助力台積電三星成為半導體巨頭，他要為內地打造下一個「台積電」

最近這些年，中國在晶片設計研發上已經縮小了和世界的差距，但是在晶圓廠代工上，最強的中芯只掌握了28nm技術，依然和台積電、三星差了好幾個段位。

而在2017年，一位半導體大神加入中芯，被業界稱為「對中國半導體行業具有劃時代的意義」。

這個人就是梁孟松。

梁孟松是半導體行業中無法避開的人物，他一舉助力台積電、三星成為全球晶圓廠代工市場的巨頭，是半導體行業的傳奇。

助力台積電突破「銅製程」難題

是加州大學柏克萊分校電機博士，畢業後曾在美國處理器大廠AMD工作幾年，1992年在四十歲那年返回台積電。

梁孟松的工作，就是領導模塊開發團隊，這是先進工藝的核心，再把結果回報給先進工藝開發負責人。

真正讓梁孟松一戰成名的是2003年，台積電與IBM在130納米的「銅製程」一戰。

過去IBM會將研發的新製程技術轉讓晶圓代工廠商，獲取高額利潤。

而且生產每一批次還能提取分成，憑藉著這樣的商業模式，IBM成為世界最會賺錢的公司之一。

2000年之前，在集成電路布線中，鋁被廣泛使用，其布線工藝較為簡單，掌握「鋁製程」工藝技術的就是IBM，大家都是向IBM買技術轉讓，這讓IBM賺得滿盆滿缽。

但是隨著工藝尺寸的減小，金屬連線中的電流密度不斷增大，響應時間不斷縮短，1999年130納米時鋁製程已經走到盡頭，無法再滿足商業良率，勢必改弦易轍、另闢蹊徑，

當時半導體行業都認為改用銅製程會是最有可能及機會最大的途徑，這樣可以使電路布線的尺寸更加微小，晶片處理邏輯運算的能力更強。

IBM公司開始全力投入銅製程研發。

當時世界晶圓代工二哥台聯電為奪取世界龍頭老大地位，取代台積電一哥地位。

台聯電立即和IBM簽約，意欲成為世界上第一個使用銅製程的廠商，攫取晶圓代工一哥地位，遠遠拋開台積電。

而當時台積電董事長張忠謀發現之後，決定搶先在IBM研發成功銅製程工藝之前，搶先掌握銅製程工藝。

130納米之所以被稱為是半導體技術世代中，天險障礙最高的一代，主要就在於銅製程、低介電係數(low-k)等過去未曾使用的新材料，是半導體製程里新的挑戰。

當時在負責先進模組的梁孟松和資深研發副總蔣尚義兩個讓的努力下。

台積電比美國IBM公司早一年成功研發出130納米銅製程,穩坐世界一哥寶座。

到了2003年下半年，130nm客戶訂單為台積電帶來的營業額將近新台幣55億元，聯電方面則為近15億元。

差距的幅度已經相當明顯。

可以說納米銅製程徹底確立了台積電在半導體行業的地位。

曾是台積電最大投單客戶的圖像晶片公司NVIDIA執行長兼總裁黃仁勛說：「130nm改造了台積電」 。

2006年，蔣尚義退休，為台積電工作了14年的梁孟松原本以為自己有機會再往上升，卻沒想到台積電從英特爾挖來先進技術研發協理羅唯仁來做資深研發副總裁。

這人梁孟松十分鬱悶，在美國專利局的資料庫里，梁孟松個人參與發明的專利半導體技術及¨ 有500件。

這個數字，和台積電擁有的5000多件專利相比，也許不特別多，但重要的是，梁孟松參與的都是最重要先進工藝的技術研發。

覺得自己付出很多的梁孟松最終在2008年憤而出走。

幫助三星提前掌握FinFET技術，領先台積電

之前，晶片都是採用MOSFET 的結構，到現在已使用超過 40 年，當半導體研發人員想要研發20納米以下晶片的時候發現，當閘極長度縮小到 20 納米以下的時候，遇到了許多問題，其中最麻煩的是當閘極長度愈小，源極和汲極的距離就愈近，閘極下方的氧化物也愈薄，電子有可能偷偷溜過去產生「漏電」；另外一個更麻煩的問題，原本電子是否能由源極流到汲極是由閘極電壓來控制的，但是閘極長度愈小，則閘極與通道之間的接觸面積愈小，也就是閘極對通道的影響力愈小。

所以20納米以下的晶片需要採用全新的FinFET 技術，也叫做鰭式場效電晶體。

鰭式場效電晶體是閘極長度縮小到 20 奈米以下的關鍵，擁有這個技術的製程與專利，才能確保未來在半導體市場上的競爭力。

而這個技術的發明人是胡正明教授，也就是梁孟松的老師，當梁孟松跳槽到了三星之後，台積電在研發20納米以下晶片的時候，才發現了這個問題。

梁孟松加盟三星之後，鑒於三星在20nm製程的落後地位，決定放棄20nm直接由28nm製程升級14nm，當初很多業界人士認為三星此舉過於冒險，因為當時台積電在研發的還只是16納米FinFET。

台積電與三星之間矛盾的爆發，是蘋果A9處理器之爭，原本蘋果晶片是三星的獨門生意，台積電想要取代三星成為供應商之一。

然而在A9處理器世代上，三星14納米FinFET提前上陣，又拿下高通的大單，從而讓三星在半導體行業中迅速崛起。

這家曾被張忠謀稱為「雷達上一個小點」的韓國企業，讓其準備了約十年時間的16納米FinFET初嘗敗績，要知道之前，台積電在28納米製程工藝晶片市場的占有率接近100%，堪稱在晶圓代工市場擁有壟斷性的地位。

這也是台積電近十多年以來，首度在邏輯製程技術落後亞洲同業。

在這場最關鍵的一戰中，梁孟鬆起到了決定性的作用。

以一人的去留，能左右兩家半導體企業的消長。

梁孟松因此被譽為半導體行業的傳奇。

不到300天，讓中芯掌握14納米工藝

2017年10月，中芯國際正式任命趙海軍與梁孟松二人擔任執行長兼執行董事，梁孟松的到來被媒體稱為「中國半導體產業進入梁孟松時代」。

中芯國際之前本身就在攻克28nm的量產，同時開發14nm和10nm的技術，而且在60nm低功耗物聯網晶片上發力，未來可突破的點很多，梁孟松的加入對於公司高製程晶片的量產速度會有很關鍵的作用。

在加入了中芯國際之後，僅僅用了不到一年的時間，中芯國際直接從28nm跨越到14nm。

而且梁孟松在300天不到的時間就把14nm晶片從3%的良率提高到了95%。

在2019年就可以完成量產。

而目前中芯國際花費了1.2億美元找ASML訂購了一台當前最先進的光刻機，如今中芯南方晶圓廠也完成了建置，而第一台從ASML採購的光刻機也已經搬入廠內了，同時12nmFinFET工藝已進入客戶導入階段，很快就能夠量產了。

可以說中芯國際在梁孟松的帶領下，走得非常快，而這也標誌著中芯國際在晶圓廠代工上順利縮小與台積電、三星的差距，重新站在同一個賽道上，因為從14納米到7納米是沒有採用新的製程技術的，不像130納米要突破掌握銅製程技術，14納米要掌握FinFET技術，而到了7納米之後，就又是一個考驗，需要拋棄浸液式光刻技術，而採用EUV微影技術。

隨著摩爾定律達到極限，台積電2020年才投產5納米技術，而3納米則要到2022年投產，這給了中芯國際充分的追趕機會。

到那個時候，中國內地就擁有了完整的產業生態，無論是從晶片研發設計再到生產都不需要再擔心被卡脖子了。

而其中梁孟松可以說發揮了極為重要的作用，也讓我們期待梁孟松可以把內地半導體行業帶向一個新的高度。