赵德彬在得州停留了三天两晚,便返回了硅谷。
这次过来邀请张孺京还是很顺利的,回程的时候,赵德彬包里已经装着了张孺京签好字的合同。
在赵德彬离开这天,张孺京向得州仪器提交了辞呈,并与总裁面谈过了。
张孺京现在的地位已经很高了,纵使是辞了职,也不是一天两天就能离开的,还需要一到两个月的时间做交接。
赵德彬能看得出来,张孺京是铁了心要回国。
临走前,张孺京把珍藏多年的硕士毕业论文送给了赵德彬:
“这篇论文是我在1973年写的,距离现在已经有18年了。
它是我非常珍贵的回忆,这么多年,我一直将它带在身边,它见证了我每一步的成长。
今天,我将它送给赵先生留作纪念,感谢赵先生给了我这次回国的机会。”
通过张孺京,赵德彬还认识了加州大学伯克立分校的华裔校长田长林先生,并与田长林约定在回到加州后见上一面。
张孺京的硕士是在新约州立大学读的,他的导师是一位名叫戴维·本南森的犹太教授,由于张孺京是留学生,各项费用都比较高,导师热心地帮他申请了奖学金,并且让张孺京担任自己的研究助理,帮助张孺京解决了生活来源问题。
当时,张孺京和导师经常要做实验,由于学校只允许他们在晚九点以后使用电脑,以至于实验经常做到凌晨,第二天,张孺京会和导师一起研究实验数据。
因为实验比较复杂,有时,一些数据会让张孺京和导师感到疑惑,每当这个时候,导师就会给在伯克立当教授的田长林打电话请教。
在多次的请教过程中,张孺京和田长林也渐渐熟悉了起来,田长林对张孺京学业的帮助很大,算得上是张孺京的半个导师,在此后的多年间,张孺京和田长林一直保持着联系。
5月21日,回到硅谷的第二天,赵德彬、张思明、凯茜带着翻译驱车前往加州大学伯克立分校。
伯克立分校的世界排名一直在前20到前30之间,在丑国国内的排名也在十多名左右,是丑国常青藤联盟以外的其他顶尖学府之一。
由于伯克立分校就在三藩市湾区这边,所以为硅谷输送了很多科技人才,与80公里以外的斯坦佛并称“硅谷双雄”。
在校长办公室中,赵德彬中见到了田长林。
田长林今年56岁,是一位谦和有礼的学者。
来之前,赵德彬专门了解过田长林的经历,以免见了面还不清楚人家是谁,然后,赵德彬就知晓了,这位绝对是个狠人。
田长林出生在午汉,14岁时到了琉球,从小到大一路在最好的学校考第一,只用了一年半就拿到了博士学位,是国际上研究工程热物理的权威。
去年,田长林从258名候选人中脱颖而出,成为丑国有史以来第一位亚裔大学校长,也是第一位亚裔世界名校校长。
田长林对赵德彬的来访非常热情,他用带着午汉口音的普通话与众人交流。
在听到张孺京要回到中夏发展半导体行业,田长林非常高兴:
“真是太好了,可惜我是研究热传递的,帮不上你们的忙,不然我也想出一份力。
不过,我们学校有一位相关领域的专家,赵先生你一定要见见他。”
田长林向赵德彬介绍的,正是芯片领域大名鼎鼎的胡正铭教授。
赵德彬在后世就听说过胡正铭的大名,当然,搞芯片相关行业的应该很难不知道胡正铭。
胡正铭是半导体行业的巨佬,被称为“3D晶体管之父”。
他最著名的研究成果,是在1999年发明的“3D晶体管(Fi晶体管)”,这项发明被看做是50多年来半导体技术的最大转变,Fi晶体管取代了行业过去50年一直在使用的CMOS晶体管。
在此之前,芯片还是2D造物,只在同一个平面上设计和集成电路。
摩尔定律称:大约每经过18个月到24个月,集成电路上可以容纳的晶体管数目便会增加一倍。
摩尔定律是60年代提出的,技术基础是平面工艺。
一开始,摩尔定律是没毛病的,因为芯片有足够大的地方放晶体管。
然而,就这么两年翻一番,持续翻了好几十年,到了九十年代,摩尔定律就开始不顶用了,因为每翻一番增加的都是天文数字的晶体管,芯片上没有那么大的地方放。
眼看着半导体行业发展到了一个瓶颈,不解决的话就没办法制造出更高端的芯片,整个行业可能都要没戏唱了。
那段时间,不仅是因特尔、ICM等半导体巨头急得头秃,丑国更是急得上蹿下跳,到处求爹爹告奶奶找人解决这个问题,正府更是砸下重金,启动了一个名为“25纳米开关(25-nm Switch)”的计划,以期提升芯片容纳晶体管数目的上限。
然而,纵是丑国召集了一大批英雄好汉,各路精英也对这个难题束手无策。
当时,业内公认的说法是:35纳米是摩尔定律的尽头,想要把半导体元件做到25纳米以下是不现实的。
就在这个紧要关头,胡正铭提出了一个方案,将芯片立体化,把扁平宽的晶体管结构变成了高而窄的晶体管结构,如此一来芯片的容量提高了400倍,可以继续集成下去。
胡正明团队提出的晶体管数学模型,成为了芯片设计的第一个,而且是唯一的一个国际标准。
1999年,胡正铭团队又研发出了“鳍式场效应晶体管(Fi)”,凿穿了半导体行业35纳米的天花板,一举奠定了接下来三十年的芯片制造的基础,给摩尔定律又续命了好几十年。
在后世,胡正铭的发明被广泛用在手机等消费电子产品上,14纳米、7纳米、5纳米、3纳米制程的芯片都依仗着Fi技术。
此时是1991年,胡正铭正在伯克立分校担任教授,虽然还未提出Fi技术,但他已经率领团队研究出了可靠性工具BERT和晶体管模型BSIM,这些技术为Fi奠定了基础。
在实验室中,赵德彬见到了这位半导体行业的巨佬。
在交谈中,赵德彬了解到,胡正铭今年44岁,在中夏国都出生,后来跟随家人到了琉球生活,73年在伯克立分校获得了博士学位,然后一直从事半导体器件的开发及微型化研究。
听闻赵德彬将在洪港开设代工厂,并在内地建立芯片设计机构,胡正铭沉吟片刻,随后直率地说道:
“赵先生,得知你要在国内发展芯片产业,我是非常高兴的,我很希望我能出一份力。
但是,我目前正在率领团队研究芯片在25纳米程制以下的漏电问题,实在脱不开身,没有办法回国助你一臂之力。
实不相瞒,湾积电的莫里斯·张已经找过我好几次,邀请我到湾积电去,但都被我婉拒了。”
胡正铭的回答在赵德彬的意料之内,他的研究确实只有在丑国才有条件完成。
前世,胡正铭在1999年发布了Fi晶体管,在2001才加入了湾积电担任CTO,并在三年之后再次返回学校教书。
由此看来,在胡正铭的研究没有完成前,他是不会离开学校的。
虽然胡正铭只在湾积电待了短短三年,但他为湾积电做出了极大的贡献,湾积电正是靠着胡正铭和梁梦松师徒两人(顺带着还有蒋上义),才在技术上压了ICM一头,坐上了国际晶圆代工的老大位置。
赵德彬的小算盘打得噼啪作响:师父胡正铭暂时不来没事,能把徒弟梁梦松拉过来也是好的。
所以,赵德彬准备和胡正铭搞好关系。
赵德彬虚心地请教:“不知道胡教授现在的研究课题是什么?”
“是这样的,目前,半导体行业内的共识是,半导体制程工艺做到25纳米时将出现瓶颈,如果制造技术没有突破,很难再继续向下集成。
这是因为,当晶体管达到一定数量后,会产生漏电问题,功耗会变得非常高。”
芯片之所以叫集成电路,是因为芯片运行靠的是无数个极其微小的开关电路不停地通电、断电,来进行二进制运算。
在芯片地方足够大的时候,这些小开关能施展得开,不会互相影响,但是,当晶体管的数量越来越多,一个个小开关开始挤在一起之后,就会产生漏电的问题。
赵德彬搞了许多年的芯片,对胡正铭的Fi技术也好奇地围观过,对以技术拉近关系这事非常有信心。
赵德彬点点头:“我知道了,这被称为‘短沟道效应’,随着单个电路所占的面积减小,其内部隔绝电子流动的沟道也会缩短,造成漏电,干扰芯片内部的运算。”
打个比方,这就相当于在自家院子里跑步,当院子足够大的时候,在里面腾云驾雾都没事,但当院子变得很小且密集的时候,随便一伸jiojio就到了隔壁邻居家院子了。
“短沟道效应”一出,表明赵德彬是懂行的,胡正铭立刻来了兴致,恰好众人正在实验室中,他拿着模型对着赵德彬演示道:
“目前,我们团队的解决思路是制造一种非常细的传导管道,防止电子通过栅极。
我们最近的方案是通过减小栅极的氧化层厚度来达到目的,但在前段时间失败了。”
赵德彬思索着说道:
“胡教授,我觉得这个方案是行不通的。
氧化层的厚度很难把握,如果过于薄了,电子可能会穿过氧化层,进入硅衬底,这会造成另一种泄漏。”
听到赵德彬的话,胡正铭精神一振:“没想到赵先生年纪轻轻,竟有如此的学识!”
紧接着,胡正铭和赵德彬就这个问题旁若无人地探讨了起来。
赵德彬表面驾轻就熟,实际上在脑海里调动了所有的知识,脑子转得都快冒火了。
此时,旁边的田长林、凯茜、张思明和翻译一齐四脸蒙圈。
由于不懂半导体技术,四人完全听不懂赵德彬和胡正铭在讨论些什么。
张思明是有眼力见的,一看这种状况,就知道赵德彬又双叒叕是和搞技术的人产生了强烈的吸引力,一时半会结束不了。
于是,张思明抱歉地对田长林笑笑:“田校长,德彬就是这样,一讨论起技术就不管不顾的,还请您见谅。”
作为技术人员,田长林对这种情况也是非常熟悉的,他摆摆手表示不在意:“赵先生生意做得这么大,还对技术抱有如此热忱,真是难能可贵呀!看来我为他介绍胡教授,是非常正确的。”
见赵德彬和胡正铭不知道什么时候能结束,田长林也没有多留,回到办公室处理事务去了。
赵德彬和胡正铭兴致勃勃地谈了数个小时,直到张思明提醒该吃晚饭了才结束谈话。
在下午的交谈中,赵德彬将记忆中胡正铭后来提出的两个方案讲了出来:
第一种方法叫全耗尽型绝缘体上硅(FDSOI),这是在晶体管下面的硅基底上另加一个绝缘层,防止电子流出栅极;
第二种方法是鳍式场效晶体管(Fi),又叫“储式场效应晶体管”,在硅基底上用垂直方法铺设电流通道,使栅极能够更好地控制电子流动。
这两种方法一出,胡正铭对赵德彬简直惊为天人:
“相较于平面工艺的晶体管,改变栅极形状,把闸门设计成类似鲨鱼鳍的叉状架构,可以大幅度提升了源极和栅极的接触面积,减少栅极宽度的同时降低漏电率。
如此一来,让晶体管的空间利用率大大增加了,有希望可以达成半导体制程持续微缩的目标!
赵先生,我要好好感谢你一番,你的指点真是帮了我大忙了!
如果这两个方案能解决摩尔定律失效的问题,赵先生你就是拯救整个半导体行业的大功臣!”
赵德彬没有居功,这本来就是几年之后胡正铭的研究成果,他只是提前将方向告诉了胡正铭。
“胡教授,这谈不上什么指点,只是一点不成熟的想法,希望对你能有一点帮助,称不上有什么功劳。
想法谁都会提,难的是像你一样将不切实际的想法付诸于实践。”
胡正铭双手握着赵德彬的手,十分激动地说道:
“赵先生你太谦虚了,你的想法非常具有可行性,对我有特别大的帮助。
我最近正好在为之前失败的方案伤脑筋,不知道怎样将研究推进下去。
你的指点为我提供了两个新思路,为我们整个团队节省了很多的时间,我代表我们团队感谢你!”
随后,胡正铭邀请赵德彬成为他的团队的特别顾问,希望赵德彬在空闲时间来到伯克立分校参与项目,赵德彬欣然应允。
对于这种场景,张思明已经见怪不怪了,也不知道是技术太有吸引力还是赵德彬太有魅力,胡正铭和赵德彬认识才短短一下午的时间,竟然好得就跟双胞胎似的。
当然,如果赵德彬的双胞胎兄弟有编号的话,胡正铭应该是赵德彬的第一百多号孪生兄弟。
张思明淡定地提醒道:“胡教授,赵先生,两位已经谈了一下午了,现在是晚饭时间,不如我们边吃边聊?”
于是,谈话的地点变成了学校附近的一家中餐馆。
在饭桌上,赵德彬装作不经意地叹息道:“胡教授,咱们中夏现在太缺人才了,我想建个代工厂,在内地完全招不到人才,只能在海外拉人回国。”
胡正铭显然把赵德彬这位刚刚相认的、异父异母的亲兄弟的困难放在了心上,他思索片刻,随后说道:
“赵先生,我有个非常优秀的弟子,中夏名字叫梁梦松。
他的技术非常优秀,可以说,他是我的衣钵传人。
前段时间,他曾对我说,湾积电邀请了他,他正考虑要明年回到琉球去。
他现在应该还没有回到琉球,我愿意帮忙说服他到你那里去。
我这位学生是琉球人,他对中夏很有感情,到现在也没更换丑国身份,我想他会很愿意帮助内地半导体行业发展的。”
赵德彬心中一喜,立刻笑道:“胡教授的高徒,我是非常欢迎的,还请胡教授为我引荐。”
赵德彬过来截胡的时间很巧,如果再晚半年,梁梦松就要到湾积电工作了。
张孺京是超一流的建厂高手,梁梦松则是一等一的晶圆制造大佬。
不夸张地说,梁梦松在强者如云的湾积电也是排名前几的研发高手,他几乎参与了湾积电每一代技术的研发,个人拥有的专利超过450项,发表技术论文高达350多篇,被誉为“湾积电先进制程的头号研发战将”。
前世,梁梦松湾积电效力了17年,为湾积电立下了汗马功劳。
早在2003年,梁梦松就是湾积电与ICM的130纳米铜制程之战的大功臣,帮助湾积电抢占了全球代工厂龙头的位置。
待到2006年,蒋上义从研发副总裁位置退休之后,论资排辈也行,谁行谁上也好,反正不管怎么看,都应该是梁梦松接替蒋上义的位置,包括梁梦松自己在内,大家都是这么想的。
没想到,湾积电宁愿从因特尔挖一位研发副总空降过来,也不愿意让梁梦松高升,这也就算了,还把与梁梦松互掐多年的死对头提拔上来了。
更气人的是,梁梦松还被调离了研发岗位,降职去搞一个莫名其妙的项目,梁梦松只能使用两座落后的晶圆厂,办公地点也变成了四人间的小办公室。
对此事,梁梦松的原话是:
“大家都知道我被下放了,被冷藏了。
我也不敢再去员工餐厅,我怕见到以前的同事,以前的同事也怕见到我,我觉得非常丢人,没脸见人。
我对湾积电付出了那么多,他们最后就这么对我,把我安排去一个像冷宫一样的办公室。”
梁梦松气不过,转投了湾积电的竞争对手三桑。
他是个真性情的,在离开湾积电时,不少媒体的报道当中出现了“嚎啕大哭”之类的词语。
如果说,张孺京创办的夏芯国际是给湾积电增加了一个竞争对手,那么梁梦松在三桑就是从湾积电的身上割肉。
当时,三桑的技术是落后于湾积电的,还在为由28nm过度到20nm的技术伤脑筋。
梁梦松到了三桑之后,直接让三桑越过了20nm,一步到位,抢先湾积电半年推出了14nm技术,而且湾积电在半年后推出还是落后14nm半个代次的16nm。
如此一来,三桑从湾积电嘴里抢到了首批水果A9处理器和高嗵的订单,而这些本来是湾积电独占的,湾积电直接损失超过10亿丑元
于是,湾积电又双叒叕恼羞成怒了,使出了它的看家本领——打官司。
湾积电的说法是:在梁梦松辞职之前,三桑代工厂的营收不到四亿丑元,虽然梁梦松打着去大学教书的旗号去了棒国,但事情怎么就那么巧,等他到了棒国,三桑代工厂收入立刻暴涨10亿丑元,而且,三桑从前的产品可是ICM风格的,怎么最近变了个样,不用显微镜看的话,还以为是湾积电的产品呢。
湾积电的嘴皮子非常利索,就算不搞芯片,成立一家律师事务所也保准赚钱。
湾积电言之凿凿地说:“就算梁梦松不主动泄密,在三桑选择研究方向的时候,只要他提醒一下,说一句‘这个方向你们不要搞了’,三桑就能少花很多时间和资金。”
这场官司打了四年,最后湾积电赢了,梁梦松被迫离开三桑,并且再也不能以任何形式给三桑服务。
随后,梁梦松来到了大陆,加入了夏芯国际。
此时的梁梦松早已实现了财富自由,三桑给他开出的年薪高达两三千万丑元,而他到夏芯国际的年薪只是20万丑元,并且他还把在夏芯国际期间的所有收入都捐给了教育机构。
在夏芯国际,梁梦松没有休过假,就算生重病也还想着工作上的事。
梁梦松的原话是:“我来内地本来就不是为了谋取高官厚禄,只是单纯的想为内地的高端集成电路尽一份心力。”
梁孟松接手夏芯国际的时候,夏芯国际在28nm制程上还存在着问题。
梁孟松带领团队,只用了不到一年的时间,就将夏芯国际28nm制程的良品率从3%提升到了85%以上。
随后,梁梦松选择让夏芯国际一举跳过三代五级的代次,直接发展14nm。
只用了一年多,在2018年8月,夏芯国际宣布研制出14nm制程,但良品率只有3%。
在梁梦松和团队的努力下,2019年6月,夏芯国际的14nm制程正式量产,良品率从3%提升至95%以上。
目前,夏芯国际7nm技术也已经开发完成,能否量产的关键在EUV光刻机上。
在夏芯国际,梁梦松只用了三年就实现28nm到7nm五个世代的技术研发,而其他公司想要完成这个过程,普遍需要十年以上的时间。
至此,世界上只有湾积电、因特尔、三桑和夏芯国际还在继续在先进制程上投资,其他厂商已经放弃在7nm以下的探索。
赵德彬知晓梁梦松为中夏芯片行业做出的贡献,并且知道他为湾积电添了很多堵,所以才非常希望能将梁梦松请到保护伞电子来。