台灣半導體之父─張俊彥院士

 
2018/10/16 蘇炎坤 | 國立成功大學電機工程學系名譽講座教授、崑山科技大學電機工程系暨研究所講座教授     3,332
 

今日台灣半導體不論在設計或製造皆在國際上享有盛名,能在全球產業上佔有重要地位,都得歸功於張俊彥院士的洞燭先機及奉獻,他是如今產業界或學術界傑出半導體人才的啟蒙老師,贏得「台灣半導體之父」的美譽,可謂實至名歸。

 

早期經歷

 

張俊彥院士於1937年出生於日據時期的鳳山。父親為中學教師,從小教導張院士要獨立學習與獨立思考。張院士畢業於台南一中初中部及高中部,於高中時就對愛因斯坦相當著迷。後來進入成功大學就讀電機系,更於畢業後進入當時剛成立不久的交通大學電子研究所,從此與半導體研究結下了一生不解的緣分。

 

成為早期台灣半導體的先鋒

 

張院士於碩士畢業且服完兵役後,返回母校交通大學從事研究與教學工作。他一路自修自學,首先自學並開設「量子力學」課程,接著陸續開設「固態理論」及「半導體元件物理和技術」課程。他在學術上一向是強調主動學習與創新。張院士自完成碩士學位後一直自學,認為自學是很重要的,好處就是自我學習不會受到教科書的束縛。

 

台灣半導體元件製程及技術,最早應該是張院士和研究團隊在1964年於交通大學成功的「矽平面技術」(Si Planar Technology),從此培養出關鍵人才及核心技術。1965年張院士成功地開發出台灣第一顆矽平面電晶體和矽基礎的積體電路;1967年在國際知名科技期刊上發表創新的半導體MOS重要論文,也逐漸建立起國際的學術地位。

 

張院士也參與交通大學建立台灣第一座「半導體研究中心」,並且擔任第一屆中心主任,指導及帶領台灣科技界及產業界傑出人才;例如曾繁城博士及施振榮博士等,都是張院士的高徒。無論對於學界或業界,交通大學「半導體研究中心」無疑是台灣半導體極重要的搖籃。

 

除活躍於學界之外,張院士於1970年參與萬邦電子公司的成立,擔任技術顧問,以生產雙極性矽平面電晶體為最主要的產品;這是台灣第一家半導體公司,也發展出堅強的半導體生產技術。

 

1973年前經濟部長孫運璿先生創立工研院,由王兆振博士擔任第一任院長並成立電子研究中心,由胡定華博士實際負責半導體的研究發展;1974年成立技術諮詢委員會(TAC),邀請包括IBM公司的方復院士、馬里蘭大學教授也是西屋公司技術總監凌宏璋教授,以及RCA公司的潘文淵博士等國際一流的半導體專家擔任委員。委員會建議工研院發展互補式金氧半電晶體(CMOS)技術,發展矽平面技術,可以研製「雙極性電晶體」,亦可研製單極性CMOS電晶體。

 

如今我們都了解到當時張院士所研發的矽平面電晶體技術確實是正確的決定及方向,因為目前九成以上電晶體都是CMOS電晶體。工研院於1975年決定委建「CMOS示範工廠」,所成立的招標審查委員會,張院士亦是其中一位委員,因而選定RCA電晶體技術。1976年工研院的CMOS Pilot Plant關鍵幹部:曾繁城、劉英達、陳錦塘、黃顯雄、邱羅火等都是從交通大學半導體中心畢業的博士或碩士,也成功地完成了CMOS的研製。

 

成功大學時期

 

張院士自1977年,應成功大學極力邀請擔任電機系系主任及電機研究所所長六年,後又擔任四年的電子計算機中心主任。在這十年之間,對成大電機系所實驗設備之建立及學術地位之提升,有極大的貢獻。

 

首先,在1977年開始在國科會工程中心支持之下設立大規模半導體實驗室。建立台灣第一部分子束磊晶系統(MBE),成長高品質砷化鎵(GaAs)相關之半導體元件。而且在1980年建立低壓有機金屬磊晶系統(LPMOCVD),研製化合物半導體成長、製程及光電元件、電子元件。也建立當時在學術界發展頗早的低壓化學氣相磊晶系統(LPCVD)、電漿輔助化學氣相磊晶系統(PECVD)、非晶質矽(Si)、碳化矽(SiC)、多結晶矽(poly-Si)及Ⅲ-Ⅴ族半導體製程及元件製造。另外在貴儀量測設備,例如歐傑電子光譜儀(AES)、二次離子質譜儀(SIMS)、曲線追蹤器,電容-電壓量測、椭螺儀、自動聚焦顯微鏡(AFM)、光譜儀等有關材料、薄膜及元件之量測設備相當齊全。因此,使成功大學培養出很多傑出人才,不論在學術上多有所成就,在產業上也貢獻良多,居功厥偉。

 

張院士本身治學嚴謹且教學認真,對其指導的研究生要求標準頗高,尤其在半導體物理及半導體元件上,為學生們奠定了深厚的基礎。他每天一大早就到學校,先帶領研究生跑操場,這個創舉在成大當時傳為美談,因為他認為沒有強健的體魄就無法做出偉大的研究。雖然張院士在課業及研究上要求十分嚴格,但他也有平易近人的一面,經常和學生們閒話家常,表達關心。

 

回到交通大學時期

 

在1987年,張院士返回交通大學,擔任交通大學研發長,在研發長任內,推動在交大設立國家毫微米元件實驗室。在1990年,獲選為工學院院長,在任內積極推動升等制度的量化指標;他當年推動的制度,目前已被交通大學的許多學院所採用。另外,他也積極推動電機資訊學院的設立。交大在1994年成立電機資訊學院,將原屬工學院之相關系、所、中心納入電機資訊學院中。張院士也擔任電機資訊學院第一任院長。

 

由於研究成果豐碩,名聞國際,張院士於1987年榮獲國內第一位IEEE Fellow榮銜,並且於1996年當選中央研究院院士。

 

擔任國立交通大學校長時期

 

張俊彥院士於1998年起擔任國立交通大學校長,任期共兩任,自1998年起至2006年卸任。依據交大發展館之記載,張院士於校長任內的重大事蹟包括:於1998年設立「高階主管碩士學程」(EMBA);於1999年,將共同科改制,分設通識教育中心及語言教學與研究中心,同年成立生物科技學系;於2000年,獲得李立家族基金會及台揚科技股份有限公司捐贈新台幣一億七千萬元,創國內大學獲私人企業研究贊助最高紀錄;同年成立楊英風藝術研究中心,開創藝術與校園環境空間結合之先範,並且成立交大藝文中心;同年成立科技法律研究所、語言與文化研究所、音樂研究所。在2001年,交通大學在國科會研究獎助獲獎率達全國第一;同年成立建築研究所、教育研究所、生化工程研究所、生物資訊研究所、財務金融研究所。在2002年,參與「台灣聯合大學系統」、成立社會與文化研究所、成立生物科技學院與建築學院籌備處。在2004年,「大學學術追求卓越發展延續計畫」,交通大學獲核准八件,四年獲核經費共二億五千多萬元。在2005年,在「邁向頂尖大學及頂尖研究中心計畫」,第一期計畫,交大獲得每年八億的補助;同年設立資訊學院。

 

張俊彥院士於校長任內的一項對全國高科技產業的重大貢獻,是推動「國家矽導計畫」。除了半導體製程及積體電路製造外,張院士也十分重視積體電路設計能力。在2002年以總召集人身分開始推動「國家矽導計畫」,該計畫是以產品導向為基礎進而推動及發展的策略,主要目標有三大方面:(一)建立全球設計平台;(二)開創矽智財中心;(三)推動創新設計產業。在以上三個目標及重點之下,決定台灣發展系統單晶片(System on Chip),使得台灣IC設計及製造產業互相鏈結,大大提升台灣半導體科技層次,同時順應產業及科技發展的潮流。

 

在「國家矽導計畫」之下,積極引進矽導專長種子師資,因此,台大、清華、交大、成大及中央大學、中山大學等校,在IC設計及製程教授名額均大大增加,落實相關課程的開授及人才培育,以此利用種子師資的優質人力,可以發揮矽導計畫的人才培育訴求、及研究水準的提升。

 

張院士亦積極推動「晶片系統國家型科技計畫」,以「前瞻創新技術研發」為主軸,期望在未來幾年內,能建立台灣豐富的矽智財(SIP)、整合電子設計自動化軟體(EDA),藉此提供優質的IC設計環境,供台灣及全球系統設計廠商使用。如此垂直整合的效果,將使得台灣在半導體、資訊與電子產業能扮演舉足輕重的角色。

 

這些年來,張院士對於台灣半導體及積體電路的順利發展,加上後來整個產業進展、矽導計畫及國家型計畫之掌握,確實有極重大的貢獻。也由於他的努力,讓台灣不論在IC設計或IC元件的發展,在國際都居於重要地位。因此,張俊彥院士除了是一位傑出的學者與教育家,也是台灣學術界及產業界不可或缺的巨擘。

 

張俊彥院士的簡歷

 

張俊彥院士出生於1937年,畢業於台南一中初中部及高中部、成功大學電機系、交通大學電子研究所。獲得台灣第一位國家工學博士學位。最初任教於交通大學,並且開創台灣第一座半導體研究中心。曾經於業界創立萬邦電子公司與集成電子公司。曾經於成功大學電機學系與電機研究所任教十年,後返回交通大學,歷任研發長、國家毫微米元件實驗室主任、工學院院長,第一屆電機資訊學院院長。於1998年至2006年之間,擔任交通大學校長。為國內第一位IEEE Fellow,曾獲教育部國家講座、中央研究院院士、美國國家科學院院士等榮銜。張俊彥院士逝世於2018年10月12日,享年81歲。

 

(本文由科技部「主題科學傳播」團隊策劃執行)

責任編輯:郭啟東/國立中山大學

 
 
 
  • 延伸閱讀:
     
    • Chiu, Y.C., Cheng, C.H., Chang, C.Y., Lee, M.H., Hsu, H.H., Yen, S.S., (2015). Low Power 1T DRAM/NVM Versatile Memory Featuring Steep Sub-60-mV/decade Operation, Fast 20-ns Speed, and Robust 85℃-Extrapolated 1016 Endurance, 2015 Symposium on VLSI Technology Digest of Technical Papers, 14-3, T184-T185.
    • Han, M.H., Chen, H.B., Chang, C.J., Tsai, C.C., Chang, C.Y., (2013). Improving Breakdown Voltage of LDMOS Using a Novel Cost Effective Design, IEEE T. on Semiconductor Manufacturing, 26 (2), 248-252.
    • Chen, H.B., Wu, Y.C., Chang, C.Y., Han, M.H., Lu, N.H., Cheng, Y.C., (2013). Performance of GAA poly-Si Nanosheet (2nm) channel of Junctionless Transistors with ideal Subthreshold Slope, 2013 Symposium on VLSI Technology Digest of Technical Papers, 15-4, T232-T233.
    • Tu, P.M., Chang, C.Y., Huang, S.C., Chiu, C.H., Chang, J.R., Chang, W.T., Wuu, D.S., Zan, H.W., Lin, C.C., Kuo, H.C., Hsu, C.P., (2011). Investigation of efficiency droop for InGaN-based UV light-emitting diodes with InAlGaN barrier, Appl. Phys. Lett. 98, 211107.
    • Wu, Y.C., Chang, C.Y., Chang, T.C., Liu, P.T., Chen, C.S., Tu, C.H., Zan, H.W., Tai, Y.H., Sze, S.M., (2004), High Performance and High Reliability Polysilicon Thin-Film Transistors with Multiple Nano-Wire Channels, IEEE International Electron Devices Meeting (IEDM), 32.3.1-3, pp. 777-780.
    • Chang, C.Y., (2003). The Highlights in the Nano World, (Invited Paper), Proceeding of the IEEE, 91(11), pp.1756-1764
    • Lin, C.W., Yang, M.Z., Yeh, C.C., Cheng, L.J., Huang, T.Y., Cheng, H.C., Lin, H.C., Chao, T.S., Chang, C.Y. (1999). Effects of plasma treatments, substrate types, and crystallization methods on performance and reliability of low temperature polysilicon TFTs. IEEE International Electron Devices Meeting, IEDM'99, 12.5.1-4, pp. 305-308.
    • Hong, J.W., Shin, N.F., Jen, T.S., Ning, S.L., Chang, C.Y., (1992). Graded-gap a-SiC: H pin thin-film light-emitting diodes. IEEE Electron Device Letters, 13(7), 375-377.
    • Chang, C.Y., Liu, W.C., Jame, M.S., Wang, Y.H., Luryi, S., Sze, S.M.,(1986). Induced base transistor fabricated by molecular beam epitaxy, IEEE Electron Device Letters, 7(9), 497-499.
    • Chang, C.Y., Fang, Y.K., Sze, S.M., (1971). Specific contact resistance of metal-semiconductor barriers. Solid-State Electronics, 14(7), 541-550.
     
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