Глобальні перегони за нанометрами вперлися в жорсткий фізичний та геополітичний бар'єр. Традиційне масштабування транзисторів потребує обладнання, доступ до якого для Китаю фактично заблоковано санкціями США та Нідерландів. У цій ситуації Huawei робить ставку на радикальну зміну парадигми, пропонуючи перейти від горизонтального стиснення до вертикального нарощування щільності. Технологія LogicFolding покликана повернути компанії технологічний паритет зі світовими лідерами, попри відсутність передової літографії.
Протягом десятиліть еволюція напівпровідникової індустрії слідувала логіці закону Мура: для підвищення продуктивності необхідно було зменшувати розмір транзистора та щільніше розміщувати їх на кристалі. Однак сучасний етап цього процесу вимагає застосування екстремального ультрафіолетового випромінювання (EUV), обладнання для якого перетворилося на інструмент політичного тиску. Опинившись в ізоляції від передових літографічних систем, Huawei була змушена шукати альтернативний шлях, що дозволив би досягти ефективності чипів рівня 1,4 нм, не зменшуючи фізичний розмір самих елементів.
Рішенням стала концепція LogicFolding. На відміну від класичного плоского проєктування, цей метод передбачає створення багатошарових структур. Фактично компанія пропонує «згорнути» підкладку з транзисторами, з'єднуючи їх вертикально. З точки зору зовнішньої проекції, така компоновка дозволяє розмістити значно більше функціональних одиниць на тій самій одиниці площі. Згідно з внутрішніми розрахунками, щільність розміщення транзисторів за таким підходом зростає на 55%, а енергетична ефективність підвищується на 41%.
Для розуміння масштабу проблеми варто розглянути альтернативи. Китайський гігант SMIC технічно здатен виробляти чипи, порівнянні за якістю з 5-нм техпроцесом, використовуючи наявне обладнання. Проте вартість таких компонентів виявляється на 40–50% вищою, ніж у аналогічних виробів TSMC. LogicFolding має на меті розв'язати цю економічну та технічну дилему, оптимізуючи шлях передачі даних між компонентами за допомогою найкоротших вертикальних зв'язків.
Однак амбітний план стикається з суворою інженерною реальністю. Перша і найкритичніша проблема — термодинаміка. Вертикальне нашарування створює ефект «теплового сендвіча», коли внутрішні шари чипа позбавляються ефективного охолодження. Відведення тепла з багатошарової структури на порядок складніше, ніж із плоского кристала, що може призвести до перегріву та деградації напівпровідника.
Друга проблема криється в економіці виробництва. На початкових етапах впровадження LogicFolding очікується надзвичайно високий відсоток браку. У напівпровідниковій індустрії навіть незначне зростання кількості дефектів на пластині призводить до різкого стрибка собівартості придатного продукту. Таким чином, технологічний прорив може виявитися занадто дорогим для масового ринку.
Окрім фізичних обмежень, існує програмний бар'єр. Для проєктування таких складних структур потрібні спеціалізовані засоби автоматизації проєктування (EDA). Звичайний софт не здатен ефективно розраховувати маршрутизацію сигналів та теплові карти у тривимірному просторі. Хоча Пекінський університет уже розробив експериментальний інструментарій для цих цілей, перетворення прототипу на повноцінний промисловий стандарт займе кілька років. Крім того, Huawei залишається залежною від зовнішніх постачальників нових матеріалів та спеціалізованого обладнання, необхідного для реалізації цього методу.
Попри ризики, компанія має намір рухатися цим шляхом. Першим полігоном для випробування LogicFolding стане мобільний процесор HiSilicon Kirin 9050, який має з'явитися в смартфонах серії Mate 90 вже цієї осені. Якщо досвід із споживчих пристроїв виявиться успішним, до 2030 року технологія буде масштабована на складніші системи — ШІ-прискорювачі серії Ascend, що є фундаментом для обчислювальних потужностей країни.
Відмова Apple від стилуса для iPhone Ultra
