2018年04月23日 | InFO封装技术让台积电连拿三代苹果订单

余振华指着一旁记者手中的 iPhone 说，「这个就有 InFO，从 iPhone 7 就开始了，现在继续在用，iPhone 8、iPhone X， 以后别的手机也会开始用这个技术。 」

赢在 30% 厚度，让台积电连吃三代苹果

早年，苹果 iPhone 处理器一直是三星的禁脔。 但台积电却能从 A11 开始，接连独拿两代 iPhone 处理器订单，让业绩与股价持续翻红。

关键之一，就是余振华领导的「整合链接与封装」部门，开发的全新封装技术 InFO，能让芯片与芯片之间直接链接，减少厚度，腾出宝贵的手机空间给电池或其他零件。
余振华解释，手机处理器封装后的厚度，过去可厚达 1.3、1.4 公厘。 「我们第一代 InFO 就小于 1 公厘，」余振华说。 也就是减低 30% 厚度。

「他让台积电连拿三代苹果订单，」与余振华熟识的前任半导体协会理事长、钰创科技董事长卢超群说。

时间回到 2011 年的台积电第三季法说。 当时，张忠谋毫无预兆掷出震撼弹──台积电要进军封装领域。

第一个产品，叫做「CoWoS」（Chip on Wafer on Substrate）。 意思是将逻辑芯片和 DRAM 放在硅中介层（interposer）上，然后封装在基板上。

他提到，「靠着这个技术，我们的商业模式将是提供全套服务，我们打算做整颗芯片！ 」
这消息马上轰传全球半导体业。

梳着西装头，外表看起来像公务员的余振华，也从那时开始密集出现在国内外各大技术研讨会，大力推销这个自己发明、命名的新技术。

当时《天下》记者也对这位处长印象深刻，因为他侃侃而谈、甚至舌战群雄的模样，与一般台积电人的低调风格大不相同。

晶圆代工龙头宣告跨入下游，市场登时对封测专业厂的前景打上问号。

日月光、硅品只好到处消毒，说 CoWoS 这技术只能用在「极少数」特定高阶产品，影响有限。

余振华会毫不客气的呛回去，「以后所有高阶产品都会用到，市场很大。 」

封测界的不满逐渐累积。 终于在一场技术研讨会爆发。

一位硅品研发主管在余振华演讲后发难，「你的意思是说我们以后都没饭吃了，不用做事了？ 」让大会主持人赶紧出来打圆场。

不久之后，余振华突然在公开场合销声匿迹。 「我们想说他怎么消失了，后来就听说，是张忠谋出来，要余振华低调一点， 」一位不愿具名的封测厂大厂主管说。

当时余振华的直属上司、前台积电共同营运长蒋尚义接受《天下》专访，解释台积电进入封测领域的来龙去脉。

原来，2009 年，张忠谋回任执行长，并请已退休的蒋尚义重新掌舵研发。 当时最主要任务之一，就是开发所谓的「先进封装技术」。

「因为摩尔定律已经开始慢下来，从整个电子系统面来看，在电路板和封装上，还有很大的改进空间，」他说。
过去几十年，摩尔定律的耀眼光芒，让整个电子系统其他部分的进步都显得不起眼。 封装产业的发展重点也因此移到降低成本，已许久没有重大技术突破。 例如，业界主流的高阶技术──覆晶，是 50 年前就开发的技术。

张忠谋大力支持，拨了 400 个研发工程师给余振华，他也不负众望，两、三年后顺利开发出 CoWoS 技术。

但直到开始量产，真正下单的主要客户只有一家──可程序逻辑门阵列（FPGA）制造商赛灵思（Xilinx）。

此时，连在台积电辈分极高的「蒋爸」，都感受到内部压力。 「（好像）某人夸下海口，要了大量资源，做了个没什么用的东西，」他回忆。

冲冲冲，从三星手上抢下苹果肥单

能否夺下 iPhone 处理器订单尤其是关键。

这个举世第一肥单，长年由三星独揽。 例如 2013 年量产，用于 iPhone 5s 的 A7 处理器，黑色树脂里头，采用的是超薄 PoP（Package on Package）封装，直接将一颗 1GB 容量的 DRAM 与处理器迭在一起封装。

三星是举世唯一可量产内存与处理器，也有自家封测厂的半导体厂。 由它承制，整个 A7 处理器可在「一个屋顶」下完成，在成本、整合度拥有巨大优势。

因此，尽管三星 Galaxy 智能型手机带给苹果的威胁愈来愈大，苹果仍无法摆脱对劲敌的依赖。 直到 2016 年的 iPhone 6s，尽管已引进台积电，但仍须与三星对分处理器代工订单。

导入 CoWoS 技术，理论上可让处理器减掉多达 70% 厚度。 但客户却意兴阑珊。

某天，蒋尚义和一位「大客户」的硏发副总共进晚餐。 对方告诉他，这类技术要被接受，价格不能超过每平方公厘 1 美分。

但 CoWoS 的价格是这数字的 5 倍以上。

台积电当即决定开发一个每平方公厘 1 美分的先进封装技术，性能可以比 CoWoS 略差一些。

「我就用力冲冲冲，」余振华说。 他决定改用「减法」，将 CoWoS 结构尽量简化，最后出来一个精简的设计。

余振华马上向蒋尚义报告，在白板上画图向他说明，「我最后几句话还没讲完，蒋爸已经不管，马上跑去跟董事长讲，挖到一个大金矿。 」他回忆。

这就是首度用在 iPhone 7 与 7Plus 的 InFO 封装技术。 该技术是台积独拿苹果订单的主要关键。

而且，不只一代。 包括几个月前上市的 iPhone X、今年接下来的新款。 一位外资分析师表示，愈来愈多迹象显示，甚至 2019 年、2020 年的苹果新产品，台积电通吃的可能性愈来愈高。
一位也曾参与苹果订单的封测厂高阶主管则认为，三星算是「大意失荆州。 」

当台积电提出 InFO，封装经验较台积电丰富的三星，却发生误判，以为只要将既有的 PoP 技术稍微改良，就可达到苹果要求的厚度水平。

因此错失先机后，三星要再冲刺自己版本的类 InFO 技术，就已追赶不及。

打破不可能，「小媳妇」立大功劳

2016 年 11 月，当首度采用 InFO 技术的 iPhone 7 大量出货之际，台积电公告，立下大功的余振华，晋升为整合连接与封装副总经理。

「一开始没人看好，」余振华感叹。

一位出身台积电、担任封装厂主管的前辈，曾当面告诉他，「你们台积电根本不可能成功！ 」

首先，成本面难与封测厂竞争。 因为封装厂也在发展类似技术，而台积电的人力成本远高过封装业，因此要求产品毛利要达到 50%，但日月光、硅品只要 20% 就能做了。

外资分析师也看衰。 例如，美商伯恩斯坦证券分析师马克‧李（Mark Li）当时的研究报告写着：「InFo 会让台积电相对于英特尔与三星更有竞争力吗？ 不，我们不认为。 」

他认为像三星跟英特尔在封装领域累积的经验与技术，远胜刚入门的台积电。 例如英特尔跟三星在「扇出型晶圆级封装」的专利数分别名列全球第二、三。 而台积连前十名都排不进去。

这些看衰的意见，都言之有理。 为什么余振华能够逆转乾坤，完成这个「不可能任务」？

他给了一个令人意想不到的答案，「就豁出去了， I have nothing to lose。 」

他斜靠着采访地点的沙发，惨然笑着。

原来，那段时间，正是他人生的谷底。

余振华算是台积电第一批归国学人，加入时间甚至比蒋尚义还早。

他在清华大学念完硕士之后留美，在乔治亚理工学院拿到材料博士后，在著名的贝尔实验室做半导体研究，1990 年代初期就回国加入台积电，历经先进微缩技术处长、先进模块技术处长。

一位与他认识的前半导体业主管指出，当时余振华「都走在技术的最前端」，台积电的 CMP（化学机械平坦化）制程，便是他设立的。

台积电上一个里程碑，是成功在 2003 年量产、从此大幅拉开与联电差距的 0.13 微米一役。

当时，受行政院表扬的 0.13 微米技术团队 6 位主管，余振华负责的业务转为铜导线与低介电物质，归类于「后段」制程。

原先他负责的先进模块技术，此时由日后投奔三星的梁孟松主管。

他从半导体厂投入资源最多、对产品性能影响最大的前段制程研发，几年间移到后段，最后落脚到「半导体业的传产」──封装。

在这个追逐摩尔定律，以不断「微缩」为主要使命的超高压行业，这形同从最受瞩目的一级战区，被流放边疆。

深深吐出一口气之后，余振华说，「一开始人不多，前段、后段都我做嘛，到后来人才多了起来，我就一直退、退、退，退到封装去了。 」

5 年烧坏几千片晶圆，开创 CoWoS 封装时代

余振华透露，那段时间不只工作变化大，连家庭、家人也出现状况，人生陷在低潮，让他反而燃起破釜沉舟的决心。

台积电的 InFo 与 CoWoS，都属于「晶圆级封装」技术，也就是直接在硅晶圆上完成封装。 因此可以大幅缩小体积、提高效能。

台积电身为全球第一个量产晶圆级封装的半导体大厂，走在前线，便有层出不穷的技术难题得解决。 例如，棘手的 Warpage（晶圆绕曲）问题。

一位也参与苹果订单的封装业高层透露，台积电付出昂贵的学费，5 年间产线烧坏了几千片昂贵的晶圆。

「听说良率一直上不去，直到去年才达到八成。 」一位台积电大客户主管也说。

2016 年开始，余振华的漫长坚持，终于开始看到曙光。

CoWoS 的新客户大量出现。 他当年的预测成真：最新、最高阶的芯片，真的都非得用 CoWoS 不可。
因为 CoWoS 可让此类产品的效能提升 3 到 6 倍。

该年，辉达（Nvidia）推出该公司第一款采用 CoWoS 封装的绘图芯片 GP100，为最近一波人工智能热潮拉开序幕。 包括，翌年 AlphaGo 打败世界棋王柯洁背后的 Google 人工智能芯片 TPU 2.0，这些举世最高性能、造价最高的人工智能芯片，都是 CoWoS 封装、台积电制造。

甚至，连 2017 年底，英特尔与 Facebook 合作推出，要挑战辉达垄断地位的 Nervana 类神经网络处理器，都不例外，乖乖交给台湾竞争对手代工。

「没有 CoWoS，最近这么一大波 AI 不会这么快出来，」余振华自豪地说。 他并表示，现在 CoWoS 的产能已供不应求。

他并透露，手中还备有几款秘密武器，未来将一一现身。

过去几年，外界在看台积电、三星、英特尔的三雄竞争，眼光都摆在 7 奈米、EUV 等梦幻技术的进度。 结果，原先不起眼的封测部门，现在俨然成为台积电甩开三星、英特尔的主要差异点。
追根究柢，得归功于余振华这十年来的「坚持」。

「我觉得他是个典范，」一位台积电主管说，「这么聪明能干的人，可是公司在人事上挪来挪去，他没有怨言，你派我去做什么就做什么，可是我做就一定做到最好。 」