5月25日,華為正式發(fā)表“韜(τ)定律”,為半導體與電子系統(tǒng)演進提供全新指導原則。預計到2031年,基于該定律的高端芯片晶體管密度有望達到1.4納米制程的同等水平。受此消息影響,A股市場芯片產(chǎn)業(yè)鏈午后持續(xù)走高,東芯股份、華虹公司、甬矽電子收獲“20CM漲?!?,中芯國際、盛美上海、拓荊科技、東微半導等10余股漲超10%。
蔻町智能聯(lián)合創(chuàng)始人、CTO陳秋武告訴記者,在現(xiàn)代信息技術(shù)飛速發(fā)展的半個多世紀中,半導體產(chǎn)業(yè)的繁榮與演進始終圍繞著一個被奉為圭臬的底層邏輯——摩爾定律:通過不斷縮小晶體管的物理尺寸,集成電路在單位面積內(nèi)能夠容納更多的計算單元,從而實現(xiàn)芯片性能指數(shù)級攀升與單位計算成本持續(xù)下降。然而,隨著硅基工藝節(jié)點向亞納米時代挺進,這一基于“幾何縮微”的單向演進路徑正面臨嚴峻的物理極限和經(jīng)濟效益雙重挑戰(zhàn)。
在此行業(yè)背景下,華為在電氣電子工程師學會于上海舉辦的國際電路與系統(tǒng)研討會上,由公司董事、半導體業(yè)務部總裁何庭波發(fā)表題為《半導體新路徑探索與實踐》的主旨演講,正式推出韜(τ)定律。該定律提出,以“時間(τ)縮微”改寫傳統(tǒng)“幾何縮微”作為半導體產(chǎn)業(yè)全新演進核心邏輯,通過邏輯折疊等創(chuàng)新技術(shù),持續(xù)壓縮信號傳播時延,不斷提升晶體管密度,從而實現(xiàn)半導體與電子系統(tǒng)的持續(xù)演進。
多位受訪的行業(yè)人士表示,相較于摩爾定律聚焦芯片單一維度的尺寸迭代,韜(τ)定律構(gòu)建起貫穿器件、電路、芯片到系統(tǒng)層面的多層級協(xié)同優(yōu)化體系。這將強化體系化的能力,而不單是芯片的能力。
“該體系以系統(tǒng)性降低時間常數(shù)τ為目標,旨在驅(qū)動各層級性能、能效、晶體管密度的持續(xù)提升?!焙瓮ゲㄔ斀猓涸谄骷用?,通過優(yōu)化晶體管和互連電阻及寄生電容,從物理底層最大限度縮微器件級時間常數(shù)τ;在電路層面,通過邏輯折疊技術(shù)突破傳統(tǒng)平面布局的物理邊界,顯著縮短關(guān)鍵路徑的走線長度并有效降低信號傳播的電阻和電容負載,實現(xiàn)晶體管密度和電路性能大幅提升;在芯片層面,通過“軟件、架構(gòu)、芯片”的全棧軟硬芯協(xié)同設(shè)計,基于實際工作負載實現(xiàn)指令流和數(shù)據(jù)流的細粒度控制,提高系統(tǒng)級并行度和效率,大幅降低端到端執(zhí)行時間;在系統(tǒng)層面,定義靈衢總線,重構(gòu)計算系統(tǒng)互聯(lián)協(xié)議,實現(xiàn)超節(jié)點的統(tǒng)一內(nèi)存編址和原生內(nèi)存語義,大幅降低系統(tǒng)通信時延。
全球計算聯(lián)盟秘書處CTO苗福友對韜(τ)定律的創(chuàng)新價值予以高度認可。他表示,當前模塊間通信時延已成為制約高端計算效率的核心因素,傳統(tǒng)以半導體硬件資源數(shù)量衡量計算性能的標準,早已不能反映產(chǎn)業(yè)實際狀況。而韜(τ)定律突破傳統(tǒng)體系局限,綜合架構(gòu)創(chuàng)新、Chiplet、先進堆疊等多項前沿技術(shù),從通信時延這一維度重構(gòu)計算性能評價標準,為行業(yè)發(fā)展提供了全新思路與重要突破方向。
事實上,韜(τ)定律并非純理論構(gòu)想,而是經(jīng)過長期落地驗證的成熟技術(shù)體系。何庭波在演講中披露,過去六年,華為基于韜(τ)定律已成功設(shè)計和量產(chǎn)381款芯片,廣泛覆蓋千行百業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型需求。
其中,計劃于2026年秋季推出的麒麟芯片,率先采用邏輯折疊技術(shù),性能大幅提升。預計到2031年,基于韜(τ)定律的高端芯片晶體管密度將達到1.4納米制程的同等水平。
針對該定律對國內(nèi)半導體產(chǎn)業(yè)鏈的影響,業(yè)內(nèi)人士分析認為,韜(τ)定律將全方位提振國內(nèi)芯片產(chǎn)業(yè)信心,利好全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展。短期來看,將直接帶動國內(nèi)半導體材料、制造、封測等上下游企業(yè)發(fā)展;長期來看,為國內(nèi)芯片設(shè)計企業(yè)規(guī)避先進制程受限風險、突破技術(shù)瓶頸,提供了全新的可行路徑。同時業(yè)內(nèi)也直言,這條全新演進路徑仍面臨諸多挑戰(zhàn),該技術(shù)體系依托華為長期高強度研發(fā)投入與技術(shù)積累成型,行業(yè)內(nèi)多數(shù)企業(yè)難以快速復刻,半導體產(chǎn)業(yè)的全新升級之路依舊任重道遠。
對于產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展,何庭波強調(diào)開放合作的核心價值:“未來一定屬于開放合作。在半導體演進的路徑上,沒有一家企業(yè)可以獨自解答所有答案。在韜(τ)定律的路徑下,我們期待與全球科學家、工程師和產(chǎn)業(yè)伙伴緊密合作,共同推動半導體與電子產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展?!?/p>
苗福友也指出,目前韜(τ)定律仍處于行業(yè)探索初期,尚未形成通用的衡量指標,后續(xù)需要匯聚全行業(yè)力量共同研討、迭代完善,最終打造成為業(yè)界通用的半導體技術(shù)評價與演進標準。(記者 吳蔚 董雪)
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