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AI 正持續(xù)影響著人們生活的各個(gè)領(lǐng)域，設(shè)計(jì)半導(dǎo)體一方面驅(qū)動(dòng)人工智能和加速計(jì)算，另一方面，芯片與系統(tǒng)開發(fā)本身也受益顯著。

近日，知名EDA軟件設(shè)計(jì)公司Cadence舉辦了CadenceLIVE China 2025中國(guó)用戶大會(huì)。Cadence高級(jí)副總裁兼系統(tǒng)驗(yàn)證事業(yè)部總經(jīng)理Paul Cunningham在演講中指出，隨著生成式AI和Agentic AI的成熟，未來的芯片設(shè)計(jì)將不再依賴人工編寫代碼或手動(dòng)布局布線，而是由Agentic AI根據(jù)高層級(jí)的功能描述自動(dòng)生成完整的設(shè)計(jì)方案。

他認(rèn)為，三維集成電路的未來，不僅是物理結(jié)構(gòu)的堆疊，更是設(shè)計(jì)方法學(xué)、驗(yàn)證技術(shù)與人工智能深度融合的產(chǎn)物。

當(dāng)小米、阿里巴巴、比亞迪等系統(tǒng)公司開始涉足芯片制造，意味著芯片設(shè)計(jì)越來越以用戶體驗(yàn)為導(dǎo)向，在Paul看來，這是20年前難以想象的事情，如今卻已成為越來越多的“軟件定義芯片”的案例。

半導(dǎo)體芯片的功能日益復(fù)雜，需要集成數(shù)萬億個(gè)晶體管，必須支持高性能計(jì)算，并采用先進(jìn)的工藝節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)。正是在這一背景下，超越傳統(tǒng)單芯片設(shè)計(jì)的先進(jìn)封裝技術(shù)，尤其是三維集成電路，成為突破性能瓶頸的關(guān)鍵。

“一年前半導(dǎo)體行業(yè)的官方預(yù)測(cè)，到2030年末市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到9000億美元左右。就在過去一年里，他們將這一預(yù)測(cè)提高近3000億美元，現(xiàn)在預(yù)計(jì)2030年將超過1.2萬億美元。我認(rèn)為其中很大一部分是由數(shù)據(jù)中心AI計(jì)算的爆發(fā)式增長(zhǎng)以及向邊緣端的遷移所推動(dòng)的。但實(shí)際上，這還只是第一波浪潮。所以我相信這個(gè)預(yù)測(cè)，它還會(huì)繼續(xù)增長(zhǎng)?！盤aul說道。

“制程節(jié)點(diǎn)的開發(fā)無法再與工具和IP的開發(fā)分離，必須協(xié)同工作?！?Paul認(rèn)為隨著復(fù)雜多芯片封裝（如中介層2.5D封裝）和堆疊技術(shù)（如多達(dá)16片的晶圓堆疊）的應(yīng)用，推動(dòng)超越摩爾定律勢(shì)在必行。

為此，Cadence提出了“三層蛋糕”（three layer cake）概念，以智能系統(tǒng)設(shè)計(jì)為核心，提供先進(jìn)的計(jì)算軟件、專用加速硬件和 IP 解決方案，能夠適應(yīng)客戶動(dòng)態(tài)的設(shè)計(jì)要求，包括AI代理層、核心仿真層以及運(yùn)行計(jì)算的硬件層。

從生產(chǎn)環(huán)節(jié)來看，Cadence不僅僅關(guān)注半導(dǎo)體本身，還會(huì)向后端物理世界延伸，包括機(jī)電、熱力、流體等領(lǐng)域，甚至模擬整個(gè)數(shù)據(jù)中心，以實(shí)現(xiàn)從芯片到系統(tǒng)端到端的優(yōu)化。

在技術(shù)原理上來看，仿真與AI技術(shù)的傳統(tǒng)方法依賴數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)，AI能夠解決以前無法處理的問題，如復(fù)雜的物理建模和自動(dòng)化設(shè)計(jì)。支撐前兩者的是計(jì)算本身，當(dāng)定制加速器可應(yīng)用于x86 CPU、Arm架構(gòu)、GPU等多種平臺(tái)，Cadence的軟件也在越來越異構(gòu)化。借助AI釋放的創(chuàng)造力，Cadence能夠?qū)崿F(xiàn)卓越設(shè)計(jì)，幫助客戶滿足關(guān)鍵的商業(yè)和環(huán)境需求，包括上市時(shí)間和可持續(xù)性。

演講的另一大亮點(diǎn)是AI對(duì)EDA自身的重塑。

Paul回顧道，Cadence自2016年DeepMind的AlphaFold問世后便開始探索AI在工具內(nèi)部的應(yīng)用，即“優(yōu)化式AI”（Optimization AI），用于提升PPA、發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤。

如今，隨著生成式AI的興起，EDA正進(jìn)入“對(duì)話式交互”時(shí)代。Cadence推出的JedAI平臺(tái)，允許用戶通過自然語言與所有工具對(duì)話，獲取專家級(jí)支持，甚至構(gòu)建基于Agentic AI的自動(dòng)化工作流。

在其描繪的愿景中，未來，用戶將不再僅僅是“許可工具”，而是可以“許可虛擬人才”——一個(gè)由AI驅(qū)動(dòng)的虛擬設(shè)計(jì)工程師或團(tuán)隊(duì)，能夠自動(dòng)執(zhí)行從設(shè)計(jì)、驗(yàn)證到修復(fù)的全流程任務(wù)。

“你可以從Cadence獲得一個(gè)虛擬物理設(shè)計(jì)工程師，或一個(gè)虛擬物理設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)，或一個(gè)驗(yàn)證團(tuán)隊(duì)，或一個(gè)版圖團(tuán)隊(duì)。再結(jié)合我們核心引擎中的傳統(tǒng)AI。這對(duì)我來說就是Cadence自動(dòng)化的未來。所以這意義重大，”Paul說道。

Paul指出，AI轉(zhuǎn)型將徹底改變?cè)O(shè)計(jì)范式。他表示，當(dāng)前超過50%的Cadence工具已集成“優(yōu)化式AI”，可用于提升工具運(yùn)行速度、質(zhì)量及錯(cuò)誤發(fā)現(xiàn)能力。在未來兩年，隨著生成式AI的大規(guī)模部署，這一比例將輕松地超過80%。

而在更長(zhǎng)遠(yuǎn)的愿景中，設(shè)計(jì)將實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)化：用戶只需輸入功能需求、工藝節(jié)點(diǎn)和IP等，Agentic AI即可自動(dòng)生成網(wǎng)表、運(yùn)行流程、修復(fù)錯(cuò)誤，直至設(shè)計(jì)收斂。這不僅是三維集成電路的未來，更是整個(gè)智能系統(tǒng)設(shè)計(jì)的終極方向。

“我們要利用AI和加速計(jì)算這一愿景，從芯片走向封裝、電路板、再到系統(tǒng)，成為你們智能系統(tǒng)設(shè)計(jì)的合作伙伴?！盤aul說道。

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