華為海思掌門人何庭波,上一次公開露面,是2019年那封公開信,六年沉寂,她帶著“韜定律”回來了。
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什么是“韜定律”。
摩爾定律的核心是幾何縮微,把晶體管刻得越來越小,同樣面積塞進(jìn)更多器件。從5納米走到3納米,再?gòu)?納米走向2納米,每一步都像在針尖上雕花,越走越貴,越走越難。
“韜定律”換了個(gè)玩法,它用希臘字母τ(時(shí)間常數(shù)τ=RC)命名,優(yōu)化目標(biāo)不再是面積,而是時(shí)間。
把芯片比作一座城市,傳統(tǒng)做法是不斷縮小每家每戶的占地面積,好在有限地盤上塞進(jìn)更多人。華為的做法是,不縮房子了,改蓋樓房,把原本平鋪的邏輯電路折疊成雙層甚至多層,用“電梯”(垂直互連)取代“馬路”(平面走線)。
信號(hào)不用繞大半個(gè)城市,上下樓就到,傳輸時(shí)延砍掉,速度就提上來了。
何庭波團(tuán)隊(duì)公布的數(shù)據(jù):通過邏輯折疊技術(shù),時(shí)鐘buffer減少50%,布線長(zhǎng)度縮短30%,晶體管密度從155 MTr/mm2提升到238 MTr/mm2,在制程落后于麒麟9000的情況下,新芯片性能反而提升了60%以上。
臺(tái)積電的SoIC、Intel的Foveros也在做3D堆疊。華為的不同在于,它把邏輯芯片從2D平鋪?zhàn)兂闪苏嬲?D折疊,而且是多層邏輯堆疊,不光是存算分離或緩存堆疊。
這個(gè)方向在學(xué)術(shù)界不算新鮮,工業(yè)界卻很少有玩家敢全面押注,因?yàn)樘y。
華為為什么要走這條路?答案就兩個(gè)字,卡脖。
EUV光刻機(jī)拿不到,先進(jìn)制程代工被封死,傳統(tǒng)摩爾定律這條路上,沒有出路,華為只能另找賽道。
華為過去六年量產(chǎn)了381款芯片,從手機(jī)到基站到AI,覆蓋全場(chǎng)景,這些芯片跑通了從設(shè)計(jì)到封裝的整套流程,積累了經(jīng)驗(yàn)、沉淀了工具、培養(yǎng)了人才,邏輯折疊技術(shù)不是紙上談兵,是381款芯片練出來的。
從產(chǎn)業(yè)全局看,韜定律給出了一條“去EUV化”的技術(shù)路線,如果這條路走通,中國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)將不再全部押在光刻機(jī)突破,在成熟制程上通過架構(gòu)創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)性能躍升,成本可控,節(jié)奏可控,供應(yīng)鏈也可控。
何庭波表示,基于韜定律的芯片晶體管密度,預(yù)計(jì)2031年將達(dá)到1.4納米等效水平。
“等效”的意思,不是真的造出了1.4納米制程,是在性能上達(dá)到了那個(gè)量級(jí)。
輿情分裂成兩個(gè)陣營(yíng)。
反對(duì)者說這是“排列組合中文造概念”,3D邏輯堆疊在學(xué)術(shù)界和工業(yè)界再常見不過,生造一個(gè)“韜定律”純屬營(yíng)銷話術(shù)。有人質(zhì)疑良率:“上下兩層邏輯晶圓做混合鍵合,缺陷率極高,一片高性能芯片報(bào)廢就是幾十萬美元”,更有人扒出先進(jìn)封裝設(shè)備依賴荷蘭BESI,華為拿不到,質(zhì)疑落地能力。
支持者搬出新華社和人民日?qǐng)?bào)的背書,指出何庭波本人發(fā)表了論文可查。有人算了下,麒麟9030Pro用落后制程實(shí)現(xiàn)了比麒麟9000更高的性能,說明優(yōu)化空間真實(shí)存在,不能因?yàn)榭床欢驼f人家造假。
中國(guó)科技公司開始定義規(guī)則,外界的態(tài)度會(huì)撕裂,有人認(rèn)為這是民族自信的體現(xiàn),有人覺得這是拿PR當(dāng)技術(shù)。
拋開PR,從純工程角度看,韜定律要量產(chǎn)要做到以下三點(diǎn)。
一是良率,邏輯芯片的缺陷密度遠(yuǎn)高于存儲(chǔ)芯片,把兩層甚至多層邏輯晶圓堆疊在一起,只要一層有微小缺陷,整顆芯片直接報(bào)廢,成本曲線極其陡峭。
二是散熱,邏輯電路是發(fā)熱大戶,把高速計(jì)算核心疊在一起,中間層的熱量根本傳不出來。互連時(shí)延降下來了,散熱問題導(dǎo)致的降頻會(huì)讓性能收益打水漂。
三是供電,頂層電流必須通過底層TSV傳輸,3D堆疊會(huì)導(dǎo)致壓降問題極其嚴(yán)重,電源完整性面臨巨大挑戰(zhàn)。
這三個(gè)問題,任何一個(gè)處理不好,邏輯折疊就可能只是一個(gè)概念,華為能否量產(chǎn),秋天見分曉。
臺(tái)積電有CoWoS和SoIC,Intel有EMIB和Foveros,ASE有VIPack。每一家都在搭建自己的技術(shù)敘事體系,華為需要一套屬于自己的話語,來整合本土供應(yīng)鏈,引導(dǎo)投資方向,凝聚產(chǎn)業(yè)鏈共識(shí)。
在國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈高度整合的背景下,一個(gè)宏大且?guī)в姓軐W(xué)色彩的名字(“韜”既對(duì)應(yīng)τ,又暗合韜光養(yǎng)晦),更容易在政治、資本和供應(yīng)鏈層面形成號(hào)召力。
從結(jié)果看,A股半導(dǎo)體板塊已經(jīng)掀起了概念股漲停潮。
何庭波有一句話,值得玩味:“我們新芯片的性能完全可以持續(xù)對(duì)標(biāo)另外一條路徑。”
“另外一條路徑”就是摩爾定律。
這不是華為第一次走別人沒走過的路。當(dāng)年3G時(shí)代的“分布式基站”、4G時(shí)代的“全頻段射頻”、5G時(shí)代的“極化碼”,每次都有嘲諷。
韜定律是真突破還是新畫餅,看秋天的Mate 90系列。
如果麒麟9050在AI算力、游戲性能、能效比上真正匹敵同期高通和蘋果,那是中國(guó)半導(dǎo)體第一次用自主定義的理論、自主設(shè)計(jì)的架構(gòu)、自主可控的供應(yīng)鏈,向全球頂級(jí)性能發(fā)起正面沖鋒。
如果不行,那又是一次光刻廠式的鬧劇。
沒有中間狀態(tài)。
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