Shanghai / Dübendorf – Huawei-Vorstandsmitglied He Tingbo hat diese Woche auf dem IEEE International Symposium on Circuits and Systems (ISCAS) 2026 im Rahmen ihrer Keynote-Rede «Der neue Weg der Halbleiterpraxis» das Tau-(τ)-Skalierungsgesetz vorgestellt. Dabei handelt es sich um ein neues Prinzip zur zukünftigen Entwicklung der Halbleiterindustrie. Es schlägt vor, die geometrische Skalierung durch eine Zeit-(τ)-Skalierung als neues Leitprinzip für die Evolution von Halbleitern und elektronischen Systemen zu ersetzen. Basierend auf diesem Prinzip können innovative Technologien wie LogicFolding eingesetzt werden, um die Signalübertragungsverzögerung kontinuierlich zu verkürzen und die Transistordichte stetig zu verbessern, was die fortlaufende Entwicklung von Halbleitern und elektronischen Systemen vorantreiben wird.
Das Mooresche Gesetz hat die Halbleiterindustrie über fünf Jahrzehnte lang geprägt – doch es stösst zunehmend an seine Grenzen. Die geometrische Verkleinerung von Transistoren verlangsamt sich, die Kostenvorteile pro Transistor schwinden, und die wirtschaftlichen Erträge sinken. Die Branche steht damit vor einer grundlegenden gemeinsamen Herausforderung: Sie muss einen neuen, nachhaltigen Entwicklungsweg finden, der den wachsenden Rechenanforderungen gerecht wird. Das
τ-Skalierungsgesetz bietet genau das.
Auf der Grundlage dieses Prinzips hat HUAWEI innovative Kerntechnologien wie LogicFolding entwickelt und einen mehrstufigen Mechanismus zur Optimierung etabliert, der Halbleiterbauelemente, Schaltkreise, Chips und Systeme umfasst. Dieser Mechanismus zielt darauf ab, die Zeitkonstante τ systematisch zu verkürzen, um Leistung, Energieeffizienz und Transistordichte auf jeder Ebene wie folgt zu steigern:
- Auf der Ebene der Geräte: Optimierung des Widerstands und der parasitären Kapazität von Transistoren und Verbindungen, um die Zeitkonstante τ auf der Gerätebene in der zugrunde liegenden physikalischen Schicht zu minimieren.
- Auf der Schaltungsebene: Durch den Einsatz der LogicFolding-Architektur werden die physikalischen Grenzen herkömmlicher Schaltungslayouts überwunden, wodurch die Verbindungen auf dem kritischen Pfad erheblich verkürzt, die resistive und kapazitive Belastung bei der Signalübertragung effektiv reduziert und letztlich die Transistordichte sowie die Schaltungsleistung gesteigert werden.
- Auf der Chip-Ebene: Einsatz eines vollständig koordinierten Designs von Software, Architektur und Silizium, um eine fein abgestimmte, arbeitslastgesteuerte Kontrolle über Befehls- und Datenflüsse zu erreichen. Dadurch werden die Parallelität und die Effizienz auf Systemebene verbessert und die End-zu-End-Ausführungszeit erheblich verkürzt.
- Auf der Systemebene: Neudefinition von Verbindungsprotokollen für Computersysteme mit UnifiedBus, um eine einheitliche Speicheradressierung und eine native Speichersemantik für SuperPoDs zu erreichen und so die Latenz bei der Systemkommunikation deutlich zu reduzieren.
In ihrer Keynote-Rede erläuterte He Tingbo die Anwendung des τ-Skalierungsgesetzes von HUAWEI auf Smartphones und KI-Computing. In den letzten sechs Jahren hat HUAWEI basierend auf dem τ-Skalierungsgesetz 381 Chips entworfen und in Serie hergestellt. Diese kommen in einer Vielzahl von Branchen, Sektoren und Märkten zum Einsatz. Die Kirin-Chips, deren Markteinführung für Herbst 2026 geplant ist, werden die ersten sein, die die LogicFolding-Architektur übernehmen, wodurch die Leistung der Chips erheblich gesteigert wird. Bis 2031 sollen die High-End-Chips, die HUAWEI basierend auf dem τ-Skalierungsgesetz entwickelt, eine Transistordichte aufweisen, die dem 14-Ångström-Prozess (1,4 nm) entspricht.
Mit Blick auf die Zukunft erklärte He Tingbo: «Wir sind davon überzeugt, dass Offenheit und Zusammenarbeit entscheidend sind, um den Fortschritt in der Halbleiterindustrie voranzutreiben. Kein einzelnes Unternehmen kann auf dem Weg der Halbleiterentwicklung alle Antworten im Alleingang finden. In Bezug auf das τ-Skalierungsgesetz freuen wir uns darauf, eng mit Wissenschaftlerinnen, Ingenieuren und Industriepartnern auf der ganzen Welt zusammenzuarbeiten, um die nachhaltige Entwicklung der Halbleiter- und Elektronikindustrie voranzutreiben.» (Huawei/mc)