電子所張耀文教授團隊榮獲 全球第一名 六次獲獎居全球之冠
由電子所、電機系張耀文所長指導之電子所博士生何冠賢與碩士生許博雅、陳 昱臻同學所研發的積體電路元件尺寸最佳化軟體NTUgs榮獲2012年「ACM ISPD積 體電路元件尺寸最佳化軟體研發競賽」 (2012 ACM ISPD Discrete Gate Sizing Contest) 全球第一名的殊榮,為臺大再一次寫下輝煌記錄!

「ACM ISPD 國際積體電路實體設計研發競賽」是由全球研究計算機科學最權威 的學會ACM (Association for Computing Machinery)所舉辦,於年度「ACM 國 際積體電路實體設計會議」(ACM International Symposium on Physical Design, ACM ISPD)公佈競賽結果。今年於美國加州那帕谷 (Napa Valley) 所 舉辦的ISPD為第21屆,此競賽於2005年ISPD首辦,至今年已邁入第8屆,為電子 設計自動化(Electronic Design Automation)領域公認知名度和影響力最高的 競賽,每年皆吸引全世界各地的頂尖研究團隊參賽。歷年競賽題目皆為當代產 學界研究積體電路實體設計的最關鍵課題,從最初兩屆2005和2006年的擺置 (Placement) 競賽、接續兩屆的全域繞線 (Global Routing) 競賽、2009和 2010年的時脈網路合成 (Clock Network Synthesis) 競賽,以及2011年的可繞 度導向之平面擺置 (Routability-driven Placement)競賽,希望能針對當代產 學界所遇到最棘手的實體設計問題研發出解決方案。每年的競賽題目皆帶動相 關領域的研究熱潮,而競賽結果亦吸引產學界的高度關注,並常獲電子工業最 具影響力的「電子時報」(EE Times)等媒體的報導。本屆競賽由全球最大的半 導體公司Intel制定題目,於去年10月公佈此競賽題目,12月提供測試電路,今 年2月截止收件並測試參賽團隊所研發的軟體系統,最後於今年3月底假ISPD公 佈競賽結果。

本次競賽的題目旨在開發一個積體電路元件尺寸最佳化的軟體系統,在符合使 積體電路能正常運作的多重限制條件下 (例如,電容負載、時序、電壓變換速 率等等),根據每個元件可替換使用的尺寸,找出最低總漏電功率 (leakage power) 的最佳元件尺寸。在積體電路的設計上,首先必須確保電路能夠在預期 的操作速度下運作。為了能夠長久穩定的運作電路,每一條訊號線裡的訊號傳 輸情況都會受到嚴格的規範;以一個典型的智慧型手機晶片為例,除了要使其 操作速度合乎規格外,同時也必須確保數百萬甚至數千萬的訊號都能夠在適當 的時間範圍內傳輸完成。其次,在確保積體電路能夠正常運作的情況下,期望 能夠盡可能降低總漏電功率。漏電功率直接影響到各類電子產品的待機時間長 短以及電池壽命,若晶片的耗電量可被降低,則電路過熱的可能性亦可同步減 少,進而延長晶片的壽命。根據EE Times於2011年5月份的報導中指出,漏電功 率已佔一個典型的積體電路晶片總功率消耗的30~50%,此比重也逐年提高,因 而成為電子產品省電、延長電池與晶片壽命的重要關鍵。時下人手一機,無論 是手機、平板電腦或是筆記型電腦等隨身的電子產品,都希望能夠省電並延長 電池及產品的壽命。因此為了滿足消費者的需求,如何有效地降低積體電路晶 片的漏電功率,成為這次競賽的核心目標。

本屆的參賽隊伍有來自亞、北美、南美、歐等各大洲之頂尖學府總計32個團 隊,為歷年來競賽隊伍數最多的一屆,競賽由Intel根據該公司所設計的14個先 進電路進行評比,最後由臺灣大學電子所所研發的NTUgs 軟體 (團隊成員為何 冠賢、許博雅、陳昱臻同學和張耀文教授)脫穎而出,獲得第一名。NTUgs能夠 降低Intel所提供的測試電路總漏電功率達66%,有效地節省能源、延長電池及 晶片的壽命。其他領先團隊分別為巴西的南大河州聯邦大學 (Universidade Federal do Rio Grande do Sul) 研發團隊(第二名)、臺灣清華大學與美國密 蘇里科技大學 (Missouri University of Science and Technology) 聯合研發 團隊(第三名)和美國密西根大學 (University of Michigan at Ann Arbor) 研 發團隊(第四名)等。

本次競賽獲獎為張耀文教授團隊於近六年內所獲得的第六次國際積體電路設計 自動化研發競賽大獎,居全球之冠,該團隊並獲得電子工業最重要的媒體 EE Times 共六次報導,足見臺大在電子設計自動化領域之領導地位。其他五次 獲獎分別為2006年的ACM ISPD擺置軟體研發競賽(第三名)、2008年的ISPD 全域 繞線軟體研發競賽(第二名)、2009和2010年的ISPD 時鐘樹合成軟體研發競賽 (分別為第一名和第三名)以及2011年首次舉辦的國際電機與電子工程師學會 IEEE CEDA PATMOS積體電路時序分析(timing analysis) 軟體研發競賽(第一 名)。