華為拋出中國(guó)首個(gè)芯片新定律：廣發(fā)英雄帖，重啟芯片新周期

2026年，一個(gè)由中國(guó)企業(yè)命名的定律，正在全球半導(dǎo)體界引發(fā)一場(chǎng)“巨震”。

當(dāng)西方產(chǎn)業(yè)界還在為“摩爾定律是否走到盡頭”而爭(zhēng)論不休時(shí)，華為技術(shù)有限公司董事、半導(dǎo)體業(yè)務(wù)部總裁何庭波，在國(guó)際電路系統(tǒng)研討會(huì)（ISCAS 2026）上發(fā)布了一個(gè)全新的技術(shù)演進(jìn)方向——“韜(τ)定律”。

在芯片產(chǎn)業(yè)中，傳統(tǒng)芯片技術(shù)演進(jìn)的核心邏輯是將晶體管越做越小，但這條路正逼近物理和經(jīng)濟(jì)的雙重極限。而華為此次公布的定律則是將芯片發(fā)展的關(guān)注焦點(diǎn)從傳統(tǒng)的“幾何空間縮微”（把晶體管做?。┺D(zhuǎn)向了“時(shí)間縮微”（把信號(hào)傳輸時(shí)間縮短），通過邏輯折疊等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體與電子系統(tǒng)的持續(xù)演進(jìn)。

過去六年，華為基于這一思路設(shè)計(jì)并量產(chǎn)了381款芯片。今年秋季，首款完整采用邏輯折疊技術(shù)的麒麟芯片將面世。華為預(yù)計(jì)，到2031年，基于韜(τ)定律的高端芯片晶體管密度將達(dá)到1.4納米制程的同等水平。

但一個(gè)更尖銳的問題也擺在了行業(yè)面前：韜(τ)定律到底是一個(gè)真正的“新定律”，還是在技術(shù)受限下的自救營(yíng)銷？

“關(guān)鍵點(diǎn)并不在于韜(τ)定律是否真的成為摩爾定律層面上的一個(gè)新‘定律’?！币晃粯I(yè)內(nèi)的分析人士表示，韜(τ)定律比起替代摩爾，更重要的信號(hào)在于它首次打破了“唯制程論”的桎梏，為產(chǎn)業(yè)打開了另外一條可能的發(fā)展路徑，雖然依舊挑戰(zhàn)重重。

摩爾定律的替代品？

過去半個(gè)多世紀(jì)，摩爾定律驅(qū)動(dòng)著半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步。它的核心是幾何縮微：每18至24個(gè)月，晶體管密度翻一番，性能提升，成本下降。但現(xiàn)在的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，想要繼續(xù)依靠縮小尺寸換取性能提升，已經(jīng)越來越難。

5月25日，何庭波在一篇署名論文《多層電子系統(tǒng)的時(shí)間縮微理論》中提到，在大部分歷史中，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)只有一件事要做：把晶體管做得更小，但在7nm之后，純尺寸縮微的回報(bào)已經(jīng)趨于平緩。掩模成本、EUV折舊和設(shè)計(jì)規(guī)則復(fù)雜性已將2nm節(jié)點(diǎn)的前沿芯片設(shè)計(jì)預(yù)算推至超過十億美元。

華為提出的“韜(τ)定律”，核心本質(zhì)在于不再依賴幾何尺寸的縮小，而是通過在器件、電路、芯片、系統(tǒng)等各個(gè)層面，壓縮有效常數(shù)τ來實(shí)現(xiàn)。

“所有的芯片，他們共同的工作就是搬運(yùn)數(shù)據(jù)。之前幾何尺度上的優(yōu)化，主要是用更好的光刻機(jī)打印更高密度的電子通路加快。但是現(xiàn)在電子通路的寬度已經(jīng)跟在上面跑的這個(gè)車差不多了，所以會(huì)出現(xiàn)漏電以及丟數(shù)據(jù)的情況，其實(shí)就是摩爾定律遇到瓶頸了?！比A為一名內(nèi)部人士對(duì)記者表示，時(shí)間尺度上的優(yōu)化，舉例來說就像電信號(hào)在芯片介質(zhì)上的傳播速度只有它在真空中的50%，但只要在材料學(xué)上有突破，換介電系數(shù)更好的材料，那么就有提升空間。

但尋求后摩爾時(shí)代下的替代方案，華為并不是第一家。此前，英偉達(dá)也在系統(tǒng)集成上加大投入，包括NVLink、NVSwitch、CoWoS封裝、HBM集成、軟件生態(tài)系統(tǒng)，以及機(jī)架級(jí)架構(gòu)。AMD追求小芯片（chiplet）和先進(jìn)封裝技術(shù)，英特爾的Foveros和臺(tái)積電的SoIC，也代表了各自在垂直集成和三維堆疊方面的努力。蘋果的M系列芯片的成功，很大程度上歸功于內(nèi)存的本地化以及硬件與軟件的垂直集成。

“3D堆疊、混合鍵合、光替代銅等，臺(tái)積電等半導(dǎo)體企業(yè)其實(shí)都已經(jīng)在做了?！鄙虾Ｘ?cái)經(jīng)大學(xué)特聘教授胡延平在一篇署名文章中表示，業(yè)界討論過程中的疑問主要集中在三點(diǎn)：第一點(diǎn)，“韜(τ)定律”是一條與眾不同的新路，還是其實(shí)大家都會(huì)走的路；第二點(diǎn)，這是一條漸進(jìn)、優(yōu)化、改良的路，還是一個(gè)全新的體系；第三點(diǎn)，這是在換道超車，還是需要攻克更多的基本難關(guān)。

他認(rèn)為，盡管已經(jīng)有數(shù)學(xué)測(cè)算，但“韜(τ)定律”目前還不是嚴(yán)格意義上的半導(dǎo)體領(lǐng)域的發(fā)展定律，只是根據(jù)實(shí)踐提煉出來的測(cè)算理論，以及對(duì)未來的系統(tǒng)判斷和發(fā)展預(yù)期，和摩爾定律短時(shí)間內(nèi)也無法相提并論。但是從制程延緩、計(jì)算架構(gòu)在變、新的計(jì)算系統(tǒng)時(shí)空觀正在形成等角度來看，“韜(τ)定律”成為定律也不是一點(diǎn)可能都沒有。

“制程方面沒有亙古不變的定律，能持續(xù)有效個(gè)十來年就不錯(cuò)了。AI算力需求持續(xù)井噴當(dāng)前，對(duì)計(jì)算的需求不僅僅在于提高晶體管密度、提升能效比，還包括必須面向SICAS未來架構(gòu)的加速演進(jìn)。”胡延平表示，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的確處在發(fā)展歷程的重要拐點(diǎn)，這個(gè)拐點(diǎn)必須有人發(fā)出拐彎信號(hào)，有企業(yè)做出拐彎動(dòng)作。走出馮·諾伊曼架構(gòu)、三進(jìn)制、類腦計(jì)算、光計(jì)算、量子計(jì)算等不同方向業(yè)界都在向前走。包括華為在內(nèi)的企業(yè)，不會(huì)停留在路徑依賴?yán)铩?/p>

在何庭波提交的論文中，提到芯片在速度性能方面取得的相當(dāng)一部分收益，并不是通過新的光刻工藝步驟獲得的，而是通過在三維空間中對(duì)邏輯分布進(jìn)行拓?fù)渲亟M實(shí)現(xiàn)的，且該方向可持續(xù)。這種方式就像是“將平房升級(jí)為摩天大樓”，傳統(tǒng)的芯片設(shè)計(jì)是2D平面的，信號(hào)在幾百億個(gè)“門限開關(guān)”（晶體管）之間穿行，但在摩天大樓中，原本需要長(zhǎng)距離水平傳輸?shù)男盘?hào)，現(xiàn)在可以“坐電梯”垂直穿越，物理距離被急劇縮短。

這與摩爾定律有著本質(zhì)不同，因?yàn)轵?qū)動(dòng)技術(shù)的力量不再是制程的追趕以及單一的光刻節(jié)點(diǎn)的突破，而是依賴于在器件、電路、芯片、系統(tǒng)四個(gè)層面系統(tǒng)性。正是這種多維度的根本性轉(zhuǎn)變，讓半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)不得不重新審視未來的演進(jìn)方向。

產(chǎn)業(yè)影響幾何？

當(dāng)游戲規(guī)則從“幾何空間”變?yōu)椤皶r(shí)間系統(tǒng)”時(shí)，牌桌上的玩家們也在開始擔(dān)心是否會(huì)面臨一次殘酷的洗牌。在采訪中，部分人士對(duì)記者表示，這里面有機(jī)會(huì)，也有挑戰(zhàn)。

對(duì)于行業(yè)而言，韜(τ)定律下，封裝技術(shù)、新材料、互連架構(gòu)、系統(tǒng)軟件協(xié)同設(shè)計(jì)等過去被視為“配角”的領(lǐng)域，逐步站到了關(guān)鍵位置。任何一家公司，如果能在系統(tǒng)層級(jí)設(shè)計(jì)上實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新，例如通過先進(jìn)的3D堆疊、片間互聯(lián)協(xié)議來有效壓縮τ值，就有可能在性能上超越采用更先進(jìn)但成本高昂制程的對(duì)手。

這無疑為具備強(qiáng)大系統(tǒng)集成能力的公司，以及國(guó)內(nèi)眾多初創(chuàng)的Chiplet和先進(jìn)封裝公司，打開了新的機(jī)會(huì)窗口。

“在無法獲得最先進(jìn)EUV和領(lǐng)先代工廠服務(wù)的情況下，反而讓華為卸下了包袱。事實(shí)證明，不依賴最先進(jìn)節(jié)點(diǎn)，通過系統(tǒng)級(jí)的時(shí)間優(yōu)化，同樣可以實(shí)現(xiàn)代際性能提升。這直接挑戰(zhàn)了前者賴以生存的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)基石。”半導(dǎo)體行業(yè)的一位資深人士對(duì)記者表示，靠摩爾定律成功的公司，組織架構(gòu)、人才儲(chǔ)備、技術(shù)積累和資本配置都是圍繞“工藝節(jié)點(diǎn)”展開的，擅長(zhǎng)的是“把一個(gè)功能做到極致”，而τ定律要求的是全棧能力。

何庭波在演講中也在反復(fù)強(qiáng)調(diào)從器件到系統(tǒng)的協(xié)同優(yōu)化，華為的“統(tǒng)一總線（UB）”、“HiONE光互聯(lián)引擎”、“系統(tǒng)折疊”等，無一不是系統(tǒng)級(jí)的工程。

但也有產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)表現(xiàn)出了擔(dān)憂。一位半導(dǎo)體上游設(shè)備相關(guān)負(fù)責(zé)人對(duì)記者表示：目前該理論短期內(nèi)產(chǎn)業(yè)影響有限，但若后續(xù)技術(shù)路徑推進(jìn)至1納米以下制程，行業(yè)將迎來嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。

“華為這套技術(shù)方案，是在缺失頂尖光刻機(jī)的前提下，依托架構(gòu)、算法等軟性技術(shù)實(shí)現(xiàn)性能等效對(duì)標(biāo)，但該模式無法替代硬件層面的技術(shù)攻堅(jiān)?！鄙鲜鋈耸勘硎?，國(guó)內(nèi)外芯片企業(yè)發(fā)展處境差異顯著，海外廠商可借力臺(tái)積電、三星等先進(jìn)制程資源，國(guó)內(nèi)企業(yè)發(fā)展阻力更大，行業(yè)發(fā)展仍有賴于軟硬件領(lǐng)域同步實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破。

此外，理論從提出到成為產(chǎn)業(yè)共識(shí)，都必然伴隨著巨大的風(fēng)險(xiǎn)和現(xiàn)實(shí)挑戰(zhàn)。摩爾定律之所以成功，不僅僅是因?yàn)榫w管密度的提升，更是因?yàn)檫@些改進(jìn)伴隨著經(jīng)濟(jì)上可擴(kuò)展的制造工藝。τ定律目前更像是一個(gè)卓越的系統(tǒng)工程學(xué)原則，但尚未被證明是一條通用的、普適的經(jīng)濟(jì)學(xué)法則。當(dāng)需要大規(guī)模量產(chǎn)數(shù)百萬乃至數(shù)千萬片芯片，并承受消費(fèi)級(jí)市場(chǎng)的成本壓力時(shí)，τ縮微的經(jīng)濟(jì)賬是否能算得過來，仍是巨大未知數(shù)。

“韜(τ)定律意味著難度系數(shù)在一定程度上更大了?！焙悠奖硎?，設(shè)備、制程、工藝、良率乃至散熱以及EDA等基礎(chǔ)層面的挑戰(zhàn)與自我挑戰(zhàn)并存。這一定律不是遙遙領(lǐng)先式的官宣，而是對(duì)打法的一次融合提煉，對(duì)未來的一次勇敢預(yù)期，對(duì)體系的一次全面拓新。

不過，在他看來，先進(jìn)制程正在變成“不是唯一”，且制程本身在放緩，從時(shí)間角度給了國(guó)產(chǎn)芯片、新的計(jì)算體系以創(chuàng)新空間。

盡管前路漫漫，荊棘密布，但華為也在用自身的案例來說明這一定律的可行性。何庭波在論文中給出了一組數(shù)據(jù)，2020年5月至2026年5月期間，華為半導(dǎo)體設(shè)計(jì)并量產(chǎn)了381顆芯片，服務(wù)于移動(dòng)、AI、汽車、工業(yè)和基礎(chǔ)設(shè)施市場(chǎng)。在整個(gè)產(chǎn)品組合中，τ縮微論點(diǎn)經(jīng)受住了考驗(yàn)。2029年，CPU性能核心頻率預(yù)計(jì)將邁向4GHz及以上，麒麟SoC效率預(yù)計(jì)在三到五年內(nèi)在典型使用下將提升1倍以上，AI硬件集成度預(yù)計(jì)到2035年將增長(zhǎng)100倍以上。

她表示，“韜(τ)定律”正在向行業(yè)戰(zhàn)略家和資本配置者表明，下一筆投資應(yīng)跟隨τ而非節(jié)點(diǎn)，產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力不再完全依賴頂尖光刻工藝，芯片封裝、內(nèi)存帶寬、互聯(lián)架構(gòu)的戰(zhàn)略地位，已比肩昔日先進(jìn)邏輯制程。

對(duì)于在成長(zhǎng)過程中將“摩爾定律”等同于“進(jìn)步”的一代工程師而言，這是一個(gè)困難的轉(zhuǎn)變?！皫缀螘r(shí)代事實(shí)上已經(jīng)結(jié)束，否認(rèn)這一事實(shí)不是可行的策略。通過縮微實(shí)現(xiàn)加速的時(shí)代正在讓位于通過多層電子系統(tǒng)的τ優(yōu)化實(shí)現(xiàn)加速的時(shí)代?！焙瓮ゲㄕf。

她在論文的最后對(duì)產(chǎn)業(yè)界發(fā)出了號(hào)召，并表示未來六至十年，以τ作為核心研發(fā)目標(biāo)的企業(yè)、科研團(tuán)隊(duì)與產(chǎn)業(yè)生態(tài)，將主導(dǎo)后續(xù)十年的計(jì)算產(chǎn)業(yè)發(fā)展格局。

“未來十年技術(shù)發(fā)展框架已然清晰，仍存在諸多待解難題，僅憑單一企業(yè)無法攻克。工具鏈、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、性能基準(zhǔn)、器件物理、商業(yè)模型等領(lǐng)域，都需要全行業(yè)協(xié)同共創(chuàng)?！焙瓮ゲㄕf。