![]()
本文來自微信公眾號:字母AI,作者:苗正,頭圖來自:AI生成
華為的韜(τ)定律火了,你可能不知道這個定律具體講的是啥,但是你這兩天絕對聽到這個關鍵詞了。
韜定律是國際電路系統研討會ISCAS 2026上,華為半導體業務總裁何庭波,發表的一個半導體演進定律。
在當年,摩爾定律定義了英特爾的發展路線,現如今,韜定律則是要定義華為的發展路線。
它不是要否定摩爾定律,而是在承認幾何縮微放緩的前提下,提出另一條可行的工程路線。
如果說摩爾定律的核心是“把東西做小”,那么韜定律的核心就是“把時間做短”。
何庭波在演講中明確表示,過去六年,華為基于韜定律已經成功設計并量產了381款芯片。
并且未來還將繼續使用韜定律開發出更多的芯片。
用何庭波自己的話來說,韜定律的核心思想就是“用時間縮微補充幾何縮微”。
這句話確實是有點抽象,不過別著急,讓我們挨個解釋其中的名詞。
時間縮微,它就是把很長時間里發生的變化,壓縮到很短時間里去展示。
比如一朵花從花骨朵到開放,需要幾個小時才能完成,但是延時攝影可以讓你幾秒鐘就看完整個過程。
既然時間縮微是壓縮時間,那么幾何縮微就是壓縮體積,把真實物體按比例縮小成模型,形狀和相對尺寸保持一致。
我們常見的建筑沙盤、模型,就是典型的幾何縮微。
過去半個多世紀,半導體進步靠的是把晶體管做小。從28納米、14納米、7納米、5納米,再到現如今的3納米。
晶體管越小,同樣面積能塞更多晶體管,電路距離更短,速度更快,功耗更低。
這套邏輯就是一種“幾何縮微”,也就是摩爾定律的物理基礎。
然而到了今天,很難再把把晶體管做得更小。因為物理極限就擺在那里,想要實現更高的效果,就只能另尋他法。
所以韜定律出現了。
既然幾何縮微越來越難,那就從時間維度找方法。
這里的τ,是時間常數的符號,代表信號傳播、電路響應的延遲。
韜定律要壓縮的,其實是一次計算在芯片里耗掉的時間。
晶體管開關更快,電路走線更短,數據在芯片內部搬運更省時間。
傳統的路線是把城市里的房子、道路、車都縮小,于是同樣面積能放更多東西。
韜定律的思路是房子不好繼續縮了,那就重新規劃城市,把經常往來的地方挪近,把路改短,減少換乘,所以最后你會發現,房子、車子都沒變,但是通勤的時間變短了。
華為把這套方法論的核心技術稱為“邏輯折疊”(Logic Folding)。
雖然說有折疊二字,但“邏輯折疊”不是真的把芯片從物理層面給折疊一下,而是把電路連接重新排布。
比如原來一個信號要繞很遠,經過好幾段線路才能到下一個模塊。那么經過邏輯折疊之后,信號和模塊之間的距離就近了,信號跑的路少,計算就能越快完成。
何庭波在演講中展示了一組數據,采用邏輯折疊技術的麒麟2026芯片,晶體管密度提升了53.5%,性能核心能效提升了41%,最高時鐘頻率提升了12.7%。
這些數字背后,是華為在器件、電路、芯片、系統四個層級的協同優化。
在最底層,晶體管自己開關要時間,附近的金屬線也會帶來電阻和電容,信號傳過去會變慢。到了電路層,問題就變成線路怎么走、關鍵路徑能不能更短。
再往上到芯片層,要看計算單元、緩存、片上網絡怎么配合,數據是不是老在無效搬運。到了系統層,問題就擴大成多顆芯片、多臺服務器之間怎么通信,協議轉換多不多,等待和同步是不是太慢。
發布會上展示的SkyBridge技術,就是一個典型的案例。
通過水平和垂直混合布線,把數據高速通道的占用面積減少了60%以上。SkyClock技術則是自上而下配置時鐘樹,減少時鐘偏差,性能提升超過5%。
韜定律雖然也叫定律,不過它跟什么歐姆定律、焦耳定律不一樣,它是一種工程定律。
華為還給出了一個比較具體的時間,到2031年,基于韜定律的高端芯片晶體管密度將達到1.4納米制程的同等水平。
何庭波在演講最后說:“未來一定屬于開放合作。在半導體演進的路徑上,沒有一家企業可以獨自完成所有答案。”
何庭波在5月25日當天發表了一篇論文,標題為多層電子系統的時間標度理論。
論文的核心內容,就是講華為如何在工程層面去實現韜定律。
論文寫到,韜定律的第一個生產級驗證是在手機芯片上完成的。
傳統手機芯片是“平鋪”的。所有的邏輯電路都攤在一個平面上,信號要沿著金屬線在不同模塊之間來回跑。
問題是,中學物理就講過,線越長,電阻和電容越大,信號就越慢,也越耗電。
那么邏輯折疊的思路,就是把一部分最影響性能的關鍵電路,從單層平面改成上下兩層立體排布。
原來要在平面上繞很遠的信號,現在可以通過上下層之間的高密度連接走“近路”。
要讓這件事真的可用,難點在于上下兩層必須接得足夠密、對得足夠準。
論文里提到,麒麟2026的混合鍵合間距做到1.5微米,這意味著上下層之間可以建立非常密集的連接。
同時還要控制對準誤差、TSV尺寸和良率,避免“立體連接”本身變成新的瓶頸。
結果就是,在制程保持不變的前提下,麒麟2026的晶體管密度從155MTr/mm2提升到238 MTr/mm2,單代提升55%。
因此,性能核心能效提升41%;最高頻率提升近13%。SRAM因為線路變短,工作頻率提升超過40%。導線長度減少約 30%,時鐘緩沖器減少超過50%。
在韜定律之前,半導體領域有一個非常出圈的定律,叫做摩爾定律。
1965年,英特爾聯合創始人戈登·摩爾觀察到這么一個現象,集成電路上可容納的晶體管數目,約每隔18到24個月便會增加一倍。
在此之后,英特爾把這個定律變成了他們的工程路線,每過一定時間,就發布制程更先進的芯片。
就這樣過了幾十年的時間,摩爾定律成了芯片產業的產業標準。
芯片是一個完整且復雜的產業,因此每迭代一次制程,就需要光刻機、材料、工藝、設計工具、封裝技術的共同進步。
摩爾定律之所以能夠持續這么久,就是因為英特爾和整個產業鏈愿意為這條路線持續投入,并且在經濟上能夠收回成本。
摩爾定律的核心,就是前文提到的幾何縮微。把晶體管做小,把線寬做窄,把間距縮短,用更小的面積實現更多的功能。
這條路線在過去幾十年里,摩爾定律讓芯片性能提升的同時功耗下降,并且成本降低。
華為的韜定律, 本質上也是如此,需要產業共同推進,同時也代表著華為今后的發展路線。
韜定律的提出,就表示華為在半導體領域已經開始戰略轉向。
從追趕先進制程,到定義自己的演進路線。華為不想再等待了。
本文來自微信公眾號:字母AI,作者:苗正
本內容由作者授權發布,觀點僅代表作者本人,不代表虎嗅立場。如對本稿件有異議或投訴,請聯系 tougao@huxiu.com。
本文來自虎嗅,原文鏈接:https://www.huxiu.com/article/4861381.html?f=wyxwapp
特別聲明:以上內容(如有圖片或視頻亦包括在內)為自媒體平臺“網易號”用戶上傳并發布,本平臺僅提供信息存儲服務。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.