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正式提出指導產業持續演進的新原則 ——韜(τ)定律。
在5月25日電氣電子工程師學會(IEEE)舉辦的國際電路系統研討會ISCAS 2026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,發表了指導半導體產業發展的全新原則——。這是中國產業科技工作者首次就半導體產業發展模式提出主張,受到業界廣泛關注。
韜(τ)定律提出以“時間(τ)縮微”替代“幾何縮微”作為半導體與電子系統演進的新指導原則,通過邏輯折疊等創新技術,持續壓縮信號傳播時延,不斷提升晶體管密度,從而實現半導體與電子系統的持續演進。這是繼摩爾定律后對半導體發展模式規律的新的突破性解構()。
那么,何庭波是如何闡釋韜(τ)定律的,當時的語境是什么,整體演講又說了什么?
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以下為中文翻譯后的演講全文:
《半導體新路徑探索與實踐》
——何庭波在ISCAS2026演講全文
尊敬的各位專家、各位同仁:
大家好!非常榮幸在ISCAS2026這一國際頂級電路與系統盛會,與全球業界精英共同探討半導體產業的未來方向。今天,我想圍繞“后摩爾時代的半導體新路徑”,分享華為六年探索的思考、實踐與展望,并正式提出指導產業持續演進的新原則——韜(τ)定律。
一、摩爾定律的極限:產業面臨雙重困局
過去六十余年,半導體產業始終沿著摩爾定律的軌跡高速發展:通過幾何縮微(持續縮小晶體管物理尺寸),每18-24個月單位面積晶體管數量翻番,性能提升、成本下降。從微米到納米,從7nm、5nm到3nm,幾何縮微驅動了全球數字經濟的爆發式增長。
但今天,這條路徑已走到物理極限與經濟極限的十字路口,難以為繼:
物理極限觸頂:制程進入1-2納米尺度,晶體管接近原子量級,量子隧穿效應導致電子失控漏電,發熱呈指數級上升,傳統“開關”功能失效;材料缺陷、互連延遲、功耗密度等問題徹底顛覆原有設計邏輯。
經濟極限崩塌:3nm制程設計成本超10億美元,單次流片費用超5億美元;2nm及以下工藝的研發與制造成本呈指數級攀升,投入產出比嚴重失衡,僅少數企業能承擔,產業創新活力被抑制。
需求與供給嚴重錯配:AI、云計算、自動駕駛、物聯網等新興領域對算力、能效、帶寬的需求呈指數級增長,而幾何縮微放緩導致性能提升幅度大幅收窄,“性能饑渴”與“工藝瓶頸”的矛盾日益尖銳。
全球半導體產業正站在歷史轉折點:修補摩爾定律無濟于事,延續幾何縮微是死胡同,我們必須跳出固有思維,探索一條全新、可持續、可規模化的演進路徑。
二、韜(τ)定律:以“時間縮微”替代“幾何縮微”
基于六年技術攻堅與產業實踐,華為正式提出韜(τ)定律——以“時間縮微”替代“幾何縮微”,以系統性降低時間常數τ為核心目標,通過邏輯折疊、全棧協同、系統重構等創新技術,持續壓縮信號傳播時延,實現晶體管密度、性能、能效的同步躍升,構建后摩爾時代半導體與電子系統的全新演進體系。
(一)核心內涵:從“縮尺寸”到“縮時間”
摩爾定律:核心是幾何縮微(縮小晶體管尺寸、減小面積),追求“空間密度”;
韜定律:核心是時間縮微(降低信號傳播時延、減小時間常數τ),追求“時間效率”。
時間常數τ(τ=RC,R為電阻、C為電容)是決定電路響應速度、信號延遲、功耗的核心物理量。韜定律的本質,是貫穿器件、電路、芯片、系統全層級,系統性降低τ值,讓信號跑得更快、電路響應更短、系統能效更高,最終在不依賴極致幾何縮微的前提下,實現性能與密度的持續演進。
(二)多層級協同優化體系:四大核心維度
韜定律不是單一技術,而是覆蓋器件、電路、芯片、系統的全棧式創新架構,四大維度層層遞進、協同增效:
1.器件層面:物理底層降τ,夯實基礎
通過優化晶體管結構、材料與互連方案,從源頭降低器件級時間常數τ:
優化晶體管溝道、摻雜與接觸電阻,降低R值;
采用高k介質、低寄生電容結構,降低C值;
創新互連材料(如銅互連、石墨烯互連),減少互連RC延遲;
探索二維半導體、寬禁帶半導體等新材料,突破硅基物理限制。
2.電路層面:邏輯折疊(LogicFolding),突破平面極限
邏輯折疊是韜定律的核心標志性技術,徹底打破傳統芯片平面布局的物理邊界:
將傳統二維平面電路,通過三維立體折疊、垂直互連,把分散的邏輯單元“堆疊”起來;
顯著縮短關鍵路徑走線長度(減少50%-80%),大幅降低信號傳播的RC負載;
在相同面積下,晶體管密度提升2-5倍,電路性能提升30%-100%,功耗降低40%以上;
2026年秋季發布的新一代麒麟芯片,將全球首發商用邏輯折疊技術,實現旗艦芯片性能的跨越式提升。
3.芯片層面:軟硬芯全棧協同,釋放系統潛能
以“軟件-架構-芯片”全棧協同設計為核心,基于實際工作負載優化指令流與數據流:
架構創新:采用異構計算、存算一體、近內存計算等架構,打破“內存墻”與“功耗墻”;
軟件定制:針對AI、手機、服務器等場景,優化編譯器、指令集與調度算法,提升并行度;
芯片優化:根據軟件負載,定制化設計IP核、流水線與互連網絡,實現端到端執行時間最小化。
4.系統層面:靈衢總線(LingquBus),重構互聯體系
定義全新的靈衢總線協議,重構計算系統互聯架構:
實現超節點統一內存編址與原生內存語義,減少數據搬運開銷;
提升系統帶寬、降低通信時延(減少60%以上),支持萬級節點高效互聯;
適配AI集群、數據中心、邊緣計算等多場景,構建高效能、低功耗的新一代計算系統。
三、六年實踐:韜定律從理論到落地,已量產381款芯片
自2020年起,華為基于韜定律核心思想,開啟全棧技術研發與產品落地,六年累計設計并量產381款芯片,覆蓋智能手機、AI計算、服務器、物聯網、汽車電子等千行百業,實現規模化商用驗證:
(一)核心成果
性能與密度突破:基于韜定律的芯片,在14nm/7nm成熟工藝下,實現接近5nm/3nm的性能表現;預計到2031年,高端芯片晶體管密度將等效1.4nm制程水平,徹底擺脫對極致EUV工藝的依賴。
能效大幅提升:通過全層級降τ,芯片能效比提升2-3倍,AI訓練/推理、手機續航、服務器功耗等關鍵指標達到行業領先。
規模化商用:381款芯片已全面商用,服務全球超10億用戶;其中手機SoC、AI芯片、服務器CPU、車載芯片等核心產品,已成為行業標桿。
(二)典型案例
智能手機芯片:新一代麒麟芯片(2026年秋季發布),采用邏輯折疊技術,CPU/GPU性能提升40%,能效提升35%,晶體管密度等效3nm工藝,無需依賴先進制程即可實現旗艦級體驗。
AI計算芯片:昇騰系列AI芯片,基于韜定律“靈衢總線+存算一體”架構,訓練算力達PFLOPS級,能效比遠超同類產品,已廣泛應用于全球AI數據中心。
服務器芯片:鯤鵬系列CPU,通過軟硬芯協同優化,多核性能提升50%,功耗降低30%,適配云計算與企業級服務器場景。
四、產業價值:韜定律開辟三條新賽道,重構全球格局
韜定律不僅是技術突破,更重構了半導體產業的價值邏輯與競爭格局,開辟三條可持續發展的新賽道:
(一)成熟工藝“挖潛”賽道
無需依賴3nm/2nm等極致先進制程,通過邏輯折疊、全棧協同,讓14nm/7nm成熟工藝發揮出5nm/3nm的性能潛力,大幅降低研發與制造成本,解決先進制程“卡脖子”難題,為全球中小企業提供創新機會。
(二)系統級創新賽道
從“單一芯片性能競爭”轉向“全系統能效競爭”,推動產業從“制程驅動”向“架構+軟件+芯片協同驅動”轉型,釋放系統級創新紅利,適配AI、自動駕駛等新興場景需求。
(三)開放合作生態賽道
韜定律是開放、兼容、可擴展的技術體系,不封閉、不排他,歡迎全球企業、科研機構、高校共同參與技術研發、標準制定與生態建設,構建“開放合作、互利共贏”的全球半導體產業新生態。
五、未來展望:開放合作,共筑后摩爾時代新生態
后摩爾時代,沒有任何一家企業能獨善其身,也沒有任何一條路徑能單打獨斗。韜定律的落地與推廣,離不開全球產業鏈、供應鏈、創新鏈的協同發力。
華為的愿景是:以韜定律為共識,聯合全球科學家、工程師、產業伙伴,共同攻克器件、材料、架構、軟件等關鍵技術,共建開放標準與生態,讓半導體技術持續進步,讓數字經濟惠及全球每一個人。
在此,我鄭重呼吁:
開放技術合作:華為愿開放韜定律核心技術框架、邏輯折疊IP、靈衢總線協議等,與全球伙伴聯合研發、共享成果;
共建產業生態:攜手打造“韜定律產業聯盟”,制定統一技術標準、測試規范與接口協議,推動技術規模化落地;
培養創新人才:聯合全球高校與科研機構,開設后摩爾時代半導體技術課程,培養跨學科、復合型創新人才。
各位同仁,半導體產業是數字經濟的基石,是人類科技進步的核心動力。摩爾定律的時代落幕,但創新永不落幕;幾何縮微的路徑走到盡頭,但時間縮微的新路徑已開啟。
華為愿以開放、包容、共贏的姿態,與全球產業伙伴一道,共同探索、實踐、完善韜定律,攜手開創后摩爾時代半導體產業的新篇章,為全球科技進步與人類文明發展貢獻中國智慧與中國力量!
謝謝大家!
注:該演講為英文演講,中文選自藍血研究
審校:博文
編輯:曉燕
指導:辛文
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