أعلنت هواوي رسمياً «قانون تاو (τ)» في 25 مايو 2026، في مؤتمر الأنظمة والدوائر المتكاملة الدولي في شنغهاي، مُعلنةً بذلك أول طرح صيني لمبدأ إرشادي لتطوير صناعة أشباه الموصلات العالمية. ألقى هي تينغبو، مدير هواوي ورئيس أعمال أشباه الموصلات، الكلمة الرئيسية بعنوان «استكشاف وممارسة مسارات تطوير أشباه الموصلات الجديدة». وفي اليوم نفسه، نشر هي ورقة بحثية مُحكّمة بعنوان «نظرية لمقياس الزمن للأنظمة الإلكترونية متعددة الطبقات» على منصة ما قبل النشر التابعة للأكاديمية الصينية للعلوم، مقدماً شرحاً تقنياً تفصيلياً وأسّاً نظرياً للقانون الجديد.
يقترح قانون تاو استبدال «التدرّج الهندسي»—النهج التقليدي القائم على تقليص أحجام الترانزستورات—بـ«تدرّج الزمن (τ)» باعتباره مبدأ التحسين الأساسي لتطور أشباه الموصلات والأنظمة الإلكترونية. ووفقاً لإطار عمل هواوي، فإن هذا التحول يستجيب للواقع القائل إن قانون مور لم يعد يحقق مكاسب كبيرة بعد عقدة 7 نانومترات، كما أصبحت تقنيات الطباعة الحجرية المتقدمة متاحة على نحو شديد الانقياد ومكلفة اقتصادياً وغير مجدية لعدد كبير من صانعي الرقائق. ومن خلال ضغط تأخيرات انتشار الإشارة بصورة منهجية عبر تقنيات ابتكارية مثل طيّ المنطق مع الزيادة المستمرة لكثافة الترانزستورات، يهدف قانون تاو إلى تحقيق تطور مستدام لأشباه الموصلات دون الاعتماد بصورة أساسية على دفع تطور عقد العمليات.
أدى الإعلان إلى استجابة سوقية فورية: ارتفعت أسهم أشباه الموصلات الصينية في 25 مايو، إذ تم تداول شركة الصين للدارات المتكاملة (SMIC) قرب حد الارتفاع، واقتربت شركة هوا هونغ لأشباه الموصلات من بلوغ حد ارتفاع بنسبة 20%، كما سجّل موردو المعدات Triotech (688072.SH) وShengmei Shanghai (688082.SH) مكاسب كبيرة.
تدرّج الزمن (τ) يحل محل التدرّج الهندسي
يعيد قانون تاو—على نحو جوهري—صياغة هدف التحسين الأساسي في صناعة أشباه الموصلات. فبدلاً من التركيز حصرياً على تقليص أبعاد الترانزستورات، يقترح خفضاً منهجياً للثابت الزمني المميّز τ—وهو الزمن المطلوب لانتشار الإشارات عبر كل طبقة من طبقات النظام الإلكتروني—من مستوى تبديل الترانزستورات عند مستوى البيكو ثانية إلى مستوى استجابة أحمال مراكز البيانات عند مستوى الثواني.
تاريخياً، انصبّ عمل صناعة أشباه الموصلات الرئيسي على هدف واحد: تقليل حجم الترانزستور. لاحظ جوردون مور في عام 1965 أن كثافة الترانزستورات تتضاعف تقريباً كل عامين. وبعد عقد من الزمن، أكملت نظرية التدرّج لدى روبرت دينارد هذه الملاحظة، مُظهرةً أن تقليص الجهد والحجم بنسبة متناسبة يمكن أن يحافظ على شدة المجال الكهربائي ثابتة. وقد مكّن التدرّج الهندسي وتدرّج دينارد معاً من تحسينات أُسّية في الأداء لكل واط والأداء لكل دولار على مدى ما يقارب خمسين عاماً.
وبحسب الورقة البحثية المنشورة لهي تينغبو، فقد فقد هذا العقد الصناعي قابلية التطبيق. فبعد عقدة 7 نانومترات، لم يعد التدرّج الهندسي يحقق فوائد متناسبة. أما التصميم المتقدم للرقائق عند عقدة 2 نانومتر، فقد تجاوز ميزانية تطوير تزيد على 1 مليار دولار. وبالنسبة للشركات مثل هواوي التي تفتقر إلى إتاحة معدات الطباعة الحجرية الأكثر تقدماً، فقد جاءت هذه القيود في وقت أبكر وحملت معها تبعات أشد.
خلال السنوات الست الماضية، أجرت فرقة أشباه الموصلات لدى هواوي أبحاثاً معمقة شملت وحدات SoCs للهواتف المحمولة، ومحركات تسريع الذكاء الاصطناعي، وهندسة النظام، والتغليف. وكانت خلاصة الفريق: تكمن الإجابة ليس في تبنّي عقد عمليات جديدة أو هندسات ترانزستورات جديدة، بل في تغيير هدف التحسين نفسه بصورة جوهرية. فبدلاً من التدرّج الهندسي، ينبغي أن يتجه تطوير الأنظمة الإلكترونية في المستقبل إلى تدرّج الزمن—خفض الثابت الزمني المميز τ بصورة منهجية عبر كل طبقة في المكدس، بدءاً من أزمنة تبديل الترانزستورات عند مستوى البيكو ثانية وصولاً إلى أزمنة استجابة مراكز البيانات عند مستوى الثواني.
استناداً إلى هذا المبدأ، صممت هواوي بنجاح وأنتجت على نطاق واسع 381 شريحة خلال السنوات الست الماضية. وستُطلق الشركة شرائح هواتف «كيرين» الجديدة هذا الخريف، مُطبّقة بالكامل تقنية طيّ المنطق مع تحسينات ملموسة في الأداء.
وأوضح هي هوي، مدير تحليل أشباه الموصلات لدى Omdia للصين، أن مبدأ قانون تاو يطبّق مبادئ عالية النفاذية ومنخفضة التأخير من شبكات الاتصالات على داخل الرقائق، بدلاً من الاعتماد وحده على عقد العمليات المتقدمة لخلق مساحة للتدرّج وزيادة عدد الترانزستورات. وأشار كذلك إلى أنه نظراً لقيود عقد العمليات المتقدمة، تجمع هواوي بين مزاياها التقنية وخبرة تكنولوجيا الاتصالات، إضافة إلى مواد عازلة محسّنة لتجاوز الحدود الفيزيائية والسعي إلى اختراقات تكنولوجية بديلة.
طيّ المنطق بوصفه تقنية محورية
تحدد ورقة هي تينغبو طيّ المنطق باعتباره التنفيذ التقني المركزي لقانون تاو. وتجادل الورقة بأن جوهر قانون مور ليس هو التقليل الهندسي بقدر ما هو التقنية التي تُحدث أكبر أثر لدى المستخدمين النهائيين. فالتبديل الأسرع للترانزستورات الأصغر يحسن أداء النظام. كما أن خطوط الربط الأكثر كثافة تعزز الأداء لأن مسافات انتقال الإشارة تقصر. وتؤدي زيادة التكامل إلى تحسين الأداء لأن البيانات تعبر حدوداً أقل. وتقوم كل جولة تكنولوجية—في جوهرها—بضغط الزمن من البيكو ثانية إلى نانو ثانية على مستوى الجهاز، ومن نانو ثانية إلى ميكرو ثانية على مستوى الشريحة، ومن ميكرو ثانية إلى ثوانٍ على مستوى النظام. أما التدرّج المكاني فيخدم فقط كأداة لضغط الزمن.
لذلك، ينبغي أن يعمل الزمن نفسه كمعيار القياس الأساسي. ففي كل طبقة من طبقات المكدس—ترانزستور، ودائرة، وشريحة، ونظام—يمكن تعريف ثابت زمني مميز τ، ويُعد خفضه هدف التحسين الموحد. ويصبح التدرّج الهندسي مجرد أسلوب تقني واحد ضمن عدة أساليب، وليس الطريقة الوحيدة.
فسّر بول تريولو، الشريك ونائب الرئيس لدى Albright Stonebridge Group وقائد سياسة التكنولوجيا في الصين، قانون تاو على النحو التالي: نهج هواوي مباشر—فالتقدم المستقبلي في أشباه الموصلات لم يعد يعتمد أساساً على تقليل الحجم الهندسي، بل على ضغط الثابت الزمني الفعلي τ عبر طبقات الجهاز والدائرة والشريحة والنظام. وعلى مستوى الجهاز، يقلل هذا الميكانيزم من المقاومة والسعة. وعلى مستوى الدائرة، يعني استخدام بنية «طيّ المنطق» ثلاثية الأبعاد لقصّ الأسلاك ومسارات الإشارة. وعلى مستوى الشريحة، يعني هندسة الأجهزة والبرمجيات وتشاركي التصميم مع السيليكون. وعلى مستوى النظام، يعني تقليل تأخير الربط عبر دلالات ذاكرة موحدة وربط SuperPods بشكل وثيق ومتكامل.
وبخصوص طيّ المنطق تحديداً، أوضح تريولو أن هواوي تصفه بالانتقال من التخطيط التقليدي ثنائي الأبعاد إلى بنية تكديس رأسية، حيث تُطوى طبقات منطق متعددة إلى أعلى على امتداد محور Z. واستعار هواوي تشبيهاً: الانتقال من منازل طابق واحد إلى مبان متعددة الطوابق متصلة بمصاعد. والهدف مباشر: من دون الاعتماد الكامل على تقليص حجم الترانزستورات، تقليل مسافة انتشار الإشارة، وقَصْر المسارات الحرجة، وزيادة الكثافة الفعالة للترانزستورات لتحقيق تحسينات في الأداء.
وتذكر الورقة أن الاختبار على نطاق الإنتاج الأول لتدرّج τ حدث في تطبيقات الأجهزة المحمولة. وتمتلك وحدات SoCs للهواتف الذكية خصائص فريدة: شريحة واحدة تشكل النظام بالكامل. ولا يمكن تطبيق معماريات متعددة المقابس المتوازية؛ وحتى آلاف العقد لا تعوض بطء سرعات الوصلة. وينشأ كل الأداء المقدَّم للمستخدمين من شريحة واحدة تستهلك بضع واط فقط وتقيَّد بحدود تبديد الحرارة ضمن أشكال الأجهزة المحمولة.
وعلاوة على ذلك، بعد 2020، ومع تقييد إتاحة عقد العمليات المتقدمة، أصبح السؤال الحاسم: مع ثبات عقد العمليات، كيف يمكن استمرار تحسينات الأداء عبر الأجيال على شريحة واحدة؟
كانت إجابة هواوي: طيّ المنطق. ويُعدّ طيّ المنطق منهجية تصميم تقوم بتقسيم دوائر المنطق والتماثل والتخزين إلى طبقات فعّالة متكدسة رأسياً وفق مبادئ تدرّج الزمن، محققاً تحسيناً منسقاً بين الأداء واستهلاك الطاقة والمساحة.
صرّح هي تينغبو بأن شريحة الهاتف «Kirin 2026» تمثل التنفيذ الناجح الأول لطيّ المنطق. وبناءً على مبادئ تصميم منطق حر جديدة بالكامل، تمتد من بنية طبقة واحدة إلى بنية طبقتين وتحقق تحسينات كبيرة في كثافة الترانزستورات ومؤشرات ذات صلة. وقال: «حققنا سلسلة من التطورات التي يصعب الحصول عليها عبر تقنيات عقد عمليات متقدمة وحدها». وأضاف أن هذه الابتكارات ستصل تدريجياً إلى شرائح الإنتاج في 2027 وما بعده.
وقال: «خلال العقد المقبل، سنواصل التوجه نحو الطيّ الشامل، وحتى طيّ متعدد الطبقات، مع تحسين مستمر لأداء المكدس الكامل من الأجهزة والدوائر والشرائح إلى الأنظمة».
وأشار تريولو إلى أن هذا النهج ليس جديداً تقنياً بالكامل. إذ سعت صناعة أشباه الموصلات إلى هذا الاتجاه لسنوات—فميزة NVIDIA الحالية لا تعود فقط إلى كثافة الترانزستورات بل أيضاً إلى تكامل مستوى النظام؛ وتسعى AMD إلى تكديس chiplet والتغليف المتقدم؛ كما أن نجاح سلسلة M لدى Apple يعود بدرجة كبيرة إلى توطين الذاكرة والتكامل الرأسي بين الأجهزة والبرمجيات. وقال تريولو: «يلخص نهج هواوي هذه الاتجاهات ويرفعها إلى حل شامل لحقبة ما بعد مور».
وبحسب الورقة، حقق طيّ المنطق على وحدات SoCs للهواتف المحمولة زيادة «خطوة» بنسبة 55% في كثافة الترانزستورات وتحسناً في كفاءة الطاقة بنسبة 41% عند عقد الأجهزة الثابتة (تكنولوجيا عمليات غير متغيرة). وتقدّر الورقة أنه بحلول 2031 ستزيد كثافة الترانزستورات من 155 MT/mm² (ملايين الترانزستورات لكل مليمتر مربع) إلى 400+ MT/mm² على مستوى الجهاز والدائرة. وأشارت التصريحات الرسمية لدى هواوي إلى أنه بحلول 2031 ستصل الشرائح المتقدمة استناداً إلى قانون تاو إلى كثافة ترانزستورات تعادل تكنولوجيا عملية 1.4 نانومتر.
أثر قانون تاو على صناعة أشباه الموصلات في الصين
في منافسة أشباه الموصلات العالمية، تواجه صناعة أشباه الموصلات في الصين أكبر التحديات والضغوط بسبب قيود تكنولوجيا الطباعة الحجرية المتقدمة. ومع ذلك، توفر شريعة تاو لدى هواوي وعدة نماذج أولية للشرائح اتجاهاً جديداً لصناعة أشباه الموصلات الصينية—ولصناعة أشباه الموصلات العالمية—لتحقيق تطور مستمر في حقبة ما بعد مور.
من مايو 2020 إلى مايو 2026، صممت هواوي وأنتجت على نطاق واسع 381 شريحة تخدم أسواق الهواتف المحمولة والذكاء الاصطناعي والسيارات والصناعات والبنية التحتية. وفي مختلف هذا المحفظة من المنتجات، جرى التحقق من نظرية تدرّج τ.
ذكرت هواوي في ورقتها البحثية أنه بالنظر إلى المستقبل، يُتوقع وصول ترددات نوى وحدة المعالجة المركزية إلى 4 GHz فأعلى بحلول 2029. ويُتوقع أن تتحسن كفاءة الطاقة في Kirin SoC بأكثر من الضعف خلال 3 إلى 5 سنوات في سيناريوهات استخدام نموذجية. ويُتوقع أن تزيد تكاملات العتاد الخاص بالذكاء الاصطناعي بأكثر من 100 ضعف بحلول 2035.
وقال هي تينغبو إنه من 2026 إلى 2035، ومع تحوّل عدد من التقنيات الاستكشافية تدريجياً إلى منتجات، ستستمر كثافة الترانزستورات في الارتفاع، وسيتواصل نمو تردد التشغيل، وستواصل الشركة إطلاق شرائح هواتف محمولة عالية الأداء. وأضاف: «حلولنا تؤدي عملها وتؤديه على نحو جيد. ويمكن لأداء شرائحنا الجديدة أن يواصل بالكامل اختبارات المقارنة المستمرة مقابل مسارات بديلة».
وبخصوص تطوير صناعة أشباه الموصلات مستقبلاً، قال هي تينغبو: «ينتمي المستقبل بالتأكيد إلى التعاون المفتوح. ضمن مسار قانون تاو، نتوقع تعاوناً وثيقاً مع علماء ومهندسين وشركاء صناعيين حول العالم لدفع تطور صناعة أشباه الموصلات والإلكترونيات معاً».
وتقييم هي هوي أن الإفصاح الذي قدمته هواوي بحد ذاته يُظهر اتجاهاً: السعي نحو تحسين على مستوى النظام بدلاً من المنافسة فقط على حدود فيزيائية يمثل محاولة إيجابية، مع اقتراب قانون مور القائم على السيليكون من حدوده الأساسية.
ووصفت هو يانبينغ، الأستاذة المميزة في جامعة شنغهاي للتمويل المتخصصة في الصناعات التقنية الذكية والأبحاث في الاقتصاد الذكي، قانون تاو باعتباره في جوهره فكاً لقواعد منظور الزمان-المكان في الحوسبة على نمط هواوي: تطبيق مبادئ تحويل المنطق الحر، وتحسين فيزيائي للثوابت الزمنية، وطيّ المنطق لزيادة الكثافة، وتنسيق على مستوى كامل المكدس لتحسين الكفاءة، وإعادة بناء النظام لتقليل التأخير. ويمثل ذلك إطاراً جديداً متميزاً عن الرؤى السابقة التي كانت تركز على دقة العمليات، وتعريضات DUV المتعددة، ومعدلات العائد، مع خصائص تطور مندمج متعدد الأبعاد للتكنولوجيا لا يقتصر على الإضافة والتحسين فحسب. ويجدر بالمراقبين في الصناعة ألا ينظروا إلى طيّ المنطق فقط، بل يفهموا أيضاً ما الذي تمثله فلسفة تصميم المنطق الحر من حيث الأساس.
وختمت هو يانبينغ بأن قانون تاو يشكل ابتكاراً نظرياً واستكشافاً عملياً في آن واحد. وقالت: «ومع تقدم المسار، سيمتد تدريجياً إلى ما هو أبعد من المشهد المألوف لصناعة أشباه الموصلات».
الأسئلة الشائعة
س: ما هو قانون تاو وكيف يختلف عن قانون مور؟
ج: يقترح قانون تاو، الذي أعلنت هواوي عنه رسمياً في 25 مايو 2026، استبدال «التدرّج الهندسي» (تقليص أحجام الترانزستورات) بـ«تدرّج الزمن (τ)» (خفض تأخيرات انتشار الإشارة) باعتباره المبدأ الإرشادي لتطور أشباه الموصلات. يعتمد قانون مور على أن كثافة الترانزستورات تتضاعف تقريباً كل عامين، ولم يعد يحقق مكاسب متناسبة بعد عقدة عملية 7 نانومترات. ويعالج قانون تاو ذلك عبر خفض الثابت الزمني المميّز τ بصورة منهجية عبر جميع الطبقات—من تبديل الترانزستورات (بيكو ثانية) إلى استجابة مراكز البيانات (ثوانٍ)—ما يتيح تحسين الأداء دون الاعتماد بصورة أساسية على دفع عقد العمليات.
س: ما هو طيّ المنطق وكيف يعمل؟
ج: طيّ المنطق هو التقنية الأساسية لتنفيذ قانون تاو. إذ ينتقل من تخطيطات الرقائق التقليدية ثنائية الأبعاد إلى تكديس رأسي ثلاثي الأبعاد، حيث تُطوى طبقات منطق متعددة إلى أعلى على امتداد محور Z. وباستخدام تشبيه هواوي، يشبه الانتقال من منازل طابق واحد إلى مبان متعددة الطوابق متصلة بمصاعد. ومن خلال تقليل مسافة انتشار الإشارة وقَصْر المسارات الحرجة وزيادة الكثافة الفعالة للترانزستورات من دون الاعتماد على عقد عمليات أصغر، يحقق طيّ المنطق تحسينات في الأداء. وعلى عقد عمليات ثابتة، حقق تنفيذ هواوي زيادة بنسبة 55% في كثافة الترانزستورات وتحسناً بنسبة 41% في كفاءة الطاقة.
س: ما تحسينات الأداء المتوقعة لدى هواوي من قانون تاو؟
ج: وفقاً للورقة البحثية المنشورة لدى هواوي، يُتوقع وصول ترددات نوى وحدة المعالجة المركزية إلى 4 GHz فأعلى بحلول 2029. ويُتوقع أن تتحسن كفاءة الطاقة في Kirin SoC بأكثر من الضعف خلال 3 إلى 5 سنوات في سيناريوهات استخدام نموذجية. ويُتوقع أن تزيد تكاملات العتاد الخاص بالذكاء الاصطناعي بأكثر من 100 ضعف بحلول 2035. وبحلول 2031، ستصل الشرائح المتقدمة المبنية على قانون تاو إلى كثافة ترانزستورات تعادل تكنولوجيا عملية 1.4 نانومتر.
