后摩尔时代,AI如何赋能EDA

华大九天 2026-03-26 09:00

文/张成

编辑/江淼

当人工智能成为时代的主题,算力与芯片的发展也来到一个时代的交叉点。
一边是AI大模型、Agent智能体等对算力迫切的渴求,推动着算力需求呈指数级增长;另一边,是延续了多年的摩尔定律已逼近物理与经济的双重极限,通过工艺微缩提升芯片性能的路径越走越窄。
这一尖锐矛盾,将全球半导体产业的竞争焦点,从单一的“纳米级”竞赛,引向了更为复杂的“系统级”创新战场。
AI与加速计算互相促进,彼此成就。在EDA(电子设计自动化)领域,这种融合已经发生。
借力AI,成就更好的AI,一条“EDA支撑AI算力、算力与大模型双向进化、大模型反哺EDA”的良性闭环之路,正成为中国芯片在后摩尔时代实现“智变”突围的关键路径。
后摩尔时代,AI如何赋能EDA图1
从“先进工艺”到“集成芯片”
芯片的算力,诞生于一个精密而漫长的链条:从架构师与设计师的“理念”,到光刻机在晶圆上刻出的“实体”,最终成为驱动数字世界的“动力”。
过去,这条链路的巅峰竞争,集中体现在对“纳米数字”的极致追逐上。
英伟达等巨头依托其顶级设计能力与先进制程的深度绑定,不断从14nm突破至7nm、5nm、2nm,刷新物理工程极限,构建了令人瞩目的算力优势。而中国芯片产业,曾长期受困于“纳米鸿沟”——不仅在制造端面临先进光刻机等设备上受制于人,更在设计工具、核心IP方面遇到获取壁垒,在传统赛道上追赶得异常艰难。
当制程微缩带来的性能红利持续衰减,算力的提升越来越依赖于系统架构、先进封装、软硬件协同与设计方法学的整体创新。竞争的维度,从单一的“工艺先进性”拓展为多维的“系统效能”。
华大九天解决方案总监、中国电子信息行业联合会工业软件分会副秘书长杨祖声告诉《凤凰周刊》,从我国的实际情况来看,随着先进工艺逐渐逼近物理极限,集成芯片正在成为另一种路径。即不再强求在单一硅片上集成所有晶体管,而是将功能模块化,独立制造为特定的芯粒(Chiplet),再通过制造技术,从平面或立体维度将芯粒连接起来,制成集成芯片,使其从系统的级别突破算力的极限。
在后摩尔时代,算力的提升不再单纯依赖于单一晶体管的物理尺寸缩减,集成芯片成为了可行的新的技术路径。
在设计—制造—封装—测试—应用的长链条中,EDA工具是贯穿始终的纽带。
集成芯片一方面依托于先进的制作工艺,另一方面则有赖于从设计到验证的全流程解决方案。对此,国产EDA已经提供了配套的全流程软件。
杨祖声介绍,目前在集成芯片设计解决方案层面,华大九天新推出的Storm 3DIC设计平台、Argus3DIC物理验证平台填补了国内高端3DIC设计工具的空白,支持2.5D/3D异构集成封装全链路设计和验证,为集成芯片设计提供了关键支撑。
后摩尔时代,AI如何赋能EDA图2
后摩尔时代,AI如何赋能EDA图3
AI+EDA的强化闭环
AI时代的到来,对芯片提出了更复杂的要求,也要求软件方可以通过AI降低设计门槛,提高效率,推动EDA向智能化快速演进。
有观点认为,过去几年,行业谈论“AI+EDA”,大多停留在点状优化,即在既有流程局部进行提速。而随着AI技术的演进,AI的角色,正在从局部提速的执行者,提升为设计决策的参与者。
杨祖声对《凤凰周刊》解释称,AI赋能EDA的发力点大致分为三类,第一是提升效率,EDA的计算和设计往往需要反复迭代,AI通过对仿真或者验证过程进行建模学习,使得预测速度比物理计算提升一个或几个量级,大量节省迭代的时间;第二是强化学习,在芯片全流程的设计和迭代中,原先需要人工逐一操作原理图设计、版图设计、物理验证、仿真、提取指标等全流程中诸多环节,AI可以通过对设计、验证和仿真参数的学习,自主检测设计的效果,自主实现对设计的智能迭代优化;第三类是大模型应用。一方面大模型可以作为智能问答的AI专家,辅助技术工程师快速寻找答案,回答用户的疑问。另一方面大模型通过API接口,自主学习设计过程中的各项命令和功能,自主生成设计脚本或代码,以及通过设计脚本能够自动调用EDA工具实现自主的设计。
这并非单向赋能,而是构成了一个自我强化的闭环。
一方面,如前所述,EDA的全流程智能设计能力助力芯片设计方法学的进步,进而间接支撑AI算力基础设施建设。
以华大九天旗下Andes AMS工具为例,它能够深度融合模拟设计流程,自动完成原理图的设计和验证,实现对原理图设计的智能自动优化迭代,也可以实现对版图设计的自动优化迭代。
另一方面,算力的跃迁,推动大模型的能力升级,也在反哺EDA行业的进化。
在杨祖声看来,大模型的能力升级,最大的挑战在于完成从“人脑经验”到“模型认知”的跨越。首先是把隐性的知识显性化,例如将芯片设计中的思考逻辑、美学判断和设计经验等存在于工程师脑海中的信息,转化为模型可理解的文字或多模态数据。其次是物理规律的嵌入,由于EDA是基于物理状态与严格逻辑的工具,因此,有一种需求是将物理公式与逻辑推理深度嵌入大模型或者其推理中,确保其输出结果不仅“看起来对”,更要符合客观物理事实。第三是解决“小数据”的困境,面对行业优质数据稀缺的现状,需要通过小样本学习与数据增强技术,结合专家经验进行清洗与标注,实现数据规模的快速扩充。最后是与EDA工具链的深度融合:大模型必须深度学习头部EDA企业的工具特性与领域知识,实现模型与底层工具的无缝衔接,从而具备调用工具执行特定设计任务的能力。
此前有业内观点认为,AI for EDA的终极目标是实现“自主设计”,将工程师从繁琐劳动中解放,聚焦于架构创新,从而设计出更强大的硬件,为更大参数、更高智能的大模型提供基石。
杨祖声对《凤凰周刊》表示,EDA行业大模型可能会重构芯片设计效率边界和能力的上限,进而帮助EDA行业去拓展方法论,助力行业的发展。
此前集成电路和芯片设计的知识,需要人长时间学习。而随着EDA行业大模型学习、固化、复用工程师的经验,一方面可以指导新人,降低新手入行的成本;一方面也会逐步从繁琐劳动中解放人类,让人类专注于更有价值的思考和创新,帮助人类提升设计能力。此外,在行业通用大模型的基础上,企业进一步训练自有的模型,也可以帮助企业快速积累企业知识资产,加快企业竞争力的形成与提升。
但这并不意味着AI会完全替代人和EDA工具。杨祖声表示,一方面,EDA的构建基于严谨的物理模型,而AI基于概率模型,因此仍需要EDA工具对AI输出的结果进行最后的物理验证、仿真验证与确定性签核;另一方面,随着AI的进化,对人在整体设计、架构以及创新等方面思考水平的要求更高,这是一种升级,而并非简单的替代,事实上也会带来大量新的岗位需求类型。
后摩尔时代,AI如何赋能EDA图4
协同破局,构建自主创新生态
EDA和芯片的进化,不仅是技术问题,也是生态问题。不仅依赖技术突破,也考验着整个产业生态的构建能力。
就生态所需的技术而言,全链条覆盖仍是攻坚战。
根据华大九天在2025年生态伙伴及用户大会上公布的未来五年产品规划与发展策略,其首要目标是打造完整的体系化产品平台集群,填补技术空白。
破除数据壁垒,则是生态搭建的另一重要依托。
芯片设计数据高度敏感且稀缺,是训练可靠AI模型的最大挑战。这需要EDA与芯片设计方、场景应用方一道,共建专属AI模型。此外,工具接口开放、商业模式的整合,也是推动数据有效流通的关键。
杨祖声表示,数据安全关系到各家主体的核心竞争力和商业机密,因此必须要保护不同参与方的数据权利。在此基础上,数据可以通过划分数据集级别、追踪路径,来确保数据在允许的范围内被安全使用。
例如,行业公开数据或企业联盟贡献的非核心数据,可以帮助大模型学习其中的设计逻辑。而对于私有数据,则可以采用“私有化部署”或“增量训练”模式,基于EDA龙头企业提供的基座行业模型,由客户企业或晶圆厂进一步在本地私有环境内训练专属模型,确保“数据不出库,能力能进化”。采用分级、增补式训练的方式,提升其专属模型的能力。
后摩尔时代的芯片竞赛,本质上是一场以EDA为核心变量的“智力密度”持久战。EDA的每一次智变迭代,都在重新定义中国在全球半导体产业创新版图中的位置与可能。
在这条通往算力巅峰的赛道上,掌握了进化的工具,便掌握了通往未来的入场券。

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