Huawei: 1,4-nm-Chips bis 2031 mit neuem Ansatz

Huawei will seine Halbleiterentwicklung mit einem ungewöhnlichen Ansatz beschleunigen und bis 2031 Chips mit einer Transistordichte auf dem Niveau von 1,4 nm ermöglichen. Laut PhoneArena setzt das Unternehmen dabei nicht auf den klassischen Weg kleinerer Transistoren, sondern auf ein neues Designprinzip, das Datenwege innerhalb des Chips verkürzen soll. Auch Reuters berichtet, dass Huawei seine sogenannte Tau Scaling Law als neuen Weg gegen die Folgen der US-Sanktionen positioniert.

Was ist passiert?

Huawei stellt einen neuen Chip-Designansatz vor, der klassische Fertigungsgrenzen umgehen soll.

Der chinesische Technologiekonzern Huawei hat einen neuen Ansatz für die Entwicklung leistungsfähiger Chips vorgestellt. Im Mittelpunkt steht nicht die direkte Verkleinerung der Transistoren, wie sie bei klassischen Prozesssprüngen von 7 nm auf 5 nm, 3 nm oder 2 nm üblich ist. Stattdessen will Huawei über Architektur, Schaltungsdesign und kürzere Datenwege mehr Leistung aus vorhandenen Fertigungsmöglichkeiten holen.

Der Ansatz wurde von He Tingbo, Präsidentin von Huaweis Halbleitersparte, auf dem 2026 IEEE International Symposium on Circuits and Systems in Shanghai vorgestellt. Huawei spricht dabei von der Tau Scaling Law, einem Konzept, das die Zeit reduzieren soll, die Signale und Daten innerhalb von Chips und Computersystemen benötigen.

Das Ziel ist ambitioniert: Bis 2031 sollen High-End-Chips von Huawei eine Transistordichte erreichen, die dem Niveau eines 1,4-nm-Prozesses entspricht. Wichtig ist dabei die Formulierung „entspricht“: Huawei sagt nicht, dass es zwingend echte 1,4-nm-Fertigung mit modernster EUV-Lithografie nutzt, sondern dass die Leistungs- und Dichteziele über eine andere Designstrategie erreicht werden sollen.

Warum Huawei diesen Weg gehen muss

US-Sanktionen haben Huawei den Zugang zu modernster Chipfertigung deutlich erschwert.

Huawei steht seit 2019 auf der US-Entity-List. Dadurch wurde der Zugang zu vielen amerikanischen Technologien eingeschränkt. Für moderne Smartphone- und KI-Chips ist das besonders kritisch, weil führende Foundries wie TSMC oder Samsung Foundry für modernste Prozesse auf hochspezialisierte Anlagen und Softwareketten angewiesen sind.

Wie Reuters unter Berufung auf TechInsights berichtete, nutzte Huaweis Mate 70 Pro+ einen Kirin 9020, der weiterhin bei SMIC im 7-nm-Prozess gefertigt wurde. Das zeigt, wie schwierig der Sprung auf modernere Fertigungsstufen für Huawei unter den aktuellen Beschränkungen bleibt.

In den vergangenen Jahren musste Huawei deshalb mehrere Übergangslösungen nutzen. Einige Geräte wurden mit speziell angepassten Snapdragon-4G-Chips verkauft, später brachte Huawei mit der Mate-60-Serie wieder eigene Kirin-Chips mit 5G-Unterstützung zurück. Der aktuelle Vorstoß geht nun deutlich weiter: Huawei will nicht nur kurzfristig konkurrenzfähige Smartphone-Chips bauen, sondern die Grundlagen für eine langfristige High-End-Strategie schaffen.

Details

Die Tau Scaling Law soll Leistung nicht primär über kleinere Strukturen, sondern über kürzere Signalwege verbessern.

Beim klassischen Moore’s-Law-Ansatz werden Transistoren kleiner, damit mehr von ihnen auf eine Fläche passen. Das erhöht normalerweise Leistung und Effizienz. Huawei argumentiert nun, dass diese Skalierung an Grenzen stößt und ein neuer Ansatz nötig wird. Die Tau Scaling Law konzentriert sich deshalb auf die Zeit, die Daten innerhalb eines Chipsystems benötigen.

Ein wichtiger Baustein ist offenbar eine Architektur namens LogicFolding. Dabei sollen Schaltungen so angeordnet werden, dass Verbindungen kürzer werden und Signale schneller zwischen Recheneinheiten fließen können. Wenn weniger Zeit für Datenübertragung verloren geht, kann die Gesamtleistung steigen, ohne dass Transistoren zwingend auf die modernste Prozessgröße schrumpfen müssen.

• Unternehmen: Huawei
• Technologieansatz: Tau Scaling Law
• Architektur: LogicFolding
• Zieljahr: 2031
• Leistungsziel: Transistordichte auf 1,4-nm-Niveau
• Hintergrund: US-Sanktionen und eingeschränkter Zugang zu EUV-Technologie

Huawei hat nach Reuters-Angaben bereits zahlreiche Chips mit verwandten Methoden entwickelt und will ab Herbst erste Kirin-Chips mit der neuen LogicFolding-Architektur vorstellen. Unabhängige Leistungsdaten liegen dafür bisher jedoch nicht vor. Genau dieser Punkt bleibt entscheidend, weil eine Architektur-Ankündigung erst durch reale Benchmarks und Energieeffizienzwerte überprüfbar wird.

Aktueller Stand

Huawei nennt große Ziele, aber noch keine unabhängig geprüften Leistungswerte.

Der aktuelle Stand ist deshalb zweigeteilt. Einerseits zeigt Huawei eine klare Strategie, um trotz Sanktionen näher an führende Chiptechnologien heranzukommen. Andererseits bleibt offen, ob die neue Methode in realen Produkten tatsächlich mit den modernsten Prozessen von TSMC, Samsung oder Intel konkurrieren kann.

Reuters weist darauf hin, dass TSMC aktuell bereits 2-nm-Technologie nutzt beziehungsweise in Richtung 1,4-nm-Massenproduktion für 2028 plant. Huawei peilt dagegen für 2031 ein äquivalentes Dichteniveau an. Damit würde das Unternehmen zwar nicht sofort gleichziehen, könnte aber den Abstand deutlich verkürzen.

Gleichzeitig bleibt die Fertigungsfrage offen. Ein besseres Design löst nicht automatisch alle Probleme der Produktion. Ausbeute, Energieverbrauch, Wärmeentwicklung und Softwareanpassungen können bei solchen Ansätzen große Hürden bleiben. Besonders bei Smartphones und KI-Chips zählt nicht nur Spitzenleistung, sondern auch Effizienz unter realer Last.

Auswirkungen

Der neue Ansatz könnte Huaweis Abhängigkeit von modernster Lithografie verringern.

Für Huawei wäre die Tau Scaling Law strategisch enorm wichtig. Wenn es gelingt, durch Architektur und Schaltungsdesign mehr Leistung aus vorhandenen Fertigungsprozessen zu holen, könnte das Unternehmen trotz begrenztem Zugang zu EUV-Anlagen wettbewerbsfähigere Chips entwickeln.

Besonders relevant wäre das für Smartphones, Server und KI-Beschleuniger. Huawei baut mit seinen Ascend-Chips bereits Alternativen zu westlichen KI-Lösungen auf. Wenn die neue Designmethode dort greift, könnte sie Chinas Bemühungen um technologische Eigenständigkeit weiter stärken.

Für den globalen Halbleitermarkt wäre ein Erfolg ebenfalls bedeutsam. Bisher wird die Spitzentechnologie stark von wenigen Foundries dominiert. Ein alternativer Weg, der nicht allein auf immer kleinere Strukturbreiten setzt, könnte langfristig neue Wettbewerbsdynamik erzeugen.

Allerdings bleibt Vorsicht nötig. Ohne unabhängige Tests ist unklar, ob die 1,4-nm-Äquivalenz im Alltag wirklich die gleiche Leistung, Effizienz und Produktionsqualität bedeutet wie ein echter moderner Prozessknoten. Huawei liefert damit vorerst eine Richtung, aber noch keinen endgültigen Beweis.

Erste Kirin-Chips mit LogicFolding sollen noch 2026 erscheinen

Huawei beschreibt die Tau Scaling Law nicht mehr nur als langfristiges Forschungsprojekt. Nach Angaben des Unternehmens sollen bereits im Herbst 2026 die ersten Kirin-Prozessoren erscheinen, die die neue LogicFolding-Architektur direkt einsetzen. Welche Smartphones diese Chips erhalten und wie die Prozessoren bezeichnet werden, wurde bislang nicht offiziell erklärt.

LogicFolding soll klassische zweidimensionale Schaltungsstrukturen stärker in die Vertikale verlagern. Dadurch können besonders wichtige Verbindungen kürzer ausfallen. Kürzere Leitungen reduzieren Widerstand, parasitäre Kapazitäten und die Zeit, die elektrische Signale benötigen, um verschiedene Bereiche des Chips zu erreichen.

Huawei behauptet außerdem, in den vergangenen sechs Jahren bereits 381 unterschiedliche Chips auf Grundlage verwandter Tau-Scaling-Prinzipien entwickelt und in Serie produziert zu haben. Diese Zahl umfasst verschiedene Einsatzbereiche und bedeutet nicht, dass sämtliche Chips bereits die vollständige LogicFolding-Architektur verwenden. Die kommenden Kirin-Modelle sollen vielmehr die erste kommerzielle Produktgeneration mit dieser konkreten Technik darstellen.

Neue Designwerkzeuge werden für die 3D-Struktur unverzichtbar

Eine vertikal aufgebaute Schaltung kann nicht ohne Weiteres mit denselben Werkzeugen entwickelt werden wie ein klassisches zweidimensionales Chipdesign. Platzierung, Signalwege, Stromversorgung und Wärmeverteilung müssen über mehrere Ebenen hinweg gleichzeitig geplant werden. Huawei selbst nennt deshalb neue Entwicklungswerkzeuge als eine der wichtigsten Voraussetzungen für den langfristigen Erfolg.

Forscher der Universität Peking haben inzwischen einen Prototyp eines EDA-Werkzeugs vorgestellt, das speziell auf LogicFolding zugeschnitten sein soll. Das System behandelt mehrere Schaltungsebenen von Beginn an als ein gemeinsames dreidimensionales Design und nicht als getrennte, nachträglich übereinandergesetzte Chips.

In frühen Tests mit offenen Schaltungsentwürfen soll die gesamte Leitungslänge um ungefähr 30 Prozent reduziert worden sein. Solche Laborwerte lassen sich jedoch nicht direkt auf komplexe Smartphone- oder KI-Prozessoren übertragen. Ein kommerzielles EDA-System benötigt Prozessdaten von Fertigungspartnern, umfangreiche Validierung und jahrelange Erprobung, bevor es für große Serienchips zuverlässig eingesetzt werden kann.

Transistordichte allein reicht nicht für einen echten 1,4-nm-Vergleich

Huaweis Ziel bezieht sich ausdrücklich auf eine Transistordichte, die einem 1,4-nm-Prozess entsprechen soll. Daraus folgt nicht automatisch, dass die Chips dieselbe Leistung, Effizienz, Fläche oder Produktionsqualität wie ein konventionell gefertigter 1,4-nm-Prozessor erreichen.

Moderne Prozessknoten werden ohnehin nicht allein über eine einzelne physische Transistorgröße definiert. Hersteller bewerten unter anderem Transistordichte, Taktfrequenz, Leckströme, Energieverbrauch, Wärmeentwicklung, Ausbeute und Kosten. Ein Chip kann deshalb bei der Dichte konkurrenzfähig sein, in anderen Bereichen aber weiterhin hinter einem moderneren Fertigungsprozess zurückliegen.

Besonders die Wärmeabfuhr bleibt bei vertikalen Strukturen schwierig. Werden aktive Schaltungsebenen dichter übereinandergestapelt, kann Wärme aus inneren Bereichen schlechter abgeführt werden. Huawei muss daher nicht nur kürzere Signalwege erreichen, sondern auch zeigen, dass LogicFolding bei längerer Last zuverlässig, effizient und in großen Stückzahlen wirtschaftlich produziert werden kann.

Quellen

• PhoneArena: Huawei says it has unconventional way to produce advanced 1.4 nm chips
• Reuters: Huawei proposes new path for chip development amid US sanctions
• Reuters / TechInsights: Huawei Mate 70 chip analysis