當(dāng)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)邁入算力競爭的深水區(qū)，芯片設(shè)計(jì)的復(fù)雜度與迭代速度正持續(xù)突破極限。作為產(chǎn)業(yè)基石的 EDA（電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化）工具，面臨著前所未有的挑戰(zhàn)。而 AI 技術(shù)的崛起，正以顛覆性力量重塑 EDA 行業(yè)的發(fā)展邏輯——從工具輔助邁向智能驅(qū)動(dòng)，從單點(diǎn)優(yōu)化演進(jìn)至多智能體協(xié)同的自主化設(shè)計(jì)。AI 不僅致力于破解芯片設(shè)計(jì)中生產(chǎn)力與 PPA（性能、功耗、面積）的平衡難題，更推動(dòng) EDA 行業(yè)在 40 年技術(shù)演進(jìn)后迎來質(zhì)的飛躍。

在日前于成都舉行的 ICCAD-Expo 2025 上，Cadence 數(shù)字與簽核事業(yè)部資深產(chǎn)品總監(jiān)潘安發(fā)表了題為“驅(qū)動(dòng) EDA 未來的代理式 AI：芯片設(shè)計(jì)卓越新時(shí)代”的演講，全面闡述了 EDA 工具四十年的演進(jìn)歷程，并分享了 Cadence 如何通過代理式人工智能（Agentic AI）引領(lǐng)芯片設(shè)計(jì)邁向更高級(jí)別的自動(dòng)化。Cadence 系統(tǒng)仿真資深產(chǎn)品經(jīng)理吳磊則在技術(shù)論壇上，針對(duì)當(dāng)前車輛 EMC/EMI 仿真面臨的挑戰(zhàn)及其創(chuàng)新解決方案進(jìn)行了深入探討。

Agentic AI 引領(lǐng)芯片設(shè)計(jì)進(jìn)入自主新時(shí)代

當(dāng) ChatGPT 引發(fā)的大模型浪潮席卷千行百業(yè)，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)也迎來了其智能化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。在算力需求爆發(fā)與設(shè)計(jì)復(fù)雜度飆升的雙重壓力下，傳統(tǒng) EDA 設(shè)計(jì)方法已難以滿足日益增長的高效、高質(zhì)設(shè)計(jì)需求。在這一背景下，人工智能正從“輔助工具”逐步演變?yōu)椤昂诵尿?qū)動(dòng)力”，推動(dòng)芯片設(shè)計(jì)范式發(fā)生根本性變革。

回顧 EDA 行業(yè) 40 年的演進(jìn)歷程，潘安強(qiáng)調(diào)，行業(yè)始終以設(shè)計(jì)抽象化為核心路徑提升研發(fā)效率。從最初的晶體管級(jí)手動(dòng)布局，逐步演進(jìn)至自動(dòng)化單元布局布線、RTL 綜合，再到如今的高級(jí)別設(shè)計(jì)階段，每一次技術(shù)躍遷都帶來了芯片設(shè)計(jì)生產(chǎn)力的飛躍，這一過程始終圍繞著提升設(shè)計(jì)抽象層次和優(yōu)化仿真算法兩條主線展開，而如今人工智能已成為推動(dòng)行業(yè)進(jìn)入下一個(gè)發(fā)展階段的關(guān)鍵力量，Agentic AI 技術(shù)的崛起正成為 EDA 行業(yè)發(fā)展的全新引擎。

行業(yè)數(shù)據(jù)印證了這一趨勢(shì)。潘安展示的研究數(shù)據(jù)顯示，2020 年，AI 在先進(jìn)芯片設(shè)計(jì)中的作用尚微乎其微；而如今，約一半的先進(jìn)芯片已借助 AI 進(jìn)行設(shè)計(jì)。隨著 Agentic AI 在行業(yè)的加速落地，預(yù)計(jì)到 2028 年，超過 90% 的先進(jìn)芯片設(shè)計(jì)都將離不開 AI 的加持。

他強(qiáng)調(diào)，代理式 AI 的興起將進(jìn)一步釋放設(shè)計(jì)潛力，不僅能夠提升芯片設(shè)計(jì)效率與質(zhì)量，還將顯著縮短產(chǎn)品上市時(shí)間。AI 已不再僅僅是工具，而是正在成為能夠執(zhí)行復(fù)雜任務(wù)、協(xié)同多個(gè)子系統(tǒng)的“設(shè)計(jì)伙伴”，推動(dòng)設(shè)計(jì)流程向著自主化方向穩(wěn)步邁進(jìn)。

支撐 Agentic AI 落地的，是兩大積極趨勢(shì)。首先是 AI 模型“多快好省”的發(fā)展。從 GPT-3 到 GPT-4，模型性能實(shí)現(xiàn)質(zhì)的飛躍，部分模型得分已超越人類專家。更關(guān)鍵的是，模型在性能提升的同時(shí)，參數(shù)規(guī)模和硬件成本也在優(yōu)化。潘安以 Llama Nemotron 49B 模型為例，指出其開啟推理功能后，在復(fù)雜問題回答和專業(yè)代碼生成的任務(wù)中出錯(cuò)率降低逾半，滿分完成率提升數(shù)倍，證明優(yōu)化后的小模型同樣能勝任專業(yè)推理。

其次是新型智能體互聯(lián)協(xié)議的涌現(xiàn)。單個(gè)智能體再強(qiáng)大，也難以獨(dú)立完成復(fù)雜芯片設(shè)計(jì)。而通過模型上下文協(xié)議（MCP）、A2A 協(xié)議等標(biāo)準(zhǔn)，可以實(shí)現(xiàn)不同工具、平臺(tái)甚至用戶自有智能體之間的“插拔式”協(xié)作，構(gòu)建起復(fù)雜的智能體工作流。

EDA 技術(shù)架構(gòu)的全面升級(jí)適時(shí)地?fù)肀Я俗兏铩Ｅ税苍敿?xì)闡釋了 Cadence 如何將傳統(tǒng) EDA 核心技術(shù)與最新 AI 成果深度融合，這種能力在 Cadence 推出的統(tǒng)一 AI 平臺(tái)——JedAI 上得到了集中體現(xiàn)。該平臺(tái)作為數(shù)據(jù)和 AI 的統(tǒng)一框架，能夠攝取、分析并迭代來自數(shù)字、模擬、驗(yàn)證、PCB/3D-IC 及多物理場等各平臺(tái)工具的數(shù)據(jù)。它支持多種主流大模型和協(xié)議，可根據(jù)客戶需求靈活配置，實(shí)現(xiàn)了從“一刀切”到“量體裁衣”的轉(zhuǎn)變。通過 JedAI，用戶可以構(gòu)建基于智能體的工作流，使用標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議連接多個(gè)產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜任務(wù)的自動(dòng)化管理。

例如，基于互聯(lián)的智能體生態(tài)系統(tǒng)協(xié)議，Cadence 打造了涵蓋物理設(shè)計(jì)智能體、布局規(guī)劃智能體、 SDC 智能體、形式驗(yàn)證智能體等在內(nèi)的全流程數(shù)字設(shè)計(jì)解決方案，實(shí)現(xiàn)了 Innovus、Tempus、Jasper、Xcelium 等核心工具的無縫協(xié)同，為客戶提供端到端的智能設(shè)計(jì)服務(wù)。

在 EDA 自主設(shè)計(jì)演進(jìn)路徑上，Cadence 為行業(yè)描繪了一條清晰的演進(jìn)路徑：從優(yōu)化 AI、對(duì)話式 LLM，經(jīng)復(fù)雜推理、智能體工作流，最終實(shí)現(xiàn)完全自主設(shè)計(jì)。目前，行業(yè)正處于從 Level 2 向 Level 3 過渡的關(guān)鍵階段，部分領(lǐng)先客戶已開始體驗(yàn) Level 4 能力。潘安強(qiáng)調(diào)，Cadence 的目標(biāo)直指 L5 的全流程自動(dòng)化。

在實(shí)踐層面，優(yōu)化 AI 是 Cadence 過去五到十年一直在部署，并已經(jīng)涵蓋了數(shù)字設(shè)計(jì)領(lǐng)域的 Cerebrus、數(shù)字驗(yàn)證領(lǐng)域的 VERISIUM，以及 Virtuoso、Optimality 等等。同時(shí) Cadence 已將 AI 代理能力落地于多個(gè)設(shè)計(jì)場景。例如，Allegro X 支持通過自然語言直接生成 SKILL 代碼；VS Code 擴(kuò)展能夠自動(dòng)生成 SVA 斷言與輔助驗(yàn)證代碼，進(jìn)一步通過與 Jasper 的交互以幫助迭代；而今年推出的 Cerebrus AI Studio 更成為業(yè)界首個(gè)達(dá)到代理式 AI 第四級(jí)的物理設(shè)計(jì)系統(tǒng)，具備多智能體協(xié)同完成從規(guī)劃、布局到時(shí)序收斂的全流程能力。

演講最后，潘安表示，完全自主設(shè)計(jì)不是一蹴而就的，而是一個(gè)漸進(jìn)式的成熟過程。他堅(jiān)信 AI 不會(huì)取代芯片設(shè)計(jì)工程師。原因在于，首先，在很長一段時(shí)間內(nèi)，行業(yè)仍需持續(xù)投入夯實(shí)核心 EDA 算法，這是高級(jí)別自動(dòng)化的基礎(chǔ)；其次，EDA 的初衷永遠(yuǎn)是輔助客戶，以更短時(shí)間、更低成本設(shè)計(jì)出性能更優(yōu)的芯片，這將改變工程師的工作方式，而非取代他們。

隨著 Agentic AI 技術(shù)的持續(xù)演進(jìn)與落地，Cadence 將持續(xù)推動(dòng)芯片設(shè)計(jì)向更高效率、更高質(zhì)量、更低成本的方向發(fā)展，引領(lǐng)行業(yè)邁入自主設(shè)計(jì)的全新紀(jì)元，為全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展注入強(qiáng)勁動(dòng)力。

汽車智能化催生電磁仿真新挑戰(zhàn)

在 EDA 與 IC 設(shè)計(jì)服務(wù)技術(shù)論壇上，Cadence 系統(tǒng)仿真資深產(chǎn)品經(jīng)理吳磊，以《基于 ANSA 與 Clarity 3D Solver 的整車電磁仿真》為題，系統(tǒng)介紹了當(dāng)前車輛 EMC/EMI 仿真面臨的挑戰(zhàn)及其創(chuàng)新解決方案。

隨著汽車智能化、網(wǎng)聯(lián)化水平的持續(xù)提升，整車電磁環(huán)境日趨復(fù)雜。從駕駛艙的影音娛樂、手勢(shì)控制，到 L2/L3 級(jí)自動(dòng)駕駛的雷達(dá)圖像處理、碰撞預(yù)警，再到 5G、Wi-Fi 等多元連接技術(shù)，以及電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、底盤電子控制等核心部件，使得車身電磁環(huán)境愈加錯(cuò)綜復(fù)雜，EMC/EMI 合規(guī)成為汽車研發(fā)的關(guān)鍵訴求，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)遵循 ISO11451 及 GB/T 33012 規(guī)范。吳磊指出，新一代車輛的電子設(shè)備數(shù)量顯著增加，電子設(shè)備之間的干擾及抗干擾問題日益凸顯。同時(shí)，面對(duì)縮短開發(fā)周期的挑戰(zhàn)，需要仿真工具來指導(dǎo)設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)早期識(shí)別風(fēng)險(xiǎn)，消除隱患，或者在測試中采用仿真與實(shí)測相結(jié)合的方式處理電磁兼容性問題。

然而，傳統(tǒng)仿真方法在幾何處理、計(jì)算資源與精度控制方面存在瓶頸，整車級(jí) EMC/EMI 仿真面臨四大挑戰(zhàn)：

首先是臟幾何問題。電磁仿真輸入通常來自車身幾何模型，但因應(yīng)用領(lǐng)域不同，幾何模型常存在公差、穿透等缺陷，導(dǎo)致網(wǎng)格生成失敗。

其次是大尺寸問題。整車結(jié)構(gòu)尺寸約為 5×2×2 米，含天線時(shí)可達(dá) 8×3×3 米。以 1GHz 頻率（波長約 0.33 米）為例，整車電尺寸巨大，對(duì)計(jì)算資源要求極高，易因內(nèi)存不足導(dǎo)致仿真失敗。

此外，復(fù)雜細(xì)節(jié)處理也構(gòu)成挑戰(zhàn)。大尺寸結(jié)構(gòu)包含豐富內(nèi)部細(xì)節(jié)，網(wǎng)格劃分需兼顧整體與局部，平衡精度與效率。

最后是散射問題，需考慮物體間相互影響以準(zhǔn)確計(jì)算場分布。

與電子行業(yè)相比，汽車仿真流程雖同樣分為前處理、求解和后處理，但通常采用多工具組合，且分工不同：建模團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)前處理，仿真團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)電磁求解。這種分工加劇了仿真難度，常導(dǎo)致三大可用性問題：幾何修復(fù)與仿真工具間多次迭代耗時(shí)過長；計(jì)算資源不足導(dǎo)致失??；為簡化模型而犧牲精度，使結(jié)果不可靠。

在此背景下，Cadence 公司推出的 Clarity3D Solver 作為新一代電磁仿真平臺(tái)，展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢(shì)。該平臺(tái)基于真實(shí)的 3D 有限元法求解麥克斯韋方程，具備彈性計(jì)算架構(gòu)與自動(dòng)分區(qū)能力，支持近乎無限的擴(kuò)展性與分布式并行計(jì)算，能夠在保持高精度的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)近線性加速，顯著提升仿真效率。

吳磊通過仿真流程演示，介紹了 Clarity3D Solver 通過軟硬件協(xié)同創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)的三大突破：

一是高效幾何預(yù)處理。ANSA 提供自動(dòng)化幾何清理、穿透修復(fù)、搭接處理等功能，將繁瑣的 CAD 模型優(yōu)化流程標(biāo)準(zhǔn)化，大幅降低時(shí)間成本，輸出高質(zhì)量中面模型，專為整車 EMC/EMI 仿真定制。

二是超強(qiáng)求解器性能。Clarity 3D Solver 基于真 3D 有限元法求解麥克斯韋方程，具備彈性計(jì)算架構(gòu)與自動(dòng)分區(qū)能力，支持分布式并行計(jì)算，實(shí)現(xiàn)近乎線性的擴(kuò)展性。在保持測試設(shè)備級(jí)精度（誤差<0.02）的同時(shí)，仿真速度提升 10 倍，可輕松處理千萬級(jí)網(wǎng)格的整車模型。

三是雙界面靈活適配。Clarity 3D Layout 提供 2D 界面，適配 PCB 與封裝等層狀結(jié)構(gòu)；Clarity 3D Workbench 則為 3D 界面，支持任意三維結(jié)構(gòu)創(chuàng)建與編輯。兩者共享同一求解內(nèi)核，兼顧專業(yè)性與靈活性。

在仿真流程方面，ANSA 作為前處理工具，負(fù)責(zé)中面模型的生成、幾何清理與網(wǎng)格劃分，并輸出“.aem”文件供 Clarity 調(diào)用。Clarity 則在此基礎(chǔ)上完成邊界條件設(shè)定、材料賦值、參數(shù)設(shè)置、網(wǎng)格優(yōu)化與求解計(jì)算，其內(nèi)置的 Mesh Issue Locator 功能可有效定位網(wǎng)格錯(cuò)誤，提升仿真成功率。通過 ANSA 與 Clarity 的深度融合，工程師能夠在統(tǒng)一平臺(tái)中完成從模型準(zhǔn)備到結(jié)果可視化的全流程操作，大幅縮短設(shè)計(jì)周期，提升工程效率。

最后，吳磊在總結(jié)中強(qiáng)調(diào)，Clarity 3D Solver 在性能、容量與精度方面實(shí)現(xiàn)了“前所未有的突破”，結(jié)合 ANSA 強(qiáng)大的前處理能力，為整車級(jí) EMC/EMI 仿真提供了可靠、高效且易于使用的完整解決方案，為汽車行業(yè)應(yīng)對(duì)智能化帶來的電磁挑戰(zhàn)提供了有力支撐。未來，Cadence 將持續(xù)深耕電磁仿真技術(shù)，助力汽車企業(yè)提升研發(fā)效率與產(chǎn)品合規(guī)性，推動(dòng)智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。