突破可信度：⭐⭐⭐⭐⭐

你有沒有想過，未來的芯片設計可能完全由AI來完成？更不可思議的是，這些AI設計的芯片可能如此複雜，以至於連我們人類可能都搞不清楚它們是怎麼工作的！美國普林斯頓工程學院和印度理工學院12月30日發表在《自然-通訊》雜誌上的研究，可能會徹底改變無線芯片設計的遊戲規則。

芯片設計的難度和高昂成本

要理解這個突破，我們得先了解傳統芯片設計是多麼艱難。無線芯片，比如我們用來打電話、上網，甚至自動駕駛的芯片，是高科技產品的心臟。設計這些芯片是一個極其複雜的過程。想象一下，數十萬個電路元件必須精確地組合在一起，才能讓信號按預定的方式流動，從而確保我們的手機能夠接收到清晰的信號，自動駕駛的車子能夠毫無問題地行駛。

但傳統方法需要花費數週甚至數月的時間，設計費用高得讓人咋舌。

AI：從幾個月到幾小時

那麼，AI怎麼能改變這一切呢？簡單來說，AI不僅加速了這一過程，還能通過智能算法，設計出人類設計師都無法理解的芯片結構——這些結構不僅更加高效，而且性能更強，甚至在某些情況下，AI設計的芯片超出了傳統設計方式的能力範圍。

美印兩國團隊的研究人員就利用AI，成功將芯片設計的時間從幾周縮短到幾小時。AI通過學習大量的設計數據，能夠在幾分鐘內生成電磁結構，並把這些結構與電路完美結合。這意味着，芯片的設計不僅更迅速，而且成本大幅降低。

不按常理出牌的AI設計

看到這裏，你可能會問，AI設計的芯片究竟是什麼樣的呢？實際上，AI往往會生成一些非常複雜、甚至看起來有些“亂”的電路圖案。這些設計從人類角度來看，可能顯得不太合邏輯，但它們卻能實現超乎想象的性能。

比如，一些AI設計的電路結構，外觀看起來像是隨意拼湊的圖案，但它們在實際工作時，卻能以比傳統設計更高效的方式傳輸信號，甚至覆蓋更廣泛的頻率範圍。研究人員說，這些設計太複雜，以至於人類很難理解它們是怎麼做到的，但它們卻能跑得更快。

AI幫忙，設計師有更多時間創新

那人類設計師在AI的幫助下還能做什麼呢？其實，AI並不是爲了取代設計師，而是來增強他們的工作效率。AI負責處理大量繁瑣且重複的任務，讓設計師可以將更多精力放在創新和決策上。

AI設計出來的電路和結構，可能存在一些不完美的地方，比如它們可能會“幻想”出一些當前技術無法實現的元素。爲了確保設計的可行性，仍然需要人類設計師進行調整和優化。因此，AI和人類的合作將是未來芯片設計的最佳模式。

突破性性能：走向無線芯片新紀元

隨着AI設計的不斷深入，研究人員已經成功地使用AI設計出了可以實現更高效能的無線芯片。這些芯片不僅能更加節能，還能在一些傳統技術無法觸及的超寬頻段上運行。換句話說，AI爲無線芯片開闢了一個全新的“設計空間”，讓我們能實現以前無法想象的功能。

未來，隨着這項技術的不斷髮展，AI將不僅僅是幫助設計單個芯片，它甚至有可能幫助設計整個無線通信系統，徹底顛覆現有的設計理念。像自動駕駛、5G網絡、甚至衛星通信等技術，可能都會因此迎來革命性的進展。

鑑於這項研究發表在《自然》子刊上，給予其突破可信度爲5星。

參考文獻：

“Deep-learning enabled generalized inverse design of multi-port radio-frequency and sub-terahertz passives and integrated circuits” by Emir Ali Karahan, Zheng Liu, Aggraj Gupta, Zijian Shao, Jonathan Zhou, Uday Khankhoje and Kaushik Sengupta, 30 December 2024, Nature Communications.DOI: 10.1038/s41467-024-54178-1