導讀新書《拿出辦法來》與半導體因緣
我想在開頭的時候呢，每一個人不管是生活也好、工作也好，一定都有一個因緣際會，我們叫因緣和合。老師我們跟大家聊一下，其實你會進入半導體，然後從一個研究的角度，然後到教學的角度，然後變成畢生的志業，甚至我覺得從自己的好到跟大家一起共好，一定有一個開關。那個開關其實跟你接觸到半導體的一個大學的教授是非常有關係。能不能跟大家聊一聊是什麼樣的一個因緣際會，把你帶入到半導體這個領域來？
你要我先談談我台灣大學四年級的時候，一個訪問學者在我們台大開了一門課，他名字叫做方復，Frank。他也很鼓勵我們就叫他這個英文名字 Frank Fang。那麼他是 IBM 的一個研究者，他就花了半年的時間到台灣大學開了一門這個半導體課。那一門課裡面呢，我想年紀輕的可能也曉得，造山者裡面如果有位主角的話，大概就是一位史欽泰了，是吧？他也是我的同班同學。對啊，蔣尚義也好厲害，小巴，也是有好幾位其他的。所以就是說，我覺得一個好的老師、一門課，就可以有很多影響力。那麼這個我想是很大的一個因緣。
大學教學理念與面對學生
但是你在教書的過程當中呢，你不是只用自己的知識去跟別人分享，你還期待學生彼此之間可以共學，甚至能夠跟這個世界共學。老師能不能跟大家分享一下你的教學觀，跟你怎麼樣把你的學生帶到你身邊？一般而言的話，尤其教研究生可能能夠教個一兩個，就累得不像話了。你的學生很多，而且作育英才非常多，跟大家聊聊這一段好不好？
那麼其實我教學的辦法呢，也是隨著學生的數目改變，我也要改變我的方法。所以一開始的時候，其實我也不過就是每年一個學生、兩個學生是吧？那就是一種教的方法了。那麼等到多到十幾個學生，甚至二十個學生，那是另外一種教的方法。
教的方法我覺得都是一樣不變的呢，就是一個是熱忱，commitment。總覺得我們對學生呢是有一個責任，所以我們一切做的事情呢，就是要為了學生好，要能夠把我們的心都放在學生的身上。
Speaker 0: 包含在課堂上怎麼樣回答問題，那麼下課以後他們要有這個 office hour，這些東西我都花很多功夫去想。包含不要因為要去研討會發表 oral presentation、發表論文，而 miss 掉了課堂的課，這是我盡量不做的事情。
Speaker 0: 其實我在 Berkeley 的第一位 graduate student，是一個美國學生，是台灣過去的學生。所以這就讓我感覺到美國的教育也是不一樣。什麼事情呢？就是多好奇、多學習，你也不知道什麼時候就會有用。
所以其實我對這個專業的學習呢，我也是這樣的。就是說不光光只是注意半導體的事情，我什麼都注意，你也不知道什麼時候會有用的。包括我到了台積電做技術長以後，張忠謀要給我一個大難題。不是一個解決技術的問題，是專利老是要給別人的公司專利費，有什麼辦法能夠把這個解掉？聽起來應該是律師該解決的問題，可是我們的法務長也沒辦法，最後就把它接過來了，要解決這個問題。
也就是說，事情人平常多注意，對吧？我也是對這個專利法比別的工程師是注意一點。雖然我不需要去注意這個，但不知道什麼時候，你的經驗、你讀的這篇文章呢，就會給你一個啟發。別人就是沒那個啟發。成功和不成功、拿不拿出解決辦法的分別，就在那兒了。
釐清真實問題：台灣智慧財產權外匯的啟發
剛才老師特別提到張忠謀張董事長，那時候其實發給你一個非常重要的水晶牌。
那麼辦法呢，開始是覺得困難，但是過了一段時間，多多的練習呢也會發現還是可以學習的。那我自己的經驗呢就是說，這個問題往往不是你一開始以為的那個問題。特別是如果很多人都想過這個問題都沒找到辦法的話，很可能就是他們看到的問題也不是真正的問題。
半導體是個很複雜的專業，那我就用一個跟這個又有關係又沒關係的一個例子，是我真正的一個經驗來解釋一下子我什麼意思，問題要看得深一點。
我離開了台積電以後呢，因為很多人都曉得我在台積電也是把專利的事情做得很好，那不是需要發明什麼東西，但是要把這個公司的專利做到很好。那麼那個時候我已經回到 Berkeley 去做 professor，我也是陽明交大的 professor。所以台灣政府的官員呢，常常有些問題也要找我去商量。
有一次就有一個政府的部長級朋友，他到美國來特別說請我吃午飯。他就跟我說，有一個很大的問題，就是我們台灣的產業在這個智慧財產權上面的外匯用得很多。他說為什麼我們的企業自己不能夠做好智慧財產權，也去賺一點外匯？為什麼我們的學生、老師不可以去做這種東西？他就是要我把我的經驗跟他分享。
那我一聽就覺得這裡面不像他想的這個問題。因為他講的這個金額，我就知道台灣的公司不會花那麼多錢去付給國外的公司什麼權利金、專利的 license。所以我根本就覺得這個問題就不是真正的問題。我就問這位朋友說，你曉不曉得智慧財產的外匯是用去買了什麼智慧財產？他說這個不曉得。那我就說曉不曉得是哪些公司去花的這個外匯？他說現在沒有答案，那這個可以去向中央銀行調出來，沒有問題。
因為政府看到的數字，就是中央銀行向政府的一個報告，很表面，去年幾百億美金的台灣企業付給了國外企業智慧財產權。我一聽就知道這裡面問題可能不是他想的。結果我們就同意了，他回去就看看中央銀行是哪些公司付的這些財產權。
過一星期他就打電話給我說，謝謝你，我們不用再談了，因為我已經知道怎麼回事了。他一問發現，這些智慧財產權的錢都是台灣的這些 PC 的 company，比如說 Acer 這些。應該知道我們全世界的 PC 都是台灣在組裝配裝的，不管是 Dell 的、HP 的，都是台灣出口的。那麼在每一個 PC 呢，出口以前都要放一些 software，這個 software 就是向國外公司 license。所以政府以為是我們的專利不夠，其實都不是這個問題，所以問題根本不是在這裡。
所以他曉得了這個問題以後，都不用談了。因為我們這個錢付得越多，就表示賺得越多嘛。所以真正的問題其實常常不是大家想的問題。這當然跟半導體其實是沒關係的，但是這個是很重要的一件事情，就是要把這個問題用新的理解。
三維電晶體（FinFET）的突破與台積電佈局
因為我們都知道，全世界的公司都同意了二維——當時他們更沒有想到三維的字了，所以不要講二維了——大家都覺得在2010年左右，35 nanometer 這個節點，整個摩爾定律（Moore's law）會出一個大問題，整個半導體的漏電會很大，因此會發熱很多。
Speaker 0: Intel 都願意告訴全世界，到那個時候晶片的每平方公分發的熱呢，都會比核子反應爐多，要比火箭噴出的火多，再過幾年要比太陽的表面還多。都願意告訴全世界這樣的事情。
那我就不相信真是這麼差嗎？我就想得比人家要想得多，那我就覺得其實不是的，我們如果把它變成三維是可以解決。那我回頭去想，為什麼大公司幾千個 engineer 都没有想到三維就好呢？
我想到了一個解釋。事實上後來發表了以後，還有很多人的批評是不行的、是不對的、不可能這樣做、這個方向行不通。那後來真是行通了。那為什麼他們覺得行不通、不往這邊去想呢？其實就是說，他覺得我們這個問題呢是又要馬兒好，又要馬兒不吃草，不願意做任何妥協，所以這是一個大問題。他又要把速度不可以慢，又不可以發熱，價錢也不可以高。
所以我做的不同、想的不同，就是我覺得這幾個裡面如果要犧牲一個的話，「價錢不可以高」這個不是真正的條件。不能夠把發熱熱到火山口還要多，速度要更快，這是必須的。但是我可以把它做得複雜一點，價錢會比較高一點。
講出這個來，其實應該是很簡單，但是很驚人的。我講出來以後大家都還是不相信，因為他就不相信能夠增加一點點的成本。總是覺得以前幾十年已經把做法做過極限了，你要換一個形狀來做的話，那簡直是不能、不敢想像的。
我已經跟 IBM、Intel 都講了，看他們也沒什麼作為。那我就想那也好，這剛好是我想要替台灣做點事情的機會到了，所以我就毛遂自薦，跟張忠謀說我來做兩年事情。我也沒跟他講這樣的做法任何細節，他也沒問我，他很歡迎。所以我來了以後呢，他才給我這兩個挑戰，你講的這個水晶牌「拿出辦法來」兩個問題：他說長期要解決這個問題，一個是把台積電變成 technology leader，第二個呢就是說把專利變成完全自主。
剛才我也講了一個專利的故事了。那麼變成 technology leader 呢，我仔細想了一想，有時候也是不能急。我很清楚，我覺得我們台積電要變 technology leader，其實最好的辦法呢，就是等到每一個公司二維都做不下去了，都要轉三維的時候，都要用鰭式電晶體的時候。
如果說在那個時間點之前，台積電因為比別人早做了幾年的鰭式電晶體，經驗都有了，佈局都好了，那麼自己的自信能力很重要。你一定要有自信才能夠去做 leader 的；不然一定會再想想，我們再等等，看看別人是不是做得出來，不要花了那麼多錢也做不出來。我們早一點把它做了，自己有自信。
但是呢，也不能不管如何我們就第一個衝出去，倒也不見得對，而且可能是不行。我跟張忠謀分析，就是說我們很可能不會第一個把它推出去。我們第一個準備好內部，但不一定第一個推出來。為什麼呢？因為台積電有幾百個客戶，你要說服每一個客戶跟台積電一起來 take 這個 risk，這個是太難，風險太高。
Speaker 0: 我覺得第一個做出來的還是 Intel、IBM。一個是他們的資源比台積電更大；第二呢，他們兩家都是一樣，都只有一個客戶，就是他自己。
但是只要他一講要變成三維了，那我們就趕快出來。我們真正要比的不是比 Intel，那個時候我們真是怕的呢，是怕其他的代工公司，包含聯電——那個時候跟台積電並肩競爭的，還有三星這些公司是吧？我們只要比其他的競爭者強在前面就好了。當然我們運氣好一點的話……事實上運氣真的很好，因為 Intel 反而又摔了一跤，所以就會變成真正的 leader 了。後來發生的事情，剛好就是照這個計劃進行。
鴨子划水與建立內部信心
Speaker 2: 老師，您剛才說這一段，其實我覺得真是非常精彩。尤其像鰭式電晶體從二維到三維有一個轉折點，非常關鍵，就是您說的：我們明明知道這個東西很好，但是不要做第一個。那不要做第一個呢也有兩種風險，一種就是如果別人做得又快又好的話，除了 IDM 之外，別人也把這樣的鰭式電晶體做出來的話，那我們基本上是不是就好像沒有辦法搶得先機？
第二個是很重要關鍵，你還要說服內部的人呢，在一直沒有把三維取代二維之前的話，要能夠鴨子划水把馬步紮穩了。老師，我們請教一下，在那個當下，既要馬步紮穩又不要鋒芒畢露，你是怎麼跟內部去溝通？拿出辦法來又要有拿出想法來，把這個辦法放在想法裡面，等待時機。我們講說只欠東風，要等東風出來。那時候你的想法是什麼樣的佈局？
第二呢，在半導體這個產業，它有一個家家都做的事情，就是說為了要爭取最好的研究人才到他的公司去，他每年都要去參加全球性的科學會議、研討會，要發表你做得最好的東西。
所以我到那裡，2001年第二年吧，就發表了 35 nanometer 和 25 nanometer 節點的電晶體。那個時候大家都還沒有做出100個 nanometer、200個 nanometer 還在那裡做呢。所以那就已經可以證明以前說是做不到 35 nanometer 以下、而且又不發熱的這個預言。然後到了2003年呢，我們又做出了 10 nanometer 節點的電晶體。在2004年離開之前、回到學院之前呢，我們又發表了 5 nanometer。
Speaker 2: 所以這個 roadmap 就好 clear 啊。
Speaker 0: 這就已經非常 clear 了。這就是說把內部信心已經被我打起來了，是不是啊？那麼而且呢，你對自己的長處也要清楚，所以大家都很清楚。
你說為什麼大家願意鴨子划水這樣做？因為大家想想都知道台積電的長處，真正就是製造是比人家好很多，是吧？那麼我們的研究人員的數目呢，也許沒有 IBM、Intel 多。如果說要去比新的材料或者要設計新的設備，也許我們台積電內部不能做。但是呢，我們在這幾年裡面就把四個節點都做出來了，二十年以後需要的節點都已經做出來了。這就表示說不需要新的材料，不需要新的設備，我們用現有的東西我們就有辦法做到。所以這個的話就讓內部的信心增加很多，是不是啊？那麼好的研究人員願意來參加 TSMC。
所以這個是再加上公司的 culture，大家是同心協力一起去做，這是成功的關鍵。
所以這也是為什麼在書裡面特別會把「拿出辦法來」當成是一個非常重要的關鍵。有時候拿出辦法來，你還要有個好的想法。這也是老師剛才特別提到的時候我一個很大的感觸。有時候我們不小心看到人影就開槍，有時候你就花很多不需要花的時間。就像剛剛講的，看到這些數據，好像覺得我們都是把專利費往外拋，但是把這數據再認真分析一下，我們講第一性原理，發現哎呀這是好事兒啊，它是讓我們有更多的收入。
從個人成就到造福世界：BSIM 的開源哲學
Speaker 2: 是。所以在這本書裡面讓我一個非常感動的地方，就是身為技術人員，我們常常講專利，專利最好的一件事情就是能夠靠著專利去收錢、收權利金。老師你在人生當中做了一個非常大的決定，這個決定呢我們講說是這裡面講的 BSIM，老師再聊一下。就是你願意把這個桂冠上的寶石、非常重要的共同開發的模型跟大家分享。我自己看待是從個人的成就，轉向怎麼樣成就他人，甚至成就這個世界。老師說一下，這樣的一個決策跟轉折過程是怎麼樣在你心裡面提出來的？
那麼我覺得呢，很大的一個影響是 UC Berkeley 這個學校。可能很多觀眾也知道，Berkeley 一直就是一個比較以利他為主的教育環境。比如說越戰的時候，它就是美國反戰最大的一個中心了，覺得這個是不人道的，用這麼多噸的炸彈丟到亞洲的國家等等。這些事情就是我1969年到 Berkeley 的一個背景，我想對我影響很大。
另外呢，像是 Intel 的成功，就是因為 x86 的 instruction set。那麼這是它的一個智慧財產，跟 Microsoft 合在一起，所以基本上就把整個 PC 的 processor 壟斷了。但是為了 IBM 的生意呢，IBM 說你必須要 license 給至少另外一家公司，它就是 license 給了 AMD，所以只有這兩家公司可以用，別的都不能用。
那麼 Berkeley 就有一些學生和老師呢，就是說我們有更好的辦法，可以不要用 x86 的，那麼是叫做 RISC 的東西。那麼這個東西呢，後來真的大家也發現是很好，像 ARM 就是用了 Berkeley 的 RISC，所以 ARM 就變得很高興、很成功。
回答你的問題，做 RISC 的這些老師和學生呢，在一九七零年左右我還是學生的時候，他們就決定不要去把它當成一個 closed 的 protection，就把它開放隨大家用。而且開放的條款都說得很清楚，就是說你也可以去修改它，修改它以後呢，你修改的部分你還是可以做營利，但是我們原來的 code 是大家都可以用的。那麼這樣就引發了有競爭，競爭的話就會把價格低下來。
我再給你講另外一個例子。對 software 如果有興趣的，大家都曉得 Linux system，Linux 是北歐的一個學生，他也是把它當一個 open source。事實上所有的 internet、supercomputer 都不用封閉性的，像是 Microsoft 的 Windows operating system，大家就去用那個開放性的。用開放性的覺得更可靠，大家都知道 code 是什麼，會不會有一個 back door 可以讓政府去偷聽，都沒有這些問題了。因為它是開放，大家都曉得，所以有它的好處。那也是在七零年代出來的，那是我做學生的時候，所以我就很贊成這種做法。
當我有個機會解決產業界面臨很大的一個問題——就是說代工的公司和他的 customer 中間沒有一個共同的語言，那麼我就發明了一個語言。這個語言呢就是一個 software，一個軟體。它可以很準確地把電晶體——比如說三維的電晶體，我是從二維電晶體做起的——幫它連接到 computer。
也就是說，Nvidia 設計線路的時候呢，他就用我這個語言，設計出他要的晶片要用什麼樣的電晶體、要放在哪裡。然後呢，就把設計的數據用電腦送到台積電這個代工廠。幾個月以後，代工廠做出來的結果，一定是跟 Nvidia 要的完全一樣。為什麼能夠達到這樣的效果呢？就是因為我這個開放性的軟體，這個軟體的名字叫做 BSIM。B 就代表 Berkeley，SIM 就 simulation，這樣去想就可以了。數兆美元（several trillion US dollars）的產品都已經用這樣做出來了。
我想你問我的問題，就是說為什麼我不把這個東西拿去賺錢、收權利金？是因為我有很多別的事情都可以做。說老實話，賺錢這個事情呢，也不是我說要賺錢就賺錢的，還不一定成功呢。但是你把它當做開放性的呢，第一很多人都會願意去用，因為反正是便宜嘛。那麼用了以後呢，我當然就達到了我覺得是造福社會的目的，是不是？
那麼對我來說也有好處。你看我有得過歐巴馬的獎章，有得過台灣總統獎，所有的獎大概都得過了，所以也不是對我個人沒有好處。我剛才說過了，open 的這種運動事實上對 consumers 是好事，它把價錢壓低，可以協助很多新的產業發展。很多 fabless 的公司，他只要有幾個 engineer、有個 good idea，就可以買個 computer 就可以做了，這麼簡單。那就是因為有這樣的語言，在這裡也可以把它連在一起，或者跟三星連在一起。
這也不見得說我一開始能夠看得到這麼清楚。但是的確有公司來找過我，說你不要把它整套送出開發產品，跟我來合作。我說 no，we prefer doing this way。結果我覺得是非常滿意的一個做法。
Speaker 2: 我覺得再回到價值觀了。老師希望人生是什麼樣的一種狀態，你就會用什麼樣的方法去過你的活法。所以說很多的時候當然也可以賺錢，但賺錢這件事情它可能一開始是小利，然後反而沒有辦法大力發出去。但是回過頭來，因為有 open 的方式呢，反而讓大家能夠集思廣益，就跟當年 Linux 跟維基百科是一模一樣，反而能夠變成一個大力，降低所有人跟人之間的溝通成本。工作成本一旦降低的時候，這個大力也會回到我們自己身上。從來沒有一件好事是不會回到自己身上的。
這是我在看待這本書，從拿出辦法來到老師拿出活法來。我說「辦法、想法跟活法」是在書裡面帶給我非常大的啟發。
家人的影響與父親的教育之道
比如說他甚至給我這麼說，他說他自己做學生的時候也不是特別好，特別是數學是很慢的。他說有一次中學的時候數學考試，他覺得這一次的題目怎麼這麼簡單啊，時間還沒到就做完了，他就很高興地把考卷交給老師。他還沒走出教室的時候，老師在後面看了一眼就說：「等於沒做。」他這麼一講，我這個兒子就曉得了：爸爸不會要求我數學成績要特別高。所以呢我也不怕嘗試很多事情，失敗也不要緊。
我覺得這個是他給我的很大的一個啟發，就是告訴我嘗試不要怕，儘管去做，不一定是要成績特別好。但是他也講得很清楚，是應該努力，應該去多學習，不要浪費時間。所以我才有很多機會，像我剛跟你說的，其實我注意很多事情，什麼課都旁聽，跟我沒關係的書也看一看。
很多的時候我們要能夠讓自己有多的選擇，你才會有好的選擇。因為都依照框架限制，我們在辦法、想法之下，就沒辦法有不一样的突破了。
所以我在看這本書的時候，或許大家可以帶回去三個非常重要的關鍵：在釐清問題上面的話呢，要從觀察到洞察，不要只看到表面而已；很多的時候過去不代表未來，一定要試著自己能夠突破框架的想法；然後最重要的，不要以為自己的小利自己洋洋得意就會很好，有的時候大力跟別人共好，反而會讓你自己有更大的獲益。這個我覺得是老師在人生當中把共好這件事情，走著走著就變成你喜歡的那個樣子。