專訪半導體核心設備的設計大師─雷仲禮

文•陳可昕

雷仲禮出生香港，一九七六年隨著全家人移民美國，在美國接受College的教育。一九八○年在美國加州Harvey Mudd College獲得工程學學士學位，一九八三年在美國Stanford大學獲得工程管理學碩士學位。

雷仲禮擁有長達四十年的半導體核心設備設計經驗，曾經在應用材料（AMAT）、瓦裡安（Varian）及泛林（Lam）等國際知名公司。其設計的許多設備，曾經是行業的經典之作，從來沒有無法實現銷售、工業量產的產品，為其服務的公司賺取過數百億美元的收益，顯示其十分突出的創新技術推進工業應用、市場價值的功力，也奠定了他在半導體行業大師的地位。

在雷仲禮個人四十年的從業歷程裡，截至今年累積了八十七項美國專利及四十九項中國大陸和台灣專利，每一個都是發明專利，顯示了從未間斷的創造能力和領先同行的創新思維。

專長技術領域及事業規劃方向

雷仲禮擅長的半導體技術領域，包括了化學氣相沉積（CVD）、原子層沉積（ALD）、刻蝕（Etch）及物理氣相沉積（PVD），集成應用： Liner Barrier, Gate stack（EPI/Siconi），CVD+PVD鋁等先進技術設備。

曾經設計過最經典的Applied Materials P5000 CVD W、WSix、Etch，顛覆了傳統晶圓加工模式而應用到今天。過去二十年曾經在半導體行業擔任過工程師的人，都曾經在這台設備上工作過。這幾年新設計的設備，有用於3D NAND 的CVD和ALD鎢沉積設備 、用於5奈米和3奈米邏輯晶片及3D NAND記憶晶片的CCP、ICP蝕刻設備及平台設計。

雷仲禮還跨界到太陽光電電池的生產線領域，二○一一年製造出用於HJT異質結電池（晶片）生產的5.5代PECVD系統，轉換效率達到二三‧七五％，為當年量產線的世界紀錄。

二○二三年，作為其創辦的半導體設備公司的開山之作，最新的雙面微晶量產設備，生產效率提升了十五倍，還把轉換效率進一步提升到二五‧五％。而正在研發跟鈣鈦礦，和其他半導體材料疊層的鍍膜技術，能以目前矽晶系為主的平價電池成本，把轉換效率推進到三三％、四十％以上。

改變晶圓代工和太陽光電晶片製程的最新設計

雷仲禮最新取得美國發明專利─半導體設備傳輸的「無托盤設計」（TRAYLESS SOLUTION），將徹底改變太陽光電電池生產線的成本結構。通過生產過程去除材料及維護成本昂貴的托盤，將太陽光電電池生產線進一步導入半導體加工工藝領域。過去的製程由於需要經常維修托盤，衍生佔比很高的不必要成本，加上一些托盤材料會變質並成為消耗品，都是增加生產太陽光電電池的直接成本。

因此無托盤設計採用類似於半導體的晶圓交換順序，並添加真空晶圓翻轉技術，便於晶圓片在真空中完成正面和背面處理。由於太陽光電電池最新趨勢是採用半片晶圓的方案，導致設備成本急劇增加。這個無托盤的製程發明專利會顯著降低了自動化的複雜性，從而推進全球太陽光電的成本競爭力，達到新的高度。

因緣際會

與台灣有著深厚情感

雷仲禮曾經在一家台灣公司工作了六年，很喜歡台灣的工作和生活環境。期間除了推出公司自身的主力產品，也曾經為台積電設計了銅銦鎵硒太陽光電電池設備、晶圓加工設備，獲得客戶的好評。因此提供台積電設備的服務也從二○一○年的台灣公司延伸到了二○一三年的上海公司。設計與交付了台積電5奈米所需要的CCP刻蝕設備，也參與了台積電發展3奈米晶片的設備、及每季台積電的新工藝技術會議。

他不僅結識了台灣半導體業界的許多客戶、朋友，也培養了一批年輕的同事。二○二一年投資創辦的半導體設計、半導體設備公司，合夥人和許多公司高層主管也來自於台灣，所以除生活工作了三十幾年的美國，對於台灣的感情和關係是深厚的。

看好台灣的發展

決定到台灣投資

全球太陽光電產業未來很可能被美中貿易科技戰區分為China market和非China market，因此跟晶圓加工產業一樣，在技術發達的不同區域布局，建置生產基地，成為一家高科技企業穩定、長期發展及兼顧不同市場的必然趨勢和選擇。

因為台灣長期以來，在晶圓代工、TFT液晶顯示屏培養了大量的優秀工程師人力資源庫，加上雷仲禮和團隊對台灣的熟悉，因此決定把Non China market的發展基地，設置在台灣。

雷仲禮的人生哲學是童心未泯、從不間斷的核心技術創新，他認為科技推動人類生活的進步，不斷追求創新的思維和行動是科技進步的最核心組成部分。他喜歡一個自由發展科學和技術的創新環境，在日常的工作和生活中，對於不同領域的技術進步和專業知識，也時刻充滿一探究竟的好奇心。在美國四十年的讀書和職場經歷，給了他許多機會，因此他希望將這些知識傳遞給年輕的一代，可以使每個人在自己所處的世界中更有知識和生存能力，不需要過度依賴他人來獲得自己的幸福。

雷仲禮創辦的半導體設備公司，大量啟用年輕人負責重要的技術研發和設備製造，給予他們更多的機會去自我挑戰和追求進步，他很享受來自於帶領著他們一起工作時充滿朝氣、陽光的活力，

對於台灣事業的展望和期待

這次到台灣投資太陽光電HJT異質結雙面電池生產線，雷仲禮希望能夠得到台灣產業投資人、創投公司和銀行融資的認可和支持，順利把位於目前轉換效率位居世界第一的技術帶到台灣，使台灣的太陽光電產品重新回到全球領先的地位。

如果有機會能得到政府產業政策和基金的支持，可以考慮說服掌握關鍵技術、擁有美國發明專利的DHT公司股東，從HJT異質結雙面電池生產線的核心設備PECVD開始，把半導體關鍵製程DEPOSITION（鍍膜、沉積）的各種CVD設備在台灣生產。

同時，可以計劃成立半導體設備研發中心，不僅讓台灣未來不只是國際大廠的OEM代工基地，也能培養優秀的年輕人協助台灣發展自有的半導體核心技術，進一步夯實台灣在全球半導體領域可持續的競爭力。