芯片开发者的生产力该如何提升

2023年，电子行业取得了多项关键成果：芯片设计的创新范围进一步扩大，再创业界新高；不同行业对芯片的需求日趋多样化，相应的设计和验证过程也随之更加错综复杂；Multi-Die解决方案的采用率相当可观，开发者也能越来越熟练地在工作中应用AI…

人工智能焕发创新活力

芯片设计持续加速迈向智能化未来。2023年，新思科技在“人工智能+芯片设计“领域达成多个关键里程碑。

2023年2月，我们屡获殊荣的自主设计系统新思科技设计空间优化AI（DSO.ai）完成了首个100次流片。‍该技术帮助意法半导体和SK海力士等客户加速了先进制程的芯片开发，大幅提高了生产效率，并减少了芯片尺寸方面的资源消耗。‍

2023年3月，我们推出了Synopsys.ai。这是一款全栈式AI驱动型电子设计自动化（EDA）解决方案，可用于设计、验证、测试和制造先进的数字和模拟芯片。高通就利用AI驱动型验证实现了更快的覆盖率收敛，多家主要芯片制造商也对此表示出了浓厚兴趣，希望进一步探究人工智能在缩短开发时间的同时大幅提高效率和芯片性能的潜力。

‍随着时间推移，我们不断对Synopsys.ai加以改进，推出了Fab.da。Fab.da致力于芯片小型化，以及在人才短缺的背景下提高半导体制造效率，同时提供PB级数据分析能力。作为一款全面的过程控制解决方案，它利用人工智能和机器学习来加快先进制程的量产速度并实现高效的大批量制造。‍

要满足高带宽需要，还得上Multi-Die系统

AI技术在今年得到了广泛应用，相关性能需求也随之增长。为全速响应这些不断增长的需求，Multi-Die系统也在与时俱进，引入了必要的新型复杂设计。2023年3月，《麻省理工科技评论》（MITTRI）发布了一篇关于Multi-Die系统的报告。该报告由新思科技主导，对Multi-Die系统在半导体创新中的关键作用进行了深入研究（点击阅读原文，查看报告）。

Multi-Die进步和标准化的核心是适用于连接不同裸片的通用芯粒互连技术（UCIe）标准。应用此标准可确保互操作性、更大限度地减少延迟、支持借助冗余通道进行修复。这个标准将与高质量芯片、IP、硬件加速和验证工具以及现场监测一起，共同构成Multi-Die系统演进的基础。

虽然Multi-Die系统具有诸多优势，但AI芯片仍需要新的芯片架构，以及针对效率进行优化的软件和硬件。在未来，我们期望能够加速采用下一代工艺节点来大幅提高性能，用不同类型的内存、处理器技术和软件组件进行实验，并通过光电子技术和Multi-Die系统的结合来突破AI芯片的瓶颈。

芯片开发者的生产力该如何提升?

在市场驱动下，芯片开发者们每隔几个月就会提高关于芯片设计可能性和质量的标准，但随着芯片尺寸的不断缩小，如此高的目标也让下一步变得越来越难，有效运用AI则是一个值得考虑的解决方案。AI不仅改变了芯片的设计方式，也对开发者的工作方式产生了深远影响，比如帮助开发者们提高工作效率，取得更优异的成绩。

通过AI技术，我们助力微软和意法半导体的开发者们，将生产效率提升3倍、功耗降低15%。

我们还与AMD合作推出采用AMD 3D V-Cache技术的第四代AMD EPYC处理器, 共同提高EDA生产效率。无论开发者是为高性能计算（HPC）应用开发单片SoC还是Multi-Die系统，更快的处理速度都有助于缩短产品推向市场的时间。

ChatGPT的爆火也让大家意识到深度学习模型正推动计算机视觉的发展。计算机视觉是自动驾驶不可或缺的一部分，并在手机、安全系统和个人数字助理中也越发普及。同时，卷积神经网络（CNN）与Transformer开始形成共存关系，使用深度学习可以一次性处理所有输入数据，从而打造出更为准确的视觉处理应用。

如何用AI应对系统和扩展方面的复杂性

AI加速器对于电子商务、自动驾驶、在线视频游戏等领域的自动化信息传递至关重要。如何确保数据在加速器与主机（CPU与GPU）之间能够以超低延迟进行传输，PCI Express（PCIe）高速接口是关键。

我们研究了如何让每一代PCIe的带宽都实现翻倍，还研究了随着摩尔定律的放缓，AI加速器如何在数据中心和边缘（如高价驾驶辅助、摄像头和传感器等智能边缘设备）不断发展。

我们还为解决复杂性推出了ZeBu Server 5硬件加速系统。这是一款支持先进SoC电子数字孪生的硬件加速系统，容量是上一代的1.6倍，吞吐量和硬件加速性能是上一代的两倍，但功耗却不到之前的一半。

携手合作伙伴，共筑行业未来

作为一个行业，只有团结起来才会更加强大。

我们与三星晶圆代工厂的合作，通过新思科技3DIC Compiler促成了三星晶圆代工厂Multi-Die系统实施流程的开发，为三星制程及I-Cube和X-Cube技术提供支持。经过共同努力，我们协助设计团队利用Multi-Die系统实现PPA目标，更好地应对AI、HPC和汽车等复杂应用挑战。Multi-Die系统设计领域发展十分迅速，协作对于它的普及意义重大。

我们与Ansys、是德科技和台积公司的合作，开发出了适用于TSMC 16 nm FinFET精简型制程技术（16FFC）的79GHz毫米波（mmWave）射频（RF）设计参考流程。作为汽车雷达等自主系统IC的推动者，我们离实现自动驾驶又近了一步。

我们针对台积公司N2工艺技术的数字和定制/模拟设计流程进行认证，从而以更高质量更快地交付先进制程SoC。

针对台积公司N5A工艺，我们推出了广泛的车规级接口和基础IP产品组合。

为应对低至2纳米的先进制程上高度复杂移动芯片设计挑战，基于Arm 2023全面计算解决方案(TCS23)，我们在人工智能增强型设计方面加强了合作。针对该平台的新思科技系统级解决方案包括：Synopsys.ai、新思科技接口和安全IP，以及新思科技芯片生命周期管理PVT IP。这些进步建立在两家公司数十年合作的基础上，旨在更快为高端智能手机和虚拟现实应用提供基于Arm的高性能SoC。

科技有温度

实现智能化未来的目标是我们所有行动的基础，包括我们的环境、社会和治理（ESG）战略。我们连续四年获得碳中和认证，并捐赠数百万善款。

新思科技不仅有技术，还是一家有温度的企业。今年我们推出了重返职场计划，旨在解决因照顾孩子、年迈的父母或生病的配偶而导致的职业生涯中断问题。这一计划为那些曾在电气、软件、计算机工程和计算机科学等领域积累工作经验的人员提供了新的职业发展机会，我们还会继续努力建设多元化的员工队伍。

新思科技董事长兼首席执行官Aart de Geus认为芯片设计是一项具有高度创造性的事业。Aart曾说：“我们就像在研究艺术品，一件改变世界的杰作”。我们始终着眼于推动未来发展，共同努力解决各种问题。在新思科技，我们至少有一只脚始终踏在未来。

审核编辑：汤梓红