《电影《贪欢》完整版》北大在面向“韬定律”逻辑折叠设计“真3D”EDA方向取得关键进展

与传统的 die-to-die 堆叠不同，逻辑折叠并非将粗粒度的模块拆分到多块芯粒进行堆叠，而是在设计阶段就把同一模块内部的逻辑，细化到标准单元级，分布到垂直堆叠的多层晶圆上，通过微米 / 亚微米级 face-to-face 混合键合在垂直方向直接打通关键路径。 这一设计范式对 EDA 工具提出了新的要求。传统的 2D 设计流程，乃至现行的“赝 3D”（pseudo-3D）设计流程，即综合后每个模块被一次性“钉死”到某一片 die，再用 2D EDA 工具逐片实现，都已不足以发挥其潜力。 要真正承载逻辑折叠，物理设计实现必须在完整的三维空间中搜索，模块内划分、跨 die 互连与垂直热路径优化应在同一个优化框架下协同求解。这正是“真 3D”（true-3D）EDA 工具的核心要义。 其一，划分粒度。赝 3D 以整个模块为最小单位被分到某一片 die，模块内部的所有标准单元必然位于同一片 die；真 3D 则支持模块内自由划分，同一模块内的标准单元可以被分布到不同 die，设计空间更大。其二，优化空间。赝 3D 在每片 die 上各自进行优化，大量复用传统 2D 芯片的 EDA 工具，不允许跨 die 逻辑变换、移动等操作。真 3D 则将多 die 构建的整体空间作为设计空间，各设计阶段均在完整的三维设计空间中进行搜索和寻优，不限制跨 die 逻辑变换、移动等操作。 IT之家从公告获悉，围绕逻辑折叠所需的“真 3D”能力，北京大学团队构建了相关物理实现 EDA 工具原型，覆盖布局规划和布局两个阶段，并通过 GPU 加速支持千万级实例规模。在技术层面，该工具将跨 die 线长、混合键合端子数量与垂直热路径纳入统一的可微优化框架，使标准单元能够在三维空间中协同放置，而不是被预先固定到某一片 die；混合键合端子用量作为优化变量自动决策，可在线长与跨 die 连接开销之间取得平衡。 团队的工具已在开源工业级设计上完成系统验证，实例规模从约 100 万覆盖到约 2470 万。相比当前最具代表性的赝 3D 设计流程，物理实现指标方面取得了平均约 30% 的线长缩减、约 6% 的 WNS 改善与约 12% 的 TNS 改善；热感知方面，启用联合优化后峰值温度平均下降 3% 以上，线长几乎无损。以上结果的算法细节与完整结果将于近期发表。 “真 3D 集成”及“真 3D 芯片设计”方法学是北京大学集成电路学院 / 微纳电子器件与集成技术全国重点实验室长期布局的方向。在 EDA 方面，该团队已经研发了真 3D 时序分析引擎、布局规划引擎、布局引擎等。面向逻辑折叠及更广义的 3D-IC 设计需求，团队未来将扩展至多 die 堆叠及复杂 3D 集成场景，研究异构工艺节点下的真 3D 设计方法学，建立快速 PPA 评估与协同优化能力。