在华为抛出一条有可能改变全球半导体演进轨迹的定律之前,全球芯片巨头其实已经感受到了风暴的征兆。 当地时间5月21日,英伟达CEO黄仁勋在接受采访时评价其竞争对手:“华为非常、非常强。” 紧接着的5月25日,在上海举行的由电气电子工程师学会(IEEE)主办的2026年国际电路与系统研讨会(ISCAS2026)上,华为董事、半导体业务部总裁何庭波发表了题为《半导体新路径探索与实践》的主旨演讲,正式提出“韬(τ)定律”。 《人民日报》写道,这是“中国在全球半导体领域首次提出指导产业发展的新原则”。
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▲华为董事、半导体业务部总裁何庭波发表演讲
如果你不是芯片行业的人,大概会想问几个“朴素的”问题:“韬定律”到底是什么?为什么我们需要超越摩尔定律?它到底是真东西,还是被夸大的概念?海外行业和专家怎么看?
摩尔定律走到拐点:
当“更小”不再等于“更好”
1965年,英特尔联合创始人戈登·摩尔观察到,集成电路上可容纳的晶体管数目,每隔约两年便会增加一倍。这个观察被称为“摩尔定律”,它描绘出半导体呈指数速度发展的前景。1974年,IBM的罗伯特·登纳德提出“登纳德缩放”定律,补上了功耗等比下降的公式。
两大定律叠加,让整个半导体行业在同一个方向上跑了半个世纪:每一代新工艺,晶体管做得更小,芯片跑得更快,功耗更低,成本更便宜。
然而,“更小等于更好”的传统路径正在失效,撞上物理与经济的两道墙。海外半导体研究机构Global Semi Research于5月25日发表的技术分析里给出了具体的拐点——
第一道是物理墙。在7纳米节点之后,继续缩小特征尺寸的性能收益显著收窄,晶体管内部的寄生电阻和电容开始主导延迟预算。即使用上目前全球最先进的极紫外(EUV)光刻机(波长13.5纳米),也很难再像过去那样大幅度降低特征尺寸。
第二道经济墙甚至比物理限制更难翻过。一台EUV光刻机的售价已突破1.5亿美元。制造一颗7纳米芯片需要60至70层掩模,每一层成本高达数十万美元;而一颗2纳米芯片的设计成本已突破10亿美元。这导致半导体历史上首次出现“单晶体管成本反转”。做得越先进,反而越昂贵。
全球范围内,三星、英特尔等一众公司都得回答一个问题:下一个50年,半导体怎么继续进步?
“韬定律”就是华为提交的答卷。
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▲创意配图 据图虫创意
传统路径的范式转移:
从“比尺寸”到“时间缩微”
摩尔定律问,晶体管能不能更小?韬定律问,信号能不能更快?
华为将衡量半导体演进的核心指标定义为τ(时间常数)。希腊字母τ在电路里是个常用变量,代表“信号传播延迟”,指电流从一个晶体管跑到另一个晶体管,需要多少时间。τ越小,芯片跑得越快。
过去几十年,半导体业内一直在压τ,但手段一直是把晶体管做小、把间距做近,信号路径自然就短了。实际上,摩尔定律带来的本质好处从来不是“更小的晶体管”,真正的目标是“更快的系统”。
几何缩微只是实现目标的一条路径,不是唯一的路径。既然如此,为什么不可以把“时间”作为度量标准来优化整个计算栈?
何庭波在演讲中把τ的优化分解为4个层级。器件层优化电阻电容,电路层缩短关键路径,芯片层全栈协同,系统层定义统一互联协议。四层从皮秒级的晶体管开关一直延伸到秒级的系统响应,跨越12个数量级。
打个比方,过去传统的做法是“把城市里的楼盖得越来越密、楼挨楼,让人走得近一些”;韬定律的做法是“把整个交通系统重新设计,修高架、设快车道、优化红绿灯”。
Global Semi Research评价称,这是“自1974年登纳德缩放定律以来,首个建立全栈协同优化目标的缩放定律”。
其中,最引人注目的是“逻辑折叠”架构。不同于台积电SoIC或英特尔Foveros等将独立芯片垂直堆叠的“芯片对芯片堆叠”路径,“逻辑折叠”走的是更彻底的“单元对单元折叠”路径,在设计阶段就将同一芯片内部的逻辑门和触发器分布在上下两层,通过1.5微米极细间距的混合键合直接连通。
据华为披露的测试数据,麒麟2026在同样的7纳米工艺基础上,实现了55%的晶体管密度提升、41%的能效增强以及3.1 GHz的峰值频率。Global Semi Research测算,这种幅度的密度提升“在传统几何缩微时代,需要三年时间、跨越两个工艺节点才能实现”。也就是说,华为用重新设计电路布局的方法,在效果上模拟出了工艺节点向前走两代的增益。
基于该定律,华为有可能在2031年实现“等效1.4纳米”工艺的战略目标,达到国际最先进制程同等水平的产出效果。
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▲华为董事、半导体业务部总裁何庭波发表演讲
全球业内看“韬(τ)定律”:
提出“后摩尔定律时代”的合理方向
国际分析师普遍认可华为“走出了可信替代路径”,提出了“后摩尔定律时代”的合理方向,在预测未来成效方面也呈现出了有趣的对抗性。
Counterpoint Research分析师布雷迪·王等乐观派认为,如果这一路径走通,中国半导体与全球最先进水平的差距可能从目前的5-7年,迅速缩短至2-3年,这是“有意义的进展,虽非平起平坐,但足以构成实质威胁”。
Global Semi Research等战略派认为,无论技术是否能在未来对整个产业构成范式转移,华为已经在主要目标上成功了,它赢得了对话方向的定义权。“它把整个行业的对话带到了一个有利于发挥华为优势的技术方向上。在一个拿不到最先进EUV光刻机的环境里,把竞争战场从几何缩微重新定义为时域优化,这是非常好的企业战略。”
分析平台XYZ Labs称,这是“华为在后摩尔、后出口管制时代最清晰的一次表态”,提出了“一条可信的路径”,但所有性能数字“应当等待独立基准测试”。
持续涌现的讨论指向了同一个值得注意的事实:越来越多的海外研究者正告别单纯的“围观”,开始认真评估中国芯片“侧身绕过摩尔定律”的可能性。
“摩尔定律走到尽头之后怎么办”是个开放的问题,华为给出了自己的答案。何庭波在演讲中表示:“未来一定属于开放合作。在‘韬定律’的路径下,我们期待与全球科学家、工程师和产业伙伴紧密合作,共同推动半导体与电子产业持续发展。”
红星新闻记者 邓纾怡 综合人民日报
编辑 郭庄 审核 官莉
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