L'IA révolutionne la conception des puces, réduisant les coûts et les délais

Des chercheurs ont exploité l’intelligence artificielle pour concevoir des puces sans fil, réduisant ainsi considérablement le temps et les coûts tout en découvrant de nouvelles fonctionnalités. Cette avancée promet de transformer à jamais la technologie sans fil et la conception des puces.

Les micropuces spécialisées, essentielles à la technologie sans fil de pointe, ont toujours été difficiles et coûteuses à concevoir. Cependant, une découverte révolutionnaire réalisée par des chercheurs de Princeton Engineering et de l'Indian Institute of Technology Madras (IIT Madras) promet de révolutionner ce processus. En exploitant l'intelligence artificielle, l'équipe a considérablement réduit le temps et le coût de conception des puces, tout en découvrant de nouvelles fonctionnalités qui pourraient répondre à la demande toujours croissante de vitesses et de performances sans fil améliorées.

Dans une étude publié Dans Nature Communications, les chercheurs ont détaillé leur approche innovante, dans laquelle l'IA crée des structures électromagnétiques complexes et des circuits associés dans des micropuces en fonction de paramètres de conception spécifiés. Des tâches qui demandaient autrefois des semaines de travail qualifié peuvent désormais être réalisées en quelques heures seulement.

Plus intriguant encore, l’IA a généré des conceptions avec des modèles de circuits très inhabituels, offrant des alternatives convaincantes aux conceptions traditionnelles développées par l’homme.

« Nous concevons des structures complexes et de forme aléatoire qui, lorsqu’elles sont connectées à des circuits, créent des performances jusqu’alors inatteignables. Les humains ne peuvent pas vraiment les comprendre, mais elles peuvent fonctionner mieux », a déclaré l’auteur principal Kaushik Sengupta, professeur d’ingénierie électrique et informatique à Princeton, dans un article. communiqué de presse.

Sengupta est également codirecteur du programme de partenariat industriel de Princeton, NextG, visant à développer les communications de nouvelle génération.

Le processus de conception piloté par l'IA permet de créer des circuits conçus pour une efficacité énergétique optimale ou fonctionnant sur une large gamme de fréquences, des capacités actuellement inaccessibles avec les techniques existantes. De plus, les algorithmes de conception traditionnels qui peuvent prendre des semaines pour synthétiser des structures complexes sont désormais dépassés par les performances de l'IA qui ne durent que quelques minutes.

« Ce travail présente une vision convaincante de l’avenir », a déclaré le co-auteur Uday Khankhoje, professeur associé de génie électrique à l’IIT Madras, dans le communiqué de presse. « L’IA permet non seulement d’accélérer les simulations électromagnétiques chronophages, mais aussi d’explorer un espace de conception jusqu’ici inexploré et de produire des appareils à hautes performances étonnants qui vont à l’encontre des règles empiriques habituelles et de l’intuition humaine. »

Les puces sans fil associent des circuits électroniques standard à des structures électromagnétiques, telles que des antennes et des répartiteurs de signaux. Ces éléments doivent être soigneusement orchestrés pour fonctionner harmonieusement, ce qui rend le processus extrêmement complexe et chronophage. Des applications allant de la communication sans fil à la conduite autonome et à la technologie radar reposent sur ce travail de conception complexe.

« Les conceptions classiques assemblent soigneusement ces circuits et ces éléments électromagnétiques, pièce par pièce, de manière à ce que le signal circule comme nous le souhaitons dans la puce. En modifiant ces structures, nous incorporons de nouvelles propriétés », a ajouté Sengupta. « Auparavant, nous avions un nombre limité de moyens pour y parvenir, mais aujourd’hui, les options sont beaucoup plus vastes. »

La conception de puces électroniques est une tâche difficile à comprendre, car les configurations potentielles d'une puce avancée dépassent de loin le nombre d'atomes dans l'univers. Les concepteurs traditionnels abordent la tâche en partant de la base, mais l'IA considère la puce dans son ensemble, ce qui conduit à des configurations innovantes et efficaces.

Cependant, la surveillance humaine reste cruciale pour corriger toute configuration défectueuse que l’IA pourrait produire.

« Il existe encore des pièges qui nécessitent que les concepteurs humains les corrigent », a ajouté Sengupta. « L’objectif n’est pas de remplacer les concepteurs humains par des outils. L’objectif est d’améliorer la productivité avec de nouveaux outils. L’esprit humain est mieux utilisé pour créer ou inventer de nouvelles choses, et les tâches les plus banales et utilitaires peuvent être confiées à ces outils. »

Les capacités du système d'IA se sont déjà révélées prometteuses dans le développement de structures électromagnétiques complexes conçues conjointement avec des circuits pour amplificateurs à large bande. À l'avenir, Sengupta et son équipe prévoient de se concentrer sur la liaison de plusieurs structures pour concevoir des puces sans fil complètes à l'aide de cette approche d'IA.

« Maintenant que ces résultats sont prometteurs, des efforts plus importants sont déployés pour réfléchir à des systèmes et des conceptions plus complexes », a ajouté Sengupta. « Ce n’est que la pointe de l’iceberg en ce qui concerne ce que l’avenir réserve à ce domaine. »

Cette recherche représente une avancée significative dans le domaine des communications sans fil et de la conception de puces.

En transformant la façon dont les puces électroniques sont conçues, cette méthodologie basée sur l’IA a le potentiel de remodeler les industries dépendantes de la technologie sans fil, ouvrant la voie à des appareils électroniques plus rapides, plus efficaces et plus innovants.