英偉達發(fā)布cuLitho，計算光刻提升40倍！阿斯麥臺積電站臺支持！

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

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

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• cuLitho將實(shí)現更好的芯片設計規則、更高的器件密度和良率以及真正實(shí)現AI驅動(dòng)的光刻技術(shù)。

英偉達(NVIDIA)的GTC開(kāi)發(fā)者大會(huì )剛剛結束，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等半導體領(lǐng)導者都為英偉達的新軟件庫cuLitho站臺。

眾所周知，當前芯片工藝已幾乎達到物理極限，在這種情況下cuLitho為2nm工藝節點(diǎn)的計算光刻領(lǐng)域帶來(lái)了指數級的計算速度提升，從而使上述芯片行業(yè)領(lǐng)導者能夠加速下一代芯片的設計和制造。這個(gè)名為cuLitho的新軟件庫有望在芯片設計開(kāi)發(fā)時(shí)間上實(shí)現指數級的效率提升。到目前為止，NVIDIA cuLitho已經(jīng)被世界頂級芯片代工公司TSMC、領(lǐng)先的EDA芯片設計工具公司Synopsys和芯片制造設備制造商ASML采用。

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

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

NVIDIA創(chuàng )始人兼首席執行官黃仁勛(Jensen Huang)在年度GTC開(kāi)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積電(TSMC)、阿斯麥(ASML)和新思科技(Synopsys)合作，使晶圓廠(chǎng)能夠快速優(yōu)化芯片設計，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?！?/span>

NVIDIA cuLitho如何加速芯片制造?

近年來(lái)，由于新工藝節點(diǎn)中晶體管數量更多，精度要求更嚴格，晶圓廠(chǎng)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)節點(diǎn)所需的曲線(xiàn)掩模計算技術(shù)、高數值孔徑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40倍的性能，加速了每年消耗數百億CPU時(shí)間的大量計算工作負載。這個(gè)系統可以使500個(gè)NVIDIA DGX H100系統能夠實(shí)現40,000個(gè)CPU系統的工作量，可以并行運行計算光刻過(guò)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，使用cuLitho的晶圓廠(chǎng)每天可以加速生產(chǎn)3-5倍的光刻模板(芯片設計的模板)，而消耗的電力比當前配置少9倍?！?從本質(zhì)上講，過(guò)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(cháng)遠來(lái)看，cuLitho將實(shí)現更好的設計規則、更高的密度、更高的良率和真正人工智能驅動(dòng)的光刻。光學(xué)臨近校正(OPC)，以及更先進(jìn)節點(diǎn)所需要的反向光刻技術(shù)(ILT)，使用硅片目標納米圖案來(lái)反向計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(lái)一點(diǎn)也不像設計的電路圖案，但最終經(jīng)過(guò)光刻刻蝕等步驟后，在硅片上卻能實(shí)現設計的電路圖案。

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