當前，從手機、電腦等日常使用的電子產品，到家電、智能駕駛等諸多領域，都持續面臨著“缺芯”難題。新思科技董事長兼聯席CEO Aart de Geuss博士表示，得益于人工智能技術的發展，芯片“復刻”（Remastering） 將有助于充分發掘未經利用的制造產能，有望成為緩解“缺芯潮”的方式之一。

重新平衡產能和需求

造成芯片短缺的原因十分復雜，其中之一在于制造產能的缺口不均。傳統工藝節點的制造產能明顯不足，但12nm、16nm等工藝節點的產能卻仍有富余，因此前者受到的影響遠大于后者。有數據顯示，全球每年有8%至10%的晶圓廠的產能仍未得到充分利用，也就是約2，000萬至2，500萬片晶圓。對芯片進行設計工藝遷移，將是平衡產能和需求的重要手段。

“設計工藝遷移”是指將設計從一個工藝節點遷移至另一個工藝節點。工藝遷移在實際生產過程中并非易事，其復雜程度不亞于從零開始設計芯片。

人工智能恰好能夠在該領域發揮作用。機器學習的自動迭代優化特性十分適用于芯片設計過程中的部分任務，尤其是針對性能、功耗和面積（PPA）等方面的優化。作為全球EDA工具的引領者，新思科技在使用人工智能設計芯片方面積累了豐富的經驗，即將機器學習應用至芯片設計的諸多環節，包括布局、布線、驗證，甚至還會引入未來將在芯片上運行的實際軟件工作負載，從而幫助開發者進一步優化設計。

芯片復刻，就交給人工智能

新思科技推出了由人工智能驅動的最新創新技術，能夠在更先進的工藝節點上對舊有芯片進行復刻，從而充分利用過剩產能。“芯片復刻”的基本思路是：使用EDA工具，通過人工智能算法在新工藝節點上對芯片進行自動重新設計。在過去，這一過程需耗時幾個月甚至數年時間，而如今僅需幾周時間就可以完成，因此可以為合作伙伴節省數億美元成本。

Aart博士表示“芯片復刻”可帶來2，500萬片新晶圓的產能，因此可以在短期內緩解芯片供應壓力：“在五年內，全球芯片供應鏈將發生重大轉型，這一轉型可以促進半導體行業更好地利用產能。我們相信，芯片復刻將成為一種至關重要的技術。”

圖1：新思科技的人工智能設計復刻實例

芯片復刻的流程類似舊音頻的復刻。我們利用新的音頻技術處理舊版音頻，在重置過程中還可增加背景音等全新音軌，從而創建出音質更高的新版本，這比重新錄制的成本會低很多。相同的思路也可應用于芯片領域。我們僅需要將傳統工藝節點的設計遷移至新的工藝節點，即可釋放新產能，還可優化芯片設計。

圖2：人工智能驅動的芯片工藝節點復刻

如上圖所示，在新思科技的實際客戶案例中，紅色三角形表示開發者團隊的手動設計工作，其時鐘速度（頻率）和功耗特性明顯不如人工智能在原始工藝節點上實現的訓練水平（即黃色正方形標記）。若在更先進的工藝節點上對同一設計進行人工智能訓練，由于先進工藝節點具有更優的速度和功耗特性，新思科技這一創新技術可協助開發者實現更佳的性能和功耗目標。

芯片復刻至少能在短期內成為解決芯片短缺問題的方法之一。通過人工智能幫助開發者快速、經濟地對舊有芯片進行優化，從而創造出性能更快、功耗更低、成本更低的新芯片。正如我們復刻經典唱片一樣，芯片復刻技術也會讓舊有芯片煥發新生。