類(lèi)比芯片設計自動(dòng)化？加拿大新創(chuàng )Astrus 用AI 完成！

Astrus旨在使用AI 技術(shù)自動(dòng)化芯片電路布局，簡(jiǎn)化設計流程，借此大幅提高芯片設計工程師的生產(chǎn)力。DIGITIMES攝

    于2023年1月成立的加拿大新創(chuàng )Astrus，致力于利用人工智能（AI）近年的突破促進(jìn)類(lèi)比芯片設計的自動(dòng)化。公司成立不到幾個(gè)月便引來(lái)一些半導體大廠(chǎng)的關(guān)注。

在種子輪融資中，Astrus籌集了27.5萬(wàn)美元用于支持其技術(shù)概念驗證（PoC），得到了包括Khosla Ventures在內的三家投資者的支持。Astrus的聯(lián)合創(chuàng )始人兼CEOBrad Moon在接受DIGITIMES Asia的采訪(fǎng)時(shí)表示，Intel的創(chuàng )業(yè)投資部門(mén) Intel Capital 已經(jīng)登門(mén)拜訪(fǎng)。

Moon是加拿大阿爾伯塔大學(xué)（University of Alberta）的畢業(yè)生，專(zhuān)攻類(lèi)比芯片設計，最早在Teledyne DALSA公司從事衛星CMOS圖像傳感器的設計，之后共同創(chuàng )辦了兩家涉及軟硬整合的新創(chuàng )。Astrus另外一位創(chuàng )始人王澤一（Zeyi Wang）同樣出自阿爾伯塔大學(xué)，師承曾為AlphaGo 奠定技術(shù)基礎的Martin Müller教授。

Astrus旨在使用AI 技術(shù)自動(dòng)化芯片電路布局，簡(jiǎn)化設計流程，借此大幅提高芯片設計工程師的生產(chǎn)力。Moon指出：「最先進(jìn)的軟件開(kāi)發(fā)工具和硬件開(kāi)發(fā)工具之間存在巨大差距。這個(gè)問(wèn)題在半導體產(chǎn)業(yè)最為明顯，特別是芯片設計工具?！? Moon將這種差距歸因于比較少人從事改進(jìn)硬件開(kāi)發(fā)工具。

在數碼芯片的設計過(guò)程中，工程師使用硬件描述語(yǔ)言（Hardware Description Language）編寫(xiě)代碼來(lái)對電路的邏輯進(jìn)行建模和描述。然后，合成器（Synthesizer）會(huì )根據編寫(xiě)的代碼再進(jìn)行晶體管布置（Placement）和布線(xiàn)（Routing）。Moon表示：「我們真正關(guān)注的是這個(gè)環(huán)節。在設計數碼芯片時(shí)，這個(gè)環(huán)節自動(dòng)化程度很高?！?/p>

相比之下，設計類(lèi)比芯片時(shí)，布置和布線(xiàn)過(guò)程完全是手動(dòng)的。對于像運算放大器（Operational Amplifier） 這樣的常見(jiàn)類(lèi)比電路，布局工程師需要花費六到二十個(gè)小時(shí)的時(shí)間進(jìn)行布置和布線(xiàn)，然后將其交還給電路設計師進(jìn)行仿真（Simulation）?？紤]到諸如寄生效應等問(wèn)題，布局和仿真的過(guò)程可能需要經(jīng)歷五到十次迭代，總共可能需要兩到四個(gè)星期的來(lái)回交流才能完成設計，Moon指出。隨著(zhù)晶體管尺寸的減小、布局敏感度的增加和制造規則的復雜化，布局挑戰變得更加嚴峻。

至今還沒(méi)有人能夠解決類(lèi)比布局問(wèn)題。然而，根據Moon的說(shuō)法，人工智能為這個(gè)產(chǎn)業(yè)帶來(lái)了一個(gè)轉折點(diǎn)，使得解決這個(gè)問(wèn)題成為可能。通過(guò)Astrus開(kāi)發(fā)的深度強化學(xué)習（Deep Reinforcement Learning）引擎「Astrus AI」，芯片設計師可以每天迭代五次，而不是往常的每周迭代五次。根據Astrus的估計，全球將有6萬(wàn)名芯片設計師將使用這種工具，每人每年的最低定價(jià)為4萬(wàn)美元，預計年營(yíng)收為24億美元。

盡管產(chǎn)品尚未上市，但Moon表示Astrus已向潛在客戶(hù)展示了原型，并獲得了積極的回饋意見(jiàn)。公司計劃在大約4~8個(gè)月內推出初版的Astrus AI，并完成技術(shù)PoC后開(kāi)始商業(yè)化。Moon表示，過(guò)程中一大挑戰為從零開(kāi)始重新構建布局環(huán)境，以打造一個(gè)高效能的AI友好環(huán)境。這個(gè)過(guò)程占據了Astrus大部分的開(kāi)發(fā)時(shí)間。

在自動(dòng)化類(lèi)比芯片布局方面，Astrus并非無(wú)競爭對手，但Moon對Astrus信心十足，尤其是因為公司將寄生電阻和電容等因素納入考量。過(guò)去許多新創(chuàng )試圖自動(dòng)化類(lèi)比布局，但卻未能成功。根據Moon的說(shuō)法，若沒(méi)有先進(jìn)AI技術(shù)的協(xié)助下，這個(gè)領(lǐng)域基本上是一個(gè)死胡同。同時(shí)，一些新創(chuàng )選擇提高布局工程師的生產(chǎn)力，而不是嘗試自動(dòng)化類(lèi)比芯片布局。隨這個(gè)方向略有突破，但仍與Astrus專(zhuān)注的方向相差甚遠。

下一步呢？雖然Astrus目前的產(chǎn)品針對某些類(lèi)型的類(lèi)比芯片和某些技術(shù)節點(diǎn)進(jìn)行了優(yōu)化，但公司計劃構建一個(gè)適用于所有電路和所有技術(shù)節點(diǎn)的通用AI引擎。Astrus還計劃推出具有專(zhuān)門(mén)功能的產(chǎn)品類(lèi)別，以滿(mǎn)足高速運算市場(chǎng)的需求。

在首個(gè)產(chǎn)品上市之后，Astrus預計將進(jìn)行一輪種子融資，金額在500萬(wàn)美元左右，并尋求那些愿意繼續參與未來(lái)融資輪次的投資者的支持。與此同時(shí)，Astrus正在與Intel 進(jìn)行討論，以在該公司內部設立一個(gè)試點(diǎn)項目。隨著(zhù)愈來(lái)愈多如Google和Amazon 的公司踏上芯片自主設計之路，Astrus 已可瞥見(jiàn)光明的前景。