TechWeb 文/卞海川
日前,华为公司董事、半导体业务部总裁何庭波在国际电路与系统研讨会上正式发布“韬定律”(τ scaling),并迅速引发全网热议。与此同时,中国A股芯片板块集体爆发,科创50指数大涨,相关概念股掀起涨停潮。

重新定义后摩尔时代,华为“韬定律”刷屏
近日,华为提出的“韬定律(τ scaling)”迅速在中国科技圈刷屏,不仅出现在芯片工程师、半导体从业者的讨论中,也频繁登上科技媒体、投资圈乃至普通用户的话题榜。
究其原因,过去几十年,全球半导体产业几乎始终围绕“摩尔定律”发展,即谁能把晶体管做得更小,谁就更先进。
但事实是,无论是物理极限、制造成本,还是AI时代的数据传输瓶颈,都在告诉行业,单纯依赖“缩小尺寸”的时代,正在接近天花板。而华为提出的“韬定律”,某种程度上正是在回答一个关键问题,那就是如果未来芯片不能继续无限缩小,计算产业靠什么继续前行?
而在华为发布的论文《多层电子系统的时间标度理论》中,核心观点非常明确:未来电子系统的发展目标,不应再只是“缩小晶体管面积”,而应该转向“降低系统时间常数τ”,也就是让整个系统的数据流动、通信和计算变得更快。换句话说,过去行业关注的是“空间压缩”,而现在华为更强调“时间压缩”。需要说明的是,它并不是简单提出一种新封装,或者某个单点技术,而是试图重新定义后摩尔时代的产业逻辑。
更令行业振奋的是,华为此次并非纸上谈兵,而是直接亮出了耗时六年、覆盖381款芯片,横跨手机、人工智能、智能汽车及基础设施四大领域的工业级量产证明,尤其是论文中重点披露的两大核心量产成果更是引人注目。
首先是手机SoC,华为提出了“LogicFolding(逻辑折叠)”技术,通过3D立体堆叠,把原本平面分布的数字、模拟和存储电路重新组织。论文称,在固定工艺节点下,晶体管密度从155 MTr/mm²提升至238 MTr/mm²,同时能效提升41%。
其次是AI数据中心,华为提出了Unified Bus统一总线、Hi-ONE近封装光互连以及3D Folding等一整套系统级方案,希望解决AI时代最核心的问题,即“数据搬运”越来越比“算力本身”更重要。
综上,如果用更通俗的话解释,摩尔定律时代像是在不断“把城市里的房子越盖越小”,以便塞进更多人口,而“韬定律”更像是在重新设计整个城市交通系统,让信息流动效率大幅提高。这也是为何很多业内人士认为,“韬定律”真正重要的并不是某一个具体参数,而是试图把芯片、封装、互连、系统架构乃至数据中心网络,第一次用统一的“时间”维度串联起来。
从摩尔定律走向“时间定律”,华为缘何独辟蹊径?
所谓知其然需知所以然,而“韬定律”之所以出现,本质上并不只是一次技术创新,更是整个产业环境变化后的结果。
过去60年,摩尔定律之所以伟大,在于它建立了一个近乎“自动增长”的产业模式:晶体管越小,性能越强,成本越低,功耗也同步下降。基于此,整个行业只需要不断推进制程节点,就能获得代际跃升。但这一模式如今正在遭遇前所未有的瓶颈。
对此,华为在论文中提到,7纳米之后,单纯几何缩放带来的收益已经明显趋缓,与此同时,EUV设备、掩模成本和设计复杂度却急剧上升,2纳米芯片的设计预算甚至已经超过10亿美元。这意味着,继续“卷制程”,已经不再像过去那样具备压倒性的经济优势。更关键的是,AI时代正在改变芯片产业的核心矛盾。
众所周知,在传统PC和手机时代,瓶颈主要是“计算能力不足”,但在大模型时代,越来越多能耗并不花在计算,而是花在数据传输。对此论文提到,大型AI集群中超过80%的能耗来自数据搬运,70%以上的系统成本用于数据存储。这意味着,未来决定AI性能的不再只是单颗GPU有多强,而是整个系统的数据流动效率,也是华为为何提出“时间优先”的根本原因。
所以从某种意义上说,“韬定律”其实是在重新定义“先进芯片”的标准。过去先进意味着晶体管更小,而未来,先进可能意味着系统延迟更低、数据路径更短、互连效率更高,但对华为而言,这种转向还有更现实的背景。
论文中非常直接地提到,对于无法获得最先进光刻设备的企业来说,几何缩放路线已经难以为继。而这实际上也是华为近年来不得不面对的客观现实。也正因为如此,华为反而更早开始思考“后摩尔时代”的问题。
具体表现为,过去几年,全球半导体行业依然高度依赖先进制程竞争,而华为则被迫把更多资源投入到封装、系统架构、互连、EDA协同等方向。如今回头看,这种“被迫转向”反而与AI时代的发展趋势出现了某种重合。尤其是在AI产业进入“大集群”阶段后,行业已经越来越意识到,未来真正决定性能上限的,很可能不只是晶体管,而是系统级协同。
事实上,英伟达如今的竞争优势,也早已不仅是GPU本身,而是NVLink、NVSwitch、CUDA以及整个系统网络能力。相较之下,华为提出Unified Bus和Hi-ONE,本质上也是在尝试建立自己的系统级路线。
因此,“韬定律”的意义,并不只是华为提出了一个新概念,而是反映出中国半导体产业正在从“工艺追赶逻辑”,逐步转向“系统创新逻辑”,尽管这条路未必更轻松,但却可能更适合后摩尔时代和自主创新的发展路径。
发展方向明确,挑战犹存
众所周知,任何一项伟大理论从学术提出走向全面的产业界普及,都必须经历阵痛并跨越巨大的工程鸿沟。为此,何庭波在论文中极其清醒地坦言:“许多问题仍未解决,没有任何一个组织能够独自应对—工具链、标准、基准测试、设备物理特性以及经济模型都需要来自任何一家公司之外的贡献。”
以工具链(EDA/TCAD)全面重构为例,现有的全球半导体工业软件几乎完全是为2D平面或简单的2.5D异构封装而设计,当面对LogicFolding这种将电路完全打碎并在垂直方向进行多活性层深度融合的全面3D结构,现有的热力学模拟、信号完整性分析和布线算法全部需要推倒重来。
又如在设备物理特性与良率的极限考验方面,多层电子系统的立体折叠对封装工艺提出了近乎严苛的要求。这之中,微米级的混合键合、极高深宽比的垂直通道,不仅要求设备具备原子级的对准精度,还要在多层堆叠时解决巨大的散热与应力集中难题,这对高端先进封装设备提出了极高要求。
至于行业标准与基准测试(Standards & Benchmarks)的重新定义,过去全球有一套成熟的以“晶体管密度、工艺节点”为核心的评价标准。而当转向以时间常数τ为核心后,如何定量评价不同架构、不同层级的优化效益,需要全产业链打破壁垒,达成新的跨层评价共识。
更为重要的是经济模型(Economic Models)的可持续性。按照该论文所言的技术路线,虽然绕过了昂贵的光刻机,但多层垂直堆叠所增加的掩膜层数、复杂的晶圆键合以及极为苛刻的测试流程,都在无形中推高了初期的制造成本。基于此,如何在商业层面上优化综合成本,建立全新的可持续商业闭环,需要整个生态链形成规模效应共同支撑。
尽管挑战犹存,但正如论文结尾所展现的从容与广阔胸襟:“未来的路线图充满挑战,但方向明确无误。”
写在最后:华为“韬定律”的发布,是中国半导体产业自信与创新能力的集中体现。它没有简单否定过去,而是站在用户需求和系统全局高度,提出了更适应AI时代的优化框架。尤其是在地缘环境复杂、全球供应链重构的当下,这一理论为中国乃至全球半导体产业提供了发展的新范式。





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