La inteligencia artificial reduce el tiempo de diseño de microchips creando estructuras complejas en tiempo récord

Los microchips especializados que gestionan señales en la vanguardia de la tecnología inalámbrica son auténticas obras maestras de miniaturización e ingeniería, aunque su diseño resulta complejo y costoso. Investigadores de Princeton Engineering y el Instituto Indio de Tecnología han aprovechado la inteligencia artificial para reducir significativamente el tiempo y coste de diseñar nuevos chips inalámbricos, descubriendo además nuevas funcionalidades para satisfacer la creciente demanda de mayor velocidad y rendimiento.

En un estudio publicado en Nature Communications, los investigadores detallan su metodología, en la que una inteligencia artificial crea estructuras electromagnéticas complejas y circuitos asociados en microchips basándose en parámetros de diseño. Lo que antes requería semanas de trabajo especializado ahora puede lograrse en cuestión de horas. La IA ha generado diseños novedosos con patrones de circuitería inusuales, que ofrecen mejoras significativas respecto a los chips estándar más avanzados.

Estos circuitos pueden ser diseñados para operar de manera más eficiente en términos de energía o para funcionar en un rango de frecuencias mucho más amplio del que es posible actualmente. Además, el método sintetiza estructuras inherentemente complejas en minutos, mientras que los algoritmos convencionales pueden tardar semanas. En algunos casos, la nueva metodología puede crear estructuras imposibles de sintetizar con las técnicas actuales, abriendo nuevas posibilidades en el diseño de chips.

Uday Khankhoje, coautor y profesor asociado de ingeniería eléctrica en el IIT de Madras, destaca que esta técnica no solo mejora la eficiencia, sino que también promete desbloquear nuevos enfoques para desafíos de diseño que han estado más allá de la capacidad de los ingenieros. La IA no solo acelera las simulaciones electromagnéticas, sino que también permite explorar un espacio de diseño inexplorado, ofreciendo dispositivos de alto rendimiento que desafían las reglas convencionales y la intuición humana.

Los chips inalámbricos combinan circuitos electrónicos estándar, como los de los chips de ordenador, con estructuras electromagnéticas que incluyen antenas, resonadores y divisores de señal. Estas combinaciones se ensamblan en cada bloque de circuito, diseñados cuidadosamente para operar de manera óptima. Este método se escala a otros circuitos, subsistemas y sistemas, haciendo que el proceso de diseño sea extremadamente complejo y prolongado, especialmente para chips modernos de alto rendimiento utilizados en aplicaciones como la comunicación inalámbrica y la conducción autónoma.

La IA aborda el desafío desde una perspectiva diferente, viendo el chip como un artefacto único, lo que puede llevar a arreglos extraños pero efectivos. Aunque la IA puede crear disposiciones ineficaces, el papel humano sigue siendo crucial para corregir posibles errores. El objetivo no es reemplazar a los diseñadores humanos, sino aumentar su productividad con nuevas herramientas, permitiendo que la mente humana se enfoque en la creación e invención de nuevas ideas, mientras que el trabajo más mundano se delega a estas herramientas avanzadas.