2026年,華為技術(shù)有限公司董事、半導(dǎo)體業(yè)務(wù)部總裁何庭波在國際電路系統(tǒng)研討會上發(fā)布了一個(gè)全新的技術(shù)演進(jìn)方向——“韜(τ)定律”。當(dāng)西方產(chǎn)業(yè)界還在為“摩爾定律是否走到盡頭”爭論不休時(shí),華為提出了這一新的發(fā)展方向。該定律將芯片發(fā)展的關(guān)注焦點(diǎn)從傳統(tǒng)的“幾何空間縮微”轉(zhuǎn)向了“時(shí)間縮微”,通過邏輯折疊等技術(shù)實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體與電子系統(tǒng)的持續(xù)演進(jìn)。

過去六年,華為基于這一思路設(shè)計(jì)并量產(chǎn)了381款芯片。今年秋季,首款完整采用邏輯折疊技術(shù)的麒麟芯片將面世。華為預(yù)計(jì),到2031年,基于韜(τ)定律的高端芯片晶體管密度將達(dá)到1.4納米制程的同等水平。

一位業(yè)內(nèi)分析人士表示,韜(τ)定律的意義在于打破了“唯制程論”的桎梏,為產(chǎn)業(yè)打開了另一條可能的發(fā)展路徑。過去半個(gè)多世紀(jì),摩爾定律驅(qū)動著半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步,但現(xiàn)在的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)繼續(xù)依靠縮小尺寸換取性能提升已越來越難。華為提出的韜(τ)定律不再依賴幾何尺寸的縮小,而是通過壓縮有效常數(shù)τ來實(shí)現(xiàn)。
華為內(nèi)部人士解釋說,所有芯片共同的工作是搬運(yùn)數(shù)據(jù)。之前幾何尺度上的優(yōu)化主要是用更好的光刻機(jī)打印更高密度的電子通路加快傳輸速度。但現(xiàn)在電子通路的寬度已經(jīng)接近信號本身的寬度,出現(xiàn)了漏電和丟數(shù)據(jù)的情況。時(shí)間尺度上的優(yōu)化則可以通過材料學(xué)突破,換介電系數(shù)更好的材料來提升性能。
尋求后摩爾時(shí)代下的替代方案,華為并不是第一家。英偉達(dá)、AMD、英特爾和臺積電等公司也在探索不同的技術(shù)路徑。上海財(cái)經(jīng)大學(xué)特聘教授胡延平認(rèn)為,盡管已經(jīng)有數(shù)學(xué)測算,但韜(τ)定律目前還不是嚴(yán)格意義上的半導(dǎo)體領(lǐng)域的發(fā)展定律,只是根據(jù)實(shí)踐提煉出來的測算理論和發(fā)展預(yù)期。
何庭波提交的論文中提到,芯片在速度性能方面取得的收益,并不是通過新的光刻工藝步驟獲得的,而是通過在三維空間中對邏輯分布進(jìn)行拓?fù)渲亟M實(shí)現(xiàn)的。這種方式像是“將平房升級為摩天大樓”,信號可以垂直穿越,物理距離被急劇縮短。這種多維度的根本性轉(zhuǎn)變讓半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)不得不重新審視未來的演進(jìn)方向。
對于行業(yè)而言,韜(τ)定律下,封裝技術(shù)、新材料、互連架構(gòu)、系統(tǒng)軟件協(xié)同設(shè)計(jì)等領(lǐng)域變得更為關(guān)鍵。任何一家公司如果能在這些領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)創(chuàng)新,就有可能在性能上超越采用更先進(jìn)但成本高昂制程的對手。這為具備強(qiáng)大系統(tǒng)集成能力的公司以及國內(nèi)眾多初創(chuàng)的Chiplet和先進(jìn)封裝公司打開了新的機(jī)會窗口。
然而,也有產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)表現(xiàn)出了擔(dān)憂。一位半導(dǎo)體上游設(shè)備相關(guān)負(fù)責(zé)人表示,目前該理論短期內(nèi)產(chǎn)業(yè)影響有限,但若后續(xù)技術(shù)路徑推進(jìn)至1納米以下制程,行業(yè)將迎來嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。華為的技術(shù)方案是在缺失頂尖光刻機(jī)的前提下,依托架構(gòu)、算法等軟性技術(shù)實(shí)現(xiàn)性能等效對標(biāo),但該模式無法替代硬件層面的技術(shù)攻堅(jiān)。
盡管前路充滿挑戰(zhàn),華為也在用自身的案例來說明這一定律的可行性。何庭波在論文中給出了一組數(shù)據(jù),2020年5月至2026年5月期間,華為設(shè)計(jì)并量產(chǎn)了381顆芯片,服務(wù)于多個(gè)市場。她表示,未來六至十年,以τ作為核心研發(fā)目標(biāo)的企業(yè)、科研團(tuán)隊(duì)與產(chǎn)業(yè)生態(tài)將主導(dǎo)后續(xù)十年的計(jì)算產(chǎn)業(yè)發(fā)展格局。全行業(yè)需要協(xié)同共創(chuàng),解決工具鏈、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、性能基準(zhǔn)、器件物理、商業(yè)模型等領(lǐng)域的諸多難題。