在11月4日结束的EDA领域国际会议ICCAD 2021上，华中科技大学计算机学院吕志鹏教授团队获得了CAD Contest布局布线（Routing with Cell Movement Advanced）算法竞赛的第一名。ICCAD会议始于1980年，是EDA领域历史最悠久的顶级学术会议之一，其中CAD Contest算法竞赛作为会议的标志性事件，长期以来受到国际学术界与工业界的广泛关注。每届竞赛的赛题均来自Cadence、Synopsys、Mentor Graphics、Nvidia、IBM等全球著名EDA或半导体公司的真实业务场景，涵盖集成电路设计、制造与测试等环节中的核心算法难题，如逻辑综合、布局布线、等价验证、时序分析等。本届CAD Contest算法竞赛共有来自12个国家/地区的137支队伍参与，包括众多国内外知名高校与研究机构，如加州大学伯克利分校、东京大学、台湾大学、香港中文大学、复旦大学等。EDA是电子设计的基石产业，也被誉为“芯片之母”。从市场规模看，百亿美金的EDA市场构筑了整个电子产业的根基，支撑起万亿美金的电子产业。“谁掌握了EDA，谁就有了芯片领域的主导权。”本届竞赛的布局布线问题作为EDA芯片后端物理设计中最重要的环节，直接影响芯片的功耗、面积、时延等各项性能指标。其中，布局过程需将一系列电路单元放置于给定的长方体空间中；而布线过程则需将属于同一个网的单元引脚用导线连接起来。参赛算法需要在考虑空间容量、电压区、最小布线层、金属层布线方向等众多真实约束的情况下，确定每个单元在芯片内的位置，并同时为每个网规划无短路、无断路的信号传输路径，使得导线的加权总长度最短。吕志鹏教授团队所设计的启发式优化算法，在冗余导线检测、布线环路消除、并行化邻域评估加速、布局调整最优移动区域识别等多项关键技术上实现了突破。根据ICCAD 2021会议公布的竞赛结果，该团队所设计的算法在所有测试算例上均达到了竞赛中的最优结果。据悉，今年是该团队首次参加ICCAD竞赛。这支实力雄厚的参赛团队非常年轻，包括苏宙行博士、研究生罗灿辉、梁镜湖和谢振轩。其中，谢振轩、梁镜湖均生于1999年，罗灿辉生于1998年。“能得到这个成绩非常不容易。往年我们没有过多关注芯片设计领域，都不知道有这项比赛。这次和我们一起比拼的是国内外顶尖团队，他们中的大多数是该赛事的‘老将’，经验和积累都丰富得多。”研二学生罗灿辉说，在备赛期间，为了测试出最优方案，团队成员上百次测试，在每一次试错中前进一小步。导师吕志鹏关注芯片领域不到三年。在此之前，他主攻算法研究，2018年，他带领实验室里一群计算机专业出身、毫无任何芯片背景的“热心群众”，跳进了芯片主战场。年轻团队首次参赛即夺冠，背后是实验室团队40余年的积累。“我们深知，要想把科研成果写在祖国大地上，绝不能停留在学术研究的表面，一定要结合实际应用并落地。我们希望借助研究所数十年的积累与传承，一方面赋能中国企业解决EDA‘卡脖子’问题，另一方面为国家培养更多掌握核心技术的人才。”吕志鹏说。他介绍说，从实验室创始人黄文奇教授开始，就格外注重对学生在精神和专业上的引导。从成立至今，实验室多次获得国际算法竞赛全球前三名。吕志鹏教授所在实验室自成立至今的40余年来，一直聚焦于NP难问题的求解算法与工业应用研究，曾多次获得国际算法竞赛全球前三名，如：2021年GECCO“最优相机布局与集合覆盖”国际算法竞赛第一名；2021年ISPD“晶圆级物理建模”切分布局布线国际算法竞赛第三名；2020年GECCO“最优相机布局与集合覆盖”国际算法竞赛第一名；2018年SAT国际算法竞赛第三名；2017年SAT国际算法竞赛第一名；2016年ROADEF/EURO“液化气库存路由”国际算法挑战赛第三名；2010年国际护士排班算法竞赛第三名；2008年国际大学排课表算法竞赛第二名等。
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