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華為晶片彎道超車 高層:要感謝美國

華為副董事長、輪值董事長徐直軍29日在媒體上表示,華為晶片能彎道超車,主要感謝美國的逼迫。圖/取自第一財經
華為副董事長、輪值董事長徐直軍29日在媒體上表示,華為晶片能彎道超車,主要感謝美國的逼迫。圖/取自第一財經

華為近日公布晶片設計的新準則「韜定律」,規避美國的技術封鎖;華為副董事長、輪值董事長徐直軍29日接受「鈦媒體」專訪時首次披露華為晶片突圍始末,並直言如果不是美國的逼迫,華為不可能成功。

「韜定律」將晶片設計重心由傳統「縮小電晶體」的空間微縮(摩爾定律),轉向為「壓縮信號傳輸時間」的時間微縮,以減少對先進極紫外光(EUV)微影設備的依賴。

鈦媒體問,做晶片幸不幸福?徐直軍回應,一點都不幸福,因為都是別人幹過的事,而且是幹的別人十年前就幹成的事情,誰願意幹?

徐直軍說,如果不是美國逼我們國家、我們公司、我們產業界,不可能要幹一件這樣的事,但是也感謝美國,使得我們國家的半導體產業鏈能夠真正地成長起來,現在勢頭好得很,大家都認可了,都很支持。

傳統晶片的3D堆疊是將兩顆晶片疊在一起,各自功能獨立,設計不耦合;但「韜定律」的邏輯折疊完全不同,它是一張平面電路被「撕開」,「折疊」成上下兩層,功能相互穿插、信號彼此依賴,單獨任何一層都無法工作。

折疊之後,兩個寄存器之間的距離從毫米級降到微米級,原本維持長距離信號傳輸的buffer削減50%以上;據華為的資料顯示,CPU主頻因此從2.6GHz提升到3.1GHz,NPU性能提升1.4倍,GPU提升30%–40%,功耗大幅下降。

更關鍵的是,邏輯折疊不挑工藝。28nm能用,7nm能用,未來3nm同樣適用,兩層Die甚至可以採用不同工藝節點。

徐直軍也透露華為晶片的突圍之路,2019年5月16日,美國商務部正式將華為列入實體清單。儘管創辦人任正非對外表示,從5G到核心網路,華為完全可以不依賴美國,然而,包括徐直軍在內的少數核心決策者清楚,備胎計畫只能依賴台積電的生產製造,華為當時90%的晶片由台積電代工,這才是真正的命門。

2020年3月,美國已鎖定華為這一弱點並準備付諸行動,通過限制台積電阻斷華為獲得先進製程;為此,美國商務部專門針對海思和華為制定了「出口管制及外國直接產品規則」(FDPR),這條規則在美國商務部內部有一個非正式的名字——海思規則。

3月30日,華為召開高層會議討論:如果台積電不再為華為造晶片,怎麼辦?徐直軍說,會上做了一個決策,華為必須介入晶片製造環節;專案需要一個代號,有人提議以干將莫邪命名,叫「干將」,任正非最終決定用「莫邪」命名,因為莫邪是以身投爐鑄劍的人。

彼時,台積電先進製程已推進至5奈米,華為Mate 40是最後一代採用台積電5奈米工藝的產品,其餘產品多為7奈米及以上,而大陸當時最先進的量產工藝僅到14奈米,且產能極為有限。

華為一度判斷,美國只會限制14奈米及以下的先進製程,但2020年5月15日FDPR制裁令落地,嚴苛程度遠超預期。「2020年5月15日,是海思最黑暗的一天。」徐直軍說,「我們不知道未來何去何從,未來還存在不存在。」

徐直軍指出,輝達、AMD、英特爾的Chiplet和3D封裝,是在「堆疊」層面做文章,然後像樂高一樣拼在一起,簡單說,就兩個或者多個晶片先做好,通過封裝的形式連接在一起,從而增強性能。

但華為沒有先進製程,只能在設計深度上比別人走得更深,走到了「邏輯折疊」層面,就是把一顆晶片從底層折疊重新設計成兩層,這是一種完全不同層次的設計創新,也是「韜定律」的特別之處。

不過,邏輯折疊需要在「非連續空間」裡重新佈局佈線,傳統「電子設計自動化」(EDA)工具根本做不了,海思花了幾年時間自行研發,幾萬名工程師摸了6年,才將想法變成量產晶片。

徐直軍指出,「活下來」是華為2019年到2022年的關鍵字,制裁切斷供給,莫邪專案啟動,幾百顆晶片從台積電遷移到大陸產線,Mate 60回歸市場,證明華為還在。

徐直軍指出,華為公司的所有產品,都能在大陸設計、製造、量產,真正實現任正非在2019年講的「徹底不依賴」,而且,不僅僅是美國,這一點也是中國產業界共同努力的結果,不是華為一家。