芯片与半导体

半导体设计中的错误分析自动化:人工智能如何应对日益增长的设计复杂性?

本文探讨了半导体工程师在芯片复杂性增加时所面临的巨大调试挑战,并解释了基于代理的人工智能系统(多代理系统)如何将错误分类过程从繁琐的手动任务转变为完全自动化的工作流程。

2026-10-29
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certi.news Editorial Team
半导体设计中的错误分析自动化:人工智能如何应对日益增长的设计复杂性?

随着半导体设计规模和复杂性的增长,调试过程已成为阻碍创新速度的日益严重的障碍。技术评估显示,调试过程消耗了验证总工作量的约 44%。随着现代设计达到数百万个逻辑门,传统方法已无法跟上这种复杂性。

调试挑战:难度轴与数量轴

调试过程的难度在两个基本轴线上扩展,需要根本性的解决方案:

  • 错误难度(Bug Difficulty):某些错误需要跨越多个设计层级、长序列时间线以及组件间复杂交互进行深度追踪,这使得确定根本原因成为一项艰巨的任务。
  • 错误数量(Bug Quantity):在回归测试过程中,可能会同时出现数百个故障。这些故障可能由不同的错误引起,也可能全部源于同一个根本原因,这让工程师在确定优先级时感到困惑。

人工智能在根本原因分析(RCA)中的方法

“ChipAgents RCA”方法不再将调试视为回答简单问题的过程,而是将其视为一个“搜索问题”。系统会探索最可能的路径,测试不同的假设,然后对解释进行排序并向工程师提供置信度评分,从而有助于缩短查找复杂错误的时间。

通过智能分类提高流程效率

最大的问题在于“回归测试分类”(Regression Triage);运行每个失败的模拟并为其生成完整数据(波形)在时间和计算能力方面成本极高。为了解决这一困境,新方法依赖于两种策略:

第一:智能分组(Intelligent Binning):超越传统的模式匹配,将具有相同根本原因的故障归为一组,即使它们表现出的错误日志不同。

第二:见证选择(Witness Selection):确定能够解释故障的最少模拟次数,并仅在启用数据生成(波形转储)功能的情况下重新运行它们,从而显著减少计算浪费。

对工程师而言,实际发生了什么变化?

最终目标是将工程师的角色从“开始错误分类过程”转变为“审查分类结果”。工程师无需花费数小时进行手动搜索,系统将执行一个自动化工作周期,包括:测试 ← 智能分组 ← 见证选择 ← 重新运行模拟 ← 根本原因分析 ← 建议修复 ← 验证 ← 最终测试。

当工程师回来审查结果时,系统可能已经解决了部分错误,或者提供了准确的报告,说明了哪些问题已修复,哪些仍需要人工干预。

准确性与经济成本之间的平衡

这些系统依赖“多代理系统”通过并行探索来提高准确性。然而,挑战仍然在于保持成本效率(Token 和成本效率)。实验表明,使用与传统单代理系统相当的成本即可实现领先的性能,这使得自动化在大型半导体开发环境中具有商业可持续性。

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Semiconductor Engineering
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