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(独家)专访前台积电研发副总余振华下集 张忠谋慧眼、InFO与3D芯片

  • 何致中特稿

Play Icon AI语音摘要 00:56

台积电「研发六骑士」故事成为业界美谈,而半导体技术日新月异,时值中美贸易大战、地缘政治的时代变动下,如创始人张忠谋预言,护国神山台积电成了「兵家必争之地」。

台积退将风云录向来是外界关心的话题,这些立下汗马功劳,在科技产业历史上,留下定位的老台积人,会如何述说自身故事?

前台积电研发副总余振华(图右)接受DIGITIMES旗下IC之音节目独家专访。何致中摄

前台积电研发副总余振华(图右)接受DIGITIMES旗下IC之音节目独家专访。何致中摄

笔者为DIGITIMES新闻中心主编,在与DIGITIMES旗下竹科广播电台IC之音协力制作的<半导体.人文情>音频节目中,独家专访前台积电研发副总、台积卓越科技院士、中研院院士余振华。

这位几乎成为台积电先进封装代名词的关键人物,也在台积坚守冈位,成为六骑士当中最后一位退休的「最终骑士」,娓娓道来他的看法以及与张忠谋共事的回忆,专访纪要摘录自2025年10月节目访谈内容。

台积电3D Fabric技术平台对半导体业界的影响?

现在无论晶圆制程的领先者或追赶者,都得面对「后摩尔时代」。

我们有幸能开发出一套晶圆级系统整合(WLSI)平台,也就是现在的3D Fabric。这整个系列,就是从CoWoS出发,一路摸索的血泪史。

CoWoS曾叫好不叫座,如2012~2016年间客户对小芯片(Chiplet)需求并不迫切。我们只好提供一些不一样的「简化技术」,如整合型晶圆级扇出封装(InFO)以及更下一步的SoIC。

InFO约2012~2013年就在开发,当时其实CoWoS方面已有相当压力了。虽然说很努力,如前往全世界参加技术论坛、演讲、提个公事包到处推销,但这些技术对大家来说「太新了」。

也再强调一次,当时似乎对台积电的客户而言「需求并不迫切」,因此才想到如增加整合高带宽存储器(HBM)或简化成InFO等路径。

一段时间后我们觉得做的不错,InFO主打「简便」,意思是能应用于如智能手机的手持式装置。当时期望手机芯片轻薄短小、省电又要高效能,这股趋势非常兴盛。

InFO正好可达成此目的,并将DRAM整合,也就是InFO-PoP,相较传统的覆晶FC-PoP封装更为轻薄。InFO封装厚度约0.8mm,FC制程大概1.5~2mm之间,因此无论厚度、带宽、信号整合等面向,皆提升不少。

我们做了一些后开始寻找客户,结果第一次找的大客户也在加州。客户派出一个大规模高端技术访问团、来的都是行家,待了一周从早到晚,要求一步步看该技术如何做到,「大客户表示从未看过有人这样做,希望看原始数据。」

然而,这对当时的我们而言「很困难」,这是我们「吃饭的技术」。因此犹豫、挣扎、咬紧牙关,客户每问一次问题,回来内部又挣扎一遍,还是回头分享、来回非常多次。客户当然印象深刻,也谈及后续,欲针对其需求设计芯片,甚至已有雏型,当时我们不但期望,还相当看好。

然而,未料半路杀出程咬金,问题不在封装技术,而是芯片客户。

IC设计客户为了要有可提供替代方案的公司而另外达成协议,客户一心想要新的方案,并非我们做不好,后续也就没有再继续帮该客户进行后面的封装。但连简报数据分享了却未成功,着实惋惜,只好另寻机会。

大客户采用InFO 让台积先进封装更为坚实

尔后前往另外一家更大、更重要的手机厂商演讲,当中一位负责封装开发的负责人遂而邀请我再一次面对面相谈。对此当然乐意之至,因为真的需要生意。

就在对方公司的一个小房间里面,该负责人与他的老板一同坐下来,谈完后他们看着我的眼睛说,他们很希望有这种技术,但他们以为「在地平在线看不到」。

我记得非常清楚,因为印象很深刻,这家公司要求保密特别严格,后续发展也就是大家知道的。

此外,这家公司的重要意义在于不仅采用InFO,同时该公司虽是做设计,但对制程的理解、吸收、洞见与能力非常优异。

「我感觉他们在2014~2015年的时候,早已把所谓的『设计与技术协同优化(Design-Technology Co-Optimization;DTCO)』纳入公司DNA。」

因此,他们设计的东西比别人强,同样InFO-PoP技术给这家公司使用,与其他业者相较,得出来的结果也有差距,后来跟其他客户接触后,更能体会这点。

该公司不仅让技术更合用,也让我们的先进封装更坚实。后来台积在16纳米制程时代,配合InFO-PoP将这家客户掌握住。

原本他们是用台积竞争对手的技术,而这家对手,也就是我们谈到把第一家潜在客户给抢走的公司。

2016年开始,台积电16纳米FinFET晶圆技术非常优异,再加上InFO-PoP,从此对该客户「黏着度」相当高,竞争对手再也进不来。

这间公司后续与台积密切合作,在前段制程通常为第一个客户,也协同台积的设计、每一次新制程节点都良好配合,产生相互效应。

在InFO这个故事中,台积也觉得这家客户非常重要,不单只是市场很大。

另一方面,SoIC则是一个极致化的简单堆叠方法,本身为3D IC,与台积电2.5D CoWoS、InFO相辅相成。

SoIC在开发阶段便思考过整体策略,致使SoIC与CoWoS或InFO的整合非常顺畅,3D Fabric平台更有力。

先进封装初期不易 张忠谋如何看待?与创始人工作的回忆?

张忠谋董事长曾帮我提名「总统科学奖」,该奖项约在2016~2017年,是个特别的年份。

当时InFO开始大量生产,其中一家大客户的智能手机芯片订单都转来台积。16纳米制程加上CoWoS在AI领域,NVIDIA也公开发表第一代成果,包括先前的铜制程等。

张董事长认为这相当具有冲击性,因此我受了提名并幸运获奖,是很难得的鼓励。

关于与张董事长的互动有两方面,一个是工作上,另一个是工作以外。

工作方面,大家了解张董事长要求非常高,与其说严格,更可说是非常「严谨」。同时也对先进技术很有兴趣了解,以至于对于往后的投资、公司发展方向,他会有所掌握,也有耐心听取。

第一件事,张董事长要管理如此多的事情并不容易,因此向他报告是一项挑战,当报告新技术时必须简洁明了,让他能接受。

其次,张董事长常讲一句话,他说大家不要总是讲「这个技术挑战有多大」,而要拿出「解决办法」来,办法也要简单明了,跟他讲清楚。我觉得这是严谨但合理的事情,因为对报告者及聆听者而言,都是一大挑战。

特别是张董事长聆听新技术时,令人印象深刻。他有时会将眼睛慢慢的、微微闭起来,要求自己要非常专心将报告者讲的每一个字句仔细听进去、了解讲什麽事情、表达什麽概念,作为一个聆听者尽最大的力量了解,我相当佩服这一点。

工作以外的方面,如我经常与张董事长单独面谈,他是非常温暖、有温度的人,甚至会记得员工一些重要事情,给予温暖问候,且举自身类似经验分享,这方面是鲜为人知。

前瞻先进封装的未来 接下来新技术的方向?

确实当前有新做法与新应用,如矽光子、3D堆叠等,我相信台积电的3D Fabric在最尖端的应用上,无疑是稳固地位。

矽光子有稳固的异质整合技术作为基础,包括未来的自驾车、人形机器人等,台积电的先进封装地位应能延续。

至于部分新技术如CoPoS等,将面板(Panel)带进来,吸引力来自其独特的竞争力,如更大的封装尺寸,有机会提供一个较便宜的解决方案。不过也有大挑战,因为需要面对更严重的翘曲(warpage)等问题。

芯片尺寸「做大」是主要价值所在,但要做的精密、更好的带宽、密度,与晶圆级先进封装相比,挑战还是更大一些。

若回到身为工程师与研发者的初衷 如何建议「后摩尔时代」半导体从业人员?

无论晶圆制程或封装的工程师,我曾提过一个概念:「工程师是人类里面一种非常不一样、非常恐怖的一种物种。」意指工程师未违反科学规律、定律,但总能找到方法绕过挑战,一代代提供更新、更好的技术。

因此,第一我鼓励工程师同业人员保持乐观。

第二个是往后的半导体领域,将如社会般日益多样化。当面对多样化时,如其他产业,工程师要能尽量广泛学习。如矽光子有光学相关知识,电子方面的知识也还是很有用,异质整合与封装亦是,跨了好几个领域。

这些都让工程师在解决问题时,产生一些意想不到的做法。

如已故的Steve Jobs某次在史丹佛大学毕业典礼演说,谈了「Connecting the Dots」故事,我也用此鼓励大家。(本文为余振华口述,主编何致中整理)

责任编辑:许经仪