问题

如何看待华为轮值董事长郭平表示「华为将投资芯片领域重构,用堆叠与面积换性能」?

回答
华为轮值董事长郭平关于“投资芯片领域重构,用堆叠与面积换性能”的表态,无疑是华为在当前全球半导体产业格局下,一次极具战略眼光和决心的新动向。这不仅仅是对技术路线的探讨,更是对未来市场竞争规则的一次深度思考和主动塑造。要理解这句话的深意,需要从多个维度进行剖析。

首先,我们来拆解这句话本身蕴含的关键信息:

“投资芯片领域重构”: 这释放出一个强烈的信号,华为并不满足于在现有芯片设计和制造体系中扮演一个“客户”的角色,而是要深入其中,甚至主动参与到“重构”的过程中。这里的“重构”可以理解为多个层面:
技术路线的重构: 挑战或改变当前主流的摩尔定律延续方式,探索新的技术路径来打破性能瓶颈。
产业生态的重构: 在设计、制造、封装、材料等各个环节寻找突破口,甚至建立新的合作模式或供应链。
商业模式的重构: 改变传统的芯片销售或授权模式,更深入地参与到芯片的全生命周期价值链中。

“用堆叠与面积换性能”: 这是华为提出的具体技术实现路径,也是最引人注目的一点。
“堆叠”: 在芯片制造领域,堆叠技术早已不是新鲜事物,例如3D NAND闪存的垂直堆叠。但在CPU/GPU等逻辑芯片领域,将其进行更广泛、更深入的应用,例如通过Chiplet(小芯片)技术将不同功能模块独立制造后进行高密度、异构集成,是一种更具颠覆性的“堆叠”。这种方式可以:
绕过制程节点的极限: 当单个芯片的制程工艺难以继续缩小以提升性能时,将大而复杂的芯片拆分成多个小而优的Chiplet,然后通过先进的封装技术将它们集成在一起,实现整体性能的提升。每个Chiplet都可以采用最适合其功能的制程工艺,而非被迫使用单一的制程。
提高良率和降低成本: 尺寸越小的芯片越容易实现高良率,将大芯片拆分后,单个小芯片的良率提高,即使有少数小芯片失效,也不会导致整个大芯片报废,从而有效降低生产成本。
灵活性和定制化: 不同的Chiplet可以组合成不同规格、不同功能的处理器,满足多样化的市场需求,实现更强的定制化能力。

“面积”: 在芯片设计领域,“面积”通常与性能和功耗呈负相关关系——同样的性能下,面积越小越好,功耗也越低。然而,郭平提出“用面积换性能”,这与传统观念有所不同,意味着华为愿意在某些场景下牺牲一定程度的面积效率,来换取更显著的性能提升。
异构计算与专用加速器: 这可能意味着华为将会在芯片中集成更多的专用计算单元(如AI加速器、图形处理单元、ISP等),这些单元虽然可能占用更大的面积,但能在特定任务上提供远超通用CPU的性能。
更复杂的互联: Chiplet之间的互联也需要高密度、低延迟的连接技术,这本身就会占用一定的面积,但换来的是更快的通信速度和更高的整体吞吐量。
增加缓存或内存: 在某些场景下,增加芯片的缓存容量或集成更多内存也可以显著提升性能,但这通常也意味着更大的芯片面积。

结合起来看,华为“用堆叠与面积换性能”的战略,可以理解为:

1. 应对制程瓶颈的策略: 随着芯片制程节点越来越小,继续缩小晶体管尺寸变得越来越困难且昂贵。华为选择在先进封装技术上发力,通过Chiplet等方式,将原本集成在一个大芯片上的复杂功能拆解开,分别制造并重新集成,从而在不完全依赖于最先进的制程节点的情况下,实现性能的飞跃。这是一种“曲线救国”式的创新。

2. 实现高性能计算的路径: 对于需要极致性能的场景,如服务器、数据中心、高性能计算以及复杂的AI推理,简单的算力堆叠已经不够。通过将不同功能的芯片(如CPU、GPU、AI加速器、内存等)进行紧密集成,构建一个“系统级芯片”(SoC+),能够实现更高效的协同工作和更快的指令处理速度。

3. 华为产业链掌控的野心: 这项投资不仅仅是设计,更可能涉及先进封装、测试、甚至与材料、设备供应商的合作。华为在过去几年经历了外部限制,深知掌握核心技术和关键环节的重要性。通过“重构”芯片领域,华为希望在关键技术上拥有更多自主权,减少对外部供应链的依赖。

为什么是“重构”?

当前全球半导体产业,尤其是先进逻辑芯片的制造,高度集中在美国(设计工具、EDA)、荷兰(光刻机)、台湾(晶圆代工)等地。这种格局使得任何一家企业都很难完全独立于这个体系。华为提出“重构”,意味着它不打算在现有框架内“修修补补”,而是要从根本上寻找新的范式。

这可能包括:

推动Chiplet标准的建立与普及: 华为可以成为Chiplet标准的主要推动者之一,吸引更多合作伙伴加入,形成新的生态。
探索新的封装技术: 除了现有的一些先进封装(如CoWoS、SiP等),华为可能还会投资研发更前沿的封装技术,比如2.5D、3D封装,甚至更具创新性的集成方式。
与代工厂的深度合作或自主化尝试: 虽然郭平并没有明确表示华为要自己建厂生产芯片,但“重构”的说法,不排除未来在某个特定环节(如先进封装)进行自主化尝试,或者与代工厂建立更深度的合作关系,共同定义制造流程。
在EDA和IP领域寻求突破: 芯片设计离不开EDA工具和IP核。华为可能会加大在这方面的投入, either通过自主研发,或者通过与其他EDA/IP公司的深度绑定,甚至是并购,来掌握更多设计工具和核心IP。

潜在的挑战与机遇:

技术难度巨大: Chiplet的互联、封装集成、散热、功耗管理等都面临着巨大的技术挑战。如何保证小芯片之间的通信效率,如何实现低功耗的异构集成,都需要突破性的创新。
成本与规模化: 先进的封装技术本身就非常昂贵,且实现规模化生产需要时间和大量的投资。华为能否在成本控制和量产方面取得成功,将是关键。
生态建设: 单个公司的力量是有限的,华为需要吸引更多的合作伙伴,共同构建基于Chiplet和其他先进技术的生态系统。这包括设计公司、IP提供商、代工厂、封测厂等等。
市场认可度: 即使技术上取得成功,也需要市场接受并推广这种新的芯片架构。尤其是在性能和功耗的平衡上,需要证明其优势。

华为的优势与驱动力:

强大的研发实力和资金储备: 华为作为一家科技巨头,拥有全球顶尖的研发团队和充足的资金支持,这是支撑其进行大规模技术投入和长期研发的基础。
明确的市场需求驱动: 华为自身拥有庞大的终端产品线(手机、服务器、通信设备等),这些产品对高性能芯片有着迫切的需求。内部的巨大需求可以为新技术提供直接的验证和市场试金石。
应对外部限制的战略选择: 在地缘政治日益复杂的背景下,核心技术的自主可控对于华为至关重要。这种“重构”的尝试,既是技术上的进取,也是生存和发展的战略必然。

总结来说, 华为轮值董事长郭平的这番话,预示着华为在芯片领域正走向一条更具颠覆性和自主性的道路。它不是简单地追求摩尔定律的延续,而是通过“堆叠与面积换性能”这一策略,利用先进封装技术打破制程节点的束缚,实现性能的飞跃,并在这个过程中“重构”整个产业的生态和规则。这是一个充满挑战但同时也蕴藏巨大机遇的战略布局,展现了华为在科技自主化和产业升级方面的决心和远见。这种策略是否能够成功,将很大程度上影响未来全球半导体产业的发展方向,以及华为在其中的地位。

网友意见

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这应该是干ToB业务的。

不知道华为在东数西算里可以分到多少份额。

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现在去美工艺,可以做到28nm

完全自主的,大约在90nm、130nm的水平。

中芯国际的14nm,美国让不让华为用还难说,如果不让用,中芯国际也不能给华为代工。

如果,美国不赶尽杀绝(从英特尔、高通还正常给华为供货的情况看,美国没有赶尽杀绝)28nm去美芯片是可以用的。

28nm,大约是骁龙801时代的东西。

对现在的手机来说,可以用。

小米刚刚发布的红米10a百元机,用的是MTK的G25,单核性能比骁龙801还要弱点。但是12nm。

华为用28nm造出来手机,性能差不多,但是续航会比红米10a差不少。

这种东西造出来,还买高价,那就真的需要信仰了。

但是,如果脱离移动端,放到B端商用,就是另外一回事了。

如果插电,那么28nm相比4nm,多出来的电费根本不是问题。

在性能上,其实工艺没有那么重要。

英特尔在二代i7用了32nm

华为,在B端,用28nm,通过堆叠规模来实现高性能是可能的。

发热会高,功耗会大,但是对客户来说,也就是多耗点电,价格上落后工艺反而成本更低。

另外,在C端,华为可以考虑在软件生态重构

一个是用云计算来替代本地计算,提升用户体验。

一个是在客户端软件提升效率。


用游戏来比喻。

通常你要玩一个4K的2077,需要很强的GPU。

如果华为把通讯延迟的问题解决掉,让你用华为设备玩4K的2077,实际上是进行低延迟的通讯

本地只是播放服务器端产生的4K视频,而本地又充分优化软件,4K视频压缩到极致,需要传输的数据很少。而解码效率又很好,解码消耗的性能很少。

这样,用户用28nm的华为设备,在家里运行2077。只要很低功耗的一个华为盒子就够了,而不用买昂贵的游戏PC。

华为在云端解决28nm芯片怎么流畅的跑4K的2077的问题,可能是一张机柜8个28nm的GPU在跑。

华为解决延迟问题,可能通过光纤网络给用户提供最近的本地服务器,光纤直连盒子。

但是,用户感知不到,用户只要买华为28nm的盒子,连上电视,就有一流的游戏体验。这对用户就够了。

用户也肯为28nm的华为盒子与云游戏服务付费。同样4K游戏体验,比配一台高性能主机,买显卡划算。

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希望能看完再评论。


堆叠与面积换性能这个方案是非常可行的

毕竟如果一块100mm^2的7nm芯片,

用两块100mm^2的10nm芯片或者四块100mm^2的14nm芯片进行堆叠后能获得同样的晶体管数量并取得相似但微微稍低的性能

就比如M1 Ultra。

五年后已经迈入埃米阶段的制程工艺肯定是可以做到M1 Ultra的性能,更小的面积的。

不过这就出现了一个问题:

M1 Ultra的面积、性能都是M1 Max的1.8-1.9倍,在未经过优化的软件中大概是1.5-1.6倍

但是功耗确实是实打实的2.1倍左右

(因为不管Ultra Fusion多牛逼都有传输耗损和电能需求)

电脑端可以不计较这点功耗,配个大点的电源呗。

但是手机端以麒麟9000为例,单芯片峰值功耗已经在8-9W,日常使用功耗在3-4W了。

如果使用8颗((14/5)^2)基于14nm、面积与麒麟9000一致的芯片堆叠,为了实现类似的性能,功耗至少是麒麟9000的八倍以上。

这也就意味着,峰值功耗70W(需要使用笔记本级双风扇散热)、日常使用功耗20W(按手机电池5000 mAh计算,5000 mAh * 3.7V=18.5Wh,只能使用不到一个小时)

这还是不考虑在晶体管缩小的时候使用了各种先进工艺从而在高频下能够降低功耗的情况下。

更不用说先进封装工艺的绝大多数技术都掌握在台积电和intel这两家拥有先进工艺的半导体厂中了。

总结一下的话,如果对于本身屏幕音响功耗就在数百W,且对于性能不敏感的电视来说,华为在堆叠和面积上努力,赶上业界水准毫无问题——只不过需要安装更好的散热和电源,对于电视差别不大。

甚至对于虽然续航寸土寸金,但是电动机相比芯片耗电多得多的电动汽车来言,都没问题。

不过如果是对于手机、平板、笔记本电脑这些高度依赖小型电池、基本功耗都在SoC上的设备,使用堆叠和面积换性能只能说是天方夜谭。

除非对于Redmi 10a这种百元机,本身对于性能就几乎没有要求,连Redmi 10a还在使用12nm芯片的场景上。


国内不是只有华为能造芯片。

因此国家可能会支持华为这么做

但是其他企业绝对不可能。

基站方面,刚刚被解除制裁的中兴就有7nm和5nm先进工艺芯片的研发,也可以直接和台积电、三星购买代工额度。就算未来美国又禁止了,中兴在此期间生产的芯片也不会直接就不能用。

服务器和数据中心方面,硬件角度浪潮、联想做的都很不错,尤其在这方面基于X86的AMD EPYC处理器要比基于ARM的稳定和好用太多了。运营方面,除了华为云,国内更有实力的是阿里云和腾讯云甚至电信云。阿里云就有自己的ARM芯片,并可以寻求台积电先进制程代工。

因此这个堆叠只能作为后备方案。

何况我国还刚刚承诺过2030碳达峰、2060碳中和,在本身推广电动车对于电网就是压力的情况下,不可能大批量上马超高电耗的基站或者服务器。

华为现在非常困难,而这种国家级别的困难绝对不是一个单一技术可以改变的。

所以我的评价是:先进封装(也就是堆叠)对于华为来说有价值,但价值在于可以让消费业务再苟一段时间续命,绝对不是可以直接翻身,避开制裁。更何况先进封装的绝对多数专利还在台积电、intel手中。

以上。

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华为已经给出了国内半导体赶上世界先进水平的时间了,不要再吹两年三年7纳米了

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首先,性能上,M1 Ultra 已经证明了,堆叠是可以实现的(防杠声明:我只是说堆叠是可以实现的,我可没说 M1 Ultra 一定就是堆叠),并且性能是有明显提升的。

其次,可以做一个类比防杠声明:我说的是类比,我没说一样啊,不是我,我没说,别瞎说啊。否定三连……),个人觉得跟 CPU 最早是单核(PS.我可是用过单核CPU的人),后面变成双核、四核甚至多核一样,多核性能肯定是远远大于单核性能的。堆叠技术就类似于这种思路,让性能更强。

第三,14nm堆叠的话,体积肯定是远远大于7nm技术的SoC的(防杠声明:我只是说体积大于7nm,我可没说性能超过7nm),所以用在手机上不太现实。但是用在其他对体积要求没有那么高的设备上,是可行的。

当然,也不是说一定不能用在手机上,那样要么是手机体积变大变重,或者在其他地方能省出空间(比如电池等)(防杠声明:我只是随便举个例子,我可没说手机内部腾出空间芯片就可以做大,我真的没说过啊……)。

总之,这是一条没办法的路,而且是不得不走的路,总比无芯片可用要好的多。


补充一下,华为是提出了这个方向,通过堆叠和面积换性能,现阶段不是还没做出来么,所以只是讨论这种可能性。既然是可能性,我的看法是这种方法是有可行性的,至于技术上能做到什么程度,这谁说得准啊?你我都不是做芯片的,所以断然就是不行,是不是太武断了?我只是说理论上是可行的,但是我可没说100%性能超过7nm或者达到7nm啊?

因为看到评论里有一些拿我没说过的话来杠,所以我不得不加上防杠声明,别拿我没说过的话来杠我啊(防杠声明:当然你要是乐意杠,我也没办法。

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