類比芯片設(shè)計自動化？加拿大新創(chuàng)Astrus 用AI 完成！

Astrus旨在使用AI 技術(shù)自動化芯片電路布局，簡化設(shè)計流程，借此大幅提高芯片設(shè)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)類比芯片設(shè)計的自動化。公司成立不到幾個月便引來一些半導(dǎo)體大廠的關(guān)注。

在種子輪融資中，Astrus籌集了27.5萬美元用于支持其技術(shù)概念驗證（PoC），得到了包括Khosla Ventures在內(nèi)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的采訪時表示，Intel的創(chuàng)業(yè)投資部門 Intel Capital 已經(jīng)登門拜訪。

Moon是加拿大阿爾伯塔大學(xué)（University of Alberta）的畢業(yè)生，專攻類比芯片設(shè)計，最早在Teledyne DALSA公司從事衛(wèi)星CMOS圖像傳感器的設(shè)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(chǔ)的Martin Müller教授。

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

在數(shù)碼芯片的設(shè)計過程中，工程師使用硬件描述語言（Hardware Description Language）編寫代碼來對電路的邏輯進(jìn)行建模和描述。然后，合成器（Synthesizer）會根據(jù)編寫的代碼再進(jìn)行晶體管布置（Placement）和布線（Routing）。Moon表示：「我們真正關(guān)注的是這個環(huán)節(jié)。在設(shè)計數(shù)碼芯片時，這個環(huán)節(jié)自動化程度很高?！?/p>

相比之下，設(shè)計類比芯片時，布置和布線過程完全是手動的。對于像運算放大器（Operational Amplifier） 這樣的常見類比電路，布局工程師需要花費六到二十個小時的時間進(jìn)行布置和布線，然后將其交還給電路設(shè)計師進(jìn)行仿真（Simulation）?？紤]到諸如寄生效應(yīng)等問題，布局和仿真的過程可能需要經(jīng)歷五到十次迭代，總共可能需要兩到四個星期的來回交流才能完成設(shè)計，Moon指出。隨著晶體管尺寸的減小、布局敏感度的增加和制造規(guī)則的復(fù)雜化，布局挑戰(zhàn)變得更加嚴(yán)峻。

至今還沒有人能夠解決類比布局問題。然而，根據(jù)Moon的說法，人工智能為這個產(chǎn)業(yè)帶來了一個轉(zhuǎn)折點，使得解決這個問題成為可能。通過Astrus開發(fā)的深度強化學(xué)習(xí)（Deep Reinforcement Learning）引擎「Astrus AI」，芯片設(shè)計師可以每天迭代五次，而不是往常的每周迭代五次。根據(jù)Astrus的估計，全球?qū)⒂?萬名芯片設(shè)計師將使用這種工具，每人每年的最低定價為4萬美元，預(yù)計年營收為24億美元。

盡管產(chǎn)品尚未上市，但Moon表示Astrus已向潛在客戶展示了原型，并獲得了積極的回饋意見。公司計劃在大約4~8個月內(nèi)推出初版的Astrus AI，并完成技術(shù)PoC后開始商業(yè)化。Moon表示，過程中一大挑戰(zhàn)為從零開始重新構(gòu)建布局環(huán)境，以打造一個高效能的AI友好環(huán)境。這個過程占據(jù)了Astrus大部分的開發(fā)時間。

在自動化類比芯片布局方面，Astrus并非無競爭對手，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。過去許多新創(chuàng)試圖自動化類比布局，但卻未能成功。根據(jù)Moon的說法，若沒有先進(jìn)AI技術(shù)的協(xié)助下，這個領(lǐng)域基本上是一個死胡同。同時，一些新創(chuàng)選擇提高布局工程師的生產(chǎn)力，而不是嘗試自動化類比芯片布局。隨這個方向略有突破，但仍與Astrus專注的方向相差甚遠(yuǎn)。

下一步呢？雖然Astrus目前的產(chǎn)品針對某些類型的類比芯片和某些技術(shù)節(jié)點進(jìn)行了優(yōu)化，但公司計劃構(gòu)建一個適用于所有電路和所有技術(shù)節(jié)點的通用AI引擎。Astrus還計劃推出具有專門功能的產(chǎn)品類別，以滿足高速運算市場的需求。

在首個產(chǎn)品上市之后，Astrus預(yù)計將進(jìn)行一輪種子融資，金額在500萬美元左右，并尋求那些愿意繼續(xù)參與未來融資輪次的投資者的支持。與此同時，Astrus正在與Intel 進(jìn)行討論，以在該公司內(nèi)部設(shè)立一個試點項目。隨著愈來愈多如Google和Amazon 的公司踏上芯片自主設(shè)計之路，Astrus 已可瞥見光明的前景。