電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化始于

1980

年代初，

數(shù)十年來，電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化軟件一直在提高芯片以及電子電路的設(shè)計(jì)生產(chǎn)力。EDA運(yùn)用人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)體現(xiàn)在：數(shù)據(jù)快速提取模型、布局中的熱點(diǎn)檢測、布局和布線、電路仿真模型、性能、功耗、面積的優(yōu)化決策，從常規(guī)的經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ拖蚧谏疃葘W(xué)習(xí)的訓(xùn)練和推理模型轉(zhuǎn)變。利用人工智能技術(shù)來加快芯片設(shè)計(jì)流程，是最近兩、三年來在EDA工具業(yè)界相當(dāng)熱門的話題。EDA軟件廠商人工智能技術(shù)應(yīng)用人工智能在EDA應(yīng)用方面的學(xué)術(shù)研究EDA軟件廠商人工智能技術(shù)應(yīng)用當(dāng)前世界級的EDA軟件廠商都在不斷的將人工智能技術(shù)融入到自身的產(chǎn)品中以提升產(chǎn)品在芯片以及電子電路設(shè)計(jì)中的競爭力。在

Hot

Chips

2021

上，

EDA軟件廠商Synopsys宣布了一項(xiàng)雄心勃勃的計(jì)劃，旨在開發(fā)一套完全集成的、依賴人工智能的EDA工具。在2021年6月舉辦的Cadence

LIVE

Americas大會(huì)上，Cadence

首席執(zhí)行官

Lip-Bu

Tan先生推出了新型AllegroX

設(shè)計(jì)平臺(tái)，總裁Anirudh

Devgan博士在他的主題演講中更詳細(xì)地介紹了

Allegro

X。西門子EDA于2019年5月宣布推出人工智能/機(jī)器學(xué)習(xí)開發(fā)套件，為Calibre工具增加AI/ML功能，以加快更智能的IC創(chuàng)新。人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)為EDA廠商打破效率瓶頸提供了有效的武器。在計(jì)算光刻中，西門子EDA的軟件采用了機(jī)器學(xué)習(xí)，能用3倍的速度以納米級的準(zhǔn)確度來預(yù)測OPC輸出。FPGA廠商也不甘寂寞，Xilinx推出了Vivado

ML版本，這是業(yè)界首個(gè)基于機(jī)器學(xué)習(xí)優(yōu)化算法以及基于其高級設(shè)計(jì)流程的FPGA

EDA工具套件，可顯著節(jié)省設(shè)計(jì)時(shí)間和成本。Xilinx

還引入了抽象Shell的概念，它允許用戶在系統(tǒng)內(nèi)定義多個(gè)模塊以進(jìn)行增量和并行編譯。與傳統(tǒng)的完整系統(tǒng)編譯相比，這使平均編譯時(shí)間減少了5倍，最多減少了17

倍。Vivado

ML

Editions改進(jìn)了與VivadoIP

Integrator的協(xié)作設(shè)計(jì)，從而使用新的“塊設(shè)計(jì)容器”功能實(shí)現(xiàn)模塊化設(shè)計(jì)。人工智能在EDA應(yīng)用方面的學(xué)術(shù)研究伊利諾伊大學(xué)厄巴納-香檳分校的機(jī)器學(xué)習(xí)實(shí)現(xiàn)先進(jìn)電子研究中心

，其任務(wù)是通過創(chuàng)建機(jī)器學(xué)習(xí)算法來推導(dǎo)用于電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化的模型，從而實(shí)現(xiàn)微電子電路和系統(tǒng)的快速、準(zhǔn)確設(shè)計(jì)和驗(yàn)證。CAEML在研項(xiàng)目包括使用機(jī)器學(xué)習(xí)的網(wǎng)表到PPA

預(yù)測、用于電路老化的高效計(jì)算仿真的

RNN

模型等十二個(gè)項(xiàng)目，已經(jīng)完成的研究項(xiàng)目包括用于微

電子電路和系統(tǒng)行為建模的模塊化機(jī)器學(xué)習(xí)、通過機(jī)器學(xué)習(xí)重用IP、使用

深層網(wǎng)絡(luò)檢查設(shè)計(jì)規(guī)則等十二個(gè)項(xiàng)目?？▋?nèi)基梅隆大學(xué)、Cadence

與NVIDIA

共同參與了IDEA項(xiàng)目，旨在利用先進(jìn)的機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)為

SoC和系統(tǒng)封裝和

PCB

打造統(tǒng)一平臺(tái)，

開發(fā)完整的智能設(shè)計(jì)流程，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)更加自動(dòng)化的電子設(shè)計(jì)能力。清華大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系與北京航空航天大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院老師在發(fā)表的文章中，描述了在開源DREAMPlace

算法的基礎(chǔ)上提出并實(shí)現(xiàn)了一種基于深度學(xué)習(xí)的可布線性驅(qū)動(dòng)布局算法

DrPlace算法模型。目前卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（CNN）在熱點(diǎn)檢測中起到越來越重要的作用，但是在芯片設(shè)計(jì)制造過程中標(biāo)簽數(shù)據(jù)獲取的代價(jià)是比較高的。復(fù)旦大學(xué)陳建利老師團(tuán)隊(duì)對此進(jìn)行了研究，他們采用主動(dòng)學(xué)習(xí)框架減輕對標(biāo)簽的需求。廣東工業(yè)大學(xué)微電子學(xué)院有集成電路AI

EDA團(tuán)隊(duì)開展工作，他們在EDA參數(shù)空間探索以及傳統(tǒng)布局布線方面進(jìn)行了有益的研究。PCB（PrintedCircuitBoard），

中文名稱為印制電路板，又稱印刷線路板，是重要的電子部件，是電子元器件的支撐體，是電子元器件電氣相互連接的載體。PCB在電子信息領(lǐng)域的作用是不言而喻的，所有電子產(chǎn)品的正常工作都離不開PCB的設(shè)計(jì)和使用。如今PCB已經(jīng)發(fā)展到全新階段，諸如高互連PCB，IC基板等全新技術(shù)引入，使得整個(gè)生產(chǎn)過程從手動(dòng)變成了全自動(dòng)化。隨著制造技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，工藝變得越來越復(fù)雜，缺陷檢查越來越重要也越來越難，這些致命缺陷可能會(huì)導(dǎo)致整個(gè)PCB板的報(bào)廢。對于PCB制造業(yè)來說，利用人工智能并優(yōu)化生產(chǎn)工藝以及最終優(yōu)化整個(gè)PCB制造流程的機(jī)會(huì)正在涌現(xiàn)。1.人工智能提高了整體效率人與人工智能的結(jié)合提高了整體效率和運(yùn)營，是AI系統(tǒng)的最大機(jī)會(huì)。2.人工智能提升產(chǎn)品良率人工智能提高了整體效率人為的限制阻礙了效率增長，操作員的錯(cuò)誤或?qū)CB缺陷的錯(cuò)誤識(shí)別（“錯(cuò)誤警報(bào)”）可能會(huì)由于過度處理而影響良率，甚至?xí)p害PCB本身。通過將AI集成到制造過程中，機(jī)器可以通過接管某些“學(xué)習(xí)的”任務(wù)來增加價(jià)值，而人類專家則繼續(xù)承擔(dān)更復(fù)雜的任務(wù)，這些任務(wù)需要在優(yōu)化和“培訓(xùn)”的同時(shí)進(jìn)行思考和互動(dòng)人工智能系統(tǒng)。2.人工智能提高PCB制造良品率PCB產(chǎn)業(yè)為臺(tái)灣最具競爭力的產(chǎn)業(yè)之一，而自動(dòng)光學(xué)檢測設(shè)備是提