IC Design是否会被人工智能取代？

IC Design是否会被人工智能取代？

IC Design会在人工智能时代有很大发展，但是，会不会到时候就不需要人工设计，而是用人工智能就行了？目前，人工智能已经进入了许多传统的高大上行业，不少行业甚至已经开始了下岗潮。举例来说，原来金融行业中负责风险控制和审批贷款的信审员，最近就已经在慢慢被人工智能取代，因为机遇大数据的人工智能算法在决定是否批准贷款方面甚至比真人还要准确，而且速度快得多，最关键是便宜。另一个人工智能快速入侵的行业是媒体编辑，随着今日头条这样几乎完全使用人工智能分发内容的App的崛起，不少传统媒体也开始尝试使用人工智能算法而非依赖真人编辑来发布内容，内容编辑的工作正在慢慢被机器取代。

我认为人工智能目前尚无能力取代芯片设计工程师，但是可以帮助工程师简化工作。宽泛的人工智能就是机器自动解决问题的能力，或者说机器在解决问题的过程中需要多少人工干预。

首先我们来看看数字电路。对于数字电路，举例来说要设计一个计数器，最早设计需要工程师自己根据需求画卡诺图搭电路，需要几个触发器几个与非门怎么连接都得自己设计。后来自动综合工具出现后，主流设计流程变成了工程师输入用硬件描述语言（HDL）描述的rtl级设计，由机器把HDL翻译成实际电路。如果把人工智能定义为机器解决问题的能力，那么这可以说是人工智能在电路方向的重大进展。人工智能在数字电路方面的作用巨大，有两个原因。第一，硬件描述语言是完整的。“完整”的意思是，任何可以用数字电路能实现的功能都可以用抽象HDL语言来描述。第二，数字电路设计目前都是基于标准单元库，非常规整。智能工具可以根据设计约束把高级硬件描述语言翻译成由标准单元库里面的单元实现的电路。比如你输入一个3-8译码器的HDL描述，智能工具输出由tsmc 28nm lvt std lib实现的电路网表（其中包括一堆与非门）。

对于模拟电路，智能工具面临几个问题。第一，针对模拟电路的硬件描述语言不可能同时做到抽象和完整。举例来说，目前的模拟电路硬件描述语言是spice，它是完整的但并不抽象：一个由spice描述的电路和一个由电路图描述的电路是一模一样的，每个spice语言描述的元件与电路图是一一对应的。但HDL语言描述的数字电路可能对应无数种具体实现（例如你写a=b+c;可能会被综合成行波加法器，进位旁路加法器，Kogge-Stone加法器等等，取决于你的设计约束）。但如果模拟电路的硬件描述语言是抽象的，就不可能是完整的。比如你要用抽象的语言描述一个放大器，该怎么描述？你可以用增益，带宽，输入输出阻抗来大致描述，但是这样必然是不完整的。先不说工程师不可能输入放大器在每一个频点的增益，带宽，输入输出阻抗；请问放大器的延迟怎么描述？大信号特征怎么描述？噪声怎么描述？随着新电路的加入，会有新的性能指标需要被描述，所以针对模拟电路的硬件模拟语言不太可能是抽象且完整的。

如果我们退而求其次，不求数学上的完美，只求智能工具帮我们自动把硬件描述语言映射到具体电路实现，那么模拟电路的机器智能设计也是可能的。我们需要的是一个模拟电路的IP单元库，每个IP的特性都很要很清楚。于是你可以说我需要一个工作在2.4 GHz的接收机，噪声系数是4 dB，IIP3是10dBm，功耗限制是20 mW，面积小于1mm^2，工具根据你的约束自动分析从单元库里选择合适的LNA，mixer和LPF帮你生成电路。只是这样做你就没法用各种trick，比如你很难教会智能工具什么时候应该用Cartesian feedback，什么时候应该在某个节点加一个harmonictrap，人工智能能做的只是遍历搜索。我觉得以目前的电路设计方法论，模拟电路用人工智能设计出一个能用的电路是完全可行的，但是要设计出一个高性能的非常难。

因此，总结上面的讨论，人工智能在EDA领域能帮助IC工程师简化工作，但是还缺乏工程师的一些重要特质（定义问题，提出解决方法，甚至创新电路或系统结构），因此更可能成为设计师的帮手而非取代工程师。事实上，在EDA工具中使用人工智能机器学习确实是趋势，TSMC在2017年ISSCCPlenary Talks中也提到了这个潮流并积极在这个领域和各大EDA公司合作。所以大家不用太担心下岗！

转自：http://www.ednchina.com/news/article/20170812ICDesigner