全网刷屏的华为“韬定律”,到底是什么意思?

2026-05-27 06:09:34 卞霁微 卞霁微 / 卞霁微

2026年5月,上海

2026年5月,上海。华为发布:

韬(τ)定律。

文章配图-1

报道原文,是这么写的:

……近年来,摩尔定律面临物理极限和经济效益双重挑战。……“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……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。

……近年来,摩尔定律面临物理极限和经济效益双重挑战。……“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……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。

消息一出,全网刷屏。央视报道,专家解读……但热评最高的一句是:感觉很牛,但看不懂。

文章配图-2

是啊。

什么是“摩尔定律”?什么是“韬定律”?什么又是“逻辑折叠”?以及,到底行不行?靠它,我们真的能绕过光刻机吗?

关于它“行不行”,我没有答案。因为下这个判断,还需要时间,还需要看接下来的芯片表现如何。

但至少,我们可以先搞清楚,“韬定律”到底是个啥。摩尔定律、时间缩微、逻辑折叠、等效1.4nm,到底是什么意思。

为此,我也做了一些研究,还找到了何庭波的原始论文,放到了参考资料。有兴趣可以翻出来看看。

当然,首先还是做个

为了进行大白话科普,这篇文章的很多地方,都简化到了有点不准的地步。真正的芯片设计,制造,要复杂一万倍。所以,千万别拿着文章,去专家面前显摆。

好。我们开始。

01

摩尔定律:不是科学定律,是“产业共识”

要讲清楚“韬定律”,得先讲清楚“摩尔定律”。

为什么?因为摩尔定律的困境,正是韬定律提出的前提。

在论文开始,何庭波提到:

长达60年的时间里,摩尔定律的几何缩放,一直推动着半导体产业的进步。然而,这一行业契约已不再成立。

长达60年的时间里,摩尔定律的几何缩放,一直推动着半导体产业的进步。然而,这一行业契约已不再成立。

什么是摩尔定律?

它由英特尔的创始人之一,戈登·摩尔提出:芯片的晶体管数目,约两年便会增加一倍。性能大大提升的同时,价格也会骤降。

但摩尔定律,并不是实验验证的科学定律,而是经验归纳。就像你发现,隔壁孩子每年长高5厘米,所以未来几年,大概也会这么长。

既然是经验归纳,那摩尔定律怎么就推动行业进步了那么多年?

因为它降低了:内耗成本。

如果没有摩尔定律,就可能会发生这种情况。设计公司说:我觉得明年晶体管密度能涨50%。制造厂会说:别瞎说,我可干不出来。20%吧。设备商说:都不对,我认为是25%。结果,设计出来的芯片,制造厂造不出来。工艺突破了,设计工具和软件生态又没准备好。

但有了摩尔定律,整个行业逐渐有了共同预期:芯片上的晶体管数量,会持续高速增长。

所以,上下游同步投资、同步研发、同步定价。设计公司按摩尔定律规划产品,制造厂按摩尔定律升级工艺。设备商按摩尔定律研发光刻机。因为信息不通产生的内耗,就会大幅减少。

战略的价值,是减少内耗。摩尔定律,就是半导体过去最核心的战略。

而过去几十年,增加晶体管密度的主要办法,就是把晶体管做小。关键工具,就是光刻机。而因为ASML的垄断,叠加出口的管制,中国很难获得最先进的设备,这就是“卡脖子”说法的由来。

但目前,这条路似乎到了“极限”。

比如,物理极限。一个硅原子,大约0.22纳米。很多芯片制程,已经进入1纳米节点。在如此小的物理尺度,电子也不听话了。当它直接“穿”过晶体管栅极,控制开关就越来越难。

比如,经济回报的极限。何庭波也在论文中,给出了具体描述:

纯粹尺寸缩小带来的回报趋于平缓,前沿芯片的设计预算已超过每颗十亿美元,而在最先进制程节点上,每晶体管成本已不再下降。

纯粹尺寸缩小带来的回报趋于平缓,前沿芯片的设计预算已超过每颗十亿美元,而在最先进制程节点上,每晶体管成本已不再下降。

一边,物理微缩的边际收益,急剧减少。一边,AI对算力的需求,急剧攀升。于是,行业逐渐陷入迷茫:

如果晶体管不能再缩小,我们接下来往哪走?

02

韬定律:不问还能做多小,问还能少等多久

华为说,我有一个答案。具体,就是:

韬(τ)定律。

什么是韬定律?人民日报是这样定义的:

“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。

“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。

大白话说,就是:

靠“缩短延迟”提升计算性能,而不再只靠“把晶体管做小”。

用户真的在乎晶体管尺寸吗?难说。用户最在意的,是任务完成得快不快。打开App快不快,AI推理快不快,数据中心响应快不快。

过去几十年,行业一直拼命把晶体管做小。但换个角度,晶体管变小,可能不是目的,只是手段。当晶体管变小,开关速度会更快,信号传播距离会更短,数据传输延迟会更低。最后体现的,不是“小”本身,而是整个系统的延迟变低。

真正应该优化的,是计算系统完成任务时,产生的各种延迟。

比如,电路信号传播的延迟。数据从存储单元搬到计算单元的延迟。甚至,多颗芯片通信的延迟。这些延迟,都会变成性能损耗。

所以,华为把分散在各层的延迟,统一抽象成指标:τ,读“韬”。韬理论的核心目标,就是:压缩延迟。

既然优化的目标明确了,那具体该怎么做?

如果只看电路层,一个核心瓶颈,就是 RC 延迟。

别被这个名字吓到。R是电阻,电阻会阻碍电流,就像水管粗细影响水流快慢。水管越细,水流越慢。电阻越大,电流也越难通过。C是电容,电容会存电,就像水桶的作用是存水。信号传输的延迟,就可以大概理解成,把水桶接满水的等待时间。

所以,当电阻越大、电容越大,延迟也就越大。

那么,如果要在电路层面降低延迟,办法很直接:要么,降低电阻,要么,降低电容。

如何做到这点?论文里提到了一个核心方向,是:

逻辑折叠(Logic Folding)。

03

逻 辑折叠:把芯片从“平房”盖成“楼房”

什么是逻辑折叠?

想象一座办公楼。如果所有部门只在一层办公,那市场部找产品部,产品部找研发部,每次沟通,都得穿过长长的走廊。

时间,就浪费在路上。

如果换种设计呢?市场部在1楼,产品部在2楼。原本上百米的横向距离,只剩下十几米的楼梯。

逻辑折叠,就是这个思路。

在论文中,何庭波是如此定义的:

逻辑折叠是一种设计方法论,它将数字、模拟和存储电路分布到垂直堆叠的有源层中,按照时间缩放原理共同优化性能、功耗和面积。

逻辑折叠是一种设计方法论,它将数字、模拟和存储电路分布到垂直堆叠的有源层中,按照时间缩放原理共同优化性能、功耗和面积。

大白话说就是:把原本平铺的电路,叠起来。

传统芯片里,大量电路模块摆在同一平面。如果两个模块离得远,信号就得在金属线跑,跑啊跑。

这条路,怎么跑都没有尽头。

前面我们提到,简化到电路层,延迟的核心瓶颈,和电容电阻有关。而导线越长,电阻越大。长距离布线,还会带来更多寄生电容。这就相当于,把水管拉长,还额外挂了小水桶,那把水灌满,就更慢了。

逻辑折叠的核心机制之一,就是缩短信号路径。

电路叠起来,需要通信的模块之间,信号就不用横向跑马拉松,竖向走楼梯就行。这路,就变短了。路一变短,电阻下降。并排布线少了,寄生电容也减少,延迟也就压缩了。

当然,立体堆叠这件事,并不是华为第一个想到的。

过去几年,AMD 的 3D V-Cache、英特尔的 3D 集成方案,都在往这个方向探索。但华为的逻辑折叠,不只是把模块堆得更近,是把原本平铺的电路结构,做成立体布局,从而压缩延迟。

不是在一层平房里,把房间越做越小,而是把平房拆掉,盖一栋楼房。

听起来很有道理。那这套方法,效果如何?何庭波提到:

移动芯片场景,逻辑折叠技术在相同制程节点下,实现晶体管密度提升55%,能效提升41%。

移动芯片场景,逻辑折叠技术在相同制程节点下,实现晶体管密度提升55%,能效提升41%。

嗯。这或许说明,华为的这条路线,已经走出了第一步。但华为的目标,不止于此:

预计到2031年,晶体管密度达到等效1.4nm制程的水平。

预计到2031年,晶体管密度达到等效1.4nm制程的水平。

文章配图-3

(图片来自:人民日报)

04

等效1.4nm:不是物理尺寸,是晶体管密度

什么是等效1.4nm?

先搞清楚前提:现代半导体里的“几纳米”,早就不是晶体管栅极的长度了。因为随着芯片越做越复杂,决定性能的,不只是晶体管大小,还有布线间距、结构设计、封装方式……

“几纳米”,慢慢就从具体尺寸,变成了综合工艺水平的标签。“1.4nm”,就代表了更先进一代工艺的综合水平。

而华为说的“等效1.4nm”,意思就是:

我不一定,非得把晶体管继续做得那么小。但我能通过逻辑折叠等方法减少延迟,让它逼近更先进节点的水平。

就像盖办公楼。

传统路线,是把每间房间越造越小,从而多塞办公室。但韬定律的路线,是办公室大小不变,但把办公楼从一层改成多层。同样是那块地,能用的房间数量,可能比房间更小的单层楼多。

厉害。但是,要做到这一点,并不容易。路上的阻碍,一个接一个。

比如,工具问题。

今天芯片设计行业的很多工具,还是“平房时代”的产物。

所有建筑设计软件,都默认你盖一层楼。现在你突然说,不,我要盖大楼。而且楼里,机房、电梯、管道,全都一起优化。那原来的设计工具,很多就不够用了。

比如,工艺问题。

理论上能叠起来,不等于现实里能稳定量产。

盖平房,施工误差还容易控制。可盖高楼,难度会陡增。更关键的是,楼盖高了,楼梯也占地方。芯片里的垂直互联结构,不光占空间,还会带来额外电阻电容,增加制造复杂度。

如果良率无法保证,成本就高到没法商用。

还有,能耗发热问题。

把晶体管叠起来,单位面积的能耗和发热量,都会猛增。热量散不出去,芯片就会过热降频。论文,还里有一句很有洞察的总结:

τ是时间定律,而不是焦耳定律。

τ是时间定律,而不是焦耳定律。

简单说:快,不等于省电。

所以,压缩延迟这事,不能只看快不快,还得看值不值。如果为了追求速度,最后把系统变成一个耗电怪兽,那商业上依然不成立。

总的来说,华为这条路的难点,在于:工程链重塑。

不光设计工具得重做,制造工艺还得跟上,能耗得做平衡,测试标准都可能要重写。

路漫漫,其修远兮。

2031年的目标,还需要华为,一步一步去验证。

最后的话

好了。关于这次华为的韬定律,关于什么是逻辑折叠,时间缩微,我们就讲完了。回到很多人关心的问题:

这个东西,真行吗?靠它,我们真的能绕过光刻机吗?

答案,还不得而知。因为真正的商业世界,不是“提出概念”就等于胜利。你还需要落地,验证,大面积推广,要看效果到底如何。

散热、良率、软件生态……每个坎,都可能需要海量的资金和工程师。在这些问题解决之前,任何“大获成功”的结论,都为时尚早。所以,面对当下的各种争论,我们大可保持最大的理性与克制。

不过有时候,要改变行业,提出一个别人还没认真回答的问题,的确非常重要。

毕竟,六十年前的摩尔定律,最初也不过是一个人的观察而已。

参考资料:

1、A Time Scaling Theory for Multi-Layer Electronic Systems

4、华为发表韬(τ)定律,实现晶体管密度与系统性能突破

https://www.huawei.com/cn/news/2026/5/ieee-iscas-tau-scaling

观点/ 刘润 主笔/ 景九 编辑 / 歌平 版面 / 黄