賀!!半導體領域電子設計和設計自動化產學研發成果再創新猷!!

  • 2022-05-06
  • 李依芸

臺大電機資訊學院結合聯發科技和至達科技的晶片擺置研發成果,日前入選國際電子設計自動化 (Electronic Design AutomationEDA)領域最具影響力、歷史最悠久的設計自動化會議 (ACM/IEEE Design Automation ConferenceDAC),將於七月份大會上發表,並為大會首屆的宣傳論文(publicity paper),研發實力獲得國際權威會議的高度肯定。


該論文為跨團隊的研究結晶,合作時間長達一年多,包括聯發科技許大山博士、臺大電機資訊學院張耀文院長和至達科技陳東傑執行長所帶領的聯合研發團隊,共同為電子設計自動化和晶片設計產業開創新局。論文提出多目標強化學習的晶片擺置設計演算法,彈性超越
Google之前於Nature期刊發表的方法,更適用於多目標如功耗、效能和面積的晶片設計最佳化,以聯發科技的晶片設計實驗顯示,能夠大幅降低開發成本、縮短設計時間、提升晶片性能等。


本篇論文的結果,對於近來在國際產學間關於GoogleNature期刊發表的晶片擺置演算法諸多沸沸揚揚的爭論,也提供一個非常及時的觀點。藉由本篇論文所提的彈性多目標(功耗、效能和面積)權重調整機制,能夠有效地提升Google 原有強化學習模型的設計品質。


EDA工具常被用來協助定義規格、優化晶片設計、驗證電路系統等,是晶片設計規模增加與製程複雜度攀升之下不可或缺的工具,也是支撐半導體產業的基礎。近年的美中貿易大戰,EDA更與製程設備同被列為掐住中國半導體產業發展的兩項關鍵技術。EDA能把電路系統設計的複雜問題轉換成數學或邏輯模型,再利用演算法解決這些問題。隨著需求日益增加,EDA正結合人工智慧邁向新時代。聯發科技、臺大電機資訊學院和至達科技協同合作,發表《運用強化學習達到靈活的晶片擺置設計 (Flexible Chip Placement via Reinforcement Learning) 》論文,為EDA技術結合人工智慧開啟了新篇章。把人工智慧技術應用在晶片設計上,可提供最佳化解決方案,超越以人工方式達到功率、效能和面積等多重晶片設計目標的效益,大幅縮短晶片設計的時程,帶動EDA向智慧化發展。

計算機協會(ACM)、電機電子工程師學會(IEEE) 和國際半導體產業協會(Semi)合辦的設計自動化會議DAC是電子設計自動化領域最頂尖的國際研討會,今年已邁入第 59 屆,為電路系統設計領域的奧林匹亞殿堂。此會議名列微軟學術搜尋資料庫(Microsoft Academic Search Database)硬體和結構領域102個國際會議中的第一名,為之前科技部、教育部和多國追求學術卓越的指標會議。每篇投稿的論文,都經過非常嚴謹的審查程序,具有廣泛而深遠的國際影響力,論文平均接受率僅約兩成出頭,今年獲選大會首屆的宣傳論文(publicity paper)更是低於3%

由臺大電機資訊學院張耀文院長所領導的電子設計自動化研究室已在DAC創造多項紀錄,累積發表DAC論文達83篇,從1999年起迄今已連續24年論文獲得DAC接受發表,刷新由2001年卡爾夫曼獎(EDA諾貝爾獎)得主和美國國家工程學院院士的柏克萊加州大學Alberto L. Sangiovanni-Vincentelli講座教授所保持的79篇和23(1985-2007)紀錄。張院長於2013年曾獲DAC 50周年所頒發的四項研究成就獎,蟬聯DAC第五和第六個十年全球最多產的作者,第六個十年已達42篇論文,且為單年最多產作者達十餘次,皆為DAC的歷史新紀錄,包含今年高達七篇論文的發表(兩篇獲選為Publicity Paper)。張院長團隊的多項研究早已深刻地影響EDA領域的發展,他曾獲DAC最佳論文獎,為台灣唯一的第一名最佳論文獎,2013年被電機資訊主流媒體EE Times譽為「EDA的微電子先鋒 (a microelectronics pioneer in EDA)」,他的團隊於2015年被譽為「全球最好和最聰明的 (the best and brightest worldwide)」工程腦力團隊。張院長長期服務國際社群,為首位非歐美的最頂尖電子設計自動化學會IEEE CEDA總裁(2020/2021),曾擔任頂尖會議 IEEE/ACM ICCADACM ISPD大會主席、DAC執行委員和IEEE/ACM ASP-DAC 程主席等。張院長為 ACM IEEE 學會雙會士,於2015年合創至達科技。


關於聯發科技

聯發科技股份有限公司(TWSE2454)是一家全球無晶圓廠半導體公司,在智慧手持裝置、智慧家庭應用、無線連結技術及物聯網產品等市場位居領先地位,每年約有20億台內建聯發科技晶片的終端產品在全球上市。聯發科技力求技術創新,為智慧型手機、平板電腦、智慧電視與機上盒、穿戴式裝置與車用電子等產品,提供具備高效能、低功耗的行動運算技術與先進的多媒體功能。聯發科技致力讓科技產品更普及,因為我們相信科技能夠改善人類的生活、與世界連結,每個人都有潛力利用科技創造無限可能(Everyday Genius)。更多訊息請參考官網:www.mediatek.com

關於至達科技            

至達科技(Maxeda Technology)主要提供資料流(Dataflow)分析以及探索式布局規劃 (Floorplan)EDA工具,針對積體電路實體設計(Physical design)提供布局規劃(Floorplan)自動化、擺置(Placement)最佳化、以及客製化(Customize)擺置解決方案及專業的服務。核心技術包含混合尺寸電路擺置(Mixed-size placement)、資料流分析(Dataflow analysis)、布局堆疊技術 (Packing technology),搭配探索式演算法(Exploration methodology),提供高效能的積體電路實體設計自動化EDA工具。

至達科技執行長陳東傑博士繼2021年於DAC成為台灣第一位40 歲以下青年優秀創新者獎(Under 40 Innovators Award)的得主後,在2022再次成為DAC會議論文發表的焦點。據陳博士表示,EDA正逐漸邁向AI新時代,通過與聯發科技一同合作,充分展現至達在實體設計上耕耘多年的成果。而EDA結合AI技術應用在IC設計上,有望大幅度解放工程師在重複性工作所需要的時間,同時進而大幅縮短IC設計時間,加速產品量產時程。而至達科技的核心技術,將會是IC設計廠商導入AI技術在實體設計上時,不可或缺的重要關鍵。

首圖照片說明: 左起: 聯發科技許大山博士、臺灣大學電機資訊學院張耀文院長和至達科技陳東傑執行長

這是一張圖片

Superblue10電路擺置結果的柏雷多(Pareto) 邊界圖
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Superblue10電路功耗、效能和面積等多目標權重調整的整合最佳化機器學習訓練過程