[新闻] 追思施敏院士(1)硅文明先知

楼主: oysteromele (蚵仔煎不要蚵仔)   2025-09-18 22:40:01
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追思施敏院士(1)硅文明先知
2024.05.13
文:Wa-People/王丽娟 Janet Wang
图:Wa-People/李慧臻 Jane Lee
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图说:施敏院士爱女施怡凡(左六)特别自美国飞抵台湾,参加施敏院士纪念研讨会。左
起为阳明交大研发处组长黄尔文教授、台北海洋科技大学教授顾鸿寿、阳明交大副研发长
刘柏村讲座教授、阳明交大电机系教授寒川诚二、阳明交大电机系教授李义明、施怡凡女
士、阳明交大产创学院院长孙元成、交大校友总会执行长陈俊秀、阳明交大电机学院院长
王莅君、阳明交大总务长黄世昌、产业人物Wa-People主笔王丽娟。
追思半导体大师施敏院士(Dr. Simon Sze)(1936年3月21日~2023年11月6日)的不朽贡
献,国立阳明交通大学于3月21日举行“追思与学术:施敏院士纪念研讨会”,施敏院士
的爱女施怡凡特别自美返台参加,受到热烈欢迎。
追思施敏院士纪念研讨会
阳明交大副校长陈永富、电机学院院长王莅君、产学创新研究学院院长孙元成、副研发长
刘柏村、旺宏电子总经理卢志远、钰创科技董事长卢超群、电子研究所终身讲座教授曾俊
元、电机系教授李义明、电机系教授郭治群、电子研究所讲座教授方伟骐、阳明交大总务
长黄世昌、工学院院长林志平、博大国际智权董事长冯武雄及众多师生,皆参与盛会。
图说:阳明交大副校长陈永富推崇施敏院士栽培台湾本土博士的贡献。
陈永富副校长致词时,特别推崇施敏院士对培育台湾本土博士的贡献!他说自己从小立志
当老师,但碍于家庭经济因素,出国希望渺茫。直到1986年来到交大电子系,得知施敏院
士在交大培养了三位台湾最早的博士,包括交大前校长张俊彦、电子学教得最好的交大前
副校长陈龙英,从此看到希望并告诉自己,在这个学校,只要够努力,应该有希望圆梦。
陈永富说,虽然施敏院士没有亲自教过他,但他被施敏院士的学生教过。以前读电子学时
,包括吴重雨校长、沈文仁教授,都会提到施敏院士的卓越贡献。
阳明交大珍藏的施敏院士影像,于会场播出时,仿佛这位亲切又博学的大师重返人间,顿
时触动许多人的思念,不觉流下眼泪。
男女平等、支持孩子追梦
施怡凡说,如果爸爸还活着,这天是他88岁生日。施怡凡代表母亲、哥哥及全家人感谢大
家,她强调施敏院士在台湾讲学授课、带学生,是他最开心、最满意、最得意的事。他的
学生、同事、朋友,是他最重要的一部分。
在阳明交大产学创新研究学院院长孙元成主持的座谈会上,施怡凡分享了两件事,说出她
对父亲的感谢。第一件是感谢爸爸对两个孩子都很支持、很鼓励,真是一位好爸爸。她说
,从小父亲就对她说,男孩女孩都是一样的,没有老式的重男轻女。所以,哥哥有什么机
会,施怡凡也都有,不像邻居偏重投资男孩,让男孩子去读常春藤名校,女孩子就只读州
立大学。施怡凡说,爸爸妈妈对我们两个孩子完全公平,让她特别感激。
图说:施怡凡说,施敏院士是一位最好的爸爸。
第二件事是施敏院士鼓励女儿勇敢追梦的态度。施怡凡说她年轻时胆子很大,毕业后想到
法国巴黎的经济合作暨发展组织(Organisation for Economic Cooperation and Develo
pment,简称OECD )去做事。“我去申请工作,但他们说没有PHD根本没有什么机会。”
尽管那时施怡凡不会讲法文、不认识人、没有经验、没有钱、也没有地方住,但她还是想
去。
后来终于如愿找到工作了,可是做了两年,虽然在巴黎觉得很开心,但工作却很无聊。所
以,施怡凡决定搬到香港。这一回又是相同的状况,她不会讲广东话、不认识人、没有经
验、没有钱、也没有地方住,但她还是去了香港。
面对果敢追梦的女儿,身为父亲的施敏,心中是怎么想的呢?施怡凡说,我爸爸在我每次
出国去的时候总跟我说,“你去试试看,希望妳很成功,万一出问题的话,家里总是会有
一碗稀饭给妳吃。”
当初施怡凡听父亲这么说,总是觉得爸爸很滑稽、很可爱,现在回想起来,她觉得做父母
的,这是最好的方法。施怡凡说,“如今我的儿子25岁,我对儿子也是相同的态度。你要
做什么,你就去试试看,如果需要帮助的话,我们做父母的还在这儿。”
电子元件园丁、硅文明先知鼓吹者
欣铨科技董事长暨旺宏电子总经理卢志远,以“向世界上最伟大的电子元件园丁暨硅文明
世代之先知鼓吹者致敬!”为题发表专题演讲。他认为施敏院士像是电子元件的园丁,不
停耕耘,写的书堆起来比人还高,造福了许多学生,各个都比他有钱。卢志远说,施敏已
经达到“成功不必在我”的境界,甚至还乐在其中,真是非常难得一见的崇高人格。
图说:欣铨科技董事长暨旺宏电子总经理卢志远推崇施敏院士的崇高人格。
卢志远并推崇“施敏院士对硅文明、硅世代的来临,是一位先知及鼓吹者。”卢志远表示
,施敏院士很早就看好硅世代即将到来,他能有这么先知的看法,关键在于他拥有学术基
础,并且做了非常多电子元件的研究。施敏院士也深知,从元件到变成一个产业,必须通
过精实的量产及营运的考验,确保每天产出的几千亿、几百亿个元件,在每个人不停地操
作使用下,都不会坏掉。
到底什么样的材料,才能符合这个条件呢?卢志远说,施敏很早就讲过,“除了硅,其他
都不必看了。”当时,硅根本尚未称霸,但施敏早已预言“硅时代”的到来。
硅文明盛行200年
卢志远细数电子元件的发展史,以及贝尔实验室的研究发展对人类做出的重要贡献。卢志
远曾任职贝尔实验室,和施敏院士曾是同事,两人多年情谊十分深厚。卢志远引述施敏院
士的话,看好硅文明及硅世代(Silicon Era)的发展,如同人类历史经历青铜文化、铁
器文化一般,每一项文明从崛起到成熟,大约都是两百年。因此,施敏院士认为“硅文明
崛起,至少也会盛行200年。”
回顾电子元件发展史,从真空管到有电晶体(transistor) 的概念,花了20年;卢志远
说,“量子力学于1900年第一次爆发,开始有电子电路(electronic circuit),从此才
有了半导体。”卢志远说,在那之前,物理界根本没有办法解释,为何世界上会有一种东
西,具有半导体的性质。
电晶体之后,包括BiPolar, NMOS等大约两百多种电子元件纷纷出现,历经30年的演变,
才来到用硅做成的金氧半场效电晶体(Si-MOSFET)。卢志远说,“我1968才念台大物理
系,当时也还没有接触半导体。”他指出,直到1970年,有了大型积体电路(LSI),从
此半导体才一飞冲天,整合度也越来越高,来到VLSI及ULSI的规模。
微缩、堆叠、小芯片(Chiplet)等技术,是半导体产业能够不断成长的关键。数十年来
,半导体产业兼顾了性能、功耗、面积大小、成本(Performance, Power, Area, Cost,
简称PPAC)等四大挑战,不但做到速度变快、耗能降低、尺寸缩小,而且成本还更便宜。
卢志远指出,过去系统芯片(SoC)把CPU、GPU、内存、I/O、通讯整合在一起,全都采
用同一制程技术(例如3奈米),但这些个别元件,有的并不需要用那么先进的制程,因
此如今就发展出,先将元件各自以不同的制程做好,然后,再像堆乐高积木一样封装在一
起,成为系统芯片。只是如今新的挑战,并非技术难做,而是大家都有自己的接口,需要
努力沟通,才能够整合成功。
内存变便宜的秘密
除了逻辑元件之外,在内存元件方面,也借由半导体微缩技术,为全球使用者带来又好
又便宜的内存。卢志远说,1956年IBM开发的储存装置,当年每套只有3.75MB的容量,
体积非常庞大,需要用上308套才能拥有1GB的容量,而且只租不卖,算下来1GB内存每
月的租金,高达23.1万美元;如今,以硅为主的固态硬盘(SSD),2022年推出的容量达2
TB,价格约250美元,换算下来1GB只需要0.125美元(新台币不到4元)。仅仅66年的时间
,内存的售价,竟出现这么令人吃惊的跌幅,这正是半导体技术的神奇力量。
随着微缩技术越来越小,新的挑战来了!卢志远指出,施敏发明的浮闸内存 (Floati
ng-Gate Memory, FGM),随着微缩技术不断推进,元件里的电子数量越来越少,“微缩
到10几奈米时,可靠性的问题就来了。”
面对这样的挑战,技术开始朝3D内存的方向努力,好比将原来一整片平房的社区,纷纷
盖起大楼。Toshiba于2007年,最早提出这样的专利,先将一百层电路堆叠起来,最昂贵
的微影制程只需做一次,然后100个电晶体就可一次完成。
“旺宏从50奈米以后,就不再微缩,这么做的可靠度非常理想,如今正准备量产192层的3
D Nand Flash内存。”卢志远说,施敏院士所著的《Physics of Semiconductor Devic
es》第三版原文书,封面采用的就是旺宏的产品。
量子力学,第二次爆发
1946年,美国宾州大学以真空管推出世界第一台电子数值积分器和计算机(ENIAC) ,虽
然体积庞大到占满一整个房间,但却是全球第一台运算技术的作品。
量子力学的第一次上场,始于1947年电晶体发明开始、1958年IC诞生、1961年第一颗平面
IC出现,到2018年IBM举行超级电脑高峰会。
卢志远说,如今,“量子科技(quantumn technology)可说是第二次量子力学的再爆发
,并为运算技术带来破坏式的革命。”他强调,2022年诺贝尔物理奖,由三位分别来自美
国、法国,及奥地利的科学家,以研究量子纠缠而获奖,更进一步肯定了量子技术的未来
发展。
包括Intel与Delft大学合作开发二个量子位元的量子处理器(硅-量子点),还有IBM于20
19年,特别于著名的华生研究中心成立“ IBM 量子运算中心(简称IBM Q computation C
enter),都显示著未来量子霸权(Quantum Supremacy)的新竞局正在展开。
“如今,量子元件已有十几种,声量最大的,首推IBM。”卢志远说,观察过去,大家对
于新元件的了解,大约都要花上20年的时间。如今众人对量子电脑的未来应用,还存在分
歧意见,以及诸多想像。卢志远记得施敏院士总是引述2000年诺贝尔物理学奖得主赫伯特
概J勒默(Herbert Kroemer)说的话,他认为,“任何足够新颖和创新的技术,都将会自
己创建出许多崭新的应用。”
从研发出一项可行的技术,到能够稳定量产,形成一个产业,是一条很长的路。卢志远说
,施敏教授好比一名园丁,他所教授的这些电子元件物理学,就是在为产业铺路。他强调
,半导体产业仍处于上升期,而为新兴产业开发相应的材料与设备,是最关键的推进剂,
包括可制造工程、计量、测试、封装/包装,到各种设备的开发,还有很多事要做。
卢志远表示,施敏院士带给大家影响,“让我们能有更多的洞见与愿景,看到未来的趋势
。”他强调,依照施敏院士的预言,半导体至少还有75年可以前进。卢志远鼓励年轻人积
极投入半导体产业,“因为体量很大,充满机会!”
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致敬大师以下开放工程师敬礼
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