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华为这个“韬定律”到底是什么意思?

2026年05月26日 13:49    
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AI摘要: 2026国际电路与系统研讨会上,华为半导体业务部总裁何庭波正式提出“韬定律”,试图解答后摩尔时代芯片性能如何持续提升的行业难题。它以“时间微缩”补充替代“几何微缩”,从器件、电路、芯片、系统四个层级优化,压缩信号传播时延以提升性能效率。过去六年华为已量产381款相关芯片,今年秋季的新一代麒麟芯片将完整采用其逻辑折叠技术,预计2031年高端芯片晶体管密度可达1.4nm制程水平。

5月25日,华为半导体业务部总裁何庭波在2026国际电路与系统研讨会(ISCAS)上正式提出“韬定律”。这不是简单的口号,而是一套系统性的理论框架,试图回答一个行业共同的难题:在后摩尔时代,芯片性能还能持续提升吗?

先把背景说清楚。1965年,戈登·摩尔提出摩尔定律:每隔约两年,芯片上晶体管数量翻倍,性能提升、成本下降。过去60多年,全球半导体产业基本靠“几何微缩”——不断把晶体管做得更小、更密来实现这一目标。从微米到纳米,再到如今的3nm、2nm甚至更先进节点,这条路把计算能力推到了今天的高度。

但这条路正在变窄。晶体管尺寸已经接近原子尺度,继续缩小会遇到物理极限:量子隧穿导致漏电、散热墙、制造良率和成本指数级上升。单纯依赖把晶体管“变小”来堆性能,越来越难、越来越贵。行业共识是,传统摩尔定律的红利正在 diminishing。

韬定律的核心思路是什么?

它提出用“时间微缩”来补充甚至部分替代“几何微缩”。核心指标是降低时间常数τ(tau)。不是主要靠把晶体管物理尺寸再缩小,而是系统性地压缩信号传播时延、数据传输和处理的时间,在不大幅改变晶体管尺寸的前提下,提升整体性能和效率。

简单类比:摩尔定律像是把停车场车位越画越小、塞更多车;韬定律则是优化交通信号、道路布局和车辆调度,让现有空间里的车流更快、更顺畅地通过。最终目标不是放弃密度,而是通过时间效率的提升,依然能实现晶体管密度和系统性能的持续进步。

何庭波在同期发表的论文《多层电子系统的时间缩放理论》中,把优化明确分成了四个层级,自下而上协同推进:

  1. 晶体管(器件)层级:优化电阻和寄生电容,让单个晶体管的开关速度更快、能量损失更少,从最底层减少时间开销。

  2. 电路层级:重点缩短关键路径的布线长度、降低阻容延迟。核心技术之一是“逻辑折叠”(Logic Folding),突破传统平面布局限制,通过垂直方向的创新设计,让信号走更短的路。

  3. 芯片层级:优化架构设计、流水线配置和数据流组织。让计算单元更高效协作,减少内部等待和无效操作,实现全栈软硬协同。

  4. 系统层级:改进通信协议、组网架构和多芯片互联。在更大尺度上降低端到端延迟,尤其对AI、数据中心等多芯片系统意义重大。

这四个层级不是孤立的,而是形成闭环:底层器件优化为上层提供更好基础,上层架构和系统设计反过来指导器件和电路的针对性改进。

实际效果如何?

华为给出的数据是:过去六年(2020年5月至今),基于这一思路,在移动、AI、汽车、工业、基础设施等领域已完成381款芯片的量产落地。他们认为,这验证了τ时间缩放理论的成立。

更直接的检验节点即将到来。今年秋季发布的新一代麒麟手机芯片,将完整采用基于韬定律的逻辑折叠技术。据介绍,这款芯片在晶体管密度和性能上都有显著提升。长期看,华为预计到2031年,通过这条路径,高端芯片的晶体管密度可达到相当于1.4nm制程的水平。

提出这个理论的是何庭波。她1969年出生于湖南长沙,北京邮电大学毕业,1996年加入华为,2003年被任正非委任负责芯片研发,获得每年4亿美元研发支持。她也是华为17人董事会中仅有的两位女性成员之一(另一位是孟晚舟)。2019年制裁后,她在内部信中直言:“不会再有另一个十年来打造备胎然后再换胎了,缓冲区已经消失,每一个新产品一出生,将必须同步‘科技自立’的方案。”

这份压力与决心,转化为过去几年的产品落地。

韬定律的提出,是后摩尔时代半导体发展路径的一次有价值的系统化尝试。它不是要彻底否定几何微缩,而是承认其物理和经济瓶颈后,强调跨层级的时间效率优化。这与全球行业正在做的方向高度一致——3D堆叠、先进封装、chiplet、架构与工作负载 co-design、异构计算等,本质上都是在“时间”和“系统效率”上挖潜力。

把器件、电路、芯片、系统四个层级明确串起来,形成可操作的框架,这一点值得肯定。它把“性能= f(密度, 时间效率, 架构)”的思路讲得更清晰,也为资源受限下的持续创新提供了一种方法论。华为用381款芯片的实际落地来验证,而非停留在论文,这比单纯理论更有说服力。即将到来的麒麟新品,会是重要试金石。

当然,任何新路径都要接受严苛检验。信号传播速度受光速限制,材料、工艺、热管理、软件生态适配等挑战依然存在。逻辑折叠等具体技术能否大规模量产、良率如何、实际功耗和性能提升幅度如何,还需要更多公开数据和第三方验证。长期看,它能否像摩尔定律那样成为行业广泛遵循的指导原则,也取决于后续工程实践和生态支持。

从更广视角,外部压力客观上加速了中国在核心技术上的全栈探索和多元路径尝试。这对全球半导体生态是双刃剑:一方面推动更多创新主体和路线,另一方面也可能加剧碎片化。技术进步最终服务于算力提升、能效改善和应用落地,而非受限于单一路径或壁垒。我希望看到更多开放的数据分享和跨领域合作,让不同路线相互借鉴。

科技没有终点,摩尔定律放缓只是一个阶段的结束,而不是计算进步的终结。韬定律提供了一种补充思路,值得持续观察和理性评估。无论哪条路走得通,只要能持续、可靠地提升性能、降低能耗、推动真实应用,就是对行业和用户的贡献。

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