芯片制造“从盖平房到建高楼”的突破

华为说的“韬定律”是个啥?

2026-05-27

商报记者 朱光函

5月25日,上海,电气电子工程师学会(IEEE)的国际电路与系统研讨会上,华为公司董事、半导体业务部总裁何庭波发表主旨演讲,抛出了一个新词:“韬(τ)定律”。“τ”在希腊字母中排名第十九,在物理学中其延伸意为时间常数。在何庭波发布的论文中也提到,“韬定律很可能是未来中国半导体发展的另一个方向。”

“韬定律”的发布在资本市场引发了狂欢。当日科创50指数上涨5.88%,中芯国际、华虹公司等产业链公司批量大涨,东芯股份、甬矽电子涨停20%,盛美上海等10余股涨超10%。5月26日,中京电子、华天科技、沃格光电等继续涨停。小小的字母“τ”究竟会如何影响半导体产业的发展?又将对人们的生活产生什么样的影响?

用“时间”定义“性能” “韬定律”打破“摩尔定律”那堵墙

过去半个世纪,芯片行业一直将摩尔定律奉为铁律。这条1965年提出的定律指出,每过18到24个月,同样价格能买到的电脑性能就会翻一倍。它的逻辑就是,把晶体管越做越小,单位面积塞进更多计算单元,性能就上去了,成本还下来了。

在很长一段时间里,“摩尔定律”都是半导体行业的真理。从微米到纳米,从90纳米一路缩到3纳米,每隔一段时间,芯片性能就跳一个台阶。手机越做越薄,电脑越跑越快,背后都有摩尔定律在推。但经过60多年的发展,这条路快走到头了。

据业内人士介绍,目前“摩尔定律”已经进入发展极限,产业链正在离看不见的墙越来越近。在物理层面上,晶体管的尺寸已经快缩小到原子的物理极限,即便费尽九牛二虎之力把它做小,性能的提升也微乎其微。此外,资本投入的边际效应也越发明显。以前研发新工艺省钱,现在设计一颗最先进的顶尖芯片,研发预算要超过10亿美元, 研发、采用新工艺的性价比正在降低。过去是工艺越先进,单个晶体管越便宜,现在工艺越先进,单个晶体管的造价不降反升。

在本次的研讨会上,何庭波提到,华为很早就撞上了这堵墙。“2005年摩尔定律就开始式微了,再走10年就会遇到非常重的物理边界的墙。”2020年开始,她反复琢磨后得出了一个答案,摩尔定律的本质不是为了把东西做小,而是要有更快更多的功能。一直以来,空间上的微缩带来了时间上的微缩,就是更快地完成了更多的功能。既然“几何缩微”这条路走不通了,那就反过来,用“时间缩微”来衡量进步。

从造平层变成修高楼 “韬定律”改变芯片结构

让信号跑得快,这看起来很简单,但实际做起来并不容易。

浙江工业大学计算机科学与技术学院教授肖杰介绍,韬定律像是修高楼、建高架、优化交通,让原本需要绕远路的人员和货物流动更快。“它不是推翻摩尔定律,而是在先进制程逼近物理和工程极限时,提供另一条通过系统设计提升芯片性能和能效的路径。”

细化到华为的做法上来,“韬定律”直接向四个方面同时下手。在器件层面,优化晶体管和互连的电阻及寄生电容,从物理底层最大限度缩微时间常数τ。简单说,就是让信号在器件内部传得更快。

在电路层面,用一项叫“逻辑折叠”的技术,把原本平铺在芯片上的电路像盖楼一样分层堆叠,再用超密度的垂直通道连接。信号走的路径变短了,延迟就降下来了。传统芯片像平房,电路全摊在一层;逻辑折叠像盖楼房,电路立起来了,层与层之间用电梯连接。华为在手机芯片上已经做到了两层堆叠,后续还会做到三到四层。

在芯片层面,把软件、架构、芯片放在一起设计,基于实际工作负载精细控制指令流和数据流,提高系统级并行度和效率,降低端到端执行时间。过去这三件事是分开做的,软件团队写软件,架构团队画架构,芯片团队做芯片,各干各的。现在三合一,效率自然不一样。

在系统层面,华为定义了“灵衢总线”,重构计算系统互联协议,实现超节点的统一内存编址和原生内存语义。传统AI集群里,数据在不同芯片、不同机架之间传输要经过多种协议转换,延迟高达几十微秒。灵衢总线把这些“翻译”环节全砍掉,让整个集群像一颗芯片一样协同工作,延迟降到100纳秒左右。

全球计算联盟秘书处CTO苗福友在评价“韬定律”时说:“模块间通信时延已经成为制约高端计算效率的核心因素,过去拿硬件资源数量衡量计算性能的标准,早就不能反映实际情况了。‘韬定律’综合架构创新、Chiplet、先进堆叠等多项前沿技术,从通信时延这一维度重构计算性能评价标准,为行业发展提供了全新思路。”

未来十年要做的事已经明确 “韬定律”是长期落地验证的技术体系

如果说,“摩尔定律”成就了半导体产业半个多世纪的辉煌,那么“韬定律”可能在摩尔定律逼近物理极限的时代,为半导体产业开辟一条全新的演进路径。而这样的说法并非毫无根据。

何庭波透露,在过去6年,华为基于这套思路已经设计并量产了381款芯片,覆盖智能手机、AI计算、通信等领域。“千千万万的用户用到了这些产品,因此,我才能够更加明确地向整个产业界发表‘韬定律’。”

何庭波介绍,计划于今年秋季推出的麒麟2026芯片,率先采用了逻辑折叠技术。她在论文中给出的实测数据显示,在不升级制造节点的前提下,晶体管密度从每平方毫米1.55亿个提升到2.38亿个,涨了55%;能效提升41%;最高主频提升近13%,达到3.1GHz;缓存工作频率提升超过40%。

这些数字意味着没有换更先进的光刻机,单靠设计上的创新,就能把芯片性能拉上一个台阶。AI系统层面也有落地。统一总线和Hi-ONE光引擎已经在华为昇腾系列AI集群中部署,远程访问延迟降低了约500倍,使得大规模集群更像一台单一计算机在运行。

何庭波在会上引用了任正非的话:“没有退路是胜利之路。”她说:“我们不会停滞了,我们有加速度了。未来4年、5年、10年的加速度,我们跟另一条道路完全可以相比,我们不会越来越远,只会越来越好。”

“韬定律”的发布,在给国内企业注入强心针的同时,也让业内保持着清醒。这套技术体系依托华为长期高强度的研发投入和技术积累才做成,行业内多数企业很难快速复刻。这点苗福友也坦言,“韬定律”目前还处于行业探索初期,尚未形成通用衡量指标,后续需要全行业力量共同研讨、迭代完善。

“未来十年要做的事已经明确。仍有大量问题尚未解决,没有任何一家企业能够独自应对。”何庭波在论文结尾写道,“这篇论文既是一份来自实践一线的报告,也是一封邀请函。”从“摩尔定律”到“韬定律”,这场跨越不仅仅是技术的迭代,更是一种思维的突围。在“摩尔定律”渐行渐远的背影中,中国半导体产业正试图在时间的缝隙里,闯出一条新路。