
▲華為認為,目前既然無法把電晶體做小,那就透過縮短晶片內部的電路傳輸距離來減少延遲。其具體方法是「邏輯折疊(Logic Folding)」——利用專有的 EDA 演算法,將原本平鋪在 2D 平面上的底層邏輯電路「一分為二」,像摺紙一樣垂直疊放為 3D 雙層結構。(圖/路透)
●林忠正/經濟學博士、前中研院研究員
美國總統川普在第一任上台後,美中對抗不斷激化,中國根本無法取得 ASML 先進 EUV 光刻機的物理極限下,華為被迫放棄與台積電在「幾何微縮(將電晶體做小)」上的常規競賽,轉而提出「韜定律(Tau Scaling Law)」作為其晶片發展的另一條非對稱路線。
「韜定律」與「邏輯折疊」 極限環境下的妥協產物
1. 韜定律的背景與限制
華為目前的核心目標就是利用所謂的「韜定律(Tau Scaling Law),也就是利用晶片的立體結構來突破「幾何微縮」的技術封鎖。
華為認為,目前既然無法把電晶體做小,那就透過縮短晶片內部的電路傳輸距離來減少延遲。其具體方法是「邏輯折疊(Logic Folding)」——利用專有的 EDA 演算法,將原本平鋪在 2D 平面上的底層邏輯電路「一分為二」,像摺紙一樣垂直疊放為 3D 雙層結構。
這使即將於2026年秋季問世的「麒麟2026」7奈米手機晶片,在不改變微縮工藝的前提下,電晶體密度提升了 53.5%,達到約 2.38 億個/平方毫米。
華為3D或「邏輯折疊」晶片的致命限制:
這項技術在物理上面臨兩大硬傷。
首先是「散熱地獄」,當兩層高發熱的邏輯電路重疊,熱量極難導出,晶片一旦過熱就會降頻。
其次是「體積與功耗」,這種靠立體堆疊、系統優化堆出來的等效效能,晶片體積往往較大,且極其耗電。它非常適合應用在不計體積與功耗的資料中心、AI伺服器或智慧汽車上;但在追求極致輕薄、對電池續航力錙銖必較的「智慧型手機」領域,其效果會大打折扣。
2. 華為 3D 7奈米 晶片vs. 台積電先進晶片在效率上的殘酷對比:
現在我們將華為這項引以為傲的 3D 7奈米突破,拿來與台積電的先進製程相比,兩者的技術代差依然非常明顯:
在電晶體密度對比方面:華為 3D 7奈米(麒麟2026)的密度為 2.38 億個/平方毫米;而台積電即將邁入量產的 2奈米(N2)製程,其物理電晶體密度預估達 4.9 億至 5.1 億個/平方毫米。簡單地說:台積電在純物理密度上,依然是華為的兩倍以上。
綜合處理效率(相同功耗下):若以台積電經典的傳統 7奈米作為比較的基準點(也就是100%),華為透過邏輯折疊後的 3D 7奈米晶片,理論處理效率約提升至 140%,大約約勉強追平台積電初代 3奈米 N3B 的效能。然而,台積電的 2奈米製程在導入全新的 GAA(全環繞柵極)奈米片架構後,處理效率高達 160% ~ 180%。更遑論後續規劃中的 1.4奈米(A14)製程,其效率將突破 200%。
事實上,台積電並非不發展 「邏輯折疊 」或3D的晶片結構,而是早就走在產業的最前線。台積電研發超過十年的 3D 封裝技術(如 SoIC、CoWoS、InFO),以及在 2奈米後期準備導入的「背面供電(System on Wafer)」技術,本質上也是在做 3D 空間與時間的微縮。
台灣根本無需焦慮 華為根本跨不過物理鴻溝!
許多國際政經評論或台灣內部輿論,常因華為推出新手機或發表「韜定律」而陷入盲目的集體焦慮,擔心台灣的「護國神山」地位不保。但從半導體的物理本質與商業邏輯來看,這種擔憂完全是不必要的。
在此我們舉一個例子來說明華為和台積電的在質量上的巨大差距。假如台積電也用 3D 技術製造先進晶片時,就是等於台積電對華為做出毀滅性的降維打擊。因為華為買不到先進工具,被迫用成熟粗糙的 7奈米磚頭,去蓋一棟 3D 的「摩天大樓」來塞入更多房間。
但是,台積電擁有全世界最精密的極紫外光(EUV)工具,能用極其精細的 2奈米、1.4奈米甚至更小的納米材料,也可以去蓋出華為所謂的3D 「摩天大樓」。在這種情形之下,台積電晶片的效率當然就遠遠超越華為的晶片了!
即便未來台積電在生產比 1.4 奈米更小的物理晶片上面臨矽材料的物理極限(例如量子穿隧效應導致的漏電困境),台積電手裡依然握有全世界最頂尖、最成熟的 3D 封裝與背面供電架構技術。
只要台積電在其極小的 1.4 奈米物理晶片上同樣實施 3D 架構折疊與立體堆疊,其所釋放出的電晶體密度、運算速度與恐怖的節能能效比,將瞬間對華為的7奈米3D晶片形成「二維對三維、先進材料對成熟材料」的降維打擊。
結論 華為在特定戰場存活但永遠無法趕上台積電
華為無法跨越 7 奈米(或多重曝光勉強達到的5奈米)以下製程的這條死線,只要這條物理材料的鴻溝存在,華為在商業全球市場上就永遠不可能追上台積電。
華為的「韜定律」本質上是一場成功的「不對稱生存突圍戰」。它的戰略價值在於:讓中國在面臨極端封鎖、完全不計商業成本的代價下,能夠在軍事、國防、國家級 AI 算力中心等對體積不敏感的領域,實現一定程度的「不被卡脖子」與自我防禦。
然而,半導體是一門極度依賴全球化分工與極致商業效率的產業。台灣的半導體產業生態圈鏈結了全球最頂尖的材料、光學與設備廠商,台積電更是這條生態鏈的集大成者。
只要台灣維持技術創新的腳步與全球生態系的緊密合作,對於華為這種在被封鎖環境下、靠著政治意志與架構妥協所堆疊出來的「等效效能」,台灣社會與產業圈完全可以保持戰略定力,根本無需擔心被其全面趕上。
▼華為無法跨越 7 奈米(或多重曝光勉強達到的5奈米)以下製程的這條死線,只要這條物理材料的鴻溝存在,華為在商業全球市場上就永遠不可能追上台積電。(圖/路透)

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