Закон тау-масштабирования Huawei: план по созданию 1,4-нм чипов без ASML

Что на самом деле предлагает Закон тау-масштабирования

Главная идея заключается в смене ключевого критерия прогресса. На протяжении десятилетий закон Мура отслеживал геометрическое масштабирование — сколько еще более миниатюрных транзисторов можно уместить на заданной площади кремниевой пластины. Закон тау-масштабирования вместо этого предлагает измерять время (τ): а именно, как быстро сигнал проходит через устройство, цепь, чип и, в конечном счете, всю вычислительную систему . Это переход от вопроса «Насколько маленьким мы можем это сделать?» к вопросу «Насколько быстро мы можем заставить это работать?» .

Практической реализацией этой идеи служит архитектура под названием LogicFolding. Вместо того чтобы пытаться создавать более миниатюрные транзисторы на одной плоскости с помощью недоступной Huawei литографии в экстремальном ультрафиолете (EUV), эта архитектура размещает логические схемы вертикально, в трехмерной структуре. По данным компании, такой подход увеличивает плотность транзисторов примерно на 55% и повышает энергоэффективность, и все это — с использованием зрелых, доступных технологических узлов . Помимо доклада, Хэ Тинбо опубликовала математическое обоснование своей теории — статью «Теория временного масштабирования для многослойных электронных систем» на портале ChinaXiv.org .

Заявленная цель Huawei — достичь плотности транзисторов, эквивалентной техпроцессу класса 1,4 нанометра, к 2031 году, не имея при этом доступа к самым передовым литографическим машинам ASML . Ожидается, что первый процессор Kirin, полностью спроектированный в соответствии с Законом тау-масштабирования, появится в устройствах серии Mate уже в конце этого года .

Почему это важно: санкции, стратегия и системное масштабирование

Значимость Закона тау-масштабирования невозможно отделить от санкционных ограничений, в которых Huawei работает с 2019 года. Лишенная доступа к самым передовым в мире производственным инструментам, компания, по всем теоретическим расчетам, должна была упереться в жесткий потолок на относительно зрелых техпроцессах. Закон тау-масштабирования представляет собой попытку пробить этот потолок, полностью изменив правила игры .

Huawei заявляет, что последние шесть лет в закрытом режиме применяла эту концепцию, запустив в массовое производство 381 различную модификацию чипов, созданных на основе этого подхода . В интервью агентству «Синьхуа» Хэ Тинбо описала этот опыт фразой: «Когда пути назад нет, это и есть путь к победе» .

Эта стратегия меняет саму суть конкуренции. Вместо того чтобы пытаться догнать отрасль в традиционной гонке закона Мура — для чего потребовался бы неограниченный доступ к глобальным цепочкам поставок литографического оборудования — Huawei пытается убедить всю индустрию в том, что истинным мерилом прогресса должно стать время достижения результата на системном уровне, а не количество транзисторов в спецификации . Это игра на то, чтобы переопределить полупроводниковое лидерство на собственных условиях Китая, с особым фокусом на производительность ИИ-кластеров и центров обработки данных, где системная задержка гораздо важнее, чем плотность отдельного транзистора .

Ложка дегтя

Здесь важно сделать оговорку: ни один независимый эксперт пока не проверил заявления Huawei о производительности и проценте выхода годных чипов. Пресловутая плотность транзисторов, эквивалентная 1,4 нм к 2031 году, — это собственный прогноз компании, а не результат независимого бенчмаркинга . Коммерческая состоятельность вертикально интегрированных логических схем уже много лет вызывает вопросы у всей отрасли из-за проблем с теплоотводом и сложностью производства. Сможет ли LogicFolding решить эти проблемы в промышленных масштабах, пока остается открытым вопросом.

Тем не менее, Закон тау-масштабирования — это важная веха: впервые крупная китайская технологическая компания попыталась не просто следовать правилам, написанным на Западе, а предложить новый руководящий принцип для всей мировой полупроводниковой индустрии .