韩国芯片“教父”
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编辑 : 大宝123
发布 : 02-21
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在韩国， 有一群人被称为“金氏黑手党”。虽然金钟基自己从不会这样称呼，但韩国半导体工程师在谈到金钟基以前的学生时都会说：“金氏黑手党”无处不在。 从20世纪80年代中期开始，韩国的芯片制造业高速发展，曾在韩国科学技术院（KAIST）师从金钟基的工程师们逐渐开始在半导体领域担任顶级职位，并在其他一些政府机构和大学中担任研究半导体和教授知识等令人梦寐以求的职位。21世纪初，韩国已成为全球半导体市场的主导力量，仅存储芯片就可满足60%以上的国际需求。金钟基及其众多门生都因为在改变韩国经济方面取得的辉煌成就而备受赞誉，而韩国在1959年时才刚刚开始组装收音机，在20世纪80年代初还在制造过时的存储芯片。 这种成功在一定程度上可以追溯到金钟基，目前他在韩国科学技术院担任荣誉教授。他身高中等，35岁左右就有白发了，是韩国第一位系统教授半导体工程的教授。从1975年韩国刚刚开始生产第一批晶体管，到2008年从教师岗位上退休，金钟基培养了100多名学生，已有效培养出了韩国前两代半导体专家。1993年，三星福利基金会授予他著名的Ho-Am奖，以表彰他“为韩国半导体行业奠定了坚实基础”。此后，他被韩国媒体誉为行业“教父”。然而，即使在今天，金钟基在韩国芯片界之外仍然鲜为人知。这个貌不惊人的半导体“黑手党”教父究竟是什么来头？ 金钟基1942年出生于首尔， 当时韩国还是日本帝国的殖民地。他的母亲是一名小学老师，父亲金炳云是韩国标志性纱线和面料制造商京纺公司的一名纺织工程师。在金炳云的帮助下，该公司建起了第一家纺纱厂，他对纺织工程的驾轻就熟和在该领域的名望给年少的金钟基留下了深刻的印象。“父亲每天都会巡视工厂。”金钟基回忆道，“他告诉我，他只需用耳朵听，就能知道哪些机器出了问题，还能知道发生故障的原因。”这些经验为金钟基的职业生涯埋下了一颗种子，金钟基后来称之为“工程师智慧”。学生时代的金钟基是一个典型的韩国学生，他满身书生气，听话顺从且沉默寡言。尽管家人希望他加入他父亲的纺织行业，但他却选择了学习电气工程。他先后在首尔国立大学、哥伦比亚大学完成学业，并在晶体管理论专家爱德华•S.杨（Edward S. Yang）的指导下获得了博士学位。不久后，1970年夏季，仙童摄影器材公司聘请金钟基在该公司位于加州帕洛阿尔托的研发实验室工作。自二战以来，仙童摄影器材公司一直是世界领先的成像设备（包括雷达相机、无线电罗盘和X射线机）开发商。1957年，该公司成立了仙童半导体部门，开始用硅制造晶体管和集成电路。这是一项非常有创新性的举措，因为当时大多数半导体设备使用的都是锗。该项目催生了包括第一个硅集成电路在内的数十种产品，从而推动了硅谷的崛起。作为仙童研发实验室的新人，金钟基被派研究其中一种新型芯片——电荷耦合器件（CCD）。1969年，贝尔实验室的乔治•E.史密斯（George E. Smith）和维拉德•博伊尔（Willard Boyle）提出了电荷耦合器件的想法，后来还因此获得了诺贝尔奖。不过，第一批电荷耦合器件设备的实现是由金钟基和他在仙童的同事们完成的。这些设备后来变成了广泛用于数码摄影、放射线照相术和天文学领域的商用产品。金钟基非常精通电荷耦合器件技术，以至于公司的其他工程师经常在下班时到他的办公室来请教他。“很快他们就开始叫我电荷耦合器件教授。”他回忆道。在其他发明方面，金钟基还协助开发了一种大大改进低光检测的电荷耦合器件区域图像传感器，以及第一个两相电荷耦合器件线性图像传感器，他表示，这保证了“易用性和高质量的图像再现”。“仙童的（或者更恰当地说是金钟基的）电荷耦合器件使高分辨率相机的广泛应用成为可能。”哥伦比亚大学的杨说。他补充道，如果没有这些功能性设备，“电荷耦合器件就不会获得诺贝尔奖。”在仙童的经历改变了金钟基，就像他改变了照相技术一样。在韩国和哥伦比亚的求学过程中，他主要侧重的是书本上的理论知识。但在仙童的经历巩固了他最初受父亲启发的信念——真正的“工程师智慧”不仅需要理论知识，还需要实践技能。除了做实验之外，他还养成了在公司图书馆阅读内部技术报告和备忘录的习惯，其中一些后来被他带到了韩国科学技术院并用作了教学资料。在仙童，金钟基还学会了如何与其他工程师沟通并具备领导力。刚加入仙童时，他内向且说话温和，但他在仙童的导师鼓励他要自信而清晰地表达自己。据几位教职研究员称，后来，金钟基改变了以往的作风并成了韩国科学技术院“嗓门最大”的教授，他不在的时候，整个校园似乎都安静了。 金钟基在仙童迅速升职。但1975年，他在任职5年后回到了韩国。深爱的父亲去世，作为长子，他认为自己需要承担起照顾寡母的责任。在仙童经历的种族歧视也让他的自尊心受到了伤害。不过，最重要的是，他在国内找到了理想的工作地点。 金钟基的新雇主是韩国的第一所科技大学——韩国科学技术院（起初简称KAIS，1981年改称KAIST），并且该校现在仍是最负盛名的大学之一。韩国政府于1971年在美国国际开发署的资助下成立了该大学，并邀请斯坦福大学工程学院的传奇院长、硅谷之父弗雷德里克•E.特曼（Frederick E. Terman）为该校起草发展蓝图。特曼强调，韩国科学技术院的办学目标应该是“满足韩国工业和韩国工业机构对训练有素和富有创新精神的专家的需求，而不是增加世界的基础知识储备”。这里正是金钟基传播其“工程师智慧”哲学理念的理想场所。 自1975年春季金钟基来到韩国科学技术院， 他的实验室就吸引了许多满怀理想抱负的硕士和博士生。实验室受欢迎的原因很明显：韩国学生对半导体求知若渴。除政府外，高仕达和三星等电子公司也在宣传这些设备的重要性，这些公司需要半导体设备来生产收音机、电视、微波炉和手表。但除了互补金属氧化物半导体（CMOS）手表芯片等基本集成电路之外，该行业尚未大规模生产自己的芯片，这在很大程度上是因为缺乏半导体专家。20世纪90年代中期前的20年里，加入金钟基的实验室是韩国有抱负的半导体工程师接受实践培训的唯一途径。韩国科学技术院是韩国唯一拥有优秀教师和组装高质量芯片的洁净室等设施的大学。不过，并不是韩国科学技术院对半导体培训的垄断让金钟基成为了独一无二的导师。他引入了一种对韩国来说全新的教学风格和工程学习理念。例如，他坚信对于培养“工程师智慧”而言，理论和实践同等重要。这个观念起初让他的学生感到困惑，在他们看来，工程学主要是一门学术学科。尽管他们精通数学，阅读能力也很强，但大多数人从未真正从事过设计和建造方面的工作。因此金钟基给学生上的第一堂课，就是教他们如何动手。在学生开始自己的项目之前，他会让他们打扫实验室、修理和升级设备，以及寻找必要的零件。通过这种方式，学生们学会了如何自己动手解决问题，以及如何在没有教科书的情况下随机应变。这些学生对“成为工程师意味着什么”的看法发生了深刻而永久的变化。其中许多人坦言，他们至今仍牢记着金钟基的格言，例如：“不要选择别人已经抛弃的科目” “科学家首先考虑的是为什么，但我们工程师必须首先考虑如何做”以及“快速决断即便是错的也比一直拿不定主意要好”。在金钟基以前的学生们看来，他善良、幽默、不专制、一丝不苟、勤奋刻苦。但他们也承认他很严格，有时候他的脾气会很暴躁，甚至有些可怕，尤其是他觉得学生懒惰或马虎的时候。据说某些学生会从屋顶搭梯子进入实验室，就是为了绕过金钟基的办公室。他最大的不满之一就是学生未能正确平衡理论与实践。他会要求那些过于注重智力研究的学生“先自己完成，然后我们再一起讨论”。另一方面，他也会责备那些将太多时间花费在实践上的学生“为什么不在处理棘手的问题时变通一下？”暗示他们要学会动脑筋解决问题。 金钟基的开放性不仅影响了自己的学生，还影响了无数的其他人。他的合作范围从学术界扩展到了工业界和政府部门。20世纪80年代初期，在休假期间，他在政府资助的韩国电子技术研究所领导半导体研发工作，该研究所在他的领导下开发了32千位和64千位ROM。他在韩国科学技术院举办的备受欢迎的半导体研讨会启发了高仕达（1995年后改名LG）、现代电子（2001年后改名海力士）和三星，20世纪90年代，这些公司开始在韩国科学技术院赞助自己的培训计划。金钟基与这些公司的密切合作还帮助在韩国科学技术院发起了其他主要由行业资助的开创性计划，包括高性能集成系统中心和集成电路设计教育中心，这两所中心均由金钟基曾经的学生京忠民领导。同时，韩国的半导体行业也受益于在金钟基的培养下不断涌现的训练有素的从业人员。 金钟基在韩国科学技术院的实验室与韩国半导体行业同步发展， 可分为3个阶段。第一个阶段（始于20世纪60年代中期），政府带头制定法律和起草产业发展计划，建立研究机构，并敦促企业和大学更多地关注半导体技术。直到80年代初，三星和其他电子公司才开始真正制造半导体设备。因此，金钟基大约十年前创办实验室，正是在培养符合行业未来需求的工程师。他的第一批学生主要致力于使用P型金属氧化物半导体（PMOS）、N型金属氧化物半导体（NMOS）以及互补金属氧化物半导体（CMOS）技术设计和制造半导体。这些技术虽然在全球行业标准中并不算领先，但在当时的韩国已相当先进。当时半导体行业工作机会不多，金钟基实验室的毕业生大多在政府研究机构任职，他们在那里开发了最先进的实验芯片。只有一位名叫林亨奎的学生例外，他是金钟基第一批硕士研究生之一。他在1976年被三星选派到韩国科学技术院进修，并继续负责三星各种存储设备的开发，其中最重要的是20世纪90年代的与非（NAND）闪存。第二个阶段始于1983年，当时，三星宣布从动态随机存取存储器（DRAM）开始将大力发展半导体。这一举动促使一些大企业（如现代和高仕达等竞争对手）也加入了发展半导体行列。由此，韩国芯片行业迅速扩张，韩国科学技术院和其他大学提供了必要的人力资源，政府的作用开始减弱。在金钟基的实验室里，学生们开始探索新兴技术，包括多晶硅薄膜晶体管（用于LCD面板）、红外传感器（用于军事）和可以提高效率并降低半导体生产成本的快速热处理（RTP）技术，并在著名的国际期刊上发表其研究成果。从韩国科学技术院的毕业生们纷纷涌向三星、高仕达/LG和现代/海力士等公司。与此同时，越来越多金钟基曾经的学生在高校担任教授。比如，1991年离开金钟基实验室后，赵炳仁在现代公司用了4年时间开发了DRAM和闪存技术，之后成为了新加坡国立大学和韩国科学技术院的明星教授。金钟基的第一位博士生京忠民于1983年加入韩国科学技术院并任职，到2018年退休时，京忠民培训的半导体专家比金钟基培训的还要多。第三个阶段（始于2000年），行业掌握了半导体发展的主导权。学术界涌现出更多的专家和重要的研究成果，而政府的贡献却微乎其微。金钟基实验室的毕业生继续领导韩国半导体行业的发展，其中一些人还升任高级管理职位。比如权五铉于1977年获得韩国科学技术院硕士学位，21世纪10年代的大部分时间都在担任三星电子的首席执行官。当时的三星公司不仅在存储器方面占据了世界市场的主导地位，而且在手机、电视和家用电器领域也是如此。此外，其他校友在半导体研发中也发挥了关键作用。LG Display的河容敏精通平板电脑、笔记本电脑和手机的薄膜晶体管液晶显示屏（TFT-LCD）和有机发光二极管（OLED）屏幕技术；朴盛贵被称为“海力士的宝藏”，他开发了该公司的大部分内存产品。与此同时，在学术界，金钟基已成为他人效仿的榜样。他的许多学生都采用了他的方法和原则来教授和指导自己的学生，使其成为该领域的领导者，为行业的未来发展源源不断地输送高水平半导体工程师。2007年春，距离金钟基年满65岁（韩国学术界的强制退休年龄）还差1年，韩国科学技术院选举他为首批杰出教授之一，因此也延长了他的任期。除了Ho-Am奖，多年来他还获得了许多其他奖项，包括表彰“为改善公民福祉和促进国家发展所作杰出贡献”的国民勋章。2019年，他被授予杰出科技功勋人物称号，这是韩国的最高荣誉之一。 对于如今韩国的年轻半导体工程师来说， 金钟基是一个传奇人物，他是韩国芯片生产优势地位背后伟大的无名英雄。但是，如今韩国在全球半导体市场上的地位受到了威胁。虽然韩国近几十年来与中国台湾省展开了激烈的竞争，但其未来最大的挑战可能来自中国大陆。中国雄心勃勃的“中国制造2025”计划将半导体发展列为了优先事项。自2000年以来，中国一直是韩国芯片的主要进口国。但是，中国最近在半导体方面的大量投资和逐渐涌现的诸多受过高等教育的中国工程师（包括在美国、日本和韩国接受过相关教育培训的半导体专家）意味着，中国的半导体公司可能很快就会成为主要的全球竞争对手。让问题更复杂的是，韩国政府忽视了自身在推动21世纪芯片开发方面的作用。在金钟基开始培养第一批半导体工程师近50年后，该行业再次面临严重的劳动力短缺。专家估计，每年行业需要数千名新的工程专家，但目前韩国只能培养几百名。尽管企业呼吁增加工人，大学呼吁出台促进学术教育和研究的政策，但韩国政府毫无作为。在职业生涯末期，金钟基开始关注植根于韩国的“工程师智慧”的局限性。他在1997年的一次采访中说：“韩国的经济发展依赖于逆向工程和紧跟发达国家。”他补充说，这种快速追随者的方法依赖相应的教育系统，这样的教育系统需要教会学生“如何读懂路线图”，从而确定一个已知的产品目标，并为实现这个目标制定路线。“那么，路线图是谁制定的？是发达国家。”他因此得出结论：“我们现在必须改变我们的教育政策，教我们的学生如何制定路线图。” 要培养一个由具有创造性思维的工程师组成的国家，开创真正的突破性技术，从而确保其在世界舞台上的领导地位，金钟基可能对实现这一雄心勃勃的愿景已然心有余而力不足。但希望他的继任者们能将他的建议铭记于心。韩国的未来也有赖于此。认识“金氏黑手党”金钟基的许多学生在政府、业界和学术界起着重要作用，引领了韩国半导体产业的崛起。下文介绍一些杰出人物。京忠民：金钟基在韩国科学技术院的第一个博士生，他在30岁时回归母校当教授。20世纪90年代初期，他设计了与英特尔80386和80486芯片完全兼容的微处理器芯片，因此闻名于世。此外，他还成立并经营了两个芯片设计中心。权五铉：在金钟基的指导下取得硕士学位，并在斯坦福大学获得博士学位。20世纪90年代初，他在三星电子研发了64兆位动态随机存取存储器，并在21世纪为该公司系统大规模集成电路（LSI）部的发展作出了贡献。在21世纪10年代的大部分时间里，他一直担任该公司的首席执行官和副总裁。林亨奎：师从金钟基学习PMOS器件，后来成为第一位获得三星海外奖学金的学生（在佛罗里达大学）。他因在20世纪90年代初期开发出与非（NAND）闪存而闻名，常被称为“NAND闪存先生”。从三星退休后，他担任过SK集团的副总裁。苏康德：在金钟基的指导下获得了硕士和博士学位。在三星电子工作期间，他参与了多项内存研发项目，其中包括与非闪存项目。2006年，他被评选为三星院士（该公司最高荣誉），以表彰他的贡献并表达对他未来工作的期待。赵炳仁：曾发表300余篇各种主题的技术论文。他曾在现代电子（现称为海力士）短暂工作，随后成为了新加坡国立大学的知名工程学教授，任教10年，并于2007年回归韩国科学技术院，率先展开了石墨烯和热电器件研究。河容敏：在LG Display任职，精通TFT-LCD和OLED技术，从攻读金钟基的研究生开始至今一直致力于该领域的研究。在他的努力下，LG Display成为了包括苹果、惠普、戴尔）和联想等品牌产品在内的中小型电子设备的TFT-LCD和OLED面板的主要供应商。朴盛贵：被称为“海力士的宝藏”，他开发了几乎所有类型的存储芯片，包括高效且更快速的动态随机存取存储器和最小的与非闪存芯片。21世纪10年代末，他还负责了96层3D与非闪存的开发。宗瀚：也许是金钟基的学生中最成功的工程师出身的创业者。他的i3system公司为国防和商业市场开发了精密的红外图像传感器。在他长达30多年的努力下，韩国成为了世界上第七大量产红外图像传感器的国家。文章来源于悦智网，作者Dong-Won Kim 春节打折倒计时2天！创芯大讲堂全场75折！
