【文/觀察者網 心智觀察所】
5月25日,在上海舉行的國際電路與系統研討會(ISCAS 2026)這一匯聚全球頂尖半導體學者的學術盛會上,華為公司董事、半導體業務部總裁何庭波發表題為《半導體新路徑探索與實踐》的主旨演講,正式發布“韜(τ)定律”。
這是中國第一次在全球半導體領域提出指導產業發展的新原則,是一整套關于芯片性能到底該怎么持續提升的全新理論框架。
但在討論“韜定律”到底說了什么之前,有一個問題必須回答:好好的,為什么需要一個“新”定律?
這又要回到一個所有人都知道、但很少有人真正理解的困境:摩爾定律,真的不行了嗎?
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“韜定律”轉變了什么思路?
其實,問題不在于摩爾定律本身“死了”,而在于它賴以運行的邏輯“幾何縮微”到了物理極限。
過去半個多世紀,芯片產業的規則很簡單:把晶體管尺寸越做越小,同等面積上堆更多器件,性能就能自動提升、功耗就能自動下降、成本就能自動攤薄。這套邏輯在幾十納米節點上都還跑得通,但從幾十納米走到幾納米,每一步的物理難度和工程成本都在指數級膨脹。
具體來說,當制程逼近2納米、1納米,一個原子就是一個“臺階”。量子隧穿效應開始搗亂,電子會在不該跑的地方“穿墻漏電”。電流越來越難控制,功耗散熱成了燙手山芋。建廠成本則越來越高,一座3nm晶圓廠動輒200億美元起步,全球玩得起的玩家從幾十家縮到了三四家。
一邊是微縮的邊際收益急劇遞減,一邊是AI、大模型、自動駕駛對算力呈指數級攀升的胃口。這個剪刀差,就是華為“韜定律”試圖回答的根本問題。
何庭波的答案是:別再死盯著“尺寸”,開始盯著“時間”。
這就是“韜定律”最核心的轉變:以“時間縮微”替代“幾何縮微”。
“韜定律”的四個層級優化
“時間縮微”聽起來有點抽象,但拆開來看并不復雜。在半導體的世界里,芯片的性能和晶體管密度,最終是由一個叫“時間常數τ”(希臘字母τ,中文發音“韜”)的東西決定的。它代表信號在芯片里從一個地方跑到另一個地方所需要的時間。信號跑得越快、路徑越短、延遲越低,單位時間內能處理的數據就越多,芯片的晶體管密度和性能自然也越高。
過去,業界提升性能的思路是“把晶體管做得更小”,這樣走線就能更密、信號不用跑太遠。華為的思路則是:在不顯著縮小晶體管尺寸的前提下,通過系統性地壓縮信號傳播時延,來實現同樣的效果。
這個思路聽起來有點像在上下班高峰期,不去擴建道路(擴寬尺寸),而是想辦法優化紅綠燈、設置潮汐車道、加修高架和地下通道,把交通流理順了,車速自然就提上來了。
華為實現這個思路的核心技術,叫“邏輯折疊”。
傳統芯片的電路布局是二維平面上的,信號在平面上左沖右突,很多時間花在了走線上。邏輯折疊的本質,是把電路布局從“一層樓”擴展成“多層樓”,把原本需要長距離橫向走線的關鍵路徑“折”起來,縱向疊放,從而大幅縮短信號傳播的物理距離。
而邏輯折疊只是華為多層級協同體系中的一個關鍵抓手。從華為此前公布的技術路線圖來看,“韜定律”構建了一個貫穿器件、電路、芯片到系統的四層級優化體系。
在最底層的器件層面,華為從優化晶體管的電阻、寄生電容入手,從物理底層最大限度壓縮時間常數τ,打好地基。
在電路層面,邏輯折疊技術突破傳統平面布局的物理邊界,把電路從單層“折”成雙層乃至多層。
在芯片層面,華為引入“軟件、架構、芯片”的全棧協同設計,基于實際工作負載去調配指令流和數據流,讓芯片只算必須算的東西,減少無效開銷,把端到端的執行時間壓到最低。
在最頂層的系統層面,華為還定義了“靈衢總線”,重構計算系統互聯協議,實現“超節點統一內存編址和原生內存語義”,讓數據在不同計算單元之間來回交換時幾乎不再有“堵車”的感覺。
這四個層級不是一個一個去優化的線性組合,而是像齒輪一樣咬合在一起。如果打個比方,傳統的芯片優化路徑,就像在一條越來越窄的窄路上拼命堆砌跑車。而“韜定律”把整個路線圖拉到了更寬的維度上:器件、電路、芯片、系統協同演進,信號跑得更快、算得更聰明。
“韜定律”的高端芯片目標
“韜定律”能不能成立,最終看產品。
何庭波在演講中提供了一個關鍵數字:過去六年,華為基于這條路徑已成功設計并量產了381款芯片,覆蓋通信、計算、終端、車載等各個領域。這是華為“韜定律”理論能夠站住腳的重要底氣。
真正讓市場期待的,是今年秋天即將發布的新一代麒麟手機芯片。按何庭波的說法,這顆芯片將完整采用邏輯折疊技術,基于全新的自由邏輯設計理念,由單層擴展至雙層,實現晶體管密度和系統性能的大幅躍升。
何庭波的原話是:“我們取得了一系列僅靠先進制程工藝難以取得的進步。”這可能意味著華為走通了一條不同于臺積電、三星、英特爾的獨立路線。
她還透露了一個更長遠的目標:到2031年,基于“韜定律”的高端芯片,晶體管密度將達到1.4納米制程的同等水平。這意味著華為將通過系統級的時間優化,實現與1.4nm工藝同等的集成密度和計算能力。
這到底是不是一條走得通的路線?何庭波的原話是:“我們的解決方案走得通,走得遠。我們新芯片的性能完全可以持續對標另外一條路徑。”
全球半導體產業的新技術浪潮
如果“韜定律”可以被理解為從“空間”轉向“時間”的范式轉移,那么全球半導體產業的另一條主線,就是從“平面”走向“立體”。
有趣的是,這兩條線正在同一時間點上交匯。
以先進封裝、Chiplet異構集成和混合鍵合為代表的技術浪潮,正在以前所未有的速度和規模重塑芯片的性能邊界。它們與“韜定律”的核心思路異曲同工:不依賴晶體管本身的無限微縮,而是通過更聰明的集成和互連方式,推動系統級性能的持續躍升。
先看先進封裝。如果說過去幾十年,業界討論“幾納米”就是討論芯片的一切,那么從2024到2026年,討論話題的重心正在快速向先進封裝傾斜。根據Yole Group的數據,2025年全球先進封裝市場規模約531億美元,預計到2030年有望達到794億美元,年復合增長率約8.4%。更令人吃驚的是2.5D/3D封裝的增長速度:2023年至2029年間,其年復合增長率高達37%。
為什么漲得這么快?原因簡單粗暴:AI芯片需求爆了。以臺積電CoWoS為代表的先進封裝,把GPU核心和高帶寬內存(HBM)緊貼在一起,信號傳輸距離從毫米級壓縮到微米級,是AI大模型時代算力爆炸的“隱形底座”。數據顯示,目前全球2.5D與3D先進封裝產能仍供不應求,部分訂單從下單到交貨甚至超過一年,供應缺口高達約23%。全球頭部廠商正在掀起擴產狂潮:臺積電計劃布局七座先進封裝工廠,規劃到2027年將年產能從130萬片提升到200萬片,增幅約53.85%。
再看Chiplet(芯粒)。這項技術背后的邏輯是把一顆超大芯片拆成多個小芯粒,各自用最優制程做出來,再通過先進封裝“粘”在一起,有點像“把一塊大棋盤切成幾塊小拼圖再拼回去”。Chiplet架構在AI芯片中已經大面積鋪開,尤其對于國內芯片廠商來說,這項技術更具戰略意義:它允許部分核心模塊使用先進制程,而非關鍵的I/O、存儲模塊用成熟制程,有效彌補了先進制程受限的短板,實現了“用有限資源換系統級性能”。
如果說Chiplet是“搭積木”,那混合鍵合就是決定這些積木能不能搭得穩、搭得密的那把“膠水”。混合鍵合的突破性在于:它完全不需要焊料凸塊,直接讓銅和銅在原子層級接觸,實現芯片間銅-銅和氧化物-氧化物的直接鍵合。相比傳統熱壓鍵合,混合鍵合帶來的互連密度能提升一到兩個數量級,寄生電容極低,信號延遲和功耗都大幅下降。
這項技術被業界視為“后摩爾時代未來十年的必選技術路線”。從具體落地看,存儲巨頭們已經集體殺入。SK海力士和三星都在為下一代HBM高帶寬內存鋪路,預計混合鍵合將從HBM4開始引入,16層HBM的堆疊結構正在緊鑼密鼓地驗證中。混合鍵合設備市場的年復合增長率預計高達69%,遠超半導體行業的整體增速。
還有一個更前沿的方向:硅光互連與光電共封裝(CPO)。
信號傳輸的本質瓶頸,正在從芯片內部向芯片之間、乃至機柜之間的互連轉移。傳統的銅互連在高頻率下損耗大、距離有限,越來越撐不住大規模AI集群的帶寬需求。硅光互連的核心思路是用光代替電來傳信號,速度更快、延遲更低、功耗大幅下降。
臺積電在2026年5月的技術論壇上高調披露了其“三層蛋糕”AI平臺架構:底層是運算層(Compute),中間是封裝集成層(CoWoS/SoIC),最頂層是“未來最重要的”光子互連層(COUPE)。COUPE技術通過3D異質集成方式,將電子芯片與光子芯片垂直堆疊,使得組件之間距離極近,大幅降低電耦合損耗。據臺積電透露,今年已啟動全球首款采用COUPE技術的200Gbps微環調制器的量產,比特誤碼率低于一億分之一。相比傳統銅線,COUPE可使系統能效提升4倍、延遲降低10倍;若與封裝平臺深度整合,能效甚至可提升到10倍,延遲降低20倍。
國金證券在最新研報中明確指出:2026年是CPO的產業化元年。臺積電、英偉達、博通等產業鏈核心玩家已經跑步進場,標志著“光進銅退”在AI數據中心的大規模落地正式拉開帷幕。
結語
往長期看,華為“韜定律”與整個產業技術演進的方向是高度一致的。不論叫“時間縮微”還是叫“先進封裝”,背后的本質都是一個根本性的共識判斷:芯片性能的提升,不能再只依賴“把晶體管做小”。
真正的競爭正在轉移到一組新的維度上:互連密度、信號延遲、系統協同、垂直堆疊、光互連。這些維度的組合效應,遠比單純縮小一個節點要復雜、也要廣闊得多。用華為自己的話說,2026年到2035年,隨著大量探索性技術的逐步產品化,晶體管的密度將持續提升,工作頻率將持續增長,高性能芯片源源不斷。
何庭波在演講的結尾,說了一句意味深長的話:“未來一定屬于開放合作。在半導體演進的路徑上,沒有一家企業可以獨自完成所有答案。在‘韜定律’的路徑下,我們期待與全球科學家、工程師和產業伙伴緊密合作,共同推動半導體與電子產業持續發展。”
芯片產業鏈太長、太復雜,沒有一個國家、一家公司能包攬全鏈條。包括光刻機在內的半導體設備、封裝基板的材料、EDA工具、CPO的標準體系……每一環都需要全球協作。華為提出“韜定律”,是在半導體行業尋找全新增長曲線的關鍵時刻,為世界提供一種兼容、開放、可供選擇的中國方案。
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