英偉達(dá)牽手臺(tái)積電等合作伙伴 讓計(jì)算光刻加速40倍

英偉達(dá)在GTC 2023上宣布，將與臺(tái)積電（TSMC）、阿斯麥（ASML）和新思科技（Synopsys）三大半導(dǎo)體行業(yè)巨頭合作，將加速運(yùn)算技術(shù)引入到計(jì)算光刻領(lǐng)域，加速下一代芯片的設(shè)計(jì)和制造，并推出名為“cuLitho”的計(jì)算光刻庫(kù)。

計(jì)算光刻主要通過軟件對(duì)整個(gè)光刻過程進(jìn)行建模和仿真，使用光掩模文件的數(shù)學(xué)預(yù)處理來調(diào)整光學(xué)光刻中的像差和效果，以優(yōu)化光源形狀和光罩形狀，減小光刻成像與芯片設(shè)計(jì)差距，從而使光刻效果達(dá)到預(yù)期狀態(tài)，從而提高良品率。不過隨著芯片的制造工藝向3nm及以下發(fā)展，每個(gè)光罩的負(fù)擔(dān)呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，使得芯片制造的難度加大。

目前計(jì)算光刻的過程也成為了芯片設(shè)計(jì)和制造領(lǐng)域中最大的計(jì)算負(fù)擔(dān)，大型數(shù)據(jù)中心需要7x24連續(xù)運(yùn)作，每年消耗數(shù)百億CPU小時(shí)，去創(chuàng)建用于光刻系統(tǒng)的光罩，每年需要的資本支出和能源消耗量也十分地驚人。為此英偉達(dá)聯(lián)合臺(tái)積電、阿斯麥和新思科技，歷時(shí)四年終于完成了計(jì)算光刻技術(shù)的一項(xiàng)重大突破，推出了cuLitho計(jì)算光刻庫(kù)，為下一代2nm工藝奠定了基礎(chǔ)。

英偉達(dá)表示，通過GPU而不是CPU運(yùn)算，可以將計(jì)算光刻的效率提高40倍。利用cuLitho計(jì)算光刻庫(kù)，可以將工作負(fù)載轉(zhuǎn)換成GPU并行處理，使得500個(gè)NVIDIA DGX H100就能完成40000個(gè)CPU組成的系統(tǒng)所完成的工作。同時(shí)也可以大大減輕晶圓廠的負(fù)擔(dān)，每天僅需要原來九分之一的功耗就能生產(chǎn)之前三到五倍的光罩，原來需要兩周時(shí)間生產(chǎn)的光罩現(xiàn)在一夜之間就能進(jìn)行處理。

從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，在AI技術(shù)的協(xié)助下，cuLitho計(jì)算光刻庫(kù)可以實(shí)現(xiàn)更好的設(shè)計(jì)規(guī)則、更高的密度和更高的產(chǎn)量。