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集成电路(IC)发展的新定律:韬(τ)定律

浏览:1523  来源:通信人在线  日期:2026-05-25

韬(τ)定律是我国华为技术有限公司首次提出的集成电路(IC)发展的新定律,这是华为公司于2026525日在上海举行的2026国际电路与系统研讨会(IEEE ISCAS)上首次对外发布的,也是中国在全球半导体领域首次提出的产业发展新原则,堪称中国半导体从“跟随”到“定义路线”的里程碑。

一、韬(τ)定律的由来:

定律中的希腊字母(Tao,中文直译为“韬”)在工程学中代表时间常数,是衡量信号传播延迟的关键指标。华为首次提出的集成电路(IC)发展的新定律根本思路是尽可能的减少其时间常数τ,因此称之为“韬(τ)定律”。“韬(τ)定律”的英文名称为 Tau Scaling Law Tao Law

在物理学,时间常数(τ)是用来衡量系统变化快慢,数值上等于响应达到稳态值 63.2% 所需的时间。它反映了物理量从一种状态过渡到另一种状态的速度,数值越大变化越慢。‌‌‌时间常数(τ)最关键的一点是:它衡量的不是系统完全响应的时间,而是达到最终稳定状态约 63.2% 所需的时间。在工程上,普遍认为系统在经历 5 τ 的时间后就基本达到稳定状态了,此时完成了约99.3%的变化。

最常见的例子是给电容充电的RC电路(由电阻R和电容C组成),其时间常数 τ = R × Cτ 小(RC值小)意味着充放电很快,信号延迟就小;τ 大(RC值大)意味着充放电缓慢,信号延迟就大。τ的单位通常为秒(s)。

二、定律的核心

1、核心思想:“时间缩微”代替 “几何缩微”

韬(τ)定律的根本目标,是应对传统摩尔定律所依赖的“几何缩微”(即持续缩小晶体管物理尺寸)正面临的物理极限和经济效益双重挑战。其核心思想是在“几何缩微”逼近极限时,以“时间缩微”替代“几何缩微”,作为半导体演进的新指导原则。实质上将是以韬(τ)定律代替摩尔定律。

2、核心技术:逻辑折叠与系统优化

为系统性降低时间常数(τ),压缩信号传播时延,“韬(τ)定律”并非依赖单一技术,而是构建了一个贯穿器件、电路、芯片到系统层面的多层级协同优化体系。其核心方法包括:逻辑折叠(Logic Folding)、底层优化、全栈协同和系统重构,具体详见下表2-2的描述。

2-2:韬(τ)定律的核心方法

、成果与路线图

华为公司于2026525日,在由IEEE主办的、在上海举行的2026国际电路与系统研讨会(IEEE ISCAS)上宣布了华为基于“韬(τ)定律”的实践成果与未来目标:

1、过去六年

2020年以来,华为已基于该定律设计并量产了381款芯片。其产品覆盖了千行百业,遍及手机、服务器、通信等多个领域,主要的产品有:手机核心芯片麒麟(Kirin)系列、AI算力芯片昇腾 Ascend)系列、计算平台芯片鲲鹏 Kunpeng))系列、通信连接芯片巴龙(Balong)与天罡(Tiangang)系列,等等,具体可见下表3-1的简介。

3-1:华为基于韬(τ)定律的相关芯片情况

2、近期发布

华为计划于2026年秋季发布新的麒麟(Kirin)手机芯片,将完整采用逻辑折叠技术,预期能大幅提升性能。下表3-2给出了该芯片的预期关键性能指标。

3-2:华为2026年款麒麟(Kirin)手机芯片性能简介

3、远期目标

预计到2031年,基于“韬(τ)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,这被普遍认为是接近本年代末全球芯片制造的前沿水平。

因此,华为期待与全球科学家、工程师和产业伙伴紧密合作,共同基于韬(τ)定律推动半导体与电子产业持续发展。

“韬(τ)定律”的发布,彰显了华为公司在IC芯片发展的创新能力,尤其是在受到美西方恶意制裁限制的恶劣环境情况下。下表3-3详细列出了美西方制裁限制华为公司的经历(从2018年初至2021年底)。

3-3:华为公司受美西方制裁的经历情况

欲进一步了解摩尔定律介绍的请进入

附录
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