青春向世界证明：“中国芯”，中国行

施崇伟

2021年11月4日，EDA（电子设计自动化）领域的国际会议ICCAD 2021（计算机辅助设计国际会议）传来喜讯：华中科技大学计算机学院吕志鹏教授团队，获得了CAD Contest布局布线算法竞赛的第一名。

EDA是电子设计的基石产业，被誉为“芯片之母”。从市场规模看，百亿美金的EDA市场构筑了整个电子产业的根基，可以说，谁掌握了EDA，谁就有了芯片领域的主导权。这项“强芯战略”的捷报，无疑给中国注入了“强芯”能量。

夺下这项了不起竞赛的全球冠军，是一些何等厉害的科学家？且看：研究生罗灿辉，生于1998年，面带腼腆微笑;研究生梁镜湖和谢振轩，一脸稚气，完全是两个孩子;戴着黑框眼镜的苏宙行博士略顯老成，其实他才刚刚满22岁……这支实力雄厚的参赛团队，平均年龄竟然只有24岁。

虽然是支“娃娃军”，但他们的头儿是响当当的。博士生导师吕志鹏是华中科技大学人工智能与优化研究所所长、智能决策与系统优化实验室主任。早在2007年，他就获得了计算机软件与理论专业博士学位，并在法国昂热大学计算机实验室从事了四年博士后研究工作。法国大学研究院院士、法国国家特级教授郝进考博士，冯诺依曼理论奖获得者、美国工程院院士、禁忌算法和元启发式算法提出者、美国科罗拉多大学特级教授弗雷德·格洛弗博士，这些世界一流的前沿专家都是他的合作伙伴。

中国要强大，必须有“中国芯”;中国的未来，需要有一批“强芯”年轻人。这是吕志鹏的信念。

吕志鹏主攻算法研究，但他注意到需要芯片的企业越来越多。2018年，他把研究重心投向芯片领域，带领实验室里一群计算机专业出身却毫无芯片背景的“热心群众”，跳进了芯片主战场。

经过几年的磨砺，吕志鹏训练出了一支青春勃发的团队。2020年，世界“芯片之战”越演越烈。吕志鹏感觉到了肩上的责任：是出手为国争光的时候了！当他把参加CAD Contest布局布线算法竞赛的决定告诉团队时，一帮娃娃都憋足了劲：一定要拿下！

这次竞赛共有来自12个国家和地区的137支队伍参加，包括国内外知名高校与研究机构，如加州大学伯克利分校、东京大学等。他们，早就在世界上赫赫有名了。

“初生牛犊不怕虎”，孩子们行动起来了！

CAD Contest布局布线算法竞赛持续近一年，各个团队需要在截止日期前提交算法，由举办方测试算法。题目则来自全球著名EDA半导体公司的真实业务场景。

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。参赛算法要在考虑空间容量、电压区、最小布线层、金属层布线方向等众多因素制约的情况下，确定每个单元在芯片内的位置，同时为每个网规划无短路、无断路的信号传输路径，使导线的加权总长度最短。而最难的，是要用导线连接各个电路单元，用算法规划出更简洁的布局，使用更少的导线。这是一个全新且复杂的问题，方案、算法，以及细节的数据结构都要做定制化的设计。

筹备比赛算法的时间只有几个月。这些年轻人铆足了劲，一扎进实验室就不出门，通宵达旦是常事。这次的题目，涉及的电路单元有上百万甚至千万件，最小布线层是几十层，最终导线加权总长度大概有几百万个单位。为了测试出最佳方案，团队成员测试了上百次。

一场战斗下来，几个小伙子都瘦了一大圈，头发长得也盖住了瘦削的小脸。最终提交的启发式优化算法，在冗余导线检测、布线环路消除、并行化邻域评估加速、布局调整最优移动区域识别等多项关键技术上实现了突破。他们最终获得EDA冠军，吕志鹏团队一战成名！

吕志鹏既心疼这帮孩子，又为他们点赞和自豪：“其实年轻与否并不关键。他们在计算机本科的基础过硬，再加上我们进行的学术引导培训，年轻人也可以解决比较难的问题。”

获奖之后，团队成员又投入了新的战斗。吕志鹏对小伙伴们说：“我们要想把科研成果写在祖国大地上，绝不能停留在学术研究的表面。我们还要结合实际应用并落地，借助研究所数十年的积累与传承，一方面赋能中国企业解决EDA‘卡脖子’问题，另一方面为国家培养更多掌握核心技术的人才。孩子们，加油！”

芯片设计链条很长，形成一整个生态需要和其他环节深度配合。“强芯战略”是一场艰难的持久战。EDA冠军，青春的实力，给我们增强了信心，增添了动力。未来的路还很长，让我们带着梦想奔跑吧！