今天华为又高调干了一件大事,宣布发布——韬(τ)定律。
华为自2023年手机业务回归以来,从未如此高调的在芯片业务上进行新技术的发布。
既然出手了,那肯定是不同寻常的。
事实上也确实如此,据业内判断,这可能是半导体行业上一次划时代的产业变革。
类似于AI芯片的先进封装,存储芯片的3D堆叠。
从此跳出摩尔定律,完全改变了传统芯片行业的进化迭代路径。
因此随着消息传出,今天整个半导体板块都沸腾了,大涨4.67%,20多只个股涨停。
要读懂“韬定律”的颠覆性,必须先明白摩尔定律的“困境”。
半个世纪前,英特尔创始人戈登·摩尔提出:芯片上的晶体管数量每18个月翻一番,性能同步翻倍、成本减半。
这一定律主导半导体产业60年,从微米到纳米,从130nm到3nm,人类靠“把晶体管密度越做越小”,缔造了数字文明的辉煌。
但如今,摩尔定律已走到尽头,两大瓶颈无解:
1,物理极限。
当制程逼近3nm、2nm,晶体管尺寸仅几十个原子宽度,量子隧穿效应开始作祟。
由于电子不受控制地“穿墙漏电”,导致芯片功耗飙升、稳定性暴跌。
简单来说,芯片无法再往下缩了。
继续缩,芯片就会失效。
2,成本爆炸。
先进制程的烧钱速度太夸张了——
3nm晶圆厂的投资要超过200亿美元,是7nm的2倍、14nm的4倍;
单颗3nm芯片的设计成本突破了10亿美元,但良率仅50%左右。
即使放眼全球,能扛住这种投入的,如今也只剩下了台积电、三星、英特尔3家。
中国半导体如果单靠本土市场,是很难消化这种天价投入的。
但AI大模型、自动驾驶、高性能计算对先进芯片驱动的算力需求又在持续增长。
一边是摩尔定律红利的困境,一边是算力需求的井喷,这就导致全球半导体产业近年来都在思考如何走出新路。
于是就有了台积电主导的“先进封装技术”,存储芯片行业盛行的“3D堆叠技术”。
以及,这一次华为的“韬定律”技术。
但它们之间,也是有区别的,咱们分别讲一下。
1,台积电的先进封装。
又叫CoWoS、3DFabric,“积木式集成”。
就是把不同芯片(逻辑+存储)拼在一起,靠封装拉大带宽、降低延迟,但不改变单芯片的内部设计。
说的形象点,就是一座城市里,不重新盖楼,而是把几栋楼用超级天桥+高速电梯连起来,楼内结构不变。
但通过这种方式,可以缩短大楼之间的通勤速度。
2,存储行业的3D堆叠
采用这种技术的包括3D NAND、HBM芯片。
通过层层堆叠的方式,提升芯片的存储密度和容量。
比如3D NAND,现在已经发展到了300多层,比如HBM,就是用几十层DRAM进行堆叠的。
你可以看作是城市里的一栋摩天大楼,越建越高,从而住进更多的人。
3,华为“韬定律”。
这是逻辑芯片设计的全新方法论。
放弃死磕晶体管的尺寸密度,转而系统性降低信号延迟(时间常数τ),通过逻辑折叠,主动缩短关键信号路径。
比如,通过逻辑、缓存、互连、供电的全栈3D化+时间优化,让14/7nm的成熟制程芯片,也能实现3nm等效密度的效果。
说的形象点——
就是把整个城市的规划,从平面摊大饼,改成立体交通+垂直城市。
通过高架桥、快捷路、优化红绿灯等方式,让车流速度大幅提升。
而不是传统的加密路网,导致路越修越窄,缩到原子级那么窄,车都走不了。
所谓“逻辑折叠”,就是打破传统芯片的2D平面布局,将数字电路垂直堆叠,像“折纸”一样把平面电路折起来,缩短关键信号路径50%以上。
是否很玄幻?
根据华为在发布会上提供的PPT,预计今年三季度发布的新一代Mate系列旗舰手机,就是采用韬定律技术研发的麒麟2026芯片。
这款麒麟2026,密度达238 MTr/mm²,也就是每平方毫米2.38亿个晶体管,相比传统平面设计提升了53.5%。
对比同行,相当于接近台积电3nm的水平,高于三星3nm的初代工艺水平。
也就是说,采用韬定律的华为新一代麒麟芯片,即使依然是传统成熟制程工艺,但也追上了台积电的3nm了。
相当于弯道超车,完全摆脱了没有先进EUV光刻机的困扰。
你就说,逆不逆天吧!
不相信?
反正PPT数据已经高调公布,业内已经传出9月份新一代Mate手机上市的消息了。
按常规流程,这会芯片肯定已经流片成功,甚至已经在量产线上了。
否则不会高调召开这场发布会的。
既然高调召开发布会,按华为的作风,肯定是100%打包票的,甚至都不怕美国的制裁了。
另外,按照华为公布的其它几个数据,这个技术不是华为突然研发出来的,而是在过去6年时间里不断打磨成熟的结果。
过去6年,华为已经运用韬定律的思路,在381款芯片的局部设计上进行了试验和改进,覆盖手机、服务器、IoT等领域。
到今天,其技术成熟度已经通过了大规模产业化验证。
这款麒麟芯片,属于是全面运用韬定律的设计,性能又一次出现飞跃,所以才高调发布的。
按照华为的规划,到2031年,基于韬定律的高端芯片,可以实现每平方毫米4亿个晶体管。
而根据台积电的规划,目前在研发中的,预计2028年量产的1.4nm制程技术,也不过是每平方毫米3.2亿个晶体管。
可见,有EUV光刻机固然好。
没有,也完全不影响中国先进芯片的不断迭代。
所谓用“光刻机锁死中国芯片发展”的话,可以扔到太平洋里去了。
说说对A股的影响。
韬定律的落地,不是单一技术突破,而是从器件、电路、芯片到系统的全产业链革命。
其中,先进封装、成熟代工、半导体设备、AI芯片、高速互连材料受益程度最大。
1,先进封装。
逻辑折叠,本质是逻辑芯片的3D堆叠+垂直互连,要落地就得靠先进封装工艺,因此这个环节可能弹性最大。
长电科技,全球封测龙头,拥有高密度3D堆叠技术,麒麟主力封测供应商,直接受益逻辑折叠量产。
通富微电,2.5D/3D异构封装龙头,华为封测供应商。
甬矽电子,华为先进封装供应商,深度切入麒麟供应链。
华天科技,拥有Chiplet三维封装技术。
2,成熟制程代工。
韬定律主打“时间缩微”,14nm、7nm(N+2)成熟制程是主力,让成熟产能从“低端”升级为“高端主力”,有利于订单爆发、毛利率提升。
中芯国际,华为芯片代工龙头,也是逻辑折叠技术的核心代工伙伴。
华虹公司,第二大芯片代工龙头,今年开始14nm制程量产落地。
3,半导体设备。
无论是逻辑折叠,还是3D堆叠,工艺流程都比平面制造复杂得多,对刻蚀、沉积、清洗、键合、测试等设备的需求都会大增。
但沉积和清洗环节,弹性相对更大,因为一旦电路折叠起来,就需要在工艺上反复沉积多层薄膜,且每层都要进行超高洁净清洗。
拓荆科技,薄膜沉积(PECVD)龙头。
盛美上海,清洗、电镀设备龙头。
4,AI芯片设计。
一旦韬定律的逻辑折叠路线走通,AI芯片性能获得大幅提升,就相当于让国产算力芯片摆脱了制程限制,国际竞争力大幅提升。
寒武纪,仅次于华为的AI芯片龙头,预计也将受益韬定律算力革命。
海光信息,CPU+DCU龙头,同样受益于逻辑折叠技术赋能。
5,高速互连/基板/材料。
3D堆叠需要高精度基板、高速互连芯片等,相关零部件需求大增。
深南电路,FC-BGA基板+高端PCB龙头,昇腾服务器核心供应商。
澜起科技,内存接口芯片龙头,高速互连核心标的。
总的来看,摩尔定律的时代正在逐步走向黄昏。
近年来各种先进封装、3D堆叠技术层出不穷,华为的韬定律技术也是类似的解题思路。
半导体产业走到今天,确实是进入了大变革时代。
如果华为能够将这条路走通,那就是给中国的芯片产业打开了一扇开启黄金时代的大门,重要意义怎么强调都不为过。
即使不想那么长远,从短期来看,下半年9月份,华为新手机上市也是基本确定的了。
这个过程中,肯定会有一轮行情。
只是没想到,华为今年这么早,就端上了一份大餐。