在行業(yè)接近物理極限之際，半導(dǎo)體行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者開(kāi)始采用 NVIDIA 在計(jì)算光刻技術(shù)領(lǐng)域的突破成果
加利福尼亞州圣克拉拉 – GTC – 太平洋時(shí)間 2023 年 3 月 21 日 – NVIDIA 宣布推出一項(xiàng)將加速計(jì)算引入計(jì)算光刻技術(shù)領(lǐng)域的突破性成果。在當(dāng)前生產(chǎn)工藝接近物理極限的情況下，這項(xiàng)突破使 ASML、TSMC 和 Synopsys 等半導(dǎo)體行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者能夠加快新一代芯片的設(shè)計(jì)和制造。
全球領(lǐng)先的代工廠 TSMC，以及電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者 Synopsys 正在將全新的 NVIDIA cuLitho 計(jì)算光刻技術(shù)軟件庫(kù)整合到最新一代 NVIDIA Hopper? 架構(gòu) GPU 的軟件、制造工藝和系統(tǒng)中。設(shè)備制造商? ASML 正在 GPU 和 cuLitho 方面與 NVIDIA 展開(kāi)合作，并正在計(jì)劃在其所有計(jì)算光刻軟件產(chǎn)品中加入對(duì) GPU 的支持。
這一進(jìn)展將使得未來(lái)的芯片能夠擁有比目前更小的晶體管和導(dǎo)線，同時(shí)加快產(chǎn)品上市時(shí)間，大幅提高為驅(qū)動(dòng)制造流程而全天候運(yùn)行的大型數(shù)據(jù)中心的能效。
NVIDIA 創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官黃仁勛表示：“芯片行業(yè)是全球幾乎所有其他行業(yè)的基礎(chǔ)。光刻技術(shù)已臨近物理極限，NVIDIA cuLitho 的推出以及我們與 TSMC、ASML 和 Synopsys 的合作，使晶圓廠能夠提高產(chǎn)量、減少碳足跡并為 2 納米及更高工藝奠定基礎(chǔ)。”
cuLitho 在 GPU 上運(yùn)行，其性能比當(dāng)前光刻技術(shù)工藝（通常指在硅晶圓上繪制電路）提高了 40 倍，能夠?yàn)槟壳懊磕晗臄?shù)百億 CPU 小時(shí)的大規(guī)模計(jì)算工作負(fù)載提供加速。
憑借這項(xiàng)技術(shù)，500 個(gè) NVIDIA DGX H100 系統(tǒng)即可完成原本需要 4 萬(wàn)個(gè) CPU 系統(tǒng)才能完成的工作，它們能夠同時(shí)運(yùn)行計(jì)算光刻工藝的所有流程，助力降低耗電以及對(duì)環(huán)境的影響。
在短期內(nèi)，使用 cuLitho 的晶圓廠每天的光掩模（芯片設(shè)計(jì)模板）產(chǎn)量可增加 3-5 倍，而耗電量可以比當(dāng)前配置降低 9 倍。原本需要兩周時(shí)間才能完成的光掩模現(xiàn)在可以在一夜之間完成。
從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，cuLitho 將帶來(lái)更好的設(shè)計(jì)規(guī)則、更高的密度和產(chǎn)量以及 AI 驅(qū)動(dòng)的光刻技術(shù)。
行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者的支持
NVIDIA 正在與行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者們共同推動(dòng)這項(xiàng)新技術(shù)的迅速普及。
TSMC 首席執(zhí)行官魏哲家表示：“cuLitho 團(tuán)隊(duì)通過(guò)將昂貴的操作轉(zhuǎn)移到 GPU，在加速計(jì)算光刻方面取得了令人欽佩的進(jìn)展。這項(xiàng)成果為 TSMC 在芯片制造中更大范圍地部署反演光刻技術(shù)、深度學(xué)習(xí)等光刻解決方案提供了新的可能性，為半導(dǎo)體行業(yè)規(guī)模的持續(xù)擴(kuò)大做出了重要貢獻(xiàn)。”
ASML 首席執(zhí)行官 Peter Wennink 表示：“我們計(jì)劃在所有計(jì)算光刻軟件產(chǎn)品中加入對(duì) GPU 的支持。我們與 NVIDIA 在 GPU 和 cuLitho 上的合作預(yù)計(jì)會(huì)給計(jì)算光刻技術(shù)，乃至整個(gè)半導(dǎo)體行業(yè)的發(fā)展帶來(lái)巨大的益處。這一點(diǎn)在 High-NA EUV 光刻時(shí)代將變得尤為明顯。”
Synopsys 董事長(zhǎng)兼首席執(zhí)行官 Aart de Geus 表示：“計(jì)算光刻技術(shù)，尤其是光學(xué)鄰近修正（OPC）正在推動(dòng)先進(jìn)芯片計(jì)算工作負(fù)載的邊界。通過(guò)與 NVIDIA 合作，Synopsys OPC 軟件將在 cuLitho 平臺(tái)上運(yùn)行，可將原本需要數(shù)周才能完成的工作大幅縮短到數(shù)天。這將繼續(xù)推動(dòng)該行業(yè)取得驚人的進(jìn)步。”
推動(dòng)半導(dǎo)體行業(yè)的發(fā)展
近年來(lái)，由于增長(zhǎng)的新節(jié)點(diǎn)晶體管數(shù)量以及更加嚴(yán)格的精度要求，半導(dǎo)體制造中的超大型工作負(fù)載所需的計(jì)算時(shí)間成本已經(jīng)超過(guò)了摩爾定律。未來(lái)的節(jié)點(diǎn)需要更加詳細(xì)的計(jì)算，但不是所有計(jì)算都能適應(yīng)當(dāng)前平臺(tái)所提供的可用計(jì)算帶寬，這會(huì)減緩半導(dǎo)體行業(yè)的創(chuàng)新步伐。
一般情況下，晶圓廠在改變工藝時(shí)需要修改 OPC，因此會(huì)遇到瓶頸。cuLitho 不僅可以幫助突破這些瓶頸，還可以提供曲線式光掩模、High-NA EUV 光刻、亞原子光刻膠建模等新技術(shù)節(jié)點(diǎn)所需的新型解決方案和創(chuàng)新技術(shù)。
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