Khánh Vân
Writer
Trong khi nhiều ngành công nghiệp vẫn đang loay hoay tìm cách ứng dụng Trí tuệ Nhân tạo (AI) một cách hiệu quả, thì lĩnh vực thiết kế chip bán dẫn – thông qua các công cụ Tự động hóa Thiết kế Điện tử (EDA) – lại chứng kiến một cuộc cách mạng thực sự. Chỉ trong vòng vài năm ngắn ngủi, AI đã nhanh chóng trở thành một thành phần không thể thiếu, tham gia vào hơn một nửa số dự án thiết kế chip tiên tiến, thay đổi căn bản cách các kỹ sư tạo ra những bộ não điện tử ngày càng phức tạp.
AI làm thay việc "chân tay" của kỹ sư chip
Quá trình thiết kế một con chip hiện đại vô cùng phức tạp, bao gồm hàng loạt công đoạn đòi hỏi sự tỉ mỉ và tốn thời gian. Ngay từ khi được tích hợp vào các bộ công cụ EDA hàng đầu của Cadence hay Synopsys, AI đã chứng tỏ khả năng vượt trội trong việc xử lý những công đoạn mang tính "chân tay" nhưng lại cực kỳ quan trọng này. Các thuật toán học máy thông minh có thể tự động hóa hoặc hỗ trợ đắc lực cho việc bố trí các khối mạch (layout), tối ưu hóa hàng tỷ đường kết nối giữa các bóng bán dẫn (routing) – những phần việc tẻ nhạt, dễ gây nghẽn tiến độ dự án. Nhờ đó, các kỹ sư thiết kế con người được giải phóng để tập trung vào những khía cạnh sáng tạo, kiến trúc và chiến lược hơn.
Không chỉ nhanh hơn mà còn tốt hơn
Lợi ích của AI trong EDA không chỉ dừng lại ở việc tăng năng suất và rút ngắn thời gian. Các công cụ tích hợp AI còn mang lại những cải thiện trực tiếp về chất lượng của con chip cuối cùng – thường được đo lường qua chỉ số PPA (Power-Performance-Area: Điện năng-Hiệu suất-Diện tích). Theo Cadence, việc ứng dụng AI có thể giúp tăng hiệu suất của một số khối chức năng trong chip lên tới 60%, đồng thời giảm mức tiêu thụ điện năng tới 38%. Đáng kinh ngạc hơn, thời gian hoàn thành một số công đoạn thiết kế có thể được rút ngắn tới 10 lần, tiết kiệm hàng tháng trời làm việc của cả một đội ngũ kỹ sư.
Từ thử nghiệm đến chuẩn mực mới
Sự chuyển đổi diễn ra nhanh chóng mặt. Dữ liệu công khai từ Synopsys và Cadence cho thấy một cột mốc quan trọng: hơn 50% các dự án thiết kế chip ở những tiến trình tiên tiến (từ 28nm trở xuống) hiện nay đều có sự tham gia của AI. Con số này là một bước nhảy vọt từ mức gần như bằng 0 chỉ bốn năm về trước. Nó khẳng định AI trong thiết kế chip không còn là thử nghiệm mà đã trở thành chuẩn mực mới của ngành.
Khi ngành bán dẫn tiến vào kỷ nguyên các tiến trình dưới 5nm với hàng chục tỷ bóng bán dẫn trên mỗi con chip, vai trò của AI càng trở nên thiết yếu. Độ phức tạp khổng lồ về mặt tính toán, kết nối và kiểm tra vượt quá khả năng xử lý hiệu quả của các công cụ thiết kế truyền thống. AI không còn là lựa chọn tối ưu, mà trở thành điều kiện bắt buộc để có thể tạo ra những con chip thế hệ tiếp theo.
Không có gì ngạc nhiên khi tất cả các ông lớn trong ngành thiết kế chip như Nvidia, AMD, Qualcomm, MediaTek, Samsung Semiconductor, Marvell và Broadcom đều đang tích cực tích hợp AI vào quy trình làm việc của họ. Họ không chỉ dùng AI để thiết kế chip AI tốt hơn, mà còn dùng chính sức mạnh của AI để thiết kế mọi loại chip khác một cách hiệu quả hơn, tạo ra một chu trình phát triển khép kín đầy hứa hẹn. Ngành thiết kế chip đang là minh chứng rõ ràng nhất cho thấy, khi được đặt đúng chỗ, AI có thể tạo ra những tác động mang tính cách mạng.
AI làm thay việc "chân tay" của kỹ sư chip
Quá trình thiết kế một con chip hiện đại vô cùng phức tạp, bao gồm hàng loạt công đoạn đòi hỏi sự tỉ mỉ và tốn thời gian. Ngay từ khi được tích hợp vào các bộ công cụ EDA hàng đầu của Cadence hay Synopsys, AI đã chứng tỏ khả năng vượt trội trong việc xử lý những công đoạn mang tính "chân tay" nhưng lại cực kỳ quan trọng này. Các thuật toán học máy thông minh có thể tự động hóa hoặc hỗ trợ đắc lực cho việc bố trí các khối mạch (layout), tối ưu hóa hàng tỷ đường kết nối giữa các bóng bán dẫn (routing) – những phần việc tẻ nhạt, dễ gây nghẽn tiến độ dự án. Nhờ đó, các kỹ sư thiết kế con người được giải phóng để tập trung vào những khía cạnh sáng tạo, kiến trúc và chiến lược hơn.
Không chỉ nhanh hơn mà còn tốt hơn
Lợi ích của AI trong EDA không chỉ dừng lại ở việc tăng năng suất và rút ngắn thời gian. Các công cụ tích hợp AI còn mang lại những cải thiện trực tiếp về chất lượng của con chip cuối cùng – thường được đo lường qua chỉ số PPA (Power-Performance-Area: Điện năng-Hiệu suất-Diện tích). Theo Cadence, việc ứng dụng AI có thể giúp tăng hiệu suất của một số khối chức năng trong chip lên tới 60%, đồng thời giảm mức tiêu thụ điện năng tới 38%. Đáng kinh ngạc hơn, thời gian hoàn thành một số công đoạn thiết kế có thể được rút ngắn tới 10 lần, tiết kiệm hàng tháng trời làm việc của cả một đội ngũ kỹ sư.
Từ thử nghiệm đến chuẩn mực mới
Sự chuyển đổi diễn ra nhanh chóng mặt. Dữ liệu công khai từ Synopsys và Cadence cho thấy một cột mốc quan trọng: hơn 50% các dự án thiết kế chip ở những tiến trình tiên tiến (từ 28nm trở xuống) hiện nay đều có sự tham gia của AI. Con số này là một bước nhảy vọt từ mức gần như bằng 0 chỉ bốn năm về trước. Nó khẳng định AI trong thiết kế chip không còn là thử nghiệm mà đã trở thành chuẩn mực mới của ngành.
Khi ngành bán dẫn tiến vào kỷ nguyên các tiến trình dưới 5nm với hàng chục tỷ bóng bán dẫn trên mỗi con chip, vai trò của AI càng trở nên thiết yếu. Độ phức tạp khổng lồ về mặt tính toán, kết nối và kiểm tra vượt quá khả năng xử lý hiệu quả của các công cụ thiết kế truyền thống. AI không còn là lựa chọn tối ưu, mà trở thành điều kiện bắt buộc để có thể tạo ra những con chip thế hệ tiếp theo.
Không có gì ngạc nhiên khi tất cả các ông lớn trong ngành thiết kế chip như Nvidia, AMD, Qualcomm, MediaTek, Samsung Semiconductor, Marvell và Broadcom đều đang tích cực tích hợp AI vào quy trình làm việc của họ. Họ không chỉ dùng AI để thiết kế chip AI tốt hơn, mà còn dùng chính sức mạnh của AI để thiết kế mọi loại chip khác một cách hiệu quả hơn, tạo ra một chu trình phát triển khép kín đầy hứa hẹn. Ngành thiết kế chip đang là minh chứng rõ ràng nhất cho thấy, khi được đặt đúng chỗ, AI có thể tạo ra những tác động mang tính cách mạng.
