5月25日,华为公司董事、半导体业务部总裁何庭波在电气电子工程师学会(IEEE)国际电路与系统研讨会(ISCAS 2026)上正式发表“韬(τ)定律”。这不仅为中国半导体突破技术封锁提供了全新方案,也标志着中国首次在全球半导体领域提出了指导产业发展的新原则。
什么是“韬(τ)定律”?
“韬定律”提出以“时间(τ)缩微”替代“几何缩微”,作为半导体与电子系统演进的新指导原则。其目标是以系统性降低时间常数τ为核心,通过逻辑折叠(Logic Folding)等创新技术,持续压缩芯片内部的信号传播时延,从而不断提升晶体管密度,实现半导体与电子系统的持续演进。
据介绍,“韬定律”构建了贯穿器件、电路、芯片到系统层面的多层级协同优化体系。
为什么需要“韬(τ)定律”?
对华为来说,在先进光刻受限的情况下,继续沿着传统路线追赶将非常困难。因此,华为必须寻找更多系统级替代路径,比如三维集成、先进封装、存储靠近计算、光互连、统一系统总线等。
此外,芯片制程的研发已经跟不上产业发展的速度。
一是传统“摩尔定律”已撞上物理与经济的双重高墙。过去半个多世纪,芯片行业一直依靠把晶体管越做越小(即“几何缩微”)来提升性能。但随着工艺逼近原子级别,而且先进制程的建厂与研发成本已呈指数级飙升,单纯靠缩小尺寸来换取性能红利的传统路径已经难以为继。
二是当前人工智能、高性能计算等领域对算力的需求正在呈指数级攀升。传统的物理缩微速度不仅逐渐放缓,更远远跟不上这种爆炸式的产业需求。
三是“韬定律”提供了“换道超车”的全新突围思路。它跳出了拘泥于物理尺寸的单一维度,创造性地提出以“时间缩微”替代“几何缩微”。通过逻辑折叠等技术优化芯片内部的“交通系统”,让信号跑得更快,从而在不依赖最顶尖光刻设备的前提下,通过系统级创新实现顶级芯片的性能。
华为“韬定律”进展
何庭波介绍,“韬定律”构建了贯穿器件、电路、芯片到系统层面的多层级协同优化体系。基于该定律,华为过去六年已成功设计并量产了381款芯片。
此外,今年秋季,华为将发布新的麒麟手机芯片,完整采用逻辑折叠技术,大幅提升相关性能。预计到2031年,基于该定律的高端芯片晶体管密度将达到1.4纳米制程的同等水平。
韬(τ)定律能否实现商业成功?
从目前的进展和布局来看,“韬(τ)定律”已经具备了迈向商业成功的坚实基础,进入了实质性的落地和验证阶段。
据华为披露,在过去6年的实践中,华为已经基于该定律成功设计并量产了381款芯片,有可能覆盖通信基站、服务器、物联网等多个行业。这充分证明了该路径在工程上是可行的,并且已经具备了成熟的商业化应用能力。
市场认可是商业成功的关键。2026年秋季,华为将正式发布全新的麒麟手机芯片。这款芯片将完整采用“逻辑折叠”技术,是“韬定律”在高端消费电子领域的首次全面落地。如果这款芯片能在性能、能效上实现预期的“阶跃式提升”并获得市场好评,将是对“韬定律”商业价值最强有力的背书。
笔者认为,从商业逻辑上看,“韬定律”为行业提供了一个极具性价比的解题思路:在后摩尔时代,以“时间(τ)缩微”替代“几何缩微”,降低极致的物理研发制程成本。
2026年主流芯片制程在2nm~5nm之间,而华为通过韬(τ)定律将在2031年,基于“韬定律”的高端芯片,其晶体管密度将达到1.4纳米制程的同等水平。这意味着,即便不依赖最顶尖的制造工艺,也能通过设计创新达到顶级芯片的性能表现,这在全球半导体市场中具有极强的商业竞争力。
面临工具链、功耗等挑战
首先需要明确:芯片制程问题不是华为一家企业所面临的困境,即使是芯片巨头也面临着摩尔定律放缓、AI数据中心功耗暴涨、研发成本飙升等问题,而华为提出的韬(τ)定律虽然是一种新思路,但同样面临两大挑战。
一方面是EDA工具链。未来如果要把多层堆叠芯片当成一个连续整体来设计,就需要新的3D原生工具链,而目前EDA工具主要是为二维芯片设计服务,需要突破设计工具的限制。
另一方面是能耗问题。从上文可知τ缩放解决的是时间问题,而不是能耗问题。试想,如果设定未来AI集群速度提升5倍,那相应功耗也将提升5倍,因此,τ缩放必须和能耗优化同时推进,如何优化功耗是其必须面临的一大难题。
芯片这条路,没有捷径可走。一项新技术、新路径能否取得最终的、长期的商业成功,还需要接受全球产业链的广泛认可与持续协作。但毫无疑问,在芯片产业发展中,中国方案正在实现商业突围,走向世界。
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