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何庭波:华为正式提出韬(T)定律 以“时间缩微”替代“几何缩微

沄森™2026-05-26
  编者按:  让思想被听见,让价值被传递。潮新闻推出《声动》栏目,聚焦社会各界名家大咖、领军人物的声音,为时代留声。  今天为您带来华为公司董事、半导体业务部总裁何庭波在上海国际电路系统研讨会(ISCAS 2026)上发表的主旨演讲,华为

  编者按:

  让思想被听见,让价值被传递。潮新闻推出《声动》栏目,聚焦社会各界名家大咖、领军人物的声音,为时代留声。

  今天为您带来华为公司董事、半导体业务部总裁何庭波在上海国际电路系统研讨会(ISCAS 2026)上发表的主旨演讲,华为正式向全球提出了一个足以载入史册的全新芯片演进理论——“韬(τ)定律”。

  尊敬的各位专家、各位同仁:

  大家好!非常荣幸在ISCAS 2026这一国际顶级电路与系统盛会,与全球业界精英共同探讨半导体产业的未来方向。今天,我想围绕 “后摩尔时代的半导体新路径”,分享华为六年探索的思考、实践与展望,并正式提出指导产业持续演进的新原则——韬(τ)定律。

  一、摩尔定律的极限:产业面临双重困局

  图:华为韬定律技术路线示意

  过去六十余年,半导体产业始终沿着摩尔定律的轨迹高速发展:通过几何缩微(持续缩小晶体管物理尺寸),每18-24个月单位面积晶体管数量翻番,性能提升、成本下降。从微米到纳米,从 7nm、5nm 到 3nm,几何缩微驱动了全球数字经济的爆发式增长。

  但今天,这条路径已走到物理极限与经济极限的十字路口,难以为继:

  物理极限触顶:制程进入1-2纳米尺度,晶体管接近原子量级,量子隧穿效应导致电子失控漏电,发热呈指数级上升,传统 “开关” 功能失效;材料缺陷、互连延迟、功耗密度等问题彻底颠覆原有设计逻辑。

  经济极限崩塌:3nm制程设计成本超10亿美元,单次流片费用超5亿美元;2nm及以下工艺的研发与制造成本呈指数级攀升,投入产出比严重失衡,仅少数企业能承担,产业创新活力被抑制。

  需求与供给严重错配:AI、云计算、自动驾驶、物联网等新兴领域对算力、能效、带宽的需求呈指数级增长,而几何缩微放缓导致性能提升幅度大幅收窄,“性能饥渴” 与 “工艺瓶颈” 的矛盾日益尖锐。

  全球半导体产业正站在历史转折点:修补摩尔定律无济于事,延续几何缩微是死胡同,我们必须跳出固有思维,探索一条全新、可持续、可规模化的演进路径。

  二、韬(τ)定律:以“时间缩微”替代“几何缩微”

  基于六年技术攻坚与产业实践,华为正式提出韬(τ)定律——以“时间缩微” 替代 “几何缩微”,以系统性降低时间常数τ为核心目标,通过逻辑折叠、全栈协同、系统重构等创新技术,持续压缩信号传播时延,实现晶体管密度、性能、能效的同步跃升,构建后摩尔时代半导体与电子系统的全新演进体系。

  (一)核心内涵:从 “缩尺寸” 到 “缩时间”

  摩尔定律:核心是几何缩微(缩小晶体管尺寸、减小面积),追求 “空间密度”;

  韬定律:核心是时间缩微(降低信号传播时延、减小时间常数τ),追求“时间效率”。

  时间常数τ(τ=RC,R 为电阻、C 为电容)是决定电路响应速度、信号延迟、功耗的核心物理量。韬定律的本质,是贯穿器件、电路、芯片、系统全层级,系统性降低τ值,让信号跑得更快、电路响应更短、系统能效更高,最终在不依赖极致几何缩微的前提下,实现性能与密度的持续演进。

  (二)多层级协同优化体系:四大核心维度

  韬定律四层优化体系:器件层→电路层→芯片层→系统

  韬定律不是单一技术,而是覆盖器件、电路、芯片、系统的全栈式创新架构,四大维度层层递进、协同增效:

  1. 器件层面:物理底层降τ,夯实基础

  通过优化晶体管结构、材料与互连方案,从源头降低器件级时间常数τ:

  优化晶体管沟道、掺杂与接触电阻,降低R值;

  采用高k介质、低寄生电容结构,降低C值;

  创新互连材料(如铜互连、石墨烯互连),减少互连RC延迟;

  探索二维半导体、宽禁带半导体等新材料,突破硅基物理限制。

  2. 电路层面:逻辑折叠(Logic Folding),突破平面极限

  逻辑折叠是韬定律的核心标志性技术,彻底打破传统芯片平面布局的物理边界:

  将传统二维平面电路,通过三维立体折叠、垂直互连,把分散的逻辑单元“堆叠”起来;

  显著缩短关键路径走线长度(减少50%-80%),大幅降低信号传播的RC负载;

  在相同面积下,晶体管密度提升2-5倍,电路性能提升30%-100%,功耗降低40%以上;

  2026 年秋季发布的新一代麒麟芯片,将全球首发商用逻辑折叠技术,实现旗舰芯片性能的跨越式提升。

  3. 芯片层面:软硬芯全栈协同,释放系统潜能

  以“软件 - 架构 - 芯片”全栈协同设计为核心,基于实际工作负载优化指令流与数据流:

  架构创新:采用异构计算、存算一体、近内存计算等架构,打破“内存墙”与“功耗墙”;

  软件定制:针对AI、手机、服务器等场景,优化编译器、指令集与调度算法,提升并行度;

  芯片优化:根据软件负载,定制化设计IP核、流水线与互连网络,实现端到端执行时间最小化。

  4. 系统层面:灵衢总线(Lingqu Bus),重构互联体系

  定义全新的灵衢总线协议,重构计算系统互联架构:

  实现超节点统一内存编址与原生内存语义,减少数据搬运开销;

  提升系统带宽、降低通信时延(减少60% 以上),支持万级节点高效互联;

  适配AI集群、数据中心、边缘计算等多场景,构建高效能、低功耗的新一代计算系统。

  三、六年实践:韬定律从理论到落地,已量产381款芯片

  自 2020 年起,华为基于韬定律核心思想,开启全栈技术研发与产品落地,六年累计设计并量产381款芯片,覆盖智能手机、AI计算、服务器、物联网、汽车电子等千行百业,实现规模化商用验证:

  (一)核心成果

  性能与密度突破:基于韬定律的芯片,在14nm/7nm成熟工艺下,实现接近 5nm/3nm 的性能表现;预计到2031年,高端芯片晶体管密度将等效1.4nm制程水平,彻底摆脱对极致EUV工艺的依赖。

  能效大幅提升:通过全层级降τ,芯片能效比提升2-3倍,AI训练/推理、手机续航、服务器功耗等关键指标达到行业领先。

  规模化商用:381款芯片已全面商用,服务全球超10亿用户;其中手机SoC、AI芯片、服务器CPU、车载芯片等核心产品,已成为行业标杆。

  (二)典型案例

  智能手机芯片:新一代麒麟芯片(2026年秋季发布),采用逻辑折叠技术,CPU/GPU 性能提升40%,能效提升35%,晶体管密度等效3nm工艺,无需依赖先进制程即可实现旗舰级体验。

  AI计算芯片:昇腾系列AI芯片,基于韬定律“灵衢总线 + 存算一体”架构,训练算力达PFLOPS级,能效比远超同类产品,已广泛应用于全球AI数据中心。

  服务器芯片:鲲鹏系列CPU,通过软硬芯协同优化,多核性能提升50%,功耗降低30%,适配云计算与企业级服务器场景。

  四、产业价值:韬定律开辟三条新赛道,重构全球格局

  韬定律不仅是技术突破,更重构了半导体产业的价值逻辑与竞争格局,开辟三条可持续发展的新赛道:

  (一)成熟工艺 “挖潜”赛道

  无需依赖3nm/2nm等极致先进制程,通过逻辑折叠、全栈协同,让14nm/7nm成熟工艺发挥出5nm/3nm的性能潜力,大幅降低研发与制造成本,解决先进制程“卡脖子”难题,为全球中小企业提供创新机会。

  (二)系统级创新赛道

  从 “单一芯片性能竞争”转向“全系统能效竞争”,推动产业从“制程驱动”向“架构+软件+芯片协同驱动”转型,释放系统级创新红利,适配AI、自动驾驶等新兴场景需求。

  (三)开放合作生态赛道

  韬定律是开放、兼容、可扩展的技术体系,不封闭、不排他,欢迎全球企业、科研机构、高校共同参与技术研发、标准制定与生态建设,构建“开放合作、互利共赢”的全球半导体产业新生态。

  五、未来展望:开放合作,共筑后摩尔时代新生态

  后摩尔时代,没有任何一家企业能独善其身,也没有任何一条路径能单打独斗。韬定律的落地与推广,离不开全球产业链、供应链、创新链的协同发力。

  华为的愿景是:以韬定律为共识,联合全球科学家、工程师、产业伙伴,共同攻克器件、材料、架构、软件等关键技术,共建开放标准与生态,让半导体技术持续进步,让数字经济惠及全球每一个人。

  在此,我郑重呼吁:

  开放技术合作:华为愿开放韬定律核心技术框架、逻辑折叠 IP、灵衢总线协议等,与全球伙伴联合研发、共享成果;

  共建产业生态:携手打造 “韬定律产业联盟”,制定统一技术标准、测试规范与接口协议,推动技术规模化落地;

  培养创新人才:联合全球高校与科研机构,开设后摩尔时代半导体技术课程,培养跨学科、复合型创新人才。

  各位同仁,半导体产业是数字经济的基石,是人类科技进步的核心动力。摩尔定律的时代落幕,但创新永不落幕;几何缩微的路径走到尽头,但时间缩微的新路径已开启。

  华为愿以开放、包容、共赢的姿态,与全球产业伙伴一道,共同探索、实践、完善韬定律,携手开创后摩尔时代半导体产业的新篇章,为全球科技进步与人类文明发展贡献中国智慧与中国力量!

  谢谢大家!

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