莊文献博士：台灣優勢在於團隊執行力 #半導體產業 #台灣半導體 #莊文献 #韋伯望遠鏡 #團隊合作 #團隊執行力 #台灣晶片｜台美時空第2集

大家好 歡迎來到臺美時空 我是主持人馬克 今天我邀請莊文獻博士來我們這裏來做嘉賓 他是資深的科技人 曾經在臺灣和美國的著名的芯片公司都工作過 今天我想請他來聊一聊他的自己的經歷 以及臺灣和美國在這種高科技產業方面的有哪些優勢 另外以及高科技的一些未來的發展趨勢 莊博士您好 臺美時空的觀眾大家好 首先請莊博士簡單介紹一下您的經歷 我是在臺灣出生長大 然後唸完大學以後到美國來 第一年是到史丹佛唸了一年 後來因為在美國馬裏蘭大學有一個老師 因為跟NASA有一個合作案 然後就蠻吸引我的 後來我就從史丹佛到了馬裏蘭大學 然後在馬裏蘭大學做了四年的博士生 然後做了一個NASA的計劃 畢業以後就加入了一家半導體公司 然後工作了16年以後在去年回到臺灣去了 這個就是說偉博望遠鏡就是您曾經做過的一個項目 那您能不能簡單介紹一下您做過的這個項目 當時其實去參加這個計劃的時候 其實我也不太清楚是要去做什麼 只是說這個老師當時他的專長是 我的資料教授他的專長是做微積電 微積電簡單的來講就是說把一個機械的東西 用微電子的技術 用半導體的技術把它做得很小 所以它就有一些優勢在 譬如說它的重量就會很輕 然後它可以做到很精細這些優勢 當時剛好他跟NASA有一個項目 因為那時候NASA在等於是在催生下一代的望遠鏡 因為那個哈博望遠鏡已經用很久了 他們已經計劃在做下一代的望遠鏡 就是偉博望遠鏡 那偉博望遠鏡其實是一個很大的一個計劃 那其實是有包括美國、歐洲跟日本的太空總署都有一起參與的 那裡面有很多很多專家在裡面 那其中裡面有一個部分就是紅外線分析儀 那裡面有一個東西需要用一個微積電的技術來達成 因為傳統機械的東西是非常重的 所以當你把這個望遠鏡升上太空的時候 那個重量其實對他們來講是一個很大的考慮 所以當時他們就提出說這個微積電這個東西技術是很新 他們就想要做這個東西 那剛好我們老師就是這方面的專家 就開始跟他做這個東西 當時您做這種微積電的這種部件的時候 有哪些必須克服的難度呢? 它跟傳統的比較不會 我們做的微積電其實你可以想像說就是一個光學的開關 就是它在一個一個 因為它是一個可以做得很小 就像我們在做記憶體一樣 它可以有很多記憶單元 它就可以有個上百萬個開關的單元 那每個開關都可以被獨立的控制開跟關 當它開的時候就可以讓光線通過 那關的時候就可以把光線擋住 那第一個是說在半導體上的話 這個東西其實做機械的東西當時還是相對是新的 所以是第一個要克服的問題 那第二個就是說當我們做完以後 因為我們要模擬外太空的環境 所以因為這個東西是要在外太空操作 所以我們要模擬是等於是零下兩百多度的環境裡面去做測試 確認說你做出來的東西是可以可靠的用上二十年 因為你這個東西一旦發射上去以後是不能被維修的 韋伯望遠鏡距離地球好像是有一百五十萬公里 這個距離 跟哈勃的話還距離地面比較近一點 還可以去人去更換零部件 對對對對 當時它的設計就是說它希望能夠觀察到宇宙起源更遠的地方 所以它就是希望能夠把這個哈勃望遠鏡 那個韋伯望遠鏡能夠發到更遠的地方 它的工作就是說當我們吸收到物體它會發射一些光線 那它根據它所這些光線的波長做分析 可以推敲它的成本 嗯對對對 那這個韋伯望遠鏡是從2022年開始工作的 嗯然後 那現在來說您設計的這個零部件它運作的狀況怎麼樣 呃應該都完全正常 不然是收不到影像 哈哈是收不到影像 對對對對對 那也發揮了很大的作用 因為這個以後未來對於宇宙的這個起源的探索來說 它會有非常大的作用 對對對對對沒有錯 好非常感謝您 其實您在以前讀博士的時候都有工作 對 那您作為在這個晶片業長期工作的一個工程師來說 那您覺得因為臺灣來說 這個晶片業特別半導體產業是比較發達的 對世界來說也是具有重要的位置的 那您覺得現在臺灣在這個半導體和晶片產業方面還有哪些優勢呢 對 美國呢在這方面也是一個巨大的市場嘛 所以說您覺得臺美之間有哪些可以互補或者是 對對對 臺灣的優勢其實就是臺灣的工程師的訓練的功力其實非常紮實 那半導體其實是比較像是一個團體作戰 因為它是一個要很經過很繁複的一個製造的過程 然後包括從原物料進來的處理 到整個生產的過程到最後測試各方面 所以是需要一個很大的團隊的一個合作 並不是說幾個人就可以做得出來 那臺灣的工程師第一個在學校的訓練是非常紮實 那第二個是說整個團體合作的精神 我覺得是臺灣的優勢 還有臺灣的執行力是臺灣的優勢 那在美國這一塊呢 因為美國呢 他其實是有很多有一些innovative idea的人 他常常是會在原本既定的一個 技術上有一些突發的一些想像 然後這個東西很多時候會有一些突破 有一些breakthrough 那通常這時候呢 臺灣呢 通常能夠把一些breakthrough再更加發揚光大 讓他把它實現在日常生活上 所以是屬於美國呢 他更善於創新 但是呢 就是亞洲國家來說更善於去完善 並且最後讓他變得越來越便宜 對對對對對對對 沒有錯 這實際上對於晶片生產來說 一直是日臺韓這三國是競爭的非常激烈嘛 那從這些國家當中 臺灣能夠脫穎而出 您覺得最主要的還是靠的是什麼呢 我覺得就是說 日本我覺得因為他們已經在半導體業界 好像已經從一九八幾年代 慢慢慢慢好像就已經比較沒落了 但是日本的基礎科學還是非常紮實 他們的基礎在半導體 譬如說很多化學原料 用在半導體上面的化學原料 其實都是從日本來的 他們在這一塊的研究上還是不遺餘力的 但是隻是說在整個半導體生產的這個產業來講 他們從八零年代就開始就比較沒落了一點 那當然這幾年他們的政府有在提倡 希望能夠讓他們回到像八零年代那樣的龍井 那我覺得是可以期待的 那我們跟韓國的競爭 臺灣有一個優勢 就是說臺灣的這些半導體廠 基本上都是沒有自由品牌的 那韓國的話就是很大就是三星 那三星的話因為他自己有很多不同的產品 那客戶呢在 譬如說一些設計的 會有一些競爭性的考量 那當然三星他有他的優勢 就是他記憶體這一塊他是獨佔 他有時候可能可以用這個東西來幫助他 辦的那一塊比較不足 但如果說考量到說可能有競爭的問題 人家還是會有一些疑慮的 那所以說基礎最終還是會看到技術層面 那技術層面相對來講 臺灣目前還是做得比較領先 那你覺得臺灣怎麼能夠更加發揮 這個半導體方面的優勢 然後呢是更加鞏固這個半導體的領先地位呢 那臺灣其實是 在半導體方面我們的執行力是非常好 那怎麼樣跟我們的一些 尤其臺灣的公司是很重視跟客戶之間的緊密結合 那這一塊呢是臺灣的一個優勢 那怎麼樣跟一些產業界 譬如說他的Ecosystem 他上游的廠商 譬如說很多原物料其實都不是臺灣做的 很多是日本美國或是包括機臺 那怎麼樣跟這些上游的廠商有一個更緊密的合作 然後呢來做一些可能對未來需求的一些研發 我覺得這個是可以繼續鞏固臺灣的這個領先地位 那您覺得臺灣和美國就是在這個教育方面 特別是對於這個未來人才的培育方面 他有哪些差距或者是有哪些可以互補的呢 臺灣的話就是大家比較知道說 臺灣的教育就是說比較是那種齊頭式的教育 就是說他把每個人就是培養到都有相當的能力 但是呢在這個環境下有時候那個小孩子比較容易被限制 那美國剛好是相反 美國是比較那種讓小孩子有自由發展的空間 所以呢可能很多時候呢就有一些很多不同天馬行空的想法 在美國的小孩你看得到 在臺灣的小孩呢就比較難看到這樣子的情況 那這個東西就是說雙方可以互相去學習 我們這邊在臺灣的話可以有一些 有些時候呢不是隻要考試嘛 就不一定只限制小孩子考試 有時候要讓他們去想想一些課外的東西 然後讓他們去發揮一些想像力 那您就是也是在這個美國的那個芯片公司 然後半導體公司 其實在臺灣的半導體公司都長期工作過 那您感覺就是說這個臺美的這個企業的文化 以及這個這方面有什麼差異 OK對那個美國的話呢基本上他就是比較彈性 因為美國的話他就是比較像是覺得說 給員工比較大的自由度 對讓你去讓你去發揮 對那臺灣的話呢就比較像一個 比較做一個團體戰很緊密的組織 對那這方面在半導體的整個來講是有優勢的 但是呢對於要創新的部分呢 我覺得就是說這方面呢美國的這種方式呢 是比較容易讓員工有一個 有一些時間去想一些新的事情 對那您覺得就是從您個人的經歷來說 你覺得在美國企業你的那個就是研發的這個能量 是power 獲得了更大的發揮嗎 在美國的話呢因為他給你的彈性比較大 所以呢你會比較有時間去思考一些事情 當然除了說你自己本身的要掌管的業務以外 那臺灣的話因為呢其實大家的業務量都非常大 對因為以前在美國工作他的業務比較單純 那臺灣的話他基本上就是說 你有很多不一樣的不一樣的除了行政的事情啊 然後還有一些是那個每天routine的事情以外 其實美國也沒有說他工時不長 只是說美國是比較彈性 像以前我們在美國的話雖然是說離開公司 但不是說回到家裡就不工作了 你還是在家裡因為你可能有跨時區的meeting什麼 你還是在家裡會工作 對那在臺灣的亞洲的公司 臺灣的公司就是希望說你大部分事情都希望在公司做完 對因為他也有考量一些機密的問題 他希望你大部分時間都在公司做完 對那美國就是這方面就比較彈性一點 所以工時來講不見得美國就一定會比較短 只是說他給你的彈性比較大比較領先 那你覺得現在晶片現在做到什麼三奈米兩奈米 甚至更小的情況下 他未來的發展會是怎麼樣 其實半導體其實有一個定律 它是就是一個經濟法則就是叫摩爾定律 他是說每兩年他這個就會有新的一代出來 那其實他的意思就是說 經濟上來講說每兩年你會發現你的performance增加一倍 而且你的價錢會再降一倍 降一半對這是一個經濟法 那他從之前14奈米10奈米7奈米一直做下來 其實這個法則之前說每兩年或一年半 有個新的genre已經開始slow down 就是說因為這個東西越來越接近物理的極限 所以他已經越來越難往下推進 那當然是這個地方往slow down以後 就有個地方可以補上來 因為這就是大家創新的開始 所以變成說從封裝測試這一塊 就開始來取而代之能夠把它補上來 把這整個經濟效益或是說這個performance的店把它補上來 所以現在就變成說是3D封裝3D IC 可能最近也蠻熱門的 說3D IC這一塊 這可能是一個未來的發展趨勢 對未來的發展趨勢 對對對3D IC 他對於這個晶片的作用的話起了多大的作用 對其實大家可以想像以前晶片就一塊 那現在就是說我可以把它堆 就像我們蓋房子往高的方向蓋 把更多的晶片堆疊在一起 那你使用者來講 你並不會知道說這個東西是有多少晶片堆在一起 或是還是隻有單一塊晶片做的 對那另外一個好處是說 他有一些東西他不需要很先進的 他可以用不同製程的技術的晶片把它堆疊在一起 那達到這個經濟效益 然後同樣可以達到這個性能的提升 最近就是因為產業鏈的轉移的問題 所以說包括美國 對於這個中國大陸進行了一些制裁和限制 那最近也是那個麒麟晶片出了一個新的7奈米的晶片 然後讓這個華為手機相當被中國大陸就是火了一下 他缺乏這個深度的光刻機的情況下 你覺得他怎麼能夠製出這個7奈米的晶片呢 其實傳統的光刻機也是有辦法往下做 只是說他的製程會變得很複雜 然後良率會不好控制 那並不是說完全做不到 那所以他們這一塊沒有深質外晶的情況下 在理論上要做是可以的 那但是整個晶片的話 如果你看最終是看整個系統的 就是你做出來的這個系統的效能 那整個半導體其實來分有兩塊 一個是設計 一個是製造 當你製造比較遇到瓶頸的時候 他有時候是可以從設計端去做一些努力 來補上他的這個製造方面的缺陷 簡單講就是說在製造呢 他可以避開一些他們覺得難做的 然後用設計來補他 但是這種補的話 互補的話 是應該是有一定的限度的 對 會有一定限度的 所以再往下他還是會遇到一些瓶頸的 譬如說你用深質外漆臺 你只要做一道工序就可以 那你現在沒有那個 你可能要做五道 那每一道都有他的良率 這樣讓你沉下來 你的良率天生就會比較低了 那現在蘋果的那個 Mac 電腦比較流行 那他也呢 最近也捨棄了這個 幾年前開始 Mac 電腦就捨棄了 那個 Intel 的那個 x86 那個模式 然後對於 Intel 來說 因為你曾經也在 Intel 做過很長時間 那你覺得這個就是 Windows 它要如果說走向另外一個 或者是更發展的話 更小型化 更加節電的話 那他的 x86 的這個模式是不是 也要需要 Pro Team 呢 對對對 應該這樣說啦 這個技術上的競爭 有時候很難說誰一定贏 誰一定會贏 一時領先 未時避害 都是有可能 但是有一個 另外一個觀察點就是說 x86 目前是比較少的公司在做設計用 x86 那 ARM 的話是變成說是普羅大眾 都在用這一款 那因為用的人多 相對來講的話 他的整個 ecosystem 跟他整個的創新的那個速度 就相對起來應該會比較快 因為有一個是小眾 有一個是大眾 對 那當然技術的消長是時間上是不一定 但是當一個東西是很多人 被大多數人採用的時候 這一方面他就有他的優勢 他的 innovation 他的這些普及率 就會越來越快成指數慢慢的成長 所以我覺得是在這一塊 我覺得是一個不可避免的趨勢 ARM 以後成為主流 那像這個在這個耗電率 以及這個攜帶性的方面 或者發熱性的方面 ARM 是不是比這個 x86 有天然的優勢呢 是 這兩個就是說它天生的 你可以把它想像這個 architecture 就像人的骨架一樣 它天生一開始設計的時候 就從不同的方向在考量 那 x86 是比較注重它的 performance 一開始的設計 那 ARM 是一開始就設計是比較節能的 比較 energy saving 的這種考量來講 所以 ARM 來講就是它怎麼樣去把它的 performance 把它做上來 然後纔可以跟 x86 compete 那同樣的 x86 就是它怎麼樣可以做到節能 可以跟 ARM compete 它兩個都有各自各自的長處跟短處 但是因為 ARM 這邊的人陣營越來越大 當你陣營越大的時候呢 就有 innovation 的 idea 的機會就越來越多 然後再加上晶片的這個發展 就讓它的這個 performance 更容易提升了 當你這個使用的人多 你學到的一些經驗啊 一些那個就會累積的又更快 現在的半導體基本上是以矽矽芯片這種來為基礎的 那現在呢逐漸逐漸發展到一個 處於一種比較平靜的狀態 或者是接近一種就是達到了那個頂峯的狀態 那未來這個半導體產業會要怎麼發展 其實現在大家都知道 AI 這個是很熱門的一個產業 那 AI 目前還是大部分是用在用那個 silicon 為主 那 silicon 這個還是會持續走下去 那另外一個就是剛剛有提到的 3D IC 的封裝技術 這個尤其是在對 AI 晶片或是對伺服器的晶片 都是很重要的 那除了這個以外呢 另外一塊就是第三代化物半導體 因為現在就是說我們說電動車 電動車它需要很高的 比如說它充電 它充電要快 它的電壓就要高 比如說上千伏的或幾百伏的電壓來充電 你才會有辦法快 那這個東西是傳統的矽 silicon 是沒辦法承受這麼高的電壓 所以第三代半導體像是那個碳化矽 或是 gallium nitride 這些材料就因應而生 那因為電動車這個市場越來越大 所以這一塊也越來越被受到重視 那這一塊的話臺灣在這方面有優勢嗎 或者是在這方面有比較大的發展嗎 臺灣是有一些優勢 但是這一塊其實大家都還是屬於相對初期的階段 美國也有些公司 大陸也有些公司 臺灣也有些公司 還屬於一種初期競爭的階段 對 初期競爭的階段 沒有錯 最後感謝莊文獻博士花了這麼多時間 給大家談一下臺美之間的半導體方面的發展和未來的趨勢 謝謝莊文獻學長 謝謝 字幕志願者 李宗盛