Resumen del contenido central
En la conferencia ISCAS de 2026, Huawei presentó la “Ley Ta”, que rompe con la competencia excesiva en la industria de semiconductores basada únicamente en el tamaño nanométrico. Esta ley subraya que la esencia de la Ley de Moore no es la reducción del tamaño de los componentes, sino la mejora de su velocidad de funcionamiento. La “Ley Ta” busca optimizar la demora de las señales a cuatro niveles: transistores, circuitos, chips y sistemas, reduciendo así lo que se denomina el “impuesto al tiempo”. Huawei ya ha diseñado 381 chips utilizando este enfoque, y este otoño, los chips Kirin incorporarán por primera vez esta tecnología a escala comercial. No obstante, las barreras para su implementación son altas; solo empresas gigantes con un dominio completo del proceso de fabricación, como Huawei y NVIDIA, pueden reestructurar completamente la arquitectura subyacente. La mayoría de los fabricantes solo pueden adoptar partes de esta tecnología, lo que a su vez impulsa la mejora de otros sectores de la cadena industrial, como el encapsulado y los herramientas de diseño electrónico (EDA), ofreciendo una nueva dirección para el avance de la industria semiconductora china.
I. La Ley Ta: Salir de la competencia por el tamaño nanométrico y buscar rendimiento en el tiempo
En el pasado, la industria de semiconductores ha mejorado su rendimiento reduciendo el tamaño de los transistores (según la Ley de Moore). Sin embargo, a partir del nivel de 7 nm, surgieron tres problemas importantes: los equipos de producción (EUV) son muy costosos, los transistores demasiado pequeños causan pérdidas de corriente debido a efectos cuánticos, y el aumento del rendimiento se vuelve cada vez menor (disminución de la rentabilidad).
La “Ley Ta” de Huawei propone un enfoque diferente: para mejorar el rendimiento no es necesario reducir el tamaño de los componentes, sino aumentar su velocidad. Esto se logra disminuyendo la demora de las señales dentro del chip y del sistema. Para ello, se ha establecido un sistema de optimización en cuatro niveles: dispositivos, circuitos, chips y sistemas:
- Dispositivos: Mejorar la respuesta rápida de los propios transistores.
- Circuitos: Asegurar que las señales recorran rutas más cortas dentro de los circuitos.
- Chips: Utilizar la tecnología de plegado lógico para dividir el chip en múltiples capas y conectarlas verticalmente, en lugar del diseño plano tradicional, lo que acorta la distancia de transmisión de las señales.
- Sistemas: Utilizar barreras de datos unificadas y tecnologías de interconexión óptica para mejorar la transferencia de datos entre chips y servidores, solucionando problemas como el desperdicio de potencia en los sistemas de inteligencia artificial y la lentitud en la transferencia de datos.
Este otoño, los chips Kirin incorporarán la tecnología de plegado lógico, lo que ha resultado en un aumento significativo del rendimiento: la densidad de transistores ha pasado de 155 MTr/mm² a 238 MTr/mm² (equivalente a una densidad “equivalente a 1.4 nm”), con una mejora del 41% en eficiencia energética y un aumento del 40% en velocidad de ejecución.
II. Diferencias entre el plegado lógico y el tradicional 3D
Muchas personas confunden el plegado lógico con el tradicional 3D, pero hay diferencias fundamentales:
- 3D tradicional (falso 3D): Divide el chip en módulos grandes (como CPU, caché, almacenamiento) y los monta uno encima del otro, manteniendo un diseño plano en cada módulo. Por ejemplo, el 3D V-Cache de AMD optimiza la banda ancha entre los módulos, no la demora interna.
- Plegado lógico de Huawei (verdadero 3D): Descompone los componentes en partes más pequeñas; los circuitos de un mismo módulo pueden distribuirse en múltiples capas del chip, utilizando conexiones verticales en lugar de líneas planas. Esto reduce la demora de las señales desde el principio. Además, el diseño se realiza considerando todas las capas como un todo integral.
En resumen, el 3D tradicional es similar a ensamblar piezas grandes, mientras que el plegado lógico de Huawei es como cortar un pastel en partes más pequeñas y luego ensamblarlas verticalmente, lo que ofrece mejores resultados pero requiere tecnologías más complejas.
III. Barreras para la implementación
Aunque la idea de la “Ley Ta” es prometedora, no todos pueden aplicarla:
- La mayoría de los fabricantes carecen de capacidad integral: Muchas empresas solo se dedican a la producción de chips específicos (como MCU) y dependen de IP genéricos y estándares como DDR para sus interfaces de almacenamiento, lo que les impide reestructurar completamente la arquitectura.
- Distribución desigual del poder en la cadena industrial:
- Empresas gigantes (Huawei, NVIDIA): Pueden desarrollar todo desde el diseño del chip hasta el producto final, reconstruyendo toda la arquitectura según la “Ley Ta”.
- Fabricantes más pequeños: Solo pueden optimizar partes específicas del proceso de fabricación, como los circuitos internos del chip.
- Chips genéricos (como MCU de gama baja): Sus requisitos de rendimiento son menores, por lo que las tecnologías tradicionales son suficientes.
Es similar a la transición de los automóviles de combustión a los eléctricos: aunque la dirección es correcta, hay muchas limitaciones en la cadena de suministro y las herramientas necesarias, lo que requiere tiempo para su implementación (alrededor de diez años).
IV. Impulso para la mejora de la cadena industrial
La “Ley Ta” también impulsa el avance de otros sectores relacionados con la fabricación de semiconductores:
- Encapsulado: Empresas como Changdian Technology y Tongfu Microelectronics deben adoptar tecnologías de encapsulado de espaciado ultrafino para soportar el plegado lógico.
- Herramientas de diseño electrónico (EDA): Fabricantes nacionales como Huada Jiutian deben desarrollar herramientas de diseño 3D avanzadas, ya que las herramientas actuales solo son compatibles con diseños 2D o falsos 3D.
- Interconexión óptica: Empresas chinas están trabajando en módulos ópticos de alta densidad basados en la tecnología Hi-ONE de Huawei para mejorar la velocidad de transferencia de datos entre servidores.
Estos cambios impulsarán el avance de la cadena industrial semiconductora china, especialmente en áreas clave como el encapsulado y los herramientas de diseño electrónico.
V. El significado de la “Ley Ta”: Un nuevo rumbo para la industria de semiconductores china
Mientras el resto del mundo sigue compitiendo por el tamaño nanométrico, Huawei ha abierto un nuevo camino al enfocarse en la mejora del rendimiento. Aunque este camino es largo y requiere verificación y cooperación de toda la cadena industrial, su importancia radica en:
- Romper con las reglas impuestas por empresas extranjeras en la competencia basada en el tamaño nanométrico, proporcionando a China una dirección tecnológica propia.
- Demostrar que este enfoque es viable a través de la implementación en 381 chips; su efectividad se verá aún más claramente con el lanzamiento comercial de los chips Kirin este año.
- Puede convertirse en un evento clave para el avance de la industria semiconductora china, ya que en el futuro las personas no preguntarán “¿Cuántos nanómetros tiene el chip?”, sino “¿Qué tan rápido funciona?”.
Por primera vez, el tiempo está del lado de los chips chinos.