Huawei predstavio zakon skaliranja Tau (τ)

Posljednjih godina Mooreov zakon, koji je više od pet desetljeća usmjeravao industriju poluvodiča, suočio se s ozbiljnim fizičkim ograničenjima i sve slabijim ekonomskim povratima. Globalna industrija sve je više ograničena usporavanjem geometrijskog skaliranja tranzistora i slabljenjem koristi u trošku po tranzistoru.

Na IEEE International Symposium on Circuits and Systems (ISCAS) 2026., He Tingbo iz Huawei-ja predstavio je Tau (τ) Scaling Law, novi princip za usmjeravanje budućeg razvoja industrije poluvodiča. Taj zakon predlaže zamjenu geometrijskog skaliranja vremenskim (τ) skaliranjem kao novim vodećim načelom evolucije poluvodiča i elektroničkih sustava. Na temelju tog načela nove tehnologije, poput LogicFoldinga, mogu se koristiti za kontinuirano smanjivanje kašnjenja propagacije signala i postupno povećavanje gustoće tranzistora, čime se potiče daljnja evolucija poluvodiča i elektroničkih sustava.

Industrija sada mora riješiti hitan i zajednički izazov nadilaženja fizičkih ograničenja tradicionalnih procesa i pronalaženja novog, održivog puta razvoja koji može pratiti naglo rastuću potražnju za računalnom snagom. Tu se pojavljuje τ Scaling Law. Na temelju tog zakona Huawei je razvio inovativne jezgrene tehnologije poput LogicFoldinga i uspostavio mehanizam višerazinske suoptimizacije koji obuhvaća poluvodičke uređaje, sklopove, čipove i sustave. Cilj tog mehanizma jest sustavno skraćivanje vremenske konstante τ radi povećanja performansi, energetske učinkovitosti i gustoće tranzistora na svakoj razini.

Na razini uređaja novi bi zakon optimizirao otpor i parazitski kapacitet tranzistora i međuveza kako bi se minimizirala vremenska konstanta τ na temeljnoj fizičkoj razini. Na razini sklopova prihvaćanje arhitekture LogicFolding radi probijanja fizičkih granica tradicionalnih rasporeda sklopova značajno bi skratilo ožičenje kritičnog puta, učinkovito smanjujući otporno i kapacitivno opterećenje propagacije signala te na kraju povećavajući gustoću tranzistora i performanse sklopova.

Na razini čipa, primjena koordiniranog dizajna punog stoga, od softvera i arhitekture do silicija, omogućila bi fino granuliranu kontrolu tokova instrukcija i podataka vođenu radnim opterećenjem, povećavajući paralelizam i učinkovitost na razini sustava te značajno smanjujući ukupno vrijeme izvršavanja. Na razini sustava, redefiniranje interkonekcijskih protokola za računalne sustave putem UnifiedBusa omogućilo bi jedinstveno adresiranje memorije i izvorne memorijske semantike za SuperPoD-ove, značajno smanjujući komunikacijsku latenciju sustava.

He Tingbo detaljno je izložio Huawei-jevu primjenu τ Scaling Lawa na pametne telefone i AI računalstvo. Tijekom proteklih šest godina Huawei je dizajnirao i masovno proizveo 381 čip temeljen na τ Scaling Lawu, koji služe širokom rasponu industrija, sektora i tržišta. Kirin čipovi predviđeni za lansiranje u jesen 2026. bit će prvi koji će usvojiti arhitekturu LogicFolding, što će znatno poboljšati performanse čipova. Do 2031. visokokvalitetni čipovi koje Huawei dizajnira na temelju τ Scaling Lawa trebali bi imati gustoću tranzistora ekvivalentnu procesima od 14 Å, odnosno 1,4 nm.

„Vjerujemo da su otvorenost i suradnja ključni za poticanje kontinuiranog napretka industrije poluvodiča. Nijedna kompanija ne može samostalno pronaći sve odgovore na putu evolucije poluvodiča. Uz τ Scaling Law radujemo se bliskoj suradnji sa znanstvenicima, inženjerima i industrijskim partnerima diljem svijeta radi poticanja održivog razvoja industrije poluvodiča i elektronike“, zaključio je He Tingbo.

Predstavljanje τ Scaling Lawa dolazi u trenutku kada se cijela industrija udaljava od jednostavne pretpostavke da će manji proizvodni čvorovi automatski donijeti jeftinije i snažnije čipove. Napredni proizvodni procesi postaju sve skuplji, složeniji i dostupni sve manjem broju proizvođača. Zato se inovacije sve više sele prema arhitekturi, pakiranju, međuspojevima, memorijskim hijerarhijama i optimizaciji softvera za konkretna radna opterećenja.

Koncept vremenskog skaliranja uklapa se u taj pomak jer fokus prebacuje s geometrije na kašnjenje, protok signala i učinkovitost cijelog sustava. U AI računalstvu upravo komunikacija između čipova, memorije i akceleratora često postaje usko grlo jednako važno kao i sama gustoća tranzistora.

Huawei-jeva tvrdnja o ekvivalentu 1,4 nm do 2031. pokazuje ambiciju da se performanse izraze kroz funkcionalni rezultat, a ne samo kroz fizičku dimenziju procesa. Istodobno, kineski poluvodički sektor djeluje pod snažnim izvoznim ograničenjima, što dodatno potiče razvoj alternativnih putova optimizacije. 

Takvi pristupi mogu pomoći u smanjenju ovisnosti o najnaprednijoj litografiji, ali njihova industrijska vrijednost ovisit će o ponovljivosti, troškovima i kompatibilnosti s postojećim alatima. Za globalnu industriju važno je da se nastavi pluralnost tehnoloških pravaca, od chipleta i 3D pakiranja do specijaliziranih arhitektura. Mooreov zakon možda gubi jednostavnost nekadašnjeg ritma, ali potreba za novim oblicima skaliranja nikada nije bila veća.