為什么還沒把AI應(yīng)用在畫PCB上?
PCB設(shè)計公司都是3塊錢一個PIN,已經(jīng)延續(xù)好多年了,都不漲價,AI也卷不動啊。還有一些兼職的工程師收1塊5,2塊。。。
本文引用地址:http://www.biyoush.com/article/202503/467486.htm應(yīng)用AI 做Layout,未必比IT民工便宜,研發(fā)出來應(yīng)該也沒啥收益。
AI研發(fā)投入與收益的"剪刀差"
研發(fā)成本黑洞:
訓(xùn)練一個可用的PCB設(shè)計AI需至少10萬張標注設(shè)計圖(單張標注成本約200元),僅數(shù)據(jù)準備就需2000萬元投入,而年營收過億,需要從事PCB設(shè)計公司全球不足百家。
谷歌的"電路合成AI"項目耗資超2億美元,但商業(yè)化時發(fā)現(xiàn)客戶不愿支付相當于人工費1.2倍的價格。
收益天花板明顯:
假設(shè)AI將設(shè)計效率提升50%,在3元/PIN的定價體系下,單板收益僅從3000元增至4500元,無法覆蓋AI的算力成本(如NVIDIA A100每小時使用費約30元)。
行業(yè)價格體系的"內(nèi)卷陷阱"讓AI 都無利可圖
成本透明化與惡性競爭:
PCB設(shè)計"按PIN計價"的模式已持續(xù)多年,本質(zhì)上是勞動密集型定價(如3元/PIN對應(yīng)工程師日均處理300-800個PIN點,常規(guī)設(shè)計速度為 300~400Pin/天,可免費加急到 400~600Pin/天,最高速度可達 800Pin/天(需額外支付加急費),跟板子類型和復(fù)雜度也有很大關(guān)系)。兼職工程師以1.5-2元/PIN的低價接單,進一步壓榨利潤空間。
根據(jù)IPC報告,中國PCB設(shè)計服務(wù)均價僅為歐美市場的1/3,但人力成本差距不足2倍,利潤率被極度壓縮。
客戶普遍將PCB設(shè)計視為"畫線勞動",而非包含電磁兼容優(yōu)化、信號完整性分析等技術(shù)含量的系統(tǒng)工程,導(dǎo)致價格談判中技術(shù)溢價難以體現(xiàn)。
某主板廠商的6層PCB設(shè)計費壓價至5000元(約合0.8元/PIN),工程師需在3天內(nèi)完成設(shè)計+仿真,倒逼從業(yè)者依賴模板化設(shè)計而非技術(shù)創(chuàng)新。
AI自己的回答只能說中規(guī)中矩,從技術(shù)角度在思考:
盡管人工智能(AI)在多個領(lǐng)域取得了顯著進展,但在完全替代人工繪制PCB(印刷電路板)方面仍面臨一些技術(shù)和實際挑戰(zhàn)。以下是主要原因及詳細分析:
1. PCB設(shè)計的復(fù)雜性
多學(xué)科融合:PCB設(shè)計需要綜合考慮電路原理、電磁兼容性(EMC)、熱管理、機械結(jié)構(gòu)、信號完整性等復(fù)雜因素。這些約束條件相互關(guān)聯(lián),需要工程師的領(lǐng)域知識和經(jīng)驗進行權(quán)衡。
非標準化需求:不同項目對PCB的尺寸、層數(shù)、材料、成本等要求差異極大,難以用單一AI模型覆蓋所有場景。
物理與邏輯的耦合:布局和布線不僅需要滿足電氣規(guī)則,還需考慮生產(chǎn)工藝(如鉆孔、焊接)、散熱路徑等物理限制。
2. AI技術(shù)的局限性
數(shù)據(jù)稀缺與標注困難:
PCB設(shè)計數(shù)據(jù)通常涉及企業(yè)機密,公開數(shù)據(jù)集極少。
數(shù)據(jù)標注需要專家知識(如電氣規(guī)則、信號優(yōu)先級),成本高且耗時長。
動態(tài)優(yōu)化與多目標權(quán)衡:
PCB布局需同時優(yōu)化多個目標(如面積最小化、信號延遲降低、抗干擾性增強),傳統(tǒng)AI模型(如深度學(xué)習)在多目標動態(tài)優(yōu)化上表現(xiàn)有限。
可解釋性與可靠性:
AI生成的方案若存在隱性錯誤(如信號串擾),可能直接導(dǎo)致硬件失效。工程師需要對設(shè)計有完全的可控性和可追溯性,而黑盒AI模型難以滿足這一要求。
3. 現(xiàn)有工具的自動化程度已較高
EDA工具的輔助功能:現(xiàn)代EDA軟件(如Altium Designer、Cadence)已集成自動布線(Autorouter)、DRC(設(shè)計規(guī)則檢查)和仿真工具,大幅提升了效率。
AI輔助工具的探索:
部分企業(yè)嘗試將AI用于局部優(yōu)化(如高頻信號布線、散熱路徑規(guī)劃),但尚未覆蓋全流程。
例如,Google曾用強化學(xué)習優(yōu)化PCB電源分配網(wǎng)絡(luò),但僅限于特定模塊。
4. 經(jīng)濟與行業(yè)慣性
研發(fā)成本高:開發(fā)通用PCB設(shè)計AI需投入大量資源,而市場回報周期長,企業(yè)傾向于漸進式改進現(xiàn)有工具。
工程師信任問題:設(shè)計師更依賴經(jīng)過驗證的傳統(tǒng)工具,對AI生成方案的可靠性持謹慎態(tài)度。
小批量與定制化生產(chǎn):許多PCB項目是小批量或定制化設(shè)計,AI訓(xùn)練數(shù)據(jù)不足,難以覆蓋長尾需求。
5. 未來發(fā)展方向
人機協(xié)作模式:AI可能優(yōu)先用于輔助工程師快速生成候選方案(如布局建議、沖突檢測),而非完全替代人工。
細分場景突破:在高密度互連(HDI)PCB、射頻電路等特定領(lǐng)域,AI可能率先實現(xiàn)局部自動化。
仿真與驗證增強:結(jié)合AI加速信號完整性仿真、熱分析等耗時環(huán)節(jié),間接提升設(shè)計效率。
總結(jié)
AI在PCB設(shè)計中的應(yīng)用仍處于早期階段,主要受限于復(fù)雜性、數(shù)據(jù)壁壘和可靠性要求。短期內(nèi)更可能以“增強設(shè)計”(AI-Augmented Design)的形式輔助工程師,而非完全替代。隨著強化學(xué)習、生成式AI(如Diffusion模型)和行業(yè)數(shù)據(jù)生態(tài)的完善,未來5-10年或?qū)⒖吹礁嗤黄啤?/p>
以上AI說的都是次要原因,主要原因就是:
即使AI能提高效率,但如果客戶不愿意為此付費,或者節(jié)省的成本無法覆蓋研發(fā)投入,企業(yè)自然不會推進。
還是PCB苦工劃算。
殘酷的現(xiàn)實悖論
當前PCB設(shè)計AI面臨**"技術(shù)可行→商業(yè)不可行"**的死亡循環(huán):
低價競爭導(dǎo)致利潤不足→無力投資AI
沒有AI提升效率→繼續(xù)依賴人力壓價
人力成本看似可控→進一步抑制技術(shù)創(chuàng)新
所以AI研究出來,當然先去干賺錢的事情,比如“炒股”,誰搞這么高級的玩意,跟我們PCB苦工搶活干?
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