電子設計自動化 (EDA)
系統
矽智財 (Silicon IP)
SolvNetPlus
教育與訓練課程
解決類比設計挑戰以驅動數位化世界
日子每過一天，世界就變得更加數位化一點。然而，即使社會擁抱人工智慧(AI)、5G、物聯網(IoT)和自駕車等技術，驅動這些數位應用的晶片架構卻仍然仰賴類比功能的設計創新。
從電源管理和音訊元件到應用在行動通訊、Wi-Fi、藍芽和全球定位系統(GPS)的射頻收發器，現今的系統單晶片(SoC)架構都要求高度先進的類比混合訊號(AMS)設計。
此外，類比記憶體內運算(AIMC)等新興技術正在拓展類比設計所能達到的極限。AIMC整合記憶體和運算功能，以因應人工智慧日益增長的需求，實現AI推論等任務的節能、高吞吐量處理效能。
但類比設計流程本質上與數位設計不同。由於類比設計流程主要依賴人工，因此仍遠遠落後於日益自動化的數位設計流程。縮小這一差距是開發應用於下一代系統和人工智慧基礎設施的半導體的核心挑戰。
那麼，類比設計團隊要如何加快設計迭代速度並因應被壓縮的時程？
這沒有簡單的解決方案。類比訊號的高靈敏度造成設計的複雜性和變異性，需要長時間、運算密集型的模擬，而有缺陷的驗證也經常導致晶片重新設計(re-spins)。隨著類比內容的增加，各種規模的半導體公司都面臨著錯誤和延遲的困擾。
類比設計數位化
幸運的是，現今有越來越多以系統層級為出發點、以數位為核心的創新方法，為類比設計帶來改善與突破。
- 許多類比功能現在納入了數位或可程式設計元件。
- 類比元件可以在數位框架內進行驗證，晶片設計師也可以建立利用共同模擬的混合訊號測試平台 — 這模糊了數位和類比流程之間的界線。
- 先進的電子設計自動化(EDA)解決方案也扮演了關鍵角色，各公司正從內部自行開發的指令碼(script)轉向商業化的類比設計工具。
儘管有這些進展，差距依然存在：類比設計週期平均仍比數位設計慢約2-3倍。業界需要具備數位意識、由人工智慧驅動的類比工具來彌補這一差距，特別是針對 AIMC的設計和模擬。
實現AIMC創新
新思科技在這個領域已成為主要的推動者。我們先進的工具協助類比團隊：
- 簡化基於 AIMC 的 SoC 架構設計。
- 處理類比電路模擬的系統性複雜度。
- 提高生產力並加速開發時程。
基於這些及其他原因，我們最近榮獲Frost & Sullivan頒發的「2025全球先進類比記憶體內運算技術創新領導獎」
Frost & Sullivan 研究經理 Jabez Mendelson 表示：「新思科技已建立一套全面且整合的技術套件，可顯著降低開發類比記憶體內運算系統的門檻，特別是對人工智慧硬體領域的新創公司和創新者而言。」「他們結合人工智慧強化工具、模擬效能和雲端原生交付的獨特組合，展現出技術領導力與以客戶為中心的創新精神。」
我們獨特的方法建立在四大支柱之上：
- 人工智慧驅動的優化。我們的 ASO.ai 解決方案利用機器學習(ML)來自動化類比設計任務 — 從尺寸和佈局最佳化到角點分析 — 並加速傳統上需要專家調校的工作流程。例如，在遷移類比IP時，ASO.ai 可以自動探索數千種尺寸選項並建議最佳參數，顯著減少調校時間。
- GPU 加速模擬。為能縮短 SPICE(集成電路重點模擬程式，一種廣泛用於模擬和分析類比混合訊號電路行為的工具)的運行時間，新思科技 PrimeSim 解決方案利用 GPU 和多核心 CPU。作為業界最快的 GPU 加速 SPICE 模擬器，可協助電路設計師能夠以 SPICE 級的精確度有效處理大型、以前無法解決的佈局後電路，加速運行時間並提升簽核準確性。
GPU 加速的新思科技 PrimeSim在NVIDIA Grace Blackwell平台上，預計可達到30倍的速度提升。而搭載NVIDIA GH200 Grace Hopper超級晶片的 SPICE模擬，則可以實現 15 倍的速度提升，將原本需要進行數天的類比模擬縮短到僅需數個小時即可完成。
NVIDIA CUDA-X和CAE資深總監 Tim Costa 表示：「電路模擬是半導體設計中不可或缺的一環，且是運算密集型的工作負載。」「以NVIDIA CUDA-X 加速的新思科技 PrimeSim，將開啟新一代處理器的設計創新，推動人工智慧產業革命。」
- 統一開放的平台。透過提供一個統一且開放的晶片設計平台，讓客戶能夠將我們的類比工具與他們的數位流程整合，以實現無縫的SoC設計體驗。所有業界領先的晶圓代工廠，包括台積電、格羅方德、三星和英特爾晶圓代工的製程設計套件(PDK)皆獲得全面支援，涵蓋28奈米(nm)及更先進的製程。
- 雲端支援。Frost & Sullivan在其獲獎引文中強調新思雲的優點，尤其對新創公司和精簡的工程團隊而言更是顯著；可透過瀏覽器存取新思科技完整的EDA解決方案、運算和儲存的基礎架構和預先配置的設計流程，並採用彈性的按每次使用量付費授權模式，讓設計流程週期能夠從數週大幅縮短到在數小時即可啟動。
突破性的生產力提升
我們差異化的解決方案有助於解決特定的類比設計挑戰，並可顯著提升生產力。我們的客戶已實現：
- 使用新思科技 ASO.ai 在類比密集型專案中達到 25-100 倍的生產力提升。
- 使用新思科技 PrimeSim GPU 進行佈局後記憶體時序分析速度提升 5 倍。
- 遷移到新思科技 PrimeSim XA 後，整體運行時間增加 12 倍。
- 使用新思科技 PrimeLib 中的機器學習(ML)，特性分析速度提升 15 倍，通過率提高 77%。
三星電子晶圓代工設計技術團隊副總裁兼負責人Hyung-Ock Kim 表示：「隨著先進製程節點的設計複雜性不斷提升，我們與新思科技的合作在協助客戶克服這些挑戰方面扮演了關鍵角色。」「透過結合三星晶圓代工廠最先進的技術與新思科技的人工智慧驅動電路優化以及GPU加速工具，如新思科技 ASO.ai 和 PrimeSim ，我們正在提供突破性的效能和效率，加速下一代半導體設計的上市時間。」
類比技術在下一代運算系統中將繼續扮演關鍵角色，而提供精確、高效且可擴展的 AMS 設計的壓力也空前高漲。藉由將人工智慧和高效能運算引擎導入到新思科技電路模擬解決方案，並提供雲端服務，新思科技將繼續提供類比團隊所需的工具，以加速他們的設計和驗證流程。