Cadence以代理式AI重构芯片设计范式 数字孪生突破万亿晶体管仿真瓶颈
Cadence以代理式AI重构芯片设计范式 数字孪生突破万亿晶体管仿真瓶颈
在数字化浪潮与人工智能(AI)技术深度融合的背景下,全球半导体产业正面临前所未有的变革机遇与挑战。近日,CadenceLIVE China 2025中国用户大会在上海召开,Cadence 高级副总裁兼系统验证事业部总经理 Paul Cunningham 博士在主峰会上发表题为《运用代理式AI应对智能系统设计挑战》的演讲,深入剖析了AI技术对芯片设计的颠覆性影响,并展示了Cadence在EDA(电子设计自动化)与AI交叉领域的创新实践。
Cadence高级副总裁兼系统验证事业部总经理 Paul Cunningham 博士
AI需求爆发与芯片设计挑战
Paul Cunningham博士指出,数据中心AI计算与边缘计算的蓬勃发展正推动计算芯片需求激增。据IDC预测,到2030年全球半导体市场规模将突破1.2万亿美元,主要增长动力来自AI在基础设施、大数据、智能体(汽车、无人机、机器人)及虚拟现实等领域的广泛应用。然而,这一增长背后是芯片设计复杂度的指数级攀升——当前最前沿的AI芯片已集成超2000亿个晶体管,预计2030年将出现万亿晶体管芯片,这对先进制程(如FinFET)的功耗、热管理及电磁兼容性提出严苛挑战。
与此同时,系统级设计正从单一芯片优化转向异构集成,3D-IC、Chiplet及2.5D/3D封装技术成为提升性能的核心路径。Paul Cunningham强调:“芯片设计需超越晶体管层面,关注其与先进封装、PCB板及系统的协同仿真与优化。”
数字孪生:突破物理世界仿真瓶颈
面对单芯片性能逼近物理极限的现状,Cadence提出通过数字孪生技术重塑系统设计范式。Paul Cunningham博士对比了半导体与其他领域的仿真覆盖率差异:半导体制造前仿真覆盖率达99%,而机器人、无人机等系统领域仅20%,药物发现领域更低,导致新药研发成本高达百亿美元。他指出:“将设计自动化技术扩展至医药、化学、材料学等领域,潜力巨大。”
Cadence通过收购布局数字孪生技术:
· 物理孪生:收购Beta CAE Systems,利用CFD(计算流体动力学)与CAE(计算机辅助工程)技术创建高保真物理模型,典型应用如汽车碰撞测试。其硬件支持Millennium M2000超级计算机(基于NVIDIA Blackwell架构),可高效完成IR Drop压降分析、SPICE仿真等复杂计算。
· 功能孪生:收购VLAB Works,通过虚拟平台模拟汽车功能,加速软件定义车辆(SDV)开发。Palladium Z3和Protium X3工具提供高性能仿真与原型设计,支持芯片与软件协同验证。
· 仿生计算生物学:收购OpenEye(全球前20大制药公司中有19家的合作伙伴),探索AI在药物研发中的应用,或将成为长期增长引擎。
从工具到平台:全面拥抱AI
Cadence在数字设计实现领域处于行业领先地位,其解决方案覆盖数字设计、模拟/定制、3D-IC/PCB及多物理场分析。针对AI芯片设计,Cadence提供高带宽内存(HBM)、LPDDR及PCIe 7.0等高速接口IP,适配TSMC N2P、Intel 18A等先进制程。其3D-IC解决方案可在一夜间完成复杂2.5D封装设计的功耗仿真,较传统方法效率提升数十倍。
在AI驱动工具方面,Cadence推出Cadence Cerebrus、Virtuoso Studio及Verisium AI Studio,实现从数字设计到系统验证的全流程自动化。Paul Cunningham博士透露,代理式AI在EDA领域的落地分为五级:L1为优化式AI(如布局布线自动化),L5则为全自主设计。Cadence的JedAI平台已达到L5水平,支持多云环境、工具整合及LLM API对接,可实现设计到验证的全流程自动化。
代理式AI:重塑芯片设计生产力
当前,超50%的先进芯片采用AI驱动设计,Cadence预计这一比例将在EDA公司产品组合完善后突破80%。公司计划到2025年底,使设计工程师可通过产品页面直接与工具交互,获取文档与专业知识。更宏大的愿景是构建IC设计公司的AI Agent,通过提示完成网表生成、时序收敛及DRC检查等全流程设计。Paul Cunningham博士总结:“我们正处在AI驱动芯片设计的历史拐点,代理式AI将显著缩短设计周期,推动行业进入生产力跃升时代。”
结语
从数字孪生突破仿真边界,到代理式AI实现全流程自动化,Cadence正以技术创新回应半导体产业对效率与性能的双重诉求。随着AI赋能的芯片数量持续攀升,一场由技术驱动的产业革命已拉开帷幕。
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本文来源于极客网,原文链接: https://www.fromgeek.com/ai/701607.html
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