今日,華為發佈半導體“韜(τ)定律”概念。
2026國際電路與系統研討會上,華為公司董事、半導體業務部總裁何庭波在題為《半導體新路徑探索與實踐》的主旨演講中,正式發表了這一定律。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。預計到2031年,基於該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。
之後,由何庭波署名的論文《A Time Scaling Theory for Multi-Layer Electronic
Systems》已提交至中國科學院科技論文預發佈平台,論文詳細介紹了“韜(τ)定律”。
“韜(τ)定律”是自登納德縮放定律以來,首個在整個計算棧建立統一優化目標的縮放原理。該定律不再將晶體管面積,而是將“時間”本身作為技術進步的核心衡量指標,採用單一特徵時間常數τ作為統一優化目標,覆蓋從單個開關晶體管到數據中心工作負載、跨越十二個數量級的整個計算體系。
論文展示了兩個量產級別的驗證案例:在移動SoC方面,邏輯摺疊技術在相同器件節點下,實現了晶體管密度55%的階躍式提升,以及41%的能效增益;在AI系統方面,由具備內存語義統一總線架構、近封裝
Hi-ONE光學I/O,以及edge-to-surface 3D摺疊技術共同構成的協同設計技術棧,預計到2035年將實現超過100倍的硬件集成度增長。
這篇論文不僅透露了華為未來十年的部分芯片發展路線,也指明瞭多個技術方向。
混合鍵合與TSV
未來十年,邏輯摺疊技術預計將從局部關鍵路徑摺疊,演進為全面、多層級的摺疊架構——即在單個封裝內集成三層、四層甚至更多有源層堆疊。
這一演進將有賴於兩大技術支撐:一是低温混合鍵合技術,有助於放寬各堆疊層之間的熱預算要求;二是TSV(硅通孔)落點下移,從頂層金屬層下移至M6金屬層,此舉可釋放超過30%高層佈線資源。
2026-2035 年,晶體管密度預計將提升至接近甚至超過每平方毫米4億個晶體管(400
MTr/mm²)。同時,邏輯摺疊技術還將顯著提升麒麟芯片CPU核心頻率,併為邁向4
GHz甚至更高頻率鋪平道路。這一技術路線圖不僅在技術上可行,在成本層面也具備經濟可行性。
3D堆疊
論文指出,3D堆疊的發展將是必然。
“扇出困境”將導致2.5D扇出型封裝擴展能力受阻,而3D堆疊則將解決這一困境,封裝將變成垂直集成堆棧,內存、互連網絡、供電與邏輯電路都能同步擴展。
其也給出了較為明確的時間線:大約在2030年以前,昇騰超節點產品線(包括2025年的昇騰910C、2026年的昇騰950,以及後續的昇騰990)仍將依賴一系列成熟技術組合:Chiplet、2.5D扇出,以及基於微凸點(micro-bump)和標準間距混合鍵合的3D堆疊。
2030年左右,昇騰990將首次把邏輯摺疊技術引入AI加速器領域;自那之後,3D堆疊將成為2035年前α(性能擴展係數)的主要承載方式。沿着這一技術路徑,到2035年,硬件集成度預計將提升超過100倍,而τ(延遲/時間常數)的下降將分佈在整個堆棧的各個層級中,而不再僅僅集中於器件層面。
從銅互連到光互聯
論文提出,在每顆AI芯片400 Gb/s的帶寬水平下,銅纜互連仍然是成熟、可靠且易於實現的方案。但當單芯片帶寬提升至數 Tb/s
級別時,銅互連在物理層面將難以為繼。
由此,華為半導體開發了高密度光互連節點引擎(High-density Optical-interconnect-Node
Engine,Hi-ONE)——一種近封裝光引擎。該方案可為每個模塊提供8
Tb/s帶寬,並通過單條光鏈路實現與AI芯片UB帶寬相匹配的傳輸能力。它將SerDes(電串行器)所需傳輸距離從約100釐米縮短至約5釐米,並將傳輸距離從不足1米擴展至100米,從而使面向分佈式、吉瓦級數據中心的高密度互連在物理上真正具備可實現性。
值得注意的是,何庭波在論文最後直言,未來資金應當重視τ,而不是僅僅追隨製程工藝節點——競爭優勢不再單純依賴最先進光刻工藝,從戰略地位來説,封裝技術、內存帶寬和互聯架構設計如今也和先進製程節點同樣重要。
本文轉載自:財聯社;智通財經編輯:陳筱亦。
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