台積電和三星為代工A9晶片爭破了頭，以色列公司卻在悶聲發大財

去年iPhone 6s 發售不久後爆發轟轟烈烈的「晶片門」，甚至一度引起iPhone 新品極其罕見的「退貨潮」。

半導體製程工藝的優劣，一般實現更短的邏輯門連接（我們常說的28nm、16nm、14nm 工藝），就能集成更多的電晶體和更小的Die Size ，隨之而來就是計算性能的提升和功耗的降低。

當初蘋果把A9晶片分別交給三星和台積電製造，三星14 nm製程理論上領先台積電16nm 製程，實際應用時卻發現三星的晶片高負載時的耗電和發熱情況糟糕。

iPhone 6s 去年晶片門的爆發，反映出影響晶片整體性能包含了方方面面，邏輯製程技術領先，並不意味著一切。

一般談半導體製程工藝，就是指晶圓製造，整個產業鏈中技術含量最高、利潤最豐厚、壁壘最強、需要花最多的資金和時間去追趕的部分。

半導體製程工藝，英特爾毫無疑問處於第一流，台積電排行老二，三星、 GlobalFoundries 等還是三流廠商。

一流二流三流的差距，幾年前還是「代差」狀態，不過自從三星 2009 年從台積電挖來梁孟松，45 nm、32 nm、20 nm 工藝節點三星和台積電的差距以「罕見的速度」縮小：32 nm 節點普及 High-k 金屬柵極，20 nm 製程 Exyons 5430 八核晶片首次採用後柵極工藝，然後是 3D 電晶體，快速跳躍。

台積電董事長張忠謀 5 年前還在媒體前形容，三星電子只是「雷達上的一個小點」，2014 年年底三星卻突然跨過 20 nm 工藝節點，開始量產 14 nm 晶片，台積電直到今年下半年才開始量產同代 16 nm 工藝晶片 。

張忠謀承認這是十年來首次有亞洲同僚在邏輯製程技術上領先台積電，一度引起台積電評級下跌投資人拋售股票。

也因為量產時間可能跟不上 iPhone 大規模發貨，傳聞要不是台柱企業鴻海集團郭台銘親自出面跟蘋果協商，A9 晶片所有訂單差一點就被三星全攬。

當然，歷代 iPhone 發布，6s 是準備最充分的一次，但蘋果怎麼也想不到，常年代工 A 系列處理器且獲得飛躍的三星會陰溝翻船。

晶片門的爆發，自有三星未能成熟駕馭新技術、技不如人的真實原因，但是行業內人士的分析包括蘋果官方的聲明，三星跟台積電的差距並沒有那麼大。

14 nm 製程工藝，實現了更短的邏輯門連接和更小的 Die Size，為什麼真實表現會不如台積電？

因為三星14 nm 和台積電16 nm 是同代工藝，同代工藝不同實現是會帶來性能功耗特性的明顯差異。

良率(良品率)是半導體領域的一個關鍵數據，因為就像從一塊大的晶圓上要切割出完好的小方塊鏡子一樣，切出的小方塊鏡子完好的越多，則良率越高。

影響良率的因素非常多，畢竟一個電晶體就十幾二十納米大，每個晶片都有幾十億個電晶體，隨便一點材料污染或者工藝波動都會造成報廢。

而買一個大晶圓的成本是固定的，良率越高分攤到每個小鏡子的成本就越低。

每個工藝開始的階段，良率都不高，更何況三星差不多跳過 20 nm 這一代，少了很多經驗積累，所以良率低得不能看。

而 FinFET 3D 電晶體技術需要多出十幾二十層 mask，每一層都是要算錢的，所以這兩個因素一疊加，那麼晶片的成本就會貴的離譜。

有多離譜?只能說比史上最貴的手機 SOC – 高通 810還貴得多。

所以你要是三星會怎麼辦，那當然是想盡辦法降成本唄，要不賣不出去啊。

所以在工藝的具體實現上，台積電由於對良率有更好的把握，所以可以選擇在成本上更寬鬆的方法，比如增加mask層數，來保證更好的性能和功耗，而三星只能用保成本的方法但是犧牲了功耗。

晶圓製造前置工藝完成後需要封裝和測試，一般半導體廠商是將晶圓製造和封裝測試分開進行，媒體和消費者對晶片製程工藝有較多了解，但封裝工藝了解的人就比較少了。

晶片封裝同樣是一個可以製造技術壁壘，實現整體晶片效能趕超對手，甚至悶聲發大財的領域。

談到當下晶片封裝領域，有一個不得不提的WLCSP技術，Wafer Level Chip Scale Packaging，簡稱WLCSP，即晶圓級晶片尺寸封裝。

晶 圓 級 芯 片 尺 寸 封 裝（WLCSP）是將晶片尺寸封裝（CSP）和晶圓級封裝（WLP）融合為一體的新興封裝技術。

其中晶圓級封裝（WLP）不同於傳統的晶片封裝方式（先切割再封測，而封裝後至少增加原晶片20%的體積），此種最新技術是先在整片晶圓上進行封裝和測試，然後才切割成一個個的IC顆粒，因此封裝後的體積即等同IC裸晶的原尺寸。

WLP封裝方式，不僅明顯地縮小模塊尺寸，符合移動設備對於機體空間的高密度需求；另一方面在效能的表現上，更提升了數據傳輸的速度與穩定性。

WLCSP整合了WLP和CSP，不僅優化了產業鏈，減少了經過基板廠、封裝廠、測試廠的程序，使得晶片進入流通環節的周期大大縮短，提高了生產效率，降低了晶片生產成本。

以色列Shellcase（現更名為EIPAT公司）公司的故事

2014年2月10日，晶方科技作為馬年第一股登陸上交所，其股價在之後的4個交易日迎來了持續漲停。

讓各路投資者和持股機構賺得盆滿缽滿。

蘇州晶方半導體科技，作為大陸首家可為影像傳感器提供WLCSP封裝量產服務的專業封測服務商，在專業領域獲得了一定的技術壟斷。

這家中國大陸公司擁有多樣化的WLCSP封裝技術，包括超薄晶圓級晶片尺寸封裝技術（ThinPac），光學型晶圓級晶片尺寸封裝技術（ShellOP）、空腔型晶圓級晶片尺寸封裝技術（ShellOC），晶圓級凸點封裝技術（RDL晶圓凸塊），穿孔型晶圓級晶片尺寸封裝技術（TSV），以及應用於微機電系統（MEMS）、LED的晶圓級晶片尺寸封裝技術。

其中應用在影像晶片上的ShellOP和ShellOC技術來自以色列公司Shellcase授權，隨著智慧型手機等移動設備的爆發，這一技術的市場規模極大地膨脹。

一開始，Shellcase 公司所擁有的 ShellOP 和 ShellOC 技術在手機攝像頭封裝領域擁有較高的市場份額。

但受困於以色列手機市場發展緩慢，人力成本高等原因，發展一直不是很好。

「當時英飛尼迪投資集團的合伙人看中了Shellcase的技術，但是這種封裝技術在以色列很難產業化，而且市場也很小，成本較高，因此就想引進到中國來。

後來英飛尼迪跟中新創投聯繫，商量後大家都比較認可這個技術，就通過合作一起引進該技術授權給蘇州晶方。

」

據了解，全球從事影像晶片晶圓級晶片尺寸封裝技術的公司，除了少數公司如東芝、三星電子等採用自有技術外，其他均為專業測試服務商。

如日本三洋、韓國AWLP、摩洛哥Namotek、台灣精材科技、蘇州晶方半導體科技和長電科技旗下子公司長電先進等。

這些專業封測公司的WLCSP封裝技術均來自Shellcase公司的技術授權。

目前，Shellcase 已被收購併且更名為 Engineering and IP Advanced （EIPAT），成為了一家以專利授權和研發技術為主業的公司。

註：本文首發於微信公眾號【以色列創新】：zhongyichuangxin，這裡有浪漫故事，真正的黑科技，以及最權威的以色列高科技公司資料庫。