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出道即巔峰！

近日，在EDA（電子設(shè)計自動化）領(lǐng)域的國際會議ICCAD 2021上，華中科技大學(xué)計算機(jī)學(xué)院呂志鵬教授團(tuán)隊獲得了CAD Contest布局布線（Routing with Cell Movement Advanced）算法競賽的第一名。據(jù)悉這是該團(tuán)隊第一次參加ICCAD競賽。

對此，人民日報官方微博發(fā)文祝賀：

“中國團(tuán)隊拿下EDA全球冠軍，平均年齡24歲【棒】”

EDA是指利用計算機(jī)輔助設(shè)計（CAD）軟件，來完成超大規(guī)模集成電路（VLSI）芯片的功能設(shè)計、綜合、驗(yàn)證、物理設(shè)計（包括布局、布線、版圖、設(shè)計規(guī)則檢查等）等流程的設(shè)計方式。

EDA被譽(yù)為“芯片之母”，它和裝備材料都是整個集成電路產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略基礎(chǔ)，作為半導(dǎo)體整個漫長產(chǎn)業(yè)鏈路上的最上游環(huán)節(jié)，目前全球90%以上的EDA都把控在美國人手里，是“卡脖子”最嚴(yán)重的產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)。

EDA的成熟期較長，Cadence和Synopsys已經(jīng)長時間壟斷。在之前，國內(nèi)研究EDA的人較少，另一方面EDA屬于跨領(lǐng)域的行業(yè)，難點(diǎn)主要在于算法，其核心問題在算法上通常具有極高的計算復(fù)雜度。

而本屆競賽的布局布線問題作為EDA芯片后端物理設(shè)計中最重要的環(huán)節(jié)，直接影響芯片的功耗、面積、時延等各項(xiàng)性能指標(biāo)。

在本次比賽中，呂志鵬針對賽題特點(diǎn)，設(shè)計了啟發(fā)式優(yōu)化算法，在冗余導(dǎo)線檢測、布線環(huán)路消除、并行化鄰域評估加速、布局調(diào)整最優(yōu)移動區(qū)域識別等多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)上實(shí)現(xiàn)了突破。

關(guān)于比賽

ICCAD會議始于1980年，是EDA領(lǐng)域歷史最悠久的頂級學(xué)術(shù)會議之一，其中CAD Contest算法競賽作為會議的標(biāo)志性事件，長期以來受到國際學(xué)術(shù)界與工業(yè)界的廣泛關(guān)注。

每屆競賽的賽題均來自Cadence、Synopsys、Mentor Graphics、Nvidia、IBM等全球著名EDA或半導(dǎo)體公司的真實(shí)業(yè)務(wù)場景，涵蓋集成電路設(shè)計、制造與測試等環(huán)節(jié)中的核心算法難題，如邏輯綜合、布局布線、等價驗(yàn)證、時序分析等。

本屆CAD Contest算法競賽共有來自12個國家/地區(qū)的137支隊伍參與，包括眾多國內(nèi)外知名高校與研究機(jī)構(gòu)，如加州大學(xué)伯克利分校、東京大學(xué)、臺灣大學(xué)、香港中文大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)等。

賽題中布局布線問題屬于ICCAD競賽中的B題，在該賽題下，獲獎團(tuán)隊均為華人（如上圖所示）。具體而言，題目由EDA巨頭Synopsys(新思科技)提出：

“比賽目標(biāo)是開發(fā)一個全局布線引擎來滿足所有給定的布線約束。并且，如果所有給定的布線約束仍然可以滿足，同時可以通過單元移動進(jìn)一步減少總線長，那么這個全局布線引擎可以將單元從一個 gGrid 移動到另一個。”

甚至，其他兩個賽題中，每一個獲獎團(tuán)隊都有華人身影出現(xiàn)。例如賽題“Functional ECO with Behavioral Change Guidance”下的He-Teng Zhang團(tuán)隊獲得了冠軍，“GPU-Accelerated Logic Rewriting”賽題下的Shiju Lin團(tuán)隊也獲得了冠軍。

而縱觀ICCAD競賽，直到2017年福州大學(xué)才成為有史以來中國大陸首次獲得冠軍，也是中國大陸在國際權(quán)威集成電路設(shè)計學(xué)術(shù)競賽中首次獲得冠軍。僅僅四年時間，華人團(tuán)隊已經(jīng)可以在該賽事上拿下大滿貫。

關(guān)于華中科技大學(xué)團(tuán)隊

華中科技大學(xué)呂志鵬團(tuán)隊非常年輕，包括蘇宙行博士、研究生羅燦輝、梁鏡湖和謝振軒。其中，謝振軒、梁鏡湖均生于1999年，羅燦輝生于1998年。

導(dǎo)師呂志鵬關(guān)注芯片領(lǐng)域不到三年。在此之前，他主攻算法研究，2018年，他帶領(lǐng)實(shí)驗(yàn)室里一群計算機(jī)專業(yè)出身、毫無任何芯片背景的“熱心群眾”，跳進(jìn)了芯片主戰(zhàn)場。年輕團(tuán)隊首次參賽即奪冠，背后是實(shí)驗(yàn)室團(tuán)隊40余年的積累。

據(jù)官網(wǎng)介紹，呂志鵬教授所在實(shí)驗(yàn)室自成立至今的40余年來，一直聚焦于NP難問題的求解算法與工業(yè)應(yīng)用研究，曾多次獲得國際算法競賽全球前三名，如：2021年GECCO“最優(yōu)相機(jī)布局與集合覆蓋”國際算法競賽第一名；2021年ISPD“晶圓級物理建?！鼻蟹植季植季€國際算法競賽第三名；2020年GECCO“最優(yōu)相機(jī)布局與集合覆蓋”國際算法競賽第一名；2018年SAT國際算法競賽第三名；2017年SAT國際算法競賽第一名；2016年ROADEF/EURO“液化氣庫存路由”國際算法挑戰(zhàn)賽第三名；2010年國際護(hù)士排班算法競賽第三名；2008年國際大學(xué)排課表算法競賽第二名等。

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