华为提出「韬定律」,寻找国产芯片自己的进化方向
创始人
2026-05-26 15:26:03
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5 月 25 日,由电气电子工程师学会(IEEE)举办的「国际电路系统研讨会」ISCAS 2026 在上海举行。

在会上,华为半导体业务部总裁何庭波进行了题为《半导体新路径探索与实践》的演讲,提出了一个全新的半导体发展定律:

应当以「时间缩微」替代「几何缩微」作为半导体与电子系统演进的新指导原则,通过逻辑折叠(LogicFolding)等创新技术,持续压缩信号传播时延、提升晶体管密度,从而实现半导体与电子系统的持续演进。

图|微博 @人民日报

这个足以与年过半百的「摩尔定律」并驾齐驱的新理论,被华为称为「韬定律」(Tau Scaling Law)。

什么是韬定律

对于韬定律,我们首先需要知道的是:

「韬定律」里的「韬」不像摩尔定律那样,代表某个人的名字,而是集成电路设计中的时间常数 τ(希腊字母 tau)。

τ 本身的概念非常简单,它代表了电路中信号电压发生转变(充电或放电)的快慢程度,可以用基本公式 τ = 电阻R × 电容C 来计算。

更笼统地说——虽然我们通常将芯片二进制信号 0 和 1 理解成「非此即彼」的状态,两者之间是瞬间切换的,但在现实世界中并非如此。

由于芯片和导线内部存在着各种形式的电阻和电容,表示 0 和 1 的电信号其实不是瞬间跳变的。

这种信号变化更像是电池一样:充电快满了才算「1」,几乎把电放空才算「0」。

而在「从空充满」和「从满放空」之间会有一个极为短暂的切换时间,这个时间就是 τ 。

因此,你可以把 τ 理解成和 GHz 类似的「频率参数」,两者是相辅相成的——

τ 值越低,芯片区分 0 和 1 的速度就越快,晶体管开关切换的频率就越快,芯片每秒钟执行指令的速度 GHz 自然也越高。

过去五十多年里,晶体管的体积占芯片大头,τ 延迟的主要来源是晶体管,摩尔定律指导下优化晶体管的体积对于频率提升的收益是显著的。

如今 3nm、2nm 晶体管自己的延迟极小,但周围导线被迫做得极细,反而导致内阻升高、τ 变大,宏观表现就是芯片提频越来越困难。

正是在这种背景下,华为的「韬定律」提出换个方向,不再以晶体管密度作为芯片未来发展的衡量标准——

晶体管密度本身已经不再是制约频率的主要因素了,未来如何通过其他综合手段降低 τ 值,才是提升芯片频率和效能的新追求。

立体堆叠将成为主流

再回看何庭波的那句话,就可以看到华为不仅提出了一个面向未来的定律,也给出了新定律之下芯片发展的具体方法之一:逻辑折叠(LogicFolding)

这个词看上去非常高大上,但它代表的东西很简单——芯片立体堆叠。

换言之,既然如今导线成为了延迟的主要来源,那就将原本铺在平面的电路设计成 3D 结构,避免导线绕路、降低内阻,从而优化 τ 延迟。

这也正是全球主要芯片设计商和制造商们集体选择的道路。

英特尔的 Foveros、AMD 的 3D V-Cache 以及台积电的 SoIC,本质上都是芯片线路立体设计的不同方案。

这样一来,原本「绕几百微米的路」变成了「爬几十微米的楼」,导线的电阻和寄生电容都可以有效降低,优化 τ 延迟、提升宏观频率。

除了通过立体堆叠缩短线路长度之外,整个半导体行业也在不约而同地转向另一项技术:背面供电(Backside Power Delivery)。

根据计算,在 5nm 及以下节点,供电网络本身需要消耗晶圆表面近 40% 的面积资源。

这就导致信号线为了给供电线和其他结构让路,往往需要在布线上反复迂回:

图|哔哩哔哩 @极客湾

再加上自己被晶体管挤压得越来越细,结果就是显著增加信号线的平均长度和寄生电容,导致 τ 延迟失控。

而英特尔的 PowerVia 搭配 RibbonFET 晶体管技术,在试验中可以实现超过 90% 的标准单元面积利用率,极大减少了芯片布线的压力。

目前虽然无从得知华为正在研发何种芯片背面供电网络(BSPDN)技术,但可以明确的是,逻辑折叠技术已经将供电性能考虑在内了:

……在电路层面:采用 LogicFolding 架构打破传统电路布局的物理限制,显著缩短关键路径布线,有效降低信号传播的电阻和电容负载,最终提升晶体管密度和电路性能。

麒麟何时归来

在看过上面一大堆技术术语之后,大家最想知道的肯定只有一件事:

我什么时候能买到?

然而 ISCAS 2026 只是一个技术论坛,何庭波在会上提出的也是一个「定律概念」,两者都更偏向理论指导领域。

而众所周知,理论转换成具有广泛影响力的产品还需要时间。

根据华为官方的介绍,在过去的六年里,华为已基于韬定律设计并量产了 381 款芯片,服务于众多行业、领域和市场客户。

首款采用逻辑折叠技术的麒麟芯片将在今年秋季发布,大概率是 Mate 90 系列产品,可以看作是华为立体堆叠方案在大众市场的首秀。

而到 2031 年,华为基于韬定律设计的高端芯片晶体管密度将会达到等效 1.4nm(14Å)工艺的水平。

直到那时,我们才有机会看到一个「逻辑折叠+背面供电」的华为芯片的终极形态。

值得注意的是,韬定律、逻辑折叠等等技术并不只限于手机——

别忘了,如今的华为电脑、电视、平板等等所使用的芯片,本质上都是麒麟的同源产品。

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