推薦序---可窺知日本精密產業成功的一手資訊
我國半導體產業在全世界佔有重要的地位,但是半導體廠的主要製程設備,仍需仰賴美、日大廠的供應。日本近年來在半導體產業的氣勢節節敗退,不復昔日雄霸全球的風光,但是日本在半導體精密的製程設備,尚能在全球市場執牛耳地位。
在半導體製程中,佔關鍵地位的微影(Lithograph)製程的曝光設備「步進機」(Stepper)(先進大面積的曝光機台稱為掃瞄機﹝Scanner﹞),價格昂貴,動輒上億美金。日本的尼康(Nikon)公司,是微影曝光機的領導廠商,以技術精良著稱,在步進機的市場,有很長的時間領先全球,市佔率曾長居全球第一。
尼康是日本最著名的照相機廠商,以高超的品質虜獲全球職業照相家與一般消費者的心。尼康如何從照相機產業跨入步進機市場,是相當引人入勝的題材。由尼康步進機的「催生者」吉田庄一郎先生「從頭說起」,更是個令人十分有興趣的真實「故事」。
吉田先生在本書中,敘述他幼年求學的過程,以及經歷家庭由資產雄厚的資本家,陷落債台高築的境界,使他的人生歷練提早到來。吉田先生在小學時,獲選進入的「特別科學教育組」,不僅啟發吉田先生的科學研究興趣與基礎,更重要的是建立將來工作上的「人脈」基礎,這點證實求學時累積的「人脈」資源,將來必有用處。吉田先生在東京大學的同學們,也見證上面的說法,東大的同學、學長、學弟對吉田先生在尼康的事業有很大的幫助。
吉田先生接受他的大學老師的建議,以「精密」為一生事業的目標,畢業後選擇進入尼康公司服務。雖然扛著「東大」的金字招牌進入尼康公司,但是吉田先生沒有被分配到當紅的相機部門,反而進入冷門的「特注品設計部門」。不過就是因為在此部門,才可能醞釀出吉田先生帶領尼康公司、進入半導體設備「步進機」開發生產的契機。爾後步進機的營收遠超過照相機的營收,這是大家始料未及的結果。
對當時尼康公司的經營者而言,他們無法料及照相機鏡頭光學技術的延伸,竟然可觸及最先進的半導體設備的開發,進而發展出營收龐大的事業。但是,我相信這些經營者深信,以公司的「核心技術」為基礎,延伸開發相關的產品,將會是公司永續經營的不二法門。這也是他們將吉田先生這位東大畢業的高材生,安置在看似冷門的「特注品設計部門」,實則是想讓吉田先生開發出公司未來發展的新事業。冷門部門成為將來公司命脈所繫之處,是這些經營者早就看出的策略。從後來發展的結果來看,尼康當時經營者「先見之明」的安排,不僅培養出將來肩負公司渡過難關的優秀經營者吉田先生,而且也創造出尼康的「步進機」傳奇,讓尼康公司雄居「步進機」產業的龍頭地位多年,大幅提高尼康公司的營收,為企業的永續經營立下不可磨滅的汗馬功勞。
這本書適合各界人士用心閱讀,因為大家可從作者深入淺出的筆觸中,得到反省激勵的效用。
對青年學子或社會新鮮人而言,這本書可提供他們日本一流企業在早年成長過程的經歷,以及激勵他們在企業中奮鬥的意志及效法吉田先生成功的經驗。
對企業經營者或高階主管而言,本書可讓他們從吉田先生的經驗中,窺見日本企業成功的經驗及過程,尤其是日本人對製造業執著的熱忱,在這本書中可得到不少啟發,可做為我們的借鏡。
對政府官員而言,這本書可看到日本企業的成長與政府互動的情形,以及日本政府某些政策對企業的長期影響,值得我們參考。
對股市投資人而言,這本書可看到一項高科技產業從零到有,然後成長茁壯的過程,有助於投資人觀察公司長期發展的分析與判斷的能力。
吉田先生在這本書中,提供我們許多可思考的觀點,相信讀者一定可從本書中獲得或多或少的啟發,對大家將來的事業發展會有一些貢獻。
微驅科技總經理 吳金榮
前言
二○○七年的夏天格外炎熱。
結束休假的八月下旬,我久違地造訪了尼康(Nikon)步進機(半導體曝光裝置)製造據點所在的熊谷製作所(埼玉縣熊谷市)。
從經營的第一線退下來,已經兩年了。幾天前,我迎接了七十五歲的生日,雖然不得不承認自己已經老了,但是在精力方面,我並不想輸給年輕人;只要哪裡還有我派得上用場的地方,我都會不厭其煩地前往。這天的訪問也是,那裡有個負責開發次世代產品的專案小組,在他們針對目前進展向我說明現場的狀況後,我就在會議中與年輕人交換意見。
從上越.長野新幹線的熊谷站開車不到三十分鐘,在往南面向荒川上游、一片約十萬平方公尺的建地上,聳立著七棟廠房。尼康進駐這裡,是一九八四年的事了。由於步進機的銷售急速擴大,熊谷製作所在此誕生,做為量產步進機用工廠。
一進入廠區,各種記憶就鮮活地復甦了。
在擔任精機事業部長的時代(一九八三年 ~ 一九八七年),曾經發生過這樣的事:面對半導體業界的景氣變差,步進機的接單量銳減,剛建好的熊谷製作所因而推遲了新生產線的運轉。因此,只好請為新生產線雇用的一百五十八名新進員工幫忙在廠區內除草。
在擔任社長的時代(一九九七年 ~ 二○○一年),第七棟廠房建成了,原本以為太過寬敞的廠區,終於整個擠滿了。集合了設計與製造的步進機一貫工廠,在此時終告完成。
就任為會長兼執行長兩個多月的時候,在結束會議、開車返家的路上,我在進入關越自動車道那一帶打開收音機,播音員那出於亢奮而高音調的聲音,傳入了我的耳中。那天是二○○一年九月十一日,播音員正在播報美國恐怖攻擊事件的新聞。
從震撼全球的那一天至今,已經六年多。當時,尼康位於谷底的經營狀況,已經上了軌道,目前每年都創下最高利潤的新紀錄。
不過,企業置身於大意不得的尖端技術市場,實在無法因為業績出色就翹腿旁觀。那一天,在熊谷製作所等著我前去的,是十二、三位部長、課長階級的員工。一如往常,大家熱烈地進行討論。
人類催生出來的最精密的機器
回顧過去,自日本第一台國產步進機在一九八○年代問世以來,至今已售出近八千台,它們多半在製造線上運轉著。
在一號機問世時,半導體元件的最小電路圖尺寸是一.五微米(「微」是指百萬分之一),但現在已縮小到約四十分之一的○.○四五微米(四十五奈米)了。為此,將電路圖多層疊合、蝕刻上去的精密度,也進入了超乎預測的領域,到達六至七奈米(可視波長的百分之一)。從價格上來看也是,原本的步進機一台要價一億五千萬日圓左右,目前的最尖端機種已經到達超過四十億日圓的地步。從裝置的複雜度、高度化來看,已呈現二位數的變化,給人一種今昔之間的對比感。
最近的步進機,世人稱之為「掃瞄式步進機」(scanning type)或「掃瞄機」(scanner)。在構造上,是由相當於基板的光罩,以及要把光罩上的電路圖轉印過去的平台上的晶圓,一面以四比一的速度反方向移動,一面藉由狹縫狀的照明曝光。光罩是以每秒兩公尺、非比尋常的極高速移動,從旁邊觀看都覺得很恐怖。
這樣的狀況,只要從光罩與裝載著晶圓的平台在移動時的同步精密度來思考,就能理解。為使達四十五奈米的細微半導體元件正確地在晶圓上成像,需要六至七奈米的精密度。這樣的精密度,相當於「以馬赫2的速度前後緊鄰飛行的兩台戰鬥機,中間夾著一隻跳蚤,而且必須在既不讓跳蚤掉落、又不夾死牠的狀況下持續飛行」。
步進機的基本構造
步進機的構造,簡單來講就是顯微鏡的相反。顯微鏡是一種以透鏡把細微的物質放大的裝置;步進機則相反於此,它是以透鏡縮小描繪在基板(光罩)上的電路圖,再把它轉印到晶圓上做出半導體晶片。過去的主流做法是把基板緊靠在晶圓上直接蝕刻,但隨著細微化的發展,才出現了這樣的點子。
由於投影透鏡一次可曝光的面積有限,因此是讓裝載著晶圓的平台直向或橫向階段式地移動,再停下來曝光。這樣的轉印作業,每片晶圓需重複進行約一百次。這種轉印技術稱為「步進與重複」(step and repeat),其後就誕生了「步進機」(stepper)一詞。
轉印作業是以迅雷不及掩耳的速度進行的。特別是最近的步進機,有「掃瞄式」之稱,在構造上是一面讓光罩與晶圓反方向移動,一面藉由狹縫狀的照明進行掃瞄曝光的動作。
在決定階段式移動位置時的精密度很高,高到足以從東京向富士山直射一把箭,精準命中位於山頂的一顆網球。
身為上班族的技術工作者陷入惡戰、面對苦鬥
在三十年間進化至此,步進機這種裝置可以說簡直是「人類所催生出最精密的機器」吧。把它逐步予以實現的,是置身於日本製造業的技術工作者們。
我記得,當時日本光學工業(現為尼康)的開發人員,只有區區三十人左右。但到了現在,光是開發本部,就已經擴大到二十倍於此的規模,顯示出裝置的複雜化與高度化。
自從我在三十年前擔任開發領導者以來,就像接力賽的選手一樣,隨著時代的演進把開發領導者的棒子傳承至今。但人數增加到這種地步,組織也變得多層化、細分化,在管理上就會出現各種問題。
那天也是,最後大家集合在JR籠原站附近的連鎖居酒屋裡,舉辦慰勞會兼激勵會,持續討論到很晚。
「分工化過了頭,員工變成只去注意自己領域的東西而已。」
「開發需要【整體最適】的解答。技術出色、卻不聽取他人想法的人,就難以勝任,能兼顧各方面的領導者才是必需的。」
大家把平日的這種煩惱講出來了。
組織一旦擴大,棘手的問題就會變多,但重要的是,無論規模大小,不同團隊間要妥善溝通,讓全體成員能夠統一方向、完成工作。我相信,這才是身為領導者的人必須扮演的最大角色。
在會議中發言的年輕領導者們情緒太過激昂,冒出來的汗水不停地沿著眼鏡邊緣滴落到脖子上。室內雖有空調,但往外踏出一步,就是非比尋常的悶熱。二○○七年八月十六日,熊谷市測得了最高氣溫四十.九度。當地與岐阜縣多治見市,才共同寫下了睽違七十四年、日本國內最高氣溫的新紀錄而已。
「那時候也是很熱啊......」
會議的成員裡也包含有如兒子般的年輕世代在內,我一面傾聽著討論,一面回想起約莫四十年前,自己這群人陷入惡戰、面對苦鬥的模樣。
我原本是一家破產鐘錶製造商的兒子,到底是在什麼樣的機緣下,我才能把世稱「奇蹟般的精密機械」的步進機帶到了這世上呢?接下來要展開的故事,是典型的那種日本身為上班族的技術工作者陷入惡戰、面對苦鬥的足跡。
「製造能力」的堅強與否,是日本企業國際競爭力的泉源。在過去自是如此,在未來也是一樣。這一點,我想大多數的人都不會有異議。有志於擔任技術工作者的人、在研究開發中遇上阻礙的人、肩負下一代企業經營的人、想分析日本製造業有多堅強的人---本書若能幫上這些人的忙,將是萬幸。