Huawei Tau Scaling Law: Neue Chiparchitektur statt Miniaturisierung

Huawei präsentiert mit dem Tau Scaling Law einen neuen Chip-Ansatz, der auf Geschwindigkeit statt Transistorverkleinerung setzt.

Statt immer kleinere Transistoren zu jagen, setzt das Unternehmen künftig auf Geschwindigkeit.

Auf dem IEEE International Symposium on Circuits and Systems (ISCAS) in Shanghai präsentierte Huawei-Chipvorstand He Tingbo am Montag das sogenannte Tau (?) Scaling Law. Die neue Entwicklungsphilosophie definiert die Leistungsfähigkeit von Prozessoren neu: Im Mittelpunkt steht nicht mehr die physische Verkleinerung der Bauteile, sondern die Minimierung von Signalverzögerungen.

Der Abschied vom Mooreschen Gesetz

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Branchenexperten sprechen längst vom „Post-Moore-Ära“ – der Zeit nach dem Mooreschen Gesetz, das jahrzehntelang die Verdopplung der Transistorzahl alle zwei Jahre vorhersagte. Huawei zieht nun die Konsequenzen. Statt auf immer feinere Fertigungsstrukturen zu setzen, konzentriert sich das Unternehmen auf das Zeitmanagement innerhalb der Chips. Das Ziel: Bis 2031 eine Transistordichte erreichen, die einem 1,4-Nanometer-Prozess entspricht – und das mit vorhandener Fertigungstechnik.

LogicFolding: Die Architektur der Zukunft

Herzstück des neuen Ansatzes ist eine proprietäre Architektur namens LogicFolding. Die Technik verkürzt kritische Signalpfade im Chip und reduziert so die Zeitverzögerung (?), die Rechengeschwindigkeiten begrenzt. Konkret bedeutet das: Huawei wechselt von einer einlagigen zu einer zweilagigen Schaltkreisarchitektur.

Die Ergebnisse können sich sehen lassen: Laut Unternehmensangaben steigt die Transistordichte um 55 Prozent, die Energieeffizienz verbessert sich um 41 Prozent. Konkret soll die Dichte von 155 Millionen auf rund 238 Millionen Transistoren pro Quadratmillimeter klettern.

Ein neu entwickeltes UnifiedBus-Protokoll auf Systemebene sorgt dafür, dass der Datenverkehr reibungslos fließt. Huawei hat nach eigenen Angaben in den vergangenen sechs Jahren bereits 381 Chips nach diesen Prinzipien entwickelt und in Serie produziert.

Ausweg aus der Sackgasse

Der Zeitpunkt der Ankündigung ist kein Zufall. Huawei und seine Partner leiden unter internationalen Handelsbeschränkungen, die den Zugang zu den modernsten Belichtungsmaschinen des niederländischen Herstellers ASML blockieren. Extreme Ultraviolet (EUV)-Lithographie? Fehlanzeige. Stattdessen muss das Unternehmen mit älterer Deep Ultraviolet (DUV)-Technologie arbeiten.

Das Tau Scaling Law ist daher auch ein strategischer Schachzug: Maximale Leistung aus vorhandener Technik herausholen. „Design-Innovation statt Fertigungs-Innovation“, könnte das Motto lauten.

Doch Analysten warnen: Der Preis ist hoch. SMIC, Huaweis wichtigster Fertigungspartner, kämpft mit Kosten, die bei 5nm-ähnlichen Prozessen rund 40 bis 60 Prozent über denen von Wettbewerbern wie TSMC liegen. Die Ausbeute (Yield) liegt Schätzungen zufolge bei mageren 30 Prozent. Wirtschaftlich ist das auf Dauer kaum tragfähig.

Die Börse reagierte dennoch euphorisch: Die Aktie von SMIC legte nach der Ankündigung um bis zu 19 Prozent zu.

Erster Praxistest im Herbst

Noch in diesem Jahr soll der erste kommerzielle Einsatz der neuen Technologie erfolgen. Die Kirin-Prozessor-Serie – Herzstück der kommenden Mate-90-Smartphones – wird auf LogicFolding setzen. Branchenkenner rechnen mit einer Markteinführung im vierten Quartal 2026.

Der Herbst wird zum Lackmustest: Können designbasierte Dichteverbesserungen tatsächlich mit der geometrischen Skalierung der globalen Konkurrenz mithalten? Gelingt der Spagat, Chips zu produzieren, die mit 3nm- oder 2nm-Konkurrenzprodukten konkurrieren können?

Der lange Weg bis 2031

Der Fahrplan ist ehrgeizig: Bis 2031 will Huawei die volle 1,4nm-Äquivalenz erreichen. Das entspricht 14 Ångström – ein Wert, der physikalisch mit DUV-Technik eigentlich kaum zu erreichen ist.

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Doch Huawei setzt auf Kontinuität. Die 381 Chips der vergangenen Jahre, die bereits nach diesen Prinzipien gefertigt wurden, dienen als Fundament. Sie halfen, LogicFolding und UnifiedBus zu verfeinern.

Ob der Plan aufgeht, hängt von mehreren Faktoren ab: der Leistungsfähigkeit der Kirin-Chips im Herbst, möglichen Durchbrüchen in der Materialwissenschaft und nicht zuletzt der Frage, ob die chinesische Industrie die hohen Kosten und niedrigen Erträge dauerhaft schultern kann.

Eines ist klar: Das Tau Scaling Law ist mehr als eine technische Spielerei. Es ist der Versuch, die Spielregeln der Halbleiterindustrie neu zu schreiben – aus der Not heraus geboren, aber mit dem Anspruch, den Weg in die Post-Moore-Ära zu weisen.