英偉達發布cuLitho，計算光刻提升40倍！阿斯麥臺積電站臺支持！

• NVIDIA發布了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將實現更好的芯片設計規則、更高的器件密度和良率以及真正實現AI驅動的光刻技術。

英偉達(NVIDIA)的GTC開發者大會剛剛結束，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工藝節點的計算光刻領域帶來了指數級的計算速度提升，從而使上述芯片行業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時間上實現指數級的效率提升。到目前為止，NVIDIA cuLitho已經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、投影物鏡系統的成像系統和光刻膠曝光、刻蝕等工藝過程聯系起來，然后通過數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化使之并行化，從而大大提高了計算速度。

NVIDIA創始人兼首席執行官黃仁勛(Jensen Huang)在年度GTC開發者大會的主題演講中表示:“在光刻技術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化芯片設計，提高良率，降低碳排放，并為2nm及更先進的技術奠定基礎。”

NVIDIA cuLitho如何加速芯片制造?

近年來，由于新工藝節點中晶體管數量更多，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將為新技術節點所需的曲線掩模計算技術、高數值孔徑EUV光刻和亞原子光刻膠建模等最新技術解決方案和創新技術提供可能。

NVIDIA指出，cuLitho運行在GPU或圖形處理單元上，比目前的光刻技術提升了高達40倍的性能，加速了每年消耗數百億CPU時間的大量計算工作負載。這個系統可以使500個NVIDIA DGX H100系統能夠實現40,000個CPU系統的工作量，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境影響。這家人工智能巨頭表示:“在短期內，使用cuLitho的晶圓廠每天可以加速生產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的光刻。光學臨近校正(OPC)，以及更先進節點所需要的反向光刻技術(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，但最終經過光刻刻蝕等步驟后，在硅片上卻能實現設計的電路圖案。

另一方面，NVIDIA認為使用GPU可以加快這一過程，并降低所需的功耗。英偉達先進技術集團副總裁Vivek Singh在周一的新聞發布會上解釋說: “cuLitho將有助于半導體行業繼續著他們的創新步伐，并將縮短未來各種芯片的上市時間。”