当“局部最优”不再等于“系统最优”,EDA如何重构AI算力设计?

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近日2026芯和半导体用户生态大会在上海举办,超千名产业链企业和高校代表围绕STCO(芯片到系统的协同优化)、系统级EDA和AI for EDA展开交流。芯和半导体在会上发布EDA2027版本,并宣布AI for EDA开始从单点功能走向平台化和产品化。

在大会期间接受媒体采访时,芯和半导体董事长凌峰博士、总裁代文亮博士反复提及一个判断:AI正在改变算力评价体系,也在改变芯片设计方法。过去以单颗芯片性能论高低的逻辑,正在让位于以系统效率、综合成本为核心的新竞争。

算力看系统,“木桶理论”从芯片延伸到机柜

“过去芯片性能以单颗芯片为准;进入AI时代,计算单元已扩展为机柜乃至集群,算力高低要看整个系统的Token产出效率和综合成本。”凌峰在开幕演讲中表示。

他用木桶理论解释系统算力的短板效应,强调系统算力取决于算力、存力、运力、电力中最短的一块,任何一个环节掉队,芯片再强也难以发挥。更复杂的是,这几块“木板”之间相互牵连,热会影响电,电又会影响信号,各自优化已难以解决问题。

这也是芯和提出并推动STCO的背景。凌峰认为,STCO要求设计从一开始就站在系统层面,以整体能效和成本为目标,把芯片、封装、板卡直至机柜放在一起考虑,让电、热、力、光等多物理问题在设计前期得到协同解决。

“今天以系统的思维来做芯片设计,是当前AI大环境下的必然趋势。”凌峰说。他进一步表示,芯和不是让客户做一个单点,而是让他做一个系统。

这一判断也得到行业机构呼应。中国半导体行业协会副秘书长陈文在致辞中表示,人工智能正在推动半导体产业创新从制程微缩转向系统集成。她肯定了芯和沿“从芯片到系统”方向持续拓展系统级EDA能力的探索,并期待芯和继续夯实多物理仿真这块“压舱石”,推动AI多智能体与EDA融合。赛迪研究院集成电路所所长周峰则从产业规划角度指出,先进封装、多芯片集成和EDA已被列为“十五五”产业基础能力的重点,EDA需要从单点工具进一步走向系统化、智能化。

局部最优不等于系统最优

STCO与过去设计方法最根本的区别,在于如何理解“最优”。在媒体交流环节,代文亮举了一个形象的例子:把姚明的长腿、爱因斯坦的大脑这些“各方面最优”的部件组装到一个人身上,每个环节看似都是最好的,整合下来却未必协调,“可能走路都不协调,更不要说正常运作”。

“局部做到最好,不等于系统最好;系统做好了,局部也不一定最优,当然它们之间会做相互的tuning、做协调。”代文亮说,现在真正能出性能的是整机,不是单颗芯片“有多牛”就能解决全部问题。

被市场热炒的光电共封装(CPO)是另一个典型案例。代文亮指出,光引擎封进去之后热量上升,会影响硅光模块的波长,行业因此转向可插拔的XPO方案。“可插拔有什么好处?成本上有优势。万一CPO坏掉了,计算芯片多贵、HBM多贵?做成可插拔的,坏了直接换掉。”在他看来,技术演进并非一味追求某个环节的极致,而是回到系统层面,看最终能达到多大的带宽、多大的算力。

在代文亮看来,STCO早已不是概念,而是工程师“迫不得已”的工程选择。工程现场的权衡无处不在,算力芯片企业希望把密度做高,密度上去之后热却散不出去,只能回过头重新设计结构与供电;计算与存储最理想的状态是挨在一起甚至合为一体,但一旦贴近,热密度的难题又随之而来。

但多物理场协同也带来计算挑战。代文亮解释,求解器要解Maxwell方程、泊松方程或流体方程,需要网格剖分和离散化,规模一大就算不动;过去电算电的、热算热的、应力算应力的,现在要协同计算,计算量更大。芯和的思路是用AI进行建模、预测和优化,但前提是数据来自边界条件下的物理仿真,保证可信。他透露,团队曾用AI推理芯片堆叠后的热结果,精度与实际多物理场仿真精度在3%以内。

AI进入设计主流程,信任仍是最后门槛

大会现场,联想集团首席工程师、总监莫志坚分享了联想与芯和历时一年多联合打造EDA Agent2.0的实践。现场演示中,EDA Agent已从单点辅助走向多智能体协同,从解答设计规范、承担建库和布局布线,到边设计边检查,覆盖多个研发环节;从读取器件手册到输出DDR分析报告,全程自动完成。该流程使设计迭代效率提升约5倍,人工操作减少约90%。

芯和半导体研发副总裁蒋历国现场发布EDA2027版本。除全新的3DIC PDK和光电联合仿真平台外,本次发布更重要的变化是AI for EDA开始从单点功能走向平台化和产品化。Agentic AI超级智能体平台AgentEvo负责理解设计任务、编排工程流程并调用专业EDA工具;Physics AI可信物理智能底座XAI则利用AI进行建模、预测和优化,扩大工程师可探索的设计空间。两大核心AI能力最终建立在芯和系统级EDA和多物理仿真能力之上,形成“AI探索、专业EDA验证”的闭环。

“系统级EDA让我们从芯片看到系统,AI for EDA则让AI真正进入设计主流程。”代文亮总结道。

凌峰认为,凡是能用自然语言描述的工作,被AI替代的概率都很大,比如从数百页设计规范生成RTL、编写testbench这类编码工作,大模型已经相当擅长;而需要求解物理方程、学习物理模型的部分,“还没那么快”。他也坦言,大模型生成的代码功能虽能实现,可读性往往不足,解决之道是让机器学习企业既有项目的模式与积累。

而且,AI要真正走进研发流程,仍要跨过“信任”这道门槛。凌峰坦言,AI进入EDA已经发生,效率提升也能被工程师实实在在感受到,但设计出来的东西能否直接投片、直接加工,仍需要人工验证。“唯一要解决的,是信任的问题。”他说,芯片一次流片投入巨大,机器生成的结果还需要专业验证体系兜底。

代文亮则强调,AI并不会替代EDA,反而会让EDA被调用得更多。“很多人认为有了AI以后就不需要EDA了,这是一个错觉。反过来,AI是大量在调度EDA。”他说,AI负责探索和编排,专业EDA和可信物理仿真完成工程验证,二者是相互调用、仿真驱动设计的关系。

谈及AI落地的节奏,代文亮强调一定是分场景、分阶段,而非“一招鲜吃遍天下”。以布局布线为例,整体自动化难度极高,行业更现实的做法是先做DDR、高速SerDes、供电、射频等模块化单元,再考虑模块间的耦合自动布局。他同时指出,芯和在AI时代具备得天独厚的数据优势:芯片设计与制造环节的数据大多封闭,而整机系统是可测、可追溯的,“OPPO、vivo、小米、传音,曙光、浪潮、联想,还有华为,整机这块是可测的,数据是可追的。”

系统原生公司的机会与边界

从本届大会的分论坛看,STCO与AI for EDA正在进入真实工程实践。海光信息、豪威、昂瑞微从芯片设计出发,芯耀辉、易卜半导体聚焦先进封装与CPO,一博科技、安捷利美维从PCB与板卡切入,光本位科技、烽火通信延伸到高速光电互连,爱德万、季丰电子则从测试验证环节补上设计闭环。AI for EDA方向,诺瓦星云分享了AI进入板级设计和多物理仿真的应用,上海交通大学、浙江大学分享了相关学术成果。

在芯和看来,平台型公司的价值,正在于了解不同伙伴的标准与边界,在不触碰原始数据的前提下,让各方设计能够对接到同一范围之内。更深层的变化,是设计逻辑的反转。“以前是把芯片设计好,给系统来用;现在是先看这套系统能不能工作,然后再看用什么样的设计,选用什么SerDes、IP。”代文亮强调,设计由此从技术驱动转向场景驱动,地面、车载、无人机乃至太空算力,抗辐照、供电、散热的约束各不相同。

芯和的差异化也由此显现。凌峰强调,芯和十几年致力于从系统层面解决问题,传统上是做多物理场仿真、系统和封装,没有涉足数字设计的物理实现、逻辑综合等环节;但AI时代系统重要性凸显,正好赶上技术趋势。代文亮补充,过去半年芯和发布了PCB设计工具、传统封装设计工具以及3DIC先进封装设计工具,“设计和仿真没法断开,它们是紧密耦合的关系”。

因此,芯和将自身定义为“系统原生”的公司,基因不是芯片,而是系统。从芯片、封装、PCB、机柜到服务器,层与层之间相互影响,需要把信号、电、热等链路串起来。这既是STCO的价值,也是系统级EDA的难点——不仅要有工具,还要让模型、数据和多物理仿真贯穿设计过程。

“STCO不是概念,是工程师迫不得已。”代文亮再次强调。对芯和而言,沿着STCO与AI for EDA两条主线,系统级EDA正在拓展国产EDA的价值边界;但要从理念走向大规模工程落地,仍需在计算精度、效率、容量以及产业链数据协同上持续攻关。AI时代没有“单点最优”,这或许正是芯和想在这场系统级竞赛中抢占的位置。

责编: 张轶群
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