Lam Research AI研究 加速芯片创新和降低芯片研发成本

科林研发突破性研究证明人机协作模式可加速芯片创新和降低50%研发成本。科林研发

在一项最新的研究中，Lam Research科林研发检验人工智能（AI）应用于芯片制程开发中的潜力，这是现今一项以人工为主的步骤，对于世界上先进半导体的量产甚为重要。专家表示，半导体市场规模将于2030 年达到1万亿美元，最近发表在Nature杂志上的这项研究，为该产业面临的两个巨大挑战定义了新的机会：降低开发成本和加速创新步伐，以满足下时代芯片日益成长的需求。该研究发现，与今天的方法相比，人先机后（human first–computer last）的方法可以加快实现制程工程的目标，而且成本只有一半。

科林研发总裁暨CEOTim Archer表示，我们需要在创新方面采取新的方法，使产业能够快速扩展，以满足数据驱动的世界对下时代芯片不断变化的需求。科林研发在Nature杂志上发表的研究中，强调优秀工程师和机器在半导体制程上可进行更深入的合作，这对客户和整个产业来说，可一举改写既有的游戏规则。

下时代芯片的复杂性不断提高，将持续推动制程开发变得更具挑战性、更加昂贵。为了寻求一种更有效的方法，科林研发的研究人员在研究中让优秀的制程工程师与采用AI的电脑演算法进行了正面交锋。

为了制造每个设计好的芯片或晶体管，经验丰富和技术娴熟的工程师必须先建立一个特别的制程配方，概述每个制程步骤所需的具体参数和排列组合。在芯片上建构这些纳米级的元件需要经过数百个步骤。制程步骤通常包括多次性地将薄膜材料沉积在芯片上，并以原子级精密度蚀刻掉多余的材料。

目前，半导体开发的这一重要阶段，是由人类工程师运用他们的直觉和「反覆实验」来完成。由于每个制程配方对芯片设计来说都是独一无二的，而且有超过 100 万亿个可能的选项需要考虑，因此制程开发是费力、费时又费财的 – 进而延长了突破下一个技术所需的时间。

在科林研发的研究中，机器和人类参与者竞相以最低的成本创造一个有目标性的制程开发配方，权衡与测试批次、量测和间接成本费用相关的各种因素。该研究得出的结论是，虽然人类在解决具有挑战性和突破性的问题方面表现出色，但「人先机后」的混合策略可以帮助解决制程开发的繁琐问题，并最终加速制程创新。

「尽管每一块芯片的生产都很关键，但几十年来，仰赖电浆物理学的制程，依然植基于Thomas Edison所使用的科学方法：反覆测试。」科林研发执行副总裁及创新生态系统策略顾问，亦是本研究的共同作者Rick Gottscho提到，「研究表明，虽然工程人才对创新仍然至关重要，但在正确的阶段整合AI以及使用正确的数据数据，制程的成本可以减少50%。该研究提供了一个规范性的方法，将以人为主导的工程技术与数据科学和机器所提出的最佳方案相互整合，从而创出比单独使用任何一种方式都表现更好的组合。如果得以实现，这种混合方法可以为产业节省大量的资金和制程时间。」

透过使用「人先机后」的方法，将专业知识与AI相结合，使工程师在制程开发的繁琐环节中跳脱出来，让他们能够专注于创新领域，探索因资源或成本限制，而无法实现的创新。科林研发的技术管理总监、研究论文的主要作者和前制程工程师Keren Kanarik表示，虽然 AI 在芯片制程中的应用仍处于起步阶段，在可预见的未来，人类的专业知识和领域知识仍是必须的。这些结果将为我们指引出一条从根本上改变芯片制程开发的道路。