石頭智能洗地機(jī)A10 Plus體驗(yàn)：雙向自清潔治好了我的懶癌
一、前言和介紹專為家庭請假懶人而生的石頭科技在近日又帶來了自己的全新旗艦新品，石頭智能洗地機(jī)A10 Plus。從這個(gè)產(chǎn)品名上就不難看出，這次石頭推出的并不是常見的掃地機(jī)器
來源：內(nèi)容來自中央社，謝謝。
美國對中國發(fā)展先進(jìn)芯片技術(shù)「卡脖子」，鴻海半導(dǎo)體策略長蔣尚義今天接受電視節(jié)目專訪時(shí)表示，雖然這可能會刺激中國加快國產(chǎn)化腳步，但能否成功還是未知，「他（中國）自己做半導(dǎo)體的方式，我相信他們要檢討」。
蔣尚義接受年代新聞臺訪問，主題為「臺灣半導(dǎo)體前世今生」，分析美國對中實(shí)施芯片禁令對產(chǎn)業(yè)的影響。
蔣尚義表示，晶圓產(chǎn)業(yè)有群聚效應(yīng)，分散后成本會提高，地緣政治角力的必然結(jié)果就是通貨膨脹，但價(jià)格往上，對誰都不好；美國的禁令雖會延緩中國相關(guān)技術(shù)的成長，但某部分來說，反而是刺激中國加快國產(chǎn)化腳步，至于會不會成功，外界都不曉得。
蔣尚義指出，中國約10年前就投入半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，但美國祭出限制是近年的事情，觀察下來，中國未被限制的時(shí)候，半導(dǎo)體做得也不成功，“他（中國）自己做半導(dǎo)體的方式，我相信他們要檢討。”蔣尚義強(qiáng)調(diào)。
談到過去前往中國大陸，最后選擇離開的經(jīng)歷。蔣尚義直言，「我沒有被信任」。
蔣尚義過去曾在臺積電擔(dān)任共同營運(yùn)長，他談到臺積電的競爭優(yōu)勢時(shí)說，臺積電最成功的還是商業(yè)模式，做決策都很快；加上臺灣人多半聰明、勤奮、具創(chuàng)新力、敬業(yè)且相當(dāng)有紀(jì)律，這是在臺灣成長的人「非常大的優(yōu)勢」，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)很適合有相關(guān)優(yōu)勢的人來發(fā)揮。
蔣尚義：小芯片整合技術(shù)為后摩爾時(shí)代主要趨勢之一
鴻海半導(dǎo)體策略長蔣尚義在七月的一場演講中表示，人工智能物聯(lián)網(wǎng)（AIoT）應(yīng)用正改變半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)和市場，小芯片（chiplet）整合技術(shù)將是后摩爾時(shí)代主要趨勢之一，異質(zhì)整合先進(jìn)封裝技術(shù)可強(qiáng)化系統(tǒng)效能和功耗。
印度半導(dǎo)體展（Semicon India 2023）25日起至30日在古茶拉底省（Gujarat）甘地那加（Gandhinagar）舉辦，今天在當(dāng)?shù)嘏e行半導(dǎo)體論壇，鴻海董事長劉揚(yáng)偉親自出席致詞，蔣尚義以「半導(dǎo)體后摩爾時(shí)代的機(jī)遇與挑戰(zhàn)」為題發(fā)表演講。
觀察半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)環(huán)境，蔣尚義指出，產(chǎn)業(yè)正在巨變，摩爾定律已經(jīng)達(dá)到物理極限，由于半導(dǎo)體設(shè)計(jì)和革新成本提高，使用4納米以下的半導(dǎo)體先進(jìn)技術(shù)節(jié)點(diǎn)成本高昂，僅有少數(shù)量大的產(chǎn)品可負(fù)擔(dān)先進(jìn)的芯片制程技術(shù)，以往系統(tǒng)設(shè)計(jì)和分割技術(shù)已無法滿足多元化應(yīng)用需求，封裝和PC板技術(shù)大幅落后硅晶圓，成為系統(tǒng)效能的瓶頸。
蔣尚義指出，在物聯(lián)網(wǎng)（IoT）和人工智能物聯(lián)網(wǎng)（AIoT）時(shí)代，芯片需求更多樣化，需要多樣性和彈性，既有生態(tài)系仍無法提供最佳化的解決方案，物聯(lián)網(wǎng)和人工智能物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，也正在改變半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)和市場。
觀察后摩爾時(shí)代技術(shù)，蔣尚義認(rèn)為，整合性芯片（integrated chips）將成為趨勢之一，他指出，從系統(tǒng)設(shè)計(jì)來看，各種硬體功能可以分割成小芯片，各種小芯片可透過不同的IC技術(shù)節(jié)點(diǎn)制造，甚至使用非硅材料因應(yīng)低成本和效能需求，各種小芯片可進(jìn)一步整合滿足系統(tǒng)功能。
蔣尚義指出，先進(jìn)封裝技術(shù)可強(qiáng)化系統(tǒng)效能和功耗，模組化趨勢提供更具彈性、設(shè)計(jì)規(guī)模、以及革新能力，讓半導(dǎo)體設(shè)計(jì)客制化更簡單且更便宜，也可以讓不同的材料和不同世代技術(shù)，透過異質(zhì)整合（heterogeneous Integration）達(dá)到更好的效能并降低成本。
蔣尚義表示，透過先進(jìn)封裝，各種小芯片可密集聯(lián)系，達(dá)到整體系統(tǒng)效能，小芯片整合技術(shù)，將是后摩爾時(shí)代的主要趨勢之一。
延伸閱讀：蔣尚義的萬字自述
去年，美國計(jì)算機(jī)歷史博物館發(fā)布了一個(gè)他們在今年三月份采訪蔣尚義的速記。
按照介紹，蔣尚義1946年出生于中國重慶，1948年父親搬往中國臺灣。根據(jù)蔣尚義的描述，他在臺灣的成長過程是非常擁擠和困難的。不過他依然能夠就讀于中國臺灣名校臺大，修讀電機(jī)工程。1969年，他進(jìn)入美國普林斯頓大學(xué)學(xué)習(xí)，1974年，蔣尚義轉(zhuǎn)入斯坦福大學(xué)攻讀博士學(xué)位。
讀完書后，蔣尚義曾在ITT、TI和HP Labs等地方工作，然后擔(dān)任臺積電研發(fā)總裁，帶領(lǐng)臺積電技術(shù)團(tuán)隊(duì)成就了晶圓代工巨頭的領(lǐng)先位置。蔣尚義2006 年從臺積電退休，但在 2009 年又被要求返回。他想專注于兩大項(xiàng)目：晶體管“領(lǐng)先”和先進(jìn)封裝。他在 2015 年離開臺積電。2016 年，他受邀加入中芯國際董事會，開啟了在國內(nèi)工作的幾年生涯。
據(jù)計(jì)算機(jī)歷史博物館所說，這段口述歷史是對臺積電發(fā)展及其如何主導(dǎo)半導(dǎo)體代工業(yè)務(wù)的非常有價(jià)值的見解。任何對半導(dǎo)體行業(yè)動態(tài)感興趣的人都必須閱讀。
以下為蔣尚義的口述摘要：
1.求學(xué)生涯
在問到為何選擇從事半導(dǎo)體行業(yè)的時(shí)候，蔣尚義回應(yīng)道：“我選擇半導(dǎo)體是因?yàn)榕銮晌覀冇幸粋€(gè)系統(tǒng)，有些人擔(dān)任主席教授，大部分來自美國大學(xué)。我大四的時(shí)候，我們碰巧有2位半導(dǎo)體領(lǐng)域的講席教授。所以我參加了一些半導(dǎo)體課程。那時(shí)，我們可能的選擇是控制、電力和通信、半導(dǎo)體。計(jì)算機(jī)在當(dāng)時(shí)剛剛啟動，所有這些領(lǐng)域。我之所以從事半導(dǎo)體是因?yàn)槲艺J(rèn)為我自己的興趣更多是物理學(xué)方向。”
正是因?yàn)閷ξ锢砀信d趣，蔣尚義選擇了半導(dǎo)體，通信與信息論，這些他認(rèn)為涉及數(shù)學(xué)比較多
學(xué)科。然后，他去了普林斯頓。
“普林斯頓非常有名，我很高興。但是我到了那里之后，我發(fā)現(xiàn)普林斯頓實(shí)際上非常非常學(xué)術(shù)。在那個(gè)時(shí)候，我認(rèn)為他們在物理、數(shù)學(xué)和哲學(xué)上是頂尖的。如果你是EE學(xué)生，你能受益匪淺。如果你是半導(dǎo)體專業(yè)的，他們會在一年級的時(shí)候送你去物理系學(xué)習(xí)，然后第二年你回來。對于信息論，他們把你送去學(xué)數(shù)學(xué)，然后重復(fù)同樣的情況。去了普林斯頓之后，我非常震驚。它在大多數(shù)領(lǐng)域都非常學(xué)術(shù)。”蔣尚義說。
之后，蔣尚義表示，他開始我申請了真正的工程院校，當(dāng)中包括麻省理工學(xué)院、伯克利、斯坦福大學(xué)、加州理工學(xué)院。最后，他被伯克利和斯坦福錄取了，沒有被麻省理工學(xué)院和加州理工學(xué)院錄取。
正如上文所說，最后蔣尚義去了斯坦福大學(xué)攻讀博士學(xué)位，師從Gerald L. Pearson博士——一位貝爾實(shí)驗(yàn)室的老前輩，曾與肖克利和那些人一起工作。
據(jù)維基百科介紹，Gerald L. Pearson出生在俄勒岡州的塞勒姆。他在Willamette大學(xué)獲得數(shù)學(xué)和物理學(xué)學(xué)士學(xué)位，在斯坦福大學(xué)獲得物理學(xué)碩士學(xué)位。從 1929 年起，他在貝爾實(shí)驗(yàn)室擔(dān)任研究物理學(xué)家，早期在熱敏電阻方面的工作獲得了 13 項(xiàng)熱敏電阻專利。二戰(zhàn)后，他是威廉·肖克利小組的一員，他的實(shí)驗(yàn)結(jié)果對開發(fā)半導(dǎo)體行為模型至關(guān)重要。1946 年，根據(jù) Shockley 的建議，他在PN 結(jié)上放置的硼酸乙二醇 (glycol borate ：gu) 液滴上施加電壓，尋找晶體管。
1954 年，他與Daryl Chapin和Calvin Souther Fuller一起在硅整流器方面的工作導(dǎo)致了第一個(gè)實(shí)用的光伏電池（太陽能電池）的誕生。1960 年，他從貝爾提前退休，在斯坦福大學(xué)擔(dān)任電氣工程教授，建立了化合物半導(dǎo)體研究項(xiàng)目。
據(jù)蔣尚義透露，他在斯坦福寫的博士論文是有關(guān)砷化鎵的，這在當(dāng)時(shí)是一種非常有前途的材料。
2.早期工作經(jīng)歷
在1974年博士畢業(yè)時(shí)，正值經(jīng)濟(jì)衰退時(shí)期，于是蔣尚義在ITT開始了他的工作生涯，從事GaAs激光器相關(guān)研究。據(jù)介紹，該產(chǎn)品是用于光纖通信的LED。ITT有一個(gè)光纖通信程序，需要一個(gè)光源，所以我的第一份工作是為他們研究這個(gè)光源，當(dāng)時(shí)其工作團(tuán)隊(duì)大概是五六個(gè)人。
在ITT工作了一年半之后，蔣尚義跳槽到了TI，這主要是基于兩個(gè)考慮：一方面，蔣尚義認(rèn)為他自己更像研究硅；另一方面，他希望第一份工作應(yīng)該讓他看得更遠(yuǎn)，而不是局限在一個(gè)那么小的團(tuán)隊(duì)，而TI正是他綜合上述兩點(diǎn)考慮做出的抉擇。
去了TI之后，蔣尚義最初的工作是研究硅太陽能電池。在當(dāng)時(shí)，受“石油禁運(yùn)”危機(jī)影響，美國政府希望探索一條新的前進(jìn)道路，并以此作為替代能源。按照蔣尚義所說，在TI的時(shí)候，他們制造了硅太陽能電池。他們當(dāng)時(shí)還設(shè)定了一個(gè)非常激進(jìn)的目標(biāo)，但從來沒有實(shí)現(xiàn)。
在研究太陽能電池兩年之后，蔣尚義轉(zhuǎn)向研究NMOS和CMOS。在那個(gè)時(shí)候，有關(guān)CMOS的研究也剛剛開始，蔣尚義的團(tuán)隊(duì)也嘗試學(xué)習(xí)如何制作CMOS。據(jù)蔣尚義所說，當(dāng)時(shí)非常有趣的一點(diǎn)是，您可以與一名工程師一起開發(fā)一項(xiàng)完整的技術(shù)。我可以運(yùn)行一些 SUPREM 模擬來模擬，然后我進(jìn)行擴(kuò)散，將自己的晶圓放到quartz boat上，并將其推進(jìn)爐子，再把它拉出來，看看效果。
“當(dāng)時(shí)我們正在研究的是5微米工藝，我們也能實(shí)現(xiàn)它。然后我離開TI的時(shí)候，研究的是1微米CMOS技術(shù)”，蔣尚義說。他同時(shí)強(qiáng)調(diào)，在TI的這段經(jīng)歷，他學(xué)到了很多半導(dǎo)體相關(guān)的技術(shù)和知識。
從蔣尚義的介紹我們得知，他在TI工作了大概四年半，從1976年到1980年。“當(dāng)時(shí)，在TI工作的張忠謀大概高我10級”，蔣尚義調(diào)侃道。他同時(shí)談到，在TI工作期間，他其實(shí)并不算真正認(rèn)識張忠謀。
離開了TI之后，蔣尚義加入了 HP Labs，并在那里工作了17年。據(jù)介紹，在HP Labs工作期間，蔣在不同的項(xiàng)目中開發(fā)了一些不同技術(shù)，但大都與CMOS相關(guān)。“我從事過CCD 項(xiàng)目，我從事過 CMOS 項(xiàng)目，我還研究過 bipolar項(xiàng)目。我被任命為項(xiàng)目經(jīng)理，負(fù)責(zé)開發(fā)他們稱為 HP-25 的第一代bipolar產(chǎn)品。我認(rèn)為他們現(xiàn)在仍在生產(chǎn)中使用 HP-25，主要用于儀器。儀器仍然使用 bipolar，因?yàn)樗母咚偾殷w積不是很大。”蔣尚義說。在他看來，在惠普實(shí)驗(yàn)室工作時(shí)期，他碰巧被抓住了IC行業(yè)行業(yè)的機(jī)遇。因?yàn)樵诋?dāng)時(shí)，每個(gè)公司希望擁有自己的IC技術(shù)，建設(shè)自己的晶圓廠。
蔣尚義同時(shí)提到，在惠普的時(shí)候，尤其是后期，他們開始意識到上述做法（每個(gè)公司擁有自己的IC技術(shù)和晶圓廠）沒有意義，于是他們開始整合所有的IC技術(shù)。而蔣尚義也意識到惠普已經(jīng)計(jì)劃逐步淘汰 IC，所以他認(rèn)為其在惠普職業(yè)生涯的后期總是面臨著整合的壓力——預(yù)算每年都在削減，永遠(yuǎn)不會雇用新人。
最后，HP Labs終于關(guān)閉了。
蔣尚義打趣道：“回想起來，這也是我們自己的錯(cuò)。例如我們說開始開發(fā)0.5微米的CMOS。但我們從未完成它。我們同時(shí)還會說，0.5 微米太老了，不再先進(jìn)了，讓我們在 0.35 上工作吧。”正是因?yàn)榭偸窍胙芯孔铑I(lǐng)先的技術(shù)，但卻從未完成任何事情，也從未轉(zhuǎn)讓任何技術(shù)來制造它。這最終導(dǎo)致了HP Labs走向了終結(jié)。這也是蔣尚義認(rèn)為實(shí)驗(yàn)室不再受公司歡迎的原因。
“就工作來說，HP真的是一個(gè)很適合的地方，其文化也讓人很好，很舒服。但回頭看，對于 IC 技術(shù)來說，你真的需要規(guī)模，而且是一個(gè)大規(guī)模。小規(guī)模是無法生存的，因?yàn)樗豢赡苡懈偁幜Α！笔Y尚義表示。
“從最基礎(chǔ)開始，因?yàn)樵O(shè)備太貴了。例如，如果今天你想研究16納米技術(shù)，你需要 300 種不同的設(shè)備，每臺設(shè)備都有自己的吞吐量。有些設(shè)備可以在一小時(shí)內(nèi)制造 300 個(gè)晶圓。另一臺設(shè)備一個(gè)小時(shí)只能生產(chǎn)3個(gè)晶圓。這就意味著在工作的時(shí)候，有個(gè)設(shè)備90%的時(shí)間是空置的。”蔣尚義接著說。
據(jù)蔣尚義介紹，如果出現(xiàn)上述情況，你的設(shè)備成本，你的折舊，你的設(shè)備效率都變得非常非常低，所以你的成本非常高。對于每小時(shí)3個(gè)晶圓，您購買了另一臺設(shè)備，然后突然之間，您的吞吐量上升到每小時(shí) 6 個(gè)晶圓。因此，如果您查看每 1,000 個(gè)晶圓的資本成本與總產(chǎn)能曲線。就這樣下來了。
一開始，它非常非常高，因?yàn)楹芏嘣O(shè)備都處于閑置狀態(tài)。當(dāng)你的產(chǎn)能越來越大時(shí)，它就會下降。所以，當(dāng)談到knee時(shí)，這個(gè)knee點(diǎn)大約是每月 15,000 到 20,000 個(gè)晶圓。因此，如今想要制造新技術(shù)、領(lǐng)先技術(shù)晶圓廠的人，每月至少需要生產(chǎn) 30,000 片晶圓才能具有競爭力。因?yàn)榧词乖谀莻€(gè)時(shí)候，你的整個(gè)工廠成本 55% 都是折舊，即使你達(dá)到了高原（plateau）。
因此，如果晶圓廠的產(chǎn)能遠(yuǎn)小于每月 30,000 片晶圓，你會發(fā)現(xiàn)你不是完全有競爭力。您的成本將遠(yuǎn)高于您的競爭對手。此外，如果您的公司產(chǎn)能小，當(dāng)您從應(yīng)用材料公司購買設(shè)備時(shí)，從 Lam Research 購買設(shè)備時(shí)，您需要支付更多的費(fèi)用和更高的價(jià)格。我們知道差距可能是 15% 或更多。而三星或臺積電支付同樣的設(shè)備，它們的成本可以比小型晶圓廠低 15% 或 20%。
所以在所有這些事情中，規(guī)模經(jīng)濟(jì)確實(shí)起著非常關(guān)鍵的作用。最重要的是，現(xiàn)在如果你想
開發(fā)領(lǐng)先的技術(shù)，你至少需要大約 20 億美元預(yù)算。如果你有 20 億美元，你的收入需要約為 400 億美元。
按照蔣尚義所說，現(xiàn)在負(fù)擔(dān)得起開發(fā)領(lǐng)先工藝的只有臺積電、英特爾和三星，因?yàn)樗鼈兌极@得超過 400 億美元的營收，第四名不到100億美元，所以他們負(fù)擔(dān)不起。
他同時(shí)回憶道，在后期，HP其實(shí)已經(jīng)意識到HP Labs所面臨的的財(cái)務(wù)問題，他們也打算搞晶圓代工。他們也去了臺積電考察，但發(fā)現(xiàn)與臺積電差距實(shí)在太大。這讓HP徹底明白，一切為時(shí)已晚。
3.臺積電的生涯
在蔣尚義數(shù)十年的工作生涯中，臺積電的經(jīng)歷無疑是最值得濃墨書寫的一段。
蔣尚義在采訪中也強(qiáng)調(diào)，他一開始和當(dāng)時(shí)擔(dān)任臺積電董事長的張忠謀并不是很熟悉，充其量只是在一些會議中碰過他幾次。但在1996年的某天下班回家之后，50歲的他接到了一個(gè)電話，對話的另一頭就是張忠謀。
在電話中，張忠謀跟蔣尚義說：“我們現(xiàn)在有一個(gè)研發(fā)VP的空缺，你來跟我們一起工作吧。這是你的薪水，這是你的工作，這是簽約獎(jiǎng)金。”（原文：We have an opening for VP of R&D. You come to work with us. Here, this is the salary, and this is your responsibility, and this is a signing bonus）
“我不需面試，而是被直接提供了一個(gè)工作機(jī)會”，蔣尚義說。他同時(shí)表示，在聽到張忠謀說完這些話之后，他的回應(yīng)是：“不用了，非常感謝，我從來沒想過去臺灣。”（原文：Oh, no, thank you very much, but I never thought about going to Taiwan）。
蔣尚義表示，之所以他會這樣說，是因?yàn)樵诋?dāng)時(shí)的他看來，臺積電還是一個(gè)很小的公司，這份工作也不是很穩(wěn)定。而且他當(dāng)時(shí)還背負(fù)著房貸，且還需要供孩子讀書。因此他經(jīng)受不起這樣的嘗試。“如果出了什么事，我會很難去找到一份新的工作”，蔣尚義說。
但在歷經(jīng)了半年的談判之后，蔣尚義還是加入了臺積電。他同時(shí)坦誠，之所以接受臺積電的offer，與張忠謀當(dāng)時(shí)給他提供的臺積電股票作為簽約獎(jiǎng)勵(lì)有關(guān)（股票是即時(shí)授予的）。“根據(jù)當(dāng)時(shí)臺積電的股票價(jià)格，如果按照我當(dāng)時(shí)的工資在HP工作到65歲，所獲得的工資收入還沒有臺積電股票的收入高”，蔣尚義說。
“從財(cái)務(wù)角度看，我加入臺積電沒有風(fēng)險(xiǎn)了，于是我接受了這個(gè)offer”，蔣尚義說。
加入了臺積電之后，蔣尚義也是直接向張忠謀匯報(bào)。在臺灣工作那段時(shí)間，他經(jīng)常晚上九點(diǎn)后回家，因?yàn)樗募胰瞬]有在臺灣，這讓他有足夠的時(shí)間投入到工作中。“但我發(fā)現(xiàn)張忠謀每天都是六點(diǎn)鐘準(zhǔn)時(shí)下班”，蔣尚義打趣道。
如蔣尚義所說，在他加入臺積電的時(shí)候，臺積電的技術(shù)在全球并沒有什么地位，就連他們想向IEDM投paper，對方甚至連看都不看，然后蔑視地回應(yīng)：“臺積電的? 哦！”（原文：From TSMC? Oh）。他同時(shí)指出，在他加盟臺積電時(shí)，這家后來的晶圓代工巨頭所擁有的研發(fā)人員僅僅是120人，當(dāng)中大多數(shù)人的經(jīng)驗(yàn)還都很淺。
在加入臺積電三個(gè)月后，蔣尚義成為了臺積電當(dāng)時(shí)正在研發(fā)的“0.25微米項(xiàng)目”的第四位負(fù)責(zé)人。在此前，他們更換了三位研發(fā)VP，同時(shí)還撤換了三位項(xiàng)目經(jīng)理。在負(fù)責(zé)這個(gè)項(xiàng)目之后，蔣尚義帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)確認(rèn)了需要解決的五個(gè)主要技術(shù)問題。
“我利用了我在HP時(shí)所學(xué)到的知識來解決技術(shù)問題”，蔣尚義承認(rèn)。“我并沒有盜竊前東家的任何文檔和商業(yè)機(jī)密”，蔣尚義接著說。
雖然仍然存在很多各種各樣的問題，但在蔣的帶領(lǐng)下，臺積電終于還是發(fā)布了0.25微米工藝。到了0.18微米工藝的時(shí)候，他帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)又遇到了一些新的問題。“在金屬互連中，你有金屬，你有電介質(zhì)，你用電介質(zhì)隔離你的金屬線。在以前，所有的電介質(zhì)都是二氧化硅，它是一種非常好的絕緣體。但那時(shí)人們開始意識到，我想減小電容，所以我必須減小K值。”蔣尚義指出。
這最后就推動了后來聞名產(chǎn)業(yè)的“l(fā)ow k”概念的火熱。
蔣尚義表示，在那時(shí)，“l(fā)ow k”已經(jīng)開始成為想法。第一代的“l(fā)ow k”叫做FSG，他們在SIO2里放了一些粉末，K值會下降一點(diǎn)；所以我們在0.25微米的時(shí)候使用FSG；但到了0.18微米后，有人提出了一個(gè)聰明的主意——做一些非常類似FSG的產(chǎn)品，但使用自旋技術(shù)，不必經(jīng)過化學(xué)氣相沉積 。自旋技術(shù)還有兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)，分別是成本較低和更加平面化。這最終推動HSQ的誕生。額外提一下，在此時(shí)，IBM也有一個(gè)名為SILK的自旋“l(fā)ow k”材料，包括三星、聯(lián)電和ST在內(nèi)的多家公司也加入了IBM的這個(gè)材料研發(fā)聯(lián)盟。
接下來，到了0.13微米的時(shí)候，蔣尚義又帶領(lǐng)臺積電的團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)了又一次突破。
據(jù)介紹，0.13微米的時(shí)候，人們開始探索從鋁互連轉(zhuǎn)向銅互連。而IBM作為銅技術(shù)的領(lǐng)先者，在上面有超過十年的研發(fā)積累。但臺積電在此前并沒有任何相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，但他們還是義無反顧地走向銅互連，他們也最終成為全球第一家實(shí)現(xiàn)銅互連和“l(fā)ow k”生產(chǎn)的晶圓廠。據(jù)他所說，IBM失敗的原因與他們在“l(fā)ow k”上的自旋選擇有關(guān)。
“0.13微米工藝是臺積電一個(gè)非常重要的節(jié)點(diǎn)，因?yàn)槲覀兟氏攘慨a(chǎn)了‘銅互連’和‘low k’，業(yè)界也從這個(gè)時(shí)候開始關(guān)注臺積電。這可謂是臺積電的一個(gè)關(guān)鍵轉(zhuǎn)折點(diǎn)”，蔣尚義說。在采訪中他還談到，之所以臺積電能夠?qū)崿F(xiàn)超越，員工的投入功不可沒。因?yàn)樗麄兪侨嗟沟模?4小時(shí)不停地研發(fā)。然而美國那邊的研發(fā)每天只工作八個(gè)小時(shí)。這就是所謂的“Faster learning cycle”。
蔣尚義同時(shí)說道，之所以臺灣的工程師可以做到這樣投入地工作，這與亞洲人本身的文化有關(guān)。他表示，亞洲人經(jīng)歷過很艱難的歲月，所以他們對掙錢有極高的渴望。且愿意犧牲自己的隱私、私人生活去擁有財(cái)務(wù)上的保障。（原話: I think the culture. Asians are more hungry, because we had a tougher life. So, to make money is more important to us. People are willing to sacrificetheir own privacy, their private life in order to have financial security.）
在他看來，正是這24小時(shí)不間斷的工作，是成就臺積電的原因之一。他同時(shí)舉例說，在臺灣，如果設(shè)備壞了，即使在凌晨兩點(diǎn)，他們找設(shè)備工程師來維護(hù)，工程師也沒啥怨言，他們的家人也不會抱怨。但如果在美國，設(shè)備只能到第二天早上才有人過來維修。
蔣尚義還分享了一個(gè)在臺積電時(shí)候的趣事。
在1999 年，臺積電在俄勒岡州開辦了一家名為 WaferTech 的晶圓廠，但這家晶圓廠的表現(xiàn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于臺積電晶圓廠，這讓臺積電非常頭疼。所以某天早上他們決定，讓在臺灣負(fù)責(zé)制造的副總裁拿到了一份 20 人的名單，叫他打電話給每個(gè)人，把他們叫到辦公室，每人分別呆十分鐘。最初的人一頭霧水，因?yàn)樗麄儚膩頉]有和這位副總裁談過，也不知道他們想做什么。最后，原來是臺積電想從臺灣派一些人去美國。最后這個(gè)20人小組推動WaferTech上了軌道。
4.先進(jìn)封裝的故事
眾所周知，蘋果和臺積電可謂是過去十年最有代表性的一對搭檔。他們兩者在過去多年的發(fā)展中，也相互成全。但蔣尚義表示，蘋果在與臺積電第一次接觸的時(shí)候只是試水，美國巨頭也只提交了一個(gè)產(chǎn)品。后來，蘋果將自己與臺積電緊緊綁在一起。按蔣尚義所說，之所以會出現(xiàn)這樣的情況，這與臺積電在先進(jìn)封裝上的布局有重要的關(guān)系。
而這一切都要從2009年說起。因?yàn)樵谀且荒辏诵萘怂哪甑膹堉抑\重返臺積電擔(dān)任CEO，然后他也也想把2006年退休的蔣尚義帶回臺積電。但在接受張邀請的時(shí)候，蔣尚義表示，他想啟動兩項(xiàng)計(jì)劃，第一項(xiàng)是晶體管領(lǐng)先。“我們一直落后英特爾，我想追上英特爾”，蔣尚義對張忠謀說。“我想啟動的第二項(xiàng)計(jì)劃是先進(jìn)封裝”，蔣尚義接著告訴張忠謀。
但張忠謀聽到這個(gè)說法后說：“你加入臺積電太遲了。其實(shí)從創(chuàng)建臺積電的第一天開始，我們就考慮過我們是否做封裝，但我們最終還是放棄了。主要原因是后者的技術(shù)含量相對較低，利潤也較低”。蔣尚義回應(yīng)道：“不，我所說的封裝并不是類似打線這樣的傳統(tǒng)封裝，我想做的是先進(jìn)封裝。”
蔣尚義指出，在當(dāng)時(shí)，他實(shí)在想不到一個(gè)比先進(jìn)封裝更好的術(shù)語來描述他設(shè)想的那種封裝。但現(xiàn)在，先進(jìn)封裝已經(jīng)被所有人所熟悉。“如果你看一下技術(shù)圖，在硅片上，我們遵循摩爾定律，進(jìn)步非常顯著。但是如果你看一下 PC 板中的封裝，如果你看一下 PCB，金屬間距（metal pitch）是 110 微米，這維持了差不多20年了。”蔣尚義接著說。
他表示，過去人們在封裝研發(fā)上的花費(fèi)很少。此外，他們花費(fèi)更多的精力來降低成本。由于硅晶圓的進(jìn)步，每次升級技術(shù)都能將獲得性能提升，這使整個(gè)行業(yè)過去都對此感到滿意，于是他們對封裝就沒有太多關(guān)注。但現(xiàn)在，我們開始看到封裝在某些情況下會成為瓶頸。隨著摩爾定律接近極限，我們需要解決這個(gè)瓶頸。
“圖形芯片巨頭英偉達(dá)是我們客戶，他們之前有一個(gè) GPU搭配8 個(gè)DRAM。你需要在GPU和DRAM之間來回發(fā)送很多信號。如果你看一下這個(gè) GPU 和 DRAM，它們之間的差距是如此之大。為什么他們隔得那么遠(yuǎn)？因?yàn)榻饘倬€很寬。如果離得太近，你無法把所有這些金屬線相連。正因?yàn)槿绱耍藗冊敢飧冻龃蠹s 30% 的速度和大約 60% 的功耗去驅(qū)動（driving）這些線。”蔣尚義舉例說。他同時(shí)表示，如果用硅片代替一塊 PCB，就可以將 GPU 和 DRAM 并排放置，這樣其性能就會很像在同一個(gè)硅片上一樣上。在做了一個(gè)模擬之后，這幾乎相當(dāng)于受益于兩代技術(shù)。
不過蔣尚義也坦誠，在當(dāng)時(shí)，只有圖形芯片是這樣的設(shè)計(jì)，這就意味著擁有相同需求的芯片是少數(shù)。
在聽了蔣尚義的講述之后，張忠謀深表贊同并問道：“你需要我提供多少資源”。蔣尚義回應(yīng)說：“我需要額外的400名工程師和大約一億美元的設(shè)備。” 在得到了張忠謀的拍板以后，蔣尚義便開始招人，在大約一年之后，他找到了Doug Yu，一個(gè)技術(shù)非常好的人來推動整個(gè)項(xiàng)目。
所以又過了一年，臺積電終于開發(fā)出了一個(gè)叫做“硅中介層”的技術(shù)。在“硅中介層”里，臺積電使用焊料凸塊（solder bump）代替引線鍵合，并將從 CPU 到 DRAM 的互連都放在硅上制作。在這個(gè)實(shí)現(xiàn)過程中，臺積電甚至不必使用非常先進(jìn)的硅技術(shù)，而是使用了三代舊技術(shù)。但出乎意料的是，效果非常好。
在開發(fā)技術(shù)的同時(shí)，臺積電開始尋找客戶。當(dāng)他們把這個(gè)想法告訴英偉達(dá)之后，GPU巨頭回應(yīng)道：“哦，這太棒了！”。但蔣尚義也說，他們從未使用過它。
后來又一天，英偉達(dá)的代工、外包副總裁告訴蔣尚義：“您不知道我們是如何與您合作，又如何與封裝公司合作，如何與 OSAT合作”。“我們可以讓 OSAT 做任何事情，但是你們太不靈活了，你們要求 30% 的利潤，他們只要求 5% 。”這位副總裁接著說。“我不會與您合作開發(fā)封裝，除非你將你的技術(shù)轉(zhuǎn)移到 OSAT，而我與他們合作。”副總裁告訴蔣尚義。
在這位副總裁看來，與 OSAT合作，他們可以告訴后者在我預(yù)算有問題的時(shí)候保留庫存。我也可以告訴他們何時(shí)保留（when to hold it），何時(shí)釋放（when to release it）。換而言之，OSAT會完全聽從英偉達(dá)的指示，但他們認(rèn)為臺積電從來沒有這樣做過。總結(jié)而言，英偉達(dá)之所以不想用臺積電的先進(jìn)封裝，是因?yàn)樗麄冋J(rèn)為臺積電利潤太高，他們想臺積電用OSAT的利潤給他們做這些事。
正是這樣，讓蔣尚義開始意識到，任何客戶使用全新的技術(shù)都是高風(fēng)險(xiǎn)的。如果它不起作用怎么辦？會讓整個(gè)公司都會倒閉，這樣做出選擇新技術(shù)決定的人肯定會被解雇。這樣的風(fēng)險(xiǎn)系統(tǒng)也讓臺積電找不到客戶。后來經(jīng)過不懈的努力，臺積電說服Xilinx 使用了他們的先進(jìn)封裝。不過蔣尚義表示，Xilinx在 使用它的方式與其預(yù)期相差甚遠(yuǎn)。
“我開發(fā)技術(shù)的初衷是我認(rèn)為這會解決性能瓶頸問題，但Xilinx 只想將四個(gè)die連接在一起，這樣他們就可以將其作為下一代產(chǎn)品出售，并且可以以非常非常好的價(jià)格出售。所以他們使用了先進(jìn)封裝，把 4 個(gè) die 封裝在一起，使其成為一個(gè)非常大的 die。在我看來，我的創(chuàng)新并沒有被用在好的地方。”蔣尚義說。
據(jù)介紹，Xilinx使用的是臺積電的第一代CoWoS技術(shù)。在這代技術(shù)上，臺積有且僅有這一個(gè)客戶，而且他們每個(gè)月的訂單是50片晶圓，這讓蔣尚義壓力很大。但之后，高通出現(xiàn)了。蔣尚義回憶道，在一次與高通VP吃飯的過程中，他們談到了臺積電的先進(jìn)封裝技術(shù)。之后這位高通VP說：“如果你把那個(gè)技術(shù)賣給我，我只愿意為每一平方毫米支付一美分。”
正是這句話讓蔣尚義恍然大悟。回去之后，他讓Doug Yu去算一下 CoWoS 花了公司多少錢。最后得出的結(jié)果是——每平方毫米七美分。“所以這就是我們賣不出去的原因。”蔣尚義喃喃道。他接著說，讓我們開發(fā)一些只需一分錢成本的技術(shù)吧，為實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，你可以犧牲性能。于是，臺積電被稱為 InFO 的第二代技術(shù)面世，這也是臺積電第一個(gè)被大賣的先進(jìn)封裝技術(shù)，InFO 也是蘋果被臺積電迷住的原因。
按照蔣尚義所說，之所以臺積電在早期沒有拿到蘋果的訂單，是因?yàn)槿菫樗麄兲峁┝艘环N封裝解決方案——在 CPU 頂部、AP頂部引線鍵合 DRAM，這一開始臺積電做不到。但后來InFO面試之后，臺積電就把蘋果搶來過來。
“可以說是一句話救了我們的命”，蔣尚義強(qiáng)調(diào)。蔣尚義接著說，在當(dāng)時(shí)提出先進(jìn)封裝計(jì)劃的時(shí)候，他們并沒有CPU客戶，他們對此也不是很關(guān)心。但現(xiàn)在，AI成為熱潮，相關(guān)芯片也能從臺積電的這些封裝設(shè)計(jì)中受益，這也是先進(jìn)封裝越來越熱的原因。
5.為什么沒有18英吋晶圓？
在采訪中，蔣尚義還就18英吋晶圓的失敗原因進(jìn)行了一些解讀。
他表示，在2013 年的時(shí)候，450mm晶圓非常火爆，而英特爾也在大力推動。據(jù)他所說，晶圓走向 6 英寸是由 IBM 推動的，而英特爾則是晶圓走向 8 英寸和 12 英寸的最大幕后推手，因此他們想再次驅(qū)動 450mm晶圓的亮相。所
在很多人看來，英特爾之所以想這樣做，是想提高生產(chǎn)力。不過蔣尚義表示，這只不過是巨頭的一個(gè)游戲——一個(gè)大家伙想利用小家伙的游戲，這也是很明顯的事情。因?yàn)槿绻阆肴ネ懂a(chǎn)18 英寸，那么首先就需要所有的設(shè)備供應(yīng)商將其設(shè)備升級以支持18 英寸，晶圓廠也不會再在 12 英寸上制造最先進(jìn)的技術(shù)。這就意味著在18英寸上，不會再有小玩家，他們會自動被淘汰了。第二，這些小玩家不需要這么大的容量，他們也負(fù)擔(dān)不起。所以蔣尚義認(rèn)為，這是一個(gè)把小玩家淘汰的手段。
之后，英特爾開始實(shí)施了他的計(jì)劃。英特爾也非常努力地想讓臺積電和三星聯(lián)手。英特爾同時(shí)已經(jīng)開始花費(fèi)幾十億美元準(zhǔn)備 450 毫米晶圓。而在當(dāng)時(shí)，臺積電還在積極推動 12 英寸，因?yàn)樗麄冋J(rèn)為這對他們來說效果很好。但同樣地，臺積電開始變得非常激進(jìn)。在某次投資者大會上，張忠謀本人甚至給出了臺積電 450 毫米的路線圖。反觀三星則很安靜。不過這也絲毫阻止不了450mm晶圓的火熱。
但到了2013 年三月的某一天，蔣尚義告訴張忠謀：“我認(rèn)為我們不應(yīng)該推廣這些 450 毫米晶圓。因?yàn)樵谶^去，我們的競爭對手是聯(lián)電這些比臺積電小得多的企業(yè)，我們提倡450 毫米可以領(lǐng)先他們。但現(xiàn)在，我們只有兩個(gè)競爭對手——英特爾和三星，兩者都比我們大，所以這個(gè)推動對我們一點(diǎn)幫助都沒有，反而它會傷害我們。”
蔣尚義舉例說，他不知道英特爾到底有多少研發(fā)工程師，但臺積電有 6,000 名研發(fā)人員。但他知道英特爾的研發(fā)預(yù)算比臺積電大得多。如果假設(shè)英特爾有8,000 個(gè)研發(fā)人員，那就意味著雙方的研發(fā)人員比例是八比六。但如果臺積電開始 450 毫米研發(fā)，可能會束縛 3,000 名工程師，使得臺積電還有三千可用的工程師，不過英特爾還有5000個(gè)。用 5,000 與 3,000 競爭，會讓臺積電的壓力要大得多，這也對公司一點(diǎn)幫助都沒有。
正是蔣尚義的說法讓張忠謀茅塞頓開，他也對蔣尚義很感激，然后問道：“我們可以做什么？蔣尚義回應(yīng)說：“Mike Splinter（時(shí)任應(yīng)用材料公司首席執(zhí)行官)今天來了,你可能想和他談?wù)劇！睋?jù)了解，在當(dāng)時(shí)，其實(shí)幾乎所有的設(shè)備公司都反對18吋晶圓的計(jì)劃，但ASML除外。因?yàn)樵诤商m巨頭看來，無論晶圓大小，他們的光刻機(jī)都是一樣工作。但這也加強(qiáng)了張忠謀放棄這個(gè)計(jì)劃的決心。
到了2013 SEMICON West，Intel再次邀請臺積電和三星加入，希望他們一起推動18英寸晶圓。不過臺積電回應(yīng)道，我們的首要目標(biāo)是研發(fā)先進(jìn)技術(shù)，這最終導(dǎo)致了18吋晶圓項(xiàng)目的最終失敗，自此以后，再也沒有人提過450mm晶圓。
6.英特爾失敗探討
在問到現(xiàn)在臺積電取得了巨大進(jìn)步，到英特爾卻步履維艱的原因時(shí)。蔣尚義回應(yīng)道：“在我個(gè)人看來，尤其是從研發(fā)看來，我們并沒有真正做任何特別的或者很出色的事情， 但我們沒有犯任何重大錯(cuò)誤。我認(rèn)為當(dāng)我們開始時(shí)，聯(lián)華電子是臺積電真正的強(qiáng)大競爭對手，競爭非常激烈。但聯(lián)電在0.13微米工藝上犯錯(cuò)了。我也認(rèn)英特爾同樣是因?yàn)榉噶艘恍╁e(cuò)誤，但臺積電沒有犯過什么大錯(cuò)”，蔣尚義說。
他進(jìn)一步指出，英特爾和臺積電擁有兩種不同的文化。英特爾決定要做所有事情，“copy exact”。
這是他們研發(fā)和制造中最重要的原則。這對他們來說意味著什么？這意味著，他們在研發(fā)中開發(fā)這種技術(shù)，使用這種設(shè)備，使用這種配方。他們檢查這一切都非常徹底，確保一切都很棒，然后去制造，你永遠(yuǎn)不會改變它。你只要跟著他們的指引就行了。不要做任何改變很好，因?yàn)槟愕娘L(fēng)險(xiǎn)要低得多。但問題是一年后，新設(shè)備效率更高。在這時(shí)，臺積電會嘗試它，但英特爾不會。那么，這就導(dǎo)致臺積電的成本開始低于英特爾。
另一個(gè)明顯的原因是英特爾的系統(tǒng)。他們可以以每片 20,000 美元的價(jià)格出售晶圓，因?yàn)樗麄兊腃PU芯片的價(jià)格非常高。但臺積電不能以 2 萬美元的價(jià)格出售該晶圓，只能售價(jià) 4000 美元。所以臺積電必須努力降低成本。
“我真的很尊重英特爾，我認(rèn)為他們最愿意承擔(dān)非常高的風(fēng)險(xiǎn)。在每一代技術(shù)中，他們都愿意冒險(xiǎn)去做新鮮玩意。在許多關(guān)鍵領(lǐng)域，例如，像高 K 金屬柵極、應(yīng)變工程、FinFET 等，總是英特爾第一個(gè)采用它。然后臺積電會在接下來的一代采用。”蔣尚義說。
所以，在每一個(gè)節(jié)點(diǎn)上，英特爾的表現(xiàn)都要好于臺積電。當(dāng)蔣尚義還在臺積電的時(shí)候，他經(jīng)常跟同僚說：“我們落后于英特爾。” 他也指出：“別因?yàn)槟阍谟⑻貭栔鞍l(fā)布10納米高興，其實(shí)臺積電的10nm更像英特爾的 14 納米。“蔣尚義重申，臺積電通常會等到英特爾采用了新技術(shù)之后，才在其下一代引入。當(dāng)中不僅包括設(shè)計(jì)規(guī)律，臺積電在晶體管性能上也落后于英特爾。
”當(dāng)我在臺積電時(shí)，我發(fā)起了一項(xiàng)稱之為 Advanced Transistor Leadership的倡議，我們想在晶體管性能上趕上并擊敗英特爾，但那個(gè)項(xiàng)目失敗了。我認(rèn)為除了臺積電的小組之外沒有人知道這一點(diǎn)。所以，我整個(gè)職業(yè)生涯中最大的遺憾是我們沒有趕上英特爾。但現(xiàn)在從表面上看，臺積電現(xiàn)在可以做 5 納米的生產(chǎn)，英特爾仍處于 10 納米。可以肯定英特爾確實(shí)以某種方式跌倒了，英特爾也真的是有點(diǎn)落后了。”蔣尚義在采訪中說。不過他也指出：“臺積電聲稱他們在三年前就已經(jīng)領(lǐng)先英特爾，但事實(shí)并非如此。”
寫在最后
2009年回到臺積電后，蔣尚義一直待到2013年，之后赴大陸任職，這又是另外的故事，我們在這里就不再贅述了。但毫無疑問的是，從蔣尚義的從業(yè)經(jīng)歷中，我們看到了產(chǎn)業(yè)的很多變遷和臺積電稱霸過程的一些里程碑。
舉個(gè)例子，在前面有談到，在蔣尚義剛?cè)ヅ_積電的時(shí)候，投稿給期刊會被看輕。但蔣尚義表示，在他離開臺積電的時(shí)候，當(dāng)那些期刊接收到臺積電投稿的時(shí)候會說：“如果這個(gè)paper是臺積電的，那就必然會被接受的。”(原文：If this paper is from TSMC, it will be accepted.)。因?yàn)槟菚r(shí)候，臺積電已經(jīng)成為了全球的技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)者。
蔣尚義同時(shí)指出，半導(dǎo)體行業(yè)能走到今天，是很多很多人付出了大量的心血以后的成果。
*免責(zé)聲明：本文由作者原創(chuàng)。文章內(nèi)容系作者個(gè)人觀點(diǎn)，半導(dǎo)體行業(yè)觀察轉(zhuǎn)載僅為了傳達(dá)一種不同的觀點(diǎn)，不代表半導(dǎo)體行業(yè)觀察對該觀點(diǎn)贊同或支持，如果有任何異議，歡迎聯(lián)系半導(dǎo)體行業(yè)觀察。
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