往事并不如烟。今年3月15日，蒋尚义接受加州计算机历史博物馆口述访谈。他以其成长经历和职业生涯为脉络，为我们还原全球半导体风云录。

  1946年，蒋尚义出生在中国重庆。1948年，父亲举家搬迁到中国台湾。他就读于台湾大学电机工程。1969年，到普林斯顿大学学习。1970年，转至斯坦福大学攻读博士学位。

  蒋尚义的第一份工作是在ITT公司研究砷化镓激光器。1976年，他进入德州仪器公司，致力于使用一些创新技术，提高太阳能电池效率。1980年，蒋尚义进入惠普公司，进行CMOS、CCD和双极技术研究。

  1997年，蒋尚义加入台积电，担任研发总裁。在以他为代表的技术六君子的带领下，台积电最终成为全球先进半导体工艺制程技术引领者。2006年，蒋尚义从台积电退休。2009年，他重返台积电，专注于晶体管和先进封装项目。2015年，他再次离开台积电。

  2016年后，蒋尚义应邀加入中芯国际，担任副董事长。2021年11月辞任。

  此次口述历史访谈，蒋尚义回忆了其早年求学和求职经历，以及与台积电创始人张忠谋共事过程中许多鲜为人知的故事，对我们了解台积电发展历程和全球半导体风云提供了极其珍贵的视角与史料。

  这里是计算机历史博物馆，今天是2022年3月15日，我是Douglas Fairbairn，我将采访蒋尚义先生，是吧？

  如之前所说，我们希望从头讲起：您出生在哪里？如果方便的话，能否透露您的一些家庭生活？您父母当时从事什么工作？您有兄弟姐妹吗？在成长过程中，您是一个什么样的孩子？

  1946年，我出生在中国，正好是第二次世界大战之后。所以，我是“婴儿潮”最早的一拨人。

  重庆。那是第二次世界大战期间，当时的政府被迫迁往重庆。我父亲当时在政府部门工作，他是个平民，但曾是一名航空工程师。他就读于上海同济大学，本科毕业后，幸运地获得了政府奖学金，随后去德国留学。

  他在德国学习航空工程。紧接着，第二次世界大战爆发，父亲提前回国。我想，当时这个领域的中国工程师并不多，所以他在完成学业之前就被召回。回国后，他开始为政府部门工作。

  据我所知，当时的中国在工业和军事上都很落后。以飞机为例，中国飞机当时远远落后于日本飞机，而且还缺少零部件。我印象中，父亲的工作是，当飞机受损，他们试图把几架飞机组装成一架新飞机，然后再次战斗。母亲告诉我，战争开始时，他们大约有100人，但到战争结束时，只剩下2人。

  是的。我猜测她可能有医学背景。战争结束时，我们搬回到离上海约150英里的家乡，那时我才两个月大。

  没错，正好在二战后。父亲开始找工作，听说他得到了3个工作机会。我的祖父母——我认为他们根本不了解父亲在做什么，但他们非常信奉佛教。所以，祖母说，她想向佛祖请求示意。我们不知道她怎么祈求佛祖，她回来后说，佛祖认为父亲应该去离家最远的一个地方，那个地方就是——台湾。

  我对这个情节印象深刻。父亲听从了这个建议，他说，好吧，我们准备去那里（微笑）。所以，我们就举家搬迁到了台湾。那时候，没有人会想到形势会这样发展。

  不过，当时的情况是，我母亲，我哥哥——我有一个比我大3岁的哥哥，我们3个人暂时不动。父亲一个人先去了台湾。一年后，母亲带着我和哥哥到达台湾，那是1948年。所以那时，我对家乡几乎没有任何记忆。我在台湾长大，我的童年其实很无聊（微笑）。

  当时台湾的情况是这样：突然间有一大批人，大概有二三百万人涌入台湾。台湾变得非常拥挤，资源也成问题，这就意味着竞争。所以，我们是在竞争非常激烈的环境中长大。我们从小学开始就倍感压力。

  如果你想上一所好的初中，就必须赢得入学考试。同样，上高中也要通过入学考试。上大学，也要通过入学考试。所有的父母都这样对孩子说：你必须努力学习……这样才能……

  （微笑）努力学习。大家都认为，如果你一开始没有走上正确轨道，以后就很难赶上进度，这就是我从小学开始的童年。我通常的安排是这样：去上学后，下午两点放学，然后继续参加父母安排的特别课程。那是另一种私人课程，一直到下午5点。晚上，还有另一种辅导：家教。

  嗯，相对来说，我在自然科学、数学和化学方面好得多。文学方面，我很差。所以，直到高考，我记得语文和英语加起来是100分，数学和化学加起来是180分，有一种明显的差距。

  您在什么时候决定来美国上大学？这是您一直想做的事情，还是后来才决定的事情？

  当时，我很幸运能进入台湾大学。在电子工程专业，几乎每个同学都认为，他们应该到美国接受更多教育。实际上，我们完成大学学业后就开始服役：同一天参军，同一天退伍。

  印象中，我是7月2号（日）结束服役。学校一般是8月底9月初开学，我于8月28号（日）到美国，当时中国台湾和美国之间航班很少，因为学生们有包机。

  是的，所有同学。在我乘坐的包机上，有18位台大电子工程系的同学，我们18位同学同机。在我们退伍两个月后的那个夏天，大约80%的同学来到了美国。

  我们只是从一长串名单中去申请。当时，我被普林斯顿大学录取，并获得了一些奖学金。

  您选择的专业是电气工程吗？那时您对半导体感兴趣吗？或者您在中国台湾学过什么？

  我选择半导体是因为台湾有一个体系，一些来自美国大学的客座教授在台湾待了一年。当我上大四时，正巧我们有两个半导体领域的讲座教授，我选了一些半导体课程。我们的可选项有控制、电源和通信、半导体。计算机刚启动，我碰巧选择了半导体，因为我觉得自己的兴趣更偏向于物理。通讯和信息理论，我认为更多涉及数学。

  普林斯顿大学很有名，我很开心。但到那里之后，我发现普林斯顿其实非常非常学术，在物理、数学和哲学方面都是顶尖。在电子工程系，一年级的研究生，他们大多受益于此。如果第一年是半导体专业，他们会把你送到物理系去上课，第二年又回来了。

  对于信息理论，他们会让你去学数学，这就是当时的情况。我非常震惊。大多数领域都是学术性的。我们住在研究生宿舍，叫做研究生院，我记得它在校园的南端，在高尔夫球场的一边，非常漂亮。宿舍和餐厅就像教堂一样，有很高的天花板，布满色彩。

  彩色玻璃窗。非常漂亮。直到那时，他们仍然忍受着这一英国传统。我们去吃晚餐时，六点半开门，每天晚上都得穿黑色礼服去吃晚餐，六点半前排队，他们检查餐卡，再让你进去。

  里面有一张长桌，两边各能坐8~10个人，是非常正式而且又高的椅子。进去后，找个地方，先站在椅子后面。当每个人都就位后，他们会用拉丁语做一个简短的祈祷，我一直不明白他们在说什么。

  然后，再坐下。在你穿上黑色礼服之后，会变得非常正式，所以，你会非常礼貌地与人交谈。桌子上可能有两杯牛奶和两杯冰茶，如果你想要冰茶，它可能在桌子的另一端。“请您把冰茶递给我好吗？请您把那杯冰茶递给我好吗？……”然后，你再喝冰茶。

  我印象非常深刻，整个给人一种非常学术的感觉。如果我想成为一名学者，这样其实挺好，但我真的不想成为一名学者。所以，我决定换一个地方。

  是的。还有一件事，当时在中国台湾，我们一周工作6天，这里有2天周末，这让我印象深刻。

  不是的。那个夏天，大约有50个同学来到美国，当时有80%同学去了普林斯顿大学研究生院。但现在，学生们不再这么做了。我记得，有2个同学去了哈佛大学，3~4个同学去了伯克利大学，3个同学去了耶鲁大学，2个同学去了宾夕法尼亚大学。

  我申请了几个真正的工程学校：麻省理工学院、伯克利大学、斯坦福大学和加州理工学院等。我被伯克利大学和斯坦福大学录取了，但没有被麻省理工学院和加州理工学院录取。

  嗯。父亲想让我去（加州理工学院），但我说，不，不，我不想。幸运的是，我没有被录取，所以，我不必纠结了。

  你住在帕萨迪纳，但你去了斯坦福。肖克利博士住在帕洛阿尔托但他上的是加州理工学院。

  他是贝尔实验室的老前辈，和肖克利还有那些人一起工作过，所以，我去了斯坦福大学。

  我想，我是周六到的。我的导师非常好，他让他的一个研究生来接我，把我送到宿舍。周日早上起床，我吃了一顿早午餐。一个穿着睡衣的女孩来吃早午餐，（笑）这件睡衣看起来比穿那件大袍子好多了。

  比那件黑袍好看（笑）。是的，斯坦福大学是一所工程学院，我非常非常喜欢它。我的导师是皮尔逊博士，我跟他学习。他不幸去世了。他已经65岁了。

  是的。移动出行要难得多。但当我加入德州仪器公司后，我开始研究硅，然后……

  一定是皮尔逊教授。后来，当我在惠普公司工作时，有很长一段时间，我的引路人是约翰·莫尔博士。实际上，他是我的领导，但更像是我的导师，他非常非常学术，非常像学者类型的人。

  他（约翰·莫尔博士）曾是斯坦福大学教授，但在我入学前一两年就离开了。当我在惠普公司为莫尔博士工作时，我从他那里学到了很多，他更像是我的论文导师。我对他印象非常深刻，因为我们在惠普实验室时，当遇到问题时，我认为是工程问题，但当你和他坐在一起，他开始从牛顿定律推导出这个问题。

  我印象非常深刻，一些非常基本的、非常基本的东西。所以我认为，这是解决问题的最好办法。

  我从斯坦福大学毕业时，正好是经济衰退时期。所以，我的第一份工作是一家叫ITT的公司。

  是的，1974年。ITT公司制造砷化镓激光器，用于光纤通信的LED。他们有一个光纤通信程序，需要一个光源，所以，我的第一份工作就是这个光源。当时小组只有五六个人。

  对，是的。后来，我在那里（ITT）工作了一年半。我认为更理想的第一份工作，应该研究更广泛的硅领域。另外，最好在一个可以学到更多东西的地方，而不是只有这么一个小团队。德州仪器似乎是一个不错的地方，所以，我来到了德州仪器工作。

  1980年底，4年半时间。那时候，张忠谋已经比我高十级。那时候我还不认识他。

  制造硅太阳能电池，那是1973年石油禁运之后，美国政府开始研究启动一个项目来促进……

  是的，我们制造了硅太阳能电池。他们当时设定了一个非常激进的目标，但从未实现过。我们发现了一件有趣的事情，那时候我们制造的太阳能电池效率只有10%~12%，现在这个比例几乎达到了20%。

  我们发现，我们使用了顶级的硅和传统的半导体工艺，使用我们制造MOS电路的相同设备。成本不重要，不考虑成本，但我们花在制造硅太阳能电池上的能量，就是把这些太阳能电池放在太阳下20年，也抵不上这些花费的能量。

  是的，现在情况变了。我核实过，现在已经不是这样了。我记得有一家公司叫SunPower，由斯坦福大学某个教授创立，他们通过在硅的背面放置结来制造效率最高的太阳能电池。

  实际上，我是第一个建议把主动连接装置放在背面的人，因为我们研究过硅太阳能电池。所有的结都在正面，问题是你的金属，金属会阻挡大约15%的光。

  其实它已经实现了。但我们开始这样的想法，就是如果我们在背面也放一个结，我们从正面的结和后面的结收集电力。我们做了这个太阳能电池，发现可以增加大约10%的采集能力，这并不是很多。

  但是当我们研究这个的时候，我发现如果断开正面的结，只测量后面的结，可以得到正面结的90%。原因是电子平均自由路径，即使光穿透，大部分蓝光被吸收在非常窄、非常薄的一层，红光可以穿透更长。

  太阳能电池有一个表面复合。传统的想法认为，因为表面状态很复杂，当你做结的时候，损坏了硅，所以，最上面一层有很多重组中心，这对收集来说是一个损失。这就是为什么人们从来没有想过把它放在背面。即使在更深的地方产生很多光子，而且主要自由路径足够长，让电子到达背面，但正面的表面也会侵蚀掉很多硅。

  有许多硅晶体损坏。还有表层的状态。它会困住你的载流子。所以，如果它被困住，它们永远也到不了，永远也收集不了，这就是损失。

  但如果我们放一个结在前面，让它浮动，它积聚的能量会把电子推向背面。所以，如果我们让损坏的结在正面漂浮，你可以从后面收集电子。

  最后说到重点，如果是厚的太阳能电池，如果我让前面的结浮动，我只能从后面收集，我大约可以获得正面电子的90%。如果是传统的太阳能电池，从正面收集，假设我有10%的效率。如果我把正面的结打开，从后面的结收集，可以得到9%的效率。但如果正面的金属有15%的效率，如果移除正面的金属，所以如果我只从背面收集，让前面的结浮动，可以获得10.5%~11%的效率，比10%要好。

  如果我把太阳能电池变薄，我就能得到11%~13%的效率。我相信我是第一个建议在背面做结的人。大约20年后，我相信效率最高的商业太阳能电池制造商SunPower会把结放在背面。所以，我认为这是我在硅太阳能电池方面的主要贡献。

  然后开始研究NMOS和CMOS。我跟随一个名叫Al Tasch的人，你可能听说过他。

  他后来成为德克萨斯大学奥斯汀分校的教授。我为他工作，从他身上学到很多。他在伊利诺斯州的CT Sah学院获得博士学位，他的研究生非常非常努力，他们训练有素。当Al Tasch来到德州仪器时，他让我们非常努力，他是个很好的导师。

  当时的德州仪器，因为CMOS刚起步，我们更像是在尝试学习如何制作CMOS。有趣的是，一个工程师就可以开发出一套完整技术。我可以运行一些SUPREM来模拟，然后自己继续做扩散。

  我把自己的晶圆放在一个石英船上，放到炉子里，再把它拉出来，看看时机……使之成为5微米CMOS技术。我们可以这样做。后来，当我离开德州仪器时，技术大概达到了1微米CMOS。所以，我从Al Tasch身上学到了很多。

  是的。在我的职业生涯中，我一直在研究更多的领域，通常我们称之为集成工程师。你也许涉猎广泛，但不深入，对很多事情都知道一点，但你知道，在同一领域工作了40年的人，不是这样的。

  达拉斯。我认为尤其是在德州，即便你来自伊利诺伊州，但你还会是一个局外人。

  对的。所以，我们觉得，只是为了亚洲社区，去杂货店购物、去餐厅更方便。于是，我们搬回了加州。

  惠普实验室，你知道的，我们在惠普实验室成立了一个电路技术小组。他们决定要制造一种不赔钱的半导体，所以成立了这个小组，后来把这个IC实验室从惠普实验室转移到了半导体集团。于是，我们开始在这个改了名字的同一个地点工作。后来，他们又搬回了惠普实验室。

  在不同项目中开发一些技术，但都与开发CMOS技术有关。我参与了一个CCD项目，做过一个CMOS项目，还参与了一个双极项目。

  我被任命为项目经理，负责开发一代双极技术，他们称之为HP-25。他们现在还在生产中使用HP-25，主要用于仪器，那些高速度的仪器仍然在使用双极技术，用量不是很大。

  这个集成电路行业，你应该知道，有一段时间，我想是在七八十年代，每个公司都想拥有自己的集成电路技术，建立自己的晶圆厂。

  很多很多。我在惠普公司的时候，尤其是后期，他们开始意识到这些没有意义，所以他们开始整合所有的集成电路技术。事实上，后来我意识到，惠普已经计划逐步淘汰集成电路。

  所以，我在惠普的职业生涯后期一直处于整合的压力之下，预算每年都被削减，而且永远不会招新人。后来，实验室关闭了，诸如此类。

  回想一下，这其实也是我们自己的错，因为我们就像在开玩笑。就像我们说的，我们开始开发5微米CMOS，但我们没能完成。我们说，哦，不，5微米太老了，它不再高级，我们来看3.5微米。

  我们总想在最先进的技术上工作，但从来没有完成任何事情。现在回想起来，惠普实验室的集成电路实验室有问题。我们一直致力于领先的技术，但从未完成任何项目，也从未转让任何技术来制造它。最后，很明显你就在告诉公司，你在公司不受欢迎。不管从预算和雇佣角度来说，最后……

  CCD技术、CMOS技术和双极技术，主要针对这三种不同的应用。CMOS的标的是电脑，客户在库比蒂诺。双极技术客户在科罗拉多州的柯林斯堡。

  是的。惠普是一家非常非常适合工作的公司。这里的文化，我真的很喜欢，真的很喜欢。但如果现在回头看，对于集成电路技术，真的需要规模，需要很大的规模。所以，规模小，它无法生存，它不可能有竞争力。

  是的。从最基本的开始就很贵，因为设备太贵了。例如，如果今天你想研究16nm技术，需要300台不同设备，每台设备都有自己的生产量。有些设备可以在一小时内制造300个晶圆，另一个设备一个小时只能生产3个晶圆。

  这是真的。Epiwafer和Epi工艺在一个小时只能生成3个晶圆。当你想建立一条生产线，一条研发生产线片晶圆，而那台每小时可以生产300片晶圆的设备，90%时间都闲置在那里。

  所以，那个时候，设备成本、折旧、设备效率变得非常非常低，成本就非常高。无奈你买了另一个设备，然后突然，产量上升到每小时6片晶圆。如果看每10000片晶圆的资本成本与总产量曲线，就会像这样下来。一开始，它非常非常高，因为许多设备是闲置的，当产量越来越大，它就会下降。

  这个拐点大约是每月15000~20000个晶圆。现在，人们想要制造一种新技术，领先的技术晶圆厂，每个月至少需要产30000片晶圆才有竞争力。即使达到了这个产量，整个晶圆成本的55%是折旧。

  因此，如果晶圆厂产能远远小于每月3万片晶圆，就会发现，你根本没有竞争力，你的成本会比竞争对手高得多。另外，如果你的公司产能小，当你从Applied Materials和Lam Research公司购买设备时，你要付出更高的价格。就我所知，差距可能是15%或更多。

  如果三星或台积电购买相同的设备，它们的成本可能比小型晶圆厂低15%或20%。所以，所有这些事情中，规模经济扮演了一个非常关键的角色。最重要的是，如果想开发最尖端技术，那至少需要20亿美元预算。如果能拿出20亿美元，那营收至少要达到400亿美元。

  没错。对今天来说已足够。目前，只有台积电、英特尔和三星有能力开发更尖端技术，因为它们的市值都超过了400亿美元。排名第四的企业不到100亿美元，他们负担不起。

  谈台积电前，对于惠普公司，还有什么值得注意或重要的事情吗？您提到一些台积电的成本和生产特点，但从技术角度看，或者从对您后来对职业生涯影响看，在惠普公司还有其他重要的事情吗？

  后来，我想惠普意识到了这个问题，Circuit Technology Group要自负盈亏，他们开始做代工业务，以扩大产能。

  他们确实建立了产能，但这还不够。我们开始意识到，我们非常努力地进入铸造行业，但做得不太好。在惠普公司，我们当时定了一些标杆，比如台积电，惠普公司是台积电的潜在客户之一。

  我们派出一些团队去看台积电的晶圆厂。他们回来后说，他们去数过台积电在这个晶圆厂有多少光刻机，我们有多少光刻机；他们的产能是多少，我们的产能是多少。

  存在很大差距，大约有50%的差距。所以在中国台湾，你可以用更少的设备，生产更多的晶圆，那时候惠普开始意识到这些问题，但有些太晚了。虽然我喜欢惠普的文化，如果我们开始一个项目，每个人都有不同意见，你想这样做，他想那样做。

  惠普非常民主，“我们来谈谈吧”。如果有10种不同观点，人们会争吵、争论。惠普的管理人员经过培训后，会有一种融合的方式，他们都同意了一种方法。

  每个人都有自己的观点，但最后都同意了，所以大家都支持，这是惠普的强项。我发现这非常非常有效，在我职业生涯后期，我尝试过这样做。