英偉達(dá)發(fā)布cuLitho，計(jì)算光刻提升40倍！阿斯麥臺(tái)積電站臺(tái)支持！

• NVIDIA發(fā)布了cuLitho軟件庫，旨在加速計(jì)算光刻速度，從而加快芯片制造過程。

• ASML、Synopsys和TSMC將把NVIDIA的GPU和cuLitho集成到他們的軟件平臺(tái)和晶圓廠中。

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• cuLitho將實(shí)現(xiàn)更好的芯片設(shè)計(jì)規(guī)則、更高的器件密度和良率以及真正實(shí)現(xiàn)AI驅(qū)動(dòng)的光刻技術(shù)。

英偉達(dá)(NVIDIA)的GTC開發(fā)者大會(huì)剛剛結(jié)束，在人工智能(AI)的一片熱議中，該公司的一大亮點(diǎn)是宣布在芯片制造方面取得了重大突破。ASML、TSMC和Synopsys等半導(dǎo)體領(lǐng)導(dǎo)者都為英偉達(dá)的新軟件庫cuLitho站臺(tái)。

眾所周知，當(dāng)前芯片工藝已幾乎達(dá)到物理極限，在這種情況下cuLitho為2nm工藝節(jié)點(diǎn)的計(jì)算光刻領(lǐng)域帶來了指數(shù)級(jí)的計(jì)算速度提升，從而使上述芯片行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者能夠加速下一代芯片的設(shè)計(jì)和制造。這個(gè)名為cuLitho的新軟件庫有望在芯片設(shè)計(jì)開發(fā)時(shí)間上實(shí)現(xiàn)指數(shù)級(jí)的效率提升。到目前為止，NVIDIA cuLitho已經(jīng)被世界頂級(jí)芯片代工公司TSMC、領(lǐng)先的EDA芯片設(shè)計(jì)工具公司Synopsys和芯片制造設(shè)備制造商ASML采用。

計(jì)算光刻的原理是使用計(jì)算仿真的方法，將包含照明光源、掩模、投影物鏡系統(tǒng)的成像系統(tǒng)和光刻膠曝光、刻蝕等工藝過程聯(lián)系起來，然后通過數(shù)學(xué)的方法進(jìn)行反向計(jì)算，通過確定最終在硅片上的納米圖案來計(jì)算產(chǎn)生光刻掩模板圖形、以及光源照明形狀生成等等。

cuLitho為什么能夠加速計(jì)算光刻呢？主要是因?yàn)閏uLitho將過程復(fù)雜且計(jì)算成本高昂的掩模生成這一步驟通過算法和算力優(yōu)化使之并行化，從而大大提高了計(jì)算速度。

NVIDIA創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官黃仁勛(Jensen Huang)在年度GTC開發(fā)者大會(huì)的主題演講中表示:“在光刻技術(shù)處于物理極限的情況下，NVIDIA推出cuLitho，并與我們的合作伙伴臺(tái)積電(TSMC)、阿斯麥(ASML)和新思科技(Synopsys)合作，使晶圓廠能夠快速優(yōu)化芯片設(shè)計(jì)，提高良率，降低碳排放，并為2nm及更先進(jìn)的技術(shù)奠定基礎(chǔ)。”

NVIDIA cuLitho如何加速芯片制造?

近年來，由于新工藝節(jié)點(diǎn)中晶體管數(shù)量更多，精度要求更嚴(yán)格，晶圓廠工藝迭代通常需要更精密的OPC修訂。NVIDIA指出，cuLitho將為新技術(shù)節(jié)點(diǎn)所需的曲線掩模計(jì)算技術(shù)、高數(shù)值孔徑EUV光刻和亞原子光刻膠建模等最新技術(shù)解決方案和創(chuàng)新技術(shù)提供可能。

NVIDIA指出，cuLitho運(yùn)行在GPU或圖形處理單元上，比目前的光刻技術(shù)提升了高達(dá)40倍的性能，加速了每年消耗數(shù)百億CPU時(shí)間的大量計(jì)算工作負(fù)載。這個(gè)系統(tǒng)可以使500個(gè)NVIDIA DGX H100系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)40,000個(gè)CPU系統(tǒng)的工作量，可以并行運(yùn)行計(jì)算光刻過程的所有部分，有助于減少電力需求和潛在的環(huán)境影響。這家人工智能巨頭表示:“在短期內(nèi)，使用cuLitho的晶圓廠每天可以加速生產(chǎn)3-5倍的光刻模板(芯片設(shè)計(jì)的模板)，而消耗的電力比當(dāng)前配置少9倍?！?從本質(zhì)上講，過去需要兩周時(shí)間的掩模板可以在一夜之間完成。而且從長遠(yuǎn)來看，cuLitho將實(shí)現(xiàn)更好的設(shè)計(jì)規(guī)則、更高的密度、更高的良率和真正人工智能驅(qū)動(dòng)的光刻。光學(xué)臨近校正(OPC)，以及更先進(jìn)節(jié)點(diǎn)所需要的反向光刻技術(shù)(ILT)，使用硅片目標(biāo)納米圖案來反向計(jì)算出所需光刻模板上的圖案形狀，在這種情況下，掩模板上的納米圖案看起來一點(diǎn)也不像設(shè)計(jì)的電路圖案，但最終經(jīng)過光刻刻蝕等步驟后，在硅片上卻能實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的電路圖案。

另一方面，NVIDIA認(rèn)為使用GPU可以加快這一過程，并降低所需的功耗。英偉達(dá)先進(jìn)技術(shù)集團(tuán)副總裁Vivek Singh在周一的新聞發(fā)布會(huì)上解釋說: “cuLitho將有助于半導(dǎo)體行業(yè)繼續(xù)著他們的創(chuàng)新步伐，并將縮短未來各種芯片的上市時(shí)間?！?/span>