人工智能正迅速成為制造商可以使用的最通用、最實(shí)用的工具之一。隨著電子制造商面臨日益增長(zhǎng)的需求和供應(yīng)鏈壓力，人工智能在芯片設(shè)計(jì)中的應(yīng)用獲得了巨大動(dòng)力。
芯片設(shè)計(jì)人員面臨著一項(xiàng)艱巨的任務(wù)，即在縮小尺寸的同時(shí)提供不斷增加的功能，同時(shí)管理生產(chǎn)和最終成本。擅長(zhǎng)分析和平衡多種復(fù)雜因素的人工智能是一種理想的解決方案。以下是制造商可以使用AI優(yōu)化芯片設(shè)計(jì)的五種方法。
加速芯片設(shè)計(jì)周期
提高效率是人工智能在芯片設(shè)計(jì)中的最大優(yōu)勢(shì)之一。優(yōu)化芯片的設(shè)計(jì)意味著計(jì)算和平衡從材料到元器件布局再到節(jié)點(diǎn)類型的數(shù)千種可能性。對(duì)于人類工程師來說，這個(gè)過程既緩慢又費(fèi)力，但人工智能模型可以權(quán)衡這些因素，在很短的時(shí)間內(nèi)找到理想的平衡點(diǎn)。
人工智能可以在不到六個(gè)小時(shí)的時(shí)間內(nèi)生成理想的芯片平面圖，而人類研究團(tuán)隊(duì)需要幾個(gè)月的時(shí)間才能獲得相同的結(jié)果。即使工程師必須對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行進(jìn)一步修改，他們也有幾個(gè)月的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。
制造商可以通過簡(jiǎn)化初始設(shè)計(jì)階段來顯著縮短交貨時(shí)間。他們可以更快地將新芯片推向市場(chǎng)，從而帶來更好的投資回報(bào)。
降低生產(chǎn)成本
在芯片設(shè)計(jì)中使用人工智能還可以讓制造商以更低的成本生產(chǎn)元器件。這些節(jié)約大部分來自人工智能的速度。由于研發(fā)時(shí)間從幾個(gè)月縮短到幾周甚至幾天，因此制造商在整個(gè)生產(chǎn)生命周期中花費(fèi)在人員和機(jī)器成本上的費(fèi)用要少得多。
這種靈活性也讓制造商能夠利用更具成本效益的芯片技術(shù)。專用集成電路(ASIC)的生產(chǎn)成本低于更傳統(tǒng)的通用芯片，但初始工程費(fèi)用較高。然而，如果芯片制造商使用AI來簡(jiǎn)化早期開發(fā)，ASIC是一個(gè)更可行的選擇，讓他們最大限度地提高成本效益。
人工智能在設(shè)計(jì)芯片時(shí)也可以考慮成本效益。智能模型可以在比較設(shè)計(jì)可能性時(shí)考慮材料成本和復(fù)雜性，從而為制造商提供生產(chǎn)費(fèi)用較低的選擇。理論上，人類專家也可以找到這些可能性，但這需要更長(zhǎng)的時(shí)間，而且不太可靠。
提高芯片性能
性能是芯片設(shè)計(jì)的另一個(gè)關(guān)鍵考慮因素。對(duì)設(shè)備功能的需求正在上升，但在保持合理成本的同時(shí)支持高端功能對(duì)工程師來說往往是一項(xiàng)挑戰(zhàn)。因?yàn)槿斯ぶ悄芸梢员热祟惛斓乇容^數(shù)千個(gè)參數(shù)，所以它可以更好地管理這些復(fù)雜的考慮因素。
此外，使用AI輔助設(shè)計(jì)軟件可以讓制造商發(fā)現(xiàn)可以提高芯片性能的設(shè)計(jì)選擇，否則他們可能會(huì)錯(cuò)過這些選擇。
隨著制造商在更多芯片設(shè)計(jì)中使用機(jī)器學(xué)習(xí)，這些算法將收集更多真實(shí)世界的數(shù)據(jù)，隨著時(shí)間的推移而變得更加有效。因此，更廣泛地采用人工智能將導(dǎo)致芯片設(shè)計(jì)持續(xù)改善，甚至呈指數(shù)級(jí)改善。
提高工藝性
芯片設(shè)計(jì)中的AI還可以應(yīng)用于設(shè)計(jì)階段以外的流程。預(yù)測(cè)模型可以采用有關(guān)制造設(shè)施生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)來分析制造過程會(huì)是什么樣子。然后他們可以推薦設(shè)計(jì)或工作流程的調(diào)整，使產(chǎn)品更容易生產(chǎn)。
一些芯片設(shè)計(jì)在紙面上可能看起來很理想，但在實(shí)踐中引入了太多生產(chǎn)上的復(fù)雜問題。一個(gè)原型可能需要五軸加工，但這需要經(jīng)過專門培訓(xùn)的操作員，增加了人為錯(cuò)誤的風(fēng)險(xiǎn)。AI可以注意到這種風(fēng)險(xiǎn)，然后建議制造商可以使用更簡(jiǎn)單的方法進(jìn)行的替代設(shè)計(jì)。
這些因素對(duì)于人類來說很容易被忽視，但具有深遠(yuǎn)的影響。AI引導(dǎo)設(shè)計(jì)可幫助電子公司解決這些制造問題，以最大程度地減少交貨時(shí)間和生產(chǎn)線的生產(chǎn)成本。
緩解人才短缺
隨著電子產(chǎn)品需求的增加，許多公司發(fā)現(xiàn)自己面臨著技術(shù)人才短缺的問題。在芯片設(shè)計(jì)中應(yīng)用人工智能可以讓較小的團(tuán)隊(duì)在更短的時(shí)間內(nèi)完成更多工作，從而縮小這些差距。
到2030年，美國(guó)半導(dǎo)體企業(yè)可能面臨30萬名工程師和9萬名技術(shù)人員的人才短缺。技能再培訓(xùn)和技能提升是解決這一缺口的關(guān)鍵步驟，但實(shí)際上，許多企業(yè)仍將面臨巨大的勞動(dòng)力壓力。然而，如果芯片設(shè)計(jì)沒有那么長(zhǎng)的時(shí)間或沒有那么復(fù)雜，那么這種短缺的影響就會(huì)小一些。
由于AI大大簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)過程，它讓工人有更多時(shí)間來完成其他任務(wù)。同樣，更多流程的自動(dòng)化意味著技能和經(jīng)驗(yàn)較低的員工仍然可以履行芯片設(shè)計(jì)職責(zé)。因此，技術(shù)人才缺口不會(huì)對(duì)公司造成太大影響。
芯片設(shè)計(jì)中的人工智能是一個(gè)相對(duì)較新但越來越有價(jià)值的解決方案。這些自動(dòng)化工具對(duì)于保持行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力至關(guān)重要。應(yīng)用人工智能解決這五個(gè)方面的問題，將確保電子制造商適應(yīng)日益增長(zhǎng)的挑戰(zhàn)。
