三維電晶體之父胡正明出書《拿出辦法來》,魏哲家推崇:他的研究改變了半導體產業

魏哲家
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2026-09-30

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台積電董事長魏哲家(圖)「 佩服」胡正明在半導體世界的三大貢獻。張智傑攝
台積電董事長魏哲家(圖)「 佩服」胡正明在半導體世界的三大貢獻。張智傑攝
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本文出自 2026 / 10月號雜誌 單棲時代來了

編按:10月8日,天下文化出版的《拿出辦法來》,完整記錄了台積電前技術長、三維電晶體之父胡正明改變半導體世界的科學人生與科技思索。《遠見》特別收錄台積電董事長暨總裁魏哲家的推薦序,談他眼中胡正明在半導體世界的重大貢獻,及雙方那段跨越數十年的因緣。 

今年8月,我到長庚醫院探望胡正明教授。 

看到我來訪,胡教授顯得有些驚訝。當時,他正坐在一張小桌子前寫文章。我問他:「在寫什麼?」他告訴我,他正在寫自己的回憶錄。 

我忍不住偷偷瞄了一眼,只見紙上密密麻麻,全部都是英文。那一刻,我心裡不禁浮現兩個字:佩服。 

佩服他可以用英文寫自己的回憶錄;更令我佩服的是,當時的他尚未完全康復,身形看起來十分消瘦,卻依然雙眼有神、精神抖擻地坐在桌前工作。對一位一生投入研究的學者而言,或許研究與寫作早已不只是「工作」,而是生命的一部分。 

我初次聽聞胡教授,是在我還在求學的時候。當年讀到他有關半導體元件可靠性的研究,就知道他在這個領域,是世界首屈一指的學者。真正有機會認識他,則是在他加入台積電擔任技術長之後。而他在台積電服務的那三年,為我們日後的技術發展,留下了深遠的影響。 

FinFET發明人、中央研究院院士胡正明,曾任台積電首任技術長,一生始終在找「最有用的事情做」。蔡世豪攝

FinFET發明人、中央研究院院士胡正明,曾任台積電首任技術長,一生始終在找「最有用的事情做」。蔡世豪攝

一個不得了的班級

現在回想起來,我與胡教授的淵源,其實頗為深遠。 

大學二年級時,我修了一門電磁學課,授課老師是吳慶源教授。吳教授正是胡正明教授的大學同班同學。後來我考進交通大學研究所,吳慶源教授又成為我的指導教授。 

從交大研究所畢業後,我赴美進入耶魯大學深造。到了耶魯,我的博士指導教授是馬佐平教授,而馬教授竟然也是胡教授的大學同班同學。 

等到我從耶魯畢業開始找工作時,第一個面試我的人是蔣尚義博士。巧的是,蔣博士同樣也是胡教授的同班同學。 

多年以後,我加入台積電,赫然發現蔣尚義博士當時也在台積電;後來又發現,台積電當時的董事史欽泰博士,也是胡教授的同班同學。 

一路走來,從求學到工作,我竟然不斷遇見胡教授當年的同窗。現在回頭看,不得不令人感嘆:那真是一個不得了的班級。一個班級裡,走出了這麼多後來對台灣科技與半導體產業,具有重要影響的傑出人物,確實令人刮目相看。 

那天探望結束,我正準備離開長庚醫院時,胡教授突然叫住我。 

他問我:「你可不可以幫我的回憶錄寫序?」 

我心裡頓時嘀咕了一下:英文耶!要我用英文替胡教授的回憶錄寫序,這可真是一個莫大的挑戰。 

可是看著當時大病初癒的胡教授,這個「不」字實在很難說出口。於是,我答應了。 

答應得很乾脆,回到家卻後悔了一陣子。 

還好,後來天下文化出版社告訴我,可以用中文寫,我總算鬆了一口氣。更有意思的是,現在還可以用人工智慧幫我整理草稿,連我自己都覺得很驚訝。不過這件事可不是我的發明,是我從祕書李小姐那裡學來的。 

台積電16奈米FinFET晶圓,是胡正明的重要紀念品。天下文化提供

台積電16奈米FinFET晶圓,是胡正明的重要紀念品。天下文化提供

從研究走向產業的三項貢獻

為了寫這篇序,我花了一些時間,把胡教授回憶錄的中文稿大致讀了一遍。讀完之後,更加深了我對胡教授在半導體世界重大貢獻的認識,總括來說,可以從三個方面來看。 

第一,是他對電晶體可靠性的研究。 

「可靠性」這三個字,對一般人來說也許有些抽象,對半導體與電子產品而言卻極為重要。一個電子元件不只要能夠運作,更重要的是,它必須經得起長時間的使用,仍然能夠安全、穩定地工作。 

想像一下,如果今天飛機上的電子元件突然失效,將會帶來多麼嚴重的後果?從這個簡單的例子,便能體會「可靠性」的重要。電子產品之所以能安全融入我們的日常、造福大眾,背後全仰賴對元件可靠性的深度了解、精準預測與嚴謹驗證。 

胡教授深耕此領域多年,特別是針對「熱載子注入效應」(HCI)的研究。 

這個效應是半導體在微縮化過程中,十分關鍵也最讓人頭痛的可靠性難題。而胡教授正是成功釐清這個物理機制的靈魂人物!其研究成果對半導體元件可靠性的發展,產生了深遠且核心的影響。 

滑短影音能累積智慧?錯過加贈一年的深度解方究竟還要等多久?

第二,是他對電晶體模型的重大貢獻,其中最具代表性的,就是BSIM。 

如果要用最簡單的方式來說明,我認為,「模型」就像是晶片設計者與半導體製造者之間的一種共同語言。 

晶片設計者必須知道電晶體在不同條件下會如何運作,而製造者也需要有一套準確的方法,來描述製程製造出來的電晶體特性。兩者之間,如果沒有一個精確而可靠的溝通媒介,就很難有效地把設計轉化成真正可以製造的產品。胡教授與他的學生開發了BSIM,這套開放的模型成為全球標準,推動了全球半導體產業的快速發展。 

目前,世界上絕大部分的半導體產品,都是使用BSIM電晶體模型設計的,由此可見其重要性。 

至於這些模型究竟如何運作,我就不在這裡班門弄斧了。有興趣的讀者,不妨直接從胡教授的回憶錄中尋找答案。 

第三,也是影響極為深遠的一項,就是鰭式電晶體(FinFET)。 

胡教授在加州大學柏克萊分校領導團隊投入這項研究。隨著電晶體愈做愈小,傳統平面式電晶體逐漸面臨漏電、功耗等問題。如何讓電晶體尺寸繼續縮小,同時又能有效控制電流,成為半導體技術繼續往前發展必須突破的關鍵。 

FinFET的出現,為這個問題提供了一個重要的解決方向。 

透過三維的電晶體結構,閘極可以更有效地控制電流,降低漏電與功耗,使電晶體得以繼續微縮,讓摩爾定律得以繼續向前推進。 

1999年,胡教授領導的柏克萊團隊發明並發展FinFET。2001年,他回到台灣加入台積電,成為台積電首位技術長。在任期間,他參與台積電先進技術策略的制定與發展。 

幾年之後,當半導體產業真正走到傳統平面式電晶體的極限,FinFET的價值開始全面展現。台積電的16奈米FinFET製程,於2013年完成可靠性驗證,並於隔年進入量產。此後超過十年,FinFET成為先進半導體製程極為關鍵的電晶體架構,廣泛應用於智慧型手機、高效能運算,以及今天的人工智慧晶片。 

胡教授的研究與發明,絕對不只是學術上的成就。從可靠性、BSIM,到FinFET,這三項工作橫跨了半導體產業極為重要的三個層面:如何讓電晶體可靠運作、如何精確設計並製造晶片,以及如何讓電晶體繼續縮小、讓半導體技術持續向前。 

專業之外的寬廣視野

讀完胡教授的回憶錄,我更加佩服他的學問與成就。他看事情的深度與廣度,也讓我印象深刻。 

胡教授並不只是一位在半導體專業領域有卓越成就的學者。他對產業、社會,乃至於國家的發展,都有自己的觀察與思考。 

譬如,當電子產業在台灣的發展愈來愈蓬勃,這對一個國家而言究竟意味著什麼?我們應該如何看待這樣的發展?又應該如何面對它帶來的機會與可能的問題?對這些超越半導體技術本身的議題,胡教授在回憶錄中也提出了許多值得深思的看法與建議。 

這一點尤其令我敬佩。 

一位學者能夠在自己的專業領域做到世界頂尖,已經非常難得;更難得的是,胡教授並沒有把自己的視野局限在實驗室、電晶體或半導體技術之中。他能夠從科技看到產業,從產業看到社會,再從社會思考一個國家未來應該如何發展。 

因此,讀完這本回憶錄,我所看到的,不只是一位傑出的半導體研究者,更是一位有深度、有廣度、有內涵,而且對產業、社會與國家發展都有自己獨到見解的學者。 

能夠受邀為胡教授的回憶錄寫序,我感到非常榮幸。 

仔細想來,我甚至覺得,自己或許恰好是一個很適合來談胡教授對半導體產業貢獻的人。 

年輕時,我是讀著胡教授論文的「學生輩」;從大學、研究所,到赴美留學與後來的職業生涯,我一次次地與胡教授當年的同班同學相遇。他們有的是我的老師,有的是我的指導教授,有的是第一位面試我的人,也有人後來成為我在台積電共同工作的伙伴。 

我在台積電服務期間,親眼見證胡教授早年的研究與構想,如何一步一步從學術世界走進半導體製造,成為產業真正應用的技術。我不只是從論文裡知道胡正明教授,也不只是從他的回憶錄裡認識他的成就。我有幸站在半導體產業發展的現場,親眼看見他所播下的種子,經過多年之後開花結果。 

從這個角度來說,我確實是一個非常幸運的見證者。 

今年8月,在長庚醫院那張小小的桌子前,我看到身體十分消瘦的胡教授,仍然低著頭,一個字、一個字,用英文寫著自己的一生。 

當時我心裡想到的是「佩服」。 

今天寫完這篇序,我心裡仍然是這兩個字。 

佩服一位學者一生對知識的追求;佩服他的研究不只留在論文裡,而是真正改變了半導體產業;也佩服他在專業之外,始終以更寬廣的視野思考產業、社會,以及台灣未來的發展。 

而我也深感幸運,在自己的求學與職業生涯中,能夠與胡教授以及他那一代傑出的半導體先驅有如此深的淵源。 

我有幸讀過他的研究,有幸與他的同儕相遇,更有幸親眼見證他的發明從學術走向產業,成為推動半導體世界前進的力量。 

能為胡正明教授的回憶錄作序,於我而言,其實不只是榮幸,更讓一段跨越數十年的因緣得以圓滿。 (本文作者為台積電董事長暨總裁) 

胡正明回憶錄《拿出辦法來》,天下文化出版

胡正明回憶錄《拿出辦法來》,天下文化出版

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