现代芯片设计为何及如何实现自动化

今日新闻 2025年11月04日 15:45 3 admin

现代芯片设计为何及如何实现自动化

在一些关于AI时代的科幻想象中，人们设想着"机器人制造机器人"，软件和硬件具备生成能力，本质上能够自我复制。但这似乎过于简单化地看待了技术本身的自动化，事实证明，至少半导体的制造在过去半个世纪中已经越来越自动化。

电子自动化设计（EAD）的概念自1950年代IBM引入以来就一直存在。但随着自动化系统工程能力的进步，这一概念得到了极大增强，直到大语言模型出现，软件已能承担大部分繁重工作。

快进到今天，设计机制的让位如此深刻，以至于人类团队承认他们不真正知道这种设计到底是如何完成的。正如Tim Danton在一篇文章中所述，我们发现新的AI设计"奇怪"，并承认"人类无法真正理解它们——但它们的表现比我们创造的任何东西都要好"。

"AI模型在几小时内通过深度学习创造了更高效的无线芯片，"Danton写道，"但它们'随机形状'设计的产生方式尚不清楚。"

业务流程重新调整还是业务流程变革

设计在流水线中的移动方式也发生了变化。

E.E. Times的作家Jon Ferguson在一篇文章中描述了从传统"瀑布式"流程设计向更像"DevOps"的21世纪流行词汇的转变，AI掌控着主导权。

Ferguson指出，这导致团队拥有更广泛的技能范围，倾向于"早发布、多迭代"。

但还有许多其他变化，其中不乏那些为"感知数字实体"系统设计硬件的软件公司。

具体工作

以下是最近一次采访的要点，Mayfield的Navin Chaddha询问Cadence Design Systems首席执行官Anirudh Devgan该公司如何看待市场以及这种变化的背景。Devgan有在IBM的工作历史，被认为是EAD领域的领导者，因为这些新系统接管了半导体制造和设计流程的部分工作。

两人讨论了"硅复兴"的到来，事物变化迅速，并提出了一个我认为很有趣的烹饪或代谢比喻。

"随着AI的出现，一切都在改变，无论是数据中心，还是边缘计算，更多工程师正在加入，"Chaddha说。"有句话说'软件吞噬了世界'。我认为确实如此，但现在，硬件将要吞噬它。"

"是的，我不喜欢这种'互相吞噬'的说法，"Devgan回应道。"我们本质上是一家软件公司...我认为很明显，这是全栈，对吧？硬件加软件，两者都很重要。"

烘焙其中

进一步延伸食物比较，Devgan详细谈论了他认为对解释全栈设计有用的"三层蛋糕"概念。

"蛋糕，你知道，硬件是底层，一直存在，但它非常专业化，"他说。"很长时间以来，硬件主要由x86驱动，比如英特尔，但现在，硬件有了更多的丰富性...这是蛋糕的底层，将经历更多变革。中间层是我所说的基于物理、化学或生物学的基本事实，事物的实际运作，有些人忘记了这一点。顶层更多是数据驱动的，或AI，无论是智能体AI，还是旧AI，或新AI。"

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"为什么称它为蛋糕？"Devgan反问道。"你可以称它为堆栈。我称它为蛋糕的原因是：除非你是小孩，当你吃蛋糕时，你会把三层一起吃。所以我认为这三者之间有很大的相互作用：AI、基本事实，以及它运行的硬件。"

更多关于软件层面

随着讨论的深入，Devgan涵盖了软件与生物科学的交集，更多涉足不仅是人体解剖学，还有遗传学等。他将设计的一个组成部分描述为"计算机科学加数学"，描述工程师的工作方式：

"我们制作软件来设计芯片和系统，但软件基本上是数学软件，"他说。

作为市场预测，Devgan建议基础设施层将被商品化，并由大型参与者货币化。他还谈到了初创公司吸引投资者和有影响力公司的一些背景：

"每个人都说他们是客户至上，"他说。"当然，你应该客户至上。谁不想客户至上？...那些公司可以与任何他们想要的人合作。除非你有好产品，否则他们不会与你合作...你知道，有某些客户你可以看到正在推动未来，你现在就能看到他们，对吧？"

中间层——以及目前推动进步的动力

在谈话接近尾声时，Devgan回到了他的蛋糕比喻。

"这三层都很关键，"他指出，"所以要小心你不要只做其中一层，因为硬件将产生重大影响，硬件创新可能改变事物，就像机器人技术一样。硬件、硅片将不同...AI模型也将不同。"

他说，不要遗漏顶层和底层糖霜之间的那一层。

"我看到人们现在忘记的最重要的事情是他们忘记了中间层，"Devgan继续说，称这个中间部分"超级关键"。"那里是粘性所在...不了解中间层，几乎不可能提供高价值。你可以称之为智能，你可以称之为数据拟合——如果你和数学家交谈，他们会称之为拟合，但如果你和营销人员交谈，他们会称之为智能——AI有很大价值，但它必须与中间层结合。"

他给出了一些例子：

"如果你在机器人或自动驾驶汽车中使用AI，仍然有很多控制理论与AI配合，"他说。"所以我认为主要是做一些基础的事情，当然，无论应用是什么。"

然而，Devgan以不同的比喻结束，建议最终，垂直堆栈的中间部分将再次变得通用、商品化、便携，并可能由知名供应商提供。

"这就像拥有V6发动机，"他指出。"一个V6可能略好于另一个V6，但它的垂直化将是价值所在。"

从一个没有研究过现代半导体设计和生产方式的人的角度来看，这一切都很有趣。我也发现有趣的是，Devgan在开始时建议，用户，特别是年轻用户，甚至不知道设备内部有芯片。所以期望普通人知道我们真的在用最少的人工输入制造这些小东西是一个很大的跨越。人类设计它们吗？只在更高层面上。人类制造它们吗？其实不是。请记住这一点，因为我们使用的一切很快都会有芯片。

Q&A

Q1：电子自动化设计（EAD）是什么时候开始的？

A：电子自动化设计（EAD）的概念自1950年代IBM引入以来就一直存在，但随着自动化系统工程能力的进步得到了极大增强，直到大语言模型出现，软件已能承担大部分繁重工作。

Q2：现在的AI芯片设计有什么特点？

A：AI模型可以在几小时内通过深度学习创造出更高效的无线芯片，但这些"随机形状"设计的产生方式尚不清楚。人类团队承认他们不真正知道这种设计是如何完成的，虽然无法完全理解，但AI设计的性能比人类创造的任何东西都要好。

Q3：Devgan提到的"三层蛋糕"概念是什么？

A：三层蛋糕概念包括：底层是硬件（如芯片和系统），中间层是基于物理、化学或生物学的基本事实，顶层是数据驱动的AI。这三层必须协同工作，就像吃蛋糕时要把三层一起吃一样，它们之间有很大的相互作用。