Nvidia, GTC 2024’te TSMC ve Synopsys’in üretimde hesaplamalı litografiyi hızlandırmak için cuLitho yazılımını kullandığını duyurdu; bu, yonga üreticilerinin 2nm’ye ve en yeni yonga yapım araçlarıyla üretilen daha küçük transistörlere geçerken sınırlamaları aşmalarına yardımcı olan önemli bir iş yükü. High-NA EUV gibi. Günümüzün çiplerini üretmek için gereken hesaplama gücü her yeni düğümle birlikte artıyor ve Nvidia, tipik olarak 40.000 CPU sisteminin 30 saniyeye kadar çalışmasını gerektiren bir iş yüküne 60 kat performans artışı sağlayan 350 H100 GPU’lu, cuLitho destekli bir sistemin örneğini sundu. milyon saat veya daha fazla hesaplama süresi.
Nvidia geçen yıl cuLitho’yu duyurdu ancak şirket artık üretken yapay zekayı da iş akışına entegre etti. ek olarak Zaten etkileyici kazanımlara göre 2 kat hızlanma. Genel olarak Nvidia, cuLitho’nun her türden ağır hesaplamalı litografi iş yükleri için gereken süreyi büyük ölçüde azalttığını ve Synopsys’in teknolojiyi yazılım araçlarına entegre etmesiyle, muhtemelen diğer yonga üreticilerine de nüfuz edeceğini iddia ediyor.
Nanometre ölçeğindeki özelliklerin bir çip üzerine basılması, fotomask adı verilen bir parça şeffaf kuvars gerektirir. Kuvars, baskılı bir çip tasarımı desenine sahiptir ve daha çok bir şablon gibi çalışır. Pozlama adı verilen maskenin içinden ultraviyole ışık geçirerek çip tasarımı plakanın üzerine kazınabiliyor ve böylece modern bir çipi oluşturan milyarlarca 3D transistör ve kablo yapısı oluşturulabiliyor.
İlk yonga yapım araçları, bir levhanın tamamını basmak için tek bir fotoğraf maskesi kullanıyordu, ancak yeni yongalar o kadar yüksek çözünürlük gerektiriyor ki, her bir kalıbı ayrı ayrı levha üzerine basmak için bir retikül ile bir fotoğraf maskesi kullanılıyor. Her çip tasarımı, çipin tasarımını katmanlar halinde oluşturmak için birden fazla pozlama gerektirir ve çip yapımı işlemi sırasında kullanılan fotoğraf maskelerinin sayısı çipe göre değişir; 100 maskeyi bile aşabilir. Ancak aletin baskı özellikleri, pozlama için kullanılan ultraviyole ışığın dalga boyundan daha ince olduğundan yeni sorunlar ortaya çıktı.
Özelliklerin sürekli daralması, kırınım sorunlarına yol açmış, bu da esasen silikon üzerine basılan tasarımı ‘bulanıklaştırıyor’. Optik kusurlarla ilgili bu sorunlar, diğerlerinin yanı sıra ayna eğriliği, kimyasal özellikler ve konumlandırma ofsetleri gibi tasarımın kusursuz yazdırılmasını sağlamak için hafifletmeler gerektiren bir dizi faktör nedeniyle ortaya çıkar.
Resim 1 ile ilgili 1
Hesaplamalı litografi ile eşleştirilen Çözünürlük Geliştirme Teknolojileri (RET) teknikleri, maske düzenini optimize eden karmaşık matematiksel işlemler yürüterek ve ışığı çip üreticilerinin öncekinden daha yüksek çözünürlükler elde edebileceği şekilde bükerek netlik sorunlarını ortadan kaldırır. Bununla birlikte, özellikler daha da küçüldükçe ve her tasarıma milyarlarca daha fazla transistör eklendikçe bu görev giderek daha fazla bilgi işlem yoğunluğuna sahip hale geliyor ve bu da her yeni nesil çiple birlikte artan artan bir hesaplama iş yükü yaratıyor.
Sorunu çözmenin anahtarı, her zamankinden daha karmaşık maskeler oluşturmaktır, ancak bunlar inanılmaz derecede karmaşıktır; örneğin Intel, maskelerinin her birinin şaşırtıcı derecede beş petabaytlık veriye eşdeğer olduğunu veya bir normal maskeden on kat daha fazla veri barındırdığını söylüyor. IMAX filmi. Yüksek NA EUV ve yeni teknikler, Ters Litografi Teknolojisi (ILT)Eğrisel maskeler kullanan şirketin önümüzdeki yıllarda maskeler için veri işleme miktarını 10 kat artırması bekleniyor.
Yeni bir maske oluşturma aracı sınıfı olan çok ışınlı yazıcıların ortaya çıkışı, maske oluşturma sürecinin daha iyi kontrol edilmesini sağlar ve eğrisel maskelerde bulunanlar gibi çok daha karmaşık tasarımlara olanak tanır. Ancak bu çok daha yoğun bir hesaplama gerektirir. Nvidia’nın cuLitho’su, hesaplamalı litografi iş yükünü GPU’lara kaydırmak ve şirketin yazılım kitaplıkları aracılığıyla herhangi bir iş yükünü tamamlamak için gereken süreyi azaltmak üzere tasarlandı.
CuLitho kütüphanesi, ILT (eğrisel şekiller), Optik Yakınlık Düzeltme (‘Manhattan’ şekillerini kullanan OCP) ve Kaynak Maske Optimizasyonu (SMO) kullanarak maskeler tasarlayan hesaplamalı litografi yazılımına entegre edilebilir.
CuLitho artık üretken yapay zekayı kullandığından ve üretime geçtiğinden, Nvidia, Manhattan iş yükünün 58 kat arttığı, eğrisel maske tasarımının 45 kat hızlandığı ve Nvopc iş yükünün 40 kat arttığı testlerinin sonuçlarını paylaştı. .
TSMC artık maske yapımı operasyonlarında cuLitho’yu kullanıyor ve bunun büyük etkisi var; TSMC CEO’su Dr. CC Wei şunları söyledi: “GPU ile hızlandırılmış bilgi işlemi TSMC iş akışına entegre etmek için NVIDIA ile yaptığımız çalışma, performansta büyük sıçramalar, dramatik üretim artışı, çevrim süresinin kısalması ve güç gereksinimlerinin azalmasıyla sonuçlandı.” “Yarı iletken ölçeklendirmenin kritik bir bileşenini yönlendirmek için bu hesaplamalı litografi teknolojisinden yararlanarak NVIDIA cuLitho’yu TSMC’de üretime taşıyoruz.”
Synopsys’in başkanı ve CEO’su Sassine Ghazi, “Synopsys’in, daha önce çözülemeyen zorlukları çözmeleri için mühendislik ekiplerini güçlendirme konusunda gurur verici bir geçmişi var ve şimdi bunu yapay zekanın ve hızlandırılmış bilgi işlemin gücünden yararlanarak bir sonraki seviyeye taşıyoruz” dedi.
CuLitho’yu ilk kullananlar Synopsys ve TSMC oldu, ancak diğer EDA ve çip yapım şirketleri de yazılımı kendi maske yapım operasyonlarında kullanabilirler, böylece güç tasarrufu sağlarken ve maliyeti düşürürken yeni maskeler üretmek için gereken süreyi artırabilirler.