華為提出「韜定律」突破摩爾定律 轉以時間縮微推動半導體發展

摩爾定律逐漸步入瓶頸,加上光刻設備受限,華為提出全新的「韜定律」,將發展重心從幾何縮微轉為時間縮微。該理論劃分四大優化層面,並透過邏輯折疊、靈衢總線等技術落地。此方向需整個產業鏈通力合作,亦是華為向業界發出的跨界協作邀約。

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據觀察者網報道,「在不享受縮微紅利、且光刻機台受限的情況下,我們怎麼樣才能維持每一兩年給客戶提供更好產品的承諾呢?」5 月 25 日,華為董事、半導體業務部總裁何庭波站在 ISCAS 2026 的演講台上說道。

台下坐著全球最頂尖的電路與系統專家,他們中的大多數人過去幾十年都在同一套規則下工作 —— 那套規則叫摩爾定律。而當何庭波用平靜的語氣說出「幾何縮微的時代正在結束」時,幾乎沒有人提出異議。這不是一個激進的判斷,而是行業公認已久的現實。

真正值得關注的是:華為提出了一條新路 —— 韜 (τ) 定律。「空間和時間本來就是一體兩面的。而失去了幾何縮微能力並不意味著我們也失去了時間微縮能力。我們由此提出,應該把關注焦點從幾何尺度的縮微轉移到時間尺度的縮微,把時間縮微作為電子系統演進的新綱領。」何庭波說道。

華為董事、半導體業務部總裁何庭波在IEEE國際電路與系統研討會上正式發表「韜定律」。(網上圖片)(翻攝人民日報)
華為昇騰AI晶片。(圖/CFP)

這是中國在全球半導體領域首次提出指導產業發展的新原則。消息一經公布,輿論迅速沸騰。「華為掀翻摩爾定律」、「華為終結摩爾定律」之類的標題刷屏。但如果仔細讀何庭波的論文原文,會發現一個更準確的事實,華為的目標從來不是掀翻桌子,而是在桌子在搖晃的時候,找到一種讓所有人繼續坐穩的方式。

就像何庭波所說,在 τ 為中心的思想下,我們找到了新路徑。而要把這條路徑徹底打通,還需要整個行業的共同努力。

掀翻摩爾定律,不是華為的目標

要理解韜定律到底在說什麼,得先搞清楚摩爾定律的本質。戈登・摩爾在 1965 年提出的那個觀察,後來被提煉成「每 18 到 24 個月晶體管數量翻一番」。但這條「定律」從來不是物理學意義上的必然,它更像一份行業契約:所有人按照這個節奏研發、投資、建廠,於是預言自我實現。

真正支撐這個節奏的,是登納德縮放定律 —— 晶體管縮小後功耗密度保持不變。兩條定律疊在一起,構成了信息工業半個世紀的底層信仰:每一代用更低的成本造更多的晶體管。

但登納德縮放在 2005 年前後率先失效。進入個位數納米時代後,每一步縮微都是指數級的成本和難度提升。一座 3 納米晶圓廠的建設成本百億美元起步,全球玩得起的玩家屈指可數。更重要的是,7 納米之後,純粹靠尺寸縮小帶來的收益已經趨於平緩。

這不是華為一個人的判斷。台積電、英偉達、AMD、SK 海力士,整個行業都在同一個方向上摸索了將近十年。英偉達花十年砸出來的 NVLink,解決的是芯片間數據傳輸的時間;台積電的 CoWoS 和 3D 封裝,解決的是電路層和芯片層的時間;SK 海力士的 HBM,解決的是存儲與計算之間的時間。每家公司都在從自己的角度壓縮時間,只是之前沒人把這些努力放在同一個坐標系下。

韜定律做的,恰恰是把這個坐標系立了起來。何庭波把時間常數 τ 拆成了四層:晶體管層、電路層、芯片層、系統層。每一層都有不同的辦法壓縮信號優化體系,每一層分屬不同的產業環節。晶體管層依賴代工廠的工藝能力,電路層需要 EDA 工具鏈的全面重構,芯片層考驗的是設計方法論,系統層則離不開光模塊、封裝、存儲等供應鏈的配合。華為提出了方向,畫出了藍圖,但藍圖上的每一筆,還需要整個產業鏈來填色。

韜定律,是華為的一份產業邀請

韜定律發布當天,何庭波的論文在中國科學院科技論文預發布平台公布。她在論文中寫了一句有分量的話:「τ 縮放是自登納德定律以來,第一個在整個計算棧中建立共享優化目標的縮放原則。」

這句話的潛台詞是:以前產業鏈各幹各的,做代工的只管把晶體管做小,畫電路的只管布線,寫軟件的只管寫代碼,大家語言不通。現在,「τ 定律」把所有人拉到同一個賬本前,全部用時間單位來算賬。工藝專家省下的 5 皮秒,和架構師省下的 5 皮秒,在總賬本里的權重一模一樣。

這聽起來很美好,但要真正落地,這條路上還有非常多的挑戰。

最難的骨頭是 EDA 工具鏈。以往設計芯片的軟件工具都是在二維孤島下運行的,團隊 A 負責平面布線,畫完交給團隊 B,最後交給團隊 C 去算散熱。到了三層、四層折疊的時代,這種串行的工作方式行不通了。工程師在軟件里畫下第一筆電路時,軟件就得在三維空間里同時計算電學、熱學和算法約束。目前,這樣的工具鏈幾乎是從零開始。

熱管理是另一個被低估的挑戰。把多層芯片疊在一起,單位體積的發熱量會急劇上升。何庭波在演講中表示,熱壓力同樣涵蓋器件、電路、芯片和系統,從毫瓦到吉瓦,橫跨 12 個數量級。華為開發了片內高密電容來應對瞬態電流沖擊,但更根本的散熱方案,需要材料、封裝、散熱器等整個上遊鏈條的共同突破。

還有標準和生態的問題。英偉達的 CUDA 生態用了十幾年才建成,台積電的先進封裝也是多年積累的結果。華為的靈衢總線和邏輯折疊要成為行業標準,需要的不只是自己的技術實力,更是整個產業生態的接受和適配。

何庭波在論文最後寫了一段話,很多人可能無意中忽略了:「大量開放問題,無單一組織可獨立解決 —— 工具鏈、標準、基準、器件物理、經濟模型均需跨界協作。本文既是一線實踐報告,也是產業邀請。」

華為吹響了換道突圍的沖鋒號,這無疑是非常好的。但從產業發展來說,還有很多實際的技術難關需要去攻克、去優化。換條路走沒有錯,但面對這條沒人走過的前路上的荊棘,更需要勇氣和耐心。

這既給了我們現有產業鏈一個新的機會,同樣也給了新的挑戰。如果整個行業耐得住寂寞,大家一起齊心協力,抱團前行,那麼也許不用到 2031 年,等效 1.4 納米的目標就能實現。

過去六十年,半導體行業的競爭核心是誰先做到下一個納米。這個賽點決定了幾代工程師的職業生涯,決定了幾萬億美元的資本流向。如今,這句話的有效期正在到期,取而代之的關鍵變成了:誰能讓信號少跑一納秒。華為給出了一個答案,但答案的驗證,需要整個行業一起來寫。

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