AI设计PCB靠谱吗?

原创 电子工程世界 2025-03-20 08:06

前阵子,有工程师向EEWorld说:“最近自己使用的很多软件都开始拥抱AI了,EDA仿真验证工具也开始用上AI了。那么,PCB设计软件中,哪些厂商在积极拥抱AI?工程师们又是如何看待AI的呢?”

因此,就有了本篇文章。本文将就这些问题进行盘点和解答。


厂商纷纷拥抱AI技术


西门子:正大力投资AI技术,并将其应用于从PCB设计到自动驾驶系统,从智能工厂车间管理到智能城市管理的众多产品领域。西门子EDA推出的新型Catapult HLSAI工具包,旨在帮助客户为边缘应用开发基于AI/ML的加速器,从而加快产品上市时间。

Cadence:推出Allegro X AI,旨在加速PCB设计流程,可将周转时间缩短10倍以上。Allegro X AI的功能包括自动化布局、创建电源平面和布线关键网络。OrCAD X平台利用Allegro X AI系统进行平面图规划和自动组件放置,允许早期探索和可行性研究,以帮助解决信号完整性、电源完整性和热影响等问题。Cadence并不是要用AI取代传统的计算算法和自动化方法,而是始终坚持一流的精准度和“自动建构校正”。Allegro X AI的训练数据十分广泛,其中既有成功的设计,也有失败的案例,这些数据并不用于判断设计的准确与否。

除此之外,Cadence也很关注生成式AI。根据官方新闻显示,客户已经通过Joint Enterprise Data and AI (JedAI) Platform体会到了生成式AI所带来的切实好处。芯片设计者也在使用Cadence Cerebrus AI来设计更快、更便宜、更高性能的芯片。

KiCAD:布局设计功能已集成到CELUS设计平台中。通过集成先进的工具和直观的功能,无需添加额外的符号或封装,CELUS使工程师和设计师能够轻松应对复杂的设计流程。新增的KiCad布局功能提供了一个完整的PCB项目包,使你能够轻松启动你的PCB项目。

此外,也有工程师使用Cursor AI + SKiDL + KiCad这套工具链,让AI帮你自动生成电路代码,提升电路设计效率。也有一些项目接入了AI Copilot、GPT之类的大语言模型提升自己的工作效率。

华为云:推出的电路板设计解决方案(pEDA Space)可以打通面向PCB电路板设计制造的完整工具链,更强调数据同源、并行设计、远程协作、安全可信能力。pEDA Space以其五大竞争力优势,引领电路板设计新模式:支撑10万+Pin级别高复杂单板工程在云上看图;AI布局布线,省时又省心;工具协同,上下游实时交互;数据比对,秒级识别差异点;电路设计大模型,开箱即用。

派兹:基于西门子EDA PADS工业级内核与自主研发的熠瓴多模态大模型,构建了“三维五阶”智能设计体系,涵盖AI智能设计平台、智能建库、参数管理、跨工具兼容、布局布线、信号完整性仿真及DFM分析。该体系通过AI自动化建模、动态参数更新、智能校验预警、无缝适配Altium Designer、Cadence等主流EDA工具,结合SailWind算法与熠瓴大模型,实现从自动到智能的布局布线进化,集成板厂工艺数据,减少首板验证次数,并构建电子设计知识图谱,沉淀企业专属设计规则,全面提升设计效率与精准度。

一博科技:在投资者互动平台上透露,作为PCB设计细分领域的引领者,公司与国内外众多芯片公司合作,提供高速PCB设计、SI/PI仿真分析等技术服务,并为芯片测试板和客户参考板提供一站式硬件创新服务。这一消息引发了行业内外对PCB设计与AI技术结合的广泛关注。

Recom:正在将其包括30000个部件的产品组合整合到Celus知识数据库中。通过利用这一丰富的数据,人工智能可以根据每个项目的具体要求进行细致的元件选择,从而提高效率并优化性能。用户可以进一步修改所选的原生EDA格式解决方案,以优化设计,比如更改元件布局、添加多边形或铜层来填充平面、设置元件组、更改堆叠等。这些是布局所熟悉的常见设计选项。

赛意善谋:GPT已基于华为昇腾国产算力构建出PCB行业大模型,通过DeepSeek模型接入适配,基于其数据蒸馏、模型蒸馏以及强化学习能力,生成高质量数据。在此基础上,结合行业知识精细调优,使得PCB行业大模型的性能和推理效率实现了显著提升,降低算力消耗,展现出高效能与节能并重的优势。在应用赛意善谋PCB-AI行业模型后,客户需求文档一键上传,仅需10分钟便可完成自动解析、人工核对检查工作。

InstaDeep:英国伦敦的人工智能、初创公司,其团队成员在ST、NXP、Dialog、Sagem 等公司工作多年。其正在为客户提供免费的PCB设计服务,工程师以“ .dsn”文件格式上传原理图,并在24小时内收到电路板的布局文件。利用InstaDeep的AI技术与云基础设施相结合的 PCB 布线引擎,结果在 24 小时内提供。DeepPCB 使用强化学习在无需人工干预的情况下运行以获得优化结果。同时该公司在测试DeepPCB软件,可为两层(现在已进化到4层)印刷电路板生成布局文件,进行设计规则检查,并与KiCad兼容。

指数科技:成立于2023年,是一家专注于用人工智能技术栈提升电子产品研发效率的公司,以构建电子设计新范式,从“创意”到“落地”一键生成为使命。其研发的AFH(AI For Hardware)平台通过融合AI技术和硬件工程,帮助工程师创造更智能、更高效、灵活的电子硬件解决方案,能够实现根据产品需求一键生成电子方案设计和配套的嵌入式代码的功能。目前指数科技的AFH技术是国内首家也是目前唯一一家AI在硬件图纸和代码生成领域的科创企业,参与到全球范围内来自美国、德国、英国等的AI赋能电子设计自动化的商业竞技中,是首个提出需求到PCBA实物端到端生成和供应的公司。开启了电子设计“一键生成”时代。


PCB能靠AI重塑吗



在PCB设计领域,AI技术的引入正在掀起一场革命。

PCB layout工具首次问世时,其在布线方面的效果并没有比手动操作好太多。如今,规则驱动自动化缩短了完成特定设计任务所需的时间,但PCB布局布线仍依赖人工设计,工程师需要考虑信号完整性、电源层、热管理等因素。随着多层设计、3D堆叠和异构集成逐渐主流化,PCB布局布线过程变得更加复杂。设计人员不得不平衡设计各个方面,通过增加更多PCB层数,或降低质量标准,来避免延误上市时间。

AI不仅能够大幅提高设计效率,还能优化电路性能,减少设计中的潜在问题。例如,AI可以通过深度学习算法,电路板布局、自动化设计服务、信号完整性分析,减少信号干扰,提高整体设计的可靠性。另外,一些公司正在使用云原生技术来布线,并利用库快速选择组件和项目启动。 

目前EDA程序虽能生成电流密度图,但布局自动调整仍需已知电压和功率信息,因此设计过程中走线宽度和过孔纵横比的选择仍依赖设计师的经验。若能将功耗信息输入AI设计助手,便可实现与布局软件的同步,通过机器间通信自动优化设计。尽管这一功能尚未普及,但随着技术进步,未来有望成为标准配置。

AI技术应用并非一帆风顺。对许多中小企业和初创团队来说,AI工具的门槛仍然较高,且成本昂贵。总之,PCB设计与AI技术的结合,不仅提高了设计效率,还优化了设计质量。对于希望在芯片设计领域有所作为的企业来说,拥抱AI技术已经成为不可忽视的趋势。


工程师怎么看



对于PCB加入AI功能,工程师各持己见。有人认为PCB设计公司都是3块钱一个PIN,已经延续好多年了,也不涨价,还有一些兼职工程师1~5元,所以AI并不一定能够卷得过IT民工。不过,工程师对此有其他的感悟,事实上PCB设计在完全没有人工智能的时代,就已经得到了解决,因为PCB设计本身是有明确的规则和实现路径的,只是问题是懂编程的人未必懂电路,反之亦然,试想大规模数字集成电路,就用Verilog HDL语言就能实现,一般的PCB有何等难度?

一位工程师表示,HDL(硬件描述语言)对应逻辑芯片的设计,逻辑芯片的内部组成单元和结构是固定的。厂家使用自己的EDA(电子设计自动化)软件,了解芯片内部结构,可以简单地理解为“打开开关”即可。内部电源、地和时钟信号(clk)都已预先连接好。相比之下,PCB(印刷电路板)设计则因人而异,有的设计可能只有2层,而复杂的可能有几十层。即使是简单的1层或2层板,不同的设计师也会有不同的风格:有的设计信号走向顺畅、美观,便于贴片和人工插件识别与生产;而有的设计则显得杂乱无章。同一个板子可能有几十甚至几百个约束规则。相信未来会有相关的AI技术填补这一领域,能够自动完成元封装、贴片插件工艺、布局、布线以及约束规则的添加。

对于电路设计和布局(layout)这种具有明确约束条件且已经深度电子数据化的问题,AI替代人类只是时间问题。虽然可能稍晚一些,但绝不能认为AI无法胜任或做不好。设计电路本质上是一个最优化组合的问题,从器件的摆放到线宽、层厚等每一个参数都有其物理意义,这对于AI来说是非常适合的任务,因为AI本身就是通过优化过程来实现的。相比之下,人类设计师可能会对多次修改要求感到不满,甚至拒绝提供多种设计方案。而AI则没有这些问题,可以轻松生成十种甚至更多的设计方案供选择。

“AI替代PCB工程师画板是肯定的,但是对接需求、整理资料、评审、投产、测试等工作还是需要PCB工程师,未来Ai是一种合作关系,而不是取代关系。”工程师表示,参考AI绘图、二维、有规律,AI不用1年就拿捏了。有算力加持下,框选某个区域,AI的话5分钟可以给你出10个不同的方案。如果是人类的话,摸鱼可以摸1星期。

对于PCB AI设计,业界有一个说法。可能会演变为若干个行业头部专家,或者小组。垄断了极为先进的EDA AI工具,吞食了几乎整个市场。仅留下极少数的鸡肋边角料,由市场其余“虾米”消化。

所以,对于AI设计PCB,你怎么看?

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