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更新日期:106年10月24日

張耀文教授榮獲電子設計自動化領域最頂尖國際會議最佳論文獎

本校電機系/電子所張耀文教授(兼副教務長)榮獲電子設計自動化 (Electronic Design Automation; EDA) 領域最頂尖的設計自動化會議 (ACM/IEEE Design Automation Conference; DAC) 年度最佳論文獎,此為該會議舉辦 54年來臺灣的第二篇最佳論文獎,首篇於1988年由中研院團隊獲得 (當年分領域頒發三篇最佳技術論文獎)。

設計自動化會議是由全球研究計算機科學和電機電子最權威的學會ACM (Association for Computing Machinery) 和IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) 所共同舉辦,為微軟學術搜尋資料庫 (Microsoft Academic Search Database) 所列硬體和結構領域 (Hardware & Architecture Domain) 中102 個國際會議的第一名,歷史悠久且論文引用度最高。

今年的會議於美國德州奧斯汀市 (Austin, Texas) 舉辦,包含技術議程和電子設計工具展覽,共吸引近 6000名專家與會。技術議程部分有來自世界各地的近700篇論文投稿,其中160篇獲得接受發表,臺大共有八篇獲選 (包含張耀文教授團隊四篇、電機系/電子所江介宏教授團隊兩篇、電機系/電子所李建模教授團隊和資工系楊佳玲教授團隊各一篇),僅次於韓國三星電子的九篇論文,與北京清華大學相同 (為十餘年來中國大陸學校首次追上臺大),優於 IBM 的六篇。今年大會不分領域評選出兩篇最佳論文獎,第一名由張耀文教授和福州大學團隊(陳建利副教授和朱文心副院長)共同發表的 “Toward Optimal Legalization for Mixed-Cell-Height Circuit Designs” 論文獲得,為臺大贏得了極高的學術聲望和國際能見度; 此亦為中國大陸的第一篇DAC 最佳論文獎,因此特別引起相關領域的注意與報導。第二名最佳論文獎由美國麻省理工學院工學院院長 (美國國家工程學院院士) Anantha Chandrakasa講座教授和Intel 的合作團隊獲得,論文題目為 “Low-Power On-Chip Network Providing Guaranteed Services for Snoopy Coherent and Artificial Neural Network Systems”。

根據DBLP 資料庫統計,張耀文教授累計共發表58篇DAC 論文,為近二十年來全球第一,名列DAC 54年來第三多產作者,為唯一非美國且為最年輕的前十大多產作者。其在2013 年DAC五十周年時獲頒研究貢獻獎,為最年輕的四項獲獎者;其中包含於第五個十年 (2004-2013) 共發表 34 篇DAC 論文,名列全球第一名;於2012和2013年各發表七篇 DAC 論文,為 DAC 史上唯一兩次於單年獲選六篇(含)以上論文者;共發表40餘篇 DAC 論文,為DAC史上前十名 (現已58篇,DAC史上第三名);連續15年 (1999-2013) 於DAC發表論文,為DAC史上第五長 (現已19年,為史上第二名,僅次於柏克萊加州大學的Alberto Sangiovanni-Vincentelli 講座教授 [美國國家工程學院院士,2001年電子設計自動化領域諾貝爾獎 Phil Kaufman Award 得主])。此發表數量對臺灣能於過去十年間名列全世界國家排名第二位 (僅次於美國),和臺灣大學名列全世界單位排名第一名,有關鍵性的貢獻。臺灣和張耀文教授團隊在 EDA領域的重要國際地位,曾獲電機資訊領域最重要的國際媒體 EE Times 報導《Taiwan: Microelectronics expertise widens》(5/15/2013):  “Taiwan’s success so far has been in large part due to electronic design automation (EDA) expertise, where it has only been outperformed by the U.S. for the last five years… (Yao-Wen) Chang is typical at NTU, a microelectronics pioneer in EDA, due to receive four separate awards at DAC 2013’s 50th anniversary celebration next month, all related to his unstoppable stream of DAC research papers presenting deep insights into EDA.” (因新聞貢獻獲得日本京都賞的資深技術編輯R. Colin Johnson報導)。

獲得今年DAC第一名最佳論文獎的成果為福州大學陳建利副教授(朱文心副院長研究團隊成員)於2016年客座本校張耀文教授研究室的共同研發成果,由張耀文教授代表團隊於 DAC大會中報告論文內容,並接受提問。最佳論文獎的評審,除考量論文的貢獻和品質外,亦包含於會議中的報告和問答。本篇論文旨在處理當代積體電路設計的異質尺寸元件佈局,以因應新興三維電晶體的製程技術和多元電路設計目標所衍生的嶄新挑戰。例如,小尺寸元件具有面積和省電的優勢,而大尺寸元件可增加電力推力和可繞線度,如何對多樣尺寸與結構的異質元件做最佳的佈局設計,來達成各項設計考量的同步最佳化,為當今積體電路設計的一大考驗。

給定連線最短化的電路元件擺置,內含重疊的混合尺寸電路元件,此研究問題旨在滿足各項電路元件的設計條件下,求得總移動量最小的無重疊合法電路元件擺置。對此問題,該論文提出文獻上第一個解析的方法來處理此本質為 NP-hard 的整數程式 (integer programming) 問題。有別於其他方法僅對元件做個別循序處理,該論文將此問題轉換成線性互補問題 (linear complementarity problem; LCP),以對所有的元件做同步處理,並保證此 LCP 最佳解性質的存在。為求快速解決此 LCP,該論文推導出模組矩陣分割疊代方法 (modulus-based matrix splitting iteration based method; MMSIM) 的收斂條件和矩陣稀疏性質,以使演算複雜度從文獻上常用的三次方,大幅降至一次方的線性時間,而得以快速同步處理百萬級電路元件的擺置。該論文不僅首次提出同步處理大型混合高度電路擺置的快速演算法,其最大的貢獻和影響更在於此演算法的未來可能性和寬廣滲透度。例如,此演算法可對困擾眾多領域 (包含電子設計、資料科學、電網配置、網路規劃、工業工程、商業管理、經濟分析、農產配置、公共政策等等)多年的大型凸二次問題 (large-scale convex quadratic problems),提供突破性的快速解決方法。

  • DAC 頒獎典禮 (左起: 會議議程主席Anand Raghunathan、張耀文、陳建利、會議議程主席Valeria Bertacco)

    DAC 頒獎典禮 (左起: 會議議程主席Anand Raghunathan、張耀文、陳建利、會議議程主席Valeria Bertacco)

  • 張耀文教授  (Yao-Wen Chang) 為 DAC 54年來第三多產作者,唯一非美國且為最年輕的前十多產作者

    張耀文教授 (Yao-Wen Chang) 為 DAC 54年來第三多產作者,唯一非美國且為最年輕的前十多產作者

  • 張耀文教授於 DAC第五個十年發表 34篇論文,為全球第一多產作者

    張耀文教授於 DAC第五個十年發表 34篇論文,為全球第一多產作者

  • 電路擺置結果

    (左圖) superblue12測試電路擺置結果,內含超過129萬個混合尺寸電路元件 (藍色的小點) 和129餘萬條電路連線 (未顯示於圖中); (右圖) 局部電路擺置結果,藍色方塊為混合尺寸的電路元件,箭頭表示元件的擺置方向,紅色線段表示電路元件的移動軌跡。

  • 混合高度尺寸電路元件的合法擺置問題

    混合高度尺寸電路元件的合法擺置問題: 給定連線最短化的電路元件擺置,內含重疊的混合尺寸電路元件,此研究問題旨在滿足各項電路元件的設計條件下,求得總移動量最小的無重疊合法電路元件擺置。

  • 解決混合高度電路元件合法擺置問題的演算法

    解決混合高度電路元件合法擺置問題的演算法,包含四個主要步驟: (1) 電路元件的對位, (2) 演算問題的數學模化和轉換, (3) 轉換後問題的處理和 (4) 剩餘不合法電路元件的位置修正。

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