华为海思掌门人何庭波,上一次公开露面,是2019年那封公开信,六年沉寂,她带着“韬定律”回来了。
什么是“韬定律”。
摩尔定律的核心是几何缩微,把晶体管刻得越来越小,同样面积塞进更多器件。从5纳米走到3纳米,再从3纳米走向2纳米,每一步都像在针尖上雕花,越走越贵,越走越难。
“韬定律”换了个玩法,它用希腊字母τ(时间常数τ=RC)命名,优化目标不再是面积,而是时间。
把芯片比作一座城市,传统做法是不断缩小每家每户的占地面积,好在有限地盘上塞进更多人。华为的做法是,不缩房子了,改盖楼房,把原本平铺的逻辑电路折叠成双层甚至多层,用“电梯”(垂直互连)取代“马路”(平面走线)。
信号不用绕大半个城市,上下楼就到,传输时延砍掉,速度就提上来了。
何庭波团队公布的数据:通过逻辑折叠技术,时钟buffer减少50%,布线长度缩短30%,晶体管密度从155 MTr/mm²提升到238 MTr/mm²,在制程落后于麒麟9000的情况下,新芯片性能反而提升了60%以上。
台积电的SoIC、Intel的Foveros也在做3D堆叠。华为的不同在于,它把逻辑芯片从2D平铺变成了真正的3D折叠,而且是多层逻辑堆叠,不光是存算分离或缓存堆叠。
这个方向在学术界不算新鲜,工业界却很少有玩家敢全面押注,因为太难。
华为为什么要走这条路?答案就两个字,卡脖。
EUV光刻机拿不到,先进制程代工被封死,传统摩尔定律这条路上,没有出路,华为只能另找赛道。
华为过去六年量产了381款芯片,从手机到基站到AI,覆盖全场景,这些芯片跑通了从设计到封装的整套流程,积累了经验、沉淀了工具、培养了人才,逻辑折叠技术不是纸上谈兵,是381款芯片练出来的。
从产业全局看,韬定律给出了一条“去EUV化”的技术路线,如果这条路走通,中国芯片产业将不再全部押在光刻机突破,在成熟制程上通过架构创新实现性能跃升,成本可控,节奏可控,供应链也可控。
何庭波表示,基于韬定律的芯片晶体管密度,预计2031年将达到1.4纳米等效水平。
“等效”的意思,不是真的造出了1.4纳米制程,是在性能上达到了那个量级。
舆情分裂成两个阵营。
反对者说这是“排列组合中文造概念”,3D逻辑堆叠在学术界和工业界再常见不过,生造一个“韬定律”纯属营销话术。有人质疑良率:“上下两层逻辑晶圆做混合键合,缺陷率极高,一片高性能芯片报废就是几十万美元”,更有人扒出先进封装设备依赖荷兰BESI,华为拿不到,质疑落地能力。
支持者搬出新华社和人民日报的背书,指出何庭波本人发表了论文可查。有人算了下,麒麟9030Pro用落后制程实现了比麒麟9000更高的性能,说明优化空间真实存在,不能因为看不懂,就说人家造假。
中国科技公司开始定义规则,外界的态度会撕裂,有人认为这是民族自信的体现,有人觉得这是拿PR当技术。
抛开PR,从纯工程角度看,韬定律要量产要做到以下三点。
一是良率,逻辑芯片的缺陷密度远高于存储芯片,把两层甚至多层逻辑晶圆堆叠在一起,只要一层有微小缺陷,整颗芯片直接报废,成本曲线极其陡峭。
二是散热,逻辑电路是发热大户,把高速计算核心叠在一起,中间层的热量根本传不出来。互连时延降下来了,散热问题导致的降频会让性能收益打水漂。
三是供电,顶层电流必须通过底层TSV传输,3D堆叠会导致压降问题极其严重,电源完整性面临巨大挑战。
这三个问题,任何一个处理不好,逻辑折叠就可能只是一个概念,华为能否量产,秋天见分晓。
台积电有CoWoS和SoIC,Intel有EMIB和Foveros,ASE有VIPack。每一家都在搭建自己的技术叙事体系,华为需要一套属于自己的话语,来整合本土供应链,引导投资方向,凝聚产业链共识。
在国内产业链高度整合的背景下,一个宏大且带有哲学色彩的名字(“韬”既对应τ,又暗合韬光养晦),更容易在政治、资本和供应链层面形成号召力。
从结果看,A股半导体板块已经掀起了概念股涨停潮。
何庭波有一句话,值得玩味:“我们新芯片的性能完全可以持续对标另外一条路径。”
“另外一条路径”就是摩尔定律。
这不是华为第一次走别人没走过的路。当年3G时代的“分布式基站”、4G时代的“全频段射频”、5G时代的“极化码”,每次都有嘲讽。
韬定律是真突破还是新画饼,看秋天的Mate 90系列。
如果麒麟9050在AI算力、游戏性能、能效比上真正匹敌同期高通和苹果,那是中国半导体第一次用自主定义的理论、自主设计的架构、自主可控的供应链,向全球顶级性能发起正面冲锋。
如果不行,那又是一次光刻厂式的闹剧。
没有中间状态。
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