韜(τ)定律的背后,是中國(guó)制造從“跟隨模仿”到“定義規(guī)則”的創(chuàng)新升級(jí),跳出既定框架,用系統(tǒng)性創(chuàng)新開(kāi)辟新路徑。這種創(chuàng)新模式不僅僅發(fā)生在半導(dǎo)體行業(yè)。從高鐵到新能源汽車,從5G通信到光伏產(chǎn)業(yè),中國(guó)制造的每一次突破,都是跳出慣性思維,基于自身優(yōu)勢(shì)的路徑創(chuàng)新,重新定義競(jìng)爭(zhēng)規(guī)則。
在日前舉辦的國(guó)際電路系統(tǒng)研討會(huì)ISCAS2026上,華為發(fā)布半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展新原則——韜(τ)定律,跳出了一味縮小晶體管尺寸的傳統(tǒng)方式,依靠技術(shù)創(chuàng)新加快信號(hào)傳播、提升運(yùn)行效率,為半導(dǎo)體行業(yè)持續(xù)演進(jìn)發(fā)展打開(kāi)了新空間,也為中國(guó)制造開(kāi)辟新路徑提供了有益借鑒。
過(guò)去60年,半導(dǎo)體行業(yè)一直在“做小”這條道路上狂奔。半導(dǎo)體行業(yè)有個(gè)著名的摩爾定律,其核心內(nèi)容是:集成電路上可容納的晶體管數(shù)目,約每隔18個(gè)月至24個(gè)月便會(huì)增加1倍,性能也隨之提升1倍。于是,半導(dǎo)體行業(yè)的進(jìn)步被濃縮為一個(gè)詞——納米。納米前面的數(shù)字越小,也就是晶體管做得越小,意味著性能的飛躍。但這條路越來(lái)越難走,面臨著物理極限和經(jīng)濟(jì)效益雙重挑戰(zhàn),尤其到了3納米以下,性能提升有限,成本反而暴漲,傳統(tǒng)的幾何縮微模式逐漸難以為繼。
韜(τ)定律的本質(zhì)是用“時(shí)間(τ)縮微”替代“幾何縮微”。對(duì)于這一改變打個(gè)比方:就像做三明治,幾何縮微做法是平面設(shè)計(jì)的,即把面包、火腿、生菜、奶酪等所有食材在案板上排成一行,從第一片面包走到最后一片奶酪,距離較遠(yuǎn)。而τ縮微做法是三維集成的,就是把面包放在底層,火腿和生菜疊上一層,奶酪再疊一層,做成一個(gè)三明治,此時(shí)從面包走到奶酪,只需要垂直穿過(guò)去,距離大幅縮短。由此可見(jiàn),幾何縮微是在平面上把東西擠得更密,τ縮微則是通過(guò)垂直邏輯折疊,提升晶體管密度。
從摩爾定律到韜(τ)定律,是從空間到時(shí)間,也是從“做小”到“做快”。換個(gè)角度看,摩爾定律為何追求把晶體管做?。烤w管尺寸縮小,開(kāi)關(guān)運(yùn)轉(zhuǎn)速度就越快;內(nèi)部連線變短,信號(hào)傳輸效率就越快;集成度不斷提高,數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)的路徑與阻礙就更少。晶體管做小的本質(zhì)也是為了壓縮運(yùn)行時(shí)間,讓速度更快。韜(τ)定律或?qū)⒅匦露x芯片性能的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),從關(guān)注“多少納米”到“多少時(shí)間”,從器件、電路、芯片到系統(tǒng)層面的多層級(jí)協(xié)同優(yōu)化體系成為比拼關(guān)鍵。
華為的實(shí)踐已充分印證了韜(τ)定律的價(jià)值。從麒麟2026的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)看:在同一工藝節(jié)點(diǎn)下,邏輯折疊技術(shù)將晶體管密度提升55%,過(guò)去大約需要3年幾何縮微才能實(shí)現(xiàn);CPU性能核能效提高41%,這對(duì)于功耗管控嚴(yán)苛的智能手機(jī)而言,具備十足的現(xiàn)實(shí)價(jià)值與行業(yè)意義。正是基于該定律,華為過(guò)去6年已成功設(shè)計(jì)并量產(chǎn)了381款芯片,預(yù)計(jì)到2031年,華為高端芯片晶體管密度將達(dá)到1.4納米制程的同等水平。
韜(τ)定律的背后,是中國(guó)制造從“跟隨模仿”到“定義規(guī)則”的創(chuàng)新升級(jí)。過(guò)去,我們習(xí)慣在別人劃定的賽道上追趕,一步步縮小差距;如今,面對(duì)外部技術(shù)封鎖和產(chǎn)業(yè)瓶頸,我們開(kāi)始跳出既定框架,用系統(tǒng)性創(chuàng)新開(kāi)辟新路徑。這種創(chuàng)新模式,也不僅僅發(fā)生在半導(dǎo)體行業(yè)。從高鐵到新能源汽車,從5G通信到光伏產(chǎn)業(yè),中國(guó)制造的每一次突破,都是跳出慣性思維,基于自身優(yōu)勢(shì)的路徑創(chuàng)新,重新定義競(jìng)爭(zhēng)規(guī)則。
摩爾定律從提出到成為行業(yè)共識(shí),歷經(jīng)整整10年。技術(shù)突破從來(lái)不是單打獨(dú)斗,華為提出韜(τ)定律,離不開(kāi)全產(chǎn)業(yè)鏈伙伴的攜手探索。放眼未來(lái),行業(yè)挑戰(zhàn)越發(fā)復(fù)雜艱巨,單憑一家企業(yè)難以攻克所有技術(shù)難題。半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)已邁入?yún)f(xié)同創(chuàng)新的新階段,聚力同行、開(kāi)放協(xié)作,既是半導(dǎo)體行業(yè)破局的必然選擇,也是中國(guó)制造邁向高端的必由之路。
(責(zé)任編輯:蔡文斌)