吴婷:τ定律,国产芯片换道飙车
嘉宾校友 · 2026-05-31
过去几天,你一定被韬(τ)定律刷屏了。
官媒热捧,股市狂欢,但是你真的知道它的前世今生吗?很多人会把它跟摩尔定律放一起对比,它们之间是什么关系?多数国产芯片公司都跟着τ定律的火爆大涨,很多人分析,τ定律会帮助中国芯片解决卡脖子问题,甚至有可能去反向卡欧美的脖子,这些都是真的吗?
今天,我来一口气讲透。
1、摩尔定律
在了解τ定律之前,先科普一下过去被芯片行业奉为圭臬的摩尔定律。
芯片的性能,包括运行速度、算力大小等等,是由芯片单位面积的晶体管数量决定的。也就是在芯片面积不变的情况下,晶体管越密集,性能越强。所以各路芯片公司的竞赛,归根到底就是比“谁的晶体管更小”。
1965年4月,英特尔联合创始人戈登·摩尔提出摩尔定律:单位面积的晶体管数量每年会翻一倍,10年后,他又修正为每两年翻一倍,再后来,英特尔副总裁大卫·豪斯又修正一次,这回是18个月翻倍。
单位面积上晶体管数量翻一倍,就意味着晶体管的尺寸要缩小一半。我们看到的芯片制程从微米到纳米,从几十纳米到现在三纳米,指的就是晶体管尺寸。
但是摩尔定律存在一个致命缺陷:晶体管作为一个实体,不可能无限缩小。头发丝够细了吧,它的直径大概是10万纳米,那你想想3纳米得有多mini。这么mini的尺寸再缩小,会出现两个问题。
第一,造价过高,而性能提升有限。
建一条3纳米的芯片产线,需要超过人民币1400亿,已经比很多城市一年GDP都高了; 如果再“进化”到2纳米,成本还要翻一倍,与此同时,性能却只能提升约10%到15%。
随着体积的缩小,投入产出比在明显走低。
更要命的是第二个问题:物理极限。
如果芯片尺寸再小下去,会发生“量子隧穿”,你可以理解为:电子变得不听话,芯片失灵。
2、不要平层要高层
华为提出的τ定律换了个思路,给出一套全新方案。
如果把一块硅片比作地皮,以往的“开发商”是在上面建平房。为了追求房间数量,就要压缩房屋面积,压来压去,眼看着房子小得都快塞不进去人了,而且密密麻麻一片,住户想串个门都费劲。
但华为把平房改成了复式楼、小高层。这样一来,同样的地皮,能建的房间就大大增多。不仅如此,它还把走廊、楼梯全部优化,让邻居们彼此联系更方便。
这就是τ定律的逻辑:它没有只局限在卷晶体管尺寸,而是通过卷连接有多短、传输有多快、协同有多高等各个方面,最终把芯片性能整体水平提上去。
3、3D堆叠?远不止!
如果你是芯片技术的爱好者,你可能会说,这也不是华为首创的呀,早就有人做3D堆叠了。
的确,台积电、三星等巨头早就实践了堆叠技术,就在τ定律爆火的这几天,三星造出了900层3D NAND闪存原型,是全球首创。
但是,没有人能在性能上做到华为这样“遥遥领先”。在相同制程下,华为运用τ定律,能让晶体管密度提升55%,能效提升41%,到2031年,性能甚至可以等效1.4纳米制程的芯片,远超3D堆叠。
华为是怎么做到的?
简单说,传统的3D堆叠是一种封装技术,是把不同功能的模块堆叠起来,组成一个功能完备的芯片组;而τ定律直接改变了最上游的芯片设计技术。
晶体管不是单兵作战,它们是一个系统,晶体管相互之间的连接路线也会直接影响整体的芯片性能。芯片结构那么复杂,如果铺在一个平面上,那这条线不可能是直线,必然是曲线。
而τ定律从设计的时候就放弃了只能在平面上铺设晶体管的假设。而是把需要连接的晶体管设计成垂直堆叠模式,直接上下楼、走直线。
这就是τ定律的独特魅力。

另外,华为几乎深耕了电子科技全产业链的每个环节,可以从方方面面适配τ定律。这种全面而系统的集成能力,也是华为能把“堆叠效率”做到极致的护城河。
正因如此,过去六年,华为靠着这套理论已经悄悄量产了381款芯片,覆盖了AI、智能汽车等多个领域。这不仅代表了“τ定律”已被运用得足够稳定、成熟,也意味着它通过与上下游企业的深度绑定,反向塑造了产业链。
4、τ定律不是神话
庆功归庆功,但我们真的没有必要神话τ定律。
客观地讲,τ定律本身并不是一个定律,而是一种思维方式。定律应该能给出明确的规律、能直接指导生产,摩尔定律勉强算,τ定律算不上。那些鼓吹τ定律会替代摩尔定律、中国可以通过τ定律反向卡欧美脖子的,就更离谱了。
华为可以做τ定律,英伟达、三星也可以,从工具来说,用的还是EDA设计软件和光刻机,因为不需要3纳米等先进制程,我们一定程度上可以摆脱光刻机束缚,但他们有先进光刻机的,理应会做得更好。
资本市场也在用真金白银投票,就在τ定律大火的这几天,欧美的芯片设计、芯片代工等领域的公司,都没有下跌,该涨还是涨。
全球科技竞争格局不可能被某一家企业独自打破,它需要也是系统能力——需要全行业、甚至全国的力量凝结在一起,共同构建生态。τ定律提供了绝佳的换道思路,剩下的,还要交给科研人员、产业人士的付出和心血。
你认为τ定律可以让中国芯片换道超车吗?
作者 | 吴婷


