5月25日,華為正式發(fā)表“韜(τ)定律”,為半導(dǎo)體與電子系統(tǒng)演進提供全新指導(dǎo)原則。預(yù)計到2031年,基于該定律的高端芯片晶體管密度有望達到1.4納米制程的同等水平。受此消息影響,A股市場芯片產(chǎn)業(yè)鏈午后持續(xù)走高,東芯股份、華虹公司、甬矽電子漲停,中芯國際、盛美上海、拓荊科技、東微半導(dǎo)等十余股漲超10%。
在現(xiàn)代信息技術(shù)飛速發(fā)展的半個多世紀(jì)中,半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的繁榮與演進始終圍繞著摩爾定律:通過不斷縮小晶體管的物理尺寸,集成電路在單位面積內(nèi)能夠容納更多的計算單元,從而實現(xiàn)芯片性能指數(shù)級攀升與單位計算成本持續(xù)下降。然而,隨著硅基工藝節(jié)點向亞納米時代挺進,這一基于“幾何縮微”的單向演進路徑正面臨嚴峻的物理極限和經(jīng)濟效益雙重挑戰(zhàn)。
在這種背景下,華為在電氣電子工程師學(xué)會于上海舉辦的國際電路與系統(tǒng)研討會上,由公司董事、半導(dǎo)體業(yè)務(wù)部總裁何庭波發(fā)表了題為《半導(dǎo)體新路徑探索與實踐》的主旨演講,正式推出韜(τ)定律。該定律提出,以“時間(τ)縮微”改寫傳統(tǒng)“幾何縮微”作為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)全新演進核心邏輯,通過邏輯折疊等創(chuàng)新技術(shù),持續(xù)壓縮信號傳播時延,不斷提升晶體管密度,從而實現(xiàn)半導(dǎo)體與電子系統(tǒng)的持續(xù)演進。
多位行業(yè)人士表示,相較于摩爾定律聚焦芯片單一維度的尺寸迭代,韜(τ)定律構(gòu)建起貫穿器件、電路、芯片到系統(tǒng)層面的多層級協(xié)同優(yōu)化體系,強化了體系化的能力,而不僅僅是芯片的能力。該體系以系統(tǒng)性降低時間常數(shù)τ為目標(biāo),旨在驅(qū)動各層級性能、能效、晶體管密度的持續(xù)提升。具體來說,在器件層面,通過優(yōu)化晶體管和互連電阻及寄生電容,從物理底層最大限度縮微器件級時間常數(shù)τ;在電路層面,通過邏輯折疊技術(shù)突破傳統(tǒng)平面布局的物理邊界,顯著縮短關(guān)鍵路徑的走線長度并有效降低信號傳播的電阻和電容負載,實現(xiàn)晶體管密度和電路性能大幅提升;在芯片層面,通過全棧軟硬芯協(xié)同設(shè)計,基于實際工作負載實現(xiàn)指令流和數(shù)據(jù)流的細粒度控制,提高系統(tǒng)級并行度和效率,大幅降低端到端執(zhí)行時間;在系統(tǒng)層面,定義靈衢總線,重構(gòu)計算系統(tǒng)互聯(lián)協(xié)議,實現(xiàn)超節(jié)點的統(tǒng)一內(nèi)存編址和原生內(nèi)存語義,大幅降低系統(tǒng)通信時延。