• 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中。

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• cuLitho將實現(xiàn)更好的芯片設計規(guī)則、更高的器件密度和良率以及真正實現(xiàn)AI驅(qū)動的光刻技術(shù)。

英偉達(NVIDIA)的GTC開發(fā)者大會剛剛結(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(jié)點的計算光刻領域帶來了指數(shù)級的計算速度提升，從而使上述芯片行業(yè)領導者能夠加速下一代芯片的設計和制造。這個名為cuLitho的新軟件庫有望在芯片設計開發(fā)時間上實現(xiàn)指數(shù)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(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)學的方法進行反向計算，通過確定最終在硅片上的納米圖案來計算產(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將過程復雜且計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及更先進的技術(shù)奠定基礎?！?/span>

NVIDIA cuLitho如何加速芯片制造?

近年來，由于新工藝節(jié)點中晶體管數(shù)量更多，精度要求更嚴格，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)點所需的曲線掩模計算技術(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(shù)百億CPU時間的大量計算工作負載。這個系統(tǒng)可以使500個NVIDIA DGX H100系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)40,000個CPU系統(tǒng)的工作量，可以并行運行計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，過去需要兩周時間的掩模板可以在一夜之間完成。而且從長遠來看，cuLitho將實現(xiàn)更好的設計規(guī)則、更高的密度、更高的良率和真正人工智能驅(qū)動的光刻。光學臨近校正(OPC)，以及更先進節(jié)點所需要的反向光刻技術(shù)(ILT)，使用硅片目標納米圖案來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一點也不像設計的電路圖案，但最終經(jīng)過光刻刻蝕等步驟后，在硅片上卻能實現(xiàn)設計的電路圖案。

另一方面，NVIDIA認為使用GPU可以加快這一過程，并降低所需的功耗。英偉達先進技術(shù)集團副總裁Vivek Singh在周一的新聞發(fā)布會上解釋說: “cuLitho將有助于半導體行業(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間?！?/span>