2021 CAD Contest ICCAD:华中科大吕志鹏团队参战全球EDA比赛拿第一

EDA是芯片产业的“卡脖子”技术环节之一，芯片相关还有EDA，EDA只是一个软件，难点主要在于算法。近日，华中科大吕志鹏团队经过努力战胜了全球参与CAD Contest布局布线比赛的一百多支队伍，并拿下了冠军！

 11月4日，在电子设计自动化（EDA）领域的国际会议计算机辅助设计国际会议（ICCAD2021）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。团队成员还包括博士、博后苏宙行、研究生罗灿辉、梁镜湖和谢振轩。

EDA（电子设计自动化）也是关键的半导体核心技术之一，有三大巨头，分别是Synopsys，Cadence和Mentor，这三家巨头可以说都是美国企业，这三家企业合计占了全球85%左右的市场，在中国市场更是占了90%左右的市场。国产EDA就不在断的发展，以期摆脱对这三大美国巨头的依赖，毕竟中国芯要发展，必须全产业链发展，如果依赖国外的EDA，万一不给你用了，你拿什么来设计芯片、仿真、验证芯片？

EDA起点要从上世纪70年代说起，那时候芯片复杂度低，芯片设计人员可以通过手工操作完成电路图的输入、布局和布线。后来慢慢地开始有公司使用计算机辅助进行集成电路版图编辑、PCB布局布线，相继出现了许多二维CAD、三维系统分析与设计(SAD)软件。

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。据悉，这个团队由该校计算机学院人工智能与优化研究所所长吕志鹏带队，华中科大参赛团队非常年轻，队员谢振轩、梁镜湖均生于99年，罗灿辉生于98年，平均年龄仅24岁。

吕志鹏介绍说，EDA作为我国“卡脖子”关键技术之一，难点主要在于算法，其核心问题在算法上通常具有极高的计算复杂度，即为NP难问题。

本次竞赛的布局布线问题，涉及了图着色、集合划分、二次指派等众多经典的NP难问题，是计算复杂性理论研究与实际工业应用相结合的典型场景。

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，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。

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