導讀：未來科學大獎由一群大中華科學家和民間企業家群體聯合發起，主要關注原創性的基礎科學研究，今期人物是改寫半導體歷史的林本堅博士，未來科學大獎─數學與計算機科學獎2018得主。本社獲授權以書摘形式轉載其訪談實錄，禮贊科學成就，並讓社會人士藉由科學家本人視角去了解一位科學家是如何養成的，科學如何改變未來，科學精神將如何影響中國、影響世界、影響下一代。
時間撥回到2002年，荷蘭光刻機巨頭ASML尚未做到一家獨大，台積電也才剛剛在全球十大半導體廠的門口徘徊。（編按：ASML近日交付第三代EUV光刻機，將用於生產先進制程晶片，據悉來年可生產3納米以至2納米晶片。）
那一年，全球半導體產業也在為如何延續摩爾定律（Moore’s law）的預言而犯難，卡在65納米工藝上止步不前。誰能知道，突破的關鍵只需添加一味再普通不過的原料──水。（編按：摩爾定律指積體電路上可容納的電晶體數目，每隔約兩年便會增加一倍。由快捷半導體和英特爾聯合創始人摩爾 Gordon Earle Moore 提出）
我在這關頭提出浸潤式（濕式）構想──利用水縮短現有193納米光刻機的曝光波長。然而，當時多家大廠已經在157納米幹式設備上斥巨資，若要轉向，原來的投資就會付諸東流。所以，前台灣新竹交通大學校長（現稱台灣陽明交通大學）張懋中才會這樣形容我：「他一個人站在一艘航母面前叫停。」
記者問我這份「雖萬千人吾往矣」的自信來自何處，我說因為通過電腦類比，清楚地了解了未來的極限在哪裏。清楚，故自信；不清楚，就難有自信。萬事萬物，我都好奇背後的原理，搞不清楚原理就覺得難受。
半導體工藝革命──由「乾」變「濕」
我當時一系列突破性的創新所開拓的浸潤式微影（也稱光刻）方法革新了積體電路的制程，使先進半導體晶片的特徵尺寸能持續縮減為細微納米量級，在過去15年以及可預見的未來，為建造最強大的計算和通信系統做出了關鍵貢獻。這在當年是難以想像的。
傳統的乾式微影自50年代起半導體工業界發明平面積體電路（港稱集成電路或晶片）以來，被持續使用了40年。然而受限於基本光學衍射，在90年代後期，用該方法製造小於65納米的晶片面臨無法逾越的瓶頸。我預見乾式微影技術將進入死角，建議使用浸潤式或濕式微影。
雖然原始的浸潤式概念在80年代曾提出過，但距離可實現的方法很遠。我在IBM的時候是做紫外線光刻的。我覺得紫外光做到193納米已經可以做很多事情了，再下去可以做到65納米，最後一直到7納米。可是那時候大家沒有看到這一點。他們認為紫外光快要做到底了，他們就要做X射線，因為X射線波長短很多嘛，達到極限的時間要長很多。
我是不以為然的，因為看到紫外光的潛力，我覺得它將來可以做得很遠。但那些大老闆不一定和我一樣的想法，我要花很多時間去勸服他們，讓他們也搞懂這個事情，這不是很容易。現在證實了能從1000納米做到7納米。那時候大家對紫外光的能耐真的有些先入為主的狹窄觀念。
全球逾80%電晶體採用濕式微影技術
當時的一系列發明在科學和工程上證實了濕式微影方法可用於最先進的IC（Integrated Circuit）製程。這項突破發明和持久的技術引領促使全球半導體工業界改用濕式微影方法，在過去的15年中將IC技術節點從65納米循產業路線圖持續降至7納米，使得摩爾定律得以持續延伸了七代。根據IEEE（電氣與電子工程師協會）2018年資料統計，浸潤式微影技術製造了世界上至少80%的電晶體。
很多人擔心摩爾定律是不是已經死了，我覺得是這樣的，摩爾定律也取決於你怎麼去定義它。要縮小的話有物理極限，我們會被它局限。但摩爾定律其實有一個重要的精神，就是下一代的產品比這一代的產品更便宜、更好用。這可以用很多方來達到，不一定只用縮小的方法。很不幸地，我們從1000納米縮下來，養成一種惰性，認為每一代只要想辦法去縮小就可以了。但現在這個惰性已經有點靠不住了。縮到3納米、2納米，還繼續縮，難道要縮到像原子一樣大嗎？以後可能還會喊1.5納米、1納米。我不知道大家怎麼定義這個1納米。到了後來納米變成一種指標，不具實際的物理意義。
（編按：自1958年前發明積體電路（集成電路或晶片）以來，半導體技術推動了人類歷史上最大的工業及社會化革命。未來科學大獎選擇於積體電路誕生60周年之際，將未來科學大獎─數學與電腦科學獎授予林本堅，意義深遠。）
堅信紫外線可做到納米級，被譏為「科幻小說」
我在台大畢業後赴美深造，在美生活工作了38年，最後在2000年來到台積電擔任資深處長，數年後升為研發副總經理。我受新竹中學校長的影響頗深，是個對社會有抱負的「竹中人」，為使自己的研究更有實際作用，讀完博士便離開象牙塔，決意去產業界工作。在IBM公司，我最早用電腦類比成像。當所有人相信波長更短的X光是光刻的未來時，我獨自堅持紫外線可以一直做到納米級，曾被一個很厲害的學物理的同事評論為”I heard a very good science fiction”（我聽到了一個十分好的科幻小說）。
到了台積電，他在張忠謀和蔣尚義的力挺下開始推浸潤式工藝。也有人質疑道，若是浸潤式這麼好，為什麼英特爾不做。隨着浸潤式紫外光刻機在ASML和台積電的合作下誕生，全球半導體產業格局也隨之改寫。這本「科幻小說」，最終還是被改寫到了7納米。
「我就覺得很滑稽，因為這就是我們超過英特爾的機會。
你要英特爾做了才做，就永遠不能超過英特爾。」
── 林本堅
童年在越南長大
我祖籍廣東，父母都是潮汕人，求學香港，抗戰期間在母親肚子裏跟着父母去了越南。高三轉到台灣念高中。我童年在香港讀書。我的嬸祖母在越南經商，抗戰期間越南比較安全，所以1941年我還未出生就被帶去越南。
我們住在西貢附近一個很大的華人城。那裏有50至60萬華僑。那時候，西貢是越南首都，像一個小巴黎一樣。華人的經濟地位還不錯。我父親很會念書，從小到大成績都很好，但是他不是一個書生。他經商過一陣子，也在美國公司做過事。他最成功的事情是開了個英文中學，做了校長。因為他在香港念過書，英文文法特別好。
父親是一個很嚴謹的人，精力很充沛，他一天不需要睡太久，就可以做很多事情。他凡事都求進步，幫我父親印講義也這樣，力圖下次印得更好。我從他的態度中學到，怎麼樣在進步中得到快樂。
我母親也是一位很聰明的女性，高中學歷，在那個時候已經算了不起了。她不認輸，什麼事情都去做。只是越南那個時候不鼓勵太太出去做事。我母親像孟母那樣為我擇校而居。她聽說哪個學校好，就會把我轉過去。我起碼讀過三個小學。
因為是華人學校，我們的課本都是從國內帶過來的。我們學的地理歷史都是中國的地理歷史，不是越南的地理歷史。但是到我念高中的時候，越南政府不准華校辦高中。華校轉變為補習學校，上課也就沒有那麼全面了，體育沒有了，歷史地理也沒有了。
曾夢想當飛行員
我在不同的階段有不同的夢想。最開始的夢想是做一個飛行員，因為那時候第二次世界大戰，我覺得飛行員把眼鏡放在帽子上面好帥。後來的夢想是得諾貝爾獎。
我很享受拉小提琴，但是進入音樂界闖出名氣不是很容易的事。我的小妹妹是音樂家，專長鋼琴，大兒子在州立交響樂團坐大提琴的第一把交椅，小女兒拿到茱麗葉學院的鋼琴博士。我很喜歡，但我沒有這個才能。我剛剛講我的耳朵很好，但是要想變成一個很厲害的小提琴家就相差太遠了。
我不曉得小時候有沒有過做科學家的志向，但是我有很多好奇心，要滿足我的好奇心，就得思考很多事情背後的原理，後來就變成科學家了。
現在回想起來，我小時候在數學上應該是最好的，因為我 從來不溫習數學，隨時可以應考。而且學到的都懂，也都記得。數學是科學之母，化學我也很喜歡。那我什麼時候開始接觸光學呢？實際上是有一次偶然得到一個放大鏡，我就放在太陽底下，用聚焦高溫燃燒東西，玩得很開心。另外，因為我喜歡照相。我什麼都拍，但是也什麼都沒拍好。我想怎麼自己拍照這麼差勁？後來我下決心，仔細看書，學習構圖、快門、濾鏡、光圈等拍照技巧，對鏡頭、成像這些很有興趣，就被吸引進入光學這方面。
「我的好奇心相當強的，看到什麼事情我就想要知道原理是什麼，
知道原理我才做得下去，要是不知道原理就很難受。」
── 林本堅
原刊於《「未來」科學家：未來科學大獎獲獎者訪談實錄（2016-2019）》，本社獲未來科學大獎基金會有限公司授權摘錄轉載。標題為編輯擬。
