2026 年 1 月 24 日
幾天的工作幾十分鐘就能完成：捷克工大算法簡化晶片設計
汽車、冰箱、手機或信用卡——這些看似完全不同的產品，其實都有一個共同點：若沒有晶片，它們就無法運作。全球每年生產數千億顆晶片，而不同產品需要不同類型的晶片，因此為特定用途設計晶片本身是一項高度複雜的工程。不過，捷克研究人員開發出一種新演算法，能將原本需要數天完成的設計流程縮短至僅幾十分鐘。目前，這項技術已被一家全球跨國企業採用。
捷克理工大學（Czech Technical University, CTU）資訊、機器人與控制學研究所（CIIRC）優化部門主管 Zdeněk Hanzálek 表示：「一台筆記型電腦內大約包含數十甚至數百顆晶片。但在某些情況下，一顆設計良好的晶片就能完成原本需要數十顆晶片才能達成的功能。」
晶片本質上是一種極小型的印刷電路板，通常肉眼難以辨識，其中整合了大量電子元件，例如電晶體與電阻等。
Hanzálek 進一步解釋：「晶片底部可以想像成有許多『接腳』，因為它必須連接到各種不同的介面。真正的複雜性其實隱藏在數十奈米的尺度中，以及晶片製造與組裝的技術細節裡。」他並以城市的房屋與街道作為比喻，說明晶片結構的複雜程度。
「如果你從飛機上俯瞰一座城市，可以看到街道、住宅、體育場和工廠；而當你放大其中一棟建築時，就能看到各種機器設備以及運輸物料的管線或通道。」他表示，晶片內部的結構與運作方式也可以用類似的方式來想像。
從數小時縮短至數分鐘
捷克理工大學研究團隊開發的演算法，可大幅簡化晶片設計流程。設計人員只需輸入所需功能與相關限制條件，系統便能自動完成元件配置。
研究人員 Josef Grus 在專用設計軟體中示範了這一過程：「首先，我們需要設計電路結構，決定其中包含哪些元件。」
他解釋，設計人員可以在系統中加入多個電晶體。例如，一個尺寸為 2 × 4 微米的電晶體可能會被複製多次，例如八個，以組成特定的邏輯結構。
在電腦螢幕上，這些元件以紅色與綠色的點表示，並由藍色線條連接。「我們畫出這些藍色連線，標示哪些電晶體彼此相連，然後啟動演算法，系統就會自動計算元件的最佳排列方式。」Grus 說。
根據設計單元的複雜程度，計算時間可能只需零點幾秒，也可能需要數十分鐘。
Grus 表示：「即使是相對簡單的電路，若由工程師手動設計，也可能需要數十分鐘甚至數小時。而透過這套演算法，我們可以在幾分鐘或幾十分鐘內為其他電路找到良好的配置方案，大幅節省設計時間。」
除了晶片設計之外，這項演算法也可應用於其他最佳化問題，例如工廠內設備與機器的配置規劃。
