Крёстный отец южнокорейской индустрии чипов

Их называли «Мафия Кима». Сам Ким Чун Ки так бы не сказал. Но то, что "инженеры-полупроводники" в Южной Корее шептались о его бывших учениках, было правдой: они были повсюду.
Начиная с середины 1980-х годов, когда производство микросхем в стране ускорилось, инженеры, которые учились у Кима в Корейском передовом институте науки и технологий (KAIST), занимали руководящие посты в отрасли, а также занимали желанные должности, преподавая или исследуя полупроводники в университетах и государственные институты. К началу 21 века Южная Корея стала доминирующей державой на мировом рынке полупроводников, удовлетворяя более 60% мирового спроса только на микросхемы памяти. Во всем мире многих из протеже Кима хвалили за их блестящие успехи в преобразовании экономики страны, которая только начала собирать радиоприемники в 1959 году и производила устаревшие микросхемы памяти в начале 80-х.
Этот успех отчасти можно отнести к Киму, ныне почетному профессору KAIST. Среднего роста, с седыми волосами с середины 30-х годов, он был первым профессором в Южной Корее, который систематически преподавал полупроводниковую инженерию. С 1975 года, когда страна только начала производить свои первые транзисторы, до 2008 года, когда он ушел с преподавательской работы, Ким обучил более 100 студентов, фактически создав первые два поколения южнокорейских специалистов по полупроводникам.
Благотворительный фонд Samsung признал влияние Кима, наградив его престижной премией Ho-Am в 1993 году за «закладывание прочного фундамента для корейской полупроводниковой промышленности». С тех пор южнокорейские СМИ почитают его как «крестного отца» индустрии. Тем не менее, даже сегодня Ким остается в значительной степени неизвестным за пределами южнокорейского сообщества чипов. Кто же тогда этот неприметный босс полупроводниковой «мафии»?
Начало с чипов для камер.
Ким Чун Ки родился в Сеуле в 1942 году, когда Корея была колонией Японской империи. Его мать преподавала в начальной школе; его отец, Ким Бюн Вун, был инженером по текстилю в компании Kyungbang , культовом корейском производителе пряжи и тканей. Старший Ким помог построить первую прядильную фабрику компании, и его инженерная смекалка и, как следствие, известность произвели впечатление на его сына. «Он совершал ежедневную экскурсию по фабрике, - вспоминает младший Ким. «Он сказал мне, что может определить, какие машины в беде и почему, просто слушая их». Такие уроки посеяли семена идеала, который стал движущей силой карьеры Ким Чун Ки - того, что он стал называть «инженерным умом».
В детстве Ким Чун Ки был образцовым южнокорейским студентом: начитанным, послушным и молчаливым. Хотя его семья настаивала на том, чтобы он присоединился к отцу в текстильной промышленности, вместо этого он решил заняться электротехникой. Он учился в Сеульском национальном университете, а затем в Колумбийском университете в Нью-Йорке, где получил докторскую степень под руководством Эдварда С. Янга , специалиста по теории транзисторов. Вскоре после этого, летом 1970 года, Fairchild Camera and Instrument наняла Кима для работы в своей лаборатории исследований и разработок в Пало-Альто, Калифорния.
После Второй мировой войны Fairchild Camera была ведущим мировым разработчиком оборудования для обработки изображений, включая радарные камеры, радиокомпасы и рентгеновские аппараты. В 1957 году компания запустила подразделение Fairchild Semiconductor для изготовления транзисторов и интегральных схем из кремния, что было новаторским шагом, поскольку в большинстве полупроводниковых устройств того времени использовался германий. Предприятие породило десятки продуктов, в том числе первую кремниевую интегральную схему, что способствовало подъему Силиконовой долины. Будучи новичком в научно-исследовательской лаборатории Fairchild, Ким был привлечен к работе над одним из этих новых видов микросхем: устройством с зарядовой связью.
Всего за год до этого, в 1969 году, Джордж Э. Смит и Уиллард Бойл из Bell Laboratories предложили идею ПЗС (полупроводниковые приборы с зарядовой связью), за которую они впоследствии получили Нобелевскую премию. Но именно Ким и его коллеги из Fairchild разработали первые ПЗС-устройства, которые превратились в коммерческие продукты, широко используемые в цифровой фотографии, радиографии и астрономии. Ким стал настолько опытным в технологии ПЗС, что другие инженеры компании регулярно заходили к нему в офис в конце дня, чтобы "поковыряться в его мозгу". "Вскоре меня стали называть профессором ПЗС", - вспоминает он.
Среди других изобретений Ким помог разработать ПЗС-датчик изображения, который значительно улучшил обнаружение при слабом освещении, и первый двухфазный линейный ПЗС-датчик изображения, который, по его словам, гарантировал «простоту использования и высокое качество воспроизведения изображения». «ПЗС-матрицы Fairchild - или лучше назвать их Choong-Ki - сделали возможным широкое применение в камерах с высоким разрешением», - говорит Янг из Columbia. Без этих функциональных устройств, добавляет он, «не было бы Нобелевской премии за ПЗС».
Время, проведенное Кимом в Fairchild, изменило его не меньше, чем технологию камеры. Во время обучения в Южной Корее и Колумбийском Университете в первую очередь он делал упор на изучение книг и теории. Но его опыт в Fairchild укрепил его убеждение, впервые вдохновленное его отцом, что настоящий «инженерный ум» требует не только теоретических знаний, но и практических навыков. В дополнение к проведению экспериментов он имел привычку читать внутренние технические отчеты и заметки, которые он нашел в библиотеке компании, некоторые из которых он позже принес в KAIST и использовал в качестве учебного материала.
В Fairchild Ким также научилась общаться с другими инженерами и руководить ими. Когда он начинал там, он был тихим и интровертным, но его наставники в Fairchild поощряли его выражать себя уверенно и ясно. Позже новообращенный Ким стал «самым громким» профессором в KAIST, по словам нескольких коллег-преподавателей, и они говорят, что когда он отсутствовал, весь кампус казался тихим.
Ким быстро поднялась в иерархии Fairchild. Но всего через пять лет своего пребывания в должности он вернулся в Южную Корею. Его любимый отец умер, и, как старший сын, он чувствовал тяжелую ответственность заботиться о своей овдовевшей матери. Расовая дискриминация, с которой он столкнулся в Fairchild, также задела его гордость. Но самое главное, он нашел идеальное место для работы дома.
Тогда университет, где он работал, назывался KAIS (буква «Т» была добавлена ​​в 1981 году). Новый работодатель Кима был первым научно-техническим университетом в Южной Корее и остается одним из самых престижных. Правительство Южной Кореи учредило этот институт в 1971 году при финансовой поддержке Агентства США по международному развитию и пригласило Фредерика Э. Термана , легендарного декана инженерной школы Стэнфордского университета и «отца» Силиконовой долины, для составления схемы его направления. Терман подчеркнул, что KAIS должна быть нацелена на «удовлетворение потребностей корейской промышленности и корейских промышленных предприятий в высококвалифицированных и инновационных специалистах, а не на пополнении мировой базы базовых знаний». Это было идеальное место для Кима, чтобы распространять свою новую философию «инженерного ума».
Лаборатория-основатель Южной Кореи.
Лаборатория Кима в KAIS привлекла множество амбициозных магистров и докторантов почти с того момента, как он прибыл туда весной 1975 года. Основная причина популярности лаборатории была очевидна: южнокорейские студенты жаждали узнать о полупроводниках. Правительство рекламировало важность этих устройств, как и компании по производству электроники, такие как GoldStar и Samsung, которые нуждались в них для производства своих радиоприемников, телевизоров, микроволновых печей и часов. 
Но отрасли еще предстояло массово производить свои собственные микросхемы помимо базовых интегральных схем, таких как микросхемы для часов CMOS, в значительной степени из-за нехватки специалистов по полупроводникам. В течение 20 лет, до середины 1990-х годов, работа в лаборатории Кима была практически единственным способом для начинающих инженеров по полупроводникам в Южной Корее пройти практическое обучение;
Но не фактическая монополия KAIST на обучение работе с полупроводниками сделала Ким непревзойденным наставником. Он представил стиль преподавания и овладения инженерным делом, который был новым для Южной Кореи. Например, его убежденность в том, что «инженерный ум» требует в равной степени теории и практического применения, поначалу озадачивала его учеников, считавших инженерное дело главным образом научной дисциплиной. Хотя они хорошо разбирались в математике и были начитаны, большинство из них никогда не занимались серьезной работой в области проектирования и строительства.
Поэтому одним из первых уроков, которые Ким преподал своим ученикам, было то, как пользоваться руками. Прежде чем они приступили к своим собственным проектам, он поручил им очистить лабораторию, отремонтировать и модернизировать оборудование и отыскать необходимые детали. Таким образом, они научились самостоятельно решать задачи и импровизировать в ситуациях, к которым их не подготовил ни один учебник. Их взгляд на то, что значит быть инженером, изменился глубоко и навсегда. Многие из них признаются, что до сих пор повторяют изречения Кима. Например: «Не выбирайте темы, которые другие уже выбросили в мусорное ведро». И еще: «Ученые сначала думают, почему , а мы, инженеры, должны сначала подумать, как». И еще: «Неправильное решение лучше, чем медленное решение».
Бывшие ученики Кима помнят его как доброго, с чувством юмора, неавторитарного, дотошного и трудолюбивого. Но они также говорят, что он был строгим и мог быть вспыльчивым и даже пугающим, особенно когда он думал, что они ленивы или неаккуратны. Легенда гласит, что некоторые из его учеников проникли в лабораторию по лестнице с крыши, чтобы обойти кабинет Кима. Одно из его самых больших недовольств было, когда студенты не смогли должным образом сбалансировать теорию и практику. «Сделай сам; тогда мы начнем дискуссию», - ругал он тех, кто слишком сосредоточился на интеллектуальном обучении. С другой стороны, он сказал: «Почему бы тебе не использовать что-то податливое внутри твердого ореха на шее?» как упрек тем, кто слишком много времени строил, подразумевая, что они должны также использовать свои мозги.
Ким повлиял не только на своих учеников, но и на бесчисленное множество других своей открытостью. Он сотрудничал и даже делил лабораторное пространство с другими профессорами KAIST, и ему нравилось посещать другие факультеты и университеты, чтобы проводить семинары или просто получать новые идеи и точки зрения - поведение, которое было и остается очень необычным в южнокорейской академической культуре. В своей автобиографии Чин Тэ Чже , разработавший 16-мегабитную память DRAM в Samsung в 1989 году, а позднее занимавший пост министра информации и технологий Южной Кореи, рассказывает, как искал опеку Кима, когда Чин был аспирантом Сеульского национального университета в середине 1970-е годы. «Между SNU и KAIST царил сильный дух соперничества», - вспоминает Чин, чья альма-матер назвала его «проблемным студентом» за то, что он учился у конкурирующего профессора.
Коллегиальность Кима распространилась не только на академические круги, но и на промышленность и правительство. В начале 1980-х, во время творческого отпуска, он руководил исследованиями и разработками в области полупроводников в финансируемом государством Корейском институте электронных технологий , который под его руководством разработал как 32-килобитные, так и 64-килобитные ПЗУ. 
Его популярные семинары по полупроводникам в KAIST вдохновили GoldStar (LG с 1995 г.), Hyundai Electronics (Hynix с 2001 г.) и Samsung на спонсирование собственных программ обучения в KAIST в 1990-х годах. Тесное партнерство Кима с этими компаниями также помогло запустить в KAIST другие новаторские инициативы, финансируемые в основном промышленностью, в том числе Центр высокопроизводительных интегрированных систем и Образовательный центр проектирования интегральных схем,оба были сняты бывшим учеником Кима Кён Чон Мином. А полупроводниковая промышленность, в свою очередь, выиграла от все более высококвалифицированной рабочей силы, появившейся на орбите Кима.
Эволюция полупроводниковой промышленности Южной Кореи.
Лаборатория Кима в KAIST развивалась параллельно с ростом сектора полупроводников в Южной Корее, который можно разделить на три периода. В течение первого периода, начиная с середины 1960-х годов, правительство возглавило работу, приняв законы и разработав планы развития промышленности, создав научно-исследовательские институты и заставив компании и университеты уделять больше внимания полупроводниковым технологиям. Samsung и другие компании, производящие электронику, серьезно не относились к производству полупроводниковых устройств до начала 1980-х годов. Поэтому, когда почти десять лет назад Ким открыл свою лабораторию, он обучал инженеров для удовлетворения будущих потребностей отрасли.
Его первая группа студентов работала в основном над проектированием и изготовлением полупроводников с использованием технологий PMOS, NMOS и CMOS, которые, хотя и не были передовыми по мировым стандартам, были довольно передовыми для Южной Кореи того времени. Поскольку в промышленности было мало рабочих мест, многие выпускники лаборатории Кима заняли должности в государственных научно-исследовательских институтах, где они разрабатывали современные экспериментальные чипы. Исключением был Лим Хён Кю, один из первых кандидатов в мастера Кима, которого Samsung отправила учиться в KAIST в 1976 году. Лим продолжил разработку различных устройств памяти в Samsung, в первую очередь флэш-памяти NAND в 1990-е годы.
Второй период начался в 1983 году, когда Samsung заявила, что будет активно развивать полупроводники, начиная с DRAM. Этот шаг заставил конкурирующие конгломераты, такие как Hyundai и GoldStar, поступить так же. В результате южнокорейская индустрия чипов быстро расширилась. KAIST и другие университеты предоставили необходимые кадры, а правительство уменьшило его роль. В лаборатории Кима студенты начали изучать новые технологии, в том числе поликремниевые тонкопленочные транзисторы (для ЖК-панелей), инфракрасные датчики (для использования в военных целях) и быструю термическую обработку (которая повысила эффективность и снизила затраты на производство полупроводников), и опубликовали свои результаты в престижных международных журналах.
Выпускники KAIST устремились в Samsung, GoldStar/LG и Hyundai/Hynix. По мере того как влияние правительства уменьшалось, некоторые выпускники первого периода, работавшие в государственных исследовательских институтах, также устроились на корпоративные должности. В то же время все больше и больше бывших учеников Кима становились профессорами университетов. Например, покинув лабораторию Кима в 1991 году, Чо Бюн Чжин провел четыре года, разрабатывая DRAM и флэш-память в Hyundai, прежде чем стать звездным профессором в Национальном университете Сингапура, а затем в KAIST. Кён Чон Мин, первый докторант Кима, поступил на факультет KAIST в 1983 году; к моменту выхода на пенсию в 2018 году Кён подготовил больше специалистов по полупроводникам, чем сам Ким.
В течение третьего периода, начиная с 2000 г., промышленность взяла на себя управление развитием полупроводников. Академия выпустила больше специалистов, а также провела значительные исследования при минимальном участии правительства.
Выпускники лаборатории Кима продолжали руководить разработкой полупроводников, некоторые из них стали высокопоставленными руководителями. Например, Квон О Хюн , получивший степень магистра в KAIST в 1977 году, занимал пост генерального директора Samsung Electronics большую часть 2010-х годов, когда компания доминировала на мировом рынке не только памяти, но и мобильных телефонов, телевизоров и бытовой техники.
Другие выпускники сыграли ключевую роль в исследованиях и разработках полупроводников. Ха Йон Мин из LG Display освоил TFT-LCD и OLED-экраны для планшетов, ноутбуков и мобильных телефонов; Пак Сун Ке, которого иногда называют «сокровищем Hynix», разработал большую часть продуктов памяти компании. Тем временем в академических кругах Ким стала образцом для подражания. Многие из его стажеров переняли его методы и принципы в обучении и наставничестве своих учеников, чтобы стать лидерами в этой области, обеспечив стабильный приток высококвалифицированных инженеров-полупроводников для будущих поколений.
Весной 2007 года, менее чем за год до того, как Киму исполнилось 65 лет - возраст обязательного выхода на пенсию в южнокорейском научном сообществе, - KAIST избрала его одним из своих первых выдающихся профессоров, тем самым продлив срок его полномочий на всю жизнь. Помимо премии Ho-Am, он за эти годы получил множество других наград, в том числе Орден «За гражданские заслуги» за «выдающиеся заслуги… в интересах повышения благосостояния граждан и содействия национальному развитию». А в 2019 году он был удостоен звания «За выдающиеся заслуги перед наукой и технологиями», что является одной из высших наград страны.
Легенда и наследие.
Сегодня для молодых инженеров-полупроводников в Южной Корее Ким Чун Ки - легенда, великий невоспетый герой, стоящий за доминированием своей страны в производстве микросхем. Но ее господство на мировом рынке сейчас под угрозой. Хотя Южная Корея яростно конкурировала с Тайванем в последние десятилетия, ее самым грозным соперником в будущем, вероятно, станет Китай, чей амбициозный план «Сделано в Китае 2025» отдает приоритет развитию полупроводников. С 2000 года страна является крупным импортером чипсов из Южной Кореи. Но недавние крупные инвестиции Китая в полупроводники и наличие высокообразованных китайских инженеров, в том числе специалистов по полупроводникам, прошедших обучение в США, Японии и Южной Корее, означают, что китайские полупроводниковые компании вскоре могут стать крупными глобальными конкурентами.
Проблема усугубляется тем, что правительство Южной Кореи пренебрегает своей ролью в поддержке разработки микросхем в 21 веке. Спустя почти 50 лет после того, как Ким начал обучать своих первых инженеров-полупроводников, отрасль снова столкнулась со значительной нехваткой рабочей силы. По оценкам экспертов, ежегодно требуется несколько тысяч новых инженерных специалистов , но страна выпускает всего несколько сотен. Тем не менее, несмотря на просьбы компаний о большем количестве рабочих и призывы университетов к политике, которая продвигает академическое образование и исследования, правительство мало что сделало.
Ближе к концу своей карьеры Кима стали беспокоить ограничения того типа «инженерного ума», который прижился в Южной Корее. «Экономическое развитие Кореи зависело от обратного проектирования и следования за развитыми странами», - сказал он в интервью в 1997 году. Он добавил, что этот подход «быстрого следования» опирается на образовательную систему, которая учит студентов «читать карты» - т.е. определить известную цель продукта и проложить курс для ее достижения. «А кто делал карты? Передовые страны». Таким образом, он заключил: «Теперь мы должны изменить нашу образовательную политику и научить наших студентов делать карты».
Сам Ким, возможно, не полностью реализовал это амбициозное видение развития страны творчески мыслящих инженеров, способных внедрять действительно новаторские технологии, которые могли бы обеспечить лидерство его страны на мировой арене. Но, надеюсь, его преемники приняли его совет близко к сердцу. От этого зависит будущее Южной Кореи.
Чтобы узнать больше, см. «Передача «инженерного разума»: Ким Чун Ки и полупроводниковая промышленность в Южной Корее», Engineering Studies 11:2 (2019), 83-108.
Spectrum.ieee.org.
Новости в Телеграм T.me/vsya_korea