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念念不忘,必有“回响”——创“芯”大赛一等奖团队echo3D侧记

来源:爱集微

#华为杯#

#创芯大赛#

#复旦大学#

06-07 11:16

(集微网报道)“谢谢你们成全老师”。

是什么让一位EDA领域专家,对他的学生们给予如此褒奖?

在不久前落幕的“华为杯”第四届中国研究生创“芯”大赛上,复旦大学陈建利教授指导的“echo3D”团队,在本次大赛唯一的EDA赛题上拿下一等奖。

带着对这支出击“卡脖子”领域队伍的好奇,爱集微日前与echo3D指导老师陈建利教授和三位队员:邹鹏、魏民、童星雨进行了座谈,了解到了荣誉背后的点点滴滴。

“成功是已解决问题的积累”

echo3D团队选择的赛题,是Cadence公司在大赛第一次新推出EDA赛道上的一道企业命题,研究EDA工具中三维集成电路互联优化算法,在die与die面对面堆叠场景下自动配置混合键和的位置与信号分配,实现时延/总线长的最优化,体现了目前工业界在chiplet(芯粒)领域布局问题的热门研究方向。

如果将die上的平面形貌比作一座“城市”,那么这道赛题的实质,可以理解为在城市之间规划交通体系,使整体人流/物流效率达到最优,这样的问题,显然有高度的综合性、开放性、实践性,全方位考验着参赛队伍的能力。

事实上,这样的综合性正是EDA领域科研的共性特征,这一备受公众关注的“卡脖子”领域,难就难在没有“一招鲜”,没有“银子弹”,需要研究人员解决一个又一个具体而微的设计、验证、工艺适配问题,脱颖而出没有“弯道超车”的捷径可走,如同建筑大师贝聿铭所总结的:“成功是已解决问题的积累”。

echo3D团队的成绩,一大原因就在于较为理想的人员组合,指导老师陈建利是复旦大学专用集成电路与系统国家重点实验室教授;团队队长邹鹏已经多次参加ACM、ICCAD、ISPD等机构主办的EDA领域顶级赛事并取得优异成绩;两位队员魏民、童星雨本科阶段就主修微电子专业,以优异成绩入选复旦大学“卓博计划”等拔尖人才培养专项,从大四开始就在EDA企业实习,熟悉工业界实际需求。

(echo3D团队合影)

这支数学、计算机、微电子多学科背景交叉,纵横学术与产业两界的团队,在比赛中克服了一系列挑战。

队长邹鹏回忆,看到初试赛题时“感觉整个题目非常大”,出自工业界实际需求,使用生产环境真实商业工具、遍历一个完整的研发项目流程,对在校生而言无疑非常具有挑战性,魏民同学也向爱集微提起了这一点,他表示,通过试题准备过程中大量阅读相关EDA平台技术文档,对整个工具链有了更深入的了解,对自己是一个很大的收获。

除了快速学习,竞赛还对团队合作能力提出了很高要求,多次参加国际大赛,在布局布线领域已有较深厚经验积累的邹鹏也感言,这次的赛题颇见新意,三维集成电路互联较传统构型出现了一些全新约束,题目规模较大,需要团队合作分工,快速梳理调研文献,寻找可供借鉴的已有方法灵感,代码实现后进行实际测试,根据测试结果反馈算法迭代,而在决赛阶段,采用了“马拉松”赛制,在六七个小时的时间里现场出题,并根据下发的资料文档现场编程解题,对快速学习与临场配合更是“极限挑战”,童星雨同学也谈到,决赛前一天主办方才会将赛题所需软件库给到团队,需要立即学习并掌握功能用法,决赛当天从阅读文档到分析问题形成思路,再到算法代码实现出现BUG,此时距离“交卷”仅剩一个多小时,团队队员互相鼓励,凝心静气投入调试修改,最终成功获得最优结果,经历了极其难忘的内心体验。

值得一提的是,去年开赛的第四届创“芯”大赛,Cadence关于三维集成电路互联优化算法的企业命题首次尝试了在云环境中提供答题所需的EDA工具,便于更多学校的学生参与,不过各地院校受疫情影响,在远程访问服务器时,也曾出现了诸如IP白名单设置、网络卡顿丢包等意想不到的问题,调试测试算法时不得不与延迟乃至频繁的掉线搏斗,Echo 3D队长邹鹏打趣说,这模拟了比较恶劣开发环境下的体验,所幸在主办方与Cadence的大力支持下,上述预期外问题很快得到解决,确保了决赛阶段的顺畅进行,特别是Cadence企业专家在命题群中为参赛学生提供了全程答疑,帮助大家更好地完成了赛题。

让学生自由成长

在与echo3D团队的交流中,指导老师与团队成员不约而同提到了复旦大学学术氛围的影响。

陈建利教授谈到,复旦学子向来有追求“自由而无用的灵魂”传统,这实质上是学校在学生培养与学术建设上包容性的体现,给同学们自由发挥、自由想象的更大空间,让学生在宽松的环境中培养各方面的兴趣,最终找到自己真正有志趣的方向进行深入研究,与此同时,复旦大学在本科阶段就为学生提供了多样化的培养通道,学校和学院层面“下了非常大的功夫”,如学生从大二年级就可以选择感兴趣的实验室参与见习。

这样的学术氛围,尤其适合于EDA这一领域的人才培养,正如上文所述,EDA本身是一个多学科交叉融合的研究领域,多样化的专业背景,对于EDA研究反而可能带来更开阔的学术视野和灵感,例如echo3D队长邹鹏此前专业背景是计算机,而魏民、童星雨则来自微电子专业,在团队协作中,邹鹏在任务规划与代码能力上体现出较强优势,而魏民、童星雨在模数电等基础能力上更为扎实,从而形成了较为理想的能力互补,而个性上他们又普遍沉稳内敛,合作意愿积极,这样的能力模型在科研与竞赛中体现出了明显效果,陈建利感慨,有学校提供的各种机会,这些优秀学子的自由探索自由发展,“说不定哪天真的可以做出一些事情来”。

邹鹏也提到,在算法领域专精的他,与从事模拟芯片设计的同学交流时,会有很多不一样的体验,从电路维度的分析,补上了其专业背景的空白,“对自己开发一些工具是非常有好处的。”

团队中唯一的女生童星雨也对“自由而无用”有一番自己的理解,她坦言,自己在专业领域一路走来的历程,恰好印证了包容的学术氛围对个人成长价值所在。

童星雨谈到,复旦大学在本科阶段就为有志学术的同学提供了望道计划等各种培养通道,不过这样的专项在复旦绝不是能力优劣的标尺,事实上,即便不参加这些计划,默默钻研基础课程,在各类奖学金等评选中也不会让人“吃亏”,真正将尊重每一个同学落到了实处,正是在这样的氛围下,童星雨自觉萌发出了对所学专业与实际工作结合的好奇心,通过创芯大赛的磨砺,一方面从队友身上得到很多经验与启迪,另一方面,也对工业界当下的主要议程有了更清晰直观的认识,她感慨道“这个时候就会觉得自己学习是有目标的,而不是说只是漫无目的地在拓宽自己的知识面。”

对复旦大学学生评价体系的“一视同仁”,魏民同学也深有感触,他表示,自己恰是本科阶段默默钻研课业的风格,对各类学生活动近乎“绝缘”,正是母校的包容性,使其在研究生阶段同样能够获得广阔的施展空间。

echo3D团队取得的成绩,某种程度上体现了复旦大学兼容并包学术氛围的作用,EDA领域的国内人才培育,也正需要这样对多样性的包容。

“尽自己的一份心力”

对于中国EDA产业发展与人才培育,团队指导老师陈建利教授感触良多。

从本科开始就钻研EDA布局算法,并曾带领大陆高校团队有史以来第一次获得ICCAD冠军,创造历史性成就的陈建利,向爱集微回忆起EDA领域早些年的“清冷”,在EDA近两年成为“显学”之前,国内高校开设相关专业的不超过五家,据统计,在2018年全国EDA领域专业人才只有不到2000人,其中又有1800人属于外企在华员工。国内EDA领域缺乏足够的教学资源,与工业界对人才需求存在落差,研究更多是为了发论文,毕业生拿到文凭就转行不在少数。

如何弥补这样的落差?陈建利将参加领域内竞赛,视为一个极为有效的抓手,他指出,由于相关比赛竞赛往往由EDA厂商负责命题,能够及时了解到当前工业界关心的主流议题和实际需求,而有明确时间约束和任务导向,和其他队伍同台比拼的竞赛,与相对枯燥无味的理论学习相比更能够激发同学们的学习热情与兴趣,在解决实际问题过程中让学生真正理解所学的书面知识究竟在什么场景下能够发挥作用,使之后的学习目标更为明确,如果在竞赛中取得成绩,更会极大提高学生的荣誉感。

此外,指导学生参赛对教师而言,也能够使自身教学的能力,科研的能力,与学生交流的能力得到有效提升。

正是基于这样的认识,陈建利在福州大学期间带领学生团队拿下ICCAD三连冠,来到复旦大学后,对学生参加各类业内竞赛也给予热心支持,除了此次创芯大赛,陈建利的学生们还取得了国内外赛事一系列耀眼成绩,邹鹏同学更是在被誉为“EDA届奥斯卡”的行业顶会DAC上获得最佳论文提名奖。

对于团队取得的成绩,陈建利却从不居功,强调“都是同学们的功劳,是同学们自己去认真地组织,认真地执行,这里面更多的归结于同学们自己的努力”。

值得一提的是,随着近年来EDA这一“卡脖子”领域日益得到国内重视,陈建利实践其人才培育理念,也有了更大的空间,创芯大赛开辟EDA赛道,正反映出产学研各界对EDA领域的重视,值得一提的是,Cadence等业界巨头不仅积极参与命题,为获奖队伍提供了丰厚的奖金,同时在今年的第五届大赛上,继续在此方向上设计了三维集成电路的多层模块划分最优化算法赛题,致力于为学科发展提供扎实的牵引。

除了竞赛比赛,陈教授组内的学生还有机会在相关的EDA公司进行实习,近距离了解工业界的实际需求与工作流程,锻炼各方面能力,在日常的课堂教学中,陈建利一方面强化了数学基础方法的要求,另一方面,针对EDA多学科交叉融合的特征,广泛邀请数学、计算机、微电子等不同专业教师,甚至是工业界人士前来授课。

功不唐捐,玉汝于成,陈建利的努力,正是源于对EDA产业自强的初心与使命感,他希望,为解决这一领域“卡脖子”问题,大家都能尽到自己的一份心力。

对于国内EDA产学研未来发展,陈建利信心十足,他提到,随着国家对这一领域的重视与扶持,优秀人才持续涌入,越来越多本土企业正在奋起直追,在不少点状技术上已经有所突破。由点成线,由线成面,本土企业的崛起,最终有望突破这一“国之重器”所需的一整套关键核心技术。

在座谈最后,陈建利殷殷寄语学生,在实现个人价值的同时,置身这一风起云涌的大时代,也能够为国家产业自主、科技自立进程添砖加瓦,贡献一点自己的力量。


责编: 朱秩磊

李沛

作者

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