贺!!半导体领域电子设计和设计自动化产学研发成果再创新猷!!

  • 2022-05-06
  • 李依芸

台大电机资讯学院结合联发科技和至达科技的芯片摆置研发成果,日前入选国际电子设计自动化 (Electronic Design AutomationEDA)领域最具影响力、历史最悠久的设计自动化会议 (ACM/IEEE Design Automation ConferenceDAC),将于七月份大会上发表,并为大会首届的宣传论文(publicity paper),研发实力获得国际权威会议的高度肯定。


该论文为跨团队的研究结晶,合作时间长达一年多,包括联发科技许大山博士、台大电机资讯学院张耀文院长和至达科技陈东杰执行长所带领的联合研发团队,共同为电子设计自动化和芯片设计产业开创新局。论文提出多目标强化学习的芯片摆置设计算法,弹性超越
Google之前于Nature期刊发表的方法,更适用于多目标如功耗、效能和面积的芯片设计最佳化,以联发科技的芯片设计实验显示,能够大幅降低开发成本、缩短设计时间、提升芯片性能等。


本篇论文的结果,对于近来在国际产学间关于GoogleNature期刊发表的芯片摆置算法诸多沸沸扬扬的争论,也提供一个非常及时的观点。借由本篇论文所提的弹性多目标(功耗、效能和面积)权重调整机制,能够有效地提升Google 原有强化学习模型的设计品质。


EDA工具常被用来协助定义规格、优化芯片设计、验证电路系统等,是芯片设计规模增加与制程复杂度攀升之下不可或缺的工具,也是支撑半导体产业的基础。近年的美中贸易大战,EDA更与制程设备同被列为掐住中国半导体产业发展的两项关键技术。EDA能把电路系统设计的复杂问题转换成数学或逻辑模型,再利用算法解决这些问题。随着需求日益增加,EDA正结合人工智能迈向新时代。联发科技、台大电机资讯学院和至达科技协同合作,发表《运用强化学习达到灵活的芯片摆置设计 (Flexible Chip Placement via Reinforcement Learning) 》论文,为EDA技术结合人工智能开启了新篇章。把人工智能技术应用在芯片设计上,可提供最佳化解决方案,超越以人工方式达到功率、效能和面积等多重芯片设计目标的效益,大幅缩短芯片设计的时程,带动EDA向智慧化发展。

计算机协会(ACM)、电机电子工程师学会(IEEE) 和国际半导体产业协会(Semi)合办的设计自动化会议DAC是电子设计自动化領域最顶尖的国际研讨会,今年已迈入第 59 届,为电路系统设计领域的奥林匹亚殿堂。此会议名列微软学术搜寻数据库(Microsoft Academic Search Database)硬件和结构领域102个国际会议中的第一名,为之前科技部、教育部和多国追求学术卓越的指标会议。每篇投稿的论文,都经过非常严谨的审查程序,具有广泛而深远的国际影响力,论文平均接受率仅约两成出头,今年获选大会首届的宣传论文(publicity paper)更是低于3%

由台大电机资讯学院张耀文院长所领导的电子设计自动化研究室已在DAC创造多项纪录,累积发表DAC论文达83篇,从1999年起迄今已连续24年论文获得DAC接受发表,刷新由2001年卡尔夫曼奖(EDA诺贝尔奖)得主和美国国家工程学院院士的柏克莱加州大学Alberto L. Sangiovanni-Vincentelli讲座教授所保持的79篇和23(1985-2007)纪录。张院长于2013年曾获DAC 50周年所颁发的四项研究成就奖,蝉联DAC第五和第六个十年全球最多产的作者,第六个十年已达42篇论文,且为单年最多产作者达十馀次,皆为DAC的历史新纪录,包含今年高达七篇论文的发表(两篇获选为Publicity Paper)。张院长团队的多项研究早已深刻地影响EDA领域的发展,他曾获DAC最佳论文奖,为台湾唯一的第一名最佳论文奖,2013年被电机资讯主流媒体EE Times誉为「EDA的微电子先锋 (a microelectronics pioneer in EDA)」,他的团队于2015年被誉为「全球最好和最聪明的 (the best and brightest worldwide)」工程脑力团队。张院长长期服务国际社群,为首位非欧美的最顶尖电子设计自动化学会IEEE CEDA总裁(2020/2021),曾担任顶尖会议 IEEE/ACM ICCADACM ISPD大会主席、DAC执行委员和IEEE/ACM ASP-DAC 程主席等。张院长为 ACM IEEE 学会双会士,于2015年合创至达科技。


关于联发科技

联发科技股份有限公司(TWSE2454)是一家全球无晶圆厂半导体公司,在智慧手持装置、智慧家庭应用、无线连结技术及物联网产品等市场位居领先地位,每年约有20亿台内建联发科技芯片的终端产品在全球上市。联发科技力求技术创新,为智慧型手机、平板电脑、智慧电视与机上盒、穿戴式装置与车用电子等产品,提供具备高效能、低功耗的行动运算技术与先进的多媒体功能。联发科技致力让科技产品更普及,因为我们相信科技能够改善人类的生活、与世界连结,每个人都有潜力利用科技创造无限可能(Everyday Genius)。更多讯息请参考官网:www.mediatek.com

关于至达科技            

至达科技(Maxeda Technology)主要提供资料流(Dataflow)分析以及探索式布局规划 (Floorplan)EDA工具,针对积体电路实体设计(Physical design)提供布局规划(Floorplan)自动化、摆置(Placement)最佳化、以及客制化(Customize)摆置解决方案及专业的服务。核心技术包含混合尺寸电路摆置(Mixed-size placement)、资料流分析(Dataflow analysis)、布局堆叠技术 (Packing technology),搭配探索式算法(Exploration methodology),提供高效能的积体电路实体设计自动化EDA工具。

至达科技执行长陈东杰博士继2021年于DAC成为台湾第一位40 岁以下青年优秀创新者奖(Under 40 Innovators Award)的得主后,在2022再次成为DAC会议论文发表的焦点。据陈博士表示,EDA正逐渐迈向AI新时代,通过与联发科技一同合作,充分展现至达在实体设计上耕耘多年的成果。而EDA结合AI技术应用在IC设计上,有望大幅度解放工程师在重复性工作所需要的时间,同时进而大幅缩短IC设计时间,加速产品量产时程。而至达科技的核心技术,将会是IC设计厂商导入AI技术在实体设计上时,不可或缺的重要关键。

首图照片说明: 左起: 联发科技许大山博士、台湾大学电机资讯学院张耀文院长和至达科技陈东杰执行长

这是一张图片

Superblue10电路摆置结果的柏雷多(Pareto) 边界图
这是一张图片
Superblue10电路功耗、效能和面积等多目标权重调整的整合最佳化机器学习训练过程