任老估计很后悔,他后悔的不是台积电不再代工,也不是买不到光刻机,而是当初没更早把这条路彻底走通。摩尔定律靠几何缩微推进,越到后面成本越高,华为受限于外部条件,继续拼纳米拼不过。
2019年5月16日,美国一纸禁令把华为踢出全球芯片供应链。台积电不代工了,ARM不授权了,谷歌不服务了。全世界都觉得华为的芯片业务完了。
可6年后的5月25日,华为董事、半导体业务部总裁何庭波站在IEEE国际电路系统研讨会的讲台上,向全球半导体行业扔了一颗重磅炸弹,华为正式发表“韬(τ)定律”,提出以“时间缩微”替代“几何缩微”。
过去6年,华为基于这条新路径,已经设计并量产了381款芯片。今年秋季,首款完整采用逻辑折叠技术的麒麟2026芯片将正式面世。美国用制裁给华为画了一条“死线”,华为硬生生把它踩成了起跑线。
先看华为被逼到了什么地步。2019年5月,美国商务部将华为列入“实体清单”,禁止美国企业向华为出售芯片和相关技术。随后制裁层层加码,台积电无法为华为代工,ARM停止授权,谷歌停止GMS服务。
华为海思一夜之间从“备胎”变成了“只能靠自己”的独苗。华为轮值董事长徐直军后来在一次采访中说了一句话“如果不是美国逼我们国家、我们公司、我们产业界,不可能要干一件这样的事,但是也感谢美国,使得我们的半导体产业链能够真正成长起来”。
徐直军还首次披露了华为芯片六年突围的全过程。他说海思在华为是成本中心,不要求挣钱,“只要华为活得下来,海思就会活得下来”。
这句话翻译过来就是不管花多少钱、不管有没有短期回报,芯片必须自己搞出来。在华为内部,“韬定律”也被称为“何式定律”。
传统芯片行业信奉摩尔定律,每18到24个月,芯片上的晶体管数量翻一倍。可到了7纳米以下,这条路越走越窄。
光刻机逼近物理极限,最先进节点的芯片设计预算超过每颗10亿美元,单位晶体管的成本也不再下降。华为又被卡死了先进制程,走不了摩尔定律的老路。怎么办?何庭波提出了一个完全不同的思路,不再死磕“几何缩微”,改用“时间缩微”。
什么是“时间缩微”?以前提升芯片性能靠的是把晶体管做得更小、塞得更密。华为现在换了个打法不追求把晶体管做小,而是压缩信号在芯片内部跑来跑去的时间。核心就是降低一个叫“时间常数τ”的东西。
怎么降,靠“逻辑折叠”。传统芯片的电路是平铺在平面上的,信号从A跑到B要走很长的路。华为把电路从“平房”叠成了“楼房”,把数字电路、模拟电路和存储电路分区,垂直堆叠在多层有源层中。
信号传输距离大幅缩短,延迟和功耗一起降下来。何庭波在论文里说得很直白,逻辑折叠使麒麟芯片能够大幅提升CPU核心频率,并为迈向4GHz及更高频率铺平道路。
何庭波说得清清楚楚,华为还特地强调麒麟2026选择的是一种趋于保守的逻辑折叠,暗示晶体管密度的提升仍然有空间。
按照华为的预测,未来10年,逻辑折叠将从局部路径折叠演进为全规模、多层折叠。从2026年到2035年,晶体管密度预计将向400MTr/mm²及以上攀升。
一个被卡了6年制程的企业,愣是用系统级优化把晶体管密度干到了接近台积电初代3纳米的水平。徐直军说得更硬气“华为所有产品已能够基于中国大陆完成设计、制造并实现规模化供应,真正做到彻底不依赖外部”。
美国制裁华为,本来是想锁死它的芯片。可华为被逼到墙角之后,反而走出了一条全世界没人走过的路。如果制裁没来,华为大概率还会沿着摩尔定律的老路走,跟着台积电的制程节点一点点升级,不太可能去折腾“逻辑折叠”这种非对称创新。
可制裁把那条路堵死了,华为只能自己开一条新路。结果这条新路,反而让它在某些维度上跑到了前面。
这就是“约束驱动创新”,当外部约束切断最优解时,组织反而更容易跳出路径依赖,被迫探索替代方案。华为的突破不是“早知道”的遗憾,是“被逼出来”的意外收益。
381款芯片,53.5%的密度提升,41%的功耗下降,1.4纳米的远期目标,这组数字背后,是一家被制裁了六年的企业,在没有最先进光刻机的情况下,用系统级创新硬生生撕开的一道口子。
美国给华为画了一条“死线”,华为把它踩成了起跑线。今年秋天,搭载麒麟2026的Mate 90系列就要发布,直接对标苹果iPhone 18 Pro。到时候,全球市场会亲眼看到,制裁到底有没有锁死华为。
美国用制裁把华为逼上了绝路,可华为愣是在绝路上修了一条自己的高速。到底是制裁太狠,还是华为太硬?
“韬定律”V2版正式发布——中国科技网
