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炎熱鐵皮屋頂上的貓：挑戰製造業原點的Nikon傳奇

為了解決光罩主力的問題，作者吉田庄一郎 這樣論述：

日本晉身製造大國的第一現場！ 　　盛夏時，穿著無袖汗衫與短褲，腳踩在水桶裡，一面擦拭額頭上的汗水，一面畫著設計圖。當時的我們，就像是「炎熱鐵皮屋頂上的貓」---手忙腳亂地四處跑，卻沒有前去的目的地...... 　　本書出自日本經濟新聞出版社【私的履歷書】系列。挑戰製造之原點．母機之開發、創建產業的男人---「光學步進機之父」尼康前執行長吉田庄一郎講述他跟隨著日本製造業浮沉、激烈起伏的半生，以及步進機的開發故事。 　　一心想要追上歐美、超越歐美，引進外國技術的結果是，外觀上到達了並駕齊驅的水準。不過，若說到機械技術的話，我們沒有像歐洲各國先前經歷過的，從手工業技術時代一步一步構築起工作技術的體系

。因此，技術體系變得像是空中樓閣一樣，在體質上，稱為「母機」、為製造奠定基礎的機器，變成必須仰賴外國製造。 　　步進機這種裝置，可以說是「人類催生出來最精密的機器」吧。而逐步予以實現的，是置身於日本製造業的技術工作者。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，是那種典型的日本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，是企業競爭力的泉源。在過去是如此，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。 　　執著於「光與電子」的深厚力量  ×  灌注「製造至上」的非凡熱情　　＝開發出「挑戰夢幻的機器」，能夠在1根頭髮的橫斷面上，刻出超過50條的細線！ 作者簡介 吉田庄一郎Yoshida Shoichiro 　　一九三二年出生於東京。一九五六年畢業於東京大學工學系精密工學科，同年進入日本光學工業（現為尼康）。從事於天體望遠鏡、分光器等產品之設計後，著手開發用於製造VLSI的縮小投影型曝光裝置（步進機）。歷經精機事業部長等職後，於一九九七年成為社長、二○○一年成為董事會長兼執行長。 　　二○○五年起擔任尼康顧問。除了一九八五年

至一九九○年間在新技術開發事業團（現為科學技術振興機構）的創造科學技術專案「吉田奈米機構」擔任總負責人外，也擔任過日本半導體製造裝置協會（SEAJ）、國際半導體設備材料產業協會（SEMI）、精密工學會等單位之會長。一九九一年獲頒藍綬褒章、二○○三年獲頒法國榮譽勳章（Legion d'Honneur）、二○○六年獲頒美國電子電機工程師學會（IEEE）的諾伊斯獎（Robert N. Noyce Medal）。 譯者簡介 江裕真 　　輔大管研所、中央資管系畢。 　　譯有大前研一《M型社會》、《旅行與人生的奧義》、《新．企業參謀》，以及《經營者的思考》、《一本讀通杜拉克》、《再貴也能賣到翻》、《我們比

我聰明》、《日本一番的祕密---大金工業逆轉勝之井上傳奇》等商業書；石田衣良《G少年冬戰爭：池袋西口公園7》、《灰色的彼得潘：池袋西口公園6》、《波上的魔術師》，秦建日子《推理小說》、《不公平的月》，黑武洋《肅清之門》等小說；以及《關鍵簡報術》、《CG世界遺產---古羅馬》、《大腦動不動就找藉口》、《圖解力》等其他作品。最近很著迷於可愛的河童。 推薦序---可窺知日本精密產業成功的一手資訊前言 第一章 國產步進機第一號炎熱鐵皮屋頂上的貓踏入半導體產業的契機我的勝算有現場的力量支持席捲全球市場灌注於製造上的熱情 第二章 與尼康相遇浮沉之連續在父親的公司把玩機器與家族分離的難受回憶特別科學班疏散

到金澤去為人善良的父親成了負面教材親友是內心的支柱姐姐的夫家成了白木屋騷動的舞台科學班的夥伴們接受了「走精密路線」的建議、進入日本光學 第三章 填補技術的空白進公司沒多久就遲到與打瞌睡第一件工作花了四年想展示望遠鏡給她看的女性這樣設計好嗎？挑戰夢幻的機器與老友展開的讀書會在美國受到的啟發 第四章 創建半導體製造設備產業推動步進機的量產體制接下兼任營業部長的工作半導體景氣循環週期使市場丕變政府突如其來的干涉 第五章 背水一戰的CEO相機部門的苦戰就任為社長斷然重整公司斷退路、朝改革邁進前所未有的逆風英特爾出資與專利訴訟找尋人才，而不等待人才 第六章 今後的日本製造跳脫壕溝的團隊設計今後的日本製造

業開創新事業與核心能力人才的取得與教育產官學合作奈米科技等新領域 後記年表 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。   ◎炎熱鐵皮屋頂上的貓　「吉田組長，都是因為你不行，日本光學才跟著不行啦！」　　一九六九年，我在一家酒館裡受到了來自部下們的猛烈砲火，地點是從國電（現為ＪＲ）大井町站通往我們工廠的那條通稱「光學路」的路上。　　我們在那裡為日本光學工業（現為尼康）找尋今後的生存之道──主旨這麼龐大的集會，當時我才剛

成立不久而已，名稱就定為「光電偵測器會議」。大家可以自由參加，由同為技術工作者的所有人一起徹底討論，我們所屬的機器事業部今後應推出何種新產品，算是一種半私人的聚會。成員以年輕人為中心，約有十五人左右。當時，我三十七歲。　　結果，此一會議約莫持續了三年。工廠下班後，我們借了會議室展開討論，但一講到興頭上，話題就停不下來了。大家就這樣直接到酒館去繼續討論，一旦有了醉意，就會開始沒禮貌地亂講，有時候還會演變為互相拉扯。　　那是個高度成長的時期。「尼康」這個品牌的相機，固然平穩地出現人氣商品，但為了日本光學工業將來的成長，每個人都覺得，除了相機之外，必須再找另一樣產品做為事業支柱。我說什麼都希望機器事

業部能夠再誕生另一項主力事業。線索來自於在我展開這項會議的一年前，到美國出差時，所察覺到的「光學與電子學之融合」。　　做為會議名稱的「光電偵測器」，指的是一種可以把光訊號轉變為電訊號，使原本視覺上看不到的東西變成看得到的裝置。之所以會這麼命名，是因為想在光學設備上導入電子學，創造出遠勝於人類視力的「光之眼」，再拿它當成開發事業的種子。　　不過，為此必須集結各種領域的技術才行。公司裡有「光學人員」、「機械人員」、「電工人員」三大技術系統，分別負責設計透鏡、製作精密機械，以及電工相關工作。但三者都各自築起高牆，朝著自己喜歡的方向去發展。我固然覺得必須拆掉這樣的高牆才行，但說來簡單，做來困難。技術工

作者的自尊心很強，不容易敞開心扉。　　只要光學人員說「我們做的透鏡明明很棒，都是因為運轉的機械設計做得不好害的」，機械人員就會回嗆，「自己做不出耳目一新的東西，還在那裡裝糊塗」。舞台搬到居酒屋後，討論經常會陷入僵局，一旦置之不理，他們就會說「組長，都是因為你不行……」。　　在當時參加光電偵測器會議的成員中，特別活力十足、總是身處討論中心的，是田中博。　　田中是一九六○年時高工畢業進入公司的，他的手很靈巧，設計圖畫得很好。在設計裝置時，時常會因為過度追求功能，而無法把零件或機器放進預先決定好的尺寸之中，但只要去拜託田中，他都能設法幫忙做到。想不出點子時，他也會給我們「試著使用這種材料如何？」之類

的具體建議。　　他帶有道地的工程師氣質，很值得依賴，但只要一喝酒，不時會有不動口先動手的情形。之所以會常常在酒館演變為互相拉扯，多半都是起因於田中。　　在我們反覆挖掘技術工作者內心想法的過程中，光學人員、機械人員、電工人員之間的隔閡降低了，新產品的構想也漸漸產生。我們這群人所訂下的目標是設計出「具備光電偵測器的辨識機器人」。後來促成了在接受顧客委託下，將自動拉伸試驗機、輪胎自動識別機等內建光電偵測器的自動化裝置產品化。　　不過，賣掉一台後，就再也沒有別的訂單了。由於未來看不出有賣得掉的跡象，只能再構想接下來的新產品。　　「吉田設計的淨是一些不賣的東西。」　　當時在業務部門服務、和我同時期進公司

的濱館鄉一曾這麼責備我。　　即便如此，我並沒有卻步，反覆與會議的夥伴們進行討論，四處拜訪顧客企業，試著找尋新產品的線索。在三十八年後熊谷製作所的這場會議中，我突然想起當時的酷熱。　　那時候，我們特注（編按：「特注」是日文漢字，意為特別訂購）品設計部門是十四、五人的小團體，在大井工廠分處有辦公室，但「辦公室」也只是名稱而已，該分處是木造的兩層樓建築，原本是個診所，後來才拿來改用的。　　或許是因為收益不振，才會被趕到這種地方來吧。一走動，地板就會嘎吱嘎吱作響，光是這樣就已經夠讓人不舒服了；但最讓人受不了的是，由於屋頂是鐵皮做的，夏天受到太陽曝曬下，會變得極其炎熱。當然，當時也沒有空調設備。無計可施

下，盛夏時我們就穿著短褲與原本穿在裡面的無袖汗衫，腳踩在水桶裡，一面擦去額頭流出來的汗水，一面畫著設計圖。　　當時的我們，根本就是「炎熱鐵皮屋頂上的貓」。我們手忙腳亂地到處跑，卻沒有前去的目的地。誠然，那時的我，有一種焦躁的感覺。