AI给「缺芯」支招

造成芯片短缺的原因很复杂，而制造产能在分布上的失衡，是其中的重要一环。由于全世界始终密切关注「高端制造节点」，因此历史积累丰富、但相对不太起眼的12纳米与16纳米等「中端节点」处于过剩状态，而已经被时代淘汰、技术水平更低的传统芯片制造节点，则基本游离于公众视野之外。目前，苹果、英特尔、高通和英伟达都在推动高端芯片生产建设，但美国商务部表示，目前全球晶圆厂年总产能的8%-10%（对应2000万到2500万块晶圆）长期处于闲置状态。如果能把这些陈旧芯片，代工设施升级为新的可用产能，会不会成为攻克芯片短缺难题的关键？没准有戏。

 产能与需求的再平衡  

英特尔公司CEO帕特·基辛格最近提到，“正是由于工艺节点难以高效且快速地完成转换，所以相当一部分芯片产能始终得不到有效利用。用‘旧节点’肯定造不出‘新芯片’，因此要想缓解供应难题，我们必须探索出一条实现节点转换与升级的设计路线。”

然而，这种节点转化、或者说“重新定位”的计划看似美好，在实际操作上却问题多多。当前，工程技术资源已经非常稀缺，有限的人力忙于设计新的芯片，帮助企业拉升未来收入与利润空间。况且，重新定位工作并不比设计新款芯片简单多少，谁愿意接这种费力不讨好的任务呢？答案可能是AI——这项技术有望以经济实惠的方式，快速更新芯片制造设施，在同样的生产线上，制造性能更强、功耗更低的芯片产品。多年驻扎AI芯片设计领域的厂商Synopsys公司正在跃跃欲试。

 芯片重制  

Synopsys将这项计划命名为「芯片重制」，基本思路是：使用AI算法，自动针对不同节点重新设计芯片，把以往需要数月甚至数年的工作，压缩到短短几周，进而帮助客户节约下数亿美元研发成本。

Synopsys公司联合创始人兼联席CEO Aart de Geuss在年度ISSCC大会的主题演讲中讨论了这种可能性，并表示这种方式有望带来额外的2500万片晶圆产能——相当于目前全球一年的晶圆代工产量，从而在相对较短的时间内快速缓解供应压力。 Aart de Geus博士强调，“在五年内，全球芯片供应链将发生重大转变。而在这一波提高产能的努力中，我们相信芯片重制技术将成为关键。”

「芯片重制」在流程上可以理解为修复旧的音频资料。工程师们可以利用新的音频技术处理旧录音，进而创造出音质更高的全新版本。此外，他们还能够添加新的音轨，例如背景乐，由此二次制作出新产品。整个过程的成本，只相当于重新录制的一小部分。太阳马戏团的《Love》配乐就是个典型案例，而同样的思路，也完全可以在芯片领域发挥作用。只需要引入新的制程节点，我们就能在旧的设施中解锁新产能，并做出进一步优化。

从现实成果来看，芯片重制确实带来了不错的解决方案，具体参见下图。可以看到，新的芯片拥有「更高性能」、「更小的表面积」与「更低的运行功耗」。更重要的是，整个重制流程只需要几个礼拜外加一名工程师，这就告别了以往动辄长达数月、要求一组设计师团队参与的复杂规划。这种便捷的升级方法，应该能够吸引英特尔等厂商将旧有芯片生产线转化至Intel 16等中端产能。

图：芯片重制，将陈旧设备升级为新的工艺节点，并用AI技术降低芯片功耗、提高芯片主频。

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