上周參加了個(gè)關(guān)于Deepseek對(duì)芯片設(shè)計(jì)行業(yè)影響的會(huì)議,大家對(duì)于以Deepseek為代表的AI造成的各種影響討論熱烈,并對(duì)很多職業(yè)可能被AI取代憂心忡忡?;貋?lái)之后,我對(duì)Deepseek問(wèn)了四個(gè)問(wèn)題,看看它能不能給我答案。
問(wèn)題一:AI對(duì)芯片設(shè)計(jì)工程師的技能替代影響有多大?
Deepseek:
AI技術(shù)在芯片設(shè)計(jì)領(lǐng)域的應(yīng)用正逐步改變工程師的工作模式,但其對(duì)技能的替代影響更多體現(xiàn)為工具化輔助和職業(yè)轉(zhuǎn)型,而非完全取代。以下是綜合分析:
一、AI在芯片設(shè)計(jì)中的主要應(yīng)用與效率提升
1. 布局與布線優(yōu)化
AI(如谷歌的AlphaChip)通過(guò)強(qiáng)化學(xué)習(xí)算法,能在數(shù)小時(shí)內(nèi)完成傳統(tǒng)需要數(shù)月的芯片布局任務(wù),且性能可能優(yōu)于人類專家。例如,谷歌TPU和Nvidia的DREAMPlace工具已實(shí)現(xiàn)高效布局,縮短設(shè)計(jì)周期并降低成本。
2. 驗(yàn)證與測(cè)試自動(dòng)化
傳統(tǒng)EDA工具結(jié)合AI(如Synopsys的DSO.ai)可自動(dòng)生成測(cè)試向量、優(yōu)化時(shí)序分析,減少驗(yàn)證時(shí)間并提高準(zhǔn)確性。數(shù)據(jù)顯示,部分工具可降低15%的功耗,并加速設(shè)計(jì)流程3-5倍。
3. 代碼生成與輔助設(shè)計(jì)
大語(yǔ)言模型(如GitHub Copilot)可輔助編寫RTL代碼,減少基礎(chǔ)編碼錯(cuò)誤,提升效率。未來(lái)可能通過(guò)自然語(yǔ)言指令生成初步代碼框架。
二、對(duì)工程師技能需求的轉(zhuǎn)型
1. 重復(fù)性任務(wù)的替代
- 低技能任務(wù)轉(zhuǎn)移:布局布線、基礎(chǔ)驗(yàn)證等重復(fù)性工作逐漸由AI接管,工程師需轉(zhuǎn)向更高階任務(wù)(如架構(gòu)設(shè)計(jì)、約束設(shè)定和結(jié)果驗(yàn)證)。
- 效率提升:AI將設(shè)計(jì)周期從“月級(jí)”壓縮到“分鐘級(jí)”,工程師需適應(yīng)快速迭代的設(shè)計(jì)流程。
2. 新技能需求
- AI工具操作與調(diào)優(yōu):工程師需掌握AI工具的輸入約束設(shè)定、模型微調(diào)及數(shù)據(jù)管理,例如利用歷史設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)訓(xùn)練專用模型。
- 跨領(lǐng)域協(xié)作:AI推動(dòng)芯片設(shè)計(jì)與軟件優(yōu)化的深度融合,工程師需理解系統(tǒng)級(jí)功耗平衡、算法與硬件的協(xié)同優(yōu)化。
3. 創(chuàng)新與復(fù)雜問(wèn)題解決
AI無(wú)法替代工程師在架構(gòu)創(chuàng)新、倫理決策(如安全與成本平衡)及復(fù)雜問(wèn)題動(dòng)態(tài)調(diào)整中的核心作用。例如,芯片設(shè)計(jì)中的微架構(gòu)優(yōu)化仍需人類經(jīng)驗(yàn)判斷。
三、局限性及人機(jī)協(xié)作的必要性
1. 數(shù)據(jù)依賴與領(lǐng)域限制
AI訓(xùn)練需大量高質(zhì)量數(shù)據(jù),但芯片設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)多為企業(yè)私有,跨領(lǐng)域遷移難度大。例如,高文院士指出,國(guó)內(nèi)EDA公司因數(shù)據(jù)積累不足,AI應(yīng)用仍面臨挑戰(zhàn)。
2. 動(dòng)態(tài)性與創(chuàng)新瓶頸
AI在解決模糊需求(如“在地性”調(diào)整)和創(chuàng)造性設(shè)計(jì)(如光子芯片架構(gòu))時(shí)表現(xiàn)有限,需依賴工程師的經(jīng)驗(yàn)和直覺(jué)。
3. 倫理與安全考量
芯片設(shè)計(jì)涉及安全認(rèn)證、法規(guī)合規(guī)等,需工程師綜合判斷,AI無(wú)法獨(dú)立承擔(dān)此類責(zé)任。
四、行業(yè)趨勢(shì)與職業(yè)前景
1. 崗位轉(zhuǎn)型而非消失
歷史經(jīng)驗(yàn)表明,EDA工具的每次升級(jí)(如90年代合成技術(shù))均推動(dòng)工程師轉(zhuǎn)向更高階任務(wù),AI時(shí)代將催生更多“AI優(yōu)化工程師”和系統(tǒng)架構(gòu)師崗位。
2. 初創(chuàng)企業(yè)與技術(shù)民主化
AI降低設(shè)計(jì)門檻,使中小企業(yè)和初創(chuàng)公司也能參與復(fù)雜芯片開發(fā),推動(dòng)行業(yè)創(chuàng)新。
結(jié)論
AI對(duì)芯片設(shè)計(jì)工程師的技能替代主要體現(xiàn)在自動(dòng)化工具對(duì)重復(fù)性任務(wù)的接管,但工程師的核心價(jià)值轉(zhuǎn)向創(chuàng)新決策、跨領(lǐng)域協(xié)作與復(fù)雜問(wèn)題解決。未來(lái),人機(jī)協(xié)同模式將成為主流,工程師需持續(xù)學(xué)習(xí)AI工具操作、系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)及數(shù)據(jù)管理技能,以應(yīng)對(duì)技術(shù)變革帶來(lái)的挑戰(zhàn)與機(jī)遇。
我:
這個(gè)回答還是令人欣慰的,AI體現(xiàn)出了一定的人文關(guān)懷,盡管我知道前途不一定如它所說(shuō)的這么樂(lè)觀。
問(wèn)題二:AI對(duì)于開源芯片 IP的理解會(huì)不會(huì)導(dǎo)致芯原微電子這類 IP授權(quán)公司的商業(yè)模式崩塌?
Deepseek:
AI技術(shù)的發(fā)展和開源芯片IP的興起確實(shí)對(duì)傳統(tǒng)IP授權(quán)企業(yè)構(gòu)成一定挑戰(zhàn),但結(jié)合芯原微電子(以下簡(jiǎn)稱“芯原”)的業(yè)務(wù)模式、技術(shù)布局及行業(yè)趨勢(shì)來(lái)看,其商業(yè)模式崩塌的可能性較低。以下從多個(gè)角度綜合分析:
一、AI與開源IP的挑戰(zhàn)及其局限性
1. 開源IP的生態(tài)尚未成熟
盡管RISC-V等開源架構(gòu)降低了芯片設(shè)計(jì)的門檻,但其生態(tài)成熟度與傳統(tǒng)商用IP仍有差距。芯原的IP庫(kù)覆蓋GPU、NPU、VPU等多種處理器IP,且在車規(guī)認(rèn)證、高性能計(jì)算等領(lǐng)域具備技術(shù)壁壘,這些是開源社區(qū)短期內(nèi)難以復(fù)制的。例如,芯原的NPU IP已應(yīng)用于82家客戶的142款芯片,覆蓋從汽車到服務(wù)器的多個(gè)場(chǎng)景,而開源IP往往缺乏此類實(shí)際落地的驗(yàn)證。
2. AI設(shè)計(jì)工具的局限性
AI雖能加速芯片設(shè)計(jì)(如谷歌AlphaChip的布局優(yōu)化),但其輸出仍需工程師驗(yàn)證和調(diào)優(yōu),尤其在功能安全、可靠性要求高的領(lǐng)域(如汽車電子)仍需人類經(jīng)驗(yàn)主導(dǎo)。芯原的設(shè)計(jì)流程已通過(guò)ISO 26262認(rèn)證,其IP在車載芯片中的廣泛應(yīng)用依賴長(zhǎng)期的行業(yè)積累,AI工具難以完全替代此類復(fù)雜場(chǎng)景的需求。
3. 開源IP與商用IP的互補(bǔ)性
開源IP更適合中小企業(yè)的低成本試錯(cuò),而芯原的SiPaaS模式(芯片設(shè)計(jì)平臺(tái)即服務(wù))提供“IP+設(shè)計(jì)服務(wù)”的一站式解決方案,客戶可快速集成已驗(yàn)證的IP并降低研發(fā)風(fēng)險(xiǎn)。例如,芯原的Chiplet技術(shù)已幫助客戶實(shí)現(xiàn)高性能計(jì)算芯片的2.5D封裝,這種能力是開源社區(qū)難以提供的。
二、芯原商業(yè)模式的抗風(fēng)險(xiǎn)能力
1. 多元化業(yè)務(wù)布局
芯原不僅依賴IP授權(quán),還通過(guò)芯片定制服務(wù)(設(shè)計(jì)+量產(chǎn))和系統(tǒng)平臺(tái)解決方案拓展收入。2024年其芯片設(shè)計(jì)業(yè)務(wù)收入同比增長(zhǎng)37%,量產(chǎn)業(yè)務(wù)新簽訂單增長(zhǎng)303%,顯示其在產(chǎn)業(yè)周期波動(dòng)中通過(guò)服務(wù)模式分散風(fēng)險(xiǎn)。
2. AI驅(qū)動(dòng)的增量需求
AI熱潮反而推動(dòng)了芯原的核心業(yè)務(wù):
- NPU IP需求激增:芯原的NPU IP已支持Transformer類模型優(yōu)化,被用于AIGC芯片和自動(dòng)駕駛領(lǐng)域,2024年前三季度AI相關(guān)IP授權(quán)收入占比達(dá)48.59%。
- Chiplet技術(shù)領(lǐng)先:芯原在基于Chiplet的AIGC和智駕芯片設(shè)計(jì)中處于領(lǐng)先地位,與行業(yè)巨頭合作開發(fā)2.5D封裝方案,這一領(lǐng)域的技術(shù)門檻較高。
3. 全球化與垂直領(lǐng)域深耕
芯原的客戶覆蓋系統(tǒng)廠商、互聯(lián)網(wǎng)巨頭(如谷歌、亞馬遜)及汽車OEM,其IP在車載信息娛樂(lè)系統(tǒng)、AR/VR設(shè)備等垂直場(chǎng)景中已形成生態(tài)壁壘。例如,內(nèi)置芯原GPU的汽車超千萬(wàn)輛,且其IP正在加速通過(guò)車規(guī)認(rèn)證。
三、行業(yè)趨勢(shì)與芯原的應(yīng)對(duì)策略
1. 從IP授權(quán)到系統(tǒng)級(jí)服務(wù)
芯原正在向“IP+設(shè)計(jì)+軟件”的全棧服務(wù)轉(zhuǎn)型。例如,其低功耗IP組合與健康監(jiān)測(cè)平臺(tái)解決方案已應(yīng)用于超20家智能手表廠商,這種軟硬件協(xié)同的生態(tài)能力是單純開源IP無(wú)法替代的。
2. 擁抱AI工具提升效率
芯原積極利用AI優(yōu)化設(shè)計(jì)流程,如采用Synopsys的DSO.ai進(jìn)行參數(shù)調(diào)優(yōu),同時(shí)通過(guò)自研AI加速子系統(tǒng)(如AI-ISP、AI-Display)增強(qiáng)IP競(jìng)爭(zhēng)力。這種“AI增強(qiáng)設(shè)計(jì)”模式反而鞏固了其技術(shù)優(yōu)勢(shì)。
3. 應(yīng)對(duì)開源生態(tài)的差異化競(jìng)爭(zhēng)
芯原通過(guò)以下策略應(yīng)對(duì)開源挑戰(zhàn):
- 聚焦高附加值領(lǐng)域:如車規(guī)級(jí)IP、Chiplet技術(shù),避開與開源IP在通用領(lǐng)域的直接競(jìng)爭(zhēng)。
- 構(gòu)建IP平臺(tái)化優(yōu)勢(shì):提供包含多個(gè)IP的子系統(tǒng)解決方案(如AI加速平臺(tái)),降低客戶集成復(fù)雜度。
四、風(fēng)險(xiǎn)與未來(lái)展望
1. 潛在風(fēng)險(xiǎn)
- 開源社區(qū)的長(zhǎng)期技術(shù)積累可能侵蝕中低端IP市場(chǎng)。
- AI設(shè)計(jì)工具若突破可解釋性瓶頸,可能減少對(duì)成熟IP的依賴。
2. 芯原的護(hù)城河
- 技術(shù)壁壘:在14nm/5nm等先進(jìn)制程的IP設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),以及Chiplet、功能安全等領(lǐng)域的先發(fā)優(yōu)勢(shì)。
- 客戶黏性:與頭部客戶的深度綁定(如為國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)巨頭定制AR芯片),形成生態(tài)閉環(huán)。
- 商業(yè)模式韌性:無(wú)自有芯片產(chǎn)品的輕資產(chǎn)模式,使其更靈活應(yīng)對(duì)市場(chǎng)波動(dòng)。
結(jié)論
AI和開源IP的興起更多是補(bǔ)充而非替代芯原的商業(yè)模式。芯原通過(guò)技術(shù)升級(jí)(AI增強(qiáng)設(shè)計(jì)、Chiplet)、服務(wù)延伸(系統(tǒng)級(jí)解決方案)和垂直領(lǐng)域深耕(汽車、AIGC),正在將挑戰(zhàn)轉(zhuǎn)化為機(jī)遇。其核心壁壘——經(jīng)過(guò)大規(guī)模驗(yàn)證的IP庫(kù)、全流程設(shè)計(jì)能力及全球化客戶網(wǎng)絡(luò)——在可預(yù)見(jiàn)的未來(lái)仍將保持競(jìng)爭(zhēng)力。短期內(nèi),商業(yè)模式崩塌的可能性極低,但需持續(xù)關(guān)注AI工具在高端IP設(shè)計(jì)領(lǐng)域的突破進(jìn)展。
我:
IP授權(quán)的商業(yè)模式基點(diǎn)在于知識(shí)產(chǎn)權(quán)很難,但是假設(shè)AI抓取并學(xué)會(huì)了開源IP的精髓,能否幫助客戶直接用來(lái)設(shè)計(jì)芯片呢?這一點(diǎn)我是存疑的,這兩天正好碰到兩個(gè)案例。
1)現(xiàn)場(chǎng)芯易薈的老板說(shuō)他在DS上查一個(gè)Cadence的內(nèi)部指令集,DS居然知道還給了他詳細(xì)的解釋分析,并“好意”地建議他聯(lián)系原廠獲取授權(quán)。
2)昨天某方案商聊天說(shuō),他們?cè)O(shè)計(jì)某個(gè)產(chǎn)品時(shí)卡在降噪方面,他求助于DS,DS居然給他貼出了完整的降噪核心算法代碼。
我在想,以后凡是已經(jīng)被印成鉛字或者被數(shù)字化的知識(shí),可能都是唾手可得的,真正核心的高價(jià)值信息,只能通過(guò)口口相傳了。
問(wèn)題三:AI參與芯片設(shè)計(jì)的進(jìn)程是否會(huì)最終顛覆 Cadence?
Deepseek:
AI參與芯片設(shè)計(jì)確實(shí)對(duì)EDA(電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化)行業(yè)帶來(lái)了深遠(yuǎn)影響,但結(jié)合Cadence的技術(shù)布局、市場(chǎng)策略及行業(yè)趨勢(shì)來(lái)看,AI更可能成為其技術(shù)升級(jí)的助推器而非顛覆者。以下從多個(gè)維度綜合分析:
一、AI對(duì)Cadence的賦能作用而非替代
1. AI工具提升設(shè)計(jì)效率,鞏固市場(chǎng)地位
Cadence已將AI深度整合至其工具鏈中,例如:
- Cerebrus智能優(yōu)化工具:通過(guò)強(qiáng)化學(xué)習(xí)算法優(yōu)化芯片的PPA(性能、功耗、面積),幫助聯(lián)發(fā)科在2nm芯片設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn)模塊面積減少5%、功耗降低6%。
- Verisium AI驗(yàn)證平臺(tái):利用大數(shù)據(jù)和機(jī)器學(xué)習(xí)加速驗(yàn)證流程,覆蓋率達(dá)傳統(tǒng)方法的數(shù)倍,顯著縮短設(shè)計(jì)周期。
- JedAI平臺(tái):基于大語(yǔ)言模型(LLM)的自然語(yǔ)言交互設(shè)計(jì)系統(tǒng),降低復(fù)雜芯片設(shè)計(jì)的門檻,支持從RTL到GDS的全流程優(yōu)化。
這些工具通過(guò)AI增強(qiáng)而非取代現(xiàn)有流程,使Cadence在AI芯片設(shè)計(jì)領(lǐng)域保持技術(shù)領(lǐng)先,進(jìn)一步鞏固其EDA市場(chǎng)領(lǐng)導(dǎo)地位。
2. 應(yīng)對(duì)復(fù)雜設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)的技術(shù)護(hù)城河
AI芯片設(shè)計(jì)面臨3D-IC集成、內(nèi)存墻突破、多物理場(chǎng)仿真等復(fù)雜問(wèn)題,而Cadence的解決方案(如Integrity 3D-IC平臺(tái))結(jié)合AI能力,提供從系統(tǒng)規(guī)劃到熱分析的完整工具鏈,支持異構(gòu)集成和Chiplet技術(shù),成為行業(yè)稀缺資源。例如,其3D-IC平臺(tái)已被用于高性能計(jì)算和自動(dòng)駕駛芯片設(shè)計(jì),優(yōu)化系統(tǒng)級(jí)PPA和能效比。
3. 商業(yè)模式轉(zhuǎn)型:從工具到生態(tài)
Cadence通過(guò)“IP+設(shè)計(jì)服務(wù)+系統(tǒng)級(jí)解決方案”構(gòu)建生態(tài)壁壘。例如:
- IP業(yè)務(wù)增長(zhǎng):2024年IP收入同比增長(zhǎng)28%,尤其在AI相關(guān)NPU、HBM接口等領(lǐng)域形成技術(shù)壁壘。
- Chiplet技術(shù)領(lǐng)先:與Arm合作推出系統(tǒng)芯片組,支持UCIe標(biāo)準(zhǔn),簡(jiǎn)化多芯片集成,被應(yīng)用于ADAS和AI數(shù)據(jù)中心。
這種多元化業(yè)務(wù)模式降低了單純依賴AI工具的風(fēng)險(xiǎn),增強(qiáng)了抗顛覆能力。
二、AI對(duì)EDA行業(yè)的變革邊界
1. AI的局限性:依賴數(shù)據(jù)與人類監(jiān)督
- 數(shù)據(jù)壁壘:AI訓(xùn)練需高質(zhì)量芯片設(shè)計(jì)數(shù)據(jù),而Cadence積累的專有數(shù)據(jù)(如先進(jìn)制程IP庫(kù)、客戶歷史設(shè)計(jì)案例)構(gòu)成競(jìng)爭(zhēng)壁壘。例如,其JedAI平臺(tái)分層訓(xùn)練架構(gòu)中,客戶私有數(shù)據(jù)可微調(diào)專屬模型,形成差異化優(yōu)勢(shì)。
- 人類經(jīng)驗(yàn)不可替代:AI生成的芯片設(shè)計(jì)(如普林斯頓大學(xué)的逆向設(shè)計(jì)案例)雖性能優(yōu)異,但結(jié)構(gòu)難以解釋,需工程師驗(yàn)證和調(diào)優(yōu),尤其在功能安全(如車規(guī)認(rèn)證)和倫理合規(guī)領(lǐng)域。
2. 行業(yè)需求驅(qū)動(dòng)技術(shù)融合
AI芯片設(shè)計(jì)復(fù)雜度提升(如2nm工藝、3D堆疊)反而需要更強(qiáng)大的EDA工具支持。Cadence通過(guò)AI+多物理場(chǎng)仿真(如熱分析、功耗預(yù)測(cè))滿足客戶對(duì)高可靠性的需求,例如其Fidelity CFD軟件被豐田用于車載空調(diào)仿真,預(yù)處理時(shí)間縮短91%。
三、Cadence的應(yīng)對(duì)策略與護(hù)城河
1. 技術(shù)前瞻性布局
- AI與先進(jìn)制程結(jié)合:聯(lián)發(fā)科采用Cadence Virtuoso Studio和Spectre X Simulator設(shè)計(jì)2nm芯片,AI工具使設(shè)計(jì)效率提升30%。
- 系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)能力:推出業(yè)界首款系統(tǒng)芯片組,整合Arm架構(gòu)與UCIe互連標(biāo)準(zhǔn),支持ADAS、無(wú)人機(jī)等場(chǎng)景,形成硬件-軟件協(xié)同生態(tài)。
2. 客戶黏性與行業(yè)生態(tài)
- 頭部客戶綁定:與谷歌、英偉達(dá)、聯(lián)發(fā)科等合作開發(fā)AI芯片,深度參與其設(shè)計(jì)流程,形成技術(shù)依賴。
- 垂直領(lǐng)域深耕:在汽車電子領(lǐng)域,其IP已通過(guò)ISO 26262認(rèn)證,應(yīng)用于超千萬(wàn)輛汽車,技術(shù)壁壘顯著。
3. 財(cái)務(wù)與市場(chǎng)表現(xiàn)
2024年Cadence收入達(dá)46.4億美元,積壓訂單68億美元,非GAAP運(yùn)營(yíng)利潤(rùn)率46%,顯示其商業(yè)模式的強(qiáng)韌性。AI驅(qū)動(dòng)的工具鏈貢獻(xiàn)核心增長(zhǎng)動(dòng)力,預(yù)計(jì)未來(lái)三年年復(fù)合增長(zhǎng)率15%。
四、未來(lái)挑戰(zhàn)與風(fēng)險(xiǎn)
1. 潛在威脅
- 開源工具與社區(qū):RISC-V等開源生態(tài)可能侵蝕中低端IP市場(chǎng),但Cadence通過(guò)聚焦高附加值領(lǐng)域(如車規(guī)級(jí)IP)差異化競(jìng)爭(zhēng)。
- AI技術(shù)突破:若AI實(shí)現(xiàn)端到端自主設(shè)計(jì),可能減少對(duì)傳統(tǒng)EDA工具的依賴,但目前仍受限于數(shù)據(jù)與可解釋性。
2. 應(yīng)對(duì)措施
- 持續(xù)投資AI研發(fā):如將大語(yǔ)言模型整合至設(shè)計(jì)流程,推出自然語(yǔ)言交互工具。
- 擴(kuò)展系統(tǒng)級(jí)服務(wù):從芯片設(shè)計(jì)延伸到軟件協(xié)同(如SOAFEE虛擬平臺(tái)),提升客戶粘性。
結(jié)論
AI參與芯片設(shè)計(jì)不會(huì)顛覆Cadence,反而成為其技術(shù)升級(jí)的核心驅(qū)動(dòng)力。Cadence通過(guò)AI工具增強(qiáng)設(shè)計(jì)效率、系統(tǒng)級(jí)解決方案構(gòu)建生態(tài)壁壘,以及垂直領(lǐng)域技術(shù)深耕,成功將挑戰(zhàn)轉(zhuǎn)化為機(jī)遇。其核心競(jìng)爭(zhēng)力——數(shù)據(jù)積累、全流程設(shè)計(jì)能力、客戶生態(tài)——在可預(yù)見(jiàn)的未來(lái)仍難以被替代。行業(yè)趨勢(shì)更傾向于人機(jī)協(xié)同,而非AI單方面顛覆傳統(tǒng)EDA巨頭。
我:看來(lái)Cadence還是穩(wěn)如狗。
問(wèn)題四:通過(guò)AI,國(guó)產(chǎn) EDA有沒(méi)有彎道超車的機(jī)會(huì)?
Deepseek:
通過(guò)AI技術(shù),國(guó)產(chǎn)EDA(電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化)在特定領(lǐng)域存在彎道超車的可能性,但需結(jié)合技術(shù)創(chuàng)新、生態(tài)構(gòu)建和政策支持等多方面因素綜合推進(jìn)。以下是具體分析:
一、AI為國(guó)產(chǎn)EDA帶來(lái)的突破機(jī)會(huì)
1. 技術(shù)起點(diǎn)的同步性
AI在EDA中的應(yīng)用(如布局優(yōu)化、驗(yàn)證加速等)仍處于早期階段,中國(guó)與全球領(lǐng)先企業(yè)(如Synopsys、Cadence)幾乎處于同一起跑線。例如,合見(jiàn)工軟的部分核心產(chǎn)品已能對(duì)標(biāo)甚至超越美國(guó)最先進(jìn)的工具性能,尤其在AI驅(qū)動(dòng)的時(shí)序分析和布局算法上取得顯著進(jìn)展。
2. 創(chuàng)新架構(gòu)的差異化競(jìng)爭(zhēng)
美國(guó)傳統(tǒng)EDA工具多基于1990年代的軟件架構(gòu),難以進(jìn)行顛覆性調(diào)整,而國(guó)產(chǎn)EDA企業(yè)(如芯華章、合見(jiàn)工軟)可直接采用現(xiàn)代AI技術(shù)重構(gòu)工具鏈。例如,芯華章的“敏捷驗(yàn)證”理念和雙模驗(yàn)證系統(tǒng)HuaPro P2E,通過(guò)統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫(kù)和云原生部署,實(shí)現(xiàn)驗(yàn)證效率提升30%-50%,填補(bǔ)了傳統(tǒng)工具鏈的空白。
3. 學(xué)術(shù)研究與產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的協(xié)同
中國(guó)高校團(tuán)隊(duì)在AI+EDA領(lǐng)域的研究成果已具備國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。例如,南京大學(xué)錢超團(tuán)隊(duì)提出的時(shí)序驅(qū)動(dòng)布局方法,在關(guān)鍵時(shí)序指標(biāo)上提升60%,并斬獲EDA頂會(huì)最佳論文獎(jiǎng);其算法在華為海思的落地驗(yàn)證中,將寄存器尋優(yōu)效率提升22倍。
二、國(guó)產(chǎn)EDA彎道超車的具體路徑
1. 聚焦高附加值細(xì)分領(lǐng)域
- 數(shù)字驗(yàn)證:芯華章通過(guò)敏捷驗(yàn)證工具鏈(如HuaPro P2E)和統(tǒng)一編譯器技術(shù),解決大規(guī)模芯片驗(yàn)證效率痛點(diǎn),已在數(shù)十家客戶中落地。
- Chiplet與3D-IC設(shè)計(jì):合見(jiàn)工軟與華為合作開發(fā)基于Chiplet的2.5D封裝方案,結(jié)合AI優(yōu)化系統(tǒng)級(jí)PPA(性能、功耗、面積),在高性能計(jì)算領(lǐng)域形成技術(shù)壁壘。
2. AI賦能的工具鏈升級(jí)
- 設(shè)計(jì)效率提升:AI可加速芯片布局、布線、驗(yàn)證等環(huán)節(jié)。例如,錢超團(tuán)隊(duì)的時(shí)序驅(qū)動(dòng)布局算法實(shí)現(xiàn)6倍加速,且精度優(yōu)于傳統(tǒng)方法。
- 數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的優(yōu)化:通過(guò)大模型分析海量設(shè)計(jì)數(shù)據(jù),生成優(yōu)化建議。如EDA集團(tuán)控股接入DeepSeek大模型,優(yōu)化庫(kù)存管理和供應(yīng)鏈決策,提升業(yè)務(wù)智能化水平。
3. 生態(tài)構(gòu)建與產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同
- 客戶深度綁定:華為等終端企業(yè)推動(dòng)EDA國(guó)產(chǎn)化,例如華為14nm以上EDA工具已基本實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)替代,并與國(guó)內(nèi)EDA廠商形成案例-技術(shù)-案例的正向循環(huán)。
- 開源社區(qū)合作:通過(guò)RISC-V等開源架構(gòu)降低設(shè)計(jì)門檻,吸引中小企業(yè)和開發(fā)者參與生態(tài)建設(shè),加速技術(shù)迭代。
三、面臨的挑戰(zhàn)與應(yīng)對(duì)策略
1. 數(shù)據(jù)與生態(tài)短板
- 數(shù)據(jù)積累不足:EDA工具依賴高質(zhì)量設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)訓(xùn)練AI模型,但國(guó)內(nèi)企業(yè)數(shù)據(jù)量遠(yuǎn)少于國(guó)際巨頭。需通過(guò)客戶合作(如華為、中芯國(guó)際)積累私有數(shù)據(jù)池。
- 生態(tài)碎片化:國(guó)際EDA巨頭通過(guò)并購(gòu)形成全流程工具鏈,而國(guó)內(nèi)企業(yè)多聚焦點(diǎn)工具。需通過(guò)資本整合(如芯華章收購(gòu)瞬曜電子)和技術(shù)協(xié)同,構(gòu)建完整解決方案。
2. 技術(shù)可解釋性與標(biāo)準(zhǔn)化
AI算法的“黑箱”特性可能影響工程師信任度,需加強(qiáng)算法可解釋性研究。同時(shí),制定行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(如AI模型接口規(guī)范)以提升工具兼容性。
3. 人才與資金壓力
- 研發(fā)投入高企:華大九天、概倫電子等頭部企業(yè)凈利潤(rùn)下滑,需依賴政策補(bǔ)貼和資本市場(chǎng)支持。
- 復(fù)合型人才稀缺:需加強(qiáng)“AI+EDA”跨學(xué)科人才培養(yǎng),如南大AI學(xué)院本碩博生直接參與芯片設(shè)計(jì)研究。
四、未來(lái)展望
國(guó)產(chǎn)EDA的彎道超車需把握兩大趨勢(shì):
1. AI驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)范式變革:從傳統(tǒng)規(guī)則驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng),結(jié)合強(qiáng)化學(xué)習(xí)、演化算法等解決復(fù)雜優(yōu)化問(wèn)題。
2. 垂直領(lǐng)域的深度整合:例如,針對(duì)汽車電子、AI芯片等場(chǎng)景定制工具鏈,結(jié)合國(guó)產(chǎn)成熟制程(如14nm)形成差異化競(jìng)爭(zhēng)力。
短期內(nèi),國(guó)產(chǎn)EDA難以全面替代國(guó)際巨頭,但在數(shù)字驗(yàn)證、Chiplet設(shè)計(jì)等細(xì)分領(lǐng)域已具備突破能力;長(zhǎng)期來(lái)看,通過(guò)AI技術(shù)重構(gòu)工具鏈、構(gòu)建開放生態(tài),有望實(shí)現(xiàn)從“點(diǎn)工具突破”到“全流程覆蓋”的跨越。
我:
混亂是階梯,彎道超車需要的是積累和韌性。