在行業(yè)接近物理極限之際，半導體行業(yè)領導者開始采用 NVIDIA 在計算光刻技術領域的突破成果

加利福尼亞州圣克拉拉 – GTC – 太平洋時間 2023 年 3 月 21 日 – NVIDIA 宣布推出一項將加速計算引入計算光刻技術領域的突破性成果。在當前生產(chǎn)工藝接近物理極限的情況下，這項突破使 ASML、TSMC 和 Synopsys 等半導體行業(yè)領導者能夠加快新一代芯片的設計和制造。

全球領先的代工廠 TSMC，以及電子設計自動化領域的領導者 Synopsys 正在將全新的 NVIDIA cuLitho 計算光刻技術軟件庫整合到最新一代 NVIDIA Hopper 架構 GPU 的軟件、制造工藝和系統(tǒng)中。設備制造商 ASML 正在 GPU 和 cuLitho 方面與 NVIDIA 展開合作，并正在計劃在其所有計算光刻軟件產(chǎn)品中加入對 GPU 的支持。

這一進展將使得未來的芯片能夠擁有比目前更小的晶體管和導線，同時加快產(chǎn)品上市時間，大幅提高為驅動制造流程而全天候運行的大型數(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。光刻技術已臨近物理極限，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?！?/span>

cuLitho 在 GPU 上運行，其性能比當前光刻技術工藝（通常指在硅晶圓上繪制電路）提高了 40 倍，能夠為目前每年消耗數(shù)百億 CPU 小時的大規(guī)模計算工作負載提供加速。

憑借這項技術，500 個 NVIDIA DGX H100 系統(tǒng)即可完成原本需要 4 萬個 CPU 系統(tǒng)才能完成的工作，它們能夠同時運行計算光刻工藝的所有流程，助力降低耗電以及對環(huán)境的影響。

在短期內，使用 cuLitho 的晶圓廠每天的光掩模（芯片設計模板）產(chǎn)量可增加 3-5 倍，而耗電量可以比當前配置降低 9 倍。原本需要兩周時間才能完成的光掩模現(xiàn)在可以在一夜之間完成。

從長遠來看，cuLitho 將帶來更好的設計規(guī)則、更高的密度和產(chǎn)量以及 AI 驅動的光刻技術。

行業(yè)領導者的支持

NVIDIA 正在與行業(yè)領導者們共同推動這項新技術的迅速普及。

TSMC 首席執(zhí)行官魏哲家表示：“cuLitho 團隊通過將昂貴的操作轉移到 GPU，在加速計算光刻方面取得了令人欽佩的進展。這項成果為 TSMC 在芯片制造中更大范圍地部署反演光刻技術、深度學習等光刻解決方案提供了新的可能性，為半導體行業(yè)規(guī)模的持續(xù)擴大做出了重要貢獻。”

ASML 首席執(zhí)行官 Peter Wennink 表示：“我們計劃在所有計算光刻軟件產(chǎn)品中加入對 GPU 的支持。我們與 NVIDIA 在 GPU 和 cuLitho 上的合作預計會給計算光刻技術，乃至整個半導體行業(yè)的發(fā)展帶來巨大的益處。這一點在 High-NA EUV 光刻時代將變得尤為明顯?！?/p>

Synopsys 董事長兼首席執(zhí)行官 Aart de Geus 表示：“計算光刻技術，尤其是光學鄰近修正（OPC）正在推動先進芯片計算工作負載的邊界。通過與 NVIDIA 合作，Synopsys OPC 軟件將在 cuLitho 平臺上運行，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)推動該行業(yè)取得驚人的進步?！?/p>

推動半導體行業(yè)的發(fā)展

近年來，由于增長的新節(jié)點晶體管數(shù)量以及更加嚴格的精度要求，半導體制造中的超大型工作負載所需的計算時間成本已經(jīng)超過了摩爾定律。未來的節(jié)點需要更加詳細的計算，但不是所有計算都能適應當前平臺所提供的可用計算帶寬，這會減緩半導體行業(yè)的創(chuàng)新步伐。

一般情況下，晶圓廠在改變工藝時需要修改 OPC，因此會遇到瓶頸。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節(jié)點所需的新型解決方案和創(chuàng)新技術。

如要了解更多信息，請觀看黃仁勛的 GTC 2023 主題演講，并參加《加速計算光刻技術》專題演講（搜索會議代碼：[S52510])。

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