5月25日，華為在ISCAS國(guó)際電路與系統(tǒng)研討會(huì)上正式提出"韜定律"，以時(shí)間縮微替代幾何縮微，通過(guò)邏輯折疊等全棧創(chuàng)新，為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)開(kāi)辟了不依賴極致制程的新路徑。這是中國(guó)首次提出全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)指導(dǎo)原則，標(biāo)志著中國(guó)半導(dǎo)體從跟隨走向引領(lǐng)。

“ 那個(gè)統(tǒng)治半導(dǎo)體58年的黃金法則，終于走不動(dòng)了

要理解韜定律的革命性意義，我們必須先回望那個(gè)刻在所有半導(dǎo)體人骨子里的名字——摩爾定律。

1965年，英特爾聯(lián)合創(chuàng)始人戈登·摩爾在《電子學(xué)》雜志上發(fā)表了一篇僅有三頁(yè)的論文，提出了一個(gè)驚人的預(yù)測(cè)，那就是集成電路上的晶體管數(shù)量大約每?jī)赡攴环?/p>

這個(gè)最初只是經(jīng)驗(yàn)之談的觀察，后來(lái)被不斷驗(yàn)證和修正，最終演變?yōu)槲覀兪熘陌姹荆簿褪敲?8至24個(gè)月，芯片上的晶體管數(shù)量翻一番，性能提升一倍，成本下降一半。

摩爾定律不是物理定律，它更像是一個(gè)軍令狀，它用一個(gè)簡(jiǎn)單的數(shù)字，在過(guò)去的58年里，摩爾定律創(chuàng)造了人類歷史上最偉大的技術(shù)奇跡。

從90納米到28納米，從14納米到7納米，再到如今的3納米和2納米，人類不斷挑戰(zhàn)著物理世界的極限。我們把晶體管做得越來(lái)越小，小到一根頭發(fā)絲的直徑上可以并排擺放數(shù)萬(wàn)個(gè)晶體管。我們把芯片做得越來(lái)越強(qiáng)大，一塊指甲蓋大小的芯片上集成了上百億個(gè)晶體管，計(jì)算能力超過(guò)了當(dāng)年的超級(jí)計(jì)算機(jī)。

沒(méi)有摩爾定律，就沒(méi)有今天的智能手機(jī)，沒(méi)有互聯(lián)網(wǎng)，沒(méi)有人工智能，也沒(méi)有我們習(xí)以為常的數(shù)字世界。

然而，任何奇跡都有終結(jié)的一天。當(dāng)晶體管尺寸逼近原子尺度時(shí)，摩爾定律終于撞上了兩道無(wú)法逾越的高墻。

第一道墻：物理極限 當(dāng)晶體管的柵極長(zhǎng)度縮小到3納米以下時(shí)，量子隧穿效應(yīng)開(kāi)始變得不可忽視。電子會(huì)像幽靈一樣穿過(guò)本該絕緣的氧化層，導(dǎo)致漏電失控、功耗飆升、芯片發(fā)熱嚴(yán)重。

這就像我們?cè)谝粋€(gè)越來(lái)越小的房間里塞下越來(lái)越多的人，最終每個(gè)人都動(dòng)彈不得，房間也變得酷熱難耐。**當(dāng)晶體管小到只有幾個(gè)原子大小時(shí)，物理規(guī)律本身就站在了我們的對(duì)立面**。

第二道墻：經(jīng)濟(jì)極限 比物理極限更致命的，是經(jīng)濟(jì)極限。

先進(jìn)制程的研發(fā)和制造成本正在呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)。一座3納米晶圓廠的建設(shè)成本超過(guò)200億美元，一顆3納米芯片的設(shè)計(jì)費(fèi)用超過(guò)10億美元。這意味著，全球只有極少數(shù)幾家公司能夠負(fù)擔(dān)得起先進(jìn)制程的研發(fā)和生產(chǎn)。

更糟糕的是，性能提升的邊際收益正在迅速遞減。從7納米到5納米，性能提升約40%，從5納米到3納米，性能提升僅約20%，從3納米到2納米，性能提升可能不到15%

摩爾定律陷入了一個(gè)尷尬的死循環(huán)，我們投入越來(lái)越多的錢，卻只能獲得越來(lái)越少的回報(bào)。整個(gè)行業(yè)陷入了一場(chǎng)越小越好的無(wú)效內(nèi)卷。

這就是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)面臨的摩爾定律困境。當(dāng)所有人都在同一條賽道上死磕時(shí)，有人突然轉(zhuǎn)身，開(kāi)辟了一條全新的道路。

“ 韜定律：換一個(gè)維度看世界

就在全球半導(dǎo)體行業(yè)為摩爾定律的終結(jié)而焦慮不安的時(shí)候，華為給出了一個(gè)顛覆性的答案。既然把晶體管做小這條路走不通了，那我們就換一條路走——讓信號(hào)跑得更快。

這就是韜定律的核心思想，以時(shí)間縮微替代幾何縮微，作為半導(dǎo)體與電子系統(tǒng)演進(jìn)的新指導(dǎo)原則。

"韜"這個(gè)字，是希臘字母τ(tau)的中文音譯。在物理學(xué)和電子學(xué)中，τ代表時(shí)間常數(shù)，也就是信號(hào)從一種狀態(tài)切換到另一種狀態(tài)所需的時(shí)間。在芯片中，τ主要由電阻和電容的乘積決定(τ=RC)。τ越小，信號(hào)跑得越快，芯片的性能就越強(qiáng)。

為了讓普通人也能理解這個(gè)看似抽象的概念，我們可以用一個(gè)城市交通的比喻。

想象一下，一座城市的早高峰交通擁堵不堪。

對(duì)于這個(gè)問(wèn)題，摩爾定律的解決方法是把汽車造得越來(lái)越小，這樣一條車道就能塞進(jìn)更多的車。但汽車總不能比人還小，這就是物理極限。

韜定律的解決方法則是不改變汽車的大小，而是通過(guò)修建立交橋、優(yōu)化交通信號(hào)燈、建設(shè)快速公交系統(tǒng)、重新規(guī)劃城市道路網(wǎng)絡(luò)等方式，讓每輛車的通行速度大幅提升。

最終，城市的整體交通流量不僅沒(méi)有下降，反而可能更高。

摩爾定律關(guān)注的是"空間"，在同樣的面積里塞下更多的晶體管。而韜定律關(guān)注的是"時(shí)間"，讓信號(hào)在芯片里跑得更快。這不是對(duì)摩爾定律的否定，而是對(duì)半導(dǎo)體發(fā)展維度的一次重大拓展。

何庭波在演講中給出了更精確的定義：韜定律以τ這一跨層級(jí)性能指標(biāo)為核心，通過(guò)在器件、電路、芯片、系統(tǒng)全棧持續(xù)壓縮統(tǒng)一的時(shí)間成本，實(shí)現(xiàn)整體性能躍遷。

這句話包含了兩層至關(guān)重要的含義。

第一，韜定律不是一個(gè)單一的技術(shù)，而是一個(gè)貫穿半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)全鏈條的指導(dǎo)原則。

第二，韜定律的目標(biāo)不是替代摩爾定律，而是在摩爾定律之外開(kāi)辟一條全新的、可持續(xù)的演進(jìn)路徑。

事實(shí)上，空間和時(shí)間本來(lái)就是同一枚硬幣的兩面。摩爾定律通過(guò)縮小晶體管尺寸，本質(zhì)上也是在縮短信號(hào)的傳播路徑，從而降低時(shí)間常數(shù)τ。但當(dāng)幾何縮微走到盡頭時(shí)，我們依然可以通過(guò)其他方式來(lái)壓縮τ。

這就是韜定律的智慧所在，它沒(méi)有和西方在已經(jīng)內(nèi)卷到極致的制程賽道上硬碰硬，而是跳出了越小越好的思維定式，在時(shí)間這個(gè)全新的維度上，重新定義了半導(dǎo)體的未來(lái)。

“ 邏輯折疊：給芯片修一座立體城市

如果說(shuō)時(shí)間縮微是韜定律的靈魂，那么邏輯折疊就是實(shí)現(xiàn)時(shí)間縮微的核心技術(shù)引擎。

傳統(tǒng)的芯片設(shè)計(jì)采用的是平面布局方式，所有的晶體管和電路都分布在同一個(gè)平面上。這就像一座只有一層的城市，所有的建筑、道路、公園都擠在同一個(gè)平面上。隨著城市規(guī)模的擴(kuò)大，道路會(huì)越來(lái)越擁堵，通勤時(shí)間會(huì)越來(lái)越長(zhǎng)。

邏輯折疊技術(shù)則徹底打破了這種平面布局的限制。它將芯片從二維平面擴(kuò)展到三維空間，把數(shù)字、模擬與存儲(chǔ)電路在垂直方向進(jìn)行有源層堆疊。

這就像把一座單層城市變成了一座多層立體城市。我們可以在一樓布置住宅區(qū)，二樓布置商業(yè)區(qū)，三樓布置工業(yè)區(qū)，通過(guò)電梯連接各個(gè)樓層。這樣一來(lái)，信號(hào)的傳播路徑被大大縮短，城市的整體效率得到了質(zhì)的提升。

何庭波在演講中詳細(xì)解釋了邏輯折疊的工作原理。她表示，"在電路設(shè)計(jì)方面，邏輯折疊積極地壓縮了相鄰觸發(fā)器之間的傳播時(shí)間。通過(guò)在不同平面上分布關(guān)鍵路徑門電路，我們縮短了信號(hào)連線并降低了寄生RC效應(yīng)。時(shí)鐘變異急劇下降，預(yù)留的裕度被大量消除。關(guān)鍵路徑縮短，芯片運(yùn)行得更快。"

為了實(shí)現(xiàn)邏輯折疊，華為與合作伙伴一起攻克了一系列技術(shù)難題。其中包括混合鍵合技術(shù)，硅通孔(TSV)技術(shù)等。這些技術(shù)突破帶來(lái)了令人驚嘆的效果。在邏輯折疊之前，華為需要3年時(shí)間才能將晶體管密度從每平方毫米1.26億提升到1.55億。

而在2026年，邏輯折疊技術(shù)只需一步，就將其直接提升到了每平方毫米2.38億個(gè)晶體管。與此同時(shí)，SOC性能核心的能效提升了41%，最大時(shí)鐘頻率增加了近13%。

基于成熟制程的芯片，通過(guò)邏輯折疊技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)接近甚至超過(guò)先進(jìn)制程芯片的性能。這對(duì)于被先進(jìn)制程封鎖的中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)來(lái)說(shuō)，無(wú)疑是一個(gè)天大的好消息。

“全棧協(xié)同：一場(chǎng)從器件到系統(tǒng)的時(shí)間革命

邏輯折疊只是韜定律技術(shù)體系的一部分。為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)性的時(shí)間縮微，華為構(gòu)建了一個(gè)貫穿器件、電路、芯片、系統(tǒng)四個(gè)層面的多層級(jí)協(xié)同優(yōu)化體系。

器件層：從物理底層給芯片"提速"

華為通過(guò)優(yōu)化晶體管和互連的電阻及寄生電容，從物理底層最大限度縮微器件級(jí)時(shí)間常數(shù)τ。例如，高K金屬柵極、應(yīng)變硅等技術(shù)，都可以在不縮小晶體管尺寸的情況下，顯著提升器件性能。

電路層：給芯片修"立體高架橋"

除了邏輯折疊技術(shù)，華為還重新設(shè)計(jì)了幾個(gè)關(guān)鍵電路。一是構(gòu)建高速全局芯片總線網(wǎng)絡(luò)，利用上下裸片的頂部金屬層，縮短傳輸距離并實(shí)現(xiàn)更穩(wěn)定的供電，將數(shù)據(jù)路徑的占用面積削減了60%以上

第二，創(chuàng)新的時(shí)鐘路徑架構(gòu)，使得后硅時(shí)鐘偏差調(diào)整成為可能，單憑這項(xiàng)設(shè)計(jì)就為SOC性能提升貢獻(xiàn)了超過(guò)5%

芯片層：讓芯片的"大腦"更聰明

華為通過(guò)全棧軟硬芯協(xié)同設(shè)計(jì)，基于實(shí)際工作負(fù)載實(shí)現(xiàn)指令流和數(shù)據(jù)流的細(xì)粒度控制，提高系統(tǒng)級(jí)并行度和效率，降低端到端執(zhí)行時(shí)間。這就像一個(gè)優(yōu)秀的指揮家，能夠讓整個(gè)交響樂(lè)團(tuán)的每一個(gè)樂(lè)手都配合得天衣無(wú)縫。

系統(tǒng)層：打通芯片之間的"高速路"

華為定義了全新的靈衢總線(Unified Bus)協(xié)議，重構(gòu)了計(jì)算系統(tǒng)互聯(lián)協(xié)議，實(shí)現(xiàn)了超節(jié)點(diǎn)的統(tǒng)一內(nèi)存編址和原生內(nèi)存語(yǔ)義，顯著降低了系統(tǒng)通信時(shí)延。

此外，華為還開(kāi)發(fā)了高密度光學(xué)引擎High One，單個(gè)High One可提供8 Terabit的帶寬，與一顆AI芯片的統(tǒng)一總線帶寬相匹配。它消除了笨重的電纜，對(duì)功耗和散熱也非常友好，還將覆蓋范圍從不到一米擴(kuò)展到了100米。

這個(gè)四層協(xié)同優(yōu)化體系，就像一套精密的鐘表，每一個(gè)齒輪都在精確地運(yùn)轉(zhuǎn)，共同推動(dòng)著時(shí)間常數(shù)τ的不斷縮小。它證明了，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的演進(jìn)不再僅僅依賴于晶體管尺寸的縮小，而是可以通過(guò)全棧協(xié)同優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)性能、能效與晶體管密度的持續(xù)提升。

“六年磨一劍：從理論到實(shí)踐的硬核驗(yàn)證

何庭波在演講中透露，早在六年前，華為就已經(jīng)開(kāi)始探索半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的新路徑。當(dāng)時(shí)，華為正面臨著前所未有的技術(shù)封鎖，先進(jìn)制程芯片的獲取變得異常困難。

在這種極端困難的情況下，華為半導(dǎo)體團(tuán)隊(duì)沒(méi)有放棄，而是選擇了一條別人沒(méi)有走過(guò)的路，就是從依賴制程轉(zhuǎn)向依賴創(chuàng)新。

在過(guò)去的六年里，華為基于韜定律的理念，已經(jīng)成功設(shè)計(jì)并量產(chǎn)了381款芯片，覆蓋移動(dòng)通信、AI、汽車、工業(yè)、數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施等八大領(lǐng)域。這些芯片雖然大多基于成熟制程，但通過(guò)架構(gòu)創(chuàng)新和系統(tǒng)優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了接近甚至超過(guò)先進(jìn)制程芯片的性能。

其中最引人注目的，莫過(guò)于將于2026年秋季面世的新一代麒麟芯片。這將是人類歷史上第一個(gè)完整采用邏輯折疊技術(shù)的芯片。它建立在全新的自由邏輯設(shè)計(jì)概念之上，從單層架構(gòu)擴(kuò)展到雙層架構(gòu)。

根據(jù)華為官方公布的數(shù)據(jù)，這款芯片的晶體管密度達(dá)到了每平方毫米2.38億個(gè)，能效提升了41%，最大時(shí)鐘頻率增加了近13%。這意味著，這款基于成熟制程的芯片，性能將能夠與基于3納米制程的芯片相媲美。

在AI計(jì)算領(lǐng)域，韜定律同樣展現(xiàn)出了強(qiáng)大的威力。華為昇騰910B AI處理器通過(guò)四層堆疊架構(gòu)，將單芯片算力推至1024 TOPS(INT8)，而系統(tǒng)級(jí)時(shí)延較上一代降低65%。這種突破使得單臺(tái)服務(wù)器即可支持千億參數(shù)大模型實(shí)時(shí)推理。

華為還公布了一個(gè)雄心勃勃的未來(lái)規(guī)劃。預(yù)計(jì)到2031年，基于韜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。

要知道，即便是臺(tái)積電和英特爾的1.4納米制程工藝，也要到2029年才能進(jìn)入量產(chǎn)階段。這意味著，華為有望在五年內(nèi)，通過(guò)架構(gòu)創(chuàng)新，追趕上全球最先進(jìn)的制程水平。

“底層意義：中國(guó)半導(dǎo)體從跟隨到引領(lǐng)

韜定律的提出，絕不僅僅是一個(gè)技術(shù)突破那么簡(jiǎn)單。它標(biāo)志著中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)從規(guī)則跟隨者正式轉(zhuǎn)變?yōu)榉妒揭I(lǐng)者。

在過(guò)去的半個(gè)多世紀(jì)里，全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的游戲規(guī)則一直由西方制定。從摩爾定律的提出，到CMOS工藝的發(fā)明，再到EUV光刻機(jī)的壟斷，西方始終掌握著半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的話語(yǔ)權(quán)。中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)長(zhǎng)期處于跟隨狀態(tài)，只能在西方制定的規(guī)則下艱難追趕。

而韜定律的出現(xiàn)，徹底打破了這種局面。它為全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)提供了一條全新的、可持續(xù)的演進(jìn)路徑。這條路徑不依賴于最先進(jìn)的光刻設(shè)備，不依賴于極致的制程工藝，而是依賴于架構(gòu)創(chuàng)新、系統(tǒng)優(yōu)化和全棧協(xié)同。

這對(duì)于廣大發(fā)展中國(guó)家來(lái)說(shuō)，無(wú)疑是一個(gè)巨大的福音。它意味著，即使沒(méi)有最先進(jìn)的制程技術(shù)，也可以通過(guò)創(chuàng)新，打造出高性能的芯片產(chǎn)品。

對(duì)于中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)來(lái)說(shuō)，韜定律的意義更是怎么強(qiáng)調(diào)都不為過(guò)。它為中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)指明了一條擺脫技術(shù)封鎖、實(shí)現(xiàn)自主可控的康莊大道。在過(guò)去，我們總是被"卡脖子"在先進(jìn)制程這個(gè)點(diǎn)上。而韜定律告訴我們，我們可以繞開(kāi)這個(gè)點(diǎn)，在另一個(gè)維度上實(shí)現(xiàn)超越。

當(dāng)然，我們也應(yīng)該清醒地認(rèn)識(shí)到，韜定律不是萬(wàn)能的。作為一種新提出的方法論，它在不同場(chǎng)景的適用性，以及與設(shè)計(jì)工具、產(chǎn)業(yè)生態(tài)的適配等，還需要未來(lái)持續(xù)驗(yàn)證和優(yōu)化。而且，韜定律也不是要完全替代摩爾定律，而是要與摩爾定律并行發(fā)展，共同推動(dòng)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步。

注韜定律必定將被載入半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的史冊(cè)。

從空間到時(shí)間，這不僅僅是一個(gè)技術(shù)路線的轉(zhuǎn)變，更是一種思維方式的革命。它告訴我們，當(dāng)一條路走不通的時(shí)候，我們不必死磕到底，換一個(gè)維度看世界，或許就能發(fā)現(xiàn)一片全新的天地。

在未來(lái)的十年里，我們將見(jiàn)證一場(chǎng)時(shí)間的革命。芯片將不再是越小越強(qiáng)，而是越快越強(qiáng)、越高效越強(qiáng)。半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)將從制程內(nèi)卷轉(zhuǎn)向創(chuàng)新內(nèi)卷，從單一維度競(jìng)爭(zhēng)轉(zhuǎn)向全維度競(jìng)爭(zhēng)。

而中國(guó)，將在這場(chǎng)革命中扮演越來(lái)越重要的角色。