“Закон Тао” V2 версія з'явилася, які нові можливості чекають на напівпровідниковий ланцюг поставок?

Нещодавно, згідно з опублікованою на платформі препринтів наукових статей Китайської академії наук ChinaXiv відкритою статтею, член ради директорів Huawei та президент бізнес-підрозділу напівпровідників Хе Тінбо опублікував другу версію «A time scaling theory for multi-layer electronic systems» («Теорія часового масштабування для багаторівневих електронних систем», у галузі відома як «закон Тао (τ)»).

Порівняно з першою версією, опублікованою 25 травня, нова версія статті зберігає початкову теоретичну структуру, але доповнена великою кількістю деталей щодо практичного впровадження, фактичних даних вимірювань та дорожньої карти розвитку продукту, що додатково аргументує здійсненність «закону Тао (τ)» як нового принципу, що керує розвитком напівпровідникової промисловості.

Після публікації другої версії «закону Тао (τ)» вона привернула значну увагу: на момент написання статті кількість переглядів перевищила 270 000, а завантажень — понад 55 000.

З точки зору інвестиційних можливостей, в аналітичних звітах установ зазначається, що ланцюжок інструментів EDA (автоматизація проектування електроніки) має вирішальне значення для поширення логічного складання, і є найбільшим джерелом зростання в цій сфері. Крім того, виробники передової упаковки, пластин, тестового обладнання та інших компонентів можуть отримати вигоду.

Оприлюднення фактичних даних вимірювань нового чіпа Kirin

«Закон Тао (τ)» пропонує замінити «геометричне масштабування» на «часове (τ) масштабування» як новий керівний принцип для розвитку напівпровідників та електронних систем — шляхом використання інноваційних технологій, таких як логічне складання, постійно скорочувати затримку поширення сигналу та підвищувати щільність транзисторів, забезпечуючи подальший розвиток напівпровідників та електронних систем.

Згідно з другою версією статті, порівняно з традиційним планарним дизайном базового рівня чіпа Kirin 9030 Pro 2025 року, Kirin 2026 використовує логічне складання, що за однакового техпроцесу дозволяє підвищити щільність транзисторів з 155 MTr/мм² до 238 MTr/мм² — таке зростання раніше вимагало трьох років геометричного мініатюризації; частота Kirin 2026 при напрузі живлення 1,1 В зросла на 13% до 3,1 ГГц. Порівняно з Kirin 9030 Pro, при температурі 25°C та однакових цільових показниках продуктивності, Kirin 2026 може знизити напругу живлення з 1,1 В до 0,9 В, а нормоване енергоспоживання зменшити до 0,59, тобто на 41%.

У травні цього року Хе Тінбо в інтерв'ю ЗМІ заявив, що за «законом Тао (τ)» еволюція чіпів може відбуватися з «прискоренням». Цієї осені Huawei представить новий чіп Kirin для смартфонів — це перший повний «чіп Тао».

Друга версія статті прогнозує, що в найближчі десять років логічне складання, ймовірно, еволюціонує від локального складання критичних шляхів до повного, багаторівневого складання — у кожному корпусі буде інтегровано три, чотири і більше активних шарів. З 2026 по 2035 рік щільність транзисторів, як очікується, зросте до 400 MTr/мм² та вище.

Водночас логічне складання дозволяє чіпам Kirin значно підвищити частоту ядер ЦП і прокласти шлях до досягнення 4 ГГц та вище.

«Закон Тао (τ)» пропонує новий шлях для високоефективної інфраструктури ШІ

У першій версії статті про закон Тао зазначалося, що з травня 2020 року по травень 2026 року Huawei Semiconductor розробила та впровадила у масове виробництво 381 чіп, які використовуються в мобільних пристроях, штучному інтелекті, автомобілях, промисловості та інфраструктурі. У всьому асортименті продукції стратегія τ-масштабування постійно підтверджувалася.

«Закон Тао (τ)» також застосовується у сфері штучного інтелекту. У другій версії статті описано τ-масштабування в центрах обробки даних ШІ. τ-масштабування на рівні ШІ реалізується через спільну роботу трьох рівнів: системної архітектури (уніфікована шина), оптичного з'єднання Hi-ONE та топологічної реконфігурації самого корпусу (3D-складання). Друга версія статті містить нові схеми для подальшого пояснення розподілу роботи та синергії трьох технологій: уніфікованої шини, Hi-ONE та 3D-складання.

Хе Тінбо в статті прогнозує, що приблизно у 2030 році Ascend 990 представить логічне складання в області прискорювачів ШІ. За таким шляхом розвитку, до 2035 року очікується підвищення апаратної інтеграції більш ніж у 100 разів, ефект τ-скорочення охопить кожен рівень стеку, а не лише рівень пристроїв.

У аналітичному звіті Zheshang Securities зазначається, що основна цінність «закону Тао (τ)» Huawei в проектуванні ШІ-чіпів полягає у використанні системних архітектурних інновацій, а не просто покладанні на техпроцесну мініатюризацію, для задоволення гострої потреби в високій енергоефективності та високій обчислювальній щільності, спричиненої вибухом ШІ-обчислень. Для інфраструктури ШІ «закон Тао (τ)» відповідає на основні проблеми великих моделей — високе навантаження на переміщення даних та високі витрати енергії — пропонуючи стійкий шлях розвитку для створення зеленої, високоефективної бази ШІ-обчислень.

Установи вважають ланцюжок інструментів EDA найбільшою можливістю для зростання

З точки зору інвестиційних можливостей, поточні інструменти EDA розроблені для епохи планарного дизайну, і установи позитивно оцінюють ланцюжок інструментів EDA. У звіті BOCOM International зазначається, що основною перешкодою для широкого впровадження логічного складання є ланцюжок інструментів EDA. Сучасні інструменти EDA народилися в епоху двовимірного дизайну чіпів, і вимоги логічного складання зовсім інші. Ланцюжок інструментів EDA є найбільшою можливістю для зростання логічного складання.

Крім того, аналітики відзначають, що впровадження логічного складання сильно залежить від передової упаковки. У звіті Zhongyuan Securities зазначається, що логічне складання може значно підвищити продуктивність чіпів, але воно потребує таких передових технологій упаковки, як 2.5D/3D-інтеграція, гібридне з'єднання, TSV (крізні кремнієві переходи), Chiplet (чіплети). Передова упаковка стане ключовим етапом, що впливає на продуктивність чіпів, і, ймовірно, сприятиме швидкому зростанню попиту на обладнання для передової упаковки та тестування, а підтримка фабриками логічного складання може призвести до прискореного зростання потужностей. Рекомендується звернути увагу на інвестиційні можливості у вітчизняних виробників передової упаковки, фабрик та виробників напівпровідникового обладнання.

Установи прогнозують, що сегмент PCB (друкованих плат) може виграти від еволюції закону Тао. У звіті Caixin Securities зазначається, що PCB, як ключовий електронний з'єднувач, окрім забезпечення електричних з'єднань, також виконує функції передачі цифрових та аналогових сигналів, живлення, а також випромінювання та прийому радіочастотних мікрохвильових сигналів. Еволюція «закону Тао (τ)» може сприяти подальшому підвищенню рівня високотехнологічного розвитку PCB, посилити тенденцію високої щільності з'єднань, прискорити впровадження технологій VPD (вертикальне живлення) та вбудовування, підвищити додану вартість продукції PCB та конкурентні бар'єри галузі.

(Редагував: Вень Цзін)

Ключові слова:

                                                            напівпровідники