《科创板日报》9月7日讯,华为半导体负责人何庭波于9月4日更新了关于“τ定律”的论文。在此之前短短四个月内,华为已三次就该定律发表学术论文(5月25日发布V1版本,7月4日更新V2版本)。
最新论文题为《华为韬芯片本应熔化吗?》,主要回应了外界对3D堆叠芯片发热问题的质疑。文章指出,热量是τ定律面临的最大隐忧。外界预想折叠后单位面积晶体管激增,功率密度必然飙升,理应更热、更耗电,但事实并非如此。
通过“电路折叠”技术,典型核心导线长度缩短了20%,关键路径导线缩短了70%,最耗能的时钟缓冲器数量减少了一半。此外,电路折叠带来的晶体管数量提升,使得芯片能够构建更多并行核心,从而让每个核心以更低电压和时钟频率运行。这意味着,麒麟芯片的功耗下降并非来自计算更少,而是源于数据传输更少。
实测数据显示,麒麟2026芯片相比麒麟9030 Pro,晶体管密度从每平方毫米1.55亿提升至2.38亿,跃升55%。在相同性能下,其NPU、GPU、CPU性能核心及DSP等模块均实现了更低频率、电压和功率密度。其中NPU表现尤为突出:在保持29TOPS算力不变的情况下,其频率降低63%,电压从0.85V降至0.55V,功耗密度下降73%;GPU功耗下降58%,CPU性能核心下降41%。
针对局部高热,华为采取了“源头控制”与“主动排布”双重策略。一方面通过折叠降低源头功率密度,防止局部高温;另一方面在设计时主动进行热排布,将发热最严重的模块置于散热路径最通畅的位置,以实现热量平衡。
然而,何庭波也明确指出,折叠并非万能钥匙,而是需要迭代的系统工程。τ定律是时间缩放定律,而非能量缩放定律。如果设计者将节省的时间全部用于提升频率,芯片反而可能更耗电。此外,混合键合间距、晶圆翘曲、对准精度、EDA工具适配等工程难题,仍需未来三到五年持续攻关,且散热虽因总功耗下降而缓解,但下层热量传导问题并未消失。
市场分析方面,国金证券研报认为,华为韬定律芯片从平面集成走向立体集成,带动了工艺步骤、互连数量和制造复杂度的提升,对半导体设备构成积极利好。后道测试是更直接的增量方向,而前道设备则受益于国内存储及先进逻辑扩产,刻蚀、薄膜沉积、涂胶显影及键合设备需求全面增加。
开源证券表示,华为逻辑折叠更多是一种设计哲学与路径的创新,而非一劳永逸的方案,建议重点关注Fab、CP测试及新增设备环节。Fab方面,韬定律直接带动先进制程晶圆需求,且设计创新主要来自于前道晶圆厂的配合研发。CP测试方面,随着芯片堆叠层数和互连数量增加,测试复杂度、时长及良率管理要求同步提升,这带动了ATE、分选机、探针台、SLT和老化设备需求增长,其中极细间距的混合键合是明确的工艺方向。
