Gespräch mit dem Akademiker der Chinesischen Akademie der Wissenschaften, Chu Junhao: Moore’s Law hat seine Grenzen – „Tao’s Law“ eröffnet neue Perspektiven. Chinas Technologie muss in der Grundlagenforschung die höchste Qualität erreichen.

Zusammenfassung der Kerninhalte

Das von Huawei vorgeschlagene „Taolgesetz“ hat in letzter Zeit große Aufmerksamkeit erregt und Diskussionen über eine „Paradigmenveränderung“ in der Halbleiterindustrie ausgelöst. Chu Junhao, Akademiker der Chinesischen Akademie der Wissenschaften und international anerkannter Gründer der „CXT-Formel“, gab ein Interview, in dem er die zugrundeliegende Logik erklärte: Der Schwerpunkt verlagert sich von der „Verkleinerung der Größe“ nach dem Moore’schen Gesetz auf die „Verkürzung der Zeit“ – durch die Reduzierung von Widerstand und Kapazität in Schaltkreisen sowie die Nutzung von dreidimensionalen Architekturen wird die Signalübertragungszeit verkürzt und die Leistung der Chips verbessert. Er ist der Ansicht, dass das Taolgesetz neue Wege für die Zeit nach dem Moore’schen Gesetz ebnet, doch ob es zu einem globalen Konsens werden kann, muss noch von der Industrie überprüft werden. Gleichzeitig betont er, dass China weiterhin an der Entwicklung von EUV-Lithografieanlagen arbeiten muss; die Kombination beider Technologien könnte zu einer „Synergie“ führen (1+1>2). Zudem weist er darauf hin, dass Chinas Wissenschaft und Technologie vom „Nachfolgen“ zum „Führen“ übergehen muss, indem grundlegende Forschungslücken geschlossen und extremer Innovationsdrang betont wird.

I. Das Taolgesetz: Nicht die Übernahme des Moore’schen Gesetzes, sondern ein neuer Ansatz

Die Herausforderungen des Moore’schen Gesetzes: In den letzten 60 Jahren wurde die Leistung von Chips durch ihre Verkleinerung (die Verdoppelung der Transistordichte alle zwei Jahre) gesteigert. Allerdings beträgt der Durchmesser eines Siliziumatoms nur 0,2 Nanometer, und bei Prozessen nahe 1 Nanometer können Elektronen aufgrund des Quantentunneleffekts durch die Schicht hindurchdringen, was zu einem starken Leistungsrückgang führt – dieser Weg ist fast zu Ende.

Die Lösung des Taolgesetzes: Anstatt auf die Größe zu setzen, konzentriert sich das Gesetz auf die Zeit. Die Zeit, die ein Signal in einem Schaltkreis benötigt (physikalisch als „Zeitkonstante τ“ bezeichnet), wird durch Widerstand (R) und Kapazität (C) bestimmt (τ=R×C). Das Taolgesetz verringert τ durch die Nutzung von dreidimensionalen Architekturen (die Aufstapelung von Flachchips, um die Signalwege zu verkürzen) sowie die Optimierung von Materialien (um Widerstand und Kapazität zu reduzieren), wodurch die Geschwindigkeit der Chips自然 erhöht wird. Huawei hat mit diesem Ansatz in einer Produktgeneration die Transistordichte um 53,5 % steigern und eine Geschwindigkeit von 4–5 GHz erreichen können – ein deutlicher Erfolg.

Der wesentliche Unterschied: Das Moore’sche Gesetz basiert auf „erfahrenen Zusammenfassungen“ ( Branchenübereinkünften), während das Taolgesetz von physikalischen Grundlagen getrieben wird und neue Richtungen aufzeigt, die auch für Technologien wie Quantenchips und Photonenchips relevant sind.

II. Braucht man EUV-Lithografieanlagen trotz des Taolgesetzes? Die Antwort lautet „Ja“

Viele fragen: Wenn das Taolgesetz die Leistung verbessern kann, brauchen wir dann nicht mehr so viel Aufwand mit EUV-Lithografieanlagen? Chu Junhao betont klar: Beide Technologien ersetzen sich nicht, sondern ergänzen sich:

• Die Rolle von EUV: Es ermöglicht die Herstellung noch kleinerer Chips (z. B. unter 3 Nanometer) und ist die Grundlage für eine weitere Steigerung der Leistung;
• Die Rolle des Taolgesetzes: Es verbessert die Leistung bei bestehenden Größen durch Architekturoptimierungen;
• Kombinationseffekt: Wenn EUV (für die Verkleinerung) und das Taolgesetz (für die Geschwindigkeitssteigerung) zusammenwirken, ergibt sich eine „Synergie“ – Chips, die sowohl klein als auch schnell sind.

Daher wird China nicht auf die Entwicklung von EUV-Lithografieanlagen verzichten, sondern beide Technologien weiter vorantreiben, um im globalen Wettbewerb einen Vorteil zu erlangen.

III. Kann das Taolgesetz es Chinas Halbleiterindustrie ermöglichen, den Anschluss zu überholen? Es gibt Möglichkeiten, aber es muss noch überprüft werden

Das Auftauchen des Taolgesetzes bietet der chinesischen Halbleiterindustrie einen neuen Weg:

• Der Beweis durch Huawei: Huawei hat mit einer Produktgeneration gezeigt, dass dieser Ansatz funktioniert – die Transistordichte stieg in einem Jahr um 53,5 % (bei traditionellen Verfahren wäre dies erst nach drei Jahren möglich), was zeigt, dass dieser Weg gangbar ist;
• Industrielle Auswirkungen: Es könnte die gesamte Wertschöpfungskette (Design, Packaging, Investitionen) in Richtung der „Zeitverkürzung“ lenken. Wenn chinesische Unternehmen diesem Ansatz folgen und tiefer eindringen, könnten sie in dieser Sparte führend werden;
• Unsicherheiten: Ob es zu einem globalen Konsens kommt, hängt von weiteren praktischen Anwendungen und Daten ab (z. B. ob in den nächsten 3–5 Jahren mehr Unternehmen Produkte mit dem Taolgesetz entwickeln). Ausländische Unternehmen wie Intel und TSMC könnten zwar weiterhin das Moore’sche Gesetz verfolgen, aber auch die Vorteile des Taolgesetzes berücksichtigen.

IV. Was fehlt Chinas Wissenschaft und Technologie noch, um vom „Nachfolgen“ zum „Führen“ überzugehen?

Als erfahrener Experte weist Chu Junhao auf zwei zentrale Schwachstellen hin:

1. Mangel an Perfektion: Viele Dinge können zwar hergestellt werden, aber nicht in höchster Qualität. Beispielsweise sind die meisten Laborausrüstungen importiert, und die Genauigkeit sowie Stabilität der chinesischen Produkte sind oft nicht auf dem Niveau ausländischer Lösungen;

2. Unzureichende Grundlagenforschung: Viele Technologien werden nur anwendungsorientiert entwickelt, ohne tiefergehende Verständnis der zugrundeliegenden physikalischen Prinzipien;

3. Mangel an bahnbrechenden Durchbrüchen: Chinas Wissenschaft und Technologie befinden sich in vielen Bereichen im Gleichschritt mit dem internationalen Stand, aber es gibt noch nicht genug bedeutende Durchbrüche, die die Branchenregeln verändern könnten. Das Taolgesetz ist ein guter Anfang – doch es braucht weitere grundlegende Innovationen wie die „CXT-Formel“.

Er betont: „Die Tiefe der Grundlagenforschung bestimmt die Grenzen“, und in den nächsten 10–20 Jahren muss China weiter in dieser Richtung investieren, um wirklich zu einer „Wissenschafts- und Technologiegroßmacht“ zu werden.

Fazit

Das Taolgesetz ist nicht nur ein Zeichen für technologische Innovationen – es steht auch für den Wandel von Chinas Wissenschaft und Technologie von der Nachfolge auf die Definition eigener Regeln. Um jedoch wirklich führend zu sein, sind weitere industrielle Umsetzungen, Verbesserungen in der Grundlagenforschung sowie extremer Innovationsdrang erforderlich. Wie Chu Junhao bereits als junger Mensch schrieb: „In der Reihe der Gesetze sollte auch der Name eines Chinesen stehen.“ Das Taolgesetz ist ein Echo dieses Wunsches. In Zukunft brauchen wir mehr solcher „chinesischer Gesetze“, um in dem globalen Wettbewerb der Wissenschaft und Technologie festen Fuß zu fassen.