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作者 | 林克
編輯丨 松壑
半導體行業有一個公開的秘密:摩爾定律正在走向極限。
這件事是被行業默認的,過去60年,從Intel、臺積電到ASML,整條產業鏈賴以運轉的底層規律正在迎來挑戰。
今天最先進的納米級芯片柵極寬度只有十幾個硅原子,再小下去,由于量子隧穿效應的存在,電子將不再被半導體有效約束。
不斷縮小制程這條路走了六十年,所有人都知道盡頭在哪里,但沒有人愿意公開承認。
直到2026年5月25日,華為公司董事、半導體業務部總裁何庭波發布了一條新的半導體演進原則:
韜(τ)定律,其核心命題正是是以"時間縮微"替代摩爾定律的"幾何縮微"。
隨著摩爾定律逼近極限,何庭波認為一條新的路徑值得探索,即不再追求晶體管的縮小,而是讓信號跑得更快。
基于這條路徑,華為過去六年量產了381款芯片。今年秋季發布的新一代麒麟芯片,將在不更換制程的前提下實現晶體管密度50%以上躍升。到2031年,華為計劃讓芯片的晶體管密度追平1.4納米制程的同等水平,用的正是這套方法論。
事實上,韜定律并不是憑空出現的,從英偉達到臺積電,從AMD到海力士,整個半導體行業已經在同一個方向上摸索了將近十年。
華為的這一次發聲,正式首次將這場探索勾勒出了一條清晰框架與標準。
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一
舊路的盡頭
τ(tau)在電路理論中被稱作"時間常數"。
一顆芯片里有數十億個晶體管,它們之間由金屬導線連接。信號沿著導線跑,但導線有阻力,越長阻力越大,信號就越慢。
因此τ越小,信號越快,芯片性能越強。
過去數十年晶體管縮小的過程,本質上不僅提升了晶體管密度,也同步降低了寄生電容與信號傳播延遲,因此RC時間常數長期處于下降通道。
韜定律的思路充滿了第一性原理的味道,既然目的是降低τ來提高效率,那除了把晶體管做得更小,顯然也可以在其他維度實現壓縮。
何庭波把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時間。
韜定律之所以要堅定的走這條新路,是因為舊路走到頭了。
1965年,戈登·摩爾提出了單位集成電路晶體管數量大約每兩年翻一番的預言。摩爾定律既是產業規律,也成為了產業共識,所有人按照這個節奏研發、投資、建廠,最終讓預言自我實現。
它早期還有一個完美搭檔:登納德縮放定律,即晶體管縮小之后,功耗密度保持不變,這意味著芯片不光更快了,發熱也是可控的。
兩條定律疊在一起,構成了信息工業長達半個世紀的底層信仰。
從設計、制造到設備材料的整條產業鏈,所有人都在同一個賽道上跑。納米級的先進制程逐漸成為整個行業的權力坐標,能造出最先進制程芯片的公司,就更容易站在食物鏈頂端。
登納德縮放在2005年前后率先倒下,人們發現尺寸太小的時候芯片的發熱不好控制了,這最終讓英特爾放棄頻率思維,并開始轉向了多核路線。
智能手機時代的崛起,確實讓摩爾定律撐得更久。
但進入個位數納米時代之后,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,全球玩得起的玩家如今屈指可數。
何庭波在論文中寫得更直白:
7納米之后,純粹靠尺寸縮小帶來的收益已經趨于平緩。
隨著先進制程進入深水區,互連延遲、功耗與數據搬運成本,在系統性能中的占比越來越高,何況僅靠先進制程帶來的成本上升問題越來越難以控制。
于是,過去半個世紀支撐行業的核心承諾"每一代用更低的成本造更多的晶體管"的正在無法兌現了。
二
參與者如何突圍
產業內的重量級選手都曾向這個方向發起過突圍。
最早、最激進是英偉達所致力于的集群擴展。
2016年,英偉達在Pascal架構的P100上引入了一種叫NVLink的GPU間高速互聯總線,黃仁勛要解決的就是GPU之間的數據傳輸痛點。
十年后回看,這個押注是精準的。從第一代NVLink到2024年Blackwell架構的第五代,GPU間互聯帶寬翻了幾十倍。
GB200 NVL72把72顆GPU用第五代NVLink連成一個整體,單GPU雙向互聯帶寬1.8TB/s,整個NVLink域的總帶寬超過130TB/s。英偉達甚至用NVLink-C2C把GPU和CPU直接焊在一起,共享統一內存空間。
首次發布會上,黃仁勛也更愿意花時間來講"互聯"而不只是"算力"。
AMD走了另一條路。
2019年,Zen 2架構開始把處理器拆成多顆小芯片分別制造,再封裝到一起,致力于突破光罩尺寸限制和穩定良率,這個被命名為Chiplet的思路在AI芯片上走得更遠:2023年底發布的MI300X用臺積電的3D封裝技術,把多顆計算芯粒和I/O芯粒垂直疊放在一起,單顆封裝集成了1530億個晶體管和192GB HBM3內存。
AMD不再死磕先進制程,而是用"拆開來造,拼起來用"的方式,在封裝層面實現了過去單顆芯片做不到的集成度。
臺積電的轉向同樣明顯。
許多年來,臺積電的先進制程敘事就是不斷縮小,從5nm到3nm、2nm一路往下沖。
但從2023年開始,先進封裝在臺積電的資本開支和戰略敘事中占比急速攀升。
瞄準帶寬密度的CoWoS把GPU芯片和HBM內存緊貼在一起的封裝技術產能長期供不應求,成了AI芯片出貨的重要環節。
2026年技術論壇上,臺積電發布了"三層蛋糕"AI平臺架構:底層運算,中層封裝集成,頂層光子互連。最上面那層COUPE技術,用光信號替代電信號在芯片間傳輸,能效提升數倍,延遲降低一個數量級。制程之王開始講封裝和光的故事。
內存廠商的軍備競賽更加白熱化。
SK海力士和三星圍繞HBM展開的競爭,核心目標就是讓內存離計算更近、喂數據更快。從HBM2到HBM3再到HBM3E,每一代都在把內存芯片堆得更高、和GPU貼得更緊。
下一代HBM4將引入混合鍵合技術,不再需要焊料凸塊,銅和銅在原子層面直接連接,互連密度提升一到兩個數量級。
此外,還有Intel的Foveros 3D封裝、行業聯合推動的UCIe芯粒互連標準、硅光互連的產業化加速。
整個行業其實都在調整方向,向一個共同的目標發起挑戰:
當晶體管縮不動時,就讓數據跑得更快一些。
近十年來,研發重心開始從"制造更小的開關"轉向"修建更快的公路"。
三
華為的長板與定位
在這場行業級的突圍中,華為處于一個非常特殊的位置。
先進光刻設備受限,讓華為比別人更早、更迫切地面對一個問題,如果制程縮微成為障礙,如何通過工程設計來達到目標效率。
但這反而是通信出身華為的優勢領域。
從程控交換機到5G基站,華為幾十年積累的核心能力之一,正是把大量分散的節點組織成一個協調運轉的系統。
當AI時代的數據中心越來越像一個超大型通信網絡,華為的長板突然有了新的戰略價值。
四層優化體系中,器件層的切入點,同樣是優化晶體管周圍連線的阻力,從物理底層壓縮信號延遲。
在電路層,華為采用了一種名為邏輯折疊(LogicFolding)的方法。
傳統芯片電路鋪在一個平面上,信號左右繞行,走線越長越慢。邏輯折疊把電路從一層展開成兩層,像把一張紙對折,原本要橫著跑很遠的信號路徑,折疊后縱向直通。
麒麟2026的實測數據:晶體管密度單代提升超過50%,能效提升41%,CPU頻率回升到3.1GHz,緩存頻率提升超過40%,核心線路長度縮短約30%。后續計劃三層、四層折疊,到2029年頻率突破4GHz。
這和AMD的3D芯粒堆疊、Intel的Foveros方法論有相似性,都是從平面走向立體。區別在于AMD和Intel是把多顆不同芯片垂直疊放,華為是把同一顆芯片內部的電路對折。
在芯片層,華為做軟件、架構、芯片三者協同。
即根據實際任務需求來調配芯片內部的資源分配,砍掉一切不必要的等待。正如英偉達在CUDA生態上的深度協同、AMD在ROCm上的推進,都是同一命題的不同解法。
系統層或許是華為獨特基因發揮最大的地方。
靈衢總線在2019年立項歷時六年發布,用統一協議替代了AI集群中層層疊疊的通信協議棧。實測效果是系統通信延遲從幾十微秒降到約100納秒,降了近500倍。
在靈衢之上,Hi-ONE光互連引擎用光替代銅傳輸數據,單模塊帶寬8Tb/s,傳輸距離從不到1米擴展到100米。
拿英偉達做對比:英偉達用NVLink + NVSwitch + InfiniBand分層組合解決互聯問題,華為靈衢的思路是用一套協議打通所有層級。
英偉達GB200 NVL72把72顆GPU連成一個整體,華為Atlas 960 SuperPod用靈衢把15488張昇騰卡連成一個超節點。
兩家從各自的技術出發其實走向了同一個目的地:讓幾萬張卡像一臺機器一樣協同工作。
何庭波本人的經歷,同樣是華為芯片命運的縮影。她1996年加入華為做光通信芯片,1998年獨自赴上海組建3G芯片團隊,后赴硅谷工作兩年,此后長期執掌海思。
2019年遭遇供應鏈危機時,正是何庭波發出那封著名的"備胎轉正"內部信,她既是華為芯片事業的靈魂人物,也是最深切感受到制程受限之痛的人。
某種意義上,韜定律同樣是這種壓力的產物。
四
系統與鏈條重構
韜定律做的,其實是將行業這些年的集體轉向以更系統化的方式來定義。
英偉達在NVLink上砸了十年,解決的是系統層的τ。臺積電做CoWoS和3D封裝,解決的是電路層和芯片層的τ。SK海力士做HBM,解決的是存儲與計算之間的τ。AMD做Chiplet,解決的是芯片間通信的τ。
每家公司都在從自己的角度壓縮時間,但之前沒人把這些努力放在同一個坐標系下做系統級的集成與敘事。
華為韜定律的特殊之處在于它把這個坐標系立了起來。何庭波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。
當摩爾定律作為統一坐標系的功能逐漸減弱,整個行業確實需要一把新的尺子。
過去六十年,半導體行業用來測量進步的尺子更多是看納米級制程,這把尺子簡潔有力,但它量的其實一直是個不具有第一性的代理指標——晶體管縮小本身不是目的,而更高的算力密度和縮短信號傳播時間才是。
但如今這把尺子縮不動了。
換尺子意味著話語權重新分配。過去,站在食物鏈頂端的是掌握最先進制程的公司。而在"時間縮微"的維度上,封裝廠、內存廠、互連協議的定義者、系統架構師,都可能參與只屬于前沿制程的游戲。
臺積電的先進制程仍有不可替代的價值,但韜定律把它從唯一變成了多種選擇當中的一條。
何庭波最后說:"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。"
正如CUDA生態的用戶共創,韜定律的建設同樣需要生態
正如英偉達需要臺積電的封裝,臺積電需要SK海力士的HBM,SK海力士需要混合鍵合設備廠商的良率突破,華為的靈衢也離不開光模塊等供應鏈的豐富。
韜定律描繪的四層優化體系,每一層分屬不同產業環節,而這將帶動半導體產業鏈的再一次重構。
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。
過去量空間,現在量時間。
聽起來只是換了個單位,但上一次半導體行業更換度量衡,還是1965年。
這背后注定是整條產業鏈的權力、利潤和游戲規則的重新排列。
重排不會在一夜之間完成,但方向已經不可逆了。
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