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福建日报(2017-12-07):集成电路设计,福州大学破解世界级难题

发布日期: 2017-12-07    作者: 本站编辑    阅读:

11月中旬,福州大学离散数学与理论计算机科学研究中心传来喜讯:他们斩获了第一个ICCAD国际集成电路计算机辅助设计学术竞赛冠军。半年前,研究中心还拿下了第一篇电子设计自动化领域顶级学术会议最佳论文奖。

 从数学基础研究转型集成电路研究,福州大学一年内连续创造了中国大陆高校的历史。


11月13日至16日,在美国加州尓湾举行的集成电路计算机辅助设计领域顶级学术会议——第36届国际集成电路计算机辅助设计会议上,ICCAD(IEEE/ACM  International Conference On Computer Aided Design)学术竞赛最终结果公布,由福州大学范更华教授、朱文兴教授和陈建利副教授带领2名博士生、2名硕士生组成的团队以巨大优势获得全球第一名。这是该赛事开赛以来中国大陆首次获得冠军,也是中国大陆在国际权威集成电路设计学术竞赛中首次获得冠军。

半年前,该团队的朱文兴教授和陈建利副教授与台湾大学张耀文教授合作,在今年6月份召开的电子设计自动化领域顶级学术会议——第54届设计自动化会议(ACM/IEEE Design Automation Conference201 7)上获得最佳论文奖。这是该会议54年来中国大陆学者首次以第一单位/第一作者获得最佳论文奖。

同一年度,在顶级学术会议、顶级学术竞赛中连续获得如此有分量的大奖,这创造了 中国大陆高校的历史。

 惊艳亮相,一年内2次创造大陆高校历史

 福大团队可谓“横空出世”,这是他们第一次组队参加ICCAD学术竞赛,就出人意料地获得全球第一名。他们最后的得分是122.20,而第二名的得分超过了100000分。“按照赛事规则,成绩越好分数越低,这个成绩可以说创造了赛事‘新低’,体现出团队设计的算法有巨大优势。”朱文兴教授兴奋地说。

ICCAD学术竞赛主席Ismail Bustany用“amazing results!”来赞誉团队所得到的实验结果。

ICCAD是集成电路芯片设计与计算机辅助工具研究领域影响范围最广、影响力最大的国际学术竞赛,每年都吸引世界各地近200支集成电路领域顶尖研究团队参与。它的特色是竞赛由国际一流集成电路设计厂商出题,关注当前集成电路设计生产实践一线的难题,竞赛的结果可以直接转化成工业界的解决方案。

 该赛事于每年2月公布竞赛题目,参赛团队需在7月和8月分别提交“alpha test”和“beta test”版本,并于9月提交最终研发成果和竞赛软件系统。之后,所提交的软件系统由工业界公司负责测试,并在每年11月召开的ICCAD会议上公布最终竞赛结果。今年的 出题方是美国明导公司(Mentor Graphics Corporation,国际三大集成电路设计EDA公司之一)与美国美高森美公司(Micosemi Corporation)。

目前业界的热点是集成电路先进制程下集成电路设计自动化。今年的题目是生产中遇到的实际难题,不仅有各种技术约束条件,而且更巧妙的是“题中有题”。“在题目中,出题方告知了8组公开测试例子,但是隐藏了8组测试例子。我们提交的程序由出题方进行测试,所有参赛队中我们是唯一通过所有16组测试的,而且每组测试数据都得到最好的成绩,因此优势明显,跟第二名差距巨大。”陈建利副教授说。

此次学术竞赛应用了福大团队的最新学术研究成果,经过生产实践类题目的检验,研究成果颇具应用价值。

半年前,朱文兴教授、陈建利副教授已经悄悄创造了历史。6月,在电子设计自动化领域顶级学术会议——第54届设计自动化会议上,朱文兴、陈建利与台湾大学张耀文教授合作的论文从700多篇报名论文中脱颖而出,以第一名的成绩获得最佳论文奖。这是该会议54年来中国大陆学者首次以第一单位/第一作者获得最佳论文奖。第二名最佳论文奖由美国麻省理工学院工学院院长 (美国国家工程学院院士)Anantha Chandrakasa讲座教授和Intel 的合作团队获得。

获知这一喜讯,知名华裔专家、美国德州大学Austin分校的David Pan教授兴奋地在“朋友圈”发文表示:“很多人都不知道福州大学还研究集成电路自动化,他们其实是离散数学研究所。我7年前第一次应邀访问他们,那时他们刚起步做EDA”。美国杜克大学陈怡然教授等人用“历史突破!大陆学者获得 DAC 最佳论文奖”来称赞福州大学所取得的成就。


从数学到集成电路,学术转型迎难而上

相比于其他知名研究机构,福州大学此前籍籍无名。他们的EDA ( 电 子设计 自 动化,ElectronicsDesign Automation)研究始于2006年。依托于福建省集成电路产业规划,福州大学离散数学与理论计算机科学研究中心开始谋划转型,为国家战略和经济发展服务。

 “当时从数学基础研究转轨道,跨越到集成电路研究,这个转型不轻松。”中心主任范更华教授说,“集成电路研究其实是交叉科学,涉及计算机、微电子和数学等学科。当时国内从事研究的多为计算机、微电子学科的团队,像我们这样从数学转型的团队可谓凤毛麟角。微电子基础我们几乎一片空白。”

放眼全球,EDA顶尖研究机构和生产厂家都在欧美国家。由于技术门槛较高,作为整个集成电路设计业的基础工具,国内专注于EDA研发的企业寥寥无几。

只有自我创新,才能掌握主动权。2006年开始,中心连续两次获得国家重点基础研究发展计划(973计划)课题资助,还获批了多项国家自然科学基金重点项目。

“大家都是白手起家,我们的团队没有外援。我当时要求大家不要只发数学论文了,从导向上强制他们转型。”范更华回忆,为了让研究人员快速成长,他们被派到全球知名的研究机构进行访学,接触世界前沿信息。

这次获得最佳论文奖的陈建利副教授就是福州大学自己培养起来的青年学者。他两次前往台湾大学电机与计算机科学学院,在知名教授张耀文的研究室进行客座访学。此次获奖的论文就是他访学时的成果。

 与国内其他起步较早的著名高校相比,参加学术竞赛福大都是摸着石头过河。“光导入题目的数据,研究设定的约束条件,我们就花了一个多月时间。”陈建利副教授说。

在EDA设计领域,追求的是算法最快,结果最优。在此次竞赛中,福大团队充分发挥了数学方面的学术积淀。“大部分团队解题的思路是直线型的,能否找对方向某种程度上要看运气。而我们是整体性的解题思路,每一步都从全局考虑出发,因此不仅全部解出,而且效果最好。”朱文兴教授说。

 11年磨一剑,今年,福州大学离散数学与理论计算机科学研究中心的研究工作终于开始获得学术界和业界认可。目前,国内EDA龙头企业北京华大九天软件公司正在和中心商谈,意欲共同建设校企联合研发中心,国际知名芯片设计厂商ARM公司也在和福大进行进一步接触。(记者 张颖)


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