华为新方法挑战芯片差距

在激烈的人工智能芯片竞赛中，局势愈发复杂。我认为，华为芯片设计子公司海思总裁何庭波的表态，无疑给这场竞赛带来了新的变数。她表示，公司工程师已研发出一种优化半导体的新方法，还相信这将在未来几年缩小中国芯片与西方芯片的性能差距。这真的能实现吗？值得怀疑。

新方法的特点与承诺

华为的方法侧重于加快芯片、电路和整个计算系统的计算速度，而非在单块硅片上集成更多组件。何庭波上周末在上海举行的电气与电子工程师协会（IEEE）国际电路与系统研讨会上称“我们找到了一条新路径”。被称为华为“芯片女王”的何庭波承诺，公司将在未来几个月内，可能通过一款新芯片，证明这种新方法的可行性。她还说“到2026年冬天之前，我们会带来惊喜。不是饱和式发展，也不是延续性进步，而是实现重大飞跃”。这承诺听起来很美好，但能否兑现呢？让人质疑。

新方法取代摩尔定律

何庭波将这种新方法称为“陶氏缩放定律”（Tau’s Scaling Law），并表示它已取代摩尔定律，成为海思的指导原则。摩尔定律由英特尔联合创始人戈登·摩尔提出，指出计算技术的进步依赖于每两年将芯片中封装的晶体管或逻辑门数量大致增加一倍。目前，制造前沿芯片需要使用价值数十亿美元的光刻设备将组件蚀刻到硅片上，还需要一条由精密组件构成的供应链以及大量的工程技术知识。美国的出口管制禁止华为与全球领先的芯片代工厂台积电（TSMC）合作，华为只能依靠中国的中芯国际（SMIC），后者使用的是上一代光刻设备。这一系列的限制，华为的新方法真能突破吗？我对此持怀疑态度。

限制与创新

关键的是，这些限制制约了中国利用本土芯片发展前沿人工智能的能力。据估计，中国在这方面比领先水平落后超过五年。但芯片行业已开始触及摩尔定律的极限。当晶体管宽度仅为几纳米时，量子效应会干扰其正常运行。许多芯片已经采用了一些变通方法，例如，苹果最强大的处理器是通过将两块芯片拼接在一起，以形成一个更强大的芯片。华为的声明表明，公司认为自己已找到突破这些限制的方法。这也意味着，旨在遏制中国芯片产业的制裁措施反而激发了创新，假以时日，中国有望建立更先进的本土芯片产业，并与西方展开竞争。最终，像华为这样的公司所带来的创新可能会削弱美国的技术优势。何庭波上周末提到光刻微型化时说“六年前，我们的几何缩放就已达到瓶颈。我们很快意识到，半导体的发展不仅仅依赖于几何缩放”。这真的是创新的曙光，还是只是美好的愿景呢？

提升芯片性能的方式

她强调了公司利用新方法提升芯片性能的几种方式。其中包括一种名为“逻辑折叠”（LogicFolding）的技术，它能减少电路中执行关键逻辑操作所需的时间。海思表示，还通过考虑纳米级电子现象、设计能协同工作的芯片，以及开发加速芯片间通信的互连技术来提升芯片性能，这对训练大型人工智能模型至关重要。何庭波称“对于人工智能的训练和推理而言，关键不仅在于缩短计算时间，还在于缩短数据在芯片之间和芯片内部的传输时间”。这些方式真的能有效提升芯片性能吗？有待观察。

未来目标与质疑

华为表示，到2031年，将利用这种新方法生产出性能相当于1.4纳米制程的芯片组件。鉴于台积电预计在2028年推出采用该制程的芯片，这将显著缩小中国在芯片制造方面的差距。不过，何庭波的声明并不意味着华为有明确的途径来突破美国的制裁，而且并非所有人都相信这种方法可行。独立半导体和人工智能政策分析师伦纳特·海姆（Lennart Heim）表示，华为的策略表明，仅靠缩小和密集化芯片来提升性能的空间已十分有限。他认为，华为正越来越多地依靠混合键合和3D芯片堆叠等技术来提升性能。但华为的“芯片女王”似乎对公司改变局面充满信心。她在演讲中表示“这些创新将实现大规模生产，也许不是今年，但从2027年及以后会实现”。华为真的能在重重困难下实现这些目标吗？这是一个值得思考的问题。