日前2026国际电路与系统研讨会在上海举办,华为公司董事、半导体业务部总裁何庭波在会上发布以“时间缩微”替代摩尔定律“几何缩微”的“韬(τ)定律”,这是华为首次公开其近年来进行“芯片突围”的底层方法论。
据了解,过去6年,华为以“韬定律”为指导,自主研发了381款芯片,在光通信、数据通信、无线、5G、手机、自动驾驶以及鲲鹏、昇腾所在的通用计算和人工智能计算等领域,都有重新设计的芯片。何庭波透露,华为将在今年秋季发布的新的麒麟手机芯片,是首个完整的“韬芯片”。
60多年来,摩尔定律引领着电子行业从业者专注于芯片空间上的“几何缩微”,通过不断把晶体管“做小”缩短电子传输距离,从而让芯片速度更快。然而,随着摩尔定律逼近物理极限,继续缩小晶体管尺寸不仅经济成本飙升,单靠尺寸微缩带来的速度改善也已微乎其微,这种演进出现了放缓趋势。
当“以空间换时间”不再行得通,华为开始直接优化时间。“韬定律”就是以“时间缩微”替代“几何缩微”作为半导体与电子系统演进的新指导原则。何庭波署名论文《面向多层级电子系统的时间缩微理论》指出,“韬定律”将时间本身(而非晶体管面积)作为衡量技术进步的主要指标,并采用单一特征时间常数τ作为贯穿全栈的统一优化目标,适用范围从单个开关晶体管到数据中心工作负载,跨越12个数量级,通过逻辑折叠等创新技术压缩信号传播时延、提升晶体管密度,从而实现半导体与电子系统的持续演进。
逻辑折叠是“韬定律”的关键技术之一。为了便于理解,我们可以想象这样一种城市图景:一座城市的住宅区、办公区、学校、医院等地分散在不同街区,人要去另一个功能区必须跑很远,导致通勤时间很长,路上能耗也高。传统芯片就像这样一座摊开在一张地图上的城市,而逻辑折叠就像把这座平面城市中的相关单元上下“堆叠”起来,根据逻辑关系在两个区域间安装几百万台“电梯”,从而缩短直达距离、节约时间,也能提供更多功能。
何庭波在论文中指出,在移动SoC(系统级芯片)方面,逻辑折叠技术在相同器件节点下,实现了晶体管密度55%的阶跃式提升,以及41%的能效增益。
何庭波此前接受媒体采访时表示,“韬定律”是华为基础理论研究的一个突破,不仅对芯片本身很重要,对整个半导体行业同样很重要。“未来5年到10年,半导体行业将遇到障碍,一定会认真思考‘韬定律’这条路径。”何庭波说。
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