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前瞻半導體產業先驅-
國立臺灣大學高科技廠房設施研究中心張陸滿主任專訪

發佈日期:2022-08-26

導演手札

採訪張陸滿教授前,讀了很多資料發現,原來我出生那年 (1977),他就在工研院完成建造「臺灣第一座積體電路示範工廠」。而 45 年後,高齡的張教授,依然炯炯有神和我分享他無懼疫情馬不停蹄跨國研究、演講、參訪考察,為了讓臺灣高科技廠房設施能持續引領全球。他說:「時間有限,要當臺灣半導體高科技廠房的終身志工。」

張陸滿教授手持12吋晶圓
 
圖一:張陸滿教授手持 12 吋晶圓(林珮霖攝)

 

傳奇人物隱身臺大  畢生無悔獻身科研

提到臺灣半導體,勢必想到兩位重量級人物,一是:護國神山「台積電」創辦人張忠謀;二是:近日豪捐 30 億國防基金的「聯電」榮譽董事長曹興誠。但本次專訪要介紹這位在高科技廠房工程「隱藏版」的重量級學者,就是可暱稱曹興誠「老曹」的臺大名譽教授張陸滿。

張陸滿教授:「我 30 年前在臺大客座,幾乎沒有人知道我蓋過積體電路工廠。15 年後我返臺大任教,除了 1970 年代工研院派往美國 RCA 公司培訓的老同事外,年輕世代半導體界的科技人,更對我感到陌生。」但看過《胡定華創新型傳》這本書,就能秒懂他的重要性。被稱為打造臺灣積體電路產業第一人的工研院前副院長胡定華,書中提到:「早期協助建廠同仁有:張陸滿、許祿寶、曹興誠等人。」[註一];「張陸滿力量很不錯,由他監工,他敢跟工人打架。⋯⋯水泥和沙有一定比例,不看牢失去正確比例,是我們將來受不了,所以是很重要的工作。」

比對時間點,聯電成立於 1980 年,台積電創立於 1987 年,張教授開玩笑說:「在 1976 - 1977 年工研院建廠期間,我是土木工程師,對半導體啥都不懂,臺灣第一座積體電路示範工廠的點點滴滴,其實都是胡定華先生親自籌劃指導,我只算『代他的工』而已,後來聽說老曹和張忠謀分別在爭,誰是最早做代工,似乎胡定華和我才是最早的『代工』。」 但書中所提的打架,很難和眼前這位謙和的大教授聯想在一起;在另一部紀錄片中,看到胡定華:「當時這個計畫,我們固然沒有很有經驗的人,但我們有非常棒的年輕人,像建廠,我找了成大土木畢業的張陸滿。」時任示範工廠首任建廠工程師的張陸滿說:「胡定華是計畫主持人,這個廠等於他的小孩一樣。」[註二]眼前浮現當年才 30 歲的張陸滿,為當時的國家級建廠計畫能如質如期完成,力挺奉獻臺灣半導體的「胡老闆」,就是被逼需要當場動手阻攔工人破壞的行為或嚇阻不法包商之干涉,甚至捨命,亦在所不惜。

時間回到 2022 年,張教授感性的說,如果臺灣是令人驕傲的半導體王國,那這個天下肯定是靠無數人的犧牲奉獻打下來的。

 

抗震、防污、節能 高科技智慧廠房功不可沒

當初蓋臺灣第一座積體電路廠房的張陸滿,沒有選擇和過去革命夥伴們成為富可敵國的半導體企業家,而是毫無懸念潛心深愛的學術界。早在 45 年前被派往 RCA 學習時,就被美國先進設備和技術研發所震撼,理解尖端技術始終會把持在美方手中,若不想成為萬年代工,就要深入核心技術,所以張陸滿毅然出國留學,並選擇在享譽全球重視跨領域教學研究,理論與實務兼具的普渡大學任教,教授「高科技營建及潔淨室設計」。但為何後來願意捨去永久教職和高薪,回臺大任教?張教授說:「不能眼看著土木工程變成夕陽工業,臺灣土地小,地震頻繁,許多廠區土質鬆軟,缺水空污嚴重,大有土木工程發揮之處,可用我在高科技廠房工程之專長輔助高科技先進製程的加值技術,共同協力讓最先進製程克服諸多後勤供應的限制,早日達成並根留臺灣。」所以一回國便致力貢獻,回顧這四年,台積電陸續送 200 多位廠務主管到張教授主持的「高科技廠房設施研究中心」上課,期能解答第一線真實難題。

科技廠房為何重要?老師舉例說:「晶片和疫苗不同,疫苗之培育製作是靠隨機抽樣,再好也會有不良反應的機率,但晶片只要有一顆遭髒污或損壞,嚴重可能火箭不能發射、飛機開到一半當機或手機爆炸,所以不只良率要高,檢測更要精準敏捷,加上製程越先進,『研究』廠房設施的關鍵技術越不能止息。而今最先端製程的每一塊晶片裡就含有高達 650 億多個別小電晶體,要在約一寸見方的晶片上,作微影、蝕刻、離子植入⋯⋯,檢驗還得用 10-12 (picometer),10-15 (femtometer) 的奈米顯微鏡。」如此精密結構,大至地震、車震、機台微震,更小到聲波、光波、電磁波等都可能造成干擾;於是老師帶我到中心研究基地,光和臺北科技大學合作的「創新過濾技術實驗室」,就達數十道程序管控半導體製造設備的微粒過濾、化學微污染控制等,如此縝密的建造過程,成就了現今的技術價值。

張陸滿教授與『創新過濾技術實驗室』

圖二:張陸滿教授與「創新過濾技術實驗室」(林珮霖攝)

 

守護半導體 馬不停蹄奔走星馬、美國

正當媒體大談聯電到新加坡擴廠 22/28 奈米製程,張教授趁七月飛往新加坡參訪聯電、格芯擴廠工地;再受邀到新加坡大學、南洋理工大學以及馬來西亞拉曼大學演講;隨後馬不停蹄飛往美國舊金山考察「2022 SEMICON WEST 半導體展」如此鐵人行程,年輕人都吃不消,但老師的助理研究員黃子耘則說:「老師只要醒著的時間,都獻給工作。」

 

張陸滿教授至聯電新加坡12吋廠擴廠計畫工地參觀

圖三:張陸滿教授至聯電新加坡 12 吋廠擴廠計畫工地參觀

 

張陸滿教授於馬來西亞拉曼大學演講

圖四:張陸滿教授於馬來西亞拉曼大學演講

 

張教授分析,他離開美國普渡大學時,臺灣還在追趕英特爾和三星,但在 2016 年後,由於臺灣在低於 7 奈米製程良率高,遙遙領先群雄並正在快馬加鞭,讓其他對手望塵莫及。張教授此新南向之行也觀察到馬來西亞半導體後端封裝檢測產業迅速崛起,但短期內並不會構成臺灣半導體產業之威脅,倒是可能會對大陸有不小影響,另值得注意的是,新加坡在生醫晶片之整合發展,可能很快會趕上臺灣的水平。

 

回顧一路走來,對半導體及高科技廠房投入畢生心血,張教授強調:「隨著 40奈米、26奈米,再到最先進的 3奈米、2奈米製程,廠房系統不但供水供電,供產品的原料,廢水廢液廢氣廢棄物之回收處理與再生,而且包括節能減碳與環境生態保護之永續發展等等,要持續守護和提昇臺灣半導體製程技術,有賴更進一層的努力研發,而廠房設施是半導體研發製程中不可或缺的重要環節之一,廠房設施之研發,當然也不可等閒視之,須未雨綢繆加速進行,每一個環節都是無數人之研發心血。在此真的很感謝國科會對高科技廠房設施研發的肯定和支持,而讓臺灣半導體製造所需之廠房設施,也能與時俱進,走在科技時代的前端。」

 

  • 註一:吳淑敏(2019)。《胡定華創新行傳》。新竹:力和博創新網絡
  • 註二:《工研院技術創新軌跡紀錄片》:第一集〈積體電路篇〉。

 

專欄作者介紹

圖:專欄作者-林珮霖林珮霖

輔大哲學系、臺大政治所碩士畢業,身兼人文素養與政治敏感度,近幾年與政府機關合作拍攝許多政策宣傳影片。目前身兼多職,是湛地盤總監、紀錄片導演,同時也是一位 Podcaster 節目名稱為〈人話翻譯機〉。過去曾擔任過多家媒體記者及節目主持人(TVBS、東森、大愛),並在大愛電視台憑〈窮人天使-尤努斯〉,入圍第一屆金輪獎電視新聞報導獎

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