NVIDIA ha anunciado que TSMC y Synopsys entrarán en producción con la plataforma de litografía computacional de NVIDIA para acelerar la fabricación y superar los límites de la física para la próxima generación de chips semiconductores avanzados. TSMC, la fundición líder en el mundo, y Synopsys, líder en soluciones de diseño de silicio a sistemas, han integrado NVIDIA cuLitho con su software, procesos de fabricación y sistemas para acelerar la fabricación de chips, y en el futuro dar soporte a las GPU de arquitectura NVIDIA Blackwell de última generación.
«La litografía computacional es una piedra angular de la fabricación de chips», dijo Jensen Huang, fundador y CEO de NVIDIA. «Nuestro trabajo en cuLitho, en asociación con TSMC y Synopsys, aplica la computación acelerada y la IA generativa para abrir nuevas fronteras para el escalado de semiconductores». NVIDIA también presentó nuevos algoritmos de IA generativa que mejoran cuLitho, una biblioteca para litografía computacional acelerada por GPU, mejorando drásticamente el proceso de fabricación de semiconductores en comparación con los métodos actuales basados en CPU.
Los líderes de semiconductores avanzan en la plataforma cuLitho
La litografía computacional es la carga de trabajo más intensiva en cómputo en el proceso de fabricación de semiconductores, ya que consume decenas de miles de millones de horas al año en CPU. Un conjunto de máscaras típico para un chip, un paso clave en su producción, podría requerir 30 millones o más de horas de tiempo de cómputo de la CPU, lo que requeriría grandes centros de datos dentro de las fundiciones de semiconductores. Con la computación acelerada, 350 sistemas NVIDIA H100 ahora pueden reemplazar 40,000 sistemas de CPU, acelerando el tiempo de producción, al tiempo que reducen los costos, el espacio y la energía.
«Nuestro trabajo con NVIDIA para integrar la computación acelerada por GPU en el flujo de trabajo de TSMC ha dado como resultado grandes saltos en el rendimiento, una mejora drástica del rendimiento, un tiempo de ciclo más corto y una reducción de los requisitos de energía», dijo el Dr. C.C. Wei, CEO de TSMC. «Estamos llevando NVIDIA cuLitho a la producción en TSMC, aprovechando esta tecnología de litografía computacional para impulsar un componente crítico del escalado de semiconductores».
Desde su introducción el año pasado, cuLitho ha permitido a TSMC abrir nuevas oportunidades para tecnologías innovadoras de patronaje. Al probar cuLitho en flujos de trabajo compartidos, las empresas lograron conjuntamente una aceleración de 45 veces de los flujos curvilíneos y una mejora de casi 60 veces en los flujos más tradicionales al estilo de Manhattan. Estos dos tipos de flujos difieren: con curvilíneas, las formas de máscara se representan mediante curvas, mientras que las formas de máscara de Manhattan se limitan a ser horizontales o verticales.
«Durante más de dos décadas, los productos de software de síntesis de máscaras Proteus de Synopsys han sido la opción probada en producción para acelerar la litografía computacional, la carga de trabajo más exigente en la fabricación de semiconductores», dijo Sassine Ghazi, presidenta y directora ejecutiva de Synopsys. «Con el cambio a nodos avanzados, la litografía computacional ha aumentado drásticamente en complejidad y costo de cómputo. Nuestra colaboración con TSMC y NVIDIA es fundamental para permitir el escalado a nivel de angstrom, ya que somos pioneros en tecnologías avanzadas para reducir el tiempo de respuesta en órdenes de magnitud a través del poder de la computación acelerada».
Synopsys es pionera en la entrega de técnicas avanzadas para acelerar el rendimiento de la litografía computacional. El software de corrección óptica de proximidad Proteus de Synopsys, que se ejecuta en la biblioteca de software NVIDIA cuLitho, acelera significativamente las cargas de trabajo computacionales en comparación con los métodos actuales basados en CPU. Con los productos de síntesis de máscaras Proteus, los fabricantes como TSMC pueden lograr una precisión, eficiencia y velocidad excepcionales en la corrección de proximidad, la creación de modelos para la corrección y el análisis de los efectos de proximidad en patrones de diseño de circuitos integrados corregidos y no corregidos, revolucionando el proceso de fabricación de chips.
Innovador soporte de IA generativa para litografía computacional
NVIDIA ha desarrollado algoritmos para aplicar IA generativa con el fin de mejorar aún más el valor de la plataforma cuLitho. El nuevo flujo de trabajo de IA generativa ofrece una aceleración adicional de 2 veces además de los procesos acelerados habilitados a través de cuLitho. La aplicación de la IA generativa permite la creación de una máscara inversa casi perfecta o una solución inversa para tener en cuenta la difracción de la luz. A continuación, la máscara final se obtiene mediante métodos tradicionales y físicamente rigurosos, lo que acelera el proceso general de corrección óptica de proximidad (OPC) por un factor de dos.
Muchos cambios en el proceso de fabricación actualmente requieren una revisión en OPC, lo que aumenta la cantidad de computación requerida y crea cuellos de botella en el ciclo de desarrollo de fábrica. Estos costos y cuellos de botella se alivian con la computación acelerada que proporciona cuLitho y la IA generativa, lo que permite a las fábricas asignar la capacidad de cómputo disponible y el ancho de banda de ingeniería para diseñar soluciones más novedosas en el desarrollo de nuevas tecnologías para 2 nm y más allá.
