?InFO封裝技術(shù)讓臺積電連拿三代蘋果訂單

余振華指著一旁記者手中的 iPhone 說，「這個(gè)就有 InFO，從 iPhone 7 就開始了，現(xiàn)在繼續(xù)在用，iPhone 8、iPhone X， 以后別的手機(jī)也會(huì)開始用這個(gè)技術(shù)。 」

贏在 30% 厚度，讓臺積電連吃三代蘋果

早年，蘋果 iPhone 處理器一直是三星的禁臠。 但臺積電卻能從 A11 開始，接連獨(dú)拿兩代 iPhone 處理器訂單，讓業(yè)績與股價(jià)持續(xù)翻紅。

關(guān)鍵之一，就是余振華領(lǐng)導(dǎo)的「整合鏈接與封裝」部門，開發(fā)的全新封裝技術(shù) InFO，能讓芯片與芯片之間直接鏈接，減少厚度，騰出寶貴的手機(jī)空間給電池或其他零件。
余振華解釋，手機(jī)處理器封裝后的厚度，過去可厚達(dá) 1.3、1.4 公厘。 「我們第一代 InFO 就小于 1 公厘，」余振華說。 也就是減低 30% 厚度。

「他讓臺積電連拿三代蘋果訂單，」與余振華熟識的前任半導(dǎo)體協(xié)會(huì)理事長、鈺創(chuàng)科技董事長盧超群說。

時(shí)間回到 2011 年的臺積電第三季法說。 當(dāng)時(shí)，張忠謀毫無預(yù)兆擲出震撼彈──臺積電要進(jìn)軍封裝領(lǐng)域。

第一個(gè)產(chǎn)品，叫做「CoWoS」（Chip on Wafer on Substrate）。 意思是將邏輯芯片和 DRAM 放在硅中介層（interposer）上，然后封裝在基板上。

他提到，「靠著這個(gè)技術(shù)，我們的商業(yè)模式將是提供全套服務(wù)，我們打算做整顆芯片！ 」
這消息馬上轟傳全球半導(dǎo)體業(yè)。

梳著西裝頭，外表看起來像公務(wù)員的余振華，也從那時(shí)開始密集出現(xiàn)在國內(nèi)外各大技術(shù)研討會(huì)，大力推銷這個(gè)自己發(fā)明、命名的新技術(shù)。

當(dāng)時(shí)《天下》記者也對這位處長印象深刻，因?yàn)樗┵┒劇⑸踔辽鄳?zhàn)群雄的模樣，與一般臺積電人的低調(diào)風(fēng)格大不相同。

晶圓代工龍頭宣告跨入下游，市場登時(shí)對封測專業(yè)廠的前景打上問號。

日月光、硅品只好到處消毒，說 CoWoS 這技術(shù)只能用在「極少數(shù)」特定高階產(chǎn)品，影響有限。

余振華會(huì)毫不客氣的嗆回去，「以后所有高階產(chǎn)品都會(huì)用到，市場很大。 」

封測界的不滿逐漸累積。 終于在一場技術(shù)研討會(huì)爆發(fā)。

一位硅品研發(fā)主管在余振華演講后發(fā)難，「你的意思是說我們以后都沒飯吃了，不用做事了？ 」讓大會(huì)主持人趕緊出來打圓場。

不久之后，余振華突然在公開場合銷聲匿跡。 「我們想說他怎么消失了，后來就聽說，是張忠謀出來，要余振華低調(diào)一點(diǎn)， 」一位不愿具名的封測廠大廠主管說。

當(dāng)時(shí)余振華的直屬上司、前臺積電共同營運(yùn)長蔣尚義接受《天下》專訪，解釋臺積電進(jìn)入封測領(lǐng)域的來龍去脈。

原來，2009 年，張忠謀回任執(zhí)行長，并請已退休的蔣尚義重新掌舵研發(fā)。 當(dāng)時(shí)最主要任務(wù)之一，就是開發(fā)所謂的「先進(jìn)封裝技術(shù)」。

「因?yàn)槟柖梢呀?jīng)開始慢下來，從整個(gè)電子系統(tǒng)面來看，在電路板和封裝上，還有很大的改進(jìn)空間，」他說。
過去幾十年，摩爾定律的耀眼光芒，讓整個(gè)電子系統(tǒng)其他部分的進(jìn)步都顯得不起眼。 封裝產(chǎn)業(yè)的發(fā)展重點(diǎn)也因此移到降低成本，已許久沒有重大技術(shù)突破。 例如，業(yè)界主流的高階技術(shù)──覆晶，是 50 年前就開發(fā)的技術(shù)。

張忠謀大力支持，撥了 400 個(gè)研發(fā)工程師給余振華，他也不負(fù)眾望，兩、三年后順利開發(fā)出 CoWoS 技術(shù)。

但直到開始量產(chǎn)，真正下單的主要客戶只有一家──可程序邏輯門陣列（FPGA）制造商賽靈思（Xilinx）。

此時(shí)，連在臺積電輩分極高的「蔣爸」，都感受到內(nèi)部壓力。 「（好像）某人夸下?？冢舜罅抠Y源，做了個(gè)沒什么用的東西，」他回憶。

沖沖沖，從三星手上搶下蘋果肥單

能否奪下 iPhone 處理器訂單尤其是關(guān)鍵。

這個(gè)舉世第一肥單，長年由三星獨(dú)攬。 例如 2013 年量產(chǎn)，用于 iPhone 5s 的 A7 處理器，黑色樹脂里頭，采用的是超薄 PoP（Package on Package）封裝，直接將一顆 1GB 容量的 DRAM 與處理器迭在一起封裝。

三星是舉世唯一可量產(chǎn)內(nèi)存與處理器，也有自家封測廠的半導(dǎo)體廠。 由它承制，整個(gè) A7 處理器可在「一個(gè)屋頂」下完成，在成本、整合度擁有巨大優(yōu)勢。

因此，盡管三星 Galaxy 智能型手機(jī)帶給蘋果的威脅愈來愈大，蘋果仍無法擺脫對勁敵的依賴。 直到 2016 年的 iPhone 6s，盡管已引進(jìn)臺積電，但仍須與三星對分處理器代工訂單。

導(dǎo)入 CoWoS 技術(shù)，理論上可讓處理器減掉多達(dá) 70% 厚度。 但客戶卻意興闌珊。

某天，蔣尚義和一位「大客戶」的硏發(fā)副總共進(jìn)晚餐。 對方告訴他，這類技術(shù)要被接受，價(jià)格不能超過每平方公厘 1 美分。

但 CoWoS 的價(jià)格是這數(shù)字的 5 倍以上。

臺積電當(dāng)即決定開發(fā)一個(gè)每平方公厘 1 美分的先進(jìn)封裝技術(shù)，性能可以比 CoWoS 略差一些。

「我就用力沖沖沖，」余振華說。 他決定改用「減法」，將 CoWoS 結(jié)構(gòu)盡量簡化，最后出來一個(gè)精簡的設(shè)計(jì)。

余振華馬上向蔣尚義報(bào)告，在白板上畫圖向他說明，「我最后幾句話還沒講完，蔣爸已經(jīng)不管，馬上跑去跟董事長講，挖到一個(gè)大金礦。 」他回憶。

這就是首度用在 iPhone 7 與 7Plus 的 InFO 封裝技術(shù)。 該技術(shù)是臺積獨(dú)拿蘋果訂單的主要關(guān)鍵。

而且，不只一代。 包括幾個(gè)月前上市的 iPhone X、今年接下來的新款。 一位外資分析師表示，愈來愈多跡象顯示，甚至 2019 年、2020 年的蘋果新產(chǎn)品，臺積電通吃的可能性愈來愈高。
一位也曾參與蘋果訂單的封測廠高階主管則認(rèn)為，三星算是「大意失荊州。 」

當(dāng)臺積電提出 InFO，封裝經(jīng)驗(yàn)較臺積電豐富的三星，卻發(fā)生誤判，以為只要將既有的 PoP 技術(shù)稍微改良，就可達(dá)到蘋果要求的厚度水平。

因此錯(cuò)失先機(jī)后，三星要再?zèng)_刺自己版本的類 InFO 技術(shù)，就已追趕不及。

打破不可能，「小媳婦」立大功勞

2016 年 11 月，當(dāng)首度采用 InFO 技術(shù)的 iPhone 7 大量出貨之際，臺積電公告，立下大功的余振華，晉升為整合連接與封裝副總經(jīng)理。

「一開始沒人看好，」余振華感嘆。

一位出身臺積電、擔(dān)任封裝廠主管的前輩，曾當(dāng)面告訴他，「你們臺積電根本不可能成功！ 」

首先，成本面難與封測廠競爭。 因?yàn)榉庋b廠也在發(fā)展類似技術(shù)，而臺積電的人力成本遠(yuǎn)高過封裝業(yè)，因此要求產(chǎn)品毛利要達(dá)到 50%，但日月光、硅品只要 20% 就能做了。

外資分析師也看衰。 例如，美商伯恩斯坦證券分析師馬克?李（Mark Li）當(dāng)時(shí)的研究報(bào)告寫著：「InFo 會(huì)讓臺積電相對于英特爾與三星更有競爭力嗎？ 不，我們不認(rèn)為。 」

他認(rèn)為像三星跟英特爾在封裝領(lǐng)域累積的經(jīng)驗(yàn)與技術(shù)，遠(yuǎn)勝剛?cè)腴T的臺積電。 例如英特爾跟三星在「扇出型晶圓級封裝」的專利數(shù)分別名列全球第二、三。 而臺積連前十名都排不進(jìn)去。

這些看衰的意見，都言之有理。 為什么余振華能夠逆轉(zhuǎn)乾坤，完成這個(gè)「不可能任務(wù)」？

他給了一個(gè)令人意想不到的答案，「就豁出去了， I have nothing to lose。 」

他斜靠著采訪地點(diǎn)的沙發(fā)，慘然笑著。

原來，那段時(shí)間，正是他人生的谷底。

余振華算是臺積電第一批歸國學(xué)人，加入時(shí)間甚至比蔣尚義還早。

他在清華大學(xué)念完碩士之后留美，在喬治亞理工學(xué)院拿到材料博士后，在著名的貝爾實(shí)驗(yàn)室做半導(dǎo)體研究，1990 年代初期就回國加入臺積電，歷經(jīng)先進(jìn)微縮技術(shù)處長、先進(jìn)模塊技術(shù)處長。

一位與他認(rèn)識的前半導(dǎo)體業(yè)主管指出，當(dāng)時(shí)余振華「都走在技術(shù)的最前端」，臺積電的 CMP（化學(xué)機(jī)械平坦化）制程，便是他設(shè)立的。

臺積電上一個(gè)里程碑，是成功在 2003 年量產(chǎn)、從此大幅拉開與聯(lián)電差距的 0.13 微米一役。

當(dāng)時(shí)，受行政院表揚(yáng)的 0.13 微米技術(shù)團(tuán)隊(duì) 6 位主管，余振華負(fù)責(zé)的業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)為銅導(dǎo)線與低介電物質(zhì)，歸類于「后段」制程。

原先他負(fù)責(zé)的先進(jìn)模塊技術(shù)，此時(shí)由日后投奔三星的梁孟松主管。

他從半導(dǎo)體廠投入資源最多、對產(chǎn)品性能影響最大的前段制程研發(fā)，幾年間移到后段，最后落腳到「半導(dǎo)體業(yè)的傳產(chǎn)」──封裝。

在這個(gè)追逐摩爾定律，以不斷「微縮」為主要使命的超高壓行業(yè)，這形同從最受矚目的一級戰(zhàn)區(qū)，被流放邊疆。

深深吐出一口氣之后，余振華說，「一開始人不多，前段、后段都我做嘛，到后來人才多了起來，我就一直退、退、退，退到封裝去了。 」

5 年燒壞幾千片晶圓，開創(chuàng) CoWoS 封裝時(shí)代

余振華透露，那段時(shí)間不只工作變化大，連家庭、家人也出現(xiàn)狀況，人生陷在低潮，讓他反而燃起破釜沉舟的決心。

臺積電的 InFo 與 CoWoS，都屬于「晶圓級封裝」技術(shù)，也就是直接在硅晶圓上完成封裝。 因此可以大幅縮小體積、提高效能。

臺積電身為全球第一個(gè)量產(chǎn)晶圓級封裝的半導(dǎo)體大廠，走在前線，便有層出不窮的技術(shù)難題得解決。 例如，棘手的 Warpage（晶圓繞曲）問題。

一位也參與蘋果訂單的封裝業(yè)高層透露，臺積電付出昂貴的學(xué)費(fèi)，5 年間產(chǎn)線燒壞了幾千片昂貴的晶圓。

「聽說良率一直上不去，直到去年才達(dá)到八成。 」一位臺積電大客戶主管也說。

2016 年開始，余振華的漫長堅(jiān)持，終于開始看到曙光。

CoWoS 的新客戶大量出現(xiàn)。 他當(dāng)年的預(yù)測成真：最新、最高階的芯片，真的都非得用 CoWoS 不可。
因?yàn)?CoWoS 可讓此類產(chǎn)品的效能提升 3 到 6 倍。

該年，輝達(dá)（Nvidia）推出該公司第一款采用 CoWoS 封裝的繪圖芯片 GP100，為最近一波人工智能熱潮拉開序幕。 包括，翌年 AlphaGo 打敗世界棋王柯潔背后的 Google 人工智能芯片 TPU 2.0，這些舉世最高性能、造價(jià)最高的人工智能芯片，都是 CoWoS 封裝、臺積電制造。

甚至，連 2017 年底，英特爾與 Facebook 合作推出，要挑戰(zhàn)輝達(dá)壟斷地位的 Nervana 類神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器，都不例外，乖乖交給臺灣競爭對手代工。

「沒有 CoWoS，最近這么一大波 AI 不會(huì)這么快出來，」余振華自豪地說。 他并表示，現(xiàn)在 CoWoS 的產(chǎn)能已供不應(yīng)求。

他并透露，手中還備有幾款秘密武器，未來將一一現(xiàn)身。

過去幾年，外界在看臺積電、三星、英特爾的三雄競爭，眼光都擺在 7 奈米、EUV 等夢幻技術(shù)的進(jìn)度。 結(jié)果，原先不起眼的封測部門，現(xiàn)在儼然成為臺積電甩開三星、英特爾的主要差異點(diǎn)。
追根究柢，得歸功于余振華這十年來的「堅(jiān)持」。

「我覺得他是個(gè)典范，」一位臺積電主管說，「這么聰明能干的人，可是公司在人事上挪來挪去，他沒有怨言，你派我去做什么就做什么，可是我做就一定做到最好。 」