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最近幾年隨著人工智能芯片在中國(guó)雨后春筍般的蓬勃發(fā)展，人工智能芯片以其設(shè)計(jì)規(guī)模、設(shè)計(jì)復(fù)雜度和先進(jìn)設(shè)計(jì)方式引領(lǐng)數(shù)字芯片設(shè)計(jì)行業(yè)。特別是3D IC的采用，使得人工智能芯片的性能功耗比又上了一個(gè)臺(tái)階。但采用最先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行復(fù)雜的芯片設(shè)計(jì)也往往伴隨著諸多挑戰(zhàn)。人工智能芯片的一個(gè)重要設(shè)計(jì)指標(biāo)是用TOPS（Tera Operations Per Second）Per Watt來(lái)衡量。

數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)流程是個(gè)相當(dāng)漫長(zhǎng)的過(guò)程，拿手機(jī)基帶芯片為例，對(duì)于3G, 4G, 5G, 工程師最初見(jiàn)到的是無(wú)數(shù)頁(yè)的協(xié)議文檔。架構(gòu)師要根據(jù)協(xié)議來(lái)確定：協(xié)議的哪些部分可以用軟件實(shí)現(xiàn)，哪些部分需要用硬件實(shí)現(xiàn)。算法工程師要深入研讀協(xié)議的每一部分，并選定實(shí)現(xiàn)所用算法。芯片設(shè)計(jì)工程師，需要將算法工程師選定的算法，描述成RTL。

2022年，AMD實(shí)現(xiàn)和賽靈思的合并后，其營(yíng)收規(guī)模或?qū)⑦M(jìn)一步提升，再次拉開(kāi)全球前五大芯片設(shè)計(jì)公司和第六名至第十名之間的差距，前五大芯片設(shè)計(jì)巨頭的斷層將再次加大。03.前五大芯片設(shè)計(jì)巨頭打造傳奇故事除了市場(chǎng)和并購(gòu)因素，前五大芯片設(shè)計(jì)巨頭也都是從重重競(jìng)爭(zhēng)中脫穎而出，并有著自己的傳奇故事。

各產(chǎn)業(yè)概況第二章 集成電路設(shè)計(jì)行業(yè)市場(chǎng)綜述一、集成電路設(shè)計(jì)行業(yè)發(fā)展概述二、集成電路設(shè)計(jì)行業(yè)市場(chǎng)分析第三章 顯示驅(qū)動(dòng)芯片市場(chǎng)綜述一、顯示驅(qū)動(dòng)芯片行業(yè)簡(jiǎn)介 1. 顯示驅(qū)動(dòng)芯片功能介紹 2. 顯示驅(qū)動(dòng)芯片產(chǎn)業(yè)鏈介紹 3. 顯示驅(qū)動(dòng)芯片成本結(jié)構(gòu)介紹 4.

在Cubic IC的設(shè)計(jì)方法學(xué)中，整個(gè)芯片的最大厚度盡可能不超過(guò)芯片的長(zhǎng)(寬)，也就是，正立方體是其設(shè)計(jì)和制造的極限，其產(chǎn)品可以是一個(gè)扁平的立方體，而不建議是一個(gè)柱狀的立方體。因此，我們?cè)?em>設(shè)計(jì)Cubic IC時(shí)，如果設(shè)置了芯片的長(zhǎng)和寬，當(dāng)芯片長(zhǎng)和寬相等時(shí)，其厚度的最大值等于長(zhǎng)(寬)，如下圖A所示的范圍。

（注：以下圖片部分來(lái)自網(wǎng)絡(luò)，侵刪） 芯片設(shè)計(jì)芯片設(shè)計(jì)又可以分為兩部分， 芯片前端設(shè)計(jì) 和 芯片后端設(shè)計(jì) ，整體流程如下圖： 芯片前端設(shè)計(jì)前端設(shè)計(jì)也就是從輸入需求到輸出網(wǎng)表的過(guò)程：主要分為以下六個(gè)步驟： RTL設(shè)計(jì) 驗(yàn)證 靜態(tài)時(shí)序分析

但在ML的輔助之下，機(jī)器學(xué)習(xí)可以幫工程師注意到以前沒(méi)關(guān)注的盲點(diǎn)，從而在芯片還在設(shè)計(jì)階段就把可能出現(xiàn)的問(wèn)題排除。AI不是萬(wàn)能設(shè)計(jì)最佳化還得靠人腦雖然用機(jī)器學(xué)習(xí)或人工智能來(lái)設(shè)計(jì)芯片將是未來(lái)趨勢(shì)，而且有越來(lái)越多芯片設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的環(huán)節(jié)開(kāi)始使用相關(guān)工具，但誠(chéng)如張嘉鴻所言，機(jī)器學(xué)習(xí)只是眾多工具中的一種，不是所有問(wèn)題的萬(wàn)靈丹。

靈活性與升級(jí)性差：任何功能升級(jí)都需重新設(shè)計(jì)整顆芯片，難以快速響應(yīng)市場(chǎng)變化。正是這些瓶頸，促使設(shè)計(jì)人員轉(zhuǎn)向更具革命性的3D-IC設(shè)計(jì)。與傳統(tǒng)的2D-IC相比，3D-IC具有多重優(yōu)勢(shì)：性能更高、功耗更低、外形更小，同時(shí)支持異構(gòu)集成，空間利用率和電氣性能都得到提升。3D-IC的實(shí)現(xiàn)依賴于硅中介和TSV。

（注：以下圖片部分來(lái)自網(wǎng)絡(luò)，侵刪） 芯片設(shè)計(jì)芯片設(shè)計(jì)又可以分為兩部分， 芯片前端設(shè)計(jì) 和 芯片后端設(shè)計(jì) ，整體流程如下圖： 芯片前端設(shè)計(jì)前端設(shè)計(jì)也就是從輸入需求到輸出網(wǎng)表的過(guò)程：主要分為以下六個(gè)步驟： RTL設(shè)計(jì) 驗(yàn)證

無(wú)線通信正在蓬勃發(fā)展，本地振蕩器作為芯片間高速有線接口鏈路時(shí)鐘源的設(shè)計(jì)在很大程度上使用了LC諧振回路。 分配給這些電路的芯片面積是日益關(guān)注的問(wèn)題。

如此大的生產(chǎn)成本對(duì)芯片的設(shè)計(jì)驗(yàn)證提出了新的要求。盡管使用了各種驗(yàn)證工具和方法，但總會(huì)出現(xiàn)一些意想不到的BUG。這也就使得功能ECO的壓力越來(lái)越大。挑戰(zhàn)三：芯片產(chǎn)品的迭代周期越來(lái)越短。現(xiàn)在市場(chǎng)需求日新月異，加上大量資本入局之后，基本上要求芯片每年一升級(jí)。由于產(chǎn)能緊張，生產(chǎn)周期加長(zhǎng)，這就對(duì)縮短研發(fā)周期提出了新要求。

當(dāng)然，我們不可能像處理芯片或軟件那樣，按下一個(gè)按鈕，就把一款汽車轉(zhuǎn)入生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行批量生產(chǎn)。芯片設(shè)計(jì)更像是設(shè)計(jì)商用飛機(jī)，邊設(shè)計(jì)邊預(yù)訂并加載首航，然后執(zhí)行飛行。 盡管軟件沒(méi)有太大的變化，但除了“運(yùn)行程序”以外，越來(lái)越多的其他工具開(kāi)始出現(xiàn)。

今天以一顆DC/DC降壓電源芯片LM2675為例，盡量詳細(xì)講解下一顆芯片的內(nèi)部設(shè)計(jì)原理和結(jié)構(gòu)。

通過(guò)采用大規(guī)模并行設(shè)計(jì)方法擴(kuò)大轉(zhuǎn)換場(chǎng)景覆蓋范圍，并提高可靠性，Ansys助力Juniper實(shí)現(xiàn)高度準(zhǔn)確的電源完整性簽核工作，同時(shí)顯著縮短時(shí)間。網(wǎng)絡(luò)芯片是半導(dǎo)體行業(yè)中最大規(guī)模、最復(fù)雜的芯片之一，也是所有數(shù)據(jù)傳輸應(yīng)用的關(guān)鍵組件。這些應(yīng)用包括電信、互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)交換和高速數(shù)據(jù)中心硬件，先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品通常需要成功地集成多個(gè)子芯片，以構(gòu)成單個(gè)完整的系統(tǒng)解決方案。

通過(guò)采用大規(guī)模并行設(shè)計(jì)方法擴(kuò)大轉(zhuǎn)換場(chǎng)景覆蓋范圍，并提高可靠性，Ansys助力Juniper實(shí)現(xiàn)高度準(zhǔn)確的電源完整性簽核工作，同時(shí)顯著縮短時(shí)間。 網(wǎng)絡(luò)芯片是半導(dǎo)體行業(yè)中最大規(guī)模、最復(fù)雜的芯片之一，也是所有數(shù)據(jù)傳輸應(yīng)用的關(guān)鍵組件。這些應(yīng)用包括電信、互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)交換和高速數(shù)據(jù)中心硬件，先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品通常需要成功地集成多個(gè)子芯片，以構(gòu)成單個(gè)完整的系統(tǒng)解決方案。

通過(guò)采用大規(guī)模并行設(shè)計(jì)方法擴(kuò)大轉(zhuǎn)換場(chǎng)景覆蓋范圍，并提高可靠性，Ansys助力Juniper實(shí)現(xiàn)高度準(zhǔn)確的電源完整性簽核工作，同時(shí)顯著縮短時(shí)間。 網(wǎng)絡(luò)芯片是半導(dǎo)體行業(yè)中最大規(guī)模、最復(fù)雜的芯片之一，也是所有數(shù)據(jù)傳輸應(yīng)用的關(guān)鍵組件。這些應(yīng)用包括電信、互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)交換和高速數(shù)據(jù)中心硬件，先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品通常需要成功地集成多個(gè)子芯片，以構(gòu)成單個(gè)完整的系統(tǒng)解決方案。

芯片設(shè)計(jì)人員今天面臨的最關(guān)鍵的問(wèn)題之一是在設(shè)計(jì)過(guò)程中實(shí)時(shí)重新配置RTL，甚至在系統(tǒng)中也是如此。不幸的是，芯片設(shè)計(jì)人員無(wú)法及時(shí)知道是否必須這樣做。在這一點(diǎn)上，任何變化都會(huì)花費(fèi)數(shù)百萬(wàn)美元，并將項(xiàng)目推遲數(shù)月。 有了嵌入式FPGA，這個(gè)問(wèn)題便解決了。芯片設(shè)計(jì)人員在開(kāi)展項(xiàng)目時(shí)，會(huì)知道他們?cè)陧?xiàng)目期間擁有隨時(shí)更改RTL的靈活性，這是前所未有的。

如今的半導(dǎo)體制造商承受著巨大的壓力，因?yàn)樗麄冃枰愿斓乃俣?em>設(shè)計(jì)出功能更強(qiáng)大的芯片和印刷電路板（PCB），在減輕信號(hào)完整性問(wèn)題的同時(shí)，縮小外形尺寸。這會(huì)帶來(lái)什么樣的結(jié)果呢？答案是巨大的設(shè)計(jì)復(fù)雜性，因?yàn)橹圃焐绦枰粩嗫s小的間距，來(lái)堆疊越來(lái)越多的組件。 但設(shè)計(jì)復(fù)雜性并非是唯一的問(wèn)題。

Achronix采用Ansys軟件確保其最新可編程芯片的熱可靠性與電源完整性，該芯片采用先進(jìn)的7納米（nm）芯片技術(shù)。該技術(shù)為嚴(yán)苛的工作負(fù)載提供了高帶寬性能，包括人工智能（AI）、機(jī)器學(xué)習(xí)（ML）和網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)架構(gòu)。由于高性能芯片中的功率極高，溫度控制和靈敏度對(duì)于設(shè)計(jì)能否成功至關(guān)重要。

隨著新思科技完成對(duì)Ansys的整合，其提供的多物理場(chǎng)芯片-封裝-系統(tǒng)（CPS）仿真技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)Multi-Die設(shè)計(jì)的跨域協(xié)同分析，完成電，熱，結(jié)構(gòu)的聯(lián)合仿真。新思科技芯課程將在年后迎來(lái)第五講，也是首期系列課程的收官之作：「Multi-Die設(shè)計(jì)中的芯片-封裝-系統(tǒng)協(xié)同多物理場(chǎng)分析」，探討如何基于高精度芯片模型，幫助用戶優(yōu)化多芯片設(shè)計(jì)的SIPI/熱/機(jī)械可靠性性能。