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最近在追《主角》,里面有這樣一段劇情,易青娥在機(jī)緣巧合之下,跟幾位老藝人學(xué)習(xí)老戲。雖然要面對(duì)諸多流言蜚語(yǔ)與外界爭(zhēng)議,但在秦腔老戲突然可以上演時(shí),她成了唯一能將傳統(tǒng)藝術(shù)繼承下來(lái)的那個(gè)人。
想要打破常規(guī)做成一件事,需要漫長(zhǎng)的準(zhǔn)備,歷史的機(jī)緣,并且要克服注定會(huì)產(chǎn)生的海量爭(zhēng)議。《主角》的故事,讓我想到了這段時(shí)間持續(xù)引發(fā)輿論熱議的“韜(τ)定律”。
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5 月 25 日,華為發(fā)布了用“時(shí)間縮微”替代傳統(tǒng)“幾何縮微”的半導(dǎo)體新定律。這應(yīng)該是中國(guó)首次在全球半導(dǎo)體領(lǐng)域提出指導(dǎo)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新原則,也是華為面向芯片封鎖與摩爾定律接近極限這兩個(gè)巨大難題的新答案。
但就像所有大幅度創(chuàng)新一樣,“韜(τ)定律”誕生之刻起就伴隨著巨大的爭(zhēng)議。有人在片刻間將其封神,有人把它貶損到一文不值。
我們到底應(yīng)該如何看待“韜(τ)定律”這個(gè)新生事物?在層出不窮的爭(zhēng)議撕扯中,能找到哪些確定性的信息錨點(diǎn)?
讓我們?cè)囍P(guān)掉所有聚光燈,聽(tīng)聽(tīng)半導(dǎo)體舞臺(tái)上的新主角在說(shuō)些什么。
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“吞了流言,才算紅了一遍。”
多年以來(lái),我們已經(jīng)習(xí)慣了當(dāng)華為拿出打破常規(guī)的技術(shù)創(chuàng)新,就注定會(huì)一石激起千層浪。“韜(τ)定律”的提出也無(wú)法逃離這個(gè)“游戲規(guī)則”。
圍繞這個(gè)話題,爭(zhēng)議大致分成兩種。一種是明確的造神一族,他們將“韜(τ)定律”視為對(duì)摩爾定律的徹底擊碎與超越,認(rèn)為就此中國(guó)企業(yè)將掀翻半導(dǎo)體的桌子,所有芯片相關(guān)的問(wèn)題都能馬上得到解決。
另一種爭(zhēng)議,則是對(duì)“韜(τ)定律”的極度貶低。有人認(rèn)為這不過(guò)是PPT造芯。他們覺(jué)得如果真有用為什么不直接拿出芯片,而是要講什么定律?也有人認(rèn)為“韜(τ)定律”不過(guò)是換湯不換藥,并沒(méi)有多先進(jìn)。比如它與臺(tái)積電等半導(dǎo)體制造商探索多年的3D堆疊沒(méi)有本質(zhì)不同,不過(guò)是換個(gè)名字想引人注目。還有一種觀點(diǎn)認(rèn)為,摩爾定律支配半導(dǎo)體行業(yè)六十年,怎么可能輕輕松松被一家中國(guó)公司給突破或改寫(xiě)?華為的想法不過(guò)是空中樓閣,蓋不出真正的房子。
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更夸張的是,還有人把“韜(τ)定律”的發(fā)布與最近半導(dǎo)體行業(yè)的股價(jià)波動(dòng)與企業(yè)減持進(jìn)行聯(lián)系。認(rèn)為一切都不過(guò)是陰謀論的一部分。
在這個(gè)輿論旋渦里,似乎只有認(rèn)為“韜(τ)定律”特別好或者特別不好的兩種聲音。說(shuō)你好的,希望你一秒成神。說(shuō)你不好的,一定要把你定義為一無(wú)是處。非此即彼,水火難容。
想要了解真實(shí)的“韜(τ)定律”,我們首先需要冷靜下來(lái)。穿越爭(zhēng)議風(fēng)暴,排除主觀判斷與極端化臆想。這時(shí)再來(lái)看看,目前有哪些信息是足夠具有確定性的?
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“影子無(wú)冠也無(wú)裳。”
首先我們需要冷靜審視的,是“韜(τ)定律”與摩爾定律兩種半導(dǎo)體升級(jí)思路間的關(guān)系。當(dāng)一個(gè)新興產(chǎn)業(yè)思路出現(xiàn)時(shí),我們很容易優(yōu)先認(rèn)為它是對(duì)舊有法則的完全顛覆,但在科技發(fā)展的現(xiàn)實(shí)中,多種思路共存、交織,甚至彼此促進(jìn)的情況并不少見(jiàn)。
“韜(τ)定律”與摩爾定律之間的關(guān)系就是這樣。它們并不沖突,可以共存,并且將注定長(zhǎng)時(shí)間共存。
半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展到今天,核心問(wèn)題在于摩爾定律危機(jī)浮現(xiàn)了出來(lái)。通過(guò)工藝制程升級(jí),將半導(dǎo)體元器件進(jìn)行幾何微縮從而達(dá)成計(jì)算性能進(jìn)步,這條升級(jí)之路帶來(lái)的回報(bào)已經(jīng)非常有限。因?yàn)楣に嚿?jí)畢竟是有物理極限的,不可能永久持續(xù)。這種危機(jī)帶來(lái)的顯性挑戰(zhàn)是高端芯片的設(shè)計(jì)與生產(chǎn)成本異常高昂,企業(yè)和消費(fèi)者都難以承受。同時(shí)半導(dǎo)體工藝升級(jí)的效率在不斷放緩,產(chǎn)業(yè)進(jìn)展愈發(fā)有限。
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需要注意的是,摩爾定律危機(jī)是一種前瞻性情況,并不是馬上就將進(jìn)入死胡同。華為遭遇的特殊情況在于,外界制裁導(dǎo)致其不能獲得先進(jìn)的芯片代工制造能力,等于傳統(tǒng)意義上的摩爾定律升級(jí)之路被提前堵死,所以才要尋找從半導(dǎo)體設(shè)計(jì)維度打開(kāi)一條新路的可能性。
這種創(chuàng)新是逼不得已的,其本身并不能證明摩爾定律已經(jīng)完全失效,或者用新定律的發(fā)現(xiàn)可以完全否定傳統(tǒng)方案。“韜(τ)定律”更加注重設(shè)計(jì)思路的重構(gòu),摩爾定律追求制造工藝的升級(jí)。二者本身也不處在同一個(gè)產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)中。
更加現(xiàn)實(shí)的情況是,“韜(τ)定律”需要時(shí)間去成長(zhǎng)和成熟,而摩爾定律也將持續(xù)進(jìn)步,不斷榨取半導(dǎo)體工藝的極限。中國(guó)大陸的半導(dǎo)體制造能力本身就在不斷成熟,工藝制程在愈發(fā)先進(jìn),將在摩爾定律升級(jí)的方向上越走越遠(yuǎn)。在這個(gè)過(guò)程中,華為將和業(yè)界其他企業(yè)一樣,將從兩條定律的共存中獲益。
與摩爾定律不沖突,且必將長(zhǎng)期共存,這可能是“韜(τ)定律”的第一條確定性信息。
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“寄言燕雀莫相啅。”
如果說(shuō),認(rèn)為“韜(τ)定律”能夠掀翻摩爾定律是一種過(guò)分夸張的幻想。那么,認(rèn)為它不過(guò)是3D堆疊換個(gè)名字,就是一種拋棄了常識(shí)的貶低。
這條爭(zhēng)議的最關(guān)鍵支撐,是黃仁勛提出基于“韜(τ)定律”的邏輯折疊對(duì)華為是個(gè)突破,但臺(tái)積電已經(jīng)探索了十年。這里提到臺(tái)積電的探索,就是指芯片的2.5D/3D封裝。
這個(gè)廣為流傳的爭(zhēng)議,最大問(wèn)題在于將半導(dǎo)體的不同產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)進(jìn)行了混淆。芯片堆疊發(fā)生于封裝環(huán)節(jié),是半導(dǎo)體設(shè)計(jì)-加工流程中非常靠后的部分。所謂堆疊,是將多個(gè)芯片模塊縱向封裝在一起,從而壓縮芯片面積,提高芯片性能并降低功耗。
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但這些被堆疊的芯片,它們本身是分開(kāi)設(shè)計(jì)與制造,最終被堆疊到一起的。基于“韜(τ)定律”實(shí)現(xiàn)的邏輯折疊,則是在芯片設(shè)計(jì)層面就將芯片構(gòu)想成三維空間來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。由此一來(lái)能解決諸多問(wèn)題。比如在傳統(tǒng)的平面芯片中,有大量空間要為導(dǎo)線進(jìn)行預(yù)留,并且芯片不同單元之間的聯(lián)接效率將極大影響計(jì)算性能。邏輯折疊技術(shù)通過(guò)三維空間的布局,可以突破導(dǎo)線預(yù)留的瓶頸。在邏輯折疊狀態(tài)下,電路不是平鋪在一個(gè)平面上,而是一個(gè)立體結(jié)構(gòu)。這樣一來(lái)導(dǎo)線的位置、長(zhǎng)度等聯(lián)接方案都可以重新設(shè)計(jì),轉(zhuǎn)而走向上下層之間高密度的垂直互聯(lián),從而把那些消失在聯(lián)接環(huán)節(jié)的算力重新?tīng)?zhēng)取了回來(lái)。這就是以時(shí)間常數(shù)τ為錨點(diǎn),在整體系統(tǒng)中謀求性能。
《生活大爆炸》里,謝爾頓喜歡玩一種三維國(guó)際象棋。在3D空間里,國(guó)際象棋的規(guī)則被完全重構(gòu),對(duì)棋手的要求也截然不同。
改變規(guī)則,就是“韜(τ)定律”希望達(dá)成的變化。
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“誰(shuí)讓你當(dāng)群山的冠冕”
再下一個(gè)問(wèn)題是,“韜(τ)定律”會(huì)不會(huì)只存在理論上的可能?根本就是一座空中樓閣。
有趣的是,與這個(gè)爭(zhēng)議相對(duì)應(yīng),半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)有個(gè)說(shuō)法是“這個(gè)行業(yè)從來(lái)沒(méi)有空中樓閣”。從過(guò)往實(shí)證來(lái)看,“韜(τ)定律”已經(jīng)在芯片的設(shè)計(jì)到量產(chǎn)環(huán)節(jié)獲得了大量印證。過(guò)往幾年中,外界一直有個(gè)核心疑問(wèn):為什么被切斷先進(jìn)半導(dǎo)體供應(yīng)鏈的華為,并沒(méi)有發(fā)生嚴(yán)重的業(yè)務(wù)中斷?華為的芯片究竟從何而來(lái)?
其中當(dāng)然有中國(guó)大陸半導(dǎo)體制造能力與供應(yīng)鏈加速成熟的功勞。但另一個(gè)身居幕后的功臣,就是剛剛才能走上臺(tái)前的“韜(τ)定律”。有信息顯示,華為在過(guò)去6年中已經(jīng)設(shè)計(jì)并量產(chǎn)了381款芯片來(lái)驗(yàn)證“韜(τ)定律”。這些芯片或許并不能完整體現(xiàn)“韜(τ)定律”的突破性。但也堅(jiān)實(shí)驗(yàn)證了華為在芯片設(shè)計(jì)層面完成突破的可行性。
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“韜(τ)定律”的落地,需要面對(duì)一系列技術(shù)挑戰(zhàn)。在這段時(shí)間里,華為已經(jīng)在各個(gè)環(huán)節(jié)探索出了實(shí)踐“韜(τ)定律”的方案。比如在散熱方面,華為優(yōu)化了半導(dǎo)體的功耗與工作電壓,同時(shí)從水平與垂直維度全面升級(jí)了熱管理能力,讓邏輯折疊可以滿足移動(dòng)SoC嚴(yán)苛的功耗與散熱環(huán)境下成立。
看向未來(lái),將在秋天面世的“麒麟2026”,將可能通過(guò)邏輯折疊達(dá)成性能躍升。最終華為希望基于“韜(τ)定律”在2031年實(shí)現(xiàn)高端芯片晶體管密度達(dá)到等效1.4納米制程水平。
無(wú)論是從過(guò)往實(shí)證、技術(shù)解決方案,以及未來(lái)規(guī)劃上看,“韜(τ)定律”都有堅(jiān)實(shí)的產(chǎn)業(yè)行動(dòng)作為背書(shū)。
它絕不是一座空中樓閣。
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“天暗了月亮才會(huì)亮”
再進(jìn)一步的爭(zhēng)論是,摩爾定律已經(jīng)支配半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)數(shù)十年,物理極限的危機(jī)也喊了不知多久,憑什么是華為找到突破方向?
當(dāng)然,我們都知道“韜(τ)定律”是一條被逼出來(lái)的路。華為遭遇了史無(wú)前例的芯片封鎖。各界一度認(rèn)為海思必定會(huì)倒閉,華為會(huì)放棄芯片相關(guān)業(yè)務(wù),向云計(jì)算、軟件、終端等更北向業(yè)務(wù)遷移。在這種極限環(huán)境下,“韜(τ)定律”是一條見(jiàn)了南墻也不能回頭的路。墻在那里,就要把墻砸開(kāi)。但問(wèn)題是,華為憑什么能真正砸開(kāi)這堵墻?
一個(gè)很重要的原因在于,在芯片封鎖的鐵幕面前,華為手中還有幾張牌。雖然不多,但都很有效。
比如說(shuō),在被制裁前,海思就是亞洲排名第一的半導(dǎo)體公司,擁有強(qiáng)大的芯片設(shè)計(jì)能力以及豐富的創(chuàng)新經(jīng)驗(yàn)。第一枚AI移動(dòng)芯片、第一枚5G SoC都是出自海思之手。客觀上看,海思與高通、蘋(píng)果并列,是唯三擁有高端移動(dòng)芯片全面設(shè)計(jì)技術(shù)與持續(xù)發(fā)展經(jīng)驗(yàn)的公司。
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強(qiáng)大的芯片設(shè)計(jì)底座,成為海思絕地翻盤(pán)的底牌,也構(gòu)成了華為在芯片設(shè)計(jì)端尋找全新可能性的基礎(chǔ)。
另一方面,我們會(huì)發(fā)現(xiàn)華為在芯片、AI、操作系統(tǒng)等核心技術(shù)中完成的創(chuàng)新,都離不開(kāi)一個(gè)關(guān)鍵底色,那就是“聯(lián)接”。作為一家通信技術(shù)起家的公司,聯(lián)接是華為的底色,也是華為最為重倉(cāng)的技術(shù)部類。將通信能力源源不斷釋放到其他領(lǐng)域,是華為這些年中突破技術(shù)封鎖的最關(guān)鍵方案。
在鴻蒙中加入短距通信能力,利用聯(lián)接能力將AI計(jì)算集群構(gòu)筑成超節(jié)點(diǎn),這些突破都是例證。而在“韜(τ)定律”與邏輯折疊中,在芯片設(shè)計(jì)端口重新審視聯(lián)接環(huán)節(jié)的存在與技術(shù)突破可能性,又成了華為的破局點(diǎn)。
另外一點(diǎn),華為的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)在于它是科技領(lǐng)域近乎唯一的一家全產(chǎn)業(yè)鏈公司,它可以調(diào)集存、算、網(wǎng)、AI、基礎(chǔ)軟件等各個(gè)領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)行綜合突破。在發(fā)現(xiàn)和驗(yàn)證“韜(τ)定律”時(shí),華為也重度使用了這種全產(chǎn)業(yè)鏈思維。
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“韜(τ)定律”的核心,在于其構(gòu)建出了貫穿器件、電路、芯片到系統(tǒng)層面的多層級(jí)協(xié)同優(yōu)化體系。以系統(tǒng)化的性能、能效、晶體密度提升,來(lái)降低時(shí)間常數(shù)τ。這種系統(tǒng)化整合的思路,不僅能作用于芯片,還能夠拓展到更多領(lǐng)域。以技術(shù)的全面性來(lái)實(shí)現(xiàn)單點(diǎn)突破,再用單點(diǎn)突破反哺技術(shù)的全面性。這是華為能提出“韜(τ)定律”的底色與底氣。
做厚半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)積累,發(fā)揮通信優(yōu)勢(shì),系統(tǒng)化調(diào)集全產(chǎn)業(yè)鏈底座。這是華為的革新路徑,也是中國(guó)科技最具可行性的自立自強(qiáng)之路。
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“青山見(jiàn)我應(yīng)如常。”
不只是“韜(τ)定律”,也不只是華為,我們?cè)诿鎸?duì)一個(gè)個(gè)由中國(guó)科技提出的突破式創(chuàng)新時(shí),經(jīng)常短時(shí)間內(nèi)陷入一種高頻爭(zhēng)議。
一些聲音會(huì)神化這些創(chuàng)新,另一些聲音則徹底否定。最終在爭(zhēng)吵中變成了兩種持論者之間的沖突與厭惡,反而把技術(shù)突破本身束之高閣。
或許,我們不必過(guò)快地去證明“韜(τ)定律”究竟能改變什么。要知道摩爾定律在1965年就已經(jīng)提出,但到十年后IEEE 國(guó)際電子器件大會(huì)才被行業(yè)廣泛接受。等到大眾感知和認(rèn)可摩爾定律,更是要等到20世紀(jì)90年代互聯(lián)網(wǎng)與家用計(jì)算機(jī)的普及。
新產(chǎn)業(yè)定律的成熟,原本就是要在不斷的驗(yàn)證、修訂、商業(yè)價(jià)值創(chuàng)造中得到穩(wěn)固,并最終形成共識(shí)。這是一件不用急,也急不得的事。
換一個(gè)角度想想,鴻蒙能不能成功,昇騰能不能在國(guó)內(nèi)替代英偉達(dá),這些話題都有過(guò)巨大的爭(zhēng)議,后來(lái)這些爭(zhēng)議都不復(fù)存在了。最終被證明可以的時(shí)候,也不會(huì)有人出來(lái)澄清或者反省什么。只是大家都知道了,這條路是走得通的。
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“韜(τ)定律”發(fā)布之后,至少有三方面的影響是確定的。
首先,華為在移動(dòng)SoC上的優(yōu)勢(shì)將是可持續(xù)的。
基于“韜(τ)定律”,麒麟芯片將獲得明確的升級(jí)路線:2027年邁向3.39GHz,2028年實(shí)現(xiàn)3.71GHz,2029年突破4GHz。盡管與國(guó)際主流移動(dòng)SoC依舊有差距,但至少確定了麒麟的演進(jìn)路徑。其他的事情,可以交給終端軟硬件的綜合創(chuàng)新,交給中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的持續(xù)突圍。
其次,昇騰的競(jìng)爭(zhēng)力將得到強(qiáng)化。
華為預(yù)計(jì)在2030年前后將邏輯折疊技術(shù)引入AI加速器領(lǐng)域。這將為AI芯片的自主化程度持續(xù)加強(qiáng),以及中國(guó)AI算力的全球化競(jìng)爭(zhēng)引入積極變量。搭配靈渠總線、光互連引擎等技術(shù),華為正在系統(tǒng)化地面向AI算力引入自身的通信能力優(yōu)勢(shì),直指重構(gòu)AI算力核心邏輯的戰(zhàn)略賽點(diǎn)。
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更長(zhǎng)遠(yuǎn)的確定性在于,半導(dǎo)體行業(yè)將開(kāi)始思考未來(lái)。
在摩爾定律尾聲,半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的主流依舊沉浸在工藝提升的過(guò)往賽道中。雖然知道極限將至,但卻缺乏發(fā)起改變的那聲號(hào)角。“韜(τ)定律”展現(xiàn)了新的可能,一種不必只看晶體管是否縮小,而是要思考如何壓縮信號(hào)傳輸時(shí)間的可能。那么,還會(huì)不會(huì)有別的可能?三維空間中設(shè)計(jì)芯片的上限在哪里?跳出傳統(tǒng)規(guī)則,是死路一條還是新故事的開(kāi)始?“韜(τ)定律”就像一條鲇魚(yú),倒逼業(yè)界開(kāi)始思考和行動(dòng)。
想當(dāng)主角,是沒(méi)有捷徑可走、沒(méi)有奇跡可憑的。“韜(τ)定律”以及這些年我們見(jiàn)證過(guò)的各種技術(shù)突破,有的都只是調(diào)用自身的一切優(yōu)勢(shì),制造出人無(wú)我有的一兩個(gè)點(diǎn)。然后不斷擴(kuò)大這個(gè)點(diǎn),最終改寫(xiě)戰(zhàn)局。
今天的一切,都是過(guò)去的果。而今天的行動(dòng),也會(huì)是未來(lái)的因。
今天看到的所有極端言論,如果你不是關(guān)聯(lián)非常緊密的從業(yè)者,都可以不去理會(huì)。“韜(τ)定律”和眾多關(guān)于科技自立自強(qiáng)的創(chuàng)新,如果真有意義,一定會(huì)有一天展現(xiàn)在你面前。那是自然而然,且充滿確定性的。
不著急。就讓它在歷史寒江中流淌,所有問(wèn)題最終都會(huì)得到解答。
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