
当传统芯片制程逐渐逼近物理极限,华为在5月25日召开的国际电路系统研讨会ISCAS 2026上,提出了指导半导体产业发展的新原则——“韬(τ)定律”。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。
要理解这一定律,需要先回顾过去半个多世纪的主导逻辑。芯片性能的提升长期以来主要遵循“摩尔定律”——每隔18到24个月,单位面积上的晶体管数量翻一番。
实现这一目标的主要手段是“几何缩微”,也就是让晶体管越做越小。从微米到如今的纳米,全球半导体企业竞相缩小晶体管尺寸,以推动性能提升,并降低单位成本。
不过,这条路已越走越难。当晶体管的尺寸缩小到仅相当于十几个原子的尺度时,量子力学效应开始占据主导。其中最典型的就是“量子隧穿”效应——电子会像幽灵一样,直接穿过理论上应该阻隔它们的物理屏障,导致严重的漏电和发热问题。
从成本的视角看,晶体管仍以较慢的速度微缩,但却导致成本激增。建造一座用于生产3纳米及以下先进制程芯片的晶圆厂,已成为一项极其昂贵的投资:一座3纳米晶圆厂的成本普遍在150亿至200亿美元之间,而根据行业分析机构的估算,一座2纳米晶圆厂的成本已逼近300亿美元。这场资本竞赛的门槛极高,仅有少数巨头能够进入。
华为提出的“韬定律”,核心不再执着于单纯缩小晶体管尺寸,而是构建贯穿器件、电路、芯片到系统层面的多层级协同优化体系,驱动各层级性能、能效、晶体管密度的持续提升。
关键技术之一是逻辑折叠。简单来说,就是把平面电路“叠起来”,分成上下两层甚至多层,关键路径上的信号不再绕远路,而是“穿楼板”直通。好比原来修单层厂房,现在修双层甚至多层,工人(信号)上下楼更快。
值得一提的是,“韬定律”并非空头理论。在主旨演讲中,华为的何庭波讲解了如何将“韬定律”应用于智能手机和AI计算领域。她指出,在过去六年的实践中,基于该定律,华为已成功设计并量产了381款芯片,覆盖了多行业需求。
其中,将于2026年秋季面世的麒麟芯片,率先采用了逻辑折叠技术。预计到2031年,基于“韬定律”的高端芯片晶体管密度将达到1.4纳米制程的同等水平。
在业内人士看来,过去几十年来,半导体领域的定律几乎均由西方企业和学者提出。华为此次提出的“韬定律”,为全球后摩尔时代的发展贡献了“中国方案”。
这一方案的落地效果,最终要看商业化的实践成效。目前,它也面临一些现实课题,譬如在能耗上,一个高性能节点在速度大幅提升的同时,功耗往往会同步急剧攀升,这将给电网带来巨大压力。因此,需要搭配节能技术,做到“快”与“省”两手抓。
何庭波在演讲中也表示:“未来一定属于开放合作。在半导体演进的路径上,没有一家企业可以独自完成所有答案。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。”