《来谈谈华为的Tau定律》

我一周没上微博。原因是我回国参加IEEE电路与系统学会（CASS）的国际电路与系统大会（ISCAS）。学校现在规定国际旅行需要带专用的电脑和手机，上面缺乏很多我常用的APP。

华为海思（现在好像叫做华为半导体业务部）的总裁何庭波上周一（5月25日）上午给了ISCAS的开场主旨报告。核心是推出了韬（Tau）定律，讲述了华为半导体从现在开始到2031年的技术路线图。这个报告放在大会的第一天，肯定是作为重头戏推出的。报告一结束各种宣传就密集启动，产生了相当大的反响，甚至影响到了股市。我看周围很多人也在讨论这件事：Tau定律到底是怎么回事？是真的技术突破还是宣传话术。我正好时差倒的睡不着，作为在现场的听众之一，写篇文章从个人角度来讲讲我的理解。

何总的演讲展示了华为对于未来华为（注意这个限定词）半导体技术路线图的思考和未来计划。基本的叙事框架是华为认为半导体技术发展除了尺寸微缩之外，更基础的驱动力应该是越来越快的逻辑速度（也就是代表时间的希腊字母Tau）。所以这个定律叫做韬（Tau）定律。即使尺寸微缩收到限制（原因是什么何总虽然在PPT里没讲，但在场听众都明白），这个韬定律也能让半导体的速度和集成密度持续下去，跟随另一个定律：尺寸微缩（或者说传统摩尔定律）所带来的进化脚步。

接下来，何总展示了几个相关的技术，基本都是围绕面对面堆叠（Face-to-Face （F2F）bonding），包括密集尺寸的互联，设计规则和工艺的优化，逻辑分割和折叠（Logic folding），等等。最后给了未来五年的路线图，主要是芯片频率，集成密度，单片功耗等等。

由于主旨演讲总长包括提问环节也只有一个小时，而且一般公司演讲由于知识产权方面的考量，通常也很少提及Prior Art（先有技术），多注重于公司现有技术的展示，不太可能就每个技术发展的来龙去脉讲的那么清楚。简单来说，面对面堆叠这个想法本身由来已久。相关的各种研究，无论是工艺、设计方法学，架构，还是设计本身，学术界和工业界都有大量的研究。这是为什么黄仁勋说“华为的技术进步让人印象深刻，但TSMC在相关领域深耕了很久”。老黄还是懂技术的。

华为的真正贡献在于把这些原来分属于foundry，EDA，design house等不同层级和公司的技术打通，实现了跨层级的技术集成和联合优化，并设计和制造出了真正的产品。这当然是逼出来的：由于整体技术被限制，华为什么都得做，又要和传统的基于尺寸微缩的技术路线图竞争，它就有动力也有能力把这些技术全部集成起来挖掘现有技术条件下的最大潜力。而TSMC或者其他公司为什么不做，道理也很简单：资源有限。如果尺寸微缩已经带来足够的增益，就没必要再投入资源另搞一套。但华为这条路和尺寸微缩是互相独立和互补的。华为的这一套走通了，以后尺寸微缩不下去，这一套就可以被用来继续提升半导体芯片的性能和集成密度。反过来，如果华为以后半导体制造技术获得突破，它也可以继续从现有的Tau定律所设计的技术发展中获益。最后殊途同归。这一点上可以看出来大家还是做了充分的技术论证和思考的。

何总的演讲也留下了很多问题，比如散热怎么解决（这个是F2F bonding的老问题了），再比如F2F bonding只能面对面集成两层，以后搞多层怎么办。如果靠TSV（Through Silicon Via）的话互联密度就上不去了，等等。会议第二天的一个工程论坛上两位华为的Fellow各自给了有关芯片和AI计算系统的报告。报告和问答环节更深入的讨论和回答了这些问题。那个论坛也是人山人海，很多人被迫到旁边的会议室看直播。

总体感觉，华为整个的思考逻辑是基于短期半导体制造技术（尤其是EUV，极紫外光光刻机）受限的前提下，如何利用现有技术挖掘最大潜力，实现半导体芯片性能和集成密度的进一步提升。不过这种挖掘也是有限度的。所以与其说Tau定律是希望提出一套颠覆摩尔定律的新法则，不如说它想找到一套短期在EUV技术获得突破之前能够延续华为半导体竞争力的方法学。出于种种原因，华为不能或者不愿把这个想法说的过于透彻，所以整个PPT准备的有点纠结，甚至连一张die photo或者layout都没有。

最后留个小问题：你猜为什么华为展示的Tau定律路线图只到2031年？