本文來源:時代周報 作者:朱成呈
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5月25日,華為在半導體領域拋出一個新概念。
當天,在IEEE國際電路與系統研討會(ISCAS 2026)上,華為公司董事、半導體業務部總裁何庭波首次公開提出“韜(τ)定律”。
與過去數十年依賴晶體管線寬持續縮小的“摩爾定律”不同,“韜定律”試圖將半導體演進方向從“幾何縮微”轉向“時間縮微”,即通過邏輯折疊等創新,持續壓縮芯片內部的信號傳播時延,從而實現半導體與電子系統的持續演進。
何庭波在同期發布的論文《多層電子系統的時間縮微理論》中直言,未來十年的方向已經明確,但“工具鏈、標準、基準、器件物理和經濟模型,都需要超越任何單一公司的貢獻”。這意味著,“韜定律”并不是單一技術突破,而是一場涉及EDA、晶圓代工、先進封裝、設備、材料的產業協同。
半導體資深專家張國斌向時代周報記者表示,過去行業更多依賴縮小晶體管線寬提升性能,而韜定律本質上是在先進制程受限條件下,從系統級層面對芯片性能重新進行優化。“它不是簡單的封裝升級,而是從芯片架構、3D堆疊、軟件編程到系統級協同的一整套重構。”
何庭波這篇論文的核心貢獻,是將優化目標從空間域(L,特征尺寸)轉移到時間域(τ,時間常數)。快思慢想研究院院長田豐向時代周報記者表示,這意味著整個產業鏈的競爭維度發生位移,不再只有光刻機和制程節點才是決定性變量,能降低互連電阻、寄生電容或物理路徑長度的技術也十分重要。
資本市場迅速作出反應。5月25日,A股半導體板塊大幅走強。然而,并非所有半導體企業都能從中均等受益。“韜定律”的重點,是在單一制程能力之外,強調邏輯堆疊之后的系統工程能力,包括跨層協同設計、先進封裝互連以及高功耗散熱管理,產業價值鏈或向EDA、先進封裝、熱管理等環節傾斜。
“華為韜定律的發布,實際上為整個產業明確一件事:下一個十年,競爭的勝負手不在光刻機的節點上,而在封裝、存儲帶寬、互連和Fabric設計上,以及支撐這一切的系統級EDA工具鏈上。”芯和半導體創始人代文亮向時代周報記者表示。
國產EDA迎機會窗口
何庭波在論文中以“時間常數τ”作為優化目標,將其定義為貫穿晶體管、電路、芯片、系統四個層級的統一度量衡。代文亮認為,這一框架的意義在于:它第一次讓工藝工程師、電路設計師、架構師、系統工程師圍繞同一個量、用同一套單位展開協同優化,而不是各自在本層獨立優化。
這也意味著,EDA的重要性被重新定義。何庭波在論文中直言,現有EDA是為面積、時序、功耗三軸獨立優化而設計,系統τ作為殘差出現。若要實現全規模邏輯折疊,工具鏈必須首次將多個堆疊晶圓視作一個連續設計實體。
國產EDA廠商有望迎來機會窗口。在田豐看來,國際EDA巨頭(如楷登和新思科技)的核心代碼庫在數十年的2D優化中深度積累,其向3D架構遷移的成本極高。而國產EDA廠商在3D-native工具上是空白出發,雙方的起跑線差距是歷史上最小的時刻。
代文亮也認為,對于系統級EDA這個賽道來說,這是一次難得的歷史性機遇。當優化對象從晶體管面積變成全棧時間常數,當設計邊界從單片SoC擴展到芯片-封裝-整機,工具鏈的重構就不再是未來的事,而是正在發生的事。
不過,窗口并不意味著能夠迅速兌現。目前,國內現有已上市EDA企業的技術布局,仍主要集中于數字前端、模擬電路、制造類等單芯片層面,在系統級EDA方向尚未形成可規模化、可工程化的完整能力體系。
與此同時,國際巨頭已開始提前卡位。新思科技以350億美元收購Ansys,西門子收購Altair,Cadence將戰略調整為智能系統設計,45%的客戶已來自系統類企業。這些并購的核心邏輯,是用多物理場仿真能力補齊傳統EDA在系統層的空缺。
深度科技研究院院長張孝榮向時代周報記者表示,在EDA領域,國產廠商在系統級EDA這個新賽道上確實有機會縮小與國際三巨頭的差距,華大九天、芯和半導體已在3DIC和多物理場仿真上提前落子,而AI驅動的設計范式變化,對所有玩家而言都是新課題。但他同時提醒,華為自研的工具鏈很可能形成新的封閉生態,其他廠商未必能分到這杯羹。
當然,國產EDA并非沒有突破口。田豐指出,概倫電子的器件建模工具(SPICE模型、統計變異模型)已被臺積電、三星等全球前十大晶圓廠驗證采用,具備從器件特性建模擴展到晶圓間變異建模的技術路徑。晶圓間變異建模的相關標準,因尚無機構定義,這是國產EDA最可能率先寫下標準的開放領域。
先進封裝是關鍵因素
在何庭波提出的“韜定律”框架中,先進封裝的重要性被明顯抬升。
論文列出的四大開放問題——工具鏈、晶圓間變異、垂直互連開銷、能量伴隨定律,幾乎都指向同一個現實:當芯片開始走向3D邏輯堆疊,封裝已不再只是“后道工藝”,而是決定系統性能的核心環節。
其中,晶圓間工藝變異控制,要求晶圓廠具備更強的一致性制造能力;而垂直互連良率,則將封測廠推向接近前道晶圓制造的工藝水平。田豐認為,國內最有機會率先突破的環節,是成熟節點晶圓廠在特色工藝上的垂直集成能力,以及封測廠向前道延伸的晶圓級混合鍵合量產能力。
何庭波論文中的首個工程驗證案例,也正是圍繞這一思路展開。其在移動SoC上采用邏輯折疊,在不換節點的前提下,把數字、模擬、存儲電路分布到垂直堆疊的多個有源層上,通過超細節距混合鍵合將兩層連接起來,使其在電路設計視角呈現為一塊連續的“超大芯片”。
“無論是時間微縮,還是邏輯折疊,本質上都離不開3D堆疊,因此先進封裝會是一個關鍵因素。”張國斌向時代周報記者表示。他認為,中國在先進封裝上并不落后。包括英偉達、AMD等公司的部分高端芯片,長期都在中國完成封裝測試。
“真正關鍵的是,多層堆疊之后,能否實現整體芯片性能的躍遷。”張國斌表示,隨著今年秋天新一代麒麟芯片推出,外界或許能更直觀看到這一方向的工程化成果。
根據芯思想研究院調研,目前全球前十大委外封測(OSAT)企業中,中國內地占據五席,包括長電科技、通富微電、華天科技、智路封測、盛合晶微,合計市場份額達到32.6%。
傳統封測是代加工模式,核心競爭力是良率和成本。但在“韜定律”體系下,邏輯折疊對封測的要求更高,接近前道工藝對晶圓級制造的要求。田豐認為,通富微電深度綁定華為供應鏈,而盛合晶微是當前國內最接近前道后道融合的封測企業,也是匹配韜定律能力要求的供應商。
事實上,由于先進封裝涉及大量晶圓處理工藝,且對潔凈度、精細度、自動化等的要求遠高于傳統封裝,晶圓廠與封測廠的邊界正在被打破。包括臺積電在內的晶圓廠,近年均在持續向后道延伸,自建先進封裝產能,并優先服務內部客戶體系。
中芯國際也在加速布局。5月15日,中芯國際在業績說明會表示,公司從2015年就開始布局先進封裝,現已成立專門機構加深對前沿技術的研究;此外還建立配套產能,滿足中芯國際現在客戶的相關需求。
散熱概念炒作成分大
相比EDA、混合鍵合、先進封裝等真正決定邏輯堆疊上限的核心環節,散熱概念也在資本市場受到追捧,其中或存在認知錯位。
韜定律只解決“時間維度的集成效率”,并不自動解決功耗、供電、散熱、成本和良率問題。隨著邏輯堆疊進入深水區,熱問題已經不再是“配套工程”,而是開始反向決定堆疊路線本身。
在論文中,何庭波提到,Kirin 2026采用“選擇性折疊關鍵路徑”而非全設計折疊,部分原因正是熱預算約束。其保守版本(局部折疊、1.5μm HB間距)產生的熱密度,仍處于VC均熱板能力邊界之內。未來五年,VC均熱板從0.35mm繼續向0.2mm以下推進,疊加石墨烯-銅復合結構,仍將是移動端主流散熱路徑。
但問題在于,VC方案的改進速度是“線性”的,而韜定律下邏輯堆疊帶來的熱密度增長,可能是“指數級”的。按照論文路線圖,到2031年,熱密度增幅將明顯超過傳統VC方案的演進速率。
田豐指出,散熱架構將隨邏輯折疊的演進,從單向熱流管理升級為垂直熱預算協同分配。背面供電驅動的嵌入式微通道液冷與鍵合界面熱阻控制,是最具工程確定性的關鍵方向。
“真正的壁壘在于芯片和封裝內部的散熱能力,而不是后端的風冷或均熱板。”張孝榮認為,散熱方面,關鍵突破方向的優先級很明確:材料創新(比如金剛石-碳化硅復合材料)排第一,其次是封裝級微通道液冷,最后是系統級液冷。這方面,國內企業與國際先進水平差距不小,當前股價里的炒作成分更大。
更深層的問題在于,混合鍵合的熱管理壁壘,表面看是材料問題,深層是CMP工藝精度和晶圓表面處理的系統控制能力。
田豐指出,國內在CMP設備和晶圓鍵合設備方向已有布局,但尚無一家企業具備CMP精度控制、鍵合界面熱阻測量以及封裝熱驗證一體化的系統能力。
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