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NVIDIA cuLitho は半導体製造における最も計算量の多いワークロードを 40 〜 60 倍高速化、業界に新しい生成 AI アルゴリズムの導入へ


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カリフォルニア州サンノゼ - GTC - 2024 年 3 月 18 日 - NVIDIA は本日、TSMC と Synopsys が、次世代の高度な半導体チップの製造を加速し、物理学の限界を押し上げるために、NVIDIA のコンピュテーショナル リソグラフィ プラットフォームを使用して生産を開始すると発表しました。

世界有数のファウンドリである TSMC と、シリコンからシステム設計ソリューションまでのリーダーである Synopsys（https://news.synopsys.com/2024-03-18-Synopsys-Showcases-EDA-Performance-and-Next-Gen-Capabilities-with-NVIDIA-Accelerated-Computing,-Generative-AI-and-Omniverse） は、NVIDIA cuLitho（https://developer.nvidia.com/culitho） を自社のソフトウェア、製造プロセス、およびシステムと統合してチップ製造を高速化し、将来的には最新世代の NVIDIA Blackwell アーキテクチャ GPU をサポートします。

NVIDIA の創業者/CEO であるジェンスン フアン (Jensen Huang) は次のように述べています。「コンピュテーショナル リソグラフィはチップ製造の要です。TSMC および Synopsys と提携した cuLitho への取り組みは、アクセラレーテッド コンピューティングと生成 AI を適用して、半導体スケーリングの新たなフロンティアを開拓するでしょう」

NVIDIA はまた、GPU アクセラレーテッド コンピュテーショナル リソグラフィ用ライブラリである cuLitho を強化する新しい生成 AI アルゴリズムを導入し、現在の CPU ベースの方法に比べて半導体製造プロセスを劇的に改善しました。

半導体リーダーが cuLitho プラットフォームを推進
コンピュテーショナル リソグラフィは、半導体製造プロセスの中で最も計算負荷の高いワークロードであり、CPU で年間数百億時間を費やします。チップ用の一般的なマスクセット（製造における重要なステップ）には、3,000 万時間以上の CPU 計算時間がかかることもあり、半導体ファウンドリ内に大規模なデータセンターが必要になります。アクセラレーテッド コンピューティングにより、350 台の NVIDIA H100 システムで 40,000 個の CPU システムを置き換えることができるようになり、コスト、スペース、電力を削減しながら生産時間を高速化します。

TSMCのCEO、C.C. Wei博士は次のように述べています。「GPU アクセラレーテッド コンピューティングを TSMC ワークフローに統合するという我々と NVIDIA の取り組みにより、パフォーマンスが大幅に向上し、スループットが大幅に改善し、サイクル タイムが短縮され、電力要件の削減を実現しました。我々は、NVIDIA cuLitho を TSMC での生産に移行し、コンピュテーショナルリソグラフィ テクノロジを活用して、半導体のスケーリングの重要なコンポーネントを推進しています」

昨年の導入以来、cuLitho により、TSMC は革新的なパターニング テクノロジの新たな可能性を切り開くことができました。共有ワークフローで cuLitho をテストしたところ、曲線フローで 45 倍、より伝統的なマンハッタン スタイルのフローでは 60 倍近い高速化を実現しました。これら 2 つのタイプのフローは異なり、曲線ではマスクの形状が曲線で表されますが、マンハッタンのマスクの形状は水平または垂直のいずれかに制約されます。

Synopsysの社長兼 CEO のSassine Ghazi 氏は次のように述べています。「20 年以上にわたり、Synopsys Proteus マスク合成ソフトウェア製品は、半導体製造において最も要求の厳しいワークロードであるコンピュテーショナル リソグラフィを高速化するための生産現場での実績のある選択肢となってきました。高度なノードへの移行により、コンピュテーショナル リソグラフィの複雑さと計算コストが劇的に増加しました。TSMC および NVIDIA との協業は、アクセラレーテッド コンピューティングの力によってターンアラウンド タイムを桁違いに短縮する高度なテクノロジを開拓する中で、オングストローム レベルのスケーリングを可能にするために不可欠なものです」

Synopsysは、コンピュテーショナル リソグラフィのパフォーマンスを加速するための高度な技術を提供するパイオニアです。NVIDIA cuLitho ソフトウェア ライブラリ上で動作する Synopsys’ Proteus(TM)（https://www.synopsys.com/manufacturing/mask-solutions/proteus.html）光近接効果補正ソフトウェアは、現在の CPU ベースの方法と比較して、計算ワークロードを大幅に高速化します。Proteus マスク合成製品を使用することで、TSMC のようなメーカーは、近接補正、補正用モデルの構築、補正済みおよび未補正の IC レイアウト パターンに対する近接効果の解析において、卓越した精度、効率、速度を達成することができ、チップ製造プロセスに革命をもたらします。

コンピュテーショナル リソグラフィのための画期的な生成 AI サポート
NVIDIA は、cuLitho プラットフォームの価値をさらに高めるために生成 AI を適用するアルゴリズムを開発しました。新しい生成 AI ワークフローは、cuLitho によって実現されたプロセスの高速化に加えて、さらに 2 倍のスピードアップを実現します。生成 AI を適用すると、光の回折を考慮したほぼ完璧な逆マスクまたは逆解を作成できます。その後、従来の物理的に厳密な方法によって最終マスクが導出され、光近接効果補正(OPC)プロセス全体が 2 倍高速化されます。

現在、ファブ プロセスの多くの変更は OPC の改訂が必要となり、必要なコンピューティング量が増加して、ファブ開発サイクルにボトルネックが生じています。これらのコストとボトルネックは、cuLitho が提供するアクセラレーテッド コンピューティングと生成 AI によって軽減されます。これにより、ファブは利用可能なコンピューティング能力とエンジニアリング帯域幅を、2nm 以降の新テクノロジの開発における、より斬新なソリューションの設計に割り当てることができるようになります。

詳細については、フアンの GTC 基調講演（https://www.nvidia.com/ja-jp/gtc/keynote/）をご覧ください。 GTC （https://www.nvidia.com/gtc/?ncid=ref-pr-649229#cid=gtcs22_ref-pr_en-us）に登録して、NVIDIA および業界リーダーによる 900 以上のセッションに参加してください。

NVIDIA について
1993年の創業以来、NVIDIA（https://www.nvidia.com/ja-jp/） (NASDAQ: NVDA) はアクセラレーテッド コンピューティングのパイオニアです。同社が 1999 年に発明した GPU は、PC ゲーム市場の成長を促進し、コンピューター グラフィックスを再定義して、現代の AI の時代に火をつけながら、メタバースの創造を後押ししています。NVIDIA は現在、業界を再形成しているデータセンター規模の製品を提供するフルスタック コンピューティング企業です。詳細は、こちらのリンクから：https://nvidianews.nvidia.com/

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