英伟达cuLitho将计算光刻提高40倍，助力台积电2nm制程量产

在英伟达GTC 2023大会上，英伟达创始人兼CEO黄仁勋推出了计算光刻库cuLitho，这是芯片制造领域的重大突破，也是英伟达联合台积电、ASML、Synopsys共同研发4年才实现的，能够将计算光刻加速40倍以上，能够直接用来提升2nm制程良率，并缩短量产时程。

cuLitho助力台积电2nm制程

3 月 22 日消息，英伟达与台积电、ASML 和新思科技（Synopsys）携手合作，经历四年开发，英伟达终于完成全新的 AI 加速技术 cuLitho。据介绍，CuLitho 可以将下一代芯片计算光刻度提高 40 倍以上，使得 2nm 及更先进芯片的制造成为可能。

cuLitho 是一个用于运算式微影函数库，将可缩短先进制程芯片的光罩时程、拉升良率并大幅减低晶圆制造所需的能耗。

据台湾联合报，台积电将在今年 6 月对 cuLitho 进行生产资格认证，并完成 2nm 试产，用于提升 2 纳米制程良率，并缩短量产时程。

据介绍，用于计算光刻的全新 NVIDIA cuLitho 软件库已经被台积电和新思科技集成到其最新一代 NVIDIA Hopper 架构 GPU 的软件、制造流程和系统中，而设备制造商 ASML 则在 GPU 和 cuLitho 方面与 NVIDIA 密切合作，并计划将对 GPU 的支持集成到其所有的计算光刻软件产品中。

NVIDIA 黄仁勋表示，“芯片行业是世界上几乎所有其他行业的基础，随着光刻技术达到物理极限，NVIDIA 推出 cuLitho 并与我们的合作伙伴 TSMC、ASML 和 Synopsys 合作，使晶圆厂能够提高产量、减少碳足迹并为 2nm 及更高工艺奠定基础。”

英伟达表示，相比目前的光刻技术 —— 在硅片上刻蚀图案的过程 ——cuLitho 可带来 40 倍的性能飞跃，大大加了速那种“每年消耗数百亿 CPU 小时”的大规模计算工作。

据悉，它可以用 500 个 NVIDIA DGX H100 系统实现原本 40000 个 CPU 系统才能完成的工作，并行运行计算光刻过程的所有部分，从而有助于减少电能需求和潜在的环境影响。

“计算光刻是芯片设计和制造领域中最大的计算工作负载，每年消耗数百亿 CPU 小时。大型数据中心 24x7 全天候运行，以便创建用于光刻系统的掩膜板。这些数据中心是芯片制造商每年投资近 2000 亿美元的资本支出的一部分。”黄仁勋表示，cuLitho 能够将计算光刻的速度提高到原来的 40 倍。举例来说，英伟达 H100 GPU 的制造需要 89 块掩膜板，在 CPU 上运行时，处理单个掩膜板需要两周时间，而在 GPU 上运行 cuLitho 只需 8 小时。创新科技网 wWW.zqCyZg.CoM

据介绍，台积电可通过在 500 个 DGX H100 系统上使用 cuLitho 加速，将功率从 35MW 降至 5MW，替代此前用于计算光刻的 40000 台 CPU 服务器。使用 cuLitho 的晶圆厂每天可以生产 3-5 倍多的掩模 (Mask，也叫光罩，即芯片设计的模板) ，但仅需要当前配置电力的 1/9。

当然，cuLitho 加速库虽然也可以与 Ampere 和 Volta GPU 兼容，但 Hopper 才是目前最快的解决方案。