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(獨家)專訪前台積電研發副總余振華下集 張忠謀慧眼、InFO與3D晶片

  • 何致中特稿

台積電「研發六騎士」故事成為業界美談,而半導體技術日新月異,時值中美貿易大戰、地緣政治的時代變動下,如創辦人張忠謀預言,護國神山台積電成了「兵家必爭之地」。

台積退將風雲錄向來是外界關心的話題,這些立下汗馬功勞,在科技產業歷史上,留下定位的老台積人,會如何述說自身故事?

前台積電研發副總余振華(圖右)接受DIGITIMES旗下IC之音節目獨家專訪。何致中攝

前台積電研發副總余振華(圖右)接受DIGITIMES旗下IC之音節目獨家專訪。何致中攝

筆者為DIGITIMES新聞中心主編,在與DIGITIMES旗下竹科廣播電台IC之音協力製作的<半導體.人文情>音頻節目中,獨家專訪前台積電研發副總、台積卓越科技院士、中研院院士余振華。

這位幾乎成為台積電先進封裝代名詞的關鍵人物,也在台積堅守岡位,成為六騎士當中最後一位退休的「最終騎士」,娓娓道來他的看法以及與張忠謀共事的回憶,專訪紀要摘錄自2025年10月節目訪談內容。

台積電3D Fabric技術平台對半導體業界的影響?

現在無論晶圓製程的領先者或追趕者,都得面對「後摩爾時代」。

我們有幸能開發出一套晶圓級系統整合(WLSI)平台,也就是現在的3D Fabric。這整個系列,就是從CoWoS出發,一路摸索的血淚史。

CoWoS曾叫好不叫座,如2012~2016年間客戶對小晶片(Chiplet)需求並不迫切。我們只好提供一些不一樣的「簡化技術」,如整合型晶圓級扇出封裝(InFO)以及更下一步的SoIC。

InFO約2012~2013年就在開發,當時其實CoWoS方面已有相當壓力了。雖然說很努力,如前往全世界參加技術論壇、演講、提個公事包到處推銷,但這些技術對大家來說「太新了」。

也再強調一次,當時似乎對台積電的客戶而言「需求並不迫切」,因此才想到如增加整合高頻寬記憶體(HBM)或簡化成InFO等路徑。

一段時間後我們覺得做的不錯,InFO主打「簡便」,意思是能應用於如智慧型手機的手持式裝置。當時期望手機晶片輕薄短小、省電又要高效能,這股趨勢非常興盛。

InFO正好可達成此目的,並將DRAM整合,也就是InFO-PoP,相較傳統的覆晶FC-PoP封裝更為輕薄。InFO封裝厚度約0.8mm,FC製程大概1.5~2mm之間,因此無論厚度、頻寬、訊號整合等面向,皆提升不少。

我們做了一些後開始尋找客戶,結果第一次找的大客戶也在加州。客戶派出一個大規模高階技術訪問團、來的都是行家,待了一週從早到晚,要求一步步看該技術如何做到,「大客戶表示從未看過有人這樣做,希望看原始數據。」

然而,這對當時的我們而言「很困難」,這是我們「吃飯的技術」。因此猶豫、掙扎、咬緊牙關,客戶每問一次問題,回來內部又掙扎一遍,還是回頭分享、來回非常多次。客戶當然印象深刻,也談及後續,欲針對其需求設計晶片,甚至已有雛型,當時我們不但期望,還相當看好。

然而,未料半路殺出程咬金,問題不在封裝技術,而是晶片客戶。

IC設計客戶為了要有可提供替代方案的公司而另外達成協議,客戶一心想要新的方案,並非我們做不好,後續也就沒有再繼續幫該客戶進行後面的封裝。但連簡報資料分享了卻未成功,著實惋惜,只好另尋機會。

大客戶採用InFO 讓台積先進封裝更為堅實

爾後前往另外一家更大、更重要的手機廠商演講,當中一位負責封裝開發的負責人遂而邀請我再一次面對面相談。對此當然樂意之至,因為真的需要生意。

就在對方公司的一個小房間裡面,該負責人與他的老闆一同坐下來,談完後他們看著我的眼睛說,他們很希望有這種技術,但他們以為「在地平線上看不到」。

我記得非常清楚,因為印象很深刻,這家公司要求保密特別嚴格,後續發展也就是大家知道的。

此外,這家公司的重要意義在於不僅採用InFO,同時該公司雖是做設計,但對製程的理解、吸收、洞見與能力非常優異。

「我感覺他們在2014~2015年的時候,早已把所謂的『設計與技術協同優化(Design-Technology Co-Optimization;DTCO)』納入公司DNA。」

因此,他們設計的東西比別人強,同樣InFO-PoP技術給這家公司使用,與其他業者相較,得出來的結果也有差距,後來跟其他客戶接觸後,更能體會這點。

該公司不僅讓技術更合用,也讓我們的先進封裝更堅實。後來台積在16奈米製程世代,配合InFO-PoP將這家客戶掌握住。

原本他們是用台積競爭對手的技術,而這家對手,也就是我們談到把第一家潛在客戶給搶走的公司。

2016年開始,台積電16奈米FinFET晶圓技術非常優異,再加上InFO-PoP,從此對該客戶「黏著度」相當高,競爭對手再也進不來。

這間公司後續與台積密切合作,在前段製程通常為第一個客戶,也協同台積的設計、每一次新製程節點都良好配合,產生相互效應。

在InFO這個故事中,台積也覺得這家客戶非常重要,不單只是市場很大。

另一方面,SoIC則是一個極致化的簡單堆疊方法,本身為3D IC,與台積電2.5D CoWoS、InFO相輔相成。

SoIC在開發階段便思考過整體策略,致使SoIC與CoWoS或InFO的整合非常順暢,3D Fabric平台更有力。

先進封裝初期不易 張忠謀如何看待?與創辦人工作的回憶?

張忠謀董事長曾幫我提名「總統科學獎」,該獎項約在2016~2017年,是個特別的年份。

當時InFO開始大量生產,其中一家大客戶的智慧手機晶片訂單都轉來台積。16奈米製程加上CoWoS在AI領域,NVIDIA也公開發表第一代成果,包括先前的銅製程等。

張董事長認為這相當具有衝擊性,因此我受了提名並幸運獲獎,是很難得的鼓勵。

關於與張董事長的互動有兩方面,一個是工作上,另一個是工作以外。

工作方面,大家了解張董事長要求非常高,與其說嚴格,更可說是非常「嚴謹」。同時也對先進技術很有興趣了解,以至於對於往後的投資、公司發展方向,他會有所掌握,也有耐心聽取。

第一件事,張董事長要管理如此多的事情並不容易,因此向他報告是一項挑戰,當報告新技術時必須簡潔明瞭,讓他能接受。

其次,張董事長常講一句話,他說大家不要總是講「這個技術挑戰有多大」,而要拿出「解決辦法」來,辦法也要簡單明瞭,跟他講清楚。我覺得這是嚴謹但合理的事情,因為對報告者及聆聽者而言,都是一大挑戰。

特別是張董事長聆聽新技術時,令人印象深刻。他有時會將眼睛慢慢的、微微閉起來,要求自己要非常專心將報告者講的每一個字句仔細聽進去、了解講什麼事情、表達什麼概念,作為一個聆聽者盡最大的力量了解,我相當佩服這一點。

工作以外的方面,如我經常與張董事長單獨面談,他是非常溫暖、有溫度的人,甚至會記得員工一些重要事情,給予溫暖問候,且舉自身類似經驗分享,這方面是鮮為人知。

前瞻先進封裝的未來 接下來新技術的方向?

確實當前有新做法與新應用,如矽光子、3D堆疊等,我相信台積電的3D Fabric在最尖端的應用上,無疑是穩固地位。

矽光子有穩固的異質整合技術作為基礎,包括未來的自駕車、人形機器人等,台積電的先進封裝地位應能延續。

至於部分新技術如CoPoS等,將面板(Panel)帶進來,吸引力來自其獨特的競爭力,如更大的封裝尺寸,有機會提供一個較便宜的解決方案。不過也有大挑戰,因為需要面對更嚴重的翹曲(warpage)等問題。

晶片尺寸「做大」是主要價值所在,但要做的精密、更好的頻寬、密度,與晶圓級先進封裝相比,挑戰還是更大一些。

若回到身為工程師與研發者的初衷 如何建議「後摩爾時代」半導體從業人員?

無論晶圓製程或封裝的工程師,我曾提過一個概念:「工程師是人類裡面一種非常不一樣、非常恐怖的一種物種。」意指工程師未違反科學規律、定律,但總能找到方法繞過挑戰,一代代提供更新、更好的技術。

因此,第一我鼓勵工程師同業人員保持樂觀。

第二個是往後的半導體領域,將如社會般日益多樣化。當面對多樣化時,如其他產業,工程師要能儘量廣泛學習。如矽光子有光學相關知識,電子方面的知識也還是很有用,異質整合與封裝亦是,跨了好幾個領域。

這些都讓工程師在解決問題時,產生一些意想不到的做法。

如已故的Steve Jobs某次在史丹佛大學畢業典禮演說,談了「Connecting the Dots」故事,我也用此鼓勵大家。(本文為余振華口述,主編何致中整理)

責任編輯:許經儀