5分之1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

【文／楊孟軒,黃亦筠；圖片／黃明堂攝】

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。

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。

「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。

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。

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。

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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