中科院 “启蒙 2 号”：AI 重塑芯片设计，5 小时造芯打破行业定式

2025年06月23日更新

TO CHINA当传统芯片设计还在依靠数百人团队耗费数月乃至数年打磨一颗处理器时，中国科学院带来的颠覆性突破，正在重新定义行业规则。2025 年 6 月，中科院计算技术研究所处理器芯片全国重点实验室联合软件研究所正式发布全球基于人工智能技术的处理器芯片软硬件全自动设计系统 ——“启蒙”，其升级版 “...

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当传统芯片设计还在依靠数百人团队耗费数月乃至数年打磨一颗处理器时，中国科学院带来的颠覆性突破，正在重新定义行业规则。2025 年 6 月，中科院计算技术研究所处理器芯片全国重点实验室联合软件研究所正式发布全球基于人工智能技术的处理器芯片软硬件全自动设计系统 ——“启蒙”，其升级版 “启蒙 2 号” 以 1700 万逻辑门规模、对标 ARM Cortex A53 的性能，掀起了芯片设计领域的智能化革命。被誉为现代科技 “皇冠明珠” 的处理器芯片，其设计流程涵盖硬件架构、电路逻辑、操作系统适配等数百个精密环节。传统模式下，动辄数亿美元的研发成本、数百人团队的协同作业，让芯片设计成为少数巨头的 “专利”。而 “启蒙” 系统的出现，彻底打破了这一局面：初代 “启蒙 1 号” 仅用 5 小时便完成 32 位 RISC-V CPU 的全部前端设计，规模超 400 万个逻辑门，性能达到 Intel 486 水平并成功流片；“启蒙 2 号” 更上层楼，作为国际全自动设计的超标量处理器核，将逻辑门规模扩展至 1700 万，性能直追主流智能手机芯片 ARM Cortex A53。这种效率的飞跃不仅体现在硬件层面。在软件生态构建上，“启蒙” 系统同样展现出颠覆能力：自动生成的操作系统内核配置性能比专家手工优化提升 25.6%，跨平台程序转译效率达到厂商优化库的 2 倍，矩阵乘等高性能算子在 RISC-V CPU 和 NVIDIA GPU 上分别实现 110% 和 15% 以上的性能突破。软硬件协同的全流程自动化，让芯片从设计之初便自带 “智能基因”。当前全球芯片产业正面临双重困境：一方面，人工智能、云计算等新兴领域对定制化芯片的需求呈爆发式增长；另一方面，全球芯片工程师缺口已超 50 万，我国高端设计人才短缺问题尤为突出。“启蒙” 系统的出现，恰似为行业提供了一把 “智能钥匙”。通过 AI 替代 70% 以上的人工参与，该系统将芯片设计周期从 “月” 压缩至 “小时”，开发成本降低到原有水平的 5% 以下。这意味着中小型企业甚至个人开发者，也能借助系统快速定制专用芯片，彻底打破高端芯片设计的技术壁垒。更重要的是，“启蒙” 系统采用 “大模型 + 智能体 + 应用” 三层架构，构建了反馈式推理、跨层协同优化等核心能力，其生成的 Verilog 代码在专业评测中超越国际开源模型 DeepSeek-R1，展现出对芯片设计语言的深度理解。作为全球全流程自动化芯片设计系统，“启蒙” 相关研究成果一经发布便登上预印本平台 arXiv，并引发《自然》子刊等权威媒体热议。这一成果不仅填补了我国在高端芯片设计工具链的空白，更为应对 “后摩尔时代” 挑战提供了中国智慧 —— 当传统制程逼近物理极限，AI 驱动的架构创新与生态优化，或将成为延续 “摩尔定律” 的新引擎。中科院计算所团队十余年在芯片与 AI 交叉领域的深耕，孕育出这一颠覆性成果。从早期的寒武纪等标杆成果，到如今的 “启蒙” 系统，科研人员通过 “自顶而下 + 自底而上” 的迭代开发模式，突破了数据稀缺、正确性验证等世界级难题，为全球芯片设计提供了可复用的技术框架。结语