第二屆ChinaDA學術研討會全景掃描：先進智能晶元與晶元設計智能化是熱點，交叉融合大趨勢，EDA發展升溫！

1 月 13 日，由上海交通大學主辦、中國計算機學會容錯計算專業委員會、中國電子學會設計自動化專委會，IEEE CEDA和ACM SIGDA協辦的第二屆ChinaDA學術研討會在上海交通大學徐匯校區召開。會議邀請了包括IEEE Fellow在內的海內外 20 余位知名學術大咖和青年學術新銳攜手 4 場大會特邀報告，3 個前沿技術報告會和2場產學研專題論壇。

本次會議開幕式由ChinaDA執行主席、上海交通大學人工智慧研究院、計算機系蔣力教授主持，復旦大學微電子學院副院長，專用集成電路與系統國家重點實驗室常務副主任曾曉洋教授作為ChinaDA指導委員會代表致開幕詞，ChinaDA執行委員會主席、中科院計算所韓銀和研究員致歡迎辭，並介紹了ChinaDA的理念做。本次研討會主席為蔣力，上海華為技術有限公司，凌美芯（北京）科技有限責任公司特約贊助。IT大咖說提供獨家視頻直播，IC智庫提供獨家圖文直播，IC咖啡提供媒體支持。

1. 主題報告，器件、晶元設計/EDA等領域交叉融合成為趨勢

四位特邀講者分別做了精彩的學術報告。演講主題涵蓋基於鐵電神經突觸的神經形態計算、移動/嵌入式深度神經網路加速和AI SoC晶元、納米尺度集成電路設計方法學、AI加速器與GPU融合架構等熱門話題，切中當前國家布局集成電路領域的核心問題和關鍵技術。

段純剛，華東師範大學紫江特聘教授，信息學院常務副院長，教育部創新團隊帶頭人，國家傑出青年基金獲得者，國家「萬人計劃」領軍人才，極化材料與器件教育部重點實驗室主任。

KAIST講座教授，IEEE Fellow，韓國信息與通信部全職顧問 Hoi-Jun Yoo。他在集成電路設計頂級會議ISSCC上發表最多AI晶元（以及歷史上發表數Top 2）。

曾璇，復旦大學微電子學院教授，教育部長江學者特聘教授、國家傑出青年科學基金獲得者、專用集成電路與系統國家重點實驗室主任(2008-2012) 。

梁曉嶢，上海交通大學教授、學科帶頭人。2009年獲美國哈佛大學計算機系統結構博士學位。2009年至2012年在美國NVIDIA公司擔任資深體系架構師。

段純剛教授與Hoi-Jun Yoo教授作主題報告，曾曉洋教授為嘉賓頒發感謝牌

上午的兩個主題報告聚焦晶元器件和設計。段教授展示了鐵電材料在神經形態計算晶元中的應用前景和關鍵技術問題。鐵電材料在工藝上具有非易失性、低功耗、易控制和長耐久的優勢，非常適合進行大腦神經活動的模擬。其次，用鐵電材料實現神經形態計算晶元，打破了傳統處理器的馮諾伊曼架構，數據的存儲和計算都相同的器件中完成，具有數量級上的性能和能效優勢，與人腦的工作機制非常接近。但這一技術的成熟需要物理學、材料學、計算機科學、電子工程和生物學等多種學科交叉，互相合作。

Yoo教授概述了他在AI晶元設計上的核心思想。他強調了隨著技術發展，AI晶元場景逐漸向終端下沉，終端設備中的神經網路推理任務加速晶元注重實時性和低功耗，因此可以考慮降低精度，存儲架構的設計至關重要；其次，加速器架構也要注重靈活性，支持各種不同的神經網路及其迭代；他還強調了晶元本身的指標與系統結合的重要性，並在報告中生動地展示了其晶元在公共安全、智能汽車、家用機器人等領域的產品演示。他曾在ISSCC上倡導晶元的Demo展覽，將晶元設計成果以更吸引人方式展現。

曾璇教授與梁曉嶢教授作主題報告，卓成教授為主題報告嘉賓頒發感謝牌

下午的兩個主題報告聚焦設計自動化和晶元架構，曾璇教授做了關於基於機器學習的集成電路設計方法學的精彩報告。她提出了在納米尺度下，集成電路設計面臨著良率和工藝偏差分析、模擬電路優化和可製造性/可靠性這三大挑戰，並系統地介紹了他們課題組利用機器學習方法進行成品率、SRAM失效率分析的方法，工藝遷移下模擬電路自動化設計及利用機器學習提高5-10倍優化時間的方法，超大規模集成電路互連寄生參數提取的並行自適應有限元方法，互聯模型降階理論等一些列EDA新方法。她鼓勵青年學者加入EDA的研究熱潮中。

梁曉嶢教授則風趣從他最近的一個「不可能完成的任務」說起：設計一個可以在伺服器端和移動端自由擴展的統一AI晶元架構，既可以完美支持通用計算，又可以專業支持深度學習的推理和訓練，對於深度學習達到專用ASIC的能耗比，對於通用計算達到GPU的吞吐量。接著，他介紹了如何把深度學習推理計算高效地融合進通用計算的GPGPU架構的設計考量和評估結果，最終基本滿足了項目要求這一精彩過程。值得一提的是，梁教授宣布將開源這一工作並號召學術與業界同仁一起加入。

本次研討會上下午分別設立了2個特邀報告，分別針對器件（Device）、設計（Design）、Design Automation（設計自動化）和體系結構（Architecture）四個主題，並與緊隨其後的技術報告會主題相切。從中也可以看出行業發展的熱點。第一，AI晶元不但比拼能效和峰值功耗，而且還對其可編程性以及可擴展性提出了新的要求；第二，人工智慧技術在EDA領域應用逐步增多。基於人工智慧的敏捷EDA技術，包括模擬建模、提取參數和性能優化等成為大家關注的熱點；第三，新器件更容易在神經形態計算/人工智慧這一應用下發揮作用，因為深度學習演算法本身就具有很強的容錯能力。大家的討論也非常熱烈，晶元測試數據的如何得到，機器學習模型如何選擇等都是大家討論的熱點。

2. 前沿技術報告會，乾貨滿滿

除了重磅的主題演講外，大會還組織了3個青年新銳前沿技術報告，針對集成電路設計、設計自動化、計算機體系結構等晶元設計領域關鍵問題和最新研究進展，邀請了 13 名活躍的青年年學者到會報告。

集成電路設計前沿技術報告會由上海交通大學微納電子系陳海寶教授主持。上海交通大學電子科學與工程系李曉春教授介紹了高速集成電路信號完整性、電源完整性和電子兼容性分析方面的工作，並展望了利用深度學習、強化學習和貝葉斯優化解決EDA的全自動化的機會；復旦大學微電子學院徐鴻濤教授介紹了課題組近幾年年發表在ISSCC上關於數字、模擬電路和電源功放等方面的工作；南航電子科學與技術系劉偉強教授介紹了近似算術運算單元的設計與分析方法，並對近似計算在機器學習、密碼學和硬體安全方面的應用做了展望；上海交通大學微納電子系孫亞男博士介紹了可靠低耗的先進工藝器件集成電路設計；東南大學移動通信國家實驗室張川教授介紹了AI在5G基帶中的演算法實現與協同優化。

韓銀和教授為四位演講嘉賓與主持人頒發感謝牌

設計自動化前沿技術報告會由華東師範大學嵌入式軟體與系統系主任陳銘松教授主持。浙江大學的卓成教授介紹了其在用於存內計算標準測試集和設計探索的系統框架方面的最新工作。對學術和工業界紛繁複雜的存內計算（包括神經形態計算）架構的評估統一標準化，便於更精準和公平的對比。上海交通大學密西根聯合學院的錢煒慷教授介紹了隨機計算的隨機數發生器的優化方法，尤其對隨機計算這一前沿計算模式做了詳細的闡述。復旦大學微電子學院的陶俊教授介紹了納米尺度集成電路下高效的製造工藝空間波動建模方法，尤其隱馬爾可夫樹（HMT），可靠字典學習及雙重相關字典學習方法提高晶元良率等方法再次呼應了AI在晶元設計自動化方法方面的應用前景。上海交通大學蔣力教授介紹了基於神經網路近似計算框架、訓練方法及架構設計滿足AI晶元通用性和可擴展性的一系列方法，以及基於DNN結構化稀疏性加速神經形態（ReRAM）AI晶元推理和訓練等方法滿足AI晶元能效的方法，強調了演算法與架構設計協同優化的重要性。

深圳大學王毅教授為演講嘉賓與主持人頒發感謝牌

體系結構前沿技術報告會由上海理工大學的裴頌文教授主持。美國Delaware大學終身教授楊乘默介紹了包括3D NAND，PCRAM，STT-MRAM和ReRAM等非易失性存儲器的安全和可靠性挑戰，並從存儲器建模、多層存儲器單元和讀寫電路等方面介紹應對方法。山東大學的鞠雷教授介紹了異構計算架構下的高能效內存管理與優化技術，重點闡述了面向CPU-FPGA的HMPSoC的自動化數據布局方法，以及基於編譯器的GPU緩存一致性管理方法。深圳大學的王毅教授則介紹了基於存內處理的神計算架構和資源調度。華東師範大學的石亮教授介紹了快閃記憶體壓縮技術，他發現手機APP寫入數據有較高的壓縮率，並提出了選擇壓縮和後台壓縮兩種策略對移動快閃記憶體進行輕量級壓縮。

ChinaDA執行委員會復旦大學教授楊帆為演講嘉賓和主持人頒發感謝牌

3. 產學研論壇，精彩紛呈

EDA交叉研究和產業發展論壇由第一屆ChinaDA學術研討會主席北京大學羅國傑教授主持。復旦大學曾璇教授、華東師範大學段純剛教授、東南大學張川教授、華大九天研發總監周振亞先生、蘇州芯禾電子科技有限公司研發總監蔣歷國先生作為特邀嘉賓參加了EDA交叉研究和產業發展論壇討論。各位專家發表了精彩的觀點。在後摩爾定律時代，最值得關注的器件材料和設計方法，段老師認為是非傳統半導體的新型材料、曾老師提及到智能化的設計方法學、張老師則認為需要帶概率特性的器件。對於學生培養和產學合作方面，來自業界的周先生提及與復旦大學的長期科研合作經歷；曾老師表示產學合作對學生培養的作用，EDA產業的就業和發展前景仍處於上升趨勢，未來大有可為；蔣先生也表示建立業界和學界的長期溝通至關重要。建立EDA學者和從業者的有效溝通機制，也是ChinaDA活動設立的目的之一。

EDA交叉研究與產業發展論壇嘉賓討論

AI晶元設計及產業化論壇由復旦大學微電子學院的楊帆教授主持。復旦微電子集團股份有限公司陸繼承先生、Synopsys人工智慧實驗室主任廖仁億先生、賽靈思人工智慧業務高級總監及深鑒科技聯合創始人姚頌先生、安路信息科技有限公司邊立劍先生、耐能人工智慧有限公司沈聰先生、上海交通大學梁曉嶢教授等嘉賓就AI晶元的技術、設計挑戰及未來發展趨勢等進行了深入討論。嘉賓認為AI晶元設計要由應用來驅動，FPGA有更高的靈活性去適應新的應用，在小規模應用中更具優勢，而專用晶元在大批量應用中在功耗和性能方面更具優勢；深度學習演算法雖然不斷演進，但其核心運算基本未變，AI晶元核心因此也可保持不變，可以在可重構、可編程和軟體上去支持演算法的不斷演進。嘉賓也一致認為未來不太可能出現通用晶元，AI晶元創業未來仍然有很多機會。在AI晶元設計的挑戰方面，嘉賓們也一致認為AI晶元的設計是系統性的，面臨從應用、軟體到硬體、IP、成本等方面的全方位挑戰。關於AI晶元的安全性，嘉賓們也認為在未來應該關注，但目前暫時無需重點考慮。最後，關於此次AI浪潮是否會像前幾次一樣陷入沉寂，嘉賓們認為未來可能會有回落，但回調是回歸理性。此次AI浪潮不會沉寂，AI晶元和AI產業未來大有可為。

AI晶元設計及產業化論壇嘉賓討論

本次大會參會人數超過140人，其中企業界人士超過60人，觀看在線視頻和圖文直播人數分別超過230人和450人。是集成電路設計，自動化和體系結構領域的青年學者一個極佳的展示和交流平台，為集成電路產業提供了前沿技術分享。想了解本次研討會的詳細內容，可以在IT大咖說和IC智庫觀看視頻回放和圖文記錄。

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