近日,由国际电气电子工程师学会电路与系统协会(IEEE CASS)主办的2026年IEEE国际电路与系统研讨会(简称ISCAS 2026)在上海召开。上海交通大学浦江国际学院智能电路、架构与系统实验室(简称iCAS Lab)在国际知名学术期刊IEEE Journal on Emerging and Selected Topics in Circuits and Systems发表的论文《Cool-3D: An End-to-End Thermal-Aware Framework for Early-Phase Design Space Exploration of Microfluidic-Cooled 3DICs》(Cool-3D:用于微流体冷却三维集成电路早期设计空间探索的端到端热感知框架)被授予杰出青年作者奖。学院教授郭鑫斐是论文的通讯作者,博士生王润曦为文章第一作者,博士生林汀、硕士生Jacob Raby和本科生校友王子恒为论文合作者。

IEEE电路与系统协会杰出青年作者奖是IEEE电路与系统协会的最佳论文奖之一,也是集成电路领域具有声望的奖项之一,由IEEE电路与系统协会从过去两年内发表在IEEE电路与系统协会主办的所有期刊上发表的论文中遴选、提名,并最终由电路与系统协会奖励委员会投票选出。该奖每年评选一次,要求第一作者在论文发表时不超过30周岁,旨在表彰在电路与系统领域具有显著创新性和影响力的高质量学术成果。每年全球范围内该奖项只授予一篇论文。

三维集成电路(3DIC)技术的快速发展使得在设计早期进行设计空间探索的需求日益增加。早期设计空间探索可以有效降低设计成本,其中,基于Pre-RTL阶段的设计空间探索对于减少试错成本尤为重要。然而,相较于传统的芯片设计,3DIC因其复杂的堆叠结构和特别的散热方式不仅面临更为严苛的热限制,也大幅地增加了可探索的设计空间,进一步加深了设计难度。而尽管如此,目前针对3DIC的Pre-RTL设计空间探索工具仍然匮乏,现有方案大多缺少完整的3DIC设计选项或缺少定制化模块的能力。

为了解决上述问题,论文提出了Cool-3D,一个端到端、适配Pre-RTL设计阶段、具备热感知能力的3DIC设计框架。Cool-3D整合了主流架构级别仿真工具,包括gem5、McPAT以及HotSpot等,并使用先进的3DIC散热模型。该框架支持大范围且细粒度的设计空间探索、内置微流体冷却热分析功能以及提供非参数化模块自定义界面,使设计者能以更加灵活和精确的方式进行3DIC设计。目前该工具链已开源:https://github.com/iCAS-SJTU/Cool-3D。

作者简介

王润曦

学院2023级博士生

智能电路、架构与系统实验室成员,本科毕业于上海交通大学。研究方向为存内计算、可重构计算。目前为IEEE CASS上海交通大学学生分支副主席。

王子恒

学院2021级本科毕业生

本科期间在智能电路、架构与系统实验室参与科研见习,现于日本东京大学就读电子工程硕士学位,研究方向为人工智能的硬件加速与3D芯片。

林汀

学院2025级博士生

智能电路、架构与系统实验室成员,本科毕业于上海交通大学。研究方向为面向大模型的计算架构与编译优化协同设计。

芮雅各(Jacob M. Raby)

学院2024级硕士生

智能电路、架构与系统实验室成员。研究方向为软硬件协同设计、嵌入式系统与人工智能。

郭鑫斐

学院副教授、博士生导师

主要研究方向包括面向边缘智能的软硬件协同设计、高可靠性低能耗架构和电路设计以及数字后端EDA技术等,博士毕业于美国弗吉尼亚大学,硕士毕业于美国佛罗里达大学,本科毕业于西安电子科技大学。曾获上海市海外领军人才、福布斯中国青年海归菁英 100 人、IEEE电路与系统协会的博士前奖学金以及SOCC 2022、LASCAS 2019等最佳论文或专题奖等荣誉,目前担任IEEE TVLSI副总主编、IEEE电路与系统协会杰出讲者、Integration编委成员,MCSoC 2026会议主席,AICAS 2026出版主席,ISICAS 2025程序委员会联合主席等,是IEEE/ACM/CCF高级会员。