AI przyspiesza rozwój zaawansowanych układów scalonych

Nowatorskie podejście do projektowania mikrochipów wykorzystuje sztuczną inteligencję, co pozwala skrócić czas i obniżyć koszty, a nawet odkrywać nowe ich funkcjonalności.

Naukowcy z Princeton Engineering oraz Indian Institute of Technology opracowali przełomową metodę projektowania zaawansowanych chipów radiowych (modemów), które zarządzają sygnałami w najnowocześniejszych technologiach bezprzewodowych. Według publikacji z 30 grudnia 2024 roku w czasopiśmie Nature Communications, zastosowanie sztucznej inteligencji pozwala na stworzenie skomplikowanych struktur elektromagnetycznych oraz odpowiadających im układów w zaledwie kilka godzin, podczas gdy tradycyjne metody wymagały tygodni intensywnej pracy wyspecjalizowanych inżynierów.

W procesie projektowania algorytm AI tworzy niestandardowe wzory, które – choć często nieintuicyjne dla ludzkiego oka – dają znaczne ulepszenia w porównaniu z klasycznymi rozwiązaniami. Profesor Kaushik Sengupta, lider zespołu badawczego, podkreśla:

„Powstają struktury, które wyglądają na przypadkowe, jednak gdy są połączone z obwodami, osiągają niespotykaną dotąd wydajność. Człowiek nie jest w stanie ich intuicyjnie zaprojektować, ale efekty są niezaprzeczalne”.

Profesor Kaushik Sengupta, po lewej, i pierwszy autor Emir Ali Karahan, absolwent inżynierii elektrycznej i komputerowej. Zdjęcia Tori Repp/Fotobuddy/Princeton University

Nowa metoda umożliwia projektowanie obwodów o znacznie większej efektywności energetycznej oraz zdolności pracy w szerokim zakresie częstotliwości – co jest kluczowe dla aplikacji w komunikacji bezprzewodowej, autonomicznym prowadzeniu pojazdów, systemach radarowych czy technologii rozpoznawania gestów. Co więcej, AI jest w stanie skłądać struktury, które do niedawna były poza zasięgiem tradycyjnych algorytmów, a niektóre rozwiązania są wręcz niemożliwe do osiągnięcia przy użyciu obecnych technik.

Według współautora badań, profesora Uday Khankhoje z IIT Madras, technika ta nie tylko zwiększa efektywność symulacji elektromagnetycznych, ale także otwiera nowe możliwości eksploracji przestrzeni projektowej, pozwalając na opracowywanie urządzeń o znakomitych parametrach.

Chociaż AI generuje przełomowe, a momentami dziwaczne projekty, eksperci muszą kontrolować wyniki. Jak zauważa Sengupta, system ten nie ma na celu zastąpienia projektantów, lecz ma służyć jako narzędzie zwiększające ich produktywność, umożliwiając przeniesienie bardziej rutynowych zadań na maszyny.

W perspektywie dalszych badań zespół planuje rozszerzyć zastosowanie AI na projektowanie całych chipów bezprzewodowych, integrując kolejne struktury i systemy. Prace te mogą znacząco przyspieszyć rozwój technologii komunikacyjnych, otwierając nowy rozdział w projektowaniu mikroelektroniki, gdzie ludzkie umysły i maszyny wspólnie kształtują przyszłość.