Sono giorni esaltanti per la produzione di chip avanzati: dopo l’annuncio della tecnologia di Applied Materials che semplifica il multipattering EUV, arriva la nuova tecnologia di litografia computazionale assistita da AI di NVIDIA che consente di accelerare la progettazione e la produzione di chip di nuova generazione.
NVIDIA ha annunciato una svolta epocale nel campo della litografia computazionale, consentendo ai leader di mercato come ASML, TSMC e Synopsys di accelerare la progettazione e la produzione di chip di nuova generazione, proprio mentre gli attuali processi di produzione si stanno avvicinando ai limiti di ciò che la fisica rende possibile.
La nuova libreria software NVIDIA cuLitho per la litografia computazionale è stata integrata da TSMC, la fonderia leader a livello mondiale, nonché dal leader dell’automazione della progettazione elettronica Synopsys, nel software, nei processi di produzione e nei sistemi per le GPU con architettura NVIDIA Hopper di ultima generazione. Il produttore di apparecchiature ASML sta lavorando a stretto contatto con NVIDIA su GPU e cuLitho e sta pianificando di integrare il supporto per le GPU in tutti i suoi prodotti software di litografia computazionale.
Il progresso consentirà chip con transistor e connessioni più piccoli di quanto sia ora possibile, accelerando il time-to-market e aumentando l’efficienza energetica degli enormi data center che funzionano 24 ore su 24, 7 giorni su 7 per guidare il processo di produzione.
“L’industria dei chip è la base di quasi tutti gli altri settori del mondo“, ha affermato Jensen Huang, fondatore e CEO di NVIDIA. “Con la litografia ai limiti della fisica, l’introduzione di cuLitho da parte di NVIDIA e la collaborazione con i nostri partner TSMC, ASML e Synopsys consente alle fabbriche di aumentare la produttività, ridurre la loro impronta di carbonio e gettare le basi per 2nm e oltre“.
In esecuzione su GPU, cuLitho offre un salto di prestazioni fino a 40 volte superiore alla litografia attuale, il processo di creazione di modelli su un wafer di silicio, accelerando gli enormi carichi di lavoro computazionali che attualmente consumano decine di miliardi di ore di CPU ogni anno.
Consente a 500 sistemi NVIDIA DGX H100 di raggiungere il lavoro di 40.000 sistemi CPU, eseguendo tutte le parti del processo di litografia computazionale in parallelo, contribuendo a ridurre il fabbisogno energetico riducendo l’impatto ambientale.
A breve termine, i fab che utilizzano cuLitho potrebbero aiutare a produrre ogni giorno 3-5 volte più fotomaschere (i modelli per la progettazione di un chip) utilizzando 9 volte meno energia rispetto alle configurazioni attuali. Una fotomaschera che richiedeva due settimane ora può essere elaborata durante la notte.
A lungo termine, cuLitho consentirà processi di progettazione migliori, densità più elevata, rese più elevate e litografia basata sull’intelligenza artificiale.
Supporto dai leader del settore
NVIDIA sta collaborando con i principali partner per agevolare la rapida adozione di queste nuove tecnologie.
“Il team cuLitho ha compiuto progressi ammirevoli nell’accelerare la litografia computazionale spostando operazioni costose su GPU“, ha affermato il dott. CC Wei, CEO di TSMC. “Questo sviluppo apre nuove possibilità a TSMC per implementare soluzioni di litografia come la tecnologia di litografia inversa e il deep learning in modo più ampio nella produzione di chip, dando importanti contributi alla continuazione del ridimensionamento dei semiconduttori“.
“Stiamo pianificando di integrare il supporto per le GPU in tutti i nostri prodotti software di litografia computazionale“, ha affermato Peter Wennink, CEO di ASML. “La nostra collaborazione con NVIDIA su GPU e cuLitho dovrebbe comportare enormi vantaggi per la litografia computazionale e quindi per il ridimensionamento dei semiconduttori. Ciò sarà particolarmente vero nell’era della litografia ultravioletta estrema ad alto NA”.
“La litografia computazionale, in particolare la correzione di prossimità ottica, o OPC, sta spingendo i limiti dei carichi di lavoro di calcolo per i chip più avanzati“, ha affermato Aart de Geus, presidente e CEO di Synopsys. “Collaborando con il nostro partner NVIDIA per eseguire il software Synopsys OPC sulla piattaforma cuLitho, abbiamo notevolmente accelerato le prestazioni da settimane a giorni! Il team-up delle nostre due aziende leader continua a imporre incredibili progressi nel settore”.
Abilitazione del ridimensionamento dei semiconduttori
Negli ultimi anni il costo del tempo di calcolo necessario per i carichi di lavoro più grandi nella produzione di semiconduttori ha superato la legge di Moore, a causa sia del maggior numero di transistor nei nodi più recenti sia dei requisiti di precisione più rigorosi. I nodi futuri richiedono calcoli più dettagliati, non tutti possono rientrare in modo fattibile nella larghezza di banda computazionale disponibile fornita dalle piattaforme attuali, rallentando il ritmo dell’innovazione nei semiconduttori.
Una modifica di processo nei fab richiede spesso una revisione OPC, creando colli di bottiglia. cuLitho aiuta a rimuovere questi colli di bottiglia e rende possibili nuove soluzioni e tecniche innovative come maschere curvilinee, litografia EUV ad alto NA e modellazione di fotoresist subatomico necessari per i nuovi nodi tecnologici.
Questa tecnologia è al centro della keynote “Accelerazione della litografia computazionale” presentata durante GTC 2023 dall’architetto di NVIDIA cuLitho Vivek K. Singh.
