Huawei เปิดตัวแนวคิด Tau Scaling Law ย่อเวลาแทนการย่อชิป ตั้งเป้าทำชิปเทียบเท่า 1.4nm ภายในปี 2031

ที่งาน IEEE International Symposium on Circuits and Systems (ISCAS) ในเซี่ยงไฮ้ He Tingbo ประธาน Huawei Scientist Committee และหัวหน้าสายธุรกิจเซมิคอนดักเตอร์ของ Huawei ขึ้นเวทีกล่าว Keynote ในหัวข้อ "New Semiconductor Path in Practice" พร้อมประกาศสิ่งที่บริษัทเรียกว่า Tau (τ) Scaling Law

โจทย์ที่ Huawei เจออยู่ในตอนนี้คือ อุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์จีนเข้าไม่ถึงเครื่อง EUV ของ ASML ที่ใช้ผลิตชิประดับ 3nm ลงไป โรงงานในประเทศที่พึ่งได้อย่าง SMIC ก็ทำได้ดีที่สุดที่ระดับ 7nm ในขณะที่คู่แข่งฝั่งสหรัฐฯ และไต้หวันขยับไปผลิตชิประดับ 2nm กันหมดแล้ว 

ดังนั้น Tau Scaling Law คือคำตอบที่ Huawei เลือกหยิบขึ้นมาต่อสู้กับโจทย์นี้

Tau Scaling Law ที่ว่านี้คือการเสนอ 'กฎใหม่' ในการพัฒนาเซมิคอนดักเตอร์ของโลก เป็นครั้งแรกที่บริษัทจากจีนเสนอ Scaling Law ระดับอุตสาหกรรมเทียบชั้นกับ Moore's Law ของ Gordon Moore เมื่อ 60 ปีก่อน

และเป็นครั้งแรกเช่นกันที่ Huawei บอกชัดเจนว่า ถ้าแข่ง Lithography กับคนอื่นไม่ได้ ก็จะเปลี่ยนสนามแข่ง

กฎใหม่ที่ท้าทาย Moore’s Law

ก่อนเข้าใจ Tau Scaling Law เราอาจต้องย้อนกลับไปที่ Moore's Law ก่อน

Moore's Law คือข้อสังเกตของ Gordon Moore ตั้งแต่ปี 1965 ที่บอกว่าจำนวนทรานซิสเตอร์บนชิปจะเพิ่มเป็นสองเท่าทุก ๆ 2 ปี กลายเป็นกฎที่ขับเคลื่อนอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์มากว่า 5 ทศวรรษ ทุกบริษัทแข่งกัน 'ย่อ' ขนาดทรานซิสเตอร์ให้เล็กลงเรื่อย ๆ จาก 90nm ไป 45nm ไป 14nm ไป 7nm ไป 3nm

ปัญหาคือมาถึงปี 2026 การย่อทรานซิสเตอร์ลงไปอีกเริ่มชนกำแพงทางฟิสิกส์ ขนาดอะตอมมีขีดจำกัด ต้นทุนต่อทรานซิสเตอร์ที่เคยลดลงเรื่อย ๆ กลับไม่ลดอีกแล้ว และความซับซ้อนของเครื่อง EUV ทำให้มีแค่ ASML รายเดียวในโลกที่ผลิตได้ ทั้งอุตสาหกรรมพึ่งบริษัทเดียวในเนเธอร์แลนด์

Tau Scaling Law ของ Huawei เสนอให้เปลี่ยนเป้าหมายใหม่ จากการ 'ย่อขนาด' ไปเป็นการ 'ย่อเวลา' โดยใช้ตัวแปร τ (tau) ที่หมายถึง Time Constant หรือ ค่าหน่วงเวลาในการส่งสัญญาณภายในวงจร พูดอีกแบบหนึ่งคือ แทนที่จะแข่งกันทำทรานซิสเตอร์ให้เล็กที่สุด ก็มาแข่งกันลดเวลาที่สัญญาณเดินทางในชิปแทน

แนวคิดของ Huawei อาจเรียกได้ว่าเป็นอีกหนึ่งจุดเปลี่ยนสำคัญของวงการชิปก็ว่าได้ เพราะการ 'ย่อขนาดชิป' ต้องใช้ EUV และโรงงานราคาแสนล้านดอลลาร์ ในขณะที่การ 'ย่อเวลา' ทำได้ผ่านการออกแบบทาง Architecture ซึ่งเป็นเรื่องของวิศวกรรมมากกว่าเรื่องของเครื่องจักร

LogicFolding และ 4 ระดับของการ Co-Optimization

เพื่อให้ Tau Scaling Law เกิดขึ้นได้จริง Huawei ออกแบบกลไกที่เรียกว่า 'Multi-level Co-optimization' หรือการปรับแต่งร่วมกันใน 4 ระดับ ตั้งแต่ระดับฮาร์ดแวร์ลึกที่สุดไปจนถึงระดับระบบ เพื่อกดค่า τ ลงให้ได้มากที่สุด

ระดับที่ 1 Device Level 

คือชั้นล่างสุดของฟิสิกส์ Huawei บอกว่าจะปรับแต่งค่าความต้านทานและความจุไฟฟ้าของทรานซิสเตอร์ เพื่อให้สัญญาณเดินทางภายในตัวอุปกรณ์เร็วขึ้น เป็นการแก้ที่ระดับวัสดุและโครงสร้างพื้นฐาน

ระดับที่ 2 Circuit Level 

 Huawei เปิดตัวสถาปัตยกรรมที่ชื่อ LogicFolding ซึ่งแปลตรงตัวว่า 'การพับวงจรลอจิก' แนวคิดคือการทำลายขอบเขตทางกายภาพของการวางผังวงจรแบบเดิมที่เรียงเป็นชั้นเดียว แล้ว 'พับ' วงจรขึ้นมาเพื่อย่นเส้นทางวิกฤต (Critical Path) ที่สัญญาณต้องเดินทาง ลดทั้งความต้านทานและความจุไฟฟ้าที่หน่วงสัญญาณ ผลคือทั้งความหนาแน่นของทรานซิสเตอร์และประสิทธิภาพวงจรเพิ่มขึ้นพร้อมกัน

ถ้าจะเปรียบเทียบให้เห็นภาพ Logic Folding เหมือนการพับแผนที่กรุงเทพ ฯ ที่กว้างเป็นกิโลให้กลายเป็นแผนผังแบบ 3 มิติ คุณก็เดินจากบางนาไปลาดพร้าวได้เร็วขึ้น ทั้งที่ระยะทางจริงไม่ได้เปลี่ยน

ระดับที่ 3 Chip Level 

คือการประสาน Software, สถาปัตยกรรม และ Silicon เข้าด้วยกัน ใช้การควบคุมการไหลของคำสั่ง และข้อมูลแบบละเอียดตามภาระงาน (Workload-driven) เพื่อเพิ่มความขนานและประสิทธิภาพของระบบ ลดเวลาประมวลผลตั้งแต่ต้นจนจบ

ระดับที่ 4 System Level 

คือการออกแบบโพรโทคอลการเชื่อมต่อใหม่ผ่าน UnifiedBus ที่ Huawei เปิดตัวในงาน Huawei Connect 2025 คำว่า UnifiedBus ในที่นี้หมายถึงแกนที่ทำให้หน่วยประมวลผล AI หลายพันตัวสามารถใช้ Memory ร่วมกันเสมือนอยู่ในเครื่องคอมพิวเตอร์เครื่องเดียว ไม่ใช่ cluster ที่ต่างเครื่องต่างหน่วยความจำเหมือนระบบทั่วไป

ระบบที่สร้างบน UnifiedBus มีชื่อเรียกว่า SuperPoD เป็น AI cluster ขนาดยักษ์ที่เชื่อมชิป Ascend NPU จำนวนมหาศาลให้ทำงานพร้อมกัน มีข้อมูลว่ารุ่นเรือธงอย่าง Atlas 950 SuperPoD เชื่อม Ascend NPU ได้ 8,192 ตัว 

ส่วน Atlas 960 SuperPoD ที่จะเปิดตัวในปี 2027 จะเชื่อมได้ถึง 15,488 ตัว เป้าหมายคือลดเวลาการสื่อสารระหว่างหน่วยประมวลผลซึ่งเป็นคอขวดของระบบ AI ขนาดใหญ่ 

ที่น่าสนใจคือการมองชิปเป็น 4 ระดับเหล่านี้ ทำให้ Huawei ไม่จำเป็นต้อง 'ชนะ' ในทุกระดับ ขอแค่กดค่า τ ลงได้ในระดับใดระดับหนึ่ง ผลลัพธ์รวมก็ดีขึ้นแล้ว เป็นการเปิดทางหนีจากกับดักที่ต้องพึ่ง EUV เพียงทางเดียว

ทำไมต้องทำ Tau Scaling Law ตอนนี้ ? 

เพื่อจะเข้าใจว่าทำไม Huawei ต้องเปิดเกมนี้ ต้องย้อนกลับไปปี 2019

ปีนั้น Huawei ถูกสหรัฐฯ ขึ้นบัญชี Entity List ผลคือบริษัทเข้าไม่ถึงเครื่องผลิตชิประดับสูงสุดของโลก โดยเฉพาะเครื่อง EUV ของ ASML ที่จำเป็นต่อการทำชิปต่ำกว่า 7nm โรงงาน SMIC ในจีนซึ่งเป็นพาร์ทเนอร์หลักของ Huawei ทำได้ดีที่สุดอยู่ที่กระบวนการ N+3 ราว ๆ ระดับ 7nm class ซึ่งใช้กับ Kirin 9030 ในปัจจุบัน

ในขณะที่ Apple ใช้ TSMC ผลิตชิป A19 ที่ 3nm และกำลังเตรียมไปสู่ชิประดับ 2nm ส่วน Nvidia กับ AMD ก็เดินตามเส้นทางนี้เช่นกัน ทำให้ช่องว่างทางเทคโนโลยีระหว่าง Huawei กับโลกห่างขึ้นทุกปี

สื่อต่างประเทศอย่าง Reuters และ Nikkei รายงานตรงกันว่าตลอด 6 ปีหลังโดน Sanction ทาง Huawei เร่งออกแบบและผลิตชิปออกมาแล้ว 381 ตัว ครอบคลุมตั้งแต่สมาร์ทโฟน ไปจนถึง AI Data Center สะท้อนว่าบริษัทยังเดินหน้าได้แม้ขาดเครื่องมือทันสมัย 

เป้าหมาย 14 Å ภายในปี 2031

หัวใจของการประกาศวันนั้นคือเป้าหมาย ภายในปี 2031 ชิประดับสูงของ Huawei ที่ออกแบบบนหลัก Tau Scaling Law จะมีความหนาแน่นของทรานซิสเตอร์เทียบเท่ากระบวนการ 14 Å (1.4nm)

ตัวเลขนี้ฟังดูน่าตื่นเต้นทีเดียว เพราะ 1.4nm คือระดับที่ TSMC และ Samsung กำลังเล็งไว้จะไปให้ถึงในปี 2028 ถ้า Huawei ทำได้จริงแม้ช้ากว่า 3 ปี ก็ถือว่าตามทันคู่แข่งระดับโลก ทั้งที่ใช้โรงงานเก่ากว่ามาก

จุดที่น่าสังเกตคือ Huawei ใช้คำว่า 'Density Equivalent' หรือ 'ความหนาแน่นเทียบเท่า' ซึ่งอาจไม่ได้หมายถึงการ 'ผลิต' ที่กระบวนการ 1.4nm จริง ๆ ซึ่งเรื่องนี้น่าสนใจไม่แพ้กัร เพราะการได้ Density เทียบเท่าผ่านการออกแบบ Architecture (เช่น LogicFolding ที่พับวงจร) ทำให้ในท้ายที่สุดแล้ว Huawei อาจไม่จำเป็นต้องมี EUV ก็ทำได้ ในขณะที่การผลิตชิปจริงในระดับ 1.4nm ต้องการเครื่องที่ Huawei เข้าไม่ถึง

ประเด็นจริง ๆ คือ Tau Scaling Law กำลังพยายามชูแนวคิดว่า 'ความหนาแน่นที่เห็น' สำคัญกว่า 'กระบวนการผลิตจริง' ซึ่งหากมองในมุมนี้ Huawei ก็ไม่ใช่ผู้ตามอีกต่อไป แต่เป็นผู้กำหนดมาตรฐานคนใหม่

Kirin Fall 2026 คือบทพิสูจน์แรก

Huawei ระบุว่าชิป Kirin รุ่นใหม่ที่จะเปิดตัวในช่วงปลายปี 2026 นี้ จะเป็นชิปตัวแรกที่ใช้สถาปัตยกรรม LogicFolding นั่นคือชิปตัวแรกที่จะให้โลกได้เห็นว่า แนวคิด Tau Scaling Law มีประสิทธิภาพเพียงใด

He Tingbo บอกว่า 'ไม่มีบริษัทใดบริษัทเดียวที่จะหาคำตอบทั้งหมดของอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ได้ Huawei จึงอยากร่วมมือกับนักวิทยาศาสตร์ วิศวกร และพาร์ทเนอร์ในอุตสาหกรรมทั่วโลก'

นี่คือการพยายามเปลี่ยน Tau Scaling Law จาก 'Framework เฉพาะของ Huawei' ให้กลายเป็น 'มาตรฐานอุตสาหกรรม' ที่บริษัทอื่นจะเข้ามาร่วมพัฒนา ถ้าทำสำเร็จ Huawei อาจจะกลายเป็นผู้กำหนดเส้นทางใหม่ของวงการ

อ้างอิง : Huawei, reuters