
系列報道《湖北“芯”跳聲》,我們今天關注芯片產業的最上游——被譽為“芯片之母”的EDA,它是設計芯片必須的軟件工具。就在半個月前,美國商務部宣布,對EDA實施出口管制。而目前,我國國產EDA工具還有35%到40%的環節處于空白狀態。斷供危局下,湖北能為國家做些什么?
EDA設計,被稱為“芝麻里雕刻航空母艦”,通俗講就是在指甲蓋大小的芯片上,進行布局、走線,這是研制芯片必須要走的第一步。在華中科技大學的EDA研究室內,記者看到了這一設計的景象。
華中科技大學計算機科學與技術學院EDA團隊成員羅燦輝:“每條線的寬度只有幾十納米,然后要走幾億條這樣的線,怎么讓它最短?讓所有的(布線)沒有沖突,是一個優化目標的需求。”
突破EDA技術,首先在于人才培養,這一點,湖北早已布局。去年底,華科大呂志鵬教授團隊首次參加EDA國際算法競賽,便擊敗一眾世界名校,摘得冠軍。
華中科技大學計算機科學與技術學院教授呂志鵬:“奪冠也是源于我們一直堅持最基礎的算法研究,最基礎的0到1的研究,這樣積累之后遇到新問題,就有一種能夠把它設計出好的調解方案的能力,人才培養(實驗室)40余年來一直堅持這個領域。”
基礎研究是基石,面對國家緊迫需求,還要緊跟前沿科技,進行EDA創新應用。為此,華科大同步開啟海外覓才,在紐約大學研究人工智能與EDA的劉康,去年來校任教。眼下,這位90后碩導,正在指導學生,研究時下芯片光刻熱點問題。
華中科技大學計算機科學與技術學院副研究員劉康:“制造過程當中出現了短路或者斷路的,這個地方我們稱為光刻熱點,因為芯片的投入是非常巨大的,一旦因為(EDA)設計的原因導致在制造過程當中出現光刻熱點,成本的浪費是極其巨大的。”
在EDA設計版圖的上億根晶體管里找光刻熱點,有多難?我們看看芯片放大600倍的模擬圖,猶如大海撈針。劉康運用人工智能技術,正在突破這一難點。
華中科技大學計算機科學與技術學院副研究員劉康:“傳統的我們要對一個芯片的版圖進行光刻熱點檢測,一般是用一些仿真軟件,可能會需要幾個小時、幾天都有可能,但是現在用AI的方法,在幾秒、幾分鐘就可以做完。”
近年來華科大計算機學院碩博招生,已有三分之一的學生面向以EDA為代表的工業軟件門類。針對EDA等前沿學科,學院也量身定制了教學方案。
華中科技大學計算機科學與技術學院院長、教授馮丹:“EDA軟件的話,除了核心算法,它實際上是和集成電路、材料等等(學科)都是直接相關的,注重這種學科交叉,在課程的設置以及實驗環境上都給予了支持,(同時)和國內的頭部企業建立聯合實驗室,讓學生直面問題來尋求解決方案,鍛煉他們的創新能力。”
目前,國內專業從事EDA研發的人才不足2000人,人才培養形勢緊迫;與此同時,做國產EDA的企業也不過20余家,湖北正是全國少有的,擁有國產EDA企業的省份。