AI는 이제 회로 기판을 설계할 수 있을까?
OpenAI가 GPT-6 Astra가 KiCad에서 회로 기판을 작업하는 데모를 공개하며 AI 전자설계에 대한 관심이 높아졌다. EEBench는 선언형 코드 기반의 atopile을 활용해 AI가 만든 회로의 품질을 SPICE 시뮬레이션, 실제 부품의 공차, 비용 등을 통해 결정적으로 평가하는 벤치마크다. 이는 전자공학의 본질인 성능·비용·조달 간 트레이드오프를 AI가 얼마나 잘 다루는지 측정한다는 점에서 중요하다.
어제 OpenAI가 GPT-6 Astra 출시 글 첫 화면에 KiCad에서 회로 기판을 작업하는 데모를 내놓았을 때 우리는 꽤 들떴다. 주요 모델 출시에서 전자공학이 이렇게 등장하는 것은 멋진 일이다. 물론 프롬프트 하나로 AI에게 휴대폰 전체를 만들어 달라고 요청하는 것과는 아직 거리가 멀다. 하지만 이 데모는 우리가 한동안 고민해 온 질문을 던진다. AI가 만들어낸 전자회로가 실제로 얼마나 좋은지 어떻게 측정할 것인가?
모델은 생각보다 전자공학을 많이 알고 있다. 우리의 경험상 현재 모델은 기존 설계 도구에서 보여주는 출력보다 훨씬 많은 전자공학 지식을 갖고 있다. 교과서, 데이터시트, 애플리케이션 노트, 그리고 방대한 코드를 읽었다. 에이전트에게 그래픽 CAD 도구를 조작하게 할 수도 있지만, 그러면 화면을 클릭하고 화면 상태를 추적하는 데 많은 시간을 소비한다. 컨텍스트의 상당 부분이 좌표, 메뉴, 애플리케이션 상태로 채워진다.
EEBench는 대신 atopile을 사용한다. 회로가 선언형 코드로 존재하기 때문에 에이전트가 부품, 연결, 전기적 제약 조건을 직접 다룰 수 있다. 프로젝트를 벗어나지 않고 설계를 변경하고, 빌드하고, 시뮬레이션을 돌리고, 무엇이 실패했는지 검사할 수 있다. 이 접근 방식은 모델에게 GUI에서 선을 그리라고 하는 것보다 훨씬 효과적이었다. 또한 벤치마크가 컴퓨터 사용 능력을 테스트하는 데 시간을 덜 쓰고 전자공학 자체를 더 많이 테스트할 수 있게 해준다.
현실 세계는 지저분하다. 공개된 과제 중 하나는 주택용 전력량계를 기반으로 한다. 5V 전원이 사라지면 회로는 누적된 측정값을 저장할 수 있도록 프로세서를 추가로 20ms 동안 살려두어야 한다. 이 동안 보호되는 전원 레일은 프로세서의 3.0V 브라운아웃 임계값 이상을 유지해야 한다. 대부분의 모델은 직관적으로 정답의 기초에 도달한다. 커패시터를 추가하라. 실제 커패시터가 이 과제를 더 흥미롭게 만든다. 세라믹 부품은 전압이 걸리면 표기된 정전용량보다 훨씬 작은 값을 보일 수 있다. 부품에는 공차가 있다. 정전용량을 늘리면 비용이 더 들고, 공간을 차지하며, 전원이 복구될 때 레일 재충전이 느려진다. 공칭값으로는 작동하는 설계도 실제 도착한 부품으로는 실패할 수 있다.
EEBench는 시뮬레이션에서 입력 전원을 차단하고 어떤 일이 벌어지는지 측정한다. 정전 기간 내내의 전압, 동작점에서의 유효 정전용량, 전원 복구 후의 회복, 그리고 패키지·유전체·정격전압·비용에 대한 제한을 검사한다. 전력량계는 쉬운 편의 과제다. 더 어려운 아날로그 과제에서는 에이전트가 연산 증폭기(op-amp) 기반의 다중 피드백 저역통과 필터를 합성하고, 요구된 극점을 위한 저항과 커패시터 비율을 계산하며, 모든 부품이 최악의 공차 코너로 밀렸을 때도 이득, 차단 주파수, Q값을 한계 이내로 유지해야 한다. 테스트 하니스는 각 코너에 대해 SPICE 덱을 재생성하고, AC 및 과도 응답 캡처를 실행하고, 측정값을 명명된 프로브에 바인딩하며, 각 결과를 하한·상한 사양 한계와 대조해 기록한다.
하지만 방정식을 맞히는 것은 전자공학의 일부일 뿐이다. EEBench는 실제 제조사 부품을 사용하며, 데이터시트에서 추출한 사양을 SPICE 모델에 반영한다. 에이전트는 그 모든 공차 코너에서 작동하는 조합을 찾는 동시에, 실제로 존재하고 주문 가능하며 제품에 대해 합리적인 가격인 부품을 선택해야 한다. 전기적 성능, 비용, 조달 사이의 이런 트레이드오프는 교과서에서 이상적인 값을 고르는 것보다 실제 하드웨어 설계에 훨씬 가깝다. 우리가 이 부분을 가장 흥미롭게 여기는 이유는, 다른 모든 공학 분야와 마찬가지로 전자공학도 결국 트레이드오프로 귀결되기 때문이다.
채점 방식은 다음과 같다. EEBench의 검사는 완전히 결정적이다. 제출된 설계를 빌드하고, 회로 그래프와 부품 리스트(BOM)를 구성하고, SPICE 시뮬레이션과 설계 검사를 실행한다. 각 요구 사항은 한계값을 가진 측정값을 생성한다. 전력량계 과제의 경우 하니스는 입력이 차단되고 다시 복구되는 동안 보호 레일을 측정한다.