王义伟/文敬请读者朋友留意，本篇主要分析芯片制造技术的进展，相对而言要专业一些，笔者尽可能做到简单明了、深入浅出。
一枚芯片是如何制造出来的呢？
简而言之，芯片的母体是硅晶片（也称晶圆），形状类似于一张光盘，在这张圆形的晶圆上制作出一枚枚方形（长方形或者正方形）的芯片。这有点类似于我们在照相馆拍证件照，一张感光纸上能印出9张或更多照片。
制造芯片的主要设备是光刻机和蚀刻机，其中光刻机是利用照相原理在晶圆上画出电路图，蚀刻机则是将这些电路图刻出来并进行加工，然后经过测试、将合格的产品切割下来进行封装（封测），就可以出厂了。这些设备中，光刻机是最重要的，因此光刻机也就成了全套芯片制造设备的代名词。
对于单个的芯片而言，在面积固定的情况下，电路越多、越密集，则芯片的功能越强大。举个例子，我们用的手机，块头一直没有多大变化，但功能越来越强大，这就是芯片中的电路不断密集的结果。现在最高级的芯片，其电路密集的程度已经达到7纳米，也就是一根头发的万分之一。而台积电的制造工艺，很快就要达到5纳米甚至3纳米。
对于一块晶圆而言，晶圆的面积越大，单块晶圆所能制造出的芯片也就越多，所以芯片厂都希望用大块的晶圆生产芯片，这就是我们常常接触的概念，8寸晶圆厂，或者12寸晶圆厂。过去几十年，台湾当局在审核台湾芯片厂商到大陆投资时，是严格控制晶圆厂的尺寸的。2002年，陈水扁当局勉强开放台湾8寸晶圆厂到大陆投资。2016年2月，赶在蔡英文5月20日就任之前，马英九当局批准台积电到南京投资设立12寸晶圆厂。
台积电之所以遥遥领先其他芯片制造厂，原因就在于它在光刻机领域作出了突破性的贡献。
这里面的关键人物是林本坚。
林本坚祖籍广东潮汕，1942年出生在越南，在越南西贡长大。1959年，林本坚独自一人到台湾读高中，之后考入台湾大学。大学毕业后林本坚赴美留学，并于1970年获得美国俄亥俄州立大学电机工程学博士学位。1970年至1992年，林本坚在IBM工作。1992年至2000年，林本坚在美国创业。2000年，林本坚返回台湾加入台积电。
在IBM期间，林本坚就是光刻技术领域的奇才。1975年，工作仅5年的林本坚做出当时光刻领域最短波长的光线，他自己把它命名为深紫外线（DEEP Ultra-Violet，简称DUV）。后来，DUV成为光刻显影技术的主流。
现在中国芯片厂商求之不得的设备EUV（极紫外线）光刻机，就是在DUV技术基础上发展出来的。
发明这项顶尖技术的，还是林本坚。
在做出DUV光线11年之后，1986年，林本坚意识到，原来的微影技术已经走到了尽头，很难再发展了。
这个时候微影技术所能触及的最短的波长，是157纳米。全世界的顶级光学专家，都面对着157纳米这样一堵高墙，再也无法前进一步。
在无法前进之际，林本坚开始进行反向思维。既然157纳米无法突破，还不如退回到193纳米，然后在镜头和晶圆之间加入其它介质，是否就能做出更短的波长呢？
之前的技术，就是镜头面对晶圆，通过拍照画出电路图，镜头和晶圆中间什么都没有。
林本坚的设想，是在镜头和晶圆中间加入一层水。
这个设想的原理其实很简单。举例说明，我们把筷子放进水中，筷子看起来就折弯了、变粗了。之所以出现这种景象，是因为水改变了波长。
而根据林本坚的设想，193纳米的波长，经过水的折射后，就变成了134纳米。
林本坚将这种方法称为浸润式微影技术（Immersion Lithography），之前的技术称为干式微影技术。
林本坚1986年发现浸润式微影技术后，继续进行研究，完善技术方案。在这个过程中，2000年，林本坚离开美国来到台湾，加盟台积电。
2002年，在比利时召开的一个光电学会技术研讨会上，林本坚向全球同行公开了自己的发现和设想。
这个设想一下子把来自世界各地的同行们震住了。
在林本坚发表演讲之前，本来大家的讨论焦点，是集中在157纳米干式微影技术上的。现在不得了了，林先生竟然找到了更短的、134纳米波长的光波。
突破性的进展也招致猛烈的反对。那次研讨会之后，对林本坚技术方案的反驳汹涌而来，反对方列举的理由看起来似乎也有些道理，比如利用水做介质容易污染，水中的气泡会影响曝光等等。
还有一些干扰的背后是来自资本的力量，因为在157纳米这个层级，国际级的大厂已经投入了巨额的研发经费，林本坚的发明，意味着这些研发前功尽弃。有业内高层为此向台积电施压，要求台积电管管林本坚，让他收敛点，“不要搅局。”
张忠谋是何等人物？！面对林本坚这样的奇才，面对这样一个在技术上一枝独秀、一骑绝尘的机会，他怎么会摁住林本坚不让他发挥呢？！
张忠谋给予林本坚的，是坚决的支持。
针对质疑方提出的技术问题，林本坚和他的团队一一进行研究攻关，在半年内发表了3篇学术论文进行回应。
同时，林本坚带着自己日渐成熟的技术方案，到美国、日本、荷兰、德国，与相关技术厂商进行深入的沟通。
绝大多数厂商对林本坚的技术方案将信将疑，其中一个美国的大厂代表表示，他们绝对不会用这项技术。
只有荷兰的ASMI（阿斯麦尔）公司认为林本坚的技术方案是可行的，代表了光刻机未来的发展方向。
于是双方展开了合作。（未完待续）
