【本文来自《华为公布半导体领域重磅突破》评论区,标题为小编添加】
传统的提高单位面积晶体管密度(例如从14nm提高到7nm,从7nm提高到3nm),以提高芯片性能的方法,是一种很“单纯”的物理方法,其局限性在于随着逼近“半导体的物理极限”,工艺难度大幅增加,全过程工艺成本会“指数级”增加,“性价比”会大幅降低。
关于这一点,本人30多年前就曾经从事过有关“磁记录芯片(用于软盘、硬盘)”制造工作(尽管“彼芯片”非“此芯片”),负责全生产过程的“芯片良率”控制与提高工作,故而对此有切身体会与经验教训。
尽管“磁记录芯片”现在已经不是市场应用主流(软盘已基本淘汰,硬盘应用范围也大幅收窄),但很多人或许不知道的是,早在上世纪90年代初,“磁记录芯片”的制造工艺精度(即所谓“制程”)就已经到了1微米 以下,而当时半导体芯片的制程还只能达到2微米左右,也就是说30多年前,“半导体芯片”的工艺制程精度是比不过“磁记录芯片”的。
但是,在相关工艺制程精度的“物理极限”方面,“磁记录芯片”的“软盘”是500纳米至200纳米左右,硬盘是50纳米至20纳米左右,远远不及我们今天所知的“半导体芯片”的5纳米至2纳米左右,这也是后来“半导体芯片”技术能迅速“后来居上”的重要原因之一。
因此,一旦某项技术逼近其“物理极限”,单纯地与“物理极限”进行“死磕”其实是很不明智的做法。这就好比我们读书时考试的“单科”成绩(例如“物理”成绩),从不及格的40分稳定提高到70分,你可能只需要付出5分努力,而从70分稳定提高到85分,你可能需要付出10分的努力,而从85分稳定提高到90分,你可能需要付出的是20分的努力甚至更多。此时,你就要考虑所谓在某一“单科”上的“投入产出比”了,毕竟“高考”更要看的是各单科成绩之和的“总分”。
华为所提出的关于芯片的“韬(τ)定律”,以及“逻辑折叠(LogicFolding)”等核心技术,就是试图通过构建贯穿“器件、电路、芯片”到“系统层面”的“多层级协同优化体系”,来达到“总分(总成绩)”的最大与最优,这比单存依赖“芯片制程最优”更有“性价比”,因而,未来或将可能使得“高端电子产品(如手机终端)”以及“AI算力”的获得成本被大幅降低,可以更好地惠及普通民众。