华为提出半导体新定律
在电气电子工程师学会(IEEE)2026年国际电路系统研讨会(ISCAS 2026)上,华为公司董事、半导体业务部主任何庭波发表了题为“半导体新路径探索与实践”的主旨演讲,提出了新的“韬(τ)定律”作为半导体发展的新原则。
该定律提出以“时间(τ)缩微”替代“几何缩微”,作为半导体与电子系统演进的新方向。其核心是以系统性地降低时间常数τ为目标,通过逻辑折叠(Logic Folding)等技术,持续压缩芯片内部信号传播时延,从而提升晶体管密度,实现半导体与电子系统的持续发展。
近年来,摩尔定律面临物理极限和经济效益的双重挑战。在晶体管微缩放缓、成本优势消退的背景下,如何探索一条全新的可持续演进路线,以满足日益增长的计算性能需求,已成为全球半导体行业亟待攻克的难题。华为认为,韬(τ)定律是解决该问题的有效路径。
据称,韬(τ)定律所涉及的“逻辑折叠(LogicFolding)”等技术,构建了贯穿器件、电路、芯片到系统层面的多层级体系。
在器件层面,通过优化晶体管和互连电阻及寄生电容,最大限度缩微器件级时间常数τ。
在电路层面,通过逻辑折叠技术突破传统平面布局的物理边界,缩短关键路径的走线长度并有效降低信号传播的电阻和电容负载,实现晶体管密度和电路性能的提升。
在芯片层面,通过“软件、架构、芯片”的全栈软硬芯协同设计,基于实际工作负载实现指令流和数据流的细粒度控制,提高系统级并行度和效率,大幅降低端到端执行时间。
在系统层面,定义灵衢总线,重构计算系统互联协议,大幅降低系统通信时延。
总结这套体系,可以理解为:在晶体管密度受限的情况下,基于“韬定律”,从底层器件到顶层系统,优化、缩短信号传输和处理的时间,以优化芯片的性能,提升能效。
在此次主旨演讲中,何庭波讲解了华为如何把韬(τ)定律应用到智能手机和AI计算领域的实践。基于韬(τ)定律,华为已设计并量产了381款芯片。
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,性能大幅提升。预计到2031年,基于韬(τ)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。
华为提出“韬定律”,正值半导体行业长期奉行的“摩尔定律”逐步失效的关键转折期。
1965年,英特尔联合创始人戈登·摩尔基于1958年至1965年的集成电路发展数据发现,芯片上的晶体管等元器件数量每年翻倍。他据此预判这一高速增长趋势将持续十年,这一观察后来被业界称为“摩尔定律”。随着半导体产业快速迭代,1975年摩尔将翻倍周期修正为两年。此后,结合芯片性能与运行频率的综合提升节奏,行业逐步衍生出18个月的通用迭代周期,成为此后数十年半导体产业发展的核心参照标准。
然而,随着晶体管微缩技术逼近物理极限,摩尔定律的驱动力明显减弱。行业开始转向全新的芯片架构、3D封装、Chiplet(芯粒)等技术,以继续提升晶体管密度与芯片性能。在此过程中,多家行业领军者也提出了各自的新定律。其中,英伟达CEO黄仁勋提出的“黄氏定律”(Huang's Law)广为流传:AI芯片的算力性能每十年提升1000倍,其增速远超传统摩尔定律。
在摩尔定律退潮、新老定律竞逐的产业变局中,韬定律能否真正成为后摩尔时代的主流范式,仍有待市场和产业链的长期检验。但华为以规模化落地成果主动参与规则定义,无疑为全球半导体行业提供了一条值得关注的中国路径。