任正非:τ定律是华为可以选择的唯一一条突围道路
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来源:集微网
华为提出“韬定律”,以时间缩微替代几何缩微,通过逻辑折叠等技术压缩信号传播时延,提升晶体管密度。V2版本补充工程细节与数据,展示移动SoC和AI系统上的应用,预计2031年高端芯片晶体管密度达1.4nm水平。

5月25日,华为公司董事、半导体业务部总裁何庭波在题为《半导体新路径探索与实践》的主旨演讲中,正式发表“韬(τ)定律”。这是中国在全球半导体领域首次提出指导产业发展的新原则。基于该定律,华为过去六年已成功设计并量产了381款芯片。今年秋季,华为将发布新的麒麟手机芯片,完整采用逻辑折叠技术,大幅提升相关性能。

“韬定律”提出以“时间缩微”替代“几何缩微”,以系统性降低时间常数(韬τ)为目标,通过逻辑折叠等创新技术,持续压缩信号传播时延,不断提升晶体管密度,实现半导体与电子系统的持续演进。

近期,人民日报专访了何庭波。华为心声社区转发了这篇《独家对话何庭波:一直往前走,终归可以找到桥和路》专访文章,华为创始人任正非为这篇转发文章作了名为《道可,道非,常道》的按语。

任正非表示:“道可,道非,常道。τ定律是华为可以选择的唯一一条突围道路。其他厂家是有多条道路可选择的。华为为了逃生、活着、活下去、活得好,数万名员工6年来不断迭代,走出了一条已经成熟的道路。不是为了去颠覆什么,取代什么,而是找到了可以选的一条路。我们与高级社团交流时选择‘只阐述,不激辩’”。

老子《道德经》开篇第一句为“道可道,非常道;名可名,非常名”,其强调反对教条主义,真理不在书本或言语中,而在自然无为的实践中。而任正非将其重新断句为“道可,道非,常道”,瞬间将形而上的哲学思辨拉回到了残酷的商业现实。

7月3日,何庭波发布《面向多层级电子系统的时间缩微理论》(“韬定律”)V2版本。据悉,相比较5月25日发布的V1版本,新版论文在原有理论框架基础上,补充了大量工程落地细节、实测量化数据与产品演进路线,进一步完善了以时间常数τ为核心的后摩尔时代缩放理论体系。在工程落地方面,V2版本深度阐释核心技术LogicFolding的齿比(gearratio)概念,在混合键合间距接近顶层金属布线尺寸时,3D设计空间从传统的“宏块级离散优化”转向“单元级连续优化”,可实现全局最优的垂直逻辑划分,突破了传统3D堆叠仅能按功能块分层的局限。V2版还新增量产实测数据表,明确给出Kirin2026与基准Kirin9030Pro的电压、频率、归一化功耗、面积与功率密度参数。

摘要显示,六十年来,摩尔定律的几何缩放推动了半导体技术的进步。然而,这一行业共识已不再适用:纯粹尺寸缩小带来的收益已趋于平缓,尖端芯片的设计预算超过十亿美元,而最先进节点的晶体管成本也不再下降。本文提出了一种新的缩放原则——τ缩放。该原则以时间本身而非晶体管面积作为衡量进步的主要指标,并采用单一的特征时间常数τ作为统一的优化目标,涵盖从开关晶体管到数据中心工作负载的十二个数量级。本文展示了两个量产规模的演示案例。在移动SoC上,LogicFolding(一种将数字、模拟和存储电路划分到垂直堆叠的有源层的方法)在固定器件节点上实现了晶体管密度55%的阶梯式提升和41%的能效提升。在人工智能系统方面,由内存语义统一总线架构、近封装Hi-ONE光学I/O和边缘到表面3D折叠组成的协同设计堆栈,预计到2035年硬件集成度将增长100倍以上。更深层次的论断是方法论上的:τ缩放是自Dennard以来第一个在整个计算堆栈中建立共享优化目标的缩放原则。

“韬定律”构建了贯穿器件、电路、芯片到系统层面的多层级协同优化体系。预计到2031年,基于该定律的高端芯片晶体管密度将达到1.4nm制程的同等水平。(校对/赵月)