周一一早,迎来好消息。 新加坡联合早报今日报道:“尽管美国制裁使中国难以获得制造全球最先进晶片(即芯片)所需的设备,中国科技巨头华为仍预计,到2031年将设计出晶体管密度达到1.4纳米制程的高端晶片。” 很多人可能不清楚1.4纳米芯片是什么概念,先给大家用白话讲清楚。芯片制程数字越小,代表工艺越先进,同样大小的芯片里能装的晶体管数量越多,性能就越强,耗电还更低。 现在全球最先进的手机芯片是3纳米级别,主要由三星、台积电等公司生产,而1.4纳米属于下一代更高端的制程,目前全球都还在研发阶段,没有正式量产。 华为这次说的2031年达到1.4纳米制程同等水平,和传统的芯片制造思路不一样。过去几十年,全球芯片行业都遵循摩尔定律发展,简单说就是每两年左右,芯片上的晶体管数量翻一倍,性能也跟着翻倍,实现这个目标的办法就是把晶体管越做越小,也就是行业里说的“几何缩微”。 但现在这个路子走不动了,因为晶体管已经小到接近物理极限,再往下做,不仅难度极大,成本会疯狂上涨,而且性能提升还不明显,摩尔定律已经逐渐失效,这也是全球半导体行业现在面临的共同难题。 华为这次提出了全新的“韬(τ)定律”,核心思路不再是把晶体管做小,而是改成“时间缩微”,简单讲就是不纠结于晶体管的尺寸,而是想办法缩短信号在芯片里传输和处理的时间,通过逻辑折叠等技术,把芯片内部的电路布局从单层变成多层,提高晶体管密度,同时优化整个芯片系统的运行效率。 这个技术不是凭空想象,华为已经实际应用了。根据华为官方公布的数据,过去六年,基于这个技术思路,华为已经设计并量产了381款芯片,覆盖手机、人工智能计算等多个领域,这些芯片都已经实际用在了华为的各类产品上。 今年秋季,华为还会发布新款麒麟手机芯片,这款芯片会完整采用逻辑折叠技术,这也是这项技术第一次用在手机芯片上,能让芯片性能实现明显提升。 关于2031年达到1.4纳米制程同等水平的目标,华为也给出了明确的技术路径。通过逻辑折叠、芯片和软件协同设计、优化系统互联协议等一系列技术,从最底层的晶体管,到电路、芯片,再到整个使用芯片的系统,层层优化,最终实现晶体管密度达到1.4纳米制程的同等效果。 目前美国对中国半导体行业的制裁,主要是限制中国企业购买制造先进芯片所需的高端光刻机等设备,这让国内企业很难通过传统的缩小晶体管尺寸的方式,研发先进制程芯片。 华为这次公布的技术路线,绕开了传统制程的限制,不需要依赖最先进的光刻机设备,而是通过技术创新和系统优化,实现高端芯片的性能目标,这也是在当前外部限制下,中国半导体行业探索出的一条新发展路径。

