上世紀80年代,IBM研究中心開了一場內部會議。做X光光刻技術的團隊十幾個人坐一邊,氣勢很足。另一邊,就一個人。這個人叫林本堅。
那天X光團隊出了點成果,老板特高興,給每人發了件T恤,上面印著"X ray works"——意思是"X光有用"。
林本堅也分到一件,他在后面加了幾個字,變成了"X ray works — for the dentists",翻譯過來就是——"X光有用,在牙科診所里"。改完了他還用磁鐵把T恤貼在辦公桌后面的柜子上,路過的同事都能看見。
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擱今天看,這事簡直是在找死。可后來的事證明了,深紫外線光刻扛起了半導體三十年的大梁,X光到現在也沒商用。
很多人知道荷蘭ASML壟斷了全球高端光刻機,知道一臺EUV光刻機賣好幾億美元,是芯片制造的命根子。可很少有人清楚,ASML能走到今天,背后站著一個華裔技術人。
行業里管他叫"浸潤式光刻之父",他搞出來的那項發明,直接把全球半導體的技術路線給改寫了。可這個人,從沒跟中國大陸有過業務來往。他的故事,得從越南講起。
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林本堅的父母早年住在香港,抗戰時逃到了越南。1942年,他出生在法屬越南的西貢堤岸,祖籍廣東潮安,是個華僑家庭的孩子。
他喜歡物理,也務實,考了臺灣大學電機系,從此跟電磁波打上了交道。1963年畢業去了美國,1970年在俄亥俄州立大學拿到電機工程博士學位。
讀博那陣子有個小插曲——教他物理的老師是楊振寧的弟弟楊振平,要求極嚴。林本堅在臺大念書從沒熬過夜,到了俄亥俄才發現不熬夜根本撐不下去。
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博士畢業找工作,他最想去的地方是柯達,因為他愛攝影。結果柯達沒搭理他,IBM倒是先伸出了手。他一開始還納悶:IBM不是做電腦的嗎,招光學的人干啥?進去之后才明白,芯片制造里所有的小型化、微型化,全靠光學。
這一干,就是二十二年。
1975年,林本堅做出了當時光刻領域波長最短的光線,取名叫"深紫外線",也就是后來大家常說的DUV。這個成果擱在今天看意義極大——DUV后來成了全球芯片制造的主流光源。可在那個年代,整個行業都押寶在X光上,覺得紫外線馬上就要到頭了。
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林本堅是IBM最早用電腦模擬成像的人。所有人都信X光才是光刻的未來,他偏偏堅持紫外線能做到納米級別。有一回他做完報告,一個很厲害的物理學同事當場評價說:"I heard a very good science fiction"——我聽了一場很好的科幻小說。
客氣,但諷刺。林本堅沒吭聲,也沒縮回去。他一個人對面站著的,是一整條技術路線,以及背后幾個億的研發投入。他提過一個要求:給他X光組十分之一的經費就夠了。IBM沒答應,理由是"這個別人也在做,我們不做別人在做的事"。
在IBM待了二十二年,拿過十次杰出發明獎,給公司創造了好幾項世界第一。五十歲那年,他提前退休了。自己出來創業,公司名叫Linnovation——"Lin"加上"Innovation",他姓林,又愛創新。他還打趣過,說就是為了這個名字才出來的。
不過命運給他安排了一個更大的舞臺。2000年,在蔣尚義的力邀之下,已經在美國待了三十八年的林本堅回到臺灣地區,進了臺積電,職位是資深處長。
他來得正是時候。那會兒全球半導體產業撞上了一堵墻——芯片制程縮到65納米的時候,摩爾定律不好使了。
幾乎所有人都把希望寄托在157納米波長的"干式"光刻上,全世界頭部廠商為這事砸了幾十億美元,愣是沒進展。從193納米縮到157納米,比例不到20%,根本達不到摩爾定律的要求。鏡片材料搞不定,光阻透明度也提不上去。整個產業卡住了。
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就在這個節骨眼上,林本堅扔出了一顆炸彈:別再死磕縮短光源波長了,換個介質就行。
他搞出來的浸潤式微影技術,原理說起來不復雜——把鏡頭與晶圓之間的空氣,換成折射率更高的水。193納米光波在水里的等效波長能縮到134納米左右。說白了,就是在鏡頭與硅片中間加了一層水。
聽著簡單到有點兒取巧。可這個思路,恰恰推開了一扇所有人都忽略的大門。臺灣新竹交通大學校長張懋中后來說他:"一個人站在一艘航母面前喊停。"
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反對聲幾乎要把他淹沒。全球砸在157納米干式技術上的錢早就超過了10億美元,光一家光刻機臺廠商就號稱投了7億多。這些企業覺得他在攪局。有設備大廠的高層直接寫信給臺積電,意思很明確——"讓他別鬧了"。
林本堅親自跑美國、日本、德國、荷蘭,一家一家拜訪行業龍頭。頭一站去了一家美國大廠,對方劈頭蓋臉一句話:"我們永遠不會用你的技術。永遠不。"
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轉折發生在2003年。10月,林本堅團隊到荷蘭做技術交流,ASML展示了一片趕工做出來的成像——用浸潤式光刻機在光阻上打出來的圖案。那一刻,整個格局開始變了。
后面的事情就像開了快進。從第一代45納米芯片量產開始,40nm、32nm、28nm、20nm、16nm、14nm、10nm、7nm、5nm……全都靠浸潤式光刻技術制造。IEEE在2018年統計過,全世界至少80%的晶體管是用這項技術生產的。
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ASML憑這個打敗了日本尼康,坐上了全球光刻機的頭把交椅。臺積電也靠著先進制程的優勢,成了晶圓代工領域絕對的老大。2015年林本堅從臺積電退休,張忠謀在歡送晚會上說了一句話:"假如沒有你以及你建立的團隊,臺積電的光刻技術不會有今天。"
退休之后林本堅也沒閑著。2021年,他去了臺灣清華大學半導體研究學院當首任院長,把心思花在了培養年輕一代上。他提了三個詞:專才、通才、活才。他說過一句很直的話:"不能自己發現新技術,就永遠跟在別人后面跑。"
那么問題來了——成就這么大的一位華裔科學家,為什么從沒跟中國大陸合作過?這事要分兩頭看。
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其一,他的整個職業軌跡從越南到臺灣再到美國,最后回到臺灣地區。他在臺積電深耕十五年,整個技術體系、人脈網絡、合作生態全在那邊。要他中途跳到大陸來,現實層面的障礙不少。
其二,他在采訪中說得也很坦誠:"大陸有很好的先天條件,有市場,有人才。可是你需要讓他們覺得半導體很重要。"這話不是看不起誰,而是在說——光有錢、有人不夠,得從根上重視起來。
值得關注的是他2025年講的一番話,分量不輕。他說:"我們一天到晚逼他、逼他,他沒有辦法,他非常努力去投資去發明,說不定出來一個東西把大家都完全嚇到,就像DeepSeek一樣。"一位從未與大陸合作的技術前輩,公開講出這種話,這本身就代表了一種技術層面的認可。
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他還特別指出,大陸不一定非得死磕7納米、5納米這些先進制程。完全可以換條路,用新材料、新架構,拿7納米的制程去實現5納米甚至更先進的功能。
事實也在往這個方向走。拿國內來說,以上海微電子為整機集成龍頭,國科精密、科益虹源、華卓精科做核心部件配套,產業鏈的雛形已經搭起來了。
上海微電子研發的28納米沉浸式DUV光刻機完成了頭部企業的驗證測試,良品率做到了90%,計劃2025年交付,2026年量產。在EUV方向上,與華為關聯的新凱來公司走了一條不同于ASML的LDP技術路線,試產定在2025年第三季度,目標2026年實現量產。
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差距有沒有?當然有。ASML的首席財務官戴厚杰2025年在財報電話會上說得很明白:中國要造出一臺先進EUV光刻設備,還需要很多年。
2026年2月,ASML宣布新一代High-NA EUV光刻機已經準備就緒,可以交付給芯片廠投入大規模使用。技術競賽還在提速。
可差距從來不是固定不變的。十年前誰能想到中國能搞出自己的空間站?五年前誰能想到DeepSeek會讓全球AI圈震動?
中國半導體這條路,從來不是靠別人施舍走出來的。林本堅當年一個人對抗整個行業的膽量值得敬佩。而今天國內成千上萬的科研人員在光刻領域埋頭苦干的決心,同樣了不起。技術突破這件事,從來都屬于那些不信邪、不服輸、敢走自己路的人。
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