Cadence đưa AI vào thiết kế PCB, hướng tới rút ngắn thời gian phát triển sản phẩm

Cadence (Nasdaq: CDNS) vừa công bố AuraStack™ AI Super Agent trên nền tảng Cadence® Allegro® AI Studio, được giới thiệu là nền tảng Agentic AI đầu tiên trên thế giới dành cho thiết kế bảng mạch in (PCB) và đóng gói tiên tiến. Giải pháp hướng đến việc kết nối các công đoạn từ lập kế hoạch hệ thống đến hoàn thiện sản phẩm trong một môi trường thiết kế tích hợp trí tuệ nhân tạo (AI).

Thay vì chỉ hỗ trợ một tác vụ riêng lẻ, AuraStack điều phối các tác nhân AI chuyên biệt theo từng lĩnh vực để thực hiện lập kế hoạch, triển khai thiết kế và phân tích đa vật lý. Nền tảng được hỗ trợ bởi NVIDIA Blackwell và NVIDIA CUDA-X, hướng đến rút ngắn chu kỳ thiết kế hệ thống và đưa sản phẩm đến giai đoạn sản xuất nhanh hơn.

Theo Cadence, AuraStack có thể giúp rút ngắn thời gian đưa sản phẩm ra thị trường tới hai lần, tăng năng suất 15 lần và cải thiện chất lượng thiết kế thông qua phân tích đa vật lý. Đây là những mục tiêu đáng chú ý đối với các đội ngũ kỹ thuật phải xử lý đồng thời nhiều yêu cầu về hiệu năng, độ tin cậy và khả năng sản xuất. Tuy nhiên, hiệu quả thực tế còn phụ thuộc vào đặc điểm từng dự án và cách doanh nghiệp triển khai giải pháp.

Điểm đáng chú ý của AuraStack nằm ở khả năng phối hợp nhiều công đoạn vốn đòi hỏi các nhóm kỹ thuật chuyên biệt. Nền tảng hỗ trợ lập kế hoạch hệ thống, quản lý ràng buộc, xác định cấu trúc vật lý, tạo và tái sử dụng tài sản sở hữu trí tuệ (IP), bố trí và định tuyến, thiết kế hướng đến khả năng sản xuất, cùng phân tích đa vật lý.

Được xây dựng trên cùng kiến trúc với ChipStack AI Super Agent của Cadence, AuraStack kết hợp Agentic AI với các công cụ mô phỏng và tối ưu hóa dựa trên nguyên lý kỹ thuật. Nền tảng cũng sử dụng mô hình nhận thức về ý đồ thiết kế để tự động hóa và điều phối các bước khám phá, hiện thực hóa và signoff - giai đoạn xác nhận thiết kế đáp ứng những yêu cầu kỹ thuật trước khi chuyển sang bước tiếp theo.

Cách tiếp cận này không chỉ nhằm giảm thao tác thủ công. Trong thiết kế điện tử, một thay đổi về cấu trúc vật lý có thể kéo theo những điều chỉnh liên quan đến tín hiệu, nguồn điện, nhiệt độ hoặc độ bền cơ học. Nếu các yếu tố ấy được đánh giá riêng rẽ hoặc quá muộn, nhóm kỹ thuật có thể phải quay lại nhiều công đoạn để xử lý xung đột.

AuraStack hướng đến giải quyết vấn đề bằng một môi trường phân tích đa vật lý thống nhất, có khả năng mô hình hóa và tối ưu đồng thời các đặc tính điện, nhiệt và cơ học. Những nội dung được xem xét bao gồm tính toàn vẹn tín hiệu và nguồn điện (SI/PI), nhiệt, ứng suất cơ học, va đập khi rơi, rung động và phân tích độ mỏi.

Thông qua vòng phản hồi liên tục, các kết quả mô phỏng được đưa trở lại quy trình thiết kế để hỗ trợ điều chỉnh và đánh giá phương án. Theo Cadence, cơ chế này giúp thiết kế hội tụ theo thời gian thực, giảm vấn đề phát sinh ở giai đoạn muộn và cải thiện độ tin cậy tổng thể của hệ thống. Việc đánh giá các phương án đánh đổi từ sớm cũng tạo điều kiện tối ưu ở cấp độ sản phẩm, thay vì chỉ tập trung vào từng thành phần riêng biệt.

Nền tảng tích hợp các công cụ của Cadence gồm Celsius™ Thermal Solver cho phân tích nhiệt; Clarity™ 3D Solver cho mô phỏng điện từ ba chiều; MSC Nastran™ và Marc™ Linear and Non-Linear Finite Element Analysis Solvers cho phân tích cơ học; cùng Sigrity™ X Platform phục vụ đánh giá tính toàn vẹn tín hiệu và nguồn điện. Việc kết hợp các công cụ này nhằm hạn chế những lần chỉnh sửa hoặc tái sản xuất thiết kế tốn kém do vấn đề chỉ được phát hiện ở giai đoạn cuối.

Ông Michael Jackson, Phó Chủ tịch phụ trách Nghiên cứu và Phát triển mảng Thiết kế và Phân tích Hệ thống tại Cadence, cho biết: “Kỷ nguyên tiếp theo của hạ tầng AI - trải rộng từ trung tâm dữ liệu, ô tô, hàng không vũ trụ đến AI vật lý - sẽ không chỉ được định hình bởi silicon, mà còn bởi những hệ thống kết nối, cấp nguồn và làm mát cho silicon.

Khi các trung tâm dữ liệu hyperscale triển khai những cụm AI quy mô lớn và các ngành công nghiệp khác phát triển những hệ thống ngày càng thông minh, hiệu năng cao, các đội ngũ kỹ thuật đang phải đối mặt với mức độ phức tạp ngày càng tăng trong thiết kế PCB và đóng gói tiên tiến. Việc điều phối Agentic AI, kết hợp với các công cụ EDA và SDA đáng tin cậy, cho phép khách hàng chuyển từ quy trình thủ công sang hiện thực hóa thiết kế thông minh và tự động.”

AuraStack nằm trong chiến lược phát triển các giải pháp Agentic AI của Cadence trên toàn bộ quy trình thiết kế hệ thống điện tử. Doanh nghiệp cho biết hiện là nhà cung cấp duy nhất có danh mục giải pháp Agentic AI bao phủ từ thiết kế silicon số và tương tự, đóng gói tiên tiến đến thiết kế PCB, với các AI Super Agent mang tên ChipStack™, InnoStack™ và ViraStack™.

Cadence đang hợp tác với nhiều doanh nghiệp để triển khai AuraStack vào các bài toán thực tế liên quan đến thiết kế đóng gói IC tiên tiến và PCB. Trong số đó, NVIDIA sử dụng giải pháp của Cadence nhằm hỗ trợ tự động hóa và tối ưu hóa quy trình thiết kế hệ thống ngày càng phức tạp.

Cho rằng quy mô và mức độ phức tạp của hạ tầng AI hiện đại đòi hỏi một phương pháp thiết kế mới, ông Tim Costa, Phó Chủ tịch kiêm Tổng Giám đốc mảng Kỹ thuật Điện toán tại NVIDIA, đánh giá: "Sự hợp tác giữa NVIDIA và Cadence đang thúc đẩy các quy trình kỹ thuật được hỗ trợ bởi AI, giúp tăng tốc độ hội tụ thiết kế và đổi mới trong toàn ngành. Cadence AuraStack AI Super Agent và siêu máy tính Millennium M2000 mang lại hiệu năng đa vật lý nhanh hơn tới 20 lần, cung cấp cho các kỹ sư của chúng tôi khả năng giải quyết những thách thức thiết kế khắt khe nhất và hiện thực hóa thế hệ hạ tầng AI tiếp theo.”

Ngoài NVIDIA, Cadence đang hợp tác với TSMC để hỗ trợ khách hàng đẩy nhanh triển khai công nghệ đóng gói tiên tiến bằng tự động hóa dựa trên AI, đặc biệt đối với các hệ thống đa die có độ phức tạp ngày càng cao. Socionext cũng sử dụng các giải pháp của Cadence để tăng tốc tự động hóa và tối ưu hóa quy trình thiết kế đóng gói bán dẫn và PCB.

Trong lĩnh vực ô tô, FORVIA HELLA tiếp tục phát triển các giải pháp di chuyển thông minh và bền vững. Schneider Electric hợp tác với Cadence để ứng dụng tự động hóa thiết kế dựa trên AI và chuyên môn kỹ thuật, nhằm tăng tốc quy trình thiết kế điện tử và mở rộng tri thức tổ chức trong các đội ngũ kỹ thuật.

Cadence cho biết AuraStack AI Super Agent sẽ được cung cấp trong năm 2026.

Tr.Văn