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1965年的一個普通工作日,時任仙童半導體研發總監的戈登·摩爾坐在辦公室里,為一本行業雜志撰寫一篇特約稿件。
他需要預測集成電路未來十年的發展,于是隨手畫了一條曲線。這條曲線很簡單,集成電路上的晶體管數量,每隔18到24個月就會翻一番。
他把這個觀察寫進了文章,標題平淡無奇《Cramming more components onto integrated circuits,在集成電路中塞進更多元件》。四頁紙,沒有數學公式,沒有嚴密的物理推導,更像是一個工程師的經驗直覺。
當時的摩爾大概不會想到,這條隨手畫下的曲線,將框定一個萬億美元產業長達六十余年的演進節奏。
從微米、亞微米到深亞微米,從90nm、45nm、14nm一路狂奔至埃米時代,每一代工藝節點的迭代,本質上都是在空間維度上的持續縮微:晶體管柵極寬度越窄,單位面積內能塞進的晶體管就越多,芯片性能就越強。
簡單、直接、有效。“摩爾定律”四個字,后來被刻進了硅谷的基因里,成了半導體行業所有人的集體信仰。
五十多年后,這條曲線已經跑不動了。
物理的墻擋在前面。當柵極被壓縮到數納米量級,量子隧穿電流指數級上升,柵極對溝道的控制急劇衰減,漏電和變異無解。
經濟的墻更是殘酷。28nm是著名的甜蜜節點,此后每一代節點都需要EUV光刻、多次圖形曝光,光罩道次翻倍,設備投資飛漲,單個晶體管的成本降速放緩,甚至不降反升。
摩爾定律的時鐘,已經在滴答聲中被消了磁。
2026年5月25日,IEEE國際電路與系統研討會在上海開幕。何庭波走上講臺,臺下坐滿了全球半導體行業最核心的技術力量,IEEE Fellow、頂會常客、各大IDM和Fabless的掌門人。這種場合的演講通常是發布一款新芯片,但華為半導體業務部總裁今天要宣布的,是一條定律。
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一張幻燈片打在屏幕上,四個字——“韜(τ)定律”。現場安靜了兩秒,隨即響起密集的快門聲。
一張幻燈片打在屏幕上,簡簡單單幾個字——“韜(τ)定律”。現場先是安靜了兩秒,隨即響起密集的快門聲。
這不是一個尋常的動作。在半導體行業六十余年的歷史上,稱得上“定律”的東西屈指可數。
摩爾定律、登納德縮放定律、黃氏定律,每一則都曾定義過這個產業的演進方向。如今,登納德縮放定律早在2006年前后就已失效,整個行業在“后摩爾時代”的十字路口徘徊了太久。而在這個時間點上,一家中國企業走上臺前,試圖給出自己的答案。
“以‘時間縮微’替代‘幾何縮微’。”何庭波用這句話,為整場演講定了調。
從“微縮競賽”到“時間戰場”
“韜(τ)定律”的核心表述只有一句話:以“時間(τ)縮微”替代“幾何縮微”,作為半導體與電子系統演進的新指導原則。
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物理學中,τ是時間常數的符號。在數字電路里,信號傳播時延由RC常數決定,電阻R乘以電容C。換句話說,決定芯片快慢的,不只是晶體管能塞多密,更是信號能跑多快。
拿城市交通打比方會很好懂。
“幾何縮微”相當于不斷縮窄道路和建筑,好塞進更多人口。路越來越窄,樓越來越密,邊際效益遞減。
“時間縮微”則換了種思路。城市規模不增加,但重新規劃路網,修建立交橋,把繞遠路的關鍵路徑拉直,讓車跑得更快。單位時間內完成的運輸量,一樣能大幅提升。
本質上,“韜定律”將性能競賽從“做多少”的密度維度,延展到了“做多快”的時間維度。當空間的擴張走到盡頭,華為選擇向時間要答案。
而落地的抓手,是一個名為“邏輯折疊(Logic Folding)”的技術。
傳統芯片設計有一個根深蒂固的習慣:邏輯單元之間的金屬互連,始終被約束在近乎二維的平面上繞行。即便晶體管自身早已三維化,走線還是要在平面里兜圈子。
一條關鍵路徑如果繞得太遠,RC延遲就會成為整顆芯片的短板。“邏輯折疊”做的事,就是把平面上的關鍵邏輯路徑“折疊”起來,通過垂直堆疊,讓走線長度大幅縮短。
一個直觀的比喻:你在單層倉庫里取貨,得橫跨幾百米;把倉庫改成多層貨架,上下移動幾層就夠,動線縮短數倍。
邏輯折疊本質上就是對芯片內部邏輯單元做一次三維重組,壓縮信號物理路徑,讓RC延遲驟降。何庭波在演講中特別提到,“麒麟2026”手機芯片是這項技術的首次完整落地,基于“自由邏輯”設計理念,由單層擴展至雙層。這意味著邏輯折疊已經走出了論文,變成了可以塞進手機里的硅片。
有必要在這里做一個厘清,邏輯折疊和市面上熱炒的3D封裝,不是一回事。
臺積電涵蓋SoIC、CoWoS等方案的3DFabric平臺,解決的是“芯片之間”的互連,把計算芯片和HBM內存等不同功能的Chiplet垂直堆疊,縮短的是芯片到芯片的傳輸路徑。
SoIC互連間距已從6微米向4.5微米演進,面對面堆疊的信號密度可達每平方毫米14000個,這些是物理封裝層面的杰作。
但邏輯折疊的戰場不在封裝層面,而在芯片內部邏輯架構的設計層面。
如果說3D封裝是“把建好的樓疊在一起”,邏輯折疊就是“把房間的布局重新設計成躍層”。前者是物理整合,后者是設計重構。
兩者不但不沖突,反而互為表里。邏輯折疊需要全新EDA工具支撐,從標準單元庫的三維表征到時序分析的底層重構,才能完成設計層面的“折疊”;而最終的物理實現,仍需先進封裝能力來完成堆疊。
邏輯折疊是“設計學”的3D化,3D封裝是“物理學”的3D化。
381款芯片與1.4nm等效能
一項定律有沒有生命力,不看它在PPT上有多漂亮,而是看它經沒經過量產的檢驗。
何庭波在演講中不動聲色地拋出了一個數字:過去六年,華為基于韜定律成功設計并量產了381款芯片,覆蓋手機SoC、AI加速器、基帶、射頻、電源管理、車載等全產品線。
381款。這個數字意味著,在“韜定律”這個名字對外界還完全陌生的六年里,它已經在華為內部被當作一條隱秘的主線,貫穿了海量產品的研發流程。
這不是實驗室里的學術探索,這是經過了六輪春夏秋冬、數百次流片和無數良率爬坡后,摔打出來的工程實踐。
光靠邏輯折疊一己之力,還不足以系統性降低整個系統的τ。華為為此搭了一整套多層級協同優化體系,四個層面同時動手:
器件層面,從原子做起。
優化晶體管和互連的材料電阻與寄生電容,涉及源漏接觸電阻、溝道遷移率、low-K介質和互連金屬從鋁到銅再到鈷、釕的迭代。一個百分點的器件級改進,經過電路、芯片、系統層層放大,最終可能是十幾個百分點的系統級收益。
電路層面,邏輯折疊的主戰場。
突破傳統平面布局的物理限制,縮短關鍵路徑走線長度,降低信號傳播的阻容負載,直接拉高晶體管密度和電路性能。這是整套體系的發動機。
芯片層面,“軟件-架構-芯片”全棧協同。
根據實際工作負載做指令流和數據流的細粒度控制,提升系統級并行度,降低端到端任務完成時間。這一層特別值得注意:它說明韜定律不是純靠硬件“壓榨”性能的蠻力活,而是軟硬一體化的系統工程。
系統層面,華為定義了一個叫“靈衢總線”的全新計算互聯協議,實現超節點范圍的統一內存編址和原生內存語義,把多芯片間的通信時延打到最低。從原子到電路,從芯片到系統,每一個層級都在為降低τ這個目標服務。
然后是一個更令人遐想的數字,華為預計到2031年,基于韜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。
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“同等水平”這四個字,值得反復咀嚼。
它意味著在物理工藝節點可能仍受制約的現實下,通過“時間縮微”的手段,在有效性能和密度上完成對最前沿制程的“等效逼近”。
這其實是在回答一個中國半導體行業躲不開的問題:如果拿不到下一代光刻機、如果物理特征尺寸的縮微被卡住,還能不能造出和最先進制程等效的芯片?
華為現在給出的答案是:能。路徑變了。
尾聲
把韜定律放進2026年全球半導體的棋局里看,三足鼎立的格局一目了然。
英特爾選的是“器件創新”。
用RibbonFET全環繞柵極替代FinFET,用PowerVia背面供電把電源網絡從芯片正面挪走,在18A工藝上沖性能和能效。這條路本質上還是在幾何縮微的賽道上做最后沖刺,是對摩爾定律的忠誠接力。
臺積電選的是“封裝革命”。
3DFabric平臺把不同工藝節點的Chiplet在封裝內密集互連,5.5倍光罩尺寸的CoWoS已經量產,更激進的方案還在路上。根據行業預測,2.5D/3D先進封裝市場到2030年將逼近350億美元。這是物理堆疊的“集成范式”——把能堆的都堆在一起。
華為的韜定律走的是第三條路,“設計重構”。
它不排斥器件和封裝,邏輯折疊本身就需要先進器件和3D封裝能力做地基。但它的核心洞見在于,從設計范式而非制造工藝的維度出發,重新定義了芯片性能增長的發動機在哪里。
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有一個背景不可忽略,提出這一定律的,是一家長期受制于先進制程供應的企業。某種意義上,這是一種被逼出來的創新。
當一條路被堵死,你只剩下一個選擇去回答那個最根本的問題:除了把晶體管做小,芯片性能的增長還有沒有別的可能?381款芯片、六年的沉默實踐、未知的研發投入,都是這份答案的代價。
何庭波在演講結尾留了一句話:“未來一定屬于開放合作。在半導體演進的路徑上,沒有一家企業可以獨自完成所有答案。在韜(τ)定律的路徑下,我們期待與全球科學家、工程師和產業伙伴緊密合作,共同推動半導體與電子產業持續發展。”
2026到2035年,華為計劃將邏輯折疊從雙層推向全面折疊,甚至更多層的折疊,這是一場至少以十年為刻度的長跑。
一個時代的謝幕,往往也是新范式的序章。六十一年前,摩爾在仙童半導體的辦公室里隨手畫下的那條指數曲線,曾經定義了什么是進步。
過去六十年,整個行業相信晶體管的數量就是力量。而當物理的墻和經濟的墻同時橫在面前,單行道終于分岔。英特爾正面突圍,臺積電物理堆疊,華為在“時間”這個曾被忽視的維度里,圈出了一片尚未開墾的領地。
今天,一份來自東方的方案試圖提醒世界:當空間上的擴張走到盡頭,向時間要答案,或許是通往下一程唯一的道路。
這個答案能不能撐起下一個六十年?時間,那個被華為寫進定律名字的常數τ,會是最終的裁判。
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