脫蘋救世主

1/5根頭髮細的小元件,輝達超級電腦也需要它 藏在桃園平鎮的世界第一

小小一顆石英元件,有如智慧手機、AI伺服器、5G小基站的「節拍器」。台灣晶技透過高難度技術製程,做出薄度只有頭髮5分之1的石英晶體,裝進AI的賣價更是手機元件的5倍。

AI-台灣晶技-石英元件-智慧手機-蘋果-iPhone-輝達 台灣晶技董事長林萬興身後,掛著精心製作的石英元件製程圖,裡頭也出現應用在輝達H100 AI伺服器中的CXO石英振盪器。圖片來源:黃明堂攝
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(接續前文:緯創陪輝達熬7年,搭上AI伺服器狂潮 但真正獲利大補帖是這個零組件)

另一個從重要iPhone供應商蛻變成AI供應商,是位在桃園平鎮的世界最大石英元件廠——台灣晶技。

該公司的總部會議室內,牆上掛著十分醒目、密密麻麻的石英元件製程圖,仔細到一步步圖解生產製造流程,猶如理工科教學。

「石英太冷門了,學校沒有專門的學系,客戶、供應商也不一定了解石英晶體怎麼做出來的,這就是活廣告看板,」好為人師,年輕時曾懷抱「老師夢」的台灣晶技董事長林萬興指著一道道製程,滔滔不絕。

石英元件裝進AI,賣價是手機5倍

他年輕時和哥哥林進寶一起草創光華商場老牌電子零件行「良興電子」,銷售超過2萬種零件,從中挖掘石英元件進口替代的機會,再以後進者之姿打造「台灣晶技」,2年前超越日本競爭對手,躍升全球石英元件龍頭。蘋果iPhone、AirPods、MacBook中,都有晶技的石英元件。

林萬興身後牆上的製程圖中,赫然出現3個英文字母「CXO」(石英晶體振盪器)。

CXO振盪器應用在算力最強大的超級電腦如輝達H100中,裝有5到6顆CXO,價格是過去放在智慧手機中石英元件的5倍,石英晶體薄度更只有頭髮的5分之1。依靠的是半導體等級的黃光製程設備來實現,且全在台灣平鎮廠區製造。

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「我們從2019年就開始投資佈局,」林萬興語帶驕傲地表示。

2019年,他到美國消費電子展,發現參展的歐美大廠,因應5G、AI、電動車,已經在談高速運算、大量資料傳輸。

隔年,輝達推出因應資料中心等級的GPU A100,台灣包括廣達、鴻海、緯穎等科技大廠也搶進資料中心的代工業務,除了5G,雲端服務業者也有大量運算需求。

回台後,林萬興心裡快速盤算著,支持高速運算的伺服器、交換器、光纖模組,未來絕對需要能相對應更高頻率的石英元件產品。

台灣晶技-石英元件-AI-伺服器

對數位產品而言,晶片是心臟,石英元件像節拍器,是讓產品數位訊號能對標的關鍵零件。裝在iPhone中的石英元件,是單靠訊號傳輸的被動元件,但要轉換成放在AI伺服器的石英振盪器,就變成靠通電源傳輸高頻率訊號的「有源」主動元件。

林萬興解釋,像高速運算用的AI伺服器、5G小基站、光纖模組等石英界口中的「極端設備」,都需要用「有源」石英振盪器。

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從機械加工升級到半導體等級

然而從被動到主動元件,是一個技術和製程跳躍。

首先要克服的難關是溫度控制,從過去消費性電子進入高速運算,運算速度愈快,電源消耗就愈大,電路板溫度會從過去的攝氏65度,爬升到85、甚至破百度,高溫下,必須控制石英晶體頻率不能飄移。

第二個難關,是這些極端設備跨入5G之後,走向高頻率化,需要將石英振盪器原本已經很薄的石英晶體薄度,再弄得更薄。

「頻率愈高,厚度就愈薄,過去一根頭髮的厚度,現在是3分之1、4分之1、5分之1根頭髮的厚度,」林萬興解釋,這是從百萬分之一升級到千萬分之一等級的精密度要求。

要達到這樣的精密度,晶技的設備也從過去一片一片加工的機械加工設備,升級到半導體等級的設備。

晶技在2020年編列資本支出計劃11億,投入晶圓製造與先進封裝,還有半導體等級的廠房無塵室。

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在晶技平鎮廠區的晶圓製造廠內,用的是4吋石英棒,由於石英硬度是鑽石等級,比矽晶圓來得硬,加工難度很高。之後再放到陶瓷基板上,由晶技自己廠內一條龍封裝。

技術升級,研發費用也急遽上漲,從原本佔營收的4%,上升到將近9%。

2023年晶技AI相關業務佔營收貢獻達到12%,「過去我們不特別拆出這一塊計算,」林萬興坦言。

他不諱言,AI伺服器全球總量還不大,用到石英振盪器量體不是最具吸引力的,展示了這塊走在業界之先的技術佈局,林萬興已經在看5G之後6G等極端設備,對更高頻率、更微型化的石英振盪器需求。

「我們走在前端,滿足未來新規格的石英晶體,我都有能力可以供應,」林萬興信心滿滿。

當「一支iPhone救台灣」光景不再,台灣這群從PC一路攻克手機的供應鏈尖兵,正以毫不猶豫的「台灣速度」,轉型為全球AI軍備賽的頂梁支柱。

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(責任編輯:黃韵庭)

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