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华为芯片暗战:徐直军亲述"何式定律"六年突围内幕

发布时间:2026-05-29 21:36来源:新浪新闻阅读:6

在这段历程中,时间扮演着最为关键的角色。

华为总裁办同步发出内部邮件,指出公司早在多年前就已预判风险,在研发和业务连续性领域提前部署了大量资源,确保即便面对极端局面也能维持正常运营。

邮件中有这样一句——“真相终将水落石出,风雨之后必然迎来晴天。”

然而彼时,华为的信心或许并未如表面那般坚定。尽管任正非曾公开宣称华为在5G和核心网领域完全可以摆脱美国技术依赖,但包括徐直军在内的少数核心决策者心知肚明,备胎计划的底气实际上系于台积电的代工能力,当时华为高达九成的芯片交由台积电生产,这才是真正的要害所在。

2020年3月,密集的消息传来,美国已瞄准这一软肋并准备出手,企图通过限制台积电来切断华为获取先进制程的渠道。为此,美国商务部专门针对海思和华为出台了出口管制及外国直接产品规则(FDPR),商务部内部私下称之为"海思条款"。

3月30日,华为召开高层研讨,商议一个关乎生死的课题:倘若台积电不再为华为制造芯片,该如何应对?徐直军回忆,会上做出一个决定,华为必须涉足芯片制造领域。项目需要一个代号,有人提议借用干将莫邪的故事,取名"干将",任正非最终拍板"莫邪"。

干将莫邪的传说中,莫邪以身投炉铸就神兵。何庭波就是华为的莫邪,要为华为锻造一柄刺破芯片封锁的利剑。

彼时,台积电先进制程已迈入5纳米时代,华为Mate 40成为最后一款采用台积电5纳米工艺的产品,其他产品多为7纳米及以上规格。而大陆方面,最先进的量产工艺仅停留在14纳米,产能严重不足。

华为一度预估,美国只会限制14纳米及以下的先进制程。但5月15日FDPR制裁令正式生效,苛刻程度远超预期。"2020年5月15日,是海思史上最黑暗的一天。"徐直军表示,"他们不知道前路在何方,甚至不确定是否还有未来。"

海思遭受制裁后,徐直军向海思全员发送邮件,在研的产品继续做好收尾,未来的产品进度可以放缓,但绝不能停止。有人询问徐直军,海思的未来在哪里,他的回答是:"海思在华为是成本中心,不追求盈利,只要华为能够生存下去,海思就会继续存在。"

以现在的视角回顾,美国的所有举措归根结底就是一件事,用时间困住华为,让海思在制造端的代际竞争中逐渐失去优势,以不断扩大的工艺差距让这家公司陷入困境。美国争夺的是时间,而华为的应对武器,恰恰也是时间,只是另一种维度的时间。

六年后,2026年5月25日,何庭波站在上海IEEE ISCAS 2026的演讲台上,发布了韬(τ)定律:以"时间压缩"取代摩尔定律的"空间压缩",通过系统性压缩信号传播时延,在现有可得工艺基础上打造具有竞争力的芯片。

这是华为首次公开六年芯片突围的底层方法论,也是徐直军首次深入讲述华为人与时间赛跑的完整过程。

反者道之动,弱者道之用,语出老子《道德经》。当事物发展到极致,便会向对立面转化,过分刚强容易折断,顺势而为才是"道"发挥作用的途径,这或许是华为芯片突围战的最佳注脚。

华为曾尝试"硬碰硬",当韬定律发布后,业界惊讶地发现,不再硬碰硬的华为反而变得更加从容。

人一旦习惯了一条路,换道就变得异常艰难。半导体行业走了六十年的那条路叫摩尔定律,每18个月晶体管数量翻一番,从大型机到智能手机,整个信息时代都建立在这一路径之上。

但这条路越来越布满荆棘。经济层面,一片300毫米晶圆的生产成本25年间暴涨30倍,设计一颗2纳米芯片耗资高达10亿美元,连台积电都难以承受,已明确表示在A12节点之前不会采用ASML最新的High NA EUV光刻机,原因就是成本实在太高。

物理层面,28纳米之后,标称制程与晶体管真实尺寸已经脱钩,"几纳米"越来越像是营销概念。

摩尔定律的路越走越窄,全球芯片厂商的实际选择也在转变。英伟达的B200和B300算力卡采用台积电N4P工艺,本质上是5纳米,并未急于向2纳米迁移,而是用CoWoS封装将多颗Die组合在一起,在系统层面堆叠性能。

英特尔、AMD也走了类似的道路——3D封装、Chiplet架构、多Die互联,都是在制程放缓之后寻找新的突破口。IMEC今年5月的路线图中,先进封装和异构集成占比越来越大,但整条产业链的叙事仍然锚定在"不断推进制程"上。

但没有一家公司愿意公开宣告,半导体行业需要一条新路。

每家芯片公司都在做韬定律所描述的部分工作,封装、互联、系统架构,却没有人将其提炼成一套贯穿全系统的方法论。零散的优化和成体系的定律,是两回事,因为它们仍然可以选择最先进的工艺节点作为基础,设计压力相对较小,换道的意愿自然不够彻底。

华为没有这个选项。

"真正对工艺进步有帮助、存在工艺需求的芯片就几颗,一颗是手机SoC,一颗是PC和服务器的CPU,一颗是NPU/GPU。华为恰好这三颗芯片都做,而且都是我们的核心业务。"徐直军表示,华为不像苹果可以使用台积电最新工艺,也不像英伟达在GPU领域独占定价权,手机、通信、计算三条战线必须同时保持竞争力,而制裁把三条战线的供应同时切断了。

有人问徐直军,做芯片幸不幸福。徐直军回答,"我说一点都不幸福。因为都是别人干过的事,而且是干别人十年前就做成功的事,谁愿意干?如果不是美国逼迫我们国家、我们公司、我们产业界,不可能去做这样一件事,但也要感谢美国,使得我们国家的半导体产业链能够真正成长起来,现在势头很好,大家都认可了,也很支持。"

如果华为未受制裁,大可以在全球顶尖技术和产品的基础上,做更具革命意义的创新。华为不愿意干,但又不得不干。EUV光刻机看不到进口希望,基于DUV的工艺天花板肉眼可见,沿着空间压缩追赶,代差只会越拉越大。

华为比全行业更早撞上了那堵墙,也因此成了那个被迫将零散的工程直觉,提炼成完整方法论的公司。

英伟达、AMD、英特尔的Chiplet和3D封装,更多是在"堆叠"层面做文章,然后像乐高一样拼在一起,简单理解,两个或多个芯片已经做好,通过封装的形式连接在一起,从而增强性能。

华为没有先进制程的回旋余地,只能在设计深度上比别人走得更远,走到了"逻辑折叠"层面,是把一颗芯片从底层拆开重新设计成两层,这是一种完全不同层次的设计创新,也是韬定律区别于行业既有路径的核心所在。

这就是韬定律映照出的行业现实,全球同行都在摸索后摩尔时代的路径,但没有谁比华为更迫切,因为没有谁像华为一样,既没有退路,也没有舒适区。

被推上这条路的时候,没有人知道能走多远,更没有人算得清要付出什么代价。

莫邪项目朝两个方向同步推进:一条推动国内晶圆厂提升工艺能力,华为协助改进设备、调整工艺;另一条在芯片设计端寻找突破口。

"我们当时一方面是推动国内制造厂商进步,另一方面在设计上找出路,因为制造能力是确定的,就这个水平。"徐直军说,海思的工作量不减反增,要把几百颗在台积电做过的芯片移植到国内工艺节点,还要同时开发新产品,做出来还得有竞争力,在市场上与高通、苹果、英伟达等正面交锋。

代价首先是笨功夫。工程师们反复面对同一个难题:工艺落后,怎么让芯片不落后?

答案藏在一个被忽视了六十年的本质属性里。摩尔定律关注空间,把晶体管做小,但"做小"只是手段,真正的目的是"做快"。缩短栅极长度,本质上是在降低信号传播的时间常数τ。

过去六十年,空间压缩碰巧是降低τ最高效的手段,所以大家追着它跑。当空间压缩走不动了,降低τ的路径并没有被堵死。

路,就是从这里打开的。

韬定律的核心主张就此成形,以"时间压缩"替代"空间压缩",作为半导体演进的新指导原则。一旦把度量衡从空间尺寸换成时间常数,所有层级的工程师,做器件的、做电路的、做架构的、做系统的,就有了统一的优化语言,发力空间从一个维度扩展到十余个维度。

代价也是技术领域的硬骨头。逻辑折叠,是这条路上必须啃下的第一个难题。

传统的3D堆叠,两颗芯片叠在一起,各自功能独立,设计不耦合。逻辑折叠完全不同,它是一张平面电路被"撕开"、"折叠"成上下两层,功能相互穿插、信号彼此依赖,单独任何一层都无法工作。

效果是直观的。折叠之后,两个寄存器之间的距离从毫米级降到微米级,原本维持长距离信号传输的buffer削减50%以上,这些buffer不贡献任何用户可感知的功能,纯粹是为物理距离付出的隐性成本。

华为给出的数据显示,CPU主频从2.6GHz提升到3.1GHz,NPU性能提升1.4倍,GPU提升30%–40%,功耗大幅下降。

更关键的是,逻辑折叠不挑工艺。28纳米能用,7纳米能用,未来3纳米同样适用,两层Die甚至可以采用不同工艺节点。"但它不排斥空间压缩,"徐直军反复强调,"国内的先进工艺不可能不向前走,肯定要向前走,但它每向前一步都能促进韬更好的结果,韬也可以基于先进工艺的进步带来更好的结果。"

但最大的代价,是时间本身。逻辑折叠需要在"非连续空间"里重新布局布线,传统EDA工具根本无法胜任,海思花费数年自研内部工具才走到今天,几万名工程师在死胡同里摸索了六年,才把这条路从一个想法变成381颗量产芯片。

路确实越走越宽了。沿着韬定律,华为在大规模AI算力集群的τ压缩,通过三个协同层实现,系统互连结构Unified Bus、近封装光引擎Hi-ONE,以及封装本身的拓扑重组3D Folding。

超节点架构将多颗芯片以高速互联组成一个逻辑上的"超级芯片",把时间压缩的逻辑从单颗芯片推向了整个计算系统,在制程工艺差距导致芯片落后的情况下,AI算力集群却能反超英伟达。

还有专家预估,用相对成熟的工艺节点加上韬定律的全栈优化,可以做出性能比肩N3E的芯片,成本低30%左右。这意味着华为可以在不获取最先进制程的前提下,做出与苹果A19同代际的产品。

付出了这些代价之后,依然有人质疑:仅仅六年,韬定律凭什么叫定律?

"摩尔定律是1965年4月份在《电子学》杂志上提出的,英特尔是三年之后才成立(1968年)。'黄氏定律'才刚刚提出来的,AI才几年,ChatGPT出来才几年?'黄氏定律',为什么用'定律'不用'定理',它不是推导出来的,是总结出来的,没有说要那么准确,不存在准确,只要是一个能够适用的规律就行了。"

"创新是被逼出来的。"他又补了一句,"当先进工艺没有办法获得的时候,人是活的,总得去找路,找就找到了这条路,找到路发现这条路还一直可以走下去。"

在华为内部,"韬定律"也被称为"何式定律"。何庭波不必"以身殉剑",但这条路走了多远、付出了多少,每个参与其中的人都清楚。

华为芯片这些年走过的路,先是活下来,然后是有质量地活下来,现在是找到重回高峰的路径。

活下来,是华为2019年到2022年的关键词。制裁切断供给,莫邪项目启动,几百颗芯片从台积电迁移到国内产线,Mate 60回归市场,证明华为还在。

2023年初,徐直军发表题为"奋勇前进,冲破险阻,有质量地活下来"的新年致辞。有质量地活下来,是381颗量产芯片支撑起来的。这些芯片覆盖手机、数据中心、网络等场景,每一颗都用了"何式定律"的思想,全部实现量产交付。

如今,"'活下来'这个词在我们的战略里越来越少了,"徐直军说,"更多是怎么发展。现在来讲有了'何式定律',至少未来是有路径,能找到方案,能够进一步有竞争力。然后我们也推动产业界、推动工艺的演进,向前走,相互促进,那我们心里就更踏实了。"按路线图,到2031年,基于"何式定律"的高端芯片晶体管密度将达到等效1.4纳米制程水平。

半导体产业从来都是生态型产业,摩尔定律是全行业的定律,"何式定律"也不可能靠一家公司完成。逻辑折叠目前最大的瓶颈仍在EDA工具,其他设计公司哪怕理解了逻辑折叠的原理,现在也没有工具去做。

徐直军坦承,这也是华为选择此时公开发布"何式定律"的主要原因,"我们一家不一定能玩得成,需要整个产业界参与进来,从学术界到EDA厂商到设计公司,大家共同来做,最终沿着这条路向前走,可能就走出了中国半导体的另外一条路。"

何庭波在ISCAS演讲中也说:"未来一定属于开放合作,没有一家企业可以独自完成所有答案。"

华为的策略是用结果说话,让生态自己成长起来。

徐直军并不打算去说服谁。"如果说'何式定律'真正有生命力,不用说服,自然而然就会发展起来。真有一天,就算是彻底把工艺开放了,可先进工艺贵呀,你现在说哪天美国彻底开放了,我们都可以到台积电投片了,但是你要知道投一颗未来2纳米的芯片多贵呀。如果企业用'何式定律',基于7纳米就能做出来,成本还低,何乐而不为呢?所以关键是'何式定律'的生命力到底如何,尤其是面向未来。"

真正的考验还是时间。摩尔定律从1965年提出到成为行业共识,经过了十年的反复验证。"何式定律"能走多远,"未来是不是有生命力,那要未来五年、十年以后再倒过来看,"徐直军说。

他顿了一下,但掷地有声:"华为公司的所有产品,都能基于大陆设计出来、造出来,还能规模供应。我们真正实现了任总2019年讲的彻底不依赖,不仅仅是美国。这一点也是中国产业界共同努力的结果,不是我们一家。"

2019年那封邮件里写道,"时间将会揭开虚伪的面具,阴霾过后阳光必定普照。"七年过去,时间确实揭开了很多东西,揭开了摩尔定律的裂痕,揭开了制裁的真实意图,也揭开了华为在绝境中走出的那条路。

不必神化"何式定律",也别急着否定它。时间会给出一切回答。

(来源:钛媒体)