斬獲“卡脖子”領域世界冠軍！這支華科戰隊全網刷屏，平均年齡24歲_風聞

楊淨 博雯 發自 凹非寺

量子位 報道 | 公眾號 QbitAI

首戰即全球冠軍，平均年齡僅24歲。

還是在被譽為**“芯片之母”**的EDA領域獲此榮譽。

來自華中科技大學的一支團隊全網刷屏了！

EDA，也叫做電子設計自動化，是我國“卡脖子”關鍵技術之一。

這麼説吧，如果沒有EDA應用軟件，壓根連芯片都設計不出來，更不用説之後的芯片製造和封裝。

此番，華科團隊是在EDA領域國際會議ICCAD 2021上，獲得了CAD Contest佈局佈線（Routing with Cell Movement Advanced）算法競賽的第一名。

後生可畏，又是在如此受到關注的領域，也難怪有網友感慨：

來看看這究竟是怎麼一回事。

EDA“芯片之母”

先來了解一下EDA。

EDA，全稱Electronic Design Automation（電子設計自動化），包括邏輯設計、電路系統設計、系統仿真、性能分析到設計PCD版圖一整套自動化流程。

這也決定了EDA不單是一個或兩個軟件，而是涉及近百種不同技術，涵蓋多種“點工具”的軟件工具集羣。

放眼整個行業，EDA是芯片設計中最重要的環節，同樣也是芯片產業鏈上最上游的一環。

其重要程度被不少媒體評價到**“誰掌握了EDA，誰就有了芯片領域的主導權。”**作為倒金字塔的最底層，百億美金的EDA市場足以支撐起萬億美金的電子產業。

在EDA出現之前，設計人員必須手工完成集成電路的設計、佈線等工作。

但隨着芯片設計的複雜程度提升，單是晶體管數量動輒就是幾十上百億，再加上計算機仿真技術的發展，流程自動化也就成為了剛需。

發展至今，全球已然形成三巨頭競爭格局，分別是Synopsys（新思科技）、Cadence（鏗騰電子）、Mentor（明導國際），三者共佔超過80%的全球份額。

作為後來者，國內EDA產業發展如何？

就拿目前國內最具代表性、也是早期成立的公司之一——華大九天來説。主要產品包括模擬電路設計全流程EDA工具系統、數字電路設計EDA工具等EDA工具軟件。

去年全年其市場份額佔國內EDS市場約6%，是國內第四大EDA企業，且居本土EDA企業首位。前段科創板首發過會，成國內EDA第一股。

可以看到的是，國產EDA還有很長的路要走，但近幾年也受到了不同層面的重視。

自2019年9月以來，在EDA設計軟件領域，中國已有3家新的初創企業（芯華章、Shanghai Hejian Industrial Software、全芯智造）成立，高管幾乎全來自三巨頭企業。

前段時間，華為一口氣投資了4家EDA公司，為的就是打破國外技術的壟斷。

……

於是，在高校層面，國際會議ICCAD自然就成為不少學子的練兵場。

ICCAD會議始於1980年，是EDA領域歷史最悠久的頂級學術會議之一。

而CAD Contest算法競賽就是ICCAD會議中的標誌性事件，參與今年競賽的就有來自12個國家/地區的137支隊伍參與，包括加州大學伯克利分校、香港中文大學等眾多國內外知名高校與研究機構。

這一算法競賽並不是純學術類競賽，而是由全球著名EDA或半導體公司將真實業務場景作為競賽賽題。

呂志鵬教授團隊這次參與的賽道，就是由全球EDA產業三巨頭之一的新思科技（Synopsys）提出的Problem B：Routing with Cell Movement Advanced。

據官微介紹，華中科大解決的佈局佈線問題，EDA芯片後端設計中最重要的環節，直接影響芯片功耗、面積、時延等各項性能指標。

其中，佈局過程需將一系列電路單元放置於給定的長方體空間中；而佈線過程則需將屬於同一個網的單元引腳用導線連接起來。

參賽算法需要在考慮空間容量、電壓區、最小布線層、金屬層佈線方向等眾多真實約束的情況下，確定每個單元在芯片內的位置，並同時為每個網規劃無短路、無斷路的信號傳輸路徑，使得導線的加權總長度最短。

最終，呂志鵬教授團隊所設計的算法在所有測試算例上均達到了競賽中的最優結果。

從毫無芯片背景到全球第一

那麼這樣一支首戰告捷的團隊，究竟什麼來頭。

據介紹，團隊共有五位成員，三位核心成員羅燦輝、梁鏡湖和謝振軒都是華中科技大學計算機專業研究生，均來自呂志鵬教授的“智慧計算與優化”實驗室。

其中謝振軒、梁鏡湖均生於1999年，羅燦輝生於1998年，都不到24歲。

團隊的指導人之一為蘇宙行，是呂志鵬教授的一名博士生，本碩博都就就讀於華中科技大學。

他的研究方向為NP-hard, 運籌學, 組合優化, 元啓發式算法, 人工智能。

而由蘇宙行和呂志鵬教授參與或領導的團隊在此之前已經獲得過多項榮譽：

團隊導師呂志鵬，現任華中科技大學計算機軟件與科學技術學院的博士生導師。

他本科就讀於吉林大學，後在華中科技大學碩博連讀，曾入選過“香江學者計劃”和“新世紀優秀人才支持計劃”，同時擔任IJCAI, AAAI, AIJI、IEEE TEC等期刊的評審專家。

除此之外，他也擔任了“智慧計算與優化”實驗室的主任，這一實驗室距今已有超過40年曆史。

在2018年之前，呂志鵬的主要研究方向為智能優化與決策、機器學習、強化學習、人工智能應用、NP難問題求解等方面。

而在之後，專注算法研究的呂志鵬教授將目光投向了芯片設計領域。

而實驗室中的成員大多都是計算機專業出身，毫無芯片背景，甚至就像這次團隊中的羅燦輝説的一樣：

往年我們沒有過多關注芯片設計領域，都不知道有這項比賽。

但在全體師生的共同努力之下，今年3月份，團隊已經獲得了EDA物理設計領域ISPD會議“劃分、佈局和佈線”算法競賽全球第三名，也是進入決賽階段唯一的中國隊伍。

最終，ICCAD 2021會議在10月27日中宣佈，呂志鵬教授團隊所設計的啓發式優化算法奪得了Problem B賽道中的第一名。

EDA後備軍屢創佳績

其實，在此之前，ICCAD學術競賽上已經有過多所中國高校活躍的身影

比如在2017年、2018年、2019年的ICCAD競賽中連續獲得冠軍的福州大學團隊。

這是由福州大學數計學院的吳英傑教授和陳建利教授領導的一支團隊，四位主要成員分別為鄒鵬、吳媛媛、陳龍江、李進。

而這也是全球第一個在該賽事中三連冠的團隊。

**△**陳建利教授，圖源：福州新聞網

再比如香港中文大學。

自ICCAD CAD算法競賽舉辦以來共產生過30個冠軍，香港中文大學就拿到了其中11個，

**△**港中大2020年奪冠信息，圖源：官網

還有台灣大學，也曾在往期的比賽中共奪得2個冠軍。

最後，再回到華中科技大學的這支年輕的團隊上。

大家可以戳下方鏈接，查看這次的試題及呂志鵬教授團隊的具體解決方案：

試題鏈接：http://iccad-contest.org/2021/Problems.html

解決方案：http://iccad-contest.org/2021/ProblemB-cada0136.mp4

參考鏈接：[1]https://mp.weixin.qq.com/s/QZwyKHPe26ttTXTRHagI_w[2]https://mp.weixin.qq.com/s/xxnCZz1gvWGsR-0Cdz467A

[[3]https://mp.weixin.qq.com/s/urN0XMTYNKgTCw6DIDzEFg](https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MjM5MDAyMzM4MA==&mid=2650237784&idx=1&sn=5910a383bf870db7ae4bdcd8441b7c38&scene=21)