今年,华为正式发布“韬(τ)定律”,在半导体行业引发广泛关注。τ,即时间,韬定律的核心,是将芯片设计、制造、封装的全部努力,汇聚到一个目标上:缩短信号延时。
那么,韬定律和人们熟知的摩尔定律是什么关系?对无锡集成电路产业意味着什么?针对这些问题,无锡市集成电路学会秘书长周德金给出了他的分析。
01
以“时间缩微”替代“几何缩微”
摩尔定律提出至今已近六十年。它的逻辑是线性的:每隔18个月,同样面积的芯片上晶体管数量翻倍,性能随之提升,这条定律沿着工艺制程不断缩小晶体管尺寸的方向前行。
而韬定律提出了另一个维度。周德金解释,韬定律的核心是让芯片设计、制造、封装乃至系统层面,全流程围绕“缩短时间”来服务,即缩短信号延时,从而提升算力效率。如果说摩尔定律追求的是“做得更小”,那么韬定律追求的是“跑得更快”。
“韬定律并不是一个技术上的定律,它只是我们芯片研发、芯片制造、芯片封装以及系统构建过程中需要遵守的一个原则,尤其是在AI时代,通过时间的微缩来提高AI相关芯片的性能。”周德金介绍。
需要注意的是,韬定律有明确的适用边界。它主要面向“泛在的AI芯片”——算力类(GPU、CPU、DPU、TPU)、网络类(交换芯片)、存储类(RAM、Flash、HBM)。而在功率半导体、射频芯片、第三代半导体等领域,“快”并非核心指标,韬定律并不完全适用。
02
封装为何成为韬定律关键支点
实现韬定律最直接的方式,是工艺制程的不断突破——如果能做到2纳米、1纳米,信号延时自然缩短。然而制程的推进有其客观极限,当前阶段这条路走得并不轻松。
“本来我们可以通过采用2纳米去制造一颗芯片,相对与14nm,电路延时时间一定是缩短的。但现在我们制造不了2纳米工艺的芯片,现在缩短时间方式就只有通过逻辑折叠以及封装等方式。”周德金说。
这也是为什么先进封装从“配套”走向“前台”。2.5D集成、3D集成、Chiplet、TSV(硅通孔)等纵向堆叠技术,通过缩短芯片间的物理连线来实现信号延时的缩短,成为当前实现韬定律最现实、也最关键的路径。
这也解释了为什么韬定律发布后,封装企业率先受到资本市场关注。周德金提到,长电科技、盛合晶微在国内先进封装领域走在前列,而这两家企业的核心产能均在无锡,“它们的股价反映出了在韬定律创新中的支撑作用”。
03
无锡的“芯”机遇与新挑战
沿着韬定律的逻辑审视无锡的产业图谱,周德金梳理出一条清晰的支撑链条:设计端,北京大学无锡研究院在EDA领域深耕,华为推进τ定律的关键支撑之一正是EDA工具;封装端,长电科技和盛合晶微构成核心力量;网络端,众芯微、妙芯微等企业在网络协议芯片和IP方面布局,通过高效网络互联技术缩短信号传输时间;设备和材料端,魅杰半导体在前沿工艺检测,恩纳基在先进封装设备、雅克科技在电子化学品材料等领域都有非常好的积累。
“我们的支撑能力非常强。”周德金评价道。但他同时指出,无锡在算力芯片和存储芯片领域仍存短板——目前国内已上市的GPU相关企业,如寒武纪、摩尔线程、沐曦、燧原、天数智芯等,均不在无锡;存储方面,长鑫存储与长江存储分别布局合肥与武汉,投入规模巨大,无锡若在这两个方向上寻求突破,需要更长周期的积累,以及提前数年的布局。
不过,周德金也指出一条差异化路径:目前全国上市的高端网络通信芯片公司非常少,盛科网络是其中典型代表,目前的竞争格局尚未固化。而无锡在此领域的布局已具备先发条件。
“总的来说,韬定律并不是中国或华为特有的定律,而是‘放之四海而皆准’的AI相关芯片的研发原则。”周德金特别纠正了一个常见的认知误区,英伟达通过先进工艺沿着摩尔定律路线实现韬定律;AMD、英特尔、博通等企业则通过网络大规模组网技术缩短信号传输时间,同样是韬定律的实践者。区别只在于路径选择:拥有先进制程的企业优先用制程实现,制程暂时受限的企业则通过逻辑电路优化、先进封装以及高效网络互联走另一条路。
在周德金看来,摩尔定律的推进并非没有边界——“原子就在零点几纳米”。随着制程逐步逼近物理极限,逻辑折叠、先进封装与网络互联技术有望成为行业共同的突围方向,而中国在此领域的前瞻布局,或将在未来的产业格局中占据更有利的位置。
审核:朱建萍
发布:办公室
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