Dopo l’annuncio della nuova tecnologia di oltre un anno fa, la piattaforma di litografia computazionale NVIDIA cuLitho entra in produzione presso TSMC.
TSMC, la più importante foundry al mondo, ha annunciato che sta passando alla produzione con la piattaforma di litografia computazionale di NVIDIA, denominata cuLitho, per accelerare la produzione e superare i limiti della fisica per la prossima generazione di chip semiconduttori avanzati.
Fase critica nella produzione di chip per computer, richiede un calcolo complesso, che coinvolge fisica elettromagnetica, fotochimica, geometria computazionale, ottimizzazione iterativa e calcolo distribuito. Le fonderie dedicano enormi data center a questo scopo, e tuttavia questo passaggio è stato tradizionalmente un collo di bottiglia nel portare nuovi nodi tecnologici e architetture informatiche sul mercato.
La litografia computazionale è anche il carico di lavoro più intensivo in termini di elaborazione nell’intero processo di progettazione e produzione di semiconduttori. Un tipico set di maschere per un chip può richiedere 30 milioni o più ore di tempo di elaborazione della CPU, rendendo necessari grandi data center all’interno delle fonderie di semiconduttori. Con l’elaborazione accelerata, 350 sistemi basati su GPU NVIDIA H100 Tensor Core possono ora sostituire 40.000 sistemi CPU, accelerando i tempi di produzione, riducendo al contempo costi, spazio ed energia.
Portare cuLitho in produzione consente a TSMC di accelerare lo sviluppo della tecnologia dei chip di prossima generazione, proprio mentre gli attuali processi di produzione si stanno avvicinando ai limiti di ciò che la fisica rende possibile.
“Il nostro lavoro con NVIDIA per integrare il calcolo accelerato dalla GPU nel flusso di lavoro TSMC ha portato a grandi balzi in termini di prestazioni, un notevole miglioramento della produttività, tempi di ciclo ridotti e requisiti di alimentazione ridotti”, ha affermato il dott. CC Wei, CEO di TSMC.
NVIDIA ha anche sviluppato algoritmi per applicare l’intelligenza artificiale generativa per migliorare il valore della piattaforma cuLitho. È stato dimostrato che un nuovo flusso di lavoro di intelligenza artificiale generativa offre un’ulteriore accelerazione di due volte in aggiunta ai processi accelerati abilitati tramite cuLitho.
L’applicazione dell’intelligenza artificiale generativa consente la creazione di una maschera inversa quasi perfetta o di una soluzione inversa per tenere conto della diffrazione della luce coinvolta nella litografia computazionale. La maschera finale viene quindi derivata da metodi tradizionali e fisicamente rigorosi, accelerando di 2 volte il processo complessivo di correzione della prossimità ottica.
L’uso della correzione ottica di prossimità nella litografia dei semiconduttori risale ormai a tre decenni fa. Sebbene il campo abbia beneficiato di numerosi contributi in questo periodo, raramente ha assistito a una trasformazione così rapida come quella fornita dalle tecnologie gemelle di calcolo accelerato e AI. Queste, consentono una simulazione più accurata della fisica e la realizzazione di tecniche matematiche che un tempo richiedevano risorse proibitive.
L’enorme contributo della litografia computazionale accelera la creazione di ogni singola maschera nella fabbrica, il che velocizza il tempo di ciclo totale per lo sviluppo di un nuovo nodo tecnologico. Ancora più importante, rende possibili nuovi calcoli che in precedenza erano impraticabili.
Ad esempio, mentre le tecniche di litografia inversa sono state descritte nella letteratura scientifica per due decenni, una realizzazione accurata su scala di chip completa è stata ampiamente preclusa perché il calcolo richiede troppo tempo. Con cuLitho, non è più così. Le fonderie all’avanguardia lo useranno per aumentare le soluzioni inverse e curvilinee che aiuteranno a creare la prossima generazione di potenti semiconduttori.
