三进制逻辑更接近人类思维，但二进制简单稳定，生态系统完善。华为如果真的推进三进制，可能会在特定领域先试水，比如专用芯片或实验室项目，而不是全面替代现有技术。

以下从技术背景、潜在动机和挑战角度分析这一动向：

一、三进制的历史与技术特点

1. 历史实践：苏联1958年研制三进制计算机Сетунь，采用平衡三进制（-1/0/+1），逻辑电路复杂度低于二进制，但因政治经济因素未能推广。

2. 信息效率优势：三进制理论信息密度比二进制高约58%（log₂3≈1.58），相同位数可表达更多状态。

3. 电路设计革新：现代半导体技术可能实现三值存储单元（如多阈值晶体管、忆阻器），但需突破传统CMOS工艺限制。

二、华为的潜在技术动机

1. AI计算优化：三值逻辑（-1/0/+1）与神经网络激活函数天然契合，可能提升矩阵运算效率。

2. 存算一体架构：三态存储单元或可减少数据转换损耗，适用于新型神经形态芯片设计。

3. 量子计算接口：三进制系统在量子比特操控方面可能存在编码优势（如qutrit体系）。

4. 安全领域应用：三态逻辑可构建新型加密算法，增强硬件级信息安全。

三、现实挑战与突破路径

1. 生态重建成本：全球IT基础设施基于二进制构建，转换需重建编译器、操作系统到应用软件的全栈生态。

2. 混合架构过渡：可能采用FPGA+三值协处理器的异构方案，如在昇腾AI芯片中集成三值运算模块。

3. 材料创新需求：需开发新型半导体材料（如二维材料、相变材料）实现稳定三态存储，替代传统SRAM/DRAM。

4. 专利布局考量：截至2023年，华为在三进制相关领域已申请47项专利，涉及三值逻辑门设计、三进制编码传输协议等。

四、行业影响预判

若实现突破，可能在特定领域引发变革：

• 边缘计算：三值模型压缩技术可降低IoT设备数据传输量

• 类脑芯片：更接近生物神经元的多元状态模拟

• 光学计算：利用光的相位/偏振实现自然三态表达

• RISC-V扩展：或推动三进制指令集架构开源生态建设

目前该技术仍处实验室阶段，距离商业化至少需5-8年。华为可能通过HiSilicon实验室进行前瞻性研究，但短期内不会动摇二进制主导地位。真正的价值在于推动计算架构多样化，为后摩尔定律时代提供新的技术选项。

一、三进制计算机的问世

三进制计算机最早是由苏联科学家Ternary计算机的发明者扬·伊斯托明在1958年提出的。在1960年代和1970年代，苏联在研究和开发三进制计算机方面领先于世界上其他国家。苏联甚至计划在1980年代生产出一款商用的三进制计算机，但最终计划被取消了。尽管苏联在研究和开发三进制计算机方面投入了大量的精力和资源，但是最终没有生产出商用的三进制计算机。那么，为什么没有三进制计算机呢？

二、三进制计算机的发展

1. 优点

三进制计算机的一个主要优点是可以更有效地利用电子器件。在二进制计算机中，每个二进制位只能表示0或1，而在三进制计算机中，每个三进制位可以表示0、1或2。因此，用三进制计算机表示数字时，相对于二进制计算机，需要的位数会更少。这样一来，就可以用更少的电子器件来实现同样的计算功能，从而可以降低计算机系统的成本和能耗。

此外，由于三进制计算机可以表示更多的数字，所以在进行某些计算时可以更快地完成。例如，在进行整数除法时，二进制计算机需要进行多次减法和移位操作才能完成，而三进制计算机可以通过简单的减法和移位操作来完成。

2. 缺点

尽管三进制计算机具有上述优点，但它也有一些缺点。

首先，三进制计算机的设计和制造相对于二进制计算机更加困难。由于三进制计算机需要使用三种不同的数字来表示，因此需要用更复杂的电子器件来实现。这样一来，就需要更高的制造成本和更长的开发时间。

其次，由于三进制计算机没有像二进制计算机那样被广泛采用，所以很难找到可靠的硬件和软件支持。这使得在三进制计算机上开发和运行各种应用程序变得更加困难。

最后，三进制计算机在进行数学运算时存在某些困难。虽然三进制计算机可以表示更多的数字，但是在进行一些数学运算时，例如乘法和除法，三进制计算机与二进制计算机相比并没有优势。

三、三进制计算机的没落

尽管苏联在研究和开发三进制计算机方面领先于其他国家，但是最终没有生产出商用的三进制计算机。这主要是由于苏联的计算机产业没有像美国和日本那样快速发展，同时苏联也没有成功地推广和应用三进制计算机技术。

另外，随着计算机产业的发展，二进制计算机逐渐成为了主流。二进制计算机的设计和制造已经非常成熟，同时也有丰富的硬件和软件支持，使得它们更容易被广泛应用。因此，尽管三进制计算机具有一些优点，但在实际应用中却不如二进制计算机实用。

四、三进制的重拾

近年来，随着摩尔定律逐渐逼近物理极限，科学家和工程师们开始重新审视多值逻辑的可能性。研究表明，三进制系统的信息熵约为1.585比特/符号，显著高于二进制的1比特/符号。这种特性使其在特定场景下具备更高的计算效率和更低的能耗需求。

华为2023年提交的专利正是在这一背景下诞生，通过现代 CMOS 工艺优化，成功解决了历史难题，成为首个将三进制推向产业化的科技巨头

国家知识产权局信息显示，华为技术有限公司公布了一项名为“三进制逻辑门电路、计算电路、芯片以及电子设备”的专利（公开号CN119652311A），申请日期为2023年9月18日。这一创新性技术基于三值逻辑（如0、1、2或-1、0、1），支持加1、减1等基本运算。

该专利通过27种单变量函数简化了电路结构，显著减少了晶体管数量，并将功耗降低至传统二进制逻辑门的三分之一。实验室测试显示，三进制芯片在AI训练任务中速度提升47%，温度控制在40℃以下，初步验证了技术的可行性。这一突破性进展为未来计算技术的发展提供了全新方向

1. 三值逻辑的电路设计

华为的三进制逻辑门电路基于三值逻辑（0、1、2或-1、0、1），通过创新的电路设计实现了输入逻辑值的加1、减1等基本运算。该设计利用三值逻辑的27种单变量函数，简化了电路结构，减少了晶体管数量，从而降低了功耗和芯片面积。

2. 晶体管数量与功耗的显著降低   

实验室数据显示，三进制逻辑门电路可减少约40%的晶体管数量，功耗降低至传统二进制逻辑门的三分之一。这种能效比的提升对于现代计算设备（如AI芯片、移动设备和数据中心）具有重要意义，若推广至数据中心，10% 的设备采用该技术可年减碳 1.2 亿棵树等效量，单机柜年省电超 10 万度。

3. AI训练性能的提升

在AI模型训练任务中，三值逻辑天然贴近人类思维（如 “是、否、可能”），三进制芯片表现出显著的性能优势。在 AI 决策、模糊控制等领域具有独特优势，实验室测试显示，其训练速度相比传统二进制芯片提升了47%，同时芯片温度始终控制在40℃以下。这一结果表明，三进制技术在高负载计算任务中具有更高的稳定性和效率。

附华为专利部分图示：

五、三进制技术的应用前景  

1. AI芯片与加速器

三进制逻辑在AI领域的应用前景尤为广阔。通过减少晶体管数量和功耗，三进制AI芯片可以在有限的功耗预算下提供更强的计算能力，从而加速深度学习模型的训练和推理任务。

2. 通信与嵌入式设备

三进制逻辑还可以应用于通信设备和嵌入式系统。例如，三进制内容可寻址存储器（TCAM）可以提升路由器的查表效率，而三电平信号总线可以增加数据传输带宽，减少编码/解码步骤。

3. 低功耗物联网设备

在物联网领域，三进制逻辑的低功耗特性使其成为理想选择。三进制微控制器（MCU）可以在有限的电池供电下完成更复杂的逻辑任务，从而支持边缘AI和实时信号处理等应用。

华为的三进制技术被视为对现有计算范式的颠覆。传统二进制芯片依赖 “堆料” 提升性能，而三进制通过底层逻辑革新，在相同工艺节点下实现更高能效。