成立半導體研究學院

清大籌辦半導體研究學院大約在2020年的下半年開始。我是在八月廿七日從清大陳信文副校長和奈米中心主任丘博文教授的來訪中，知道半導體研究學院的消息。看來產業界有需要，也跟政府會談討論過，很可能會成立，但是還有很多考量。

到了2021年1月20日，清大的賀陳弘校長邀我到校長室，告訴我半導體學院勢在必行，問我願不願當院長。我的反映是：要知道大家對學院和院長的期望，衡量能不能達到大家的期望。在三天後的一個會議中，我告訴大家我已超齡時，好幾位與會者告訴我高齡不是問題，因為教育部已經考慮過這問題，並為高齡鬆了綁。數次會議之後，我被任命為籌備處主任，著手籌辦半導體研究學院。學院正式成立後，我被選為院長。

有關半導體的課程，大部分在各系所中可以選修到，學院無需複製這些課程。而且學院每年僅招收80位碩士生和20位博士生，對整個台灣需要的數千近萬的人數，是杯水車薪；既使全台設立四個半導體學院也無濟於事。因此我覺得最重要的事是要把目標定對，免得浪費各界及政府的投資。我好幾次從睡夢中醒來，覺得因循固舊不是辦法。

與半導體學院有關的課程會散佈在各系所，是因為各院系的重點不同，這些系所也不覺得不好，反正產業界飢不擇食，把所有優秀的畢業生都聘到之後，他們再按需要去訓練。其實半導體學院可以有目的地把合用的課程整合起來，也把不足的課程補起來。有些三學分的課，可以保留其中有關的部分，剩下的時間可以用微學分的方式併入。譬如3學分=1.5+1+0.5學分。學生需要學習原理，也應該知道產業界實際操作時的考量。

剛開始時，我請教授們按他們的認知──不管有没有現成的課程──來建議半導體學院應該教的課程，也請產業界對這些課程提供意見。由這個方式列出來的課程不少。可惜研究生著重和教授做研究，修的學分並不多。所以學院應該和大學部配合，設立和半導體有關的系列課程。

我覺得學院應該培育學生做領導者，給他們領導者的裝備。他們除了會做研究之外，需要能和內行人或外行人溝通，知道如何和別人互助合作，也要有創意及能解決問題。

首先他們必須專精學院中元件部、設計部、製程部和材料部中的一部，成為該方面的專才。他學習了如何深入一門的研究本領，掌握該方面的運作。再者，半導體科技講究互助合作。某部的專才必須知道其他各部的要點，懂得他們的語言，以便互相配搭把事情做成；因此他也必須是通才。更者，半導體科技日新月異，進步很快也常有突變，這位專才和通才須很靈活，能解決新問題，也能開創新的方向和領域，成為一個活才。能建立新方向，先別人取得專利、讓人追趕，會比追趕別人事半功倍。

訓練專才是一般名校拿手的事，可是如何教通才？如何培養活才？

我希望元件、設計、製程和材料部，各有一門該部的導讀課，是每一位學生第一學期的必修課。有了這概觀之後，他們再去讚研自己部內的課。修了本部必修的課之後，剩餘的選修學分可以繼續深研自己部的題目，也可以修別部的。他們可以和導師商量做自己部或跨部的研究。

培育活才不容易，用靈活的方法因人施教才能培育出活才，需要每一位老師和學生都配合；個人有些淺見載於「教學八年領悟到的方法與快樂」這篇文章。

籌備處提早和產業界溝通這些想法，從他們和其他半導體學院老師的反應知道，這些想法是可接受的。接下來要把構想實行出來才有用。這需要教授們和學生們的認同和努力，產業界和政府的支持。實現這些構想需要時間，不可能一蹴而及，也需要各方面的協助和耐心。

我對學院的另一個願景是培育優秀的博士，讓他們有世界級的水準。台灣因為少子化，學齡的年青人逐年減少。又因為業界的需要大，每年畢業的碩士已經供不應求。他們和家長們經不起短期入息增加的誘因，多數寧願選擇立即就業，不願意在學校多進修幾年，升級到更有潛力的資格。

其實以台積電為例，聘進的職等博士比碩士高兩級。碩士加入後升遷兩個職等的時間比修博士的時間長得多，就業之後很不容易有好幾年專心進修的時間，對長遠的升遷是比較不利的。

優秀的博士會刷清社會上以為只有被聘不上的人才去修博士的迷思。另一個迷思是洋博士比較優秀。這些迷思並非空穴來風，而是環環相扣的。優秀的學生因為這些迷思而出國修博士，也因為這些迷思他們不甘在台灣修博士。

如果我們使本地博士的形象提高到和加州柏克萊大學、史丹福大學、麻省理工學院同等，台灣的優秀學生就不必花那麼多錢離鄉背井到外國唸書，反而會有國外的學生來填補因少子化空出來的缺。這並不是辦不到的。

2018年清大在QS 對世界大學的排名是第六，和柏克萊大學同等，超過史丹福大學和麻省理工學院。儘管QS排名很重要，表示清大有好教授及合適教學和做研究的環境，但是最重要的還是清大博士生的表現。這是要努力去促成的。

我們必須吸引好的師資和學生，並得到業界和政府足夠的支持，同心用心去做。奬學金的多寡和修博士時間的長短對修博士的意願都有影響。能學得快的學生不要拖延他，能跳過碩士直接攻博士的，可以鼓勵他讀博士。

產業界的出資固然扮演重要角色，但不止於此。產業界可以派出一些高手和學院的老師一同授課和教導學生。這些時間和才能的投資會得到報酬的。很多製造、設計、測量的半導體設備非常昻貴，產業界可以想辦法給教授和學生有機會使用。

談到出資，產業界習慣細算成本，期望得到短期的回報。可是教育是百年樹人，不能操之太急。產業界能把所出之資幫助教授和學生做研究固然一舉兩得，但是若一時找不到教授做期望中的研究，也應該考慮到所出之資是為了幫助整個半導體科技的發展，而無須斤斤計較要悉數用在自己公司的利益上。



教學八年領悟到的方法與快樂



我2015年11月從台積電退休。2016年接受國立清華大學的邀請成為電機系光電所的特聘研究講座教授。後來又合聘到國立交通大學和國立台灣大學。在台積電任職時，我在台大開了兩次光學微影的課。2016年後在清大和交大先後開過「創意微影」、「奈影精要」和「半導體微影」等課，一共累積了八年的教學經驗。很珍惜這些新的經歷。

我在IBM和台積電時，經常在國際研討會上發表論文，在公司內部也常演講或向不同階層的主管或同僚作報告，應該算是很有經驗的講員。這些經驗對講課當然有幫助，但仍需很大的調整，主要的分別在訊息傳達的深度和速度。我在國際研討會中也有授課，這些課稱為短課（short course）；有的課用4 小時，另些課則8 小時。我教8小時的短課會用到260張投影片，平均每小時33張。但是在清大授課，每小時只能用18張投影片，超過這個速度學生就吸收不了；其實，研討會上的短課，聽者也是吸收不良的，可是他們不需要吸收得那麼徹底。兩處對吸收程度的要求是不一樣的。

在老師寫黑板、學生抄黑板的時代，訊息傳遞的速度容許後者有時間邊抄邊思考。現在老師用投影片，每一張投影片包含的資料很多，若想把換投影片的速度降到寫黑板的速度，在實務上有困難。我的解決方法是在重要的地方仔細解釋，請同學們用心理解，然後把他們的理解扼要地寫在講義或筆記本上。碰到方程式時，我同樣地仔細解釋，請同學們用心理解，然後不看投影片，憑理解把方程式在筆記本或講義上重寫一遍。

我把微影學當作一個平台，教學生獨立思考，解決問題，發揮創意，並學習團隊合作。每學期第一次上課時我會告訴他們，大家對學習的共識是備課、聽課、複習，但要全部做到，應該是没有足夠時間的。所以，我要求他們聽課時當場明白消化，有不清楚之處立即發問。下課後也可以問我或助教，和同學一起討論也很有幫助。為了鼓勵學生們學習合作，有些習題是設計給他們合作解答的。交上來的習題，必須有二至三位同學的名字我才接受。

有些習題繳交之後，我會請學生在課堂上示範，向大家解釋答案。我也鼓勵他們問問題。學生發問時，切記不要給他難堪，否則以後要他發問就會非常困難了。如果他問了一個不太高明的問題，可以探索他問這問題的原因，明白他的出發點，再引導他的思路。有時候不要立即把答案告訴他，可以一步步帶他接近一個合理的答案。一個問題往往有很多不同的解答、引起新的問題或啟發。我有時會抛出一個問題，請同學輪流回答、發問、或延伸出新的方向。有時我會提出一個需要突破的瓶頸，請同學當場發明突破的方法。往往一個解法會激發更好的解法。同學們七嘴八舌地提供他們的想法，得到brainstorming 的效果，老師也從心裡樂起來。

我把考試當作讓學生融會貫通的工具。考試前帶他們複習，讓他們在不明白之處有機會再次思考。考後，我會有一個解釋試題的時段，解釋正確的答案。其中，我多半會請對某一題答得最好的同學為大家示範。

教學的樂趣真不小。除了上述的快樂，每屆看到學生自告奮勇地給我書面的鼓勵，也是非常快樂的。我徵求過同意後，把一位同學給我的信節錄如下：

老師您好：

謝謝老師這學期的指導，我很高興能夠在清大最後一學期修到老師的課。這門課是我在清大收穫最多，也是最喜歡的一門課，課程內容豐富，連結當今半導體製造中最重要的微影關鍵知識跟技術，讓我學到多。此外，我也學到了在課堂上多思考多發問、積極回答、與學長姐合作與交流，以及認真審視考試的錯誤，糾正錯誤，讓自己更進前一步。

之前修過4-5門研究所的半導體技術的課程，課堂中，讓同學思考的機會較少，開放的很多問題，也都是有制式的答案。而老師教授這門課，讓我開始在課堂認真地思考老師提出的每一個問題，並捨棄只有一個正確答案的想法，使我的思考不再侷限，速度也變快。有時候還會被自己嚇到，沒想到原來自己也能想到這個方法或答案。

與學長姐的合作與交流，是從第一個作業開始的。以往跟研究所學長姐合作，因為專業知識與能力的落差，很常無法在對等狀態下分工，雖然盡全力積極參與，但參與感還是很低。這次是第一次在與學長姐合作中感受到對等，可以真正的提出意見與貢獻，從討論中修正，彼此一起成長。

訂正期中考的部分讓我印象最為深刻，以往的課程不會這樣，有些甚至不發回、不檢討考卷。雖然之前只要是發回來的考卷，我都會訂正錯誤，但並不會像這門課訂正地這麼徹底。期中訂正影響我很深，使我在期末考檢討的時候，也很積極聆聽講解，後來也有再跟助教進行發問，徹底修正自己的錯誤。

因為疫情的關係，後半學期無法實體上課有點可惜，原本我希望能在最後一堂課請老師在我的課本簽名以及穿學士服跟老師合照留念，不知道會不會有機會找老師簽名以及合照？⋯⋯

成立半導體研究學院

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前言 我的金三角：家庭、工作、生命的平衡

第一部 我的家庭真可愛
我的父親：是創業家、教育家，也是慈善家
我的母親：難忘的奮鬥意志和慈祥笑容
生命的另一半：我的妻子修慧
王子和公主，過了54年之後⋯⋯
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學做父母親
家中二三趣事
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第二部 漫漫成長路
從出生、四個小學，到初中
波折重重的高中生
竹中高三：一載定半百
難忘的大專聯考
大學生活的點滴
在美的日子：求學、擇偶、結婚生子
金婚年的五件大事
用心運動，達到最好的自己
我與桌球的戀愛史
打網球36年，用心則樂
自創拉回身高器
保養眼睛之心得
用心攝影捕捉美
用心音樂的生涯

第三部 天路歷程
撒在我心田的種子——從反對到相信
杏樹開花，雨後雲彩反回——我老父的天路歷程
給爸爸的福音信
科技人的牧場
在天國過的日子
十誡的數學
撒種的福音和警音
為什麼科學家需要上帝？
基督徒的生活守則：不、不、不、不、不的慎思
奉獻的功課
一甲子的懷恩堂與我
竹南勝利堂的十五個年頭
大神蹟、小神蹟、真神蹟、假神蹟

第四部 職場之破浪乘風
奇妙的安排：到IBM上班
從全相術到微影逾五十年
離開IBM有上帝的旨意嗎？
從美國到台積電
職場的基本心態
管理和被管理
浸潤式微影——改變半導體業的發展方向
如何創新，以及如何培養創新
教學八年領悟到的方法與快樂
成立半導體研究學院

外一章 美好的記憶
我在台積電的退休晚會
退休心聲與臨別贈言
我最喜歡的兩首歌，和感人的臨去秋波

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家中二三趣事
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