我一直认为,科技进步是人类社会发展的第一推动力。虽然我不是学自然科学的,但是我对科技进步一直很敏感。上世纪80年代中期,在科技进步第三次浪潮的来袭时,我就写过一篇论文,论《新技术革命与旧式分工》,发表于《哲学研究》1985年第6期杂志上。
最近听说华为提出了一个新的定律:即“韬定律”。这是个新鲜事物,我就想赶紧了解一下。它的提出是不是有什么战略意义?
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“韬(τ)定律”是华为在2026年5月25日首次提出的半导体产业发展新原则。它其实是一套芯片性能提升的新思路。为了让大家更容易理解它是一个什么东西?我这个科盲只能借助一下Al,它是这样解答的。
首先,可以把它和传统的“摩尔定律”做一个对比。
传统的摩尔定律(几何微缩):
就像在一张固定大小的纸上写字,为了写更多的字,大家拼命把笔尖做得越来越细(把晶体管做得越来越小,比如从7纳米做到3纳米)。但现在笔尖已经细到物理极限,再细不仅很难,成本也极高。
华为的韬定律(时间微缩):
它的核心观点是,提升芯片性能的本质不是“晶体管变小”,而是“信号传递变快”。它不再死磕把晶体管做小,而是想办法缩短信号在芯片内部传输的时间(即降低时间常数τ)。
韬定律具体是怎么“操作”的?
韬定律主要通过“逻辑折叠”等创新技术来“操作”。为了让你秒懂,这里有几个非常生动的比喻:
1. “平房变楼房”:
传统芯片像一座平铺的巨型城市(平房),信号从城东跑到城西需要很久。韬定律把这张纸(芯片)折叠起来,把平铺的电路变成立体的(楼房)。原本相隔很远的两个单元,现在变成了楼上楼下,信号走楼梯直达,距离大幅缩短,速度自然就快了。
前几年去西安的时候听人介绍,现在西安保存的明城墙看起来不小,但是明代西安的城市面积只相当于唐代长安的城市面积的1/10。唐代的长安是一个国际化的大都市,据说达到了100多万人口。但那个时代没有楼房,只能建平房。加上纵横的街道和服务设施,肯定要也占用很大的面积。所以这个说法还是靠得住的。
2. “做三明治”:
以前的做法是把面包、火腿、生菜在案板上排成一行(平面布局);韬定律的做法是把这些食材一层层叠起来做成三明治(三维集成),从最底层的面包到最顶层的奶酪,只需要垂直穿过去,路径大大缩短。
3. “食堂优化”:
传统思路是学生多了就扩建食堂(靠堆制程、砸钱);韬定律是在不扩建食堂的前提下,重新布局窗口、优化排队路线,让打饭和吃饭的效率更高(靠架构和系统协同)。
简单来说,它的操作核心就是通过器件、电路、芯片、系统四个层面的协同优化,把原本平面的布局“折叠”起来,减少信号在路上浪费的时间。
韬定律的实际效果如何?
这并不仅仅是一个理论概念,华为已经基于这个思路实践了6年,并且成功设计并量产了381款芯片。
近期成果:
今年秋季华为将发布的新麒麟手机芯片,就完整采用了逻辑折叠技术。在同等条件下,这项技术能让晶体管密度提升55%,相当于传统几何缩微大约需要3年才能达到的效果。
未来目标:
按照规划,到2031年,华为计划通过这种“时间微缩”的方式,让芯片的等效性能达到1.4纳米的水平,从而在不依赖最顶尖光刻机的情况下,绕开传统制程的物理瓶颈。
总的来说,韬定律就是从“比拼尺寸”转向了“压缩时延”,为中国芯片在“后摩尔时代”开辟了一条换道超车的新路径。
如何评价“韬定律”
评价“韬定律”,可以从技术价值、产业战略意义以及面临的现实挑战这三个维度来全面看待。简单来说,这是中国半导体产业在面临物理和经济双重瓶颈时,交出的一份极具分量的“换道超车”答卷。
技术价值:打破物理极限的“降维打击”
1. 另辟蹊径,突破瓶颈:
传统的摩尔定律依靠“几何微缩”(把晶体管越做越小)来提升性能,但目前已逼近物理极限(如量子隧穿效应),且经济成本极高(一条3纳米产线投资超200亿美元)。韬定律跳出了“死磕尺寸”的内卷,转向“时间微缩”(让信号跑得更快),为芯片性能提升提供了全新的解题思路。
2. 实战验证,非纸上谈兵:
这不仅是理论构想,更是经过实战检验的成熟技术体系。过去6年,华为基于该定律已成功设计并量产了381款芯片,覆盖了通信、计算、终端等多个领域。今年秋季即将面世的麒麟芯片更是完整采用了逻辑折叠技术,预计能让晶体管密度大幅提升。
3. 等效性能突破:
华为预计到2031年,基于台定律的高端芯片晶体管密度将达到1.4纳米制程的同等水平。这意味着在不依赖最顶尖EUV光刻机的情况下,通过架构和系统创新,也能实现顶尖制程的性能表现。
产业战略意义:从“跟随者”到“规则制定者”
1. 掌握话语权:
这是中国企业在全球半导体领域首次提出指导产业发展的底层定律。它标志着中国半导体产业从过去“你定规则我来追”的被动跟随,转变为“我提出路线,邀请世界验证”的主动引领。
2. 提振全产业链信心:
韬定律的发布直接引爆了A股半导体板块,带动了从EDA设计工具、晶圆制造到封装测试等上下游企业的价值重估。它向外界证明,即使面临外部技术封锁,中国依然有能力开辟出一条自主创新的产业新路。
3. 被外媒视为“另一个DeepSeek时刻”:
国际分析人士认为,这一突破可能会像DeepSeek横空出世一样,给全球行业发展带来巨大而广泛的影响,激发了各方对投资建设本土产业生态的信心。
面临的现实挑战
1. 生态重塑的难度极大:
韬定律要求从二维平面设计转向三维立体堆叠,这相当于把整个工具链“重写一遍”。现有的主流EDA(电子设计自动化)工具、制造工艺和材料体系都是围绕平面设计发展而来的,要让整个产业链上下游“说同一种语言”,需要极长的磨合与建设周期。
2. 商业化与量产的考验:
虽然理论可行且有内部量产经验,但要在更广泛的行业内推广仍面临挑战。有业内资深顾问指出,目前市面上主流的晶圆设备仍以平面工艺为基础,现有设备和材料能否完美配合“盖高楼”式的三维堆叠,仍需时间和市场检验。
3. 对基础研究的极高要求:
韬定律的成功,背后是华为常年“坐冷板凳”搞基础研究的厚积薄发。这种颠覆式创新需要极大的研发投入和长期主义战略,行业内多数企业难以在短期内快速复刻。
总结来说,韬定律是中国半导体产业在重重封锁与物理极限下,凭实力“杀出来”的一条新路。它不仅是技术上的颠覆,更是产业信心的强心剂。虽然前路依然任重道远,需要整个产业链的协同进化,但它无疑为“后摩尔时代”的全球半导体发展提供了一个极具价值的中国方案。
本文写作主要借助了AI工具
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