法就是把人送出去。美国企业到美国大学找毕业生,做技术移转是其中一项诱因。


如果是看了《自然》(Nature)的论文才做研究,别人都不知道做几年了,而且也不一定是有用的东西。真正知道题目的人其实都在产业界。


我在硅谷常听人说,硅谷企业这么好是因为有柏克莱、有史丹福(Stanford)。但我心里知道不完全是如此。反过来说,为什么会觉得柏克莱、史丹福很好?


是因为硅谷有很好的公司一直和柏克莱、史丹福的老师和学生互动。这些与产业有互动的老师都是课堂上最好的老师,这是大家都肯定的。学生想学有用的东西,老师不知道什么有用,怎么教学生?学生知道老师不懂产业,上课难免兴趣缺缺。


我可以再举一例,华盛顿大学(University of Washington)本来不是排名很前面的学校,因为微软(Microsoft)总部和亚马逊(Amazon)设在那里,现在华盛顿大学的计算机系在美国已排前四强。


再如加州大学的圣地牙哥分校(UC San Diego),该校的无线通讯技术IC设计之所以领先,也是和周边的高通(Qualcomm)有很大的关系。


台湾也发展到类似程度了,有很好的企业,却忽视了这个可用的资源。时代已经不同了,不能再想靠法人就可催生出联电、台积电的模式,以致于政府不断把研发经费投往法人。


问:法人机构一年拿政府数十亿乃至上百亿元的经费补助由来已久,要改变恐怕不容易。此外,台湾有公协会对政府的「大A+计划」极为不满,认为政府平白把钱给了两家外商,却造成台厂人才流失。


答:台湾现在要做的,是靠企业把学校带起来。台湾有很好的高科技企业,工学院、半导体学院有了与企业的互动,半导体技术相关的学院一定会成为世界一流。


台湾要知道自己的强项,不用把资源用于争大学排名,把握住这些关键就可让产业、教育、经济都能够繁荣发展,过去几十年韩国和新加坡的成功,都是因为务实。


离岸公司设在新加坡前几年可以享租税好处,新加坡政府要的是技术引进。台湾有时候不是这样,外国公司要来设研发中心就高兴得不得了,政府把上亿美元的大量经费送给国外公司。


由于外国公司按规定不能把钱带到海外,就拿这些Free Money在本地大量征才,这对台湾的企业会有何影响?所以政府真的要想清楚,就政府而言需要做的事情是什么?真正能做的又是什么?不能把外宣这些当成正经事情来看,如果这样,就无法为正经事找到解决方案。


既得利益一定是很大的问题,40年前对的做法,现在还是这样吗?政府主导的政策还能成功吗?总结来说:一、半导体还要不要投资,包括人力的投资。二、台湾有没有机会提一些想法来解决人力的问题?


大家都有很多知识,只是没往这方向去讨论,现在可以做的就是谈话扩大,而不是兄弟吵架,否则要解决台湾产业遇到的问题就会是很困难的事情。


胡正明院士。阳明交大提供


胡正明院士。阳明交大提供

《新闻小辞典》:总统科学奖


总统科学奖是中华民国层级最高的基础科学研究奖励,总统科学奖委员会由中央研究院院长担任召集人,国家科学及技术委员会主任委员担任副召集人,委员会由15位委员组成。从2001年开始每2年颁发一次,依不同领域分为「数理科学组」、「生命科学组」及「应用科学组」。


自2001年迄今,与电子产业界有关的仅有3人获此殊荣,分别是2013年获奖的旺宏总经理卢志远、2017年的台积电系统整合前瞻研发副总经理余振华,及2023年的胡正明。总统将亲自颁发奖状1帧、奖座1座及奖金新台币200万元。


责任编辑:朱原弘



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