韓國芯片教父:金鐘基如何帶領(lǐng)韓國成為半導體超級大國
大數(shù)據(jù)文摘編譯作品
編譯:Mickey
在韓國芯片行業(yè)有這樣一群人的傳說,他們被稱為“金氏黑手黨”。金鐘基本人不會這么稱呼這群人,但對韓國的半導體工程師們來說,“金氏黑手黨”,或者說金鐘基的學生們,他們無處不在。
從 1980 年代中期開始,隨著該國芯片制造的加速發(fā)展,曾在 韓國高等科學技術(shù)學院(KAIST) 師從金鐘基的工程師就開始擔任該行業(yè)的頂級職位,并在大學和政府機構(gòu)從事半導體教學或研究工作。
到 21 世紀初,韓國已成為全球半導體市場的主導力量,僅存儲芯片就滿足了 60% 以上的國際需求。在世界各地,金鐘基的眾多門徒也大受褒獎,對韓國的經(jīng)濟發(fā)展做出了重要貢獻。在此之前的韓國,在 1959 年才開始組裝收音機,在80 年代初還在制造過時的存儲芯片。
這一成功可以部分追溯到現(xiàn)在是 KAIST 名譽教授的 金鐘基。他中等身高,30 多歲后頭發(fā)就花白了,是韓國第一位系統(tǒng)教授半導體工程的教授。從 1975 年這個國家剛剛開始生產(chǎn)第一批晶體管,到 2008 年他從教學崗位上退休,金鐘基培養(yǎng)了 100 多名學生,有效地培養(yǎng)了韓國前兩代半導體專家。
金鐘基和他的學生們
三星福利基金會 在 1993 年授予他著名的 Ho-Am 獎以表彰他的影響力,以表彰他“為韓國的半導體產(chǎn)業(yè)奠定了堅實的基礎(chǔ)”。此后,他被韓國媒體譽為行業(yè)“教父”。然而,即使在今天,金鐘基在韓國芯片界之外仍然鮮為人知。那么,這個不起眼的半導體“黑手黨”老大到底是誰呢?
來自IEEE的這篇文章,將從不同的維度,探索這位韓國芯片教父的貢獻和影響力,大數(shù)據(jù)文摘進行了不改變原意的改編。
以下,enjoy。
相機芯片的開始金鐘基 1942 年出生于首爾,當時韓國是日本帝國的殖民地。他的母親是小學老師,他的父親 Kim Byung-Woon 是 韓國標志性紗線和面料制造商Kyungbang的一名紡織工程師。年長的金父親幫助建立了公司的第一家紡紗廠,他對工程的了解和隨之而來的名聲給他的兒子留下了深刻的印象?!八刻於紩⒂^工廠,”年輕的金鐘基回憶道?!八嬖V我,他可以通過聽聲音辨別哪些機器出現(xiàn)問題以及原因。” 這些經(jīng)驗為金仲基的職業(yè)生涯播下了精神種子——他后來稱之為“工程師的頭腦”。 在成長過程中,金鐘基是一個模范的韓國學生:書呆子、聽話、沉默。盡管他的家人敦促他進圖他父親的紡織行業(yè),但他卻選擇了電氣工程專業(yè)。他在首爾國立大學學習,然后在美國哥倫比亞大學學習,并 在晶體管理論專家Edward S. Yang的指導下獲得博士學位。不久之后,在 1970 年夏天,F(xiàn)airchild Camera and Instrument 聘請金鐘基在其位于加利福尼亞州帕洛阿爾托的研發(fā)實驗室工作。 金鐘基在哥倫比亞大學 自二戰(zhàn)以來,F(xiàn)airchild Camera 一直是世界領(lǐng)先的成像設(shè)備開發(fā)商,包括雷達相機、無線電羅盤和 X 射線機。1957 年,該公司成立了飛兆半導體部門,用硅制造晶體管和集成電路,這是一項創(chuàng)新舉措,因為當時大多數(shù)半導體設(shè)備都使用鍺。該合資企業(yè)催生了數(shù)十種產(chǎn)品,包括第一塊硅集成電路,從而推動了硅谷的崛起。作為仙童研發(fā)實驗室的新人,金鐘基被派去研究其中一種新型芯片:電荷耦合器件。 就在前一年,即 1969 年,貝爾實驗室的 George E. Smith 和 Willard Boyle 提出了 CCD 的想法,他們后來因此獲得了諾貝爾獎。但是,金鐘基和他在 Fairchild 的同事們生產(chǎn)了第一批 CCD 設(shè)備,這些設(shè)備演變成廣泛用于數(shù)碼攝影、射線照相和天文學的商業(yè)產(chǎn)品。金鐘基很快就精通 了CCD 技術(shù),以至于公司的其他工程師經(jīng)常在下班時到他的辦公室,嘗試考他。“很快他們就開始稱我為 CCD 教授,”他回憶道。 在其他發(fā)明中,金鐘基輔助開發(fā)了一種 CCD 區(qū)域圖像傳感器,該傳感器極大地改善了低光檢測和第一個兩相 CCD 線性圖像傳感器——據(jù)他所說,這保證了“易用性和高質(zhì)量的圖像再現(xiàn)”?!癋airchild 的——或者更好地稱它們?yōu)椤扮娀钡摹狢CD 使高分辨率相機的廣泛應(yīng)用成為可能,”哥倫比亞大學的 Yang 說。他補充說,如果沒有這些功能性設(shè)備,“CCD 就不會獲得諾貝爾獎?!?/span> 金鐘基在 Fairchild 的經(jīng)歷改變了他,同樣也改變了相機技術(shù)。他在韓國和哥倫比亞的學校教育主要強調(diào)書本學習和理論。但他在 Fairchild 的經(jīng)歷鞏固了他最初受到父親啟發(fā)的信念,即真正的“工程師思維”不僅需要理論知識,還需要實踐技能。除了做實驗,他還養(yǎng)成了閱讀公司圖書館內(nèi)部技術(shù)報告和備忘錄的習慣,其中一些后來被帶到了韓國科學技術(shù)院并用作教材。 金鐘基在Fairchild 在 Fairchild,金鐘基還學會了如何與其他工程師溝通和領(lǐng)導。當他剛剛工作時,說話輕聲細語,性格內(nèi)向,但他在仙童的導師鼓勵他自信而清晰地表達自己。據(jù)幾位教職員工稱,后來,金為為了 KAIST 中“說話聲音最大”的教授,他們說他如果某天不在學校,整個校園都會顯得很安靜。 金鐘基在 Fairchild 的工作中迅速成長。但在他任職僅五年后,他就回到了韓國。摯愛的父親去世了,作為長子,他覺得照顧喪母的責任很重。他在仙童經(jīng)歷的種族歧視也傷害了他的自尊心。然而,最重要的是,他找到了一個理想的工作地點。 當時被稱為 KAIS(“T”是 1981 年添加的),金鐘基的新雇主是韓國第一所科技大學,并且仍然是最負盛名的大學之一。韓國政府于 1971 年在美國國際開發(fā)署的資助下成立了該研究所,并邀請 斯坦福大學工程學院傳奇院長、硅谷“之父”弗雷德里克·E·特曼 ( Frederick E. Terman ) 起草其藍圖。Terman 強調(diào),KAIS 的目標應(yīng)該是“滿足韓國工業(yè)和韓國工業(yè)機構(gòu)對訓練有素和創(chuàng)新的專家的需求,而不是增加世界的基礎(chǔ)知識儲備。” 這是 金鐘基傳播他新發(fā)現(xiàn)的“工程師思維”哲學的理想場所。
韓國創(chuàng)始實驗室金鐘基在 KAIS 的實驗室從 1975 年春天,就吸引了數(shù)十名雄心勃勃的碩士和博士生。實驗室受歡迎的主要原因很明顯:韓國學生渴望了解半導體。 韓國政府一直在吹捧這些設(shè)備的重要性,GoldStar 和三星等電子公司也是如此,它們需要相關(guān)人才來制造收音機、電視機、微波爐和手表。但除了 CMOS 手表芯片等基本集成電路之外,該行業(yè)尚未大規(guī)模生產(chǎn)自己的芯片,這主要是由于缺乏半導體專家。20 年來,直到 1990 年代中期,加入金的實驗室基本上是韓國有抱負的半導體工程師接受實踐培訓的唯一途徑。 但并不是 KAIST 對半導體培訓的虛擬壟斷使金鐘基成為無與倫比的導師。他介紹了一種對韓國來說全新的教學風格。例如,他堅信“工程師的思維”的培養(yǎng)中,理論和應(yīng)用同等重要,這讓他的學生感到困惑,他們認為工程學主要是一門學術(shù)學科。盡管他們精通數(shù)學,閱讀也很好,但他們中的大多數(shù)人從未在設(shè)計和施工方面過于努力。 因此,金教授給他的學生的第一堂課就是動手能力。在他們開始自己的項目之前,他讓他們打掃實驗室、修理和升級設(shè)備,以及尋找必要的零件。通過這種方式,他們學會了如何為自己解決問題,以及如何在沒有教科書的情況下即興發(fā)揮。他們對成為工程師的看法發(fā)生了深刻而永久的變化。他們中的許多人承認他們至今仍在重復金鐘基的格言。例如:“不要選擇別人已經(jīng)扔進垃圾桶的科目?!?nbsp;“科學家首先考慮 原因,但我們工程師必須首先考慮怎么做。” 并且:“錯誤的決定勝過緩慢的決定?!?/span> 金鐘基的學生都說他善良、幽默、非專制、一絲不茍、勤奮。但他們也說他很嚴格,可能脾氣暴躁,甚至可怕,尤其是當他認為學生懶惰或馬虎的時候。傳說他的一些學生從屋頂通過梯子進入實驗室,只是為了繞過金鐘基的辦公室。他最大的不滿之一是學生未能正確平衡理論和實踐。“等你真的動手嘗試過,我們再開始討論,”他責備那些過于注重智力研究的人。另一方面,他說,“你為什么不在你脖子上的‘硬螺母’里放一些有延展性的東西呢?” 金鐘基的開放性不僅影響了他自己的學生,還影響了無數(shù)其他人。他與其他 KAIST 教授合作甚至共享實驗室空間,他喜歡聯(lián)合其他部門和大學舉辦研討會,或者只是為了獲得新的想法和觀點——這在韓國學術(shù)文化中過去和現(xiàn)在都是非常不尋常的行為。Chin Dae-Je于 1989 年在三星開發(fā)了 16 兆位 DRAM,后來擔任韓國信息和技術(shù)部長官,在他的自傳中,他 講述了 Chin 于 2018 年中期在首爾國立大學讀研究生時尋求金鐘基的指導。1970 年代。Chin 回憶說,SNU 和 KAIST 之間“有一種激烈的競爭精神”,他的母校將他稱為與競爭對手教授一起學習的“問題學生”。 金鐘基的合作范圍從學術(shù)界擴展到工業(yè)界和政府部門。1980 年代初期,在休假期間,他在政府資助的韓國電子技術(shù)研究所領(lǐng)導半導體研發(fā),該研究所在他的領(lǐng)導下開發(fā)了 32 千位和 64 千位 ROM。他在 KAIST的半導體研討會啟發(fā)了 GoldStar(自 1995 年以來的 LG)、現(xiàn)代電子(自 2001 年以來的海力士)和三星在 1990 年代在 KAIST 贊助他們自己的培訓計劃。金鐘基與這些公司的密切合作還幫助在 KAIST 發(fā)起了其他主要由行業(yè)資助的開創(chuàng)性計劃,包括高性能集成系統(tǒng)中心和集成電路設(shè)計教育中心,均由金鐘基的學生京忠民執(zhí)導。反過來,半導體行業(yè)也受益于從金鐘基教出的訓練有素的勞動力。
韓國半導體產(chǎn)業(yè)的演變金鐘基的 KAIST 實驗室與韓國半導體行業(yè)的發(fā)展頗為同步,可分為三個時期。在第一個時期,從 1960 年代中期開始,政府通過制定法律和制定產(chǎn)業(yè)發(fā)展計劃、建立研究機構(gòu)、敦促企業(yè)和大學更多地關(guān)注半導體技術(shù)來帶頭沖鋒。1980 年代初,三星和其他電子公司開始認真對待制造半導體設(shè)備。因此,當金鐘基在十年前創(chuàng)辦他的實驗室時,他的目的是培訓工程師以滿足該行業(yè)的未來需求。 他的第一批學生主要從事使用 PMOS、NMOS 和 CMOS 技術(shù)的半導體設(shè)計和制造,這些技術(shù)雖然在全球標準中并不領(lǐng)先,但在當時的韓國相當先進。由于行業(yè)工作崗位很少,金鐘基實驗室的許多校友都在政府研究機構(gòu)任職,在那里他們開發(fā)了最先進的實驗芯片。1976 年,Lim Hyung-Kyu 是金鐘基的首批碩士候選人之一,他被三星派往 KAIST 學習。Lim一直領(lǐng)導三星各種存儲設(shè)備的開發(fā),最重要的是 1990 年代的 NAND 閃存。 第二個時期開始于 1983 年,當時三星宣布將大力發(fā)展半導體,從 DRAM 開始。此舉促使現(xiàn)代和金星等競爭對手的企業(yè)集團也紛紛效仿。結(jié)果,韓國芯片產(chǎn)業(yè)迅速擴張。KAIST 和其他大學提供了必要的人力,政府減弱了監(jiān)管。在 金鐘基的實驗室,學生們開始探索新興技術(shù)——包括多晶硅薄膜晶體管(用于 LCD 面板)、紅外傳感器(用于軍事用途)和快速熱處理(提高效率并降低半導體生產(chǎn)成本)——并在著名的國際期刊上發(fā)表研究成果。 KAIST 的畢業(yè)生涌向三星、GoldStar/LG 和現(xiàn)代/海力士。隨著政府影響力的下降,一些在政府研究機構(gòu)工作的第一期校友也進入了公司工作。與此同時,越來越多金鐘基以前的學生接受了大學教授的職位。例如,在 1991 年離開金鐘基的實驗室后,Cho Byung-Jin 在現(xiàn)代汽車公司花了四年時間開發(fā) DRAM 和閃存,之后成為新加坡國立大學和 KAIST 的明星教授。在著名的國際期刊上。金鐘基的第一位博士生 Kyung Chong-Min 于 1983 年加入 KAIST 的教師;到 2018 年退休時,Kyung 培訓的半導體專家比金鐘基本人還多。 第三個時期,從 2000 年開始,工業(yè)掌握了半導體發(fā)展的主導權(quán)。學術(shù)界產(chǎn)生了更多的專家以及重要的研究,而政府的貢獻微乎其微。金鐘基實驗室的校友繼續(xù)領(lǐng)導半導體工程,其中一些人晉升為高級管理人員。例如, Kwon Oh-Hyun于 1977 年從 KAIST 獲得碩士學位,在 2010 年代的大部分時間里擔任三星電子的首席執(zhí)行官,當時該公司不僅在內(nèi)存領(lǐng)域還主導著手機、電視和家庭的全球市場電器。 其他校友在半導體研發(fā)中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。LG Display 的哈永民負責平板電腦、筆記本電腦和手機的 TFT-LCD 和 OLED 屏幕;Park Sung-Kye,也被稱為“海力士的寶藏”,開發(fā)了公司的大部分內(nèi)存產(chǎn)品。與此同時,在學術(shù)界,金鐘基已成為效仿的榜樣。他的許多學員采用了他的方法和原則來教授和指導自己的學生成為該領(lǐng)域的領(lǐng)導者,確保為業(yè)內(nèi)提供穩(wěn)定的高技能半導體工程師。 2007 年春天,距離金鐘基滿 65 歲(韓國學術(shù)界的強制退休年齡)不到一年,KAIST 將他選為首批杰出教授之一,從而延長了他的終身任期。除了 Ho-Am 獎,多年來,他還獲得了許多其他獎項,包括“為改善公民福利和促進國家發(fā)展做出杰出貢獻”的民事功勛勛章。2019年,他被評為全國最高榮譽之一的科技功勛人物。
傳奇與遺產(chǎn)對于當今韓國的年輕半導體工程師來說,金鐘基是一個傳奇人物——他們國家在芯片生產(chǎn)領(lǐng)域取得優(yōu)勢的背后偉大的無名英雄。但韓國在世界市場的主導地位現(xiàn)在正受到威脅。 使問題更加復雜的是,韓國政府忽視了其在支持 21 世紀芯片開發(fā)方面的作用。在金鐘基開始培養(yǎng)第一批半導體工程師近 50 年后,該行業(yè)再次面臨嚴重的勞動力短缺。專家估計, 每年需要數(shù)千名新的工程專家,但該國只生產(chǎn)幾百名。然而,盡管公司呼吁更多的工人和大學呼吁推動學術(shù)教育和研究的政策,政府卻幾乎沒做任何事情。 在職業(yè)生涯即將結(jié)束時,金鐘基開始擔心在韓國扎根的那種“工程師思維”的局限性?!绊n國的經(jīng)濟發(fā)展依賴于逆向工程和跟隨先進國家,”他在 1997 年的一次采訪中說。他補充說,這種快速跟進的方法依賴于一個教學生“如何閱讀地圖”的教育系統(tǒng)——確定一個已知的產(chǎn)品目標并制定實現(xiàn)該目標的過程?!罢l制作了地圖?先進國家?!?nbsp;他因此總結(jié)道:“我們現(xiàn)在必須改變我們的教育政策,教我們的學生如何繪制地圖?!?/span> 金鐘基本人可能還沒有完全實現(xiàn)這一雄心勃勃的愿景,即培養(yǎng)一個具有創(chuàng)造力的工程師國家,能夠開創(chuàng)真正的突破性技術(shù),從而確保他的國家在世界舞臺上的領(lǐng)導地位。但他希望他的繼任者把他的建議銘記在心。 來源:https://spectrum.ieee.org/kim-choong-ki
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