在極其復(fù)雜的半導(dǎo)體設(shè)計(jì)任務(wù)中床牧，人工智能（AI）正在迅速成為芯片工程師的得力助手财喳。根據(jù)德勤預(yù)測(cè)，2023年全球領(lǐng)先的半導(dǎo)體公司將在用于設(shè)計(jì)芯片的內(nèi)部和第三方AI工具上花費(fèi)3億美元立砸，并在未來(lái)四年內(nèi)將以每年20%的速度成長(zhǎng)掖疮，到2026年將超過(guò)5億美元。AI 設(shè)計(jì)工具使芯片制造商能夠突破摩爾定律的界限颗祝，節(jié)省時(shí)間和金錢(qián)浊闪、緩解人才短缺，引領(lǐng)舊的芯片設(shè)計(jì)進(jìn)入一個(gè)新時(shí)代螺戳。

德勤聯(lián)合會(huì)計(jì)師事務(wù)所近期發(fā)布《2023全球高科技搁宾、媒體及電信產(chǎn)業(yè)趨勢(shì)預(yù)測(cè)》（Deloitte TMT Predictions 2023）折汞，探究科技在高度連接世界中所發(fā)揮的關(guān)鍵作用。其中使谋，AI設(shè)計(jì)未來(lái)芯片將是2023年需特別關(guān)注的趨勢(shì)之一整诈，同時(shí)環(huán)境永續(xù)仍是重點(diǎn)，科技業(yè)將憑借自身產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)度攘，比其他產(chǎn)業(yè)更快實(shí)現(xiàn)凈零目標(biāo)恒晋。

半導(dǎo)體公司轉(zhuǎn)向運(yùn)用AI及高功率材料設(shè)計(jì)未來(lái)芯片

半導(dǎo)體公司正使用AI技術(shù)設(shè)計(jì)芯片，目標(biāo)達(dá)到更快嘱杆、更便宜止歇、更高效。德勤預(yù)測(cè)杭嚷，2023年全球領(lǐng)先的半導(dǎo)體公司可能會(huì)為設(shè)計(jì)芯片翘辑，投入3億美元于在內(nèi)部與協(xié)力廠商的AI工具上；且未來(lái)四年忱徙，所投入的3億美元資金迁枪，可能會(huì)以每年20%的速度成長(zhǎng)，至2026年將超過(guò)5億美元缭慈。而由AI軟體工具設(shè)計(jì)的芯片，可能價(jià)值數(shù)十億美元们豌，遠(yuǎn)超過(guò)廠商投入的成本涯捻，帶來(lái)意義重大的超額投資回報(bào)。

在2023年全球半導(dǎo)體市場(chǎng)預(yù)計(jì)產(chǎn)值6600億美元的背景下望迎，AI所帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)規(guī)模影響將遠(yuǎn)超出其設(shè)計(jì)工具的花費(fèi)障癌，并使芯片制造商得以突破摩爾定律的邊界，節(jié)省時(shí)間和金錢(qián)辩尊。同時(shí)涛浙，使用AI工具可以提高供應(yīng)鏈安全性，并有助于緩解下一次的芯片短缺問(wèn)題摄欲。

而高功率材料制成芯片將適用于電動(dòng)汽車（EV）電池轿亮、太陽(yáng)能電池板、先進(jìn)軍事應(yīng)用等胸墙，德勤預(yù)測(cè)2023年高功率芯片總銷售額將達(dá)33億美元我注，比2022年成長(zhǎng)近40%，并于2024年加速成長(zhǎng)到近60%迟隅，產(chǎn)生超過(guò)50億美元收益但骨。

時(shí)間就是金錢(qián)：高級(jí)AI工具加速芯片設(shè)計(jì)

IC設(shè)計(jì)早已超越人工設(shè)計(jì)所能處理的程度，供應(yīng)商利用電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化（Electronic Design Automation智袭，簡(jiǎn)稱EDA）設(shè)計(jì)制作芯片已有數(shù)十年籍纸，直到2022年剿夫，EDA行業(yè)的產(chǎn)值將超100億美元，并以每年約8%的速度成長(zhǎng)烹驰。EDA工具通常使用基于規(guī)則的系統(tǒng)和物理模擬來(lái)幫助人類工程師設(shè)計(jì)和驗(yàn)證芯片姓拂，有些甚至結(jié)合了基本的人工智能。在過(guò)去一年中妈务，最大的EDA公司新思科技（Synopsys）開(kāi)始銷售先進(jìn)的人工智能工具姊黍，而芯片制造商和科技公司也陸續(xù)開(kāi)發(fā)自己的人工智能設(shè)計(jì)工具。先進(jìn)的AI工具不僅僅是實(shí)驗(yàn)钓宗，而是真實(shí)應(yīng)用于價(jià)值數(shù)十億美元的芯片設(shè)計(jì)中沃铣。雖然AI工具不會(huì)取代人類設(shè)計(jì)師，但他們?cè)谒俣群统杀拘б娣矫娴幕パa(bǔ)優(yōu)勢(shì)构胰，讓芯片制造商擁有更強(qiáng)大的設(shè)計(jì)能力暴彻。

目前人工智能主要在三大方面為芯片設(shè)計(jì)和制造提供幫助：

制造更新更好的芯片：低于10奈米的芯片是芯片市場(chǎng)中成長(zhǎng)最快的部分，廣泛應(yīng)用在智能手機(jī)莱衍、電腦和數(shù)據(jù)中心冬魏，也是迄今為止利潤(rùn)最高的部分。由于芯片技術(shù)節(jié)點(diǎn)越小乍狐，芯片的集成密度就越高赠摇，低于10奈米的芯片每項(xiàng)新設(shè)計(jì)的成本超過(guò)5億美元，它們的制造成本也是最高的浅蚪。高級(jí)AI工具可以比傳統(tǒng)方法更快地設(shè)計(jì)芯片藕帜，從而降低制造成本。

改進(jìn)舊芯片：在2022年售出的所有芯片中惜傲，有三分之二仍采用65奈米或更大技術(shù)節(jié)點(diǎn)洽故，晶圓代工廠必須不斷推出新的制程技術(shù)，將舊的芯片設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)移到更先進(jìn)的節(jié)點(diǎn)盗誊，不斷縮小芯片體積时甚、創(chuàng)造更高能效，先進(jìn)的人工智能工具輔助芯片制造商能夠更快哈踱、更便宜地實(shí)現(xiàn)這些縮小過(guò)程荒适。

填補(bǔ)芯片人才缺口：2022年全球約有200 萬(wàn)人為芯片行業(yè)工作，但隨著美國(guó)嚣鄙、歐盟和中國(guó)不斷推動(dòng)芯片自給自足吻贿，作為彌補(bǔ)人才缺口的一種方式，高級(jí)AI工具在芯片產(chǎn)制中的重要性日益增加幔时。芯片設(shè)計(jì)會(huì)經(jīng)歷三個(gè)主要階段：系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)萎丘、暫存器轉(zhuǎn)換階層設(shè)計(jì)（register transfer level，RTL） 和最后的物理電路設(shè)計(jì)茉油，高級(jí)人工智能工具會(huì)在最后一個(gè)階段大放異彩另款。

AI在芯片設(shè)計(jì)中的有效性大幅提高

設(shè)計(jì)芯片必須經(jīng)過(guò)物理形式設(shè)計(jì)石沸、評(píng)估、測(cè)試询嘹，從模擬設(shè)計(jì)到實(shí)現(xiàn)可能需要數(shù)年時(shí)間庵动，芯片設(shè)計(jì)要不斷優(yōu)化效能、功耗呜谓、面積（PPA）暮课，以最大限度地減少用電量、提高處理速度洼荡，并生產(chǎn)出盡可能小的芯片椎吼。若使用傳統(tǒng)工具優(yōu)化PPA，不但速度緩慢且勞動(dòng)強(qiáng)度大下质，通常只能略微改進(jìn)PPA姓建。利用先進(jìn)的AI工具的輔助，可以發(fā)現(xiàn)增加功耗缤苫、影響性能或低效使用空間的放置錯(cuò)誤速兔，然后AI工具進(jìn)行模擬測(cè)試和改進(jìn)。AI工具可以從先前的迭代中學(xué)習(xí)改進(jìn)PPA活玲，直到達(dá)到極限涣狗。但真正具有革命性的是先進(jìn)的人工智能可以自主完成工作，比使用傳統(tǒng)EDA工具的人類設(shè)計(jì)師產(chǎn)生更好的PPA舒憾。

機(jī)器學(xué)習(xí)的元素已經(jīng)包含在EDA工具中許多年屑柔，但是新增的圖形神經(jīng)網(wǎng)路（Graph Neural Networks，GNN）和強(qiáng)化學(xué)習(xí)（Reinforcement learning珍剑，RL）技術(shù)，大幅提高了AI在芯片設(shè)計(jì)中的有效性死陆。大型的半導(dǎo)體公司使用先進(jìn)的人工智能開(kāi)發(fā)新服務(wù)以實(shí)現(xiàn)獲利招拙，透過(guò)擴(kuò)展其GNN和RL能力，半導(dǎo)體公司不僅可以生成自己的設(shè)計(jì)措译，還可以為其頂級(jí)客戶提供設(shè)計(jì)和協(xié)同設(shè)計(jì)服務(wù)别凤，共同開(kāi)發(fā)垂直專用芯片。除了設(shè)計(jì)芯片之外翼辱，人工智能也可以應(yīng)用在提高晶圓故障檢測(cè)乃描、管理外包半導(dǎo)體組裝和測(cè)試供應(yīng)商網(wǎng)路。此外吴烹，基于云端的EDA服務(wù)斯凑，可以擴(kuò)大高級(jí)人工智能的潛在市場(chǎng)，只要EDA服務(wù)上云端眨攀，就可以提供給技術(shù)技能和運(yùn)算能力較低的小公司使用蛀颓。

（北美智權(quán)報(bào)）

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