前沿導(dǎo)讀
上海東方衛(wèi)視《今晚》欄目針對(duì)華為提出的韜定律進(jìn)行了獨(dú)家報(bào)道,主持人蔣昌建就此問題連線中國通信專家、復(fù)旦大學(xué)特邀研究員汪濤與特邀評(píng)論員項(xiàng)立剛共同進(jìn)行探討。
汪濤表示,華為提出的韜定律理念與之前芯片產(chǎn)業(yè)推崇的摩爾定律完全屬于兩種截然不同的思路,甚至可以算是在底層理念上面換了發(fā)展方向。沿著這種全新的思路,可以衍生出新的技術(shù)架構(gòu)、新的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、新的配套產(chǎn)業(yè)鏈。
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而項(xiàng)立剛在訪談中表示,韜定律可以在不依賴先進(jìn)設(shè)備的情況下,提升我們芯片的性能,達(dá)到傳統(tǒng)芯片同樣的主頻。但是從另一個(gè)角度來看,韜定律并不能完全繞開光刻機(jī)的要求,還是需要特定的光刻機(jī)設(shè)備將韜定律芯片制造出來。
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電路設(shè)計(jì)
華為的韜定律與英特爾的戈登·摩爾在幾十年前提出的摩爾定律屬于兩種發(fā)展思路,這兩種定律都不屬于物理定律,而是基于產(chǎn)業(yè)發(fā)展和個(gè)人經(jīng)驗(yàn)所總結(jié)出來的產(chǎn)業(yè)看法。
摩爾定律的核心思想就是在同一尺寸的面積內(nèi),縮小晶體管尺寸,提升晶體管數(shù)量,以此來提升性能。
而華為韜定律的思想則是通過對(duì)底層電路重新設(shè)計(jì),縮短芯片內(nèi)部各元器件之間的信息傳輸速度,以此來提升性能。
一個(gè)主張堆積更多的晶體管,另一個(gè)主張縮短交互信息的時(shí)間。
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通過對(duì)內(nèi)部電路進(jìn)行設(shè)計(jì),以此來提升芯片性能的思路并不是華為第一個(gè)想到的。
AMD在2022年,推出了3D V-Cache技術(shù)的Ryzen 7 5800X3D芯片。
該芯片采用了硅通孔(TSV)技術(shù),在計(jì)算單元上方以堆疊額外緩存的方法降低CPU在游戲上面的內(nèi)存延遲情況,提升其幀率與響應(yīng)速度。但是堆疊所帶來的后果就是功耗的增加,高負(fù)載場(chǎng)景下容易出現(xiàn)過熱降頻的情況。
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在第二代3D V-Cache技術(shù)中,AMD重點(diǎn)針對(duì)散熱問題進(jìn)行優(yōu)化,讓核心可以直接使用散熱器,降低功耗。
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AMD的3D V-Cache偏向于硬件封裝技術(shù),而華為依靠韜定律所衍生的邏輯折疊技術(shù),則是追求異構(gòu)集成和系統(tǒng)級(jí)時(shí)延優(yōu)化,并且強(qiáng)調(diào)在產(chǎn)業(yè)鏈層面的協(xié)同發(fā)展,涉及到SOC設(shè)計(jì)、底層電路設(shè)計(jì)、封裝技術(shù)等多個(gè)層面。
這對(duì)應(yīng)了汪濤在節(jié)目中所表達(dá)的觀點(diǎn),提出新思路之后,可以衍生出新的技術(shù)架構(gòu)、新的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、新的配套產(chǎn)業(yè)鏈。
ASML在推出EUV光刻機(jī)之后,之前DUV光刻機(jī)所配套的技術(shù)材料出現(xiàn)不適配的情況,需要重新依托EUV技術(shù)開發(fā)適配的供應(yīng)鏈體系。EUV采用13.5nm的極紫外光,DUV采用193nm的深紫外光,這兩種光源屬于截然不同的技術(shù)理念。
每次在底層方向上面所產(chǎn)生的技術(shù)改變,都會(huì)帶來產(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)同進(jìn)步。
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制造技術(shù)
項(xiàng)立剛在訪談中解釋稱,華為韜定律下的邏輯折疊技術(shù),指的是華為用另一種芯片設(shè)計(jì)理念,達(dá)到了與傳統(tǒng)3nm芯片類似的核心頻率,但是其本質(zhì)上還是需要依賴光刻技術(shù)實(shí)現(xiàn)芯片制造。
現(xiàn)在只能說我們可以通過芯片的電路設(shè)計(jì)優(yōu)化,實(shí)現(xiàn)芯片核心頻率的提升,但是真正落實(shí)到芯片制造上,還是需要光刻機(jī)、刻蝕機(jī)、沉積設(shè)備等配套的制造設(shè)備。
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EUV光刻機(jī)對(duì)比DUV光刻機(jī),主要提升的是曝光精度,可以單次曝光出尺寸更小的晶體管,有效減少DUV光刻機(jī)通過多重圖案化制造先進(jìn)芯片的繁瑣步驟。但是在實(shí)際的制造效率上面,ASML所有的EUV光刻機(jī)均沒有達(dá)到DUV的水平。
ASML最先進(jìn)的第二代EUV EXE:5200B的制造效率為175片晶圓/小時(shí),而ASML最先進(jìn)的DUV NXT:2150i的制造效率為310片晶圓/小時(shí)。
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如果能拿DUV制造出與EUV技術(shù)相持平的芯片性能,那么這對(duì)整個(gè)產(chǎn)業(yè)來說都是一種顛覆性的改變。不過目前基于華為韜定律所衍生的邏輯折疊芯片還未正式上市,實(shí)際的性能水平未知、能效未知、工藝未知,還無法判斷韜定律是否能替代摩爾定律成為未來產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向。
不過有一點(diǎn)可以肯定,在摩爾定律逼近物理極限的常態(tài)下,通過設(shè)計(jì)、互聯(lián)、封裝技術(shù)來縮短芯片內(nèi)部各元器件之間的信息傳輸速度,這是整個(gè)行業(yè)都在推進(jìn)的思路。
AMD、英特爾主要通過封裝技術(shù)提升性能,并且英特爾此前還嘗試過將不同工藝的芯片,以平鋪的方式同時(shí)集成在一塊基板上面,但實(shí)際效果不盡人意。
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華為基于韜定律所衍生的邏輯折疊技術(shù),從SOC設(shè)計(jì)層面就開始進(jìn)行應(yīng)用,而不是與AMD、英特爾一樣在后續(xù)的制造環(huán)節(jié)引入折疊封裝技術(shù)。這種從設(shè)計(jì)層面帶來的技術(shù)革新,需要整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈一起發(fā)展。
前臺(tái)積電副總、浸潤(rùn)式技術(shù)發(fā)明人林本堅(jiān)在2025年接受采訪時(shí)表示,如果外界不停地逼迫大陸企業(yè)努力去投資研發(fā),那么未來可能會(huì)出現(xiàn)半導(dǎo)體界的deep seek。把臺(tái)積電過去搞5nm、3nm的辛苦完全抹去,用7nm的東西去做5nm的事情,這樣對(duì)臺(tái)積電來說就麻煩了。
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