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2026年2月26日 星期四

新竹清華一甲子(十二): 國科會二十月

新竹清華一甲子(十二): 國科會二十月

主持竹科局長交接典禮

參觀旺宏電子公司



2008 年,我應即將就任的國家科學委員會 (國科會) 李羅權主委之邀,到國科會擔任副主委,經過校內申請借調程序,於 5月 20日上任。

台灣在學術研究上的支援,主要靠國科會,我於 1977年自美返國之後,國科會可謂「惠我良多」,到國科會服務是略盡綿薄。身為三位副主委之一,與李主委商定的分工是督導科學園區、工程科學處與人文社會科學處,以及人事室與政風室。另外在國際合作方面,由我負責北美地區相關事宜。

一、督導科學園區

報到當日一早,接到的第一通電話就是某知名企業董事長有關中科四期開發的來電,殷切盼望國科會協助,相關業務也成了我在國科會的一項重要任務。

當天下午則是到新竹科學園區 (竹科) 主持新舊局長交接典禮
是我在國科會期間第一次公出新竹清華一甲子(十二): 國科會二十月兩個第一天的第一次加起來正可作為我在國科會主要工作 - 督導科學工業園區 - 的寫照。

二、新竹科學園區

我從小就住在新竹,於 1958 年搬到緊鄰清華大學的光明新村,1977年起則在清華大學任教。竹科又正座落在清華大學之旁,竹科的設立與成長與清華大學有密不可分的關係,包括科學園區是在清大徐賢修前校長擔任國科會主委任內設立,清大教授李卓顯、瞿寧若先後擔任管理局局長、副局長,本人主要研究領域更屬竹科賴以揚名立萬的半導體科技領域,學生畢業後多在竹科各公司工作,同時我的兩個兒子也都自竹科實驗中學畢業,結緣可謂深厚,不意有一天有機會到國科會服務,負責督導科學園區。

三、二林園區開發

由於面板產業的需求,行政院在科技政委主持下,會同國科會與經濟部等單位,決定由中部科學園區 (中科)主導,協助覓地開發。國科會先組成「科學工業園區策略發展委員會( 以下簡稱委員會) 」推動第四期用地遴選作業, 以檢核、決選二階段評選之公開評選方式, 由委員會於 2008 年 8 月 20 日召開決選會議中一致推薦彰化縣二林基地( 以下簡稱二林園區)做為中科第四期擴建用地優先開發。

二林園區以台糖萬興農場及台糖大排沙農場為主, 基地面積約 631 公頃。本案已於 2009年 10月 30日經環評大會審查通過、開發計畫於 2009年 11月 12日區委會審查通過、2009年 11月 16日取得開發許可,並依行政院指示辦理污水放流方式改為海放方案之環境差異分析作業。

在行政院上下緊密配合下,二林園區於 2009年 12月 26日舉行動土典禮,當日馬英九總統與行政院吳敦義院長均親臨參加,獨缺當初極力要求政府提供土地建廠的企業主,原來一年多來產業形式已大大改變,也許是怕社會問責,想要撇清關係,相當程度陷國科會於不義,也對不起政府的傾力協助。

二林園區原規劃以光電、半導體高耗水產業為主,因環保與用水爭議,2012 年轉型為以「精密機械」為核心的科學園區。截至 2025 年 2 月,已核准 36 家廠商進駐,包括封測大廠矽品精密、電動車大廠成運汽車。

四、金額海嘯固本精進計畫

在國科會期間,適逢金額海嘯,2009 年 1-2月整個科學園區月產值自 2008 年 1-2月的一千七、八百億,直直落到七百億,放無薪假員工達十三多萬人。在拜訪竹科廠商時,有董事長直言,以往景氣循環低潮期,員工或對是否裁員惴惴不安,這一次許多產業面對訂單蒸發,老闆們都憂心忡忡,可謂一片愁雲慘霧。

國科會擔負發展科學園區任務,在景氣急凍初期,秉持「速度要快,力道要夠」原則,在有限資源下,擬定管理費減半、規劃「固本精進」計畫,一方面協助廠商度過難關,搶救園區高科技廠商核心技術工程師免於無薪假或裁員,另一方面,激勵園區高科技廠商持續研發投入,固守既有的研發能量,並結合學研界之研發能量合作研究,以精進園區產業技術。「固本精進」計畫後更獲得行政院肯定,納入「振興經濟方案」中,擴大施行,頗獲好評。同時當初如自由落體的月產值自 2009年 3月起,逐月上升,到 9月達到黃金交叉,11-12月又回到一千七百億月產值水準,欣欣向榮景象又再臨竹科。

經過金融海嘯的洗禮,科學工業園區在約一年期間,經歷「怵目驚心」、「春江水暖」、「黃金交叉」到「欣欣向榮」各種情況,可謂三十年未有之變局。一方面可看到科學工業園區廠商旺盛的活力,另一方面,也曝露出我國高科技廠商營運脆弱的一面,亟待改善。

五、赴加拿大及美國進行雙邊科技合作會談

國科會與美國及加拿大的主要學術補助機構及研發單位有良好的雙邊合作關係,定期舉辦雙邊科技合作會議。2008年 9月 15日至 18日分別在加拿大渥太華及美國華府密集會談;就「人員互訪、資訊交流、合作計畫及研討會」等活動提出進度報告,並針對未來可能合作之議題交換意見。

國科會訪問團由本人擔任團長,配合立法院會期,訪問加拿大及美國的行程安排得很緊湊,五個工作天拜訪十個單位、兩所大學;召開十二場會議。並有十九位學術單位的學者及研究人員分梯次參與議題討論。另主持美加地區科技組組長會議。

與加國國家研究院 (NRC) 持續辦理多項重要合作計畫,與自然科學及工程研究委員會  (NSERC)  也討論如何加強聯繫,交換雙邊國家重點計畫資訊。與加國電信研究院  (CRC)  將持續合作研究。與加拿大農業及農業食品部 (AAFC)  之展開農業科技的合作,是國科會推動台加科技合作的新里程碑。另在人文與社會科學領域將展開雙邊合作研討會,促進交流。

與美國國家科學基金會(NSF)的年會討論的合作議題包括進行中的多項合作計畫等。另有新增項目。與美國國家衛生研究院(NIH )相互簡報,也提出未來合作的願景。與美國國家標準及技術局(NIST)雙邊會談也有助於強化國研院儀科中心與工研院量測中心的合作研究。台美科技合作年會結束後,停留芝加哥參訪美國阿岡國家實驗室及聽取簡報,並討論未來進行人才培育專案的方向。本人並出席由國科會和美中華人專業協會共同舉辦之海外研討會,發表專題演講,介紹國內科技發展現況及科學園區的成果與遠景,與芝加哥地區專家學者有相當的互動。

此次台美加科技年會整體行程安排得相當綿密緊湊,雙方會談進行融洽順利,績效顯著,要感謝加拿大和華盛頓代表處李大維代表及張大同副代表接待並共同參加重要會議,國合處承辦同仁、各科技組組長以及各該組同仁的縝密規劃、安排、連繫和接待,功不可沒。

六、2009 年行政院延攬海外科技人才訪問團

2009 年 11月 12日至 23 日,我參加「行政院延攬海外科技人才訪問團」,由張進福政務委員領隊,成員包括經濟部經濟部投資業務處凌家裕處長、科技顧問組、國科會、科學園區主管,以及有意延攬人才及招商的多個產、學、研單位人員等,行程包括美國矽谷聖塔克拉拉市、德州達拉斯市、伊利諾州芝加哥市與麻州波士頓市等科技人才薈集都市、在各地舉辦「台灣企業與人才媒合商談會」及「投資台灣說明會」,與各地僑界與學術界人士以及年輕學子會面,介紹國內科技發展情況,投資環境與優勢、科學園區發展、政府服務措施以及參訪一些有意到台灣投資公司、參觀先進科技設施,受到各地僑界熱烈接待。

印象比較深刻的是在史丹福大學參訪「台灣-史丹福醫療器材產品設計人才培訓計畫」(Stanford Taiwan Biomedical Program)執行狀況。該計畫是由駐舊金山市科學組楊啟航組長發起。自 2008年起,每年從台灣選拔5位醫生或工程師前往矽谷交流學習,並鼓勵他們回台創辦專注於高階醫療器材研發的新創公司。據了解,該計畫一直運行至今,培養了超過 60名專業人才,並促成了 20多家在台灣設立面向全球市場的公司。

在芝加哥曾參觀微軟的「數據中心」(Data Center),中心位於芝加哥河畔,以方便用河水冷卻中心內所容納的兩萬部伺服器運作,電力需求更高達當地核能電廠發電量的十分之一,而員工除兩人為為正式員工,其餘均是契約員工,情況與現在為因應人工智慧 (AI) 發展,如雨後春筍設立的「數據中心」所遭遇的問題極為類似。

在達拉斯市則體會到美國南方大城特殊待客之道,一是僑界在機場拉紅布條熱烈歡迎,另一是張政委與我均被授予德州與達拉斯市榮譽公民,而達拉斯市更在市政府正式由副市長親自頒授。

七、高琨院士

國科會駐舊金山市科學組設於聖塔克拉拉市,楊啟航組長與當地僑界有緊密聯繫。2009年 10月,住在矽谷的高錕院士榮獲諾貝爾物理學獎表揚其在「在光傳輸於纖維的光學通信領域突破性成就」,不幸高院士當時已失智的相當嚴重,其家屬為高院是是否能在十二月頒獎典禮時致簡短謝詞煩惱。楊組長知道受,主動提供辦公室空間及錄音設備,協助高院士準備,但最後功虧一簣。

我與高院士結識是在 2000 年左右,一起多次擔任工研院前瞻計畫顧問委員,以後也在中研院院士會議見面,了解他卸任香港中文大學校長後,一直在香港從事公益教育工作,印象中,總是帶著溫和親切的笑容。

最後一次與高院士見面,則是在國科會於台北慶祝高院士獲獎的晚宴上,高院士不僅滿帶笑容,而且似能正常對話,不過只有短暫記憶,令人唏噓。


八、從政見聞

在國科會二十個月,增加不少閱歷,頗值回味。

報到當天,也是總統就職日,本來認為副主委是理所當然的觀禮嘉賓,只到人事室主任來詢問是否有興趣參加就職典禮時,才體會到坊間「不到台北,不知道自己官小」的說法,有幾分接近事實。

在之前,我久居台北還是在大學時期,留學回國後,一直在清華大學任教,政府部門中有來往的僅有考試院、教育部、經濟部與國科會,其他公署包括總統府、行政院、立法院、監察院等則無緣接觸,到成為政務官後,不再庭院深深,情況大為不同。

到總統府,除參加就職宣誓典禮及例行動員月會外,也曾代表主委參加由總統府秘書長主持的直屬機關中央研究院預算討論會,另有一次則是由國安會秘書長蘇起主持的與國安相關會議。

在行政院,通常是參加政委主持的協調會,僅有兩次代表主委參加院會,第一次會後蒙當時的劉兆玄院長召見,略談了一下國科會狀況。第二次則有緣與教育部吳清基部長晤談,承告已核定我擔任清華校長的聘任。

國科會每年都要向立法院作業務報告,預算也須經立法院審查,與教育文化委員會互動較多。報載「立法委員看報質詢」,大致不差,只是此報最主要是立法院預算中心評估報告。

立法院院會例有總質詢,由行政院長率領部會首長備詢,我曾代表主委參加,與在電視上看到的熱鬧景象不同,質詢時,院長與全體閣員面對的僅為質詢委員,其餘委員則留在研究室「看電視」,輪到質詢時才來會場,場面頗為冷清。

各部會預算經委員會審查後,最後由立法院王金平院長與民進黨團總召柯建銘在「小房間」內拍板。我也曾代表主委參加一次,進入「小房間」後,只見王、柯兩人分坐在前,分就各單位預算刪除或凍結協商,過程採喊價式,譬如柯提議砍六千萬,王則建議凍結一千萬,兩人迅速成交,頗有一言九鼎之風,讓人嘆為觀止,難怪兩人有「喬王」之名。

與監察院的互動,除因中科擴建案應邀提出報告外,還有機會與黃煌雄委員晤談。黃委員以立法院前輩身分,指點政務官與立法委員互動之道,獲益匪淺。

九、專利烏龍案

通常立委們質詢對象主要是主委,僅有一次,我遭到某委員突擊,質疑一起外商申請專利案,本人化名「陳里專」為發明人之一。我雖然一頭霧水,但極力澄清,並立下重誓,若使用化名一同申請專利,將立刻辭去國科會副主委一職。

事後了解,原來一件與同儕合作的本國專利案,承辦外商申請美國專利的專利事務所擅自將發明人名字翻譯為英文,而且為誤譯的烏龍案件。這是明顯不當行為,我也特別走訪當時專利局的王美花局長,敦促改善流程。

由於申請專利是保護發明人利益行為,豈會化名申請。事後我與某委員溝通,她表示了解,但並未道歉,讓人感覺「道歉有那麼難嗎?」值得一提的是,此後,包括我擔任四年清華校長期間,我與該委員一直保持良好互動關係。


十、多采多姿

在國科會工作,頗為多采多姿。各項業務中,又以科學園區最多元。以活動最多的中科為例,包括「視察台中園區、虎尾園區及后里園區」、「產學訓協會成立大會」、「五週年慶」、「四期推甄基地現勘」、「馬英九總統視察二林園區」、「馬英九總統視察后里聯相光電公司」、「與台糖公司簽訂二林園區土地使用協議書」、「中部科學園區產業聚落發展與產學合作高峰論壇」、「見證中科四期二林園區調度使用農業用水契約書」、「馬英九總統與科學工業園區廠商座談會」、「蕭萬長副總統參觀中科台灣精銳科技公司」、「 園區巡迴巴士通車典禮」、「中科6週年慶音樂會」、「監察委員視察中科」、「外交使節參訪中科」、「馬英九總統視察高等研究園區」、「高等研究園區揭牌典禮」、「二林園區動土典禮」,不下三十次。再加上每月由我主持的「園區審議會」,與中科同仁互動超過五十次,相當頻繁,也建立起深厚友誼,不時由楊文科前局長,現任新竹縣縣長作東道主,與多位也轉到新竹縣服務的中科同仁相聚。

另一方面,也有緣在總統府前貴賓觀禮台上參加國慶大典,觀看各縣市及公民營單位在府前大道上整隊發揮創意遊行,感覺熱鬧有餘,創意不足。同時觀禮台設計不良,遮蔭效果很差,日曬以致炎熱非常。

在與國科會業務相關的國民外交上,常接待外賓,以及與友邦代表餐敘。在友邦代表中,接觸最多的是加拿大代表孟貫中 (Ron Mcintosh) ,除一起參加台加科技合作與招商會外,並曾接受邀請赴其陽明山上官邸晚宴,以及觀看當時來台公演而火紅的「太陽大馬戲團」。在表演場中遇到多位部會正副首長,可見其頗能發揮外交長才。

另一亮點是在中正紀念堂內慶生,原來當時國科會贊助在紀念堂辦理的「仰觀蒼穹四百年特展」,我代表國科會參加活動
由於當日正是我的生日,承蒙黃文珍秘書等暗中策劃為我慶生,與特展總召集人孫維新,後日自然科學博物館館長,等一起分享蛋糕,相當特別。

十一、清華校長遴選

2009年 5月,清華又展開校長遴選,擔任遴選委員會委員的劉炯朗前校長以及許明德前校友會會長分別專程到國科會敦促我出馬,我的態度是我在清華已超過三十年,一向以校為家,如有機會當校長,義不容辭,因而由他們推薦參加遴選。

經過與前幾次校長遴選相似的程序,遴選委員會於十月初決定推舉我擔任下屆校長。由於根據大學法公立大學校長遴選已改為一階段遴選,由委員會報請教育部核定,我也在依依不捨的狀況下告別國科會,而於 2010年 2月 1日,就任清華校長。

2026年2月21日 星期六

新竹清華一甲子(十一): 1999-2008 (一)

新竹清華一甲子(十一): 1999-2008

出任工學院院長

頒獎給工學院陳繼仁傑出校友

主持產學研研討會

顯微鏡學會理事長交接 

IWAM  標示

獲頒顯微鏡學會會士榮銜

IIT-2004 主席致詞

IIT-2004大會手冊

IIT 2004 論文集

超高真空臨場蒸鍍與加熱電鏡

在國科會發表成果

促成兩岸電鏡學會密切交流

書法一流

2004 年慶祝八十誕辰研討會

一、出任工學院院長

1999 年 6月,上任不到一年得工學院黃光治院長猝逝,而由我經劉炯朗校長任命於 10 月 1日續任。當時先是經工學院教師投票,選出幾位得票較高教師,再由遴選委員會徵詢同意為候選人,復經全體教師投票,由遴選委員會依得票高低推薦兩人,最後由校長圈選。

說來很特別,當時並無交接以及就職典禮,院長在就職當日,自行進院長室,而由秘書接待,略顯尷尬。所幸我已在工學院服務二十二年,對院內人事相當熟悉,擔任院長並無窒礙。

在 1999年時,工學院有動機、化工、材料與工工四系,其中動機、材料大學部招兩班,化工與工工系招一班,連研究生,學生超過兩千人,教師約一百二十人,是清華最具規模學院。同時校內普遍認知,以學術表現而言,化工、材料與工工三系在全台相關系所中居第一,動機系則為「數一數二」。

二、產學研合作聯盟

就任後,第一件大事是於次年成立「工學院產學研合作聯盟」,加強與本校工程應用相關領域教師與產業、研究界交流與合作,以提昇產業技術及學術水準。聯盟除了定期出版簡訊,刊載教授們最新的研究進展、取得的專利以及研究成果外,每季並針對特定主題舉辦研討會,由學術界、產業界、研究界共同開會研討。

在設立辦法中,將聯盟團體會員分為兩類,一類是全面交流會員,另一類是針對四系專業交流會員,會費各為每年十萬與五萬元。結果反應甚為熱烈,最初就有五十八個團體會員加入聯盟,成員涵蓋了園區高科技產業、工研院、中油、台電等單位,相當反映當時產學研界互動的需求。

聯盟至今仍持續運作,特別要感謝創立時的周更生副院長兼執行長,參與縝密規畫以及負責妥善執行大任。周更生兄不幸於 2009年因主動脈脫離,造成行動不便,但逐漸康復,現仍可偶見在校園中溜狗散步。

三、院傑出校友選拔

工學院於 2000年舉辦傑出校友選拔,並為全清華第一個院級的傑出校友選拔,和校傑出校友選拔同步進行。之前在校行政會議上曾討論是否要選拔校傑出校友,我力陳其優點,可能發揮了臨門一腳的功能。

許多世界名校之所以能形成強大資源循環,正是仰賴校友網絡、捐贈制度與品牌聲望的相互強化。校友與學校的關係是互動的,本是一體兩面。校友愈支持,學校愈能精進;學校愈卓越,也愈能為校友增添光彩。同時校友獲得學校的肯定,則為校友提供更堅實的社會資本。這是一種彼此成就、相互提昇的關係。

四、卸任工學院院長感言

2005年 7月 31日,我任滿卸任,最後一天離開工學院院長室時,充滿感恩惜別之情,要深深感謝擔任院長期間所有對工學院業務有幫助的人。

擔任清華工學院院長是一份讓人很愉快的工作。在美國大學,院長常是位高權重,所以有一次美國西北大學一位教授朋友抱著仰慕之心來看我,發現當時院長轄下共有秘書與工友各一名,當即下了清華院長實質上是「High performance secretary」的結論。另外有一位前輩告訴我:「院長是養望的最佳位置」。工學院院長的工作內容主要是在推動跨系所的活動,因此不像系主任一樣站在第一線。我在就任之初,曾以在公共場所看到的廣告詞:「錢多事少離家近,位高權重責任輕」來形容工學院院長職務,實際上是有形的工作少,無形的潛力大而責任更大,大概可以說是:「錢少事多離家近,位高權輕責任重」。

其實院長是很可以發揮理念的職務平台。很多活動從系的角度去辦,其人脈、資源有限,如果以院的層級來辦,相對的資源會更為充足;院長已達到一定層級,應積極主動,不見得每件事都要找到校長,院長就可做很多事。在一個受人託付職務上,就需要相對的做出此職位賦予你的任務績效。職位是名器,不是僅讓箇人榮耀,而是使人能夠在這職務上充分發揮。

工學院能繼續成長,是多年來師生員工與校友努力的成果。表現耀眼,責任更為重大。在教學研究上,思索如何引領高等教育進步的風潮,展現大學真正的精神及再建構大學的價值。另一方面,積極面對台灣與世界快速變化的挑戰,例如產學合作,師生關係,教學網路化,學生品質,研究生源,除了精益求精外,允應審視變遷,靈活因應,才能與時俱進,永續經營。

六、奈米材料研究

在本世紀初期,我的研究出現了一個新的轉折點,也就是隨著奈米科技研究的風行,研究者會面臨是否離開舒適圈 (Comfort zone),積極投入新領域的抉擇,在受到中研院何志明院士提點研究未來性的重要一席話影響後,決定一試,導致奈米材料與元件成為我以後約二十年研究的主要方向。觀諸這段期間,有十幾位我所指導的博士生,部分原因是由於具有此領域專長,得以為國內外優良大學延攬任教,應是一正確的抉擇,

七、教育部追求卓越計畫

2001-2006 年,我領導的二十位教授組成的團隊,獲得教育部補助一長達五年的「追求卓越」計畫,經費高達兩億六千萬元,題目是「原子尺度臨場動力學研究」,也因此有經費購買一部「超高真空臨場蒸鍍與加熱電鏡」以及「掃描穿隧式電鏡」,這兩項利器,在幫助我們的研究更上層樓,貢獻很大,協同出了很多傑出論文,特別是在 2008年,以「直接觀測含雙晶銅膜中原子擴散」為題的論文,為頂尖的「科學」期刊接受刊載。這裡值得一提的是,從事奈米材料研究,在某種程度上來說,也同時將先前金屬接觸研究發揚光大,只不過是轉為專注於微奈米結構金屬接觸界面反應,以及一維奈米金屬矽化物結構。由於以往累積的經驗,也較容易切入與發揮。


八、擔任顯微鏡學會理事長

1999年,我接任顯微鏡學會 (原為電子顯微鏡學會) 理事長。當時根據學會傳統,理事長由物理科學與生命科學學者輪流擔任,一任兩年。學會規模並不大,年會大會時參與會員不過一、兩百人。

在理事長任內大事,主要是於 2001年與年會同步進行,舉辦「國際先進顯微鏡專題討論會」(International Workshop on Advanced Microscopy,IWAM) ,邀請到英國牛津大學 David Cockayne 教授,美國史丹福大學 Robert Sinclair 教授,康乃爾大學 Mike Thompson 教授,喬治亞理工學院王中林教授,中國科學院李方華院士,以及日本岡山大學橋本初次郎教授等重量級學者與會,發表精闢演講,為台灣顯微鏡界空前盛事。

2022 年我有幸獲得學會頒予編號 001 的會士榮銜,而 2025年獲得學會第二屆會士榮銜的台灣大學楊哲人教授與閎康科技謝詠芬總經理分別是我指導的碩士生與博士生,讓我分外欣慰

九、2004年國際離子佈值會議

2004年台灣主辦兩年一度的「國際離子佈值會議」(IIT-2004),是系列第十五屆會議。主要是由當時製造先進離子佈值機廠商漢民科技副總陳志明在前次會議上力爭而來,定案後推舉我擔任大會主席,並委由清華大學「自強工業科學基金會」協辦。

IIT-2004 於 10月 25-27日在台北圓山飯店盛大舉行,吸引來自十五國,超過四百位學者專家參與,其中約有一半來自亞洲以外地區。會議涵蓋廣泛的主題,探討新技術和應用。會議期間也舉辦了離子佈值相關設備和服務的海報展示。延續以往的成功傳統,會前在台灣矽谷新竹舉辦了離子佈植科學與技術課程。會議的社交活動旨在讓與會者深入了解台北地區豐富深厚的歷史文化底蘊,包括歡迎招待會、台北郊區遊覽以及晚宴和著名劇團的精彩演出。

IIT-2004 很幸運地獲得了來自設備和材料供應商、1C 製造商以及國家科學委員會和教育部的慷慨支持,政府的大部分資助都用於支持學生參加會議。我也得以將盈餘款捐贈一百萬元給在籌備期間全力支持的清大材料系



十、橋本初次郎教授

在日本友人中,結識最久並交往最深的是橋本初次郎 (Hatsujiro Hashimoto) 教授。橋本教授朋友稱 Hashi (橋),是電鏡界的前輩,在第二次世界大戰末期廣島原子彈爆炸時,他正在距離爆炸中心僅一英里的地方攻讀博士學位!由於他當時身處為數不多的磚砌建築之一的一樓,並在電鏡冷卻水蓄水槽旁,所以毫髮無損地倖存了下來,並且撲滅了一場火災,保住了實驗室設備。同時他也曾是諾貝爾物理獎熱門人選,是傳奇人物。

初次見到Hashi 是 1981年,當時他應邀來台參加第一屆電鏡學會研討會並發表演講。由於他是湯瑪斯教授摯友,所以很快與我熟稔起來。在以後約二十年期間每一、兩年總會來台講學,而通常是有我接待,兩人成了忘年之交。

橋本教授有很深的漢學涵養,書法一流,旅行時常不辭辛勞,攜帶沉重的文房四寶,包括各種尺寸毛筆,現場揮毫,贈予友朋。同時長於素描,創作的水彩畫集很引人注目,這些畫作記錄了他所遊歷的眾多國家。無論是參加會議的短途旅行,還是只是在風景優美的地方漫步,他都會快速地用鉛筆勾勒出草圖,然後在晚上進行上色。在這些令人印象深刻的水彩畫中,有些被用作聖誕賀卡寄給朋友,是罕見的多才多藝理工學者。

Hashi 與大陸電鏡學會有很深的淵源,1991年他在日本岡山大學舉辦的中日電鏡會議中,邀請包括我在內的台灣電鏡學者參加,促成往後兩岸電鏡學會的密切交流。最後一次與他見面是在 2004年,當時我應邀參加日本電鏡學會為他舉辦的慶祝八十歲誕辰研討會,集世界電鏡界大師於一堂,可見他在學術界地位的崇高。

橋本教授在 2017年以九十五高齡辭世,是一位讓人永懷的前輩學者。


十一、三次擔任校長遴選委員會委員

清華於 1993年 6月,因應已知即將修訂的「大學法」,在校園民主聲中,展開遴選校長作業,我獲工學院教授投票推舉為兩位遴選委員之一,
遴選程序後由沈君山教授於 1994年2 月接任校長;三年後因任期屆滿,且近退休年齡,沈校長決定不再續任,而由陳信雄教務長在新校長就任前代理校務。

第二屆《遴選委員會》於 1997年1月組成,我又再度被推選為代表工學院的遴選委員。遴選委員會組成後推選中研院李遠哲院長為召集人,我為副召集人最後推薦三位校長候選人呈報教育部,由教育部核定原任伊利諾大學香檳校區電機系劉炯朗教授為校長,於 1998年 2月 1 日就任。

劉校長於 2002年 1月 31 日屆齡退休,清華於十個月前再度展開遴選作業,也再由李遠哲院長與我分別擔任正、副召集人,最後由教育部核定柏克萊加州大學天文系徐遐生教授為校長,於 2002年2月1 日就任。

由於徐校長決定不尋求續任校長,清華再度展開遴選校長作業。我因已擔任三次遴選委員,而遴選程序已上軌道,在工學院推選代表前,退出候選名單,不再參加遴選作業。

我在 1997年曾撰寫「國立清華大學遴選校長經驗」一文,刊載於黃俊傑教授編《大學理念與校長遴選》專書中,其中建議直接由校遴選委員會推選校長,而不宜由教育部再加最後一道程序圈選,另外認為年齡限制不合理。沒有想到後來我是以一階段遴選擔任校長,而又因年齡因素無法連任。

九、當選中央研究院院士

中央研究院依章程,每二年由院士會議選舉新院士。2006年我當選數理科學組第二十六屆院士,是相當難得的殊榮。 當時中央研究院院士分為數理科學、生命科學與人文社會科學三組,工程領域在國內深耕的學者,獲選院士者僅有張俊彥院士,而且已過十年。我之後要再過八年,才選出李琳山院士。這與國內數理領域學者每屆都有一、兩位當選,不成比例的少。因此,中研院於2016年,新設工程科學組,情況正逐漸改善中。

一般認為當選院士要靠實力,這無疑是基本款,但人脈同樣重要,尤其是有力人士在院士會議中極力推薦。我很幸運,有張立綱院士作為主提名人,許多深孚眾望的前輩美言,終於能脫穎而出。令人感傷的是,張院士因病未能參加兩年後的院士會議,不久後即辭世。

許多國內學者,雖然研究卓越,但與旅居美國的學者相比,不容易在國際上揚名立萬。有一屆數理組候選人中,有七位美國工程院院士,結果當選四人,自然擠壓國內學者當選的機會。

另一方面,由於我後來也多次參加院士會議,選舉同儕,可寄語國內研究突出學者的是,除爭取國際榮譽,多建立人脈外,對國內外學術社群發展,卓有貢獻,也是加分項。

十、國內其他榮譽

之前,也獲得國內許多難得的獎項,包括教育部第二與第五屆國家講座 (1998-2001,2001-2004,終生榮譽) ,傑出人才發展基金會講座 (1998-2003,2006-2011),清華大學工程講座 (2003-2006),國科會傑出特約研究人員 (2001),國科會特約研究人員 (1995-2001),中山學術獎 (1991),有庠基金會奈米科技講座(2006),東元科技獎-高級材料類 (2001),潘文淵基金會研究傑出獎 (1999),侯金堆基金會材料科學類傑出研究獎 (1993)以及中國材料科學學會陸志鴻獎章(1993)等。

十一、國際榮譽

2007 年,我獲得美國礦冶與材料學會(The Minerals, Metals and Materials Society
TMS)頒予 2008 William Hume-Rothery Award,以表彰「對合金科學的傑出學術貢獻」。William Hume-Rothery Award 為美國礦冶與材料學會紀念英國牛津大學材料系創系講座教授 Hume-Rothery 而於 1972年所設,旨在肯定合金材料科學有傑出研究成果的學者,多年來歷屆得主名單猶如世界材料學者名人堂,

Hume-Rothery 獎牌於 2008年 3月 11日在美國奧良市TMS年會中頒發,同時依傳統由得獎人為冠名研討會 (Hume-Rothery Symposium) 主辦人,有許多國際知名學者與會。特別感謝盧志遠院士特別專程前往,並宴請與會嘉賓,同時國內的材料分析公司閎康科技也慷慨地提供財務支援。

我在美國一共參加四個學會,很感恩的是,除 TMS 外,也受到其他三個學會的肯定,包括 2001 年獲選美國真空學會會士 (AVS Fellow) ,2010年美國電化學學會電子與光子學門獎 (Electronics and Photonics Division Award,Electrochemical Society) 以及 2011 年當選美國材料研究學會會士 (MRS Fellow)。

其他國際榮譽,包括 2009年當選世界科學院 (Word Academy of Sciences) 院士以及2013 年當選俄羅斯國際工程學院 (International Academy of Engineering,Russia) 院士。

2026年2月18日 星期三

新竹清華一甲子(十): 1977-1999 (二)

新竹清華一甲子(十): 1977-1999 (二)

磊晶矽化物單冊論文

與聶家威博士攝於清華

與鄭晃忠盧火鐵謝詠芬博士攝於羅馬

與張俊彥校長林文台教授遊三峽

與柯亨教授遊太魯閣

獲頒清大最佳研究獎

沈君山校長道賀函

教育部學術獎獎狀

原子分辨電子顯微鏡

Ti/Si 非晶質中間層

非晶質中間層單冊論文

材料化學與物理期刊封面

主持人才培育研討會

材料科技聯合會成立大會

IUMRS第二 副會長銀質紀念章


十三、磊晶矽化物

自康乃爾返台後,研究重點漸轉向金屬矽化物研究。由於系裡原就有由積體電路大型計畫購置的電子槍蒸鍍薄膜設備,所以得以再一次順利轉換跑道。

在半導體中,異質,如矽化物和矽晶,磊晶成長需要滿足很嚴格的條件,所以預期能成長磊晶的矽化物很少。另一方面磊晶矽化物有電阻率較低的優點。由我們的研究發現,在適當條件下,往往可在局部生長幾十,甚至幾百微米或更大的磊晶,這在當時是一項突破,論文於 1984年出版於相關領域的頂尖期刊應用物理快訊 (Appl. Phys. Lett.,APL) 中,也是我第一篇以通訊作者身分,在 APL 發表的論文。

部分因為這篇論文,我受邀到美國材料研究學會 (Materials Research Society,MRS) 研討會給受邀演講,受到注目,也接受邀請,陸續到康乃爾大學,Caltech 與  IBM 研究中心演講。由於後續很多學生的努力,漸建立起在磊晶矽化物成長的世界領先地位。我也與杜經寧院士共同受邀在高影響因子 (High impact factor) 回顧性期刊 Materials Science Reports 以「磊晶矽化物在矽晶上的成長」為題,撰寫一長達八十八頁的單冊 (Monograph) 論文,於 1991年出版,被廣泛引用。

十四、穿透式電鏡橫截面試片

穿透式電鏡試片通常是平視型 (Plane view) 試片,將打薄試片以化學蝕刻方式穿孔,以利觀察孔口附近薄區結構。對薄膜材料來說,如能從側面觀察,可得到很珍貴的資訊,但在一九八零年以前,製作橫截面試片是極少數世界級的研究者的絕活,同時需要用到當時珍稀的離子研磨機 (Ion milling machine),對大多數研究者是可望而不可及。

清華材料系 79B 學生聶家威,在兩年役期後,於 1981年加入我的研究室,從事離子佈值矽研究。在極困難情況下。嘗試製作橫截面試片,到完成碩士論文時仍未成功。幸好家威決定繼續留在研究室攻讀博士,鍥而不捨之下,終於大功告成
一方面可見博士級研究的重要。一方面也讓家威成為台灣電鏡界製作橫截面試片先驅,而橫截面試片的製作,也成為日後我所有用到電鏡研究生必備的技術。

十五、材料系博士班

材料系於 1981年經教育部核准設立博士班,第一屆博士生有 5位,陸續於 1985年後畢業,博士畢業生在 1990、1995、2007、2010年當屆各達到 14、21、35、47人,到 2025年,共畢業 841人,於 1977年相比,全台材料專業博士不滿 10人,恍如隔世。

我的第一個畢業的博士生是鄭晃忠,畢業後到交通大學電子工程系任教,第二位是林文台,畢業後到成功大學任教,第三位則是聶家威,畢業後移民美國,先在 Caltech 擔任博士後,再自行創業。其後的學生初期有少數到工研院,絕大多數都到產業界,近年來則有多位學生在大學任教,也可見台灣材料界博士就業的趨勢變化。

在學生群中,1988年畢業的盧火鐵博士,是台灣第一家積體電路公司聯華電子所雇用的第二位博士,其後加入的謝詠芬與謝文益博士,在聯電博士群中,工號都可排到前十
三人在聯電都晉升為處長級幹部,再加上我的研究助理游萃蓉教授從清華借調到聯電擔任研發副總以及擔任聯電副總多年的許志清,可謂是我二零一八年起擔任聯電董事會獨立董事的先聲。

值得一提的是,鄭晃忠畢業後約有十年間,常與我一起出國開會與旅遊,其後由林文台接棒。兩人都於 1993年與我同遊三峽,林文台則剛與我於二月初自汶萊遊歷歸來。

十六、材料系所第二重點領域方案

在《加強培育及延攬高級科技人才方案》指導下,教育部研擬加強培育材料科技人才。過程中首先聘任美國麻省理工學院教授柯亨 (Morris Cohen) 為顧問,訪視材料系所。柯亨教授所以成為人選,是因為我拜讀過他擔任美國國家研究委員會(NRC)材料科學與工程調查委員會的聯合主席時,由委員會發表了《材料與人類需求》(Materials and Man's Needs)報告而推薦
。這報告通常被稱為科恩報告對美國材料教育和研究領域的國家政策產生了重大影響。

由於教育部接受我的建議,我也銜命乘在 MIT 所在地波士頓開會之便,面邀柯亨教授,而他也爽快地應允。猶憶那是一個寒冬之日,隨柯亨教授經過各館舍間宛如迷宮般保暖長廊情景。

柯亨教授於 1985年春季來台,我也全程陪同參訪當時已成立的台大、清華、成大、中山四所材料系所。柯亨教授很敏銳地指出,四個系所雖以材料為名,但教學研究都偏金屬材料,因此建議教育部支援各系所加強第二專長領域,如清華為電子材料,成大為陶瓷材料等,受到教育部的採納,施行「材料系所第二重點領域方案」,對台灣材料科技教育蓬勃發展有極大的貢獻。

柯亨教授雖名重一時,但人很謙和坦誠,曾談到他在 MIT 任教四十年,歷任校長中對學校貢獻較大的還是本身研究卓越的學者。另外他提到一位學生郭本堅,後來知道是清華校友,在1950年初,離開大陸而滯留越南,經他寫信給美國移民局,才得以獲准入境美國,感嘆國家紛亂之際,學者命運懸於他人一念之間。 

中國材料學會為感謝柯亨教授對台灣材料科技發展的貢獻,由林垂宙理事長發起募款,捐贈給在 MIT 設置的「柯亨材料工程」講座基金,並於 1987年年會,邀請柯亨教授作主題演講,並舉辦「柯亨冶金技術研討會」。

十七、教育部學術獎

由於與國內外學者合作,以及學生們的努力,在研究上漸嶄露頭角,受到許多獎勵。首先是清華大學在 1983年頒授的「第一屆最佳研究獎」。接著是 1984 年獲得國科會新設的「傑出研究獎」。根據國科會辦法,是以兩年一期,我也因而得以連續獲得五次,並獲時任清華校長沈君山專函致賀。
為空出名額增加其他申請學者獲獎機會國科會於 1994年修正頒獎法,得獎三次以上學者,得轉任「特約研究人員」,獎金依舊,我也欣然轉任。

再者
,於 1986年獲頒教育部「74年度工科學術獎」。由於規定當年限制四學科每年得主只有一人。是難得的殊榮,我也備受鼓勵。

十八、論文發表

做科學研究在有聲譽同儕審查期刊發表論文極為重要,因為一方面經專家檢驗,品質有一定保證,同時也轉為公眾資源,由共享協助科技發展。雖然「不出版即滅亡」(Publish or perish) 為學術界所詬病,「研究結果不公開發表,等於沒有做」,也頗接近事實。

台灣學術界在應用物理與國際接軌,約為一九八零年代中期之事。以當時台灣投稿論文接受率很低的頂尖期刊「應用物理快訊」( Appl. Phys. Lett. APL) 而言,台灣學者在 1984-1988五年間,共發表四十篇論文,其中包括我的研究小組發表的十三篇,約占三分之一。這中間不無主要是歐美學者審查論文略有偏見有關的因素,但僅量走出去,讓人不能忽略實力,才能打破藩籬。

十九、金屬與矽晶非晶質中間層

在一九八零年代中期,由於美國 IBM 研究中心與貝爾研究所 (Bell Laboratory) 學者不約而同的發表論文,指金屬薄膜與矽晶界面原子以結晶方式排列,涇渭分明,但我們從鈦與矽晶橫截面試片觀察,在未退火試片中,中間即有一厚達 2奈米的中間層,而此中間層,會隨退火條件成長,是很令人驚訝的結果。

最初觀察到非晶質中間層,不能排除可能受到汙染,或是製作試片時介入的結構 (Artifact),因此很小心的一再測試,並利用原子能譜表面分析儀 (AES)分析界面成分,再加上自由能 (Free energy) 計算,皆顯示這是由金屬與矽原子混合生成的非晶質中間層。

另一方面,在教育部支持下,研究室得以購置超高真空雙電子槍蒸鍍設備,並配有臨場反射電子繞射 (RHEED) 分析儀,得以清楚觀察到在超高真空狀態蒸鍍鈦原子,界面由矽晶,逐漸非晶質化,直到偵測到外覆鈦結晶層,可謂一錘定音。

接著。發現非晶質中間層在高溫金屬以及稀土金屬/矽晶系統中甚為普遍,衍生出許多後續工作,成果既具基礎性,也有應用價值,以我於 2000年在回顧性期刊Materials Science and Engineering R (由Materials Science Reports 改名) 以「金屬/矽晶固態非晶質化」為題,發表單冊論文,作一階段性的總結。

《孟子·盡心下》有云: 「盡信書,不如無書」,從非晶質中間層研究上,可見研究尤其如此,勇於質疑,一旦有所突破,才能進入一個新的境地。由於搶得先手,又有許多博士生的助力
至少有兩位美國名教授曾謙虛的表示,趕不上我的研究進展。

檢討起來,要感謝教育部、國科會與清華大學長期而有力的支援,有許多優秀的博士生共襄盛舉,而我是能專心投入,把握優勢的幸運兒。

二十、原子分辨電子顯微鏡

清大材料系 TEM 更上層樓是購置了型號為 400 KeV JEOL-4000EX TEM (HRTEM) ,也是台灣第一部具有原子分辨功能的  TEM。這要拜教育部推動材料所系「第二專長」方案,協助各材料系拓展金屬材料以外的研究領域,當時也有別的學校在積極爭取,最後清大得以勝出,除了靠研究業績外,清大材料中心提供配合款的全力支持也是關鍵因素之一。

有了 HRTEM,在研究上更如虎添翼,尤其在界面結構上,得到許多新穎而獨特的結果。如在金屬與矽晶非晶質中間層研究上,決定主要擴散原子,第一生成相或多相共生,成長活化能,以及磊晶矽化物/矽晶界面結構等。

二十一、擔任國際期刊「材料化學與物理」主編

「中國材料科學學會」自 1958年成立以來,即在創辦國際期刊方面多方努力,但由於客觀情勢的限制,多年來一直未能實現。1990年學會理監事會在當時理事長吳秉天先生與前任許樹恩、林垂宙理事長等材料界先進倡議下,研議出版國際期刊可行性,並於當年 7月 21至 22日邀集學術研究界領導人士 80位,假桃園中正國際機場旅館,舉行研議出版國際期刊會議,會中達成創辦具有高水準之國際化期刊共識,並成立「國際期刊籌備小組」,由本人擔任召集人,積極展開籌備工作。

在國內辦科技性國際期刊的意義可能有多重:一是提升我國學術地位與研究水準,二是展現我國科技實力,吸收國內優良稿源,作為我國科技成果櫥窗,三是促成國際合作,打破孤立,增進我國與國際學術界之互動。四是祛除學術邊緣心態,爭取從事學術主流事業地位,五則是回饋國際學術界。

籌備小組首先致函全球約十家出版公司,探詢與學會合作出版的可能性。經過冗長的聯繫接洽過程,終於與世界最大學術期刊出版公司荷蘭 Elsevier 公司於 1991年 11月 19日簽訂一長達六年合約,合作出版國際期刊 “Materials Chemistry and Physics” (材料化學與物理,MCP),以 1992年 7月 1日為合作出版基準日。與 Elsevier 公司合作出版MCP最大優點為 Elsevier擁有全球發行網,同時該刊已列名於「科學引用索引」(Science Citation Index,SCI)。1992年 7月 1日以新設計 MCP的封面、版面(從 B5改為 A4大小)嶄新風貌面世。

與國外一流出版公司 Elsevier合作出版的優點是能維持一定的編印水準,不僅印製精美、有相當高水準論文英文編修,而且具有全球發行網,提供網際網路線上檢索、電子期刊服務,近年來更推行網路投稿,喜見電子期刊發行網大增。同時國內當時收錄於 SCI中的期刊共有七種,但長期以來國外稿源佔一半以上的僅有 MCP。以此國際化尺度而言,MCP也是接辦時亞太地區唯一真正國際化的材料科學工程學術期刊。

在接辦 MCP之初,在吳秉天理事長等先進籌措下,陸續獲得工研院、李國鼎基金會、華新麗華公司、立青基金會、台達電子基金會、中技社等資助。自 1994年起,連續獲得國科會「傑出期刊獎」及相當實質的經費獎助,財務問題得以趨於穩定。

本人於 1992年 MCP創刊初期,在無意願之情況下,因先進們敦促之下「盛情難卻」勉任主編,2003年終得如願辭卸編務,當時感覺以「如釋重負」形容應甚為貼切。近年 SCI Impact Factor 已高達 4,後勢更為看好
應特別感謝接任主編之林光隆、杜正恭等教授,盡心盡力,讓 MCP 更上層樓。

二十二、擔任「中國材料科學學會」理事長

「中國材料科學學會」(MRS-T) 於 1958年在陸志鴻先生等許多材料界前輩積極推動之下成立。近年來國內材料科技蓬勃發展,MRS-T 功不可沒。個人多年來有幸與材料科學學會和材料科技一起進步,分享成長的喜悅,更於 1995-1999年,擔任學會理事長,歷年重要工作包括:

(一)、 推介材料科學、闡揚材料社群觀點,
(二)、舉辦學術論文發表會與研討會,
(三)、定期出版國際期刊「材料化學與物理」等,
(四)、出版中文教材及手冊,
(五)、建立與維持全球資訊網路站,
(六)、推動課程教材上網路,
(七)、開辦教育訓練課程,
(八)、推動成立「材料科技聯合會」
(九)、積極參與國際學術活動,
(十)、表揚優秀材料科技人士。


MRS -T 成立的最主要的宗旨在提升我國材料科技研究水準。學會的工作自然以提升材料科技研究水準與服務會眾為首要目標。專業學會工作可以發揮的地方很多。為使有限資源發揮最大功效,實有賴建立良好的取捨標準,經過討論思考,確定應循整合性、前瞻性、適時性、需要性的方向原則下盡力進行,在充分發揮效率與彈性情況下,結合產官學研各界力量,釐定前瞻性的政策,採取開創性的作法,更進一步提昇學術研究與人才培育水準與層次,而積極配合國家整體科技與經濟發展。材料科學學會擁有經常保持聯繫會員一千餘人,包羅產官學研各界菁英,具有相當可觀的整合力量。在未來我國材料科技發展上,應可扮演更積極主動的角色。

二十三、材料科技聯合會

「材料科技聯合會」經 MRS-T倡議,邀集國內十五個與材料科技相關專業學會、協會負責人為共同發起人,於 1998年 5月正式成立。定位為非營利聯誼團體,並以人員、刊物、出版品與活動資訊交流,及學術活動合作為主。成立會中推選本人擔任第一任會長,負責聯繫事誼、建立聯合網頁、發佈訊息、召集會議及報告推動成果。初期已建立聯合網頁,定期發行「聯合會」專頁,與粉末冶金、鑄造學會於年會期間合辦學術論文發表會等。聯合會成立初期頗見成效,只可惜繼任的會長接任後不久即奉調赴美,未能再積極推動會務。

二十四、國際材料研究學會聯合會

MRS-T 為國際材料研究學會聯合會(IUMRS)創始會員。該會會員包括美、日、韓、中國大陸、我國、印度、歐盟二十五國、俄國、墨西哥、阿根廷、澳洲等材料研究學會組成之全球性學術團體。學會除積極參與歷年之IUMRS系列國際會議,包括國際電子材料會議(ICEM)、國際先進材料會議(ICAM)與亞洲區國際會議(ICA),以及曾主辦多次該系列國際會議,本人並於1999-2001 年擔任聯合會第二副會長。最近一次MRS-T 主辦之會議是 2017年在台北南港展覽中心之 IUMRS-ICA 會議,有亞太地區十六國一千一百餘人參加,盛況空前。

2019年 10月,IUMRS在大陸杭州舉辦三十週年慶紀念會,本人與材料學會彭裕民理事長等應邀參加,並獲頒擔任第二副會長銀質紀念章一枚。

2026年2月15日 星期日

新竹清華一甲子(九): 1977-1999 (一)

新竹清華一甲子(九): 1977-1999 (一)

初到清華

與指導學生候中妤合影

電鏡使用情況報告

開班授徒

與湯瑪斯教授訪問大同公司

材料科技研討會

李國鼎政委榮獲陸志鴻獎章

材料科學中心簡介

研習會簡章

松村教授著作

松村教授在東京休養中

百齡堂前

贈書林青霞女士

一、新竹清華大學

清華大學於 1911年於北京成立,可謂與民國同壽。大學的設立有一段曲折的歷史,但可歸因於美國退還多索的庚子賠款,並指明須用於發展高等教育之故。由於經費充裕,經營得法,迅速成為國內學術重鎮,同時師生在中國現代化努力中居於舉足輕重地位。

1949 年兩岸分治,原任北京清華大學校長十七年的梅貽琦校長輾轉赴美,處理由庚子賠款衍生的清華基金事務
在國民政府號召下,於 1956年返台建立新竹清華大學,篳路藍縷,從原子科學研究所招生十五人開始,發展成全科頂尖大學。

二、清華工學院

清華從 1964年開始招收大學部學生,陸續增設核子工程系以及理學院數學、物理、化學三系。1972年設立工學院,包括工業化學系 (後改名化學工程學系)、材料科學工程學系、動力機械工程學系等三個學系,1974年增設工業工程學系,1976年增設電機電力工程學系 (後改名電機工程學系)。

清華在工學院有畢業生以前,一年畢業164人 (1975年),到工學院五系都有畢業生後,增加到 403人 (1980年),不只翻倍,如今畢業學士即達 2026人 (2025年),規模不可道里計。

三、材料系

材料系是新興科系,世界第一個材料系於 1960年在美國西北大學設立。由於科技發展的趨勢,傳統材料領域中以金屬材料為主要研究對象的冶金系教育已嫌不足, 一方面逐漸擴及到半導體、陶瓷等材料,一方面必須加強在量子理論、固態物理等新興科目的教學研究,促成材料系的誕生。清華在徐賢修前校長的遠見下,於 1972年成立台灣第一個材料科學工程學系。

由於在一九七零年代較少留學生返國服務,同時穩定性也不高,清華工學院的師資普遍不足。材料系在 1977年我報到時連我與另一新進教授,只有教授七人,另有一位講師。如果看畢業生,在 1977年前四年,總共畢業的碩士生只有三十九人,大學部自 1976年起有畢業生,一班約五十人,屬於草創初期。

四、教學相長

初到清華,依專長所教的兩門課是三學分的「固態物理 (上)」以及兩學分的「X光繞射與電子顯微鏡」。由於不習慣連續講課一、兩小時,教課時,常感到喉嚨很不舒服,再加上寫黑板,粉筆灰飛揚,又影響呼吸,一度自認不適合教書。所幸喉嚨問題在一、兩個月後不藥而癒,到現在給清大高階經理碩士在職專班 (EMBA) 學生連續講課三小時,仍游刃有餘。粉筆灰的問題,也漸由改用投影片教學解決。

這兩門課對我來說挑戰不大,但因受柏克萊老師 Eugene Commins 影響,力求講課不看筆記,備課時間較長,好處是也較能掌握課題的方方面面。雖不敢說融會貫通,頗能感受到教學相長的益處,對往後研究也大有幫助。

「固態物理 (上)」與「X光繞射與電子顯微鏡」分別是大四選修以及大三必修課。可能當年材料系學生物理背景較弱,
「固態物理 (上)」學期成績雖經放寬考量,仍有幾位被當。後遺症是上學期選修學生有二十六位,下學期選「固態物理 (下)」的學生只剩八位,當然不免失望。比較可安慰的是這八位學生中,有好幾位後來在學業與事業上有很好的表現,也與我有密切聯繫。

另一方面,修大三必修課的 79B 級學生在課業成績則較優良。按清華大學部學生的級別以畢業時公元年份而定,例如 1979年畢業,則是 79B 級,其中B 代表 Bachelor,即學士。學生中好學深思的不少,後來獲得博士學位的有二十多人,有十多位在國內外大學任教,其中黃志青榮膺教育部國家講座
好幾位成功的企業主,表現不凡。

下學期除「固態物理 (下)」外,另教一門碩士班三學分的「電子顯微鏡」課。當年碩一學生有二十人,其中有十六人大學畢業自物理系,程度好而用功,也常在課後問好問題,讓人更能領略教學之樂。

五、鋼鐵的熱機處裡

在研究所碩士班,較常見的是碩一學生雖然選定指導教授,但第一年主要是修課,從第二年暑假起才全力展開研究,共約兩年才畢業。由於我接收了一位剛離職的教授留下的兩位碩二學生,衡量材料系的設備與我的專長,所以立即開始鋼鐵材料的滾壓及高溫退火強化研究,也於一年後順利畢業。這兩位學生分別是材料 76B 的朱建平與楊泛美,日後拿到博士學位後,分別在成功大學與南台科技大學任教,現均已退休。

建平在一次寄給我的生日賀卡中,寫到「青年人的楷模,成年人的羨慕,科學家所缺少的人生智慧,政治家所缺少的正直清廉,都在您身上找到了答案。」雖然溢美,但也給我很大的鼓勵。

在新學年新收四位碩士班一年級學生,其中鄭晃忠與王紀中畢業於台大物理系,吳逸蔚與吳才偉則為清大物理系畢業生。經過一番考量,鄭晃忠與吳才偉以鋼鐵的熱機處理為研究主題,吳逸蔚與王紀中以及我的第一位專任研究助理施義成則從事離子佈植矽研究。五人後來都拿到博士學位,鄭晃忠並成為我第一個博士生,施義成是材料 76B 畢業生,日後也成為材料系系友會第一任會長。

六、離子佈植矽研究

在半導體元件製程中,摻入雜質改變電性是必要的步驟之一,而在 1970年代中期,利用加速器植入三價或五價原子於矽晶已是主流技術
拜國科會推動積體電路研究大型計畫之賜,清華得以購置一部離子佈植機。由於離子佈植與我在 UCLA 粒子照射實驗差別僅是植入的原子不同,而電鏡是產生的缺陷分析利器,剛好材料系本就有一台 JEOL 100B 電鏡,而我也有製作矽晶薄膜試片的經驗,當時又處於積體電路應用勃發階段,因而決定投入離子佈植矽研究,再延伸到積體電路薄膜研究,竟成為我往後二十年的研究主軸。

七、台灣區電鏡使用狀況調查

返國後,有感國內電鏡使用情況甚不理想,因此建議「中國材料科學學會」會同國科會儀器中心辦理「台灣區電鏡使用狀況」調查,從掌握較全面現況
再提供改善建議。在一次由國科會張去疑副主委主持的會議中,指定我擔任主持人,並請生命科學領域的盧國賢教授擔任共同主持人,經問卷以及實地探訪,於一九八零年一月提出報告。

調查發現,國內各公司學校機關已裝有各式電子顯微鏡 50餘部,而且此數目有快速增加之勢。另一方面,普遍效果不彰,主要原因是缺乏受過適當訓練的研究及操作人員,廠商售後服務不理想以及一般研究環境不能配合,據此提出多項建議。現今回顧,台灣學術界與產業界,在電鏡研究表現以及應用上,均已達國際水準,風景殊異,是非常正面的發展。

八、電子顯微鏡訓練班

鑒於國內電鏡使用普遍缺乏專業人才,開設「電子顯微鏡訓練班」不失為近期有效改善辦法,在系主任劉國雄教授的支持下,於一九七八年暑期開設包括講課與實習兩週,每週六天研習。

由於實習需付儀器使用費等,故將研習費用定為一萬五千元,接近當時一位教授的月薪。結果反應極為熱烈,本來預定開設一班二十位學員的研習班,依報名情況連開三班,足見需求之殷切。學員中,不乏公私立大學教授,多為公私營企業的技術人員。

很讓人感動的是學員不畏第一週六天,每天六小時共三十六小時的密集課程以及第二週四十小時實習的辛苦學習情緒高昂,與講師的互動也很多。雖然研習結束後,學員在問卷中對研習經驗很是肯定,但後續追蹤的結果則並非完全正面。真正的效果還要看工作單位是否能給學員足夠的空間發揮。

九、工業材料研究所籌備處

政府為配合工業及國防需要,加強材料科技的發展,由經濟部委託工業技術研究院籌備、設立工業材料研究所,於 1981年 4月成立籌備處,預定 1982年 7月 1日正式成立。

籌備處由原中山科學研究院莊以德博士擔任主任,他曾在行政院科技顧問組協助全國材料科技之規劃及推動,因而與我有些交往。承蒙他在我從康乃爾回台的第二天,專程到清華邀清我擔任籌備處的顧問,我也爽快地答應。不意也讓我以顧問方式與工業材料研究所結緣超過二十年。

當時籌備處暫借清華附近的聯合工業研究所空間,我報到的時候,連幾位國防役的年輕人,一共不過十餘人,因此我也可算該所元老之一。

在籌備處的工作之一是籌辦「材料科技研討會」,包括「材料問題討論會」以及「材料技術分析研討會」,前者是為增進國內相關工業公司、工廠負責人,對材料問題的瞭解,促進交流連繫,後者是為提高技術主管與實際工作人員對材料技術、測試、分析的認識,促進材料技術人員之交流。研討會於 1982年 2月 17及 18日在台灣科技大學順利舉行,場面相當熱鬧。

莊以德兄因故並未在工業材料研究所成立後留所工作,不久奉派國科會駐美國舊金山科學組組長,促成「玉山科技協會」的成立。後來
我擔任國科會副主委任內,與其在尾牙時晤面,已時逾四分之一世紀。

十、四大重點科技

  1978年 1月政府在李國鼎政委推動下,召開了「第一次全國科學技術會議」。根據會議結論作出《科學技術發展方案》,主要包括:建立能源、材料、資訊、生產自動化四大重點科技、設立新竹科學園區、大量扶植與延攬海內外學人、建立海內外科技顧問制度等。並依此,聘請湯瑪斯教授等為材料科技顧問,為台灣材料界注入了一劑強心針。前此,李政委也協助國科會發起大型電子計畫,支持台大、交大、清大、成大四校分別研究積體電路各階段的製造與應用技術
,包括讓清大得以購置離子佈值機

  「第二次全國科學技術會議」在 1982年 2月召開,主要決議有:科技經費由GNP的 0.6%提高到 1%。隨後,又訂定了《加強培育及延攬高級科技人才方案》,在培育國內人才方面:擴大博、碩士班招生名額;擴大教師出國進修名額;制定國防役條例,使科技碩、博士研究生畢業時得以科技工作代替兵役,報考軍方或民間重要科技單位服務六年(後來減至四年)。由李政委主導的種種措施
對台灣材料科技發展貢獻極大,也因此獲頒中國材料學學會最高榮譽「陸志鴻獎章」。

我個人與李政委的接觸印象最深刻的一次,是在他訪問清華時,爭取購置當時為八百萬元天價的 200 keV 電鏡,獲得應允,讓清華電鏡分析如虎添翼。

十一、擔任材料系系主任

1982年 8 月 1日,我在工學院李昭仁院長推薦下,由毛高文校長任命為材料系系主任。

擔任系主任的第一件要務是處理系館搬遷事宜。材料系原來與工學院其他系所共用「工程一館」,這時剛好「工程四館」
,後稱「材料科技館」第一期工程完工並將啟用。一次與張昌華建築師一起訪視新館時,發現門板似嫌單薄,張建築師在驗明後,立即要求施工的營造廠將九十九面門板全部換新,讓人感受到單位主管的責任重大。按張建築師是清華校友,為聲譽卓著的名建築師,設計多棟清華經典建築最後一次與其見面,是在 2006 年我甫獲選中央研究院院士,清華校友會在台北舉辦的慶祝會上,當時他雖然行動不便,但仍精神抖擻,聲音宏亮如昔。2009 年初,他以百歲高齡辭世,獲清華大學頒贈「特別貢獻獎」予以追思表揚。

依據《加強培育及延攬高級科技人才方案》,在行政院科技顧問組指示下,分在國內主要大學,成立航空、力學、大型積體電路及材料科學四中心,清華也順利爭取到設立材料科學中心,並由工研院工業材料研究所支援。

在政府多種方案支持下,包括國科會推動的「貴重儀器中心」,材料系得以增添不少貴重儀器,由於集中安排在一樓,總經費超過一億元
堪稱「黃金走廊」,名聞遐邇。因而在 1983年暑期開辦「材料鑑定分析研習班」,包括各兩週的「電子顯微鏡研習班」與「X光繞射與螢光分析研習班」,各一週的「表面分析研習班」與「原子光譜成份分析研習班」,盛況空前,獲得熱烈回響。

系主任的工作甚為繁重,行政支援普遍不足,我後來在很多場合都以服「有期徒刑」稱之,再加上當時我是以材料系最年輕教授出任主任,難免有同事不服,以各種方式抵制,所以雖辛苦但並不愉快。到「材料中心」成立,兼任主任的工業材料研究所林垂宙所長,也是後來的工研院院長,邀請我擔任副主任,我即欣然答應,脫離是非圈中心,雖難免遺憾,但也自問已盡力而為,無愧於心。

「材料中心」後來改由清大獨自經營,我也卸下副主任之職。值得一提的是,政府對四大中心都有撥款興建大樓,但清大在後來經程序,向教育部申請核准,改用該筆經費興建人文社會學院館,這也成為日後我常在清華提醒人社院同仁的逸聞。

十二、松村源太郎教授

松村源太郎 (Gentaro Matsumura) 教授是來自日本的訪問教授,為陶瓷材料專家。他在美國拿到博士學位,並在杜邦 (Du Pont) 公司工作多年,回日後遭到本土學者排擠,經介紹先到成功大學,再轉到清大擔任訪問教授,授課之外,並指導幾位研究生,包括後來擔任台灣大學材料系系主任段維新。他學識淵博,在專業之外,著有「天皇的島嶼:日本的故事」、「台灣: 昔日與今朝」等書。與我很談得來,不時與我一起餐敘。一次在新竹市區午餐後,與他乘計程車返回清華百齡堂後側招待所,正見天王巨星林青霞在百齡堂前拍外景,也是意外之得。後來有機會與林青霞女士談及此事,已是四十多年前的往事。

松村教授不幸於 1982年 2月,與清華團隊徒步旅行北橫公路完畢,返回招待所後,因腦溢血昏迷,住進台北榮總治療,並於 4月在昏迷狀態中返回日本治療,逐漸好轉,恢復神智,但半側癱瘓。由清華材料系發動的募捐募得約六十萬元,以供其養護護之用
由我將銀行本票面交在東京住院的松村教授及其女松村素子小姐。但教授家人經商議後,堅持轉來支付原由清華承諾負擔的約四十三萬元在台全部醫療費用。

在東京探望松村教授時,他念念不忘還未畢業的幾位弟子,並一再提起希望病癒後能再到清華任教,只可惜這願望未能實現,而他也在幾年後病逝。

2026年2月5日 星期四

新竹清華一甲子(八): 旅美十年 (三)

新竹清華一甲子(八): 旅美十年 (三)

與梅爾教授合影

以色佳湖邊

住屋前

與杜經寧院士餐敘

由老友 Baglin 頒 MRS 會士證書

與李恆德院士攝於三峽

兩位幼兒與梅爾教授和杜經寧院士

在Ancona大學會 Majni教授

與吳逸蔚博士攝於全錄研究中心

與張永山院士合影

與陳超乾系友會會長頒發獎學金

與學生們在矽谷相聚

與父親和家兄一家攝於加州

二十四、康乃爾大學

在清華,初期研究主要方向是關於金屬材料的機械性質,但漸轉向半導體材料。一方面是半導體材料應用正趨勃發階段,一方面也因為清華擁有離子佈值加速器以及電鏡設備,也就是研究離子佈值矽缺陷的基本設備,正好發揮我利用電鏡分析材料中缺陷的專長,因而轉向非常順利。

在離子佈值矽研究領域中的巨擘之一是美國康乃爾大學材料系的梅爾 (James W. Mayer,Jim) 教授,他與當時在 IBM 華森 (Watson) 研究中心的杜經寧博士同是金屬矽化物研究的先驅。經由杜經寧博士的推介,我於一九八零年十月到康乃爾大學擔任訪問學者一年,正式開啟研究金屬矽化物的工作,並持續約二十年之久

二十五、梅爾教授

梅爾教授於 1981年榮獲材料研究學會頒發的 Von Hippel獎,以表彰他「在離子植入領域的研究,該研究揭示了對半導體行業至關重要的損傷和再生長磊晶現象,並率先將離子束技術應用於材料分析」,同時也在矽晶金屬接觸方面做了許多先驅性研究工作。由於他的多項關鍵貢獻,被選為美國國家工程院院士。

Jim 曾在加州理工學院 (California Institute of Technology, Caltech) 任教多年,由康乃爾大學延聘為講座教授,僅比我早到校幾個月。他從 Caltech 帶來一座加速器,適合做離子背向散射 (RBS) 分析用,另外帶來幾個學生,反應在美國教授轉換學校的彈性。

他也是一位優秀的教師,指導大學生和研究生都非常出色,經常在晚上回到實驗室指導研究生。同時他還指導許多訪問學者和博士後,其中大多數人後來都成為了他的終身摯友。此外,他還創立了皇家波西米亞物理學會 (Royal Bohemia Physical Society),旨在促進從事此類研究的科學家和工程師之間的資訊交流。我也因此結識許多相關研究學術界巨擘與先進 (Who’s Who),對以後學術生涯進展有很大的幫助。

他為人幽默而誠懇,是我的貴人之一。為感謝他的提攜以及彰顯他在學術界的貢獻,我於二零零五年捐款給中國材料學會,設立 Jim Mayer 講座,邀請相關領域重量級學者來台講學,於二零零六年邀請 Jim 擔任第一屆講座,以後的幾位講座也都是薄膜材料研究重量級學者。

二十六、金屬矽化物

在康乃爾大學,漸熟悉新環境以及可能的研究課題後,決定將重點放在金屬矽化物研究。

在積體電路中,矽晶元件接觸、閘極、元件間連線等都要用到金屬薄膜。初期多用鋁或鋁合金材料,發現這類薄膜會與矽晶作用,在矽晶表面產生孔穴,影響元件功能,同時隨元件尺寸縮小,不良效應更為嚴重,因此需要尋找可取代的金屬材料,而金屬矽化物即為金屬薄膜與矽晶的化合物。由於大約十年後,金屬矽化物才被廣泛為積體電路界採用,在當時前瞻性研究尚屬探索階段。

二十七、金屬矽化物研究

在康奈爾大學從事金屬矽化物研究有一些利基,一是學校有一國家級的次微米元件設施 (Cornell Submicron Facility),可提供蒸鍍金屬薄膜服務,二是材料系有極佳的電鏡設備,包括一部200 KeV JEOL 200C 型電鏡,可做臨場加熱觀察試片反應,另一部則是具有原子解像功能的 120 KeV Siemens 電鏡,尤其是管理與維修的研究經理有如魔術師般,大小問題都可迎刃而解,讓電鏡始終保持在最佳狀態,使人有處於電鏡樂園感覺。

二十七、訪客與研究合作者

由於 Jim 不僅是研究界巨擘,而且親和性很高,廣結善緣,因此訪客不斷,其中不少是重量級學者,也成了我日後在學術界的人脈。

比較特別的是我曾協助接待從大陸來的一個訪問團,團長是北京清華大學材料系創系系主任李恆德院士。當時美中建交不久,該團可能是多年來第一個大陸材料界訪問團,在康乃爾頗受歡迎。李院士為美國賓州大學博士,一九五零年代初期學成欲返回大陸曾受阻,幾經陳情才得以如願。由於我們以後都積極參加國際材料研究聯合會 (IUMRS) 活動,接觸甚為密切,而成為終生好友。

在訪客中,杜經寧院士同時也在康乃爾大學與 Jim 合開薄膜材料的課,常有切磋機會。另外也有機會與 IBM華森研究中心 John Baglin 博士與貝爾實驗室的盛旦初研究員結識並合作研究。杜經寧院士後來與我保持長期合作關係,John 與我常在 IUMRS 活動中互動,並且於 2011年在我獲選為美國材料學會 (Materials Research Society) 會士時,擔任獎章委員會主委。盛旦初兄後來為旺宏電子延聘,立下大功,期間也與我有密切往來。

二十八、研究成果

Jim 指定一位來自大陸上海的學生洪良森配合我做研究,洪很優秀且用心,專長是 RBS 分析,但當時 RBS 設備尚未安裝完成,因此一方面學習用電鏡,一方面協助我製備試片。後來 Jim 更指派其高中剛畢業而來實驗室工讀的幼子 Bill Mayer 專門幫我製備電鏡試片,讓我得以專心做電鏡分析工作。

在一九八零年以前,金屬矽化物研究主要分析方法是 RBS 及 X光繞射,而電鏡分析可以得到許多這兩種方法無法得到的結果,再加上最適合薄膜分析,對我來說,如魚得水,所以研究進展極為順利,一年間出了六篇論文,包括首次在應用物理領域頂尖期刊應用物理快訊 (Applied Physics Letters) 以及應用物理期刊 (Journal of Applied Physics) 的論文,拜天時、地利、人和之賜,收穫很是豐碩,也為我以後約二十年主要研究課題,打下堅實的基礎。


二十九、師友與學生

我在康乃爾的研究室位於材料系館的側翼,與 Jim 研究小組英國籍的博士後 Chris Palmstrom 同居一室,兩人甚談得來。 Chris 後來成為明尼蘇達大學材料系講座教授,在 2008年我獲  TMS 的  Hume-Rothery 獎時,曾應邀參加同時舉辦的冠名研討會。

由於材料系館側翼室與應用力學系共用,巧在該系的華人教授鮑亦興院士研究室就在附近,因此有緣與鮑院士結識。鮑院士在康乃爾猶如華人大家長,每年歲末會邀請大家餐敘,我也在當年躬逢盛會。鮑院士後來應邀成為台灣大學應用力學研究所創所所長,貢獻極大。他在晚年雙目失明後,仍由人扶持參加中研院院士會議,很是感人。

在康乃爾材料系,至少有三位台大物理系的學弟和兩位清華材料系的學生正在同系攻讀博士,而蔡力行是其中之一;康乃爾大學材料系課程非常吃重,一學期三門課都會讓許多台灣去的優秀學生弄得昏天黑日;蔡力行從事陶瓷材料研究,在系裡經常相遇,也許已接近畢業,感覺上他在研究上頗能輕鬆以對,而且有很優異的成果,雖然當年無法預見他在日後會領導台積電與聯發科,但其臨事的從容瀟灑,仍讓人印象深刻。多年後中國材料學會設立 Jim Mayer 講座時,Mayer 教授曾抽空參訪台積電,並蒙他熱誠接待。而我與他再次交會,是在二零二二年,得以親臨他獲中央大學頒贈名譽博士典禮現場祝賀並致詞,可謂有相當緣分。

另一位後來的名人則是韓國籍的研究生白成基 (Bai Sung-Gi),人很用功和善,他從事陶瓷材料研究,因為也常用電鏡而與我熟稔起來。他後於 1986年返回韓國,成為浦項科技大學(Pohang University of Science and Technology,POSTECH)的創始成員之一,並於 2007-2011 年擔任浦項科技大學第五任校長。由於浦項科技大學與新竹清華大學同為東亞研究型大學協會會員,而我們有一段時間同時擔任校長,因而有多次敘舊機會。

三十、康乃爾校園

康乃爾校園座落於東山(East Hill)一片三平方公里的土地上,眺望西面的卡尤加湖 (Cayuga Lake) 和以色佳市中心,有壯觀的石灰岩峽谷和瀑布。校園建築屬哥德式、維多利亞式及新古典主義建築風格,也有貝聿銘設計的藝術博物館代建築,被譽為全美最美麗的大學校園。

康乃爾的酒店管理學院也曾被希爾頓酒店創始人稱讚為「全世界最優秀的學院」,教學酒店斯塔特勒酒店(Statler Hotel)以服務優良與美食著稱。我也有緣數度在此擔任陪客,印象甚為深刻。

離材料系系館南端不到一百公尺處。即可達 Cascadilla 峽谷,風景絕美
但也常是學生想不開時跳崖斷魂之處。我在康乃爾那年冬季期末考時,連續兩天有學生輕生,由於有感染性,學校趕緊通令封鎖消息,才不致讓悲劇擴大。

三十一、以色佳生活

康乃爾位於紐約州北部的以色佳 (Ithaca),當時連大學師生員工一萬八千人,全鎮不過兩萬五千人,是道地的大學城。居民除服務業外,以務農為主,大學附近幾乎全為農地。梅爾教授的次子 Frank ,即在此經營一葡萄園,夫人 Betty 則經營一特色小學,梅爾教授不時會邀請研究組成員與訪客到家餐敘,其樂融融。

在以色佳最大的購物中心是金字塔購物中心 (Pyramid Mall),除百貨公司、餐廳外,另有一家電影院
當年冬天在一個酷寒的星期日,由於看完電影後,購物中心大門已經關閉,必須自後門繞道至前門停車處,雖然穿著相當厚重,進車時已快凍僵,領略到當時體感溫度常低達攝氏負五十度的寒冷。後來也聽老以色佳人說,如碰上酷寒的冬天,卡尤加湖 (Cayuga Lake)會結凍,而當年剛好是結凍之年。

令人難過的是,對台灣賦稅改革卓有貢獻,曾任北京清華大學教授的康大教授劉大中院士夫婦,因劉罹患絕症,一起在購物中心附近旅館自盡。二零一九年,他在康大的同事梅祖麟院士夫婦訪問新竹清華時,曾談到與他夫婦在自盡前幾天交往的情況,讓人感嘆「斯人也而有斯疾」。

三十二、餘緒

在康大,除與梅爾教授、杜經寧院士與盛旦初兄結成終生好友外,也與洪良森、鄭龍如夫婦建立深厚情誼。其後陸續有互動的有明尼蘇達大學 Chris Palmstrom 教授、康乃爾大學 Mike Thompson 教授、國家拉斯阿拉摩斯研究所 (National Las Alamos Laboratory) Mike Nastasi 研究員、Caltech Marc Nicolet 教授、IBM F. d’Herule 研究員、義大利 Catania 大學 E. Rimini 教授、Ancona 大學 G. Majni 教授等。

值得一提的是,我在康乃爾是以訪問副教授名義受雇,依規定大學須為教師在美國教師保險與年金協會 (Teachers Insurance and Annuity Association of America ,TIAA) 加保,當時保金約為一千多美元。我多年未加理會,不意到前年結算時,連本帶利達到九萬多美元,算是發了一筆小財。

三十三、全錄研究中心

清華大學有一優良制度,就是鼓勵教師每服務滿六年,可留職留薪進修一年。我於一九八六年合乎規定,赴美國加州帕羅奧圖全錄研究中心 (Xerox Palo Alto Research Center, PARC) 進修一年。

Xerox PARC當時是卓有聲譽的全錄公司(Xerox)最重要的研究機構。是許多現代電腦技術的誕生地,其創造性的研發成果包括:個人電腦 Xerox Alto、雷射印表機、滑鼠、圖形化使用者介面、圖示、下拉式選單等。矽谷傳奇之一是它錯失了大好商機,讓微軟等公司在個人電腦領域馳騁數十年。

我所以選到 Xerox PARC 進修是它有一當時頗先進的 6吋積體電路製程線,由於我在清華指導的碩士生吳逸蔚,獲得柏克萊材料系博士學位後,正在中心的積體電路研究所 (IC Laboratory) 擔任研究員。透過他的聯絡,順利的於該年十月到 PARC 擔任訪問學者。

三十四、電子影像研究所

到 PARC 報到時,正逢 ICL 改組為電子影像研究所 (Electronic Imaging Laboratory,EIL),將研究重點從積體電路改為平面顯示器研究。初期目標是製成 A4紙張尺寸的平面顯示器。

積體電路與平面顯示器製程相似,差別在積體電路以單晶矽為基材,力求縮小電晶體的尺寸至微米以下,積體電路約為公分大小,而平面顯示器基材為非晶矽或多晶矽,各像素電晶體的尺寸相對大而約在十微米以上,但監視器尺寸則以大為貴,各有不同挑戰,當時對 A4尺寸平面顯示器研發,並不是很樂觀,處於日後龐大產業的萌芽期。

時至今日,顯示器生產基板尺寸可達 3 x 3 米以上,電晶體的尺寸則可縮小至微米大小,反映科技的快速進步,是當年難以想像的場景。

另一方面,EIL 有多位從台灣來的研究人員,後來回台發展的包括曾任群創光電公司董事長的段行建、廣輝電子公司資深副總經理蔡娟娟、國家奈米實驗室副主任黃調元,以及統寶光電公司執行副總裁吳逸蔚,堪稱台灣發展平面顯示器的先驅名人錄。

其中吳逸蔚曾任工研院電子所副所長、臺灣平面顯示計畫總主持人、統寶光電創始人。2012-2019 任鴻海集團技術長,並於 2016 年創立勝利仕科技股份有限公司 (Seamless Technology Inc.) ,任執行長迄今。現住我家附近,時有往來。

三十五、訪問學者

PARC 對訪問學者甚為禮遇,除有個人研究室外,另外配有 Xerox Alto 個人電腦一台,具有電郵與文書軟體功能,由於要到 1980 年代末和 1990 年代個人電腦普及,電子郵件才被廣泛使用,所以在當時算是相當先進方便。

由於積體電路與平面顯示器製程相似,所以 ICL 改組對我規劃繼續進行金屬矽化物研究並沒有不利影響。同時可充分利用研究所的濺鍍薄膜設備,製備研究金屬薄膜與矽晶反應試片。也承蒙所長 Mike Thompson 的支持,購置我研究所需而價格不菲的濺鍍金屬靶,並由技術人員協助濺鍍工作。

我用的金屬靶有兩種,即鎳靶與鈷靶。濺鍍鎳很順利,但最先始終無法得到鈷薄膜。幾經思索與查閱數據,想到鈷與鎳均為磁性材料,而鈷的磁性約為鎳的三倍,而金屬靶磁性強度隨厚度增加,所以推斷鈷靶磁性過強,讓濺射出的鈷原子無法逃離靶區,沉積於矽晶上,因此決定將鈷靶材厚度刨去四分之三,問題迎刃而解。雖然暴殄天物,於心有愧,卻也很享受解決問題的欣喜。

PARC 有相當先進的電鏡,我也通過測驗取得使用資格。但逐漸發現,較有效率的方法是與我在加州理工學院 (Caltech) 擔任博士後的學生聶家威以及在清華的研究生分工,我則可專心閱讀、思考與撰寫論文,雖然寄送試片費時,但整體研究進展迅速。

聶家威是我指導畢業的第三位博士生,於 1986年畢業後即移民美國,最初到南加州 Caltech 擔任博士後,剛好方便與在北加州訪問的我合作研究。他後來自行創業,製造微型電池,年前才將公司轉售,但在過渡期仍在新公司協助交接。

在矽谷時也有幸結識張永山院士,他是威斯康辛大學材料系系主任,趁在全錄研究中心附近 HP 公司擔任顧問之便,曾約我一敘。主要是因為他新收原為我指導的碩士生蕭復元,建議與我合作指導他做三五半導體金屬接面研究,我自然十分樂意,也與這位華人材料界長輩建立了長久深厚的友誼。張院士於二零零八年當選中央研究院數理組院士,不幸於次年即溘然長逝。

全錄研究中心緊鄰史丹福大學,常有史大研究生到中心兼任研究助理,其中一位是清華材料系 1982級的陳超乾,擔任吳逸蔚博士的助理。超乾拿到博士學位,回台在台積電工作升任資深處長後,被延攬擔任創意電子總經理,於二零二一年當選清華傑出校友,與我互動非常多。他曾接受訪問說: 「回憶起清華,他最崇拜的老師是當時材料系教授前校長陳力俊,他笑著說:『我那時一直在想要如何變成他?上台講課都不用看筆記,直到我好像一堂課被他當掉,我才發現我真的沒辦法變成他。』」讓我非常感動。

三十六、矽谷生活

舉世聞名的矽谷,是指美國加州北部、舊金山灣區南部聖塔克拉拉 (Santa Clara) 谷的高科技工業園區的別稱,是美國最大也是全世界最著名的科技公司和資訊工業初創企業聚集區。全錄研究中心與史丹福大學所在的帕羅奧圖市(Palo Alto)位於矽谷的主要部分,而柏克萊也包含於廣義的矽谷內。

我在柏克萊讀書的時候,矽谷的名稱並不流行,但在 1986年已大大有名。這與我初到清華時,科學園區還未成立,到現在新竹科學園區被稱為台灣的矽谷之名不脛而走,頗有相似之處。一般認為矽谷的成功,與附近有史丹福與柏克萊兩所頂尖大學有密切關係。可與之對照的,當初科學園區之所以設立在新竹,也是時任國科會主委,也是清華前校長,徐賢修以新竹有清華與交通兩所頂尖大學為有力理由成功爭取而來。

在康乃爾的時候,每週日閱讀厚達數百頁的《紐約時報》是一大享受。在矽谷,則是以每日看訂閱的《信使報》(Mercury News) 為樂。該報為矽谷地方報,對電子產業發展報導甚詳。值得一提的是,偶會報導黃仁勳的消息,當時還不知他從台灣來,更沒有想到他創立的輝達 (Nvidia) 公司居於AI 發展前沿,成為歷史上第一個市值超過五兆美元的公司。

在一九八零年代,清華材料系留學的風氣還是很盛,有不少畢業生到矽谷讀書或就業,因此也有多次相聚的機會,了解學生們在學業或事業上的進展,頗能體會到身為人師之樂。

在矽谷最大收穫之一,是常得與在當地工作的家兄一家以及來美與其同住的家父相聚,也有機會一起出遊共享天倫