华为更新韬定律论文，首次详细公开逻辑折叠工艺参数

发布时间：2026-07-18 01:53:30 来源：安智兰德资讯网 作者：焦点

华南一家大型券商的更新半导体分析师向经济观察报透露，台积电虽也在研发金刚石加液冷的韬定散热方案，但预计量产时间将在2028至2029年。律论相比之下，文首华为在散热技术及折叠封装设计领域目前处于领先地位。次详

7月3日，开逻华为公司董事、辑折半导体业务部总裁何庭波在中国科学院科技论文预发布平台ChinaXiv上更新了韬（τ）定律论文，叠工发布了V2版本。艺参此举距离她于5月25日在上海举办的更新2026国际电路与系统研讨会上首次发表韬定律，仅过去了39天。韬定

韬定律的律论核心主张是以“时间缩微”取代传统的“几何缩微”，将其作为半导体演进的文首指导原则。传统芯片性能提升主要依赖晶体管尺寸的次详缩小，而韬定律则通过逻辑折叠（将芯片电路从单层平面改为纵向多层堆叠）等技术，开逻压缩信号在芯片各层级间的传播时间，从而提升性能。过去六年中，华为基于此路径设计并量产了381款芯片，广泛应用于手机、AI、汽车及工业领域。

V1版本论文主要阐述了韬定律的理论框架，而最新公布的V2版本则补充了三类关键内容：麒麟2026芯片与上一代产品在等性能条件下的实测功耗和电压数据、逻辑折叠的关键工艺参数，以及未来四代麒麟处理器和昇腾AI芯片的具体性能目标。

芯片说ICTIME首席分析师林美炳在接受经济观察报采访时表示，韬定律是对当前半导体技术演进的重新阐释。即便没有外部制裁限制，华为也会选择这一方向，“韬定律可以说是被更快逼出来的新思路”。

麒麟2027已完成流片

何庭波在V2版本论文中首次公开了麒麟2026与上一代麒麟9030 Pro在等性能条件下的实测对比数据。

两款芯片采用同一制程节点，其中9030 Pro使用传统平面架构，而麒麟2026采用逻辑折叠架构。所谓的“等性能对比”，是指主动降低麒麟2026的工作电压，使其在更低功耗下达到与9030 Pro相同的运行性能，以此衡量逻辑折叠带来的效率提升。

在25摄氏度环境下，麒麟2026的工作电压从9030 Pro的1.1伏降至0.9伏，功耗下降41%，芯片面积缩小37.5%，功率密度下降5.6%。这些性能差异源于架构改变，并未使用新的光刻工艺。

何庭波在接受媒体采访时指出，麒麟2026是首款完整的“韬芯片”，相比2025年产品，其提升具有“跳跃性”。她在论文中坦言，当前方案仍较为保守：混合键合间距（两片晶圆纵向连接时，对齐触点之间的距离）为1.5微米，且折叠技术仅应用于部分关键路径，尚未覆盖整颗芯片。这意味着目前的实测数据可能尚未完全反映逻辑折叠的全部潜力。

何庭波在V2版本中新增了对逻辑折叠工艺条件的详细论证，弥补了V1版本仅用一句话带过的不足。其中一个关键参数为“齿比”（Gear Ratio），即混合键合连接间距与芯片顶层金属线路间距的比值。

齿比越高，意味着上下两片晶圆之间的连接点越稀疏，设计师只能在整块功能模块层面决定电路的上下层分布，优化颗粒度较粗。

何庭波在论文中提出，当齿比降至3以下时，设计可在更小的电路单元层面进行跨层优化；当齿比接近1时，两片晶圆之间的连接密度将与芯片内部线路密度基本持平，上下两层对设计师而言如同同一片晶圆上的两个金属层，此时逻辑折叠的架构优势才能充分发挥。

当前麒麟2026的混合键合间距为1.5微米。论文设定的目标是将齿比进一步逼近1，未来键合间距将缩小至1微米以下，套刻精度（上下两层晶圆对齐的偏差）控制在0.5微米以内。

关于3D堆叠的具体技术路线，论文指出华为选择的是晶圆对晶圆混合键合，而非顺序三维集成（在同一片晶圆上逐层制造器件）。

顺序三维集成理论上能实现更细的颗粒度，但在制造过程中，下层器件易因高温限制出现性能退化，目前仍面临量产工艺瓶颈。

何庭波在论文中还首次披露了多代麒麟芯片的研发状态：

• 麒麟2026和麒麟2027：已完成流片（指芯片制造出样品，进入验证阶段）。
• 麒麟2028和麒麟2029：处于流片前阶段。

这四代产品均将采用逻辑折叠架构。回顾过去三年，麒麟系列采用传统平面架构，CPU性能核心主频从2023年Kirin 9000S的2.6GHz，提升至2024年Kirin 9020的2.65GHz，再到2025年Kirin 9030 Pro的2.75GHz，三年累计提升不足6%。

自麒麟2026转向逻辑折叠后，主频在今年直接升至3.1GHz，单代涨幅超过12%。此前V1路线图止于2029年，目标主频为4GHz；V2则延伸至2031年：2030年晶体管密度目标为292 MTr/mm²（每平方毫米2.92亿颗），主频4.3GHz；2031年目标密度突破400 MTr/mm²，主频5GHz。

何庭波曾在5月的演讲中提到，400 MTr/mm²的密度水平将达到1.4纳米制程的同等水平。

何庭波在接受媒体采访时还表达了对未来的判断：“未来5年到10年，我们有信心在‘韬定律’下稳步前进。这个‘加速度’可以跟另外一条路径相比，不会越来越远，只会越来越好。”她在论文中也说明，韬定律并非放弃先进制程，而是在现有制程节点固定的条件下，通过系统性的时间优化持续提升性能。

麒麟2026和2027均已完成流片，意味着2026年秋季和2027年的产品节奏基本锁定，不确定性主要集中在2028年之后。

AI系统层面的技术协同

在AI系统层面，何庭波在V2版本中首次说明了三项技术如何配合，而V1版本对三者的介绍则是各自独立的。

1. Unified Bus（统一总线）：用单一协议替代传统AI集群中PCIe、NVLink、以太网等多种通信协议之间的反复转换。每一次协议转换都会带来额外的数据缓冲、序列化处理和握手确认，Unified Bus去除了这些中间环节，将跨节点的通信延迟从数十微秒压缩至约100纳秒。华为内部将能达到这一延迟水平的集群称为“System-as-One-Chip”（系统即芯片），意指整个机柜在通信层面的表现接近一颗单独的芯片。
2. Hi-ONE（近封装光互连引擎，全称High-density Optical-interconnect-Node Engine）：用光信号替代铜线传输数据，单模块带宽8 Tb/s，传输距离从不到1米扩展至100米。在当前AI芯片互连带宽要求已达数Tb/s量级的情况下，铜线连接在距离、功耗和布线体积上已逼近极限，光互连成为解决这一问题的主要方向。
3. 3D Folding：解决的是封装层面的结构性矛盾。在传统2.5D封装中，芯片计算能力随面积按平方增长，但内存带宽、互连和供电排列在芯片边缘，只能按边长线性增长。芯片越大，边缘排列的资源越跟不上中心区域的计算需求。3D Folding的做法是将这些资源从边缘移至芯片表面，使其也能按面积增长。昇腾AI芯片预计于2030年前后引入逻辑折叠，论文预计到2035年AI硬件集成度较2026年提升100倍以上。

领先两到三年的窗口期

华为要兑现论文中列出的性能目标，需在封装和散热两个方向上持续突破。

据记者了解，逻辑折叠的3D封装目前主要由国内封装企业完成。具体工艺是将芯片衬底磨除，仅保留最薄的有源层和铜互连结构，然后让两片晶圆的铜连接点直接对齐键合，在300至350摄氏度的温度下完成连接，不使用传统的焊料凸点。这种铜对铜直接键合方式具有寄生电阻更低、信号延迟更小的优势。

每多堆叠一层晶圆，便需多做一轮完整的光刻、薄膜沉积和化学机械抛光流程，设备和材料用量接近翻倍。

散热是制约3D折叠封装量产的另一核心难题。芯片堆叠层数增加后，单位体积内的功率密度大幅上升，传统的被动散热方案（依靠金属导热材料将热量传导至芯片表面，再由散热器散出）仅能支撑每平方厘米约100瓦的功率密度。

3D折叠封装至少将两层高功耗电路叠在一起，若散热跟不上，芯片的频率和功耗将被压制，论文中的性能提升便无法在产品中兑现。

华为目前的方案是在封装的上下两层覆盖CVD（化学气相沉积）金刚石散热层，中间开设微米级的液冷通道，注入氟化液。液冷在封装内部层与层之间纵向流动，到达顶层金刚石板后转为横向流动，通过更大的接触面积将热量散出。这套方案能支撑每平方厘米约300瓦的功率密度，约为传统被动散热方案的三倍。

华南一家大型券商的半导体分析师告诉经济观察报，台积电也在研发金刚石加液冷的散热方案，但量产预计在2028到2029年。华为在散热和折叠封装设计上领先约2到3年。

不过，台积电在CoWoS（台积电的2.5D先进封装技术）的产能和产业生态上仍然更强，目前在全球先进封装市场的份额超过八成。一旦台积电在散热方案上完成追赶，凭借其产能规模和客户生态，竞争格局可能会发生变化。

林美炳认为，韬定律不会改变其他厂商的技术路线选择。台积电、英特尔也都在各自的方向上探索3D堆叠和先进封装，韬定律是对当前各种技术路径的总结和阐释。

他认为，何庭波给出的2031年达到1.4纳米等效水平的目标偏保守。华为从2021年开始在逻辑折叠方向上投入，六年间做过的流片试验远不止381款，大量芯片在验证过程中被淘汰。

国内从代工、封装、材料到测试的产业链都已跟进，实际进度可能提前1到2年。目前制约进度的因素中，EDA（电子设计自动化，芯片设计所需的核心软件工具）仍是最大瓶颈。

逻辑折叠要求设计工具把多层堆叠的晶圆当作一个整体来处理，在最小的电路单元层级上做跨层分配，国产EDA与海外的差距约在5到10年。何庭波在论文中也把EDA列为排在首位的未解决挑战，并表示华为已开发初步的内部工具，方法论细节将在后续公开。

林美炳表示，韬定律已被大量产品验证，可行性不需要怀疑。他更关注的是，在韬定律的路径下，华为的芯片性能能否弥补国内晶圆代工的不足，甚至超过台积电、三星的代工水平。

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