AI助攻晶片製造

【作者： 季平】

勤業眾信聯合會計師事務在其《2023全球高科技、媒體及電信產業趨勢預測》指出，2023年需特別關注的趨勢之一，是AI設計未來晶片。他們預測，2023年全球半導體市場產值將達到6,600億美元。AI不僅帶來經濟規模，還能協助晶片製造商突破摩爾定律邊界，節省時間與金錢。

AI掀起另一波晶片製程大戰

ChatGPT母公司OpenAI掀起高階人工智慧（AI）晶片需求，Google旗下的AI 聊天機器人Bard也頻頻出招，就連特斯拉（Tesla）執行長、推特執行董事馬斯克（Elon Musk）也在7月中宣布新的AI公司xAI正式啟動。

地球的另一端，繼「人工智慧教父」輝達（Nvidia）執行長黃仁勳後，「半導體女王」超微（AMD）董事長暨執行長蘇姿丰博士7月旋風來台，她指出：「未來AI無所不在。」

如今AI還處於早期發展階段，至少約有5-10年快速發展光景，預估未來3-5年AI的潛在市場規模達1,500億美元。看好AI商機，Nvidia、AMD和英特爾（Intel）近年來收購動作頻頻，如2022年AMD斥資350億美元收購賽靈思（Xilinx）；Intel收購以色列AI新創公司Habana Labs，就連Google、亞馬遜（Amazon）都開始自製AI晶片。

不論這場AI大戰如何演變，AI晶片、高階AI伺服器成為當紅炸子雞，而AI晶片的運算能力也成為技術大熱門，推升高效能運算（HPC）晶片需求，帶動特殊應用晶片（ASIC）設計、先進晶圓製造、小晶片（Chiplet）異質整合封裝、ABF晶片載板等供應鏈加速發展。

EDA工具也加入AI技術 縮減設計時程

電子設計自動化（EDA）大廠新思科技（Synopsys）CEO Aart de Geus早在2021年指出，半導體產業面臨的主要挑戰在於如何在未來10年內做到從雲端到邊緣的1,000倍AI運算效能，關鍵在於更快速、更低成本及更好的晶片。他認為，半導體業面臨許多系統上的複雜挑戰，無法單靠人類的能力解決問題，需要運用人工智慧（AI）彌補人類智慧的不足，而先進的AI設計自動化工具可以提供解決方案。當年高通（Qualcomm）以14億美元收購NUVIA公司，隱然看出新晶片設計工具與AI智慧策略結合的新趨勢。

Synopsys的DSO.ai（Design Space Optimization AI）工具是應用於晶片設計的自動式AI工具套件，可以提供客戶晶片設計工具、驗證工具，以及服務、IP整合、軟體安全與品質測試。繁複晶片設計中最耗時的步驟之一就是驗證覆蓋率目標並進行收斂與迴歸分析，DSO.ai透過AI與ML反覆查看特性，在設計參數的過程中對晶片進行微調與優化，提高晶片設計的經濟效益、創意與成功率，也節省許多人力與時間的耗費。DSO.ai將過去需要數十位工程師花費數週甚至數月時間才能完成的工作，轉變成只需一位資淺工程師在數日內就能自行完成的工作內容。

2023年「SNUG Taiwan 2023使用者大會（Synopsys Users Group）」中，Aart de Geus再次提及新思科技的「設計空間優化AI」（Design Space Optimization AI）—DSO.aiTM，全面涵蓋設計、驗證、測試及製造等EDA流程，並能在單機和雲端環境中使用，目前已有超過200個商用設計開發專案採用該解決方案進行晶片優化，並已成功投片（Tape Out）。

一如超微（AMD）執行長蘇姿丰說「未來AI無所不在」，Aart de Geus表示，「我們正在用AI催化未來（Catalyze the Future）。」使用AI進行晶片設計的優勢在於，工具可以不斷從設計中學習，可以協助工程師更快地將合規與符合需求的晶片應用於新產品中，建構更精準的系統以解決各類複雜問題。AI導入晶片設計後，可以在更短時間內比較數千個參數，快速、準確地製造晶片，縮短晶片設計週期，同時減輕勞動成本及人力短缺壓力，提高效能的同時也大幅節省成本。

【欲閱讀更豐富的內容，請參閱2023.8月(第391期)CTIMES雜誌】