文 | 半导体产业纵横

超过50%的先进芯片设计正在借助人工智能实现。

芯片设计领域已迎来变革性的里程碑，这标志着半导体构思、开发和市场化进程的转折点。

人工智能工具最初是电子设计自动化 (EDA) 领域的利基解决方案，如今已成为先进芯片设计中不可或缺的一部分。Technalysis的 Bob O'Donnell 在最近的一篇文章中指出，曾经的实验前沿如今已跨越关键门槛，超过 50% 的先进芯片设计（28 纳米及以下工艺节点）正在借助人工智能实现。人工智能驱动的芯片设计时代已不再遥不可及，而是成为新的常态。

 了解芯片设计中的人工智能拐点

拐点代表着发展轨迹的重大转变，而对于半导体行业而言，这一时刻在2025年第一季度到来。Cadence报告称，已有超过1000家客户使用其AI驱动的芯片实现平台Cadence Cerebrus成功完成了28纳米及以下工艺的流片。将这些成果与其他供应商披露的流片数据汇总，并以季度增量进行分析，这些成果标志着一种普遍采用的转变，即AI主导的方法正在成为先进技术节点上半导体创新的基石。

但为什么这个转折点意义重大？从历史上看，芯片设计一直是一个由复杂的计算、持续的迭代和关键的上市时间所主导的领域。芯片架构日益复杂，尤其是随着数据中心和边缘计算领域人工智能的兴起，使得手动和传统方法难以为继。人工智能驱动的芯片设计已成为一种必需，它并非只是提供循序渐进的辅助，而是从根本上重新定义所涉及的工作流程。

 人工智能对芯片设计的影响

人工智能对芯片设计的革命是多方面的。利用人工智能工具的公司正在显著提升芯片质量、性能和上市时间。例如，在 CadenceLIVE 2023 大会上，一家领先的智能、互联和安全嵌入式控制半导体供应商报告称，其生产效率提高了十倍，将先进的 6nm 网络芯片设计流片时间从六周缩短至仅两周。同样，他们在同一技术节点上的 CPU 设计流程也从五周缩短至仅十二天。

这些效率突破不仅节省时间，还能转化为更高的投资回报率。将项目周期缩短数周，可以提升公司的竞争力和决策敏捷性。生产力通常可提升5到10倍，使组织能够完成更多项目，探索更多设计方案，并推出优化的解决方案。最终，这相当于更快的创新周期、更高性能的半导体，以及更快地交付关键的AI应用，例如生成式AI、高性能计算和数据中心基础设施。

除了生产力之外，AI 驱动的设计工具还能提升首次流片成功率。这一点至关重要，因为错误不仅会延误项目，甚至会使其彻底脱轨。AI 算法可以及早发现效率低下和设计风险，从而帮助缓解那些在制造阶段后期才会出现的问题。

 对半导体行业的影响

对于半导体行业而言，这个由人工智能驱动的转折点预示着一个前所未有的充满可能性的时代。如今，大型超大规模厂商和设备巨头正在争夺定制芯片开发的主导地位。全球精英芯片设计师的稀缺一直是制约其发展的一大瓶颈。而人工智能则发挥着民主化的作用，赋能小型团队、经验不足的设计师，甚至传统半导体领域以外的组织，使其能够开发具有尖端功能的自主芯片。

这一转变也使业界得以解决一个由来已久的难题：大规模创建高度定制的设计。过去，定制芯片常常被认为过于昂贵或耗时。如今，AI支持的工作流程使多样化、特定应用的设计成为可能，而无需承担过高的成本或资源需求。

半导体先驱和行业领袖正越来越多地采用人工智能驱动的方法，开发旨在驱动人工智能应用的下一代芯片。这种由人工智能设计人工智能放大器的良性循环，正在推动该领域的指数级增长，并引发了人们的预测：到 2029 年，半导体市场规模将扩大至 1 万亿美元，而生成式人工智能和高性能计算将成为主要的加速器。

 人工智能在芯片设计中的投资回报率

人工智能在芯片设计中的价值正变得至关重要。缩短上市时间并提升芯片性能如今已成为一项竞争优势。无论是在先进节点项目上节省两个月时间，还是在特定芯片模块上实现显著的性能提升，这些工具带来的财务和战略价值都凸显了它们的必要性。

与其他寻求财务效益的人工智能应用不同，芯片设计是一个实实在在的成功案例。例如，将设计周期从八个月缩短至六个月，不仅能带来经济效益，还能引领产品趋势。能够以更快的速度、更低的风险交付高性能处理器，正是这种切实的益处，最终促成芯片的广泛应用。

 芯片设计中的人工智能下一步将如何发展？

AI 在芯片设计领域的应用前景广阔，意义深远。AI 方法论正在从芯片优化扩展到系统级设计和分析。例如，Agentic AI 有望进一步实现工作流程自动化，释放新的效率，使工程师能够专注于更高价值的任务。

与此同时，诸如代理人工智能 (Agentic AI) 之类的技术正被设计用于支持基础设施人工智能、物理人工智能和科学人工智能领域的突破性举措。这些进步将重新定义从药物研发到下一代现实系统等领域。同样重要的是，人工智能平台的演进将使我们能够为全新的应用设计芯片，尤其是在能源受限的环境中。

展望未来，可以预期，人工智能驱动的系统设计将迎来广泛应用，并延续芯片设计领域的发展势头。从自供电物联网设备到人工智能驱动的机器人，定制芯片的普及将推动无数行业的创新。

半导体行业正在开启一个崭新的篇章，人工智能不再只是辅助工具，而是创新的核心支柱。芯片设计中的人工智能拐点不仅在于加快流程或降低成本，更在于重新定义一切皆有可能。随着我们不断进步，人工智能、芯片设计和系统级工程之间的界限将逐渐模糊，从而形成技术进步的良性循环，推动下一波数字化转型。

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