华为提出半导体行业新规律 韬(τ)定律开启时间折叠
“空间缩微走到尽头后,时间开始折叠。”
5月25日,华为公司董事、半导体业务部总裁何庭波在一场公开研讨会上提出以“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。
她表示,在过去六年的探索实践中,华为公司设计并量产了381款遵循韬(τ)定律的芯片。即将于2026年秋季面世的麒麟芯片,更进一步采用了基于韬(τ)定律的逻辑折叠技术,性能有望大幅提升。华为公司预计,到2031年,基于韬(τ)定律的高端芯片晶体管密度有望达到1.4纳米制程的同等水平。
回望半导体产业发展,1965年英特尔创始人戈登·摩尔总结出行业发展趋势,也就是后来广为人知的摩尔定律。这条定律指出,集成电路上的晶体管数量约每18~24个月翻一倍。芯片性能同步提升,单位制造成本持续下降。在长达半个多世纪里,摩尔定律始终指引着全球半导体产业前行。
但随着大模型、人工智能技术发展,市场对芯片算力需求呈指数级增长。传统路线却已然触及瓶颈:晶体管尺寸不断逼近物理极限,继续缩小器件体积不仅工艺难度陡增,研发与制造成本也更水涨船高,而且对芯片制程工艺要求也越来越高。
长期以来,行业提升性能的思路是“不断把晶体管做得更小”,从90nm到28nm到核心7nm再到更小的3nm、2nm,器件体积越小、内部走线越密、信号传输距离也就越短。
但是这种依靠“压缩空间、提升密度”换取性能的模式,本质是空间层面的内卷,如今接连撞上三面难以逾越的“墙”。
首先是物理墙,当晶体管缩小到只有几十个甚至几个原子的宽度,量子隧穿效应会不受控制地“穿墙漏电”,功耗飙升、发热剧增,导致逻辑出错,可靠性下降。
其次是经济墙,3nm晶圆厂建设需要200亿美元,只有极少数玩家玩得起。
最后是地缘墙,支持先进制程的EUV光刻机被海外少数企业垄断。为了避免前几年“缺芯少魂”的困境再度上演,亦为了从根源上解决“卡脖子”问题,中国半导体行业必须自主创新研发道路上走出新方向。
在此背景下,华为韬(τ)定律应运而生,其核心思路便是用时间缩微替代几何缩微,依托逻辑折叠等原创技术,持续压缩信号传输时延,在不依赖极致缩小器件尺寸的前提下,提升等效晶体管密度,推动芯片与电子系统持续迭代升级。
通俗易懂地比喻就是,摩尔定律如同空间折叠,房子越盖越小、楼越盖越密,路越来越窄,靠“挤”提升效率。而韬(τ)定律的时间折叠,无需改动建筑本身,而是重新设计交通系统,拉直主干道、减少绕路、修高架、快车道、优化信号灯、减少等待等方式,让代表信号的“车流”跑得更快、延迟更低、效率更高。
需要明确的是,韬(τ)定律并非简单的芯片堆叠,而是对晶体管、电路架构等底层硬件进行系统性重构。
科幻作品《北京折叠》中,将城市分割为相互隔绝的三层空间,不同人群割裂生存、互不互通,本质是物理空间有限之下,资源被迫内卷、空间被迫分层。这也恰是传统几何缩微路线的写照。
而华为韬(τ)定律提出的时间折叠,彻底跳出了空间挤压的固有误区,不再争抢有限的芯片物理空间,转而对信号传输时间进行压缩、复用与统筹优化,在同样的空间里,把“时间利用效率”做到极致。
这一定律的提出,有着里程碑式的意义。从比拼纳米尺寸的“空间竞赛”,转向比拼时延与效率的“时间竞赛”。依托这条全新自研路径,我国半导体产业或将跳出海外既定的技术规则,真正走出一条不受掣肘、自主可控的创新突围之路。
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