集微網報道，2023年6月2日—3日，第七屆集微半導體峰會在廈門國際會議中心酒店隆重召開。作為第七屆集微半導體峰會的重磅會議之一，峰會首日舉辦的EDA IP工業軟件峰會以“共建產業生態 同享產業鏈價值”為主題，聚焦國內外EDA、IP以及工業軟件等全產業鏈的熱點，探討產業前行之路，共同定義電子設計領域的未來式。

布局布線，是集成電路物理設計的一個基本問題，也是全球公認為集成電路EDA工具最重要、最難攻克的技術難題之一。回望20世紀70年代，貝爾實驗室華人科學家林申（S.Lin）與其助手Brian Kernighan共同研究的Kernighan–Lin算法，為布局布線（routing&placement）奠定了最初的基礎，亦成為EDA工業史上的“創世紀”，即Cadence元老Sangiovanni-Vincentelli所緬懷的“The Age of the Gods”。

五十年彈指一揮間，隨著IC設計的不斷演進，布局布線，當下已再次成為EDA產業的一大“顯學”，上海立芯軟件科技有限公司董事長陳建利博士，就此帶來了題為《國產數字電路物理實現工具的機遇和挑戰》的精彩分享。

在陳建利博士看來，隨著“摩爾定律”伴隨制程節點持續演進，單芯片上晶體管規模、密度不斷提高、芯片設計也日益復雜，對EDA工具提出了更高需求，2022年全球EDA市場規模為150億美元，同比增速為11.63%，中國市場增速更是達到38.5%。當前中國EDA產業處于全球市場格局的邊緣，在技術、流程、標準、人才等方面嚴重落后于國外，本土企業不但數量少，從業人數規模不足全球的2%，更缺乏自主可控的自動布局布線等核心工具。

在貫穿IC設計、仿真與驗證、制造、封測全部環節的EDA工具中，物理實現自動布局布線（APR）工具堪稱核心引擎之一，其在實現設計收斂中的作用也愈發凸顯，即便在早期設計階段，也需要布局信息以改善延遲、可路由性、噪聲等嚴重互連問題。陳建利感言：“不管是學術界或者工業界的布局器，大家都痛感‘far from optimal’。當然它是NP難的問題，就是不知道最優解在哪里，隨著制程的演進，規模的擴大，約束也越來越多，使得這個問題變得越來越難。”

其后，陳建利博士著重分析了國產物理實現布局布線工具面臨的機遇與挑戰。陳建利表示，國產物理實現布局布線工具當前有著市場、用戶、技術、公共底座這四重機遇。國家戰略、政策導向、用戶選擇均有利于本土供應商發展，而擁有眾多的芯片設計公司、高水平的設計工程師、豐富的APR工具經驗、實際的APR工具需求、真實工業設計實例等，均為本土廠商營造了理想的用戶生態，從零開始的本土企業，也因此具備了輕裝出行的“后發優勢”。

在技術層面，陳建利指出，EDA工具是一個算法密集型的大型軟件系統，其基礎是建立數學模型并構造求解算法，而現有的布局布線工具在數學建模上存在目標函數難于直接優化，問題規模巨大難以高效處理，多重設計約束導致求解困難等弊病。

以光刻工藝中光學臨近效應、光刻熱點等問題為例，傳統解決方法如光學臨近修正、光刻熱點檢測，往往準確率低、仿真開銷大。

針對這些痛點，陳建利博士提示了引入人工智能/機器學習（AI/ML）技術的價值，他表示，“Machine Learning我覺得它只是一種輔助，它應該不是一個本質性的直接可以用來解決placement問題的方案，這個問題還是要依靠傳統的數學模型和優化算法求解。”但陳建利強調，ML技術有望成為現有自動布局布線算法的有力輔助，幫助克服當前數學方法的局限性。基于ML領域時下熱門的CNNFCN等模型構建的神經網絡布局器（Neural Network placer），可以實現線長、可布線性、時序性能上最好的布局質量，并具備超快的布局速度，10M-cell設計耗時可從3h壓縮到5min，實現超過30倍的速度提升，可擴展性好，更易實現算法創新和先進加速技術；開發成本也更為低廉，利用現有工具包完成編碼，開發周期從1年縮短至1-2月。

秉持經世致用的初心，陳建利博士聯合業內資深技術專家創立的上海立芯軟件科技有限公司，已經在APR工具上引領了本土產業界的定向突破。據悉，上海立芯堅持產學研結合，以布局為引擎，致力于打造數字電路設計全流程EDA工具，于2022年11月正式發布兩款點工具，其中LePlan可實現高效多狀態數據流分析，基于機器學習的布圖規劃搜索，數據流驅動混合尺寸布局，支持定制化布圖規劃約束快速PPA分析和優化；LePlace支持千萬門級網表優化，支持先進工藝制程，基于機器學習模型的加速優化通用設計流程，可加速高性能復雜設計的迭代。

目前，上述兩款面向后端設計環節的點工具已通過客戶驗證并商用，也獲得了頭部客戶的認可及采購，累計訂單達大幾千萬元。

最后，陳建利博士表示，上海立芯將繼續秉持打造數字電路可信賴工具的初心和使命，堅持長期主義戰略定力，致力于成就國際一流數字全流程EDA平臺，助力搭建中國自主化芯片研發生態系統，與產業伙伴實現共贏。