一、华为发表半导体韬定律
5月25日,2026国际电路与系统研讨会25日在上海举行,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。
“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。
近年来,摩尔定律面临物理极限和经济效益双重挑战。随着晶体管“几何缩微”放缓,成本红利逐渐消退,如何跨越传统工艺路径的局限,探索出一条全新的可持续演进路线,以满足当下呈指数级攀升的计算性能需求,已成为全球半导体行业亟待攻克的共同难题。
据悉,“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1.4纳米制程的同等水平。
二、华为论文指明了多个技术方向
由何庭波署名的论文《ATimeScalingTheoryforMulti-LayerElectronicSystems》已提交至中国科学院科技论文预发布平台,论文详细介绍了“韬(τ)定律”。论文展示了两个量产级别的验证案例:在移动SoC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;在AI系统方面,由具备内存语义统一总线架构、近封装Hi-ONE光学I/O,以及edge-to-surface3D折叠技术共同构成的协同设计技术栈,预计到2035年将实现超过100倍的硬件集成度增长。
值得关注的是,这篇论文不仅透露了华为未来十年的部分芯片发展路线,也指明了多个技术方向。
一是混合键合与TSV。未来十年,逻辑折叠技术预计将从局部关键路径折叠,演进为全面、多层级的折叠架构——即在单个封装内集成三层、四层甚至更多有源层堆叠。这一演进将有赖于两大技术支撑:一是低温混合键合技术,有助于放宽各堆叠层之间的热预算要求;二是TSV(硅通孔)落点下移,从顶层金属层下移至M6金属层,此举可释放超过30%高层布线资源。
二是3D堆叠。论文指出,3D堆叠的发展将是必然。“扇出困境”将导致2.5D扇出型封装扩展能力受阻,而3D堆叠则将解决这一困境,封装将变成垂直集成堆栈,内存、互连网络、供电与逻辑电路都能同步扩展。其也给出了较为明确的时间线:大约在2030年以前,昇腾超节点产品线(包括2025年的昇腾910C、2026年的昇腾950,以及后续的昇腾990)仍将依赖一系列成熟技术组合:Chiplet、2.5D扇出,以及基于微凸点(micro-bump)和标准间距混合键合的3D堆叠。
三是从铜互连到光互联。论文提出,在每颗AI芯片400Gb/s的带宽水平下,铜缆互连仍然是成熟、可靠且易于实现的方案。但当单芯片带宽提升至数Tb/s级别时,铜互连在物理层面将难以为继。由此,华为半导体开发了高密度光互连节点引擎(High-densityOptical-interconnect-NodeEngine,Hi-ONE)——一种近封装光引擎。该方案可为每个模块提供8Tb/s带宽,并通过单条光链路实现与AI芯片UB带宽相匹配的传输能力。它将SerDes(电串行器)所需传输距离从约100厘米缩短至约5厘米,并将传输距离从不足1米扩展至100米,从而使面向分布式、吉瓦级数据中心的高密度互连在物理上真正具备可实现性。
三、相关上市公司:精智达、中微公司、仕佳光子
精智达:混合键合属于先进的半导体封装技术,公司目前正在积极布局可以适用于采用先进封装技术的半导体存储器产品的测试设备。
中微公司:目前中微公司的前道设备被广泛应用在国内外NAND、DRAM及逻辑生产线。同时公司在先进封装领域(包含高宽带存储器HBM工艺)全面布局,包含刻蚀、CVD、PVD、晶圆量检测设备等,且已经发布CCP刻蚀及TSV深硅通孔设备。
仕佳光子:公司主营业务为光芯片与器件、室内光缆、线缆高分子材料,公司产品处于光通信产业链上游,最终应用领域主要是数据中心光互联、光纤接入网、骨干/城域网扩容及5G移动通信承载等。公司与多家国内外知名光模块厂商有直接或间接的合作。
