NVIDIA today announced a breakthrough that brings accelerated computing to the field of computational lithography, enabling semiconductor leaders like ASML, TSMC and Synopsys to accelerate the design and manufacturing of next-generation chips, just as current production processes are nearing the limits of what physics makes possible.
The new NVIDIA cuLitho software library for computational lithography is being integrated by TSMC, the world's leading foundry, as well as electronic design automation leader Synopsys into their software, manufacturing processes and systems for the latest-generation NVIDIA Hopper architecture GPUs. Equipment maker ASML is working closely with NVIDIA on GPUs and cuLitho, and is planning to integrate support for GPUs into all of its computational lithography software products.
The advance will enable chips with tinier transistors and wires than is now achievable, while accelerating time to market and boosting energy efficiency of the massive data centers that run 24/7 to drive the manufacturing process.
"The chip industry is the foundation of nearly every other industry in the world," said Jensen Huang, founder and CEO of NVIDIA. "With lithography at the limits of physics, NVIDIA's introduction of cuLitho and collaboration with our partners TSMC, ASML and Synopsys allows fabs to increase throughput, reduce their carbon footprint and set the foundation for 2nm and beyond."
Running on GPUs, cuLitho delivers a performance leap of up to 40x beyond current lithography — the process of creating patterns on a silicon wafer — accelerating the massive computational workloads that currently consume tens of billions of CPU hours every year.
It enables 500 NVIDIA DGX H100 systems to achieve the work of 40,000 CPU systems, running all parts of the computational lithography process in parallel, helping reduce power needs and potential environmental impact.
In the near term, fabs using cuLitho could help produce each day 3-5x more photomasks — the templates for a chip's design — using 9x less power than current configurations. A photomask that required two weeks can now be processed overnight.
Longer term, cuLitho will enable better design rules, higher density, higher yields and AI-powered lithography.
NVIDIA は本日、現在の製造プロセスが物理学の限界に近づいている中で、ASML、TSMC、Synopsys などの半導体リーダーが次世代チップの設計と製造を加速できるようにする、計算リソグラフィの分野にアクセラレーテッドコンピューティングをもたらす画期的な技術を発表しました。
計算リソグラフィ用の新しい NVIDIA CuLitho ソフトウェアライブラリは、世界をリードするファウンドリであり、電子設計自動化のリーダーでもあるシノプシスは、最新世代の NVIDIA Hopper アーキテクチャ GPU のソフトウェア、製造プロセス、システムに統合されています。機器メーカーの ASML は GPU と CuLitho について NVIDIA と緊密に連携しており、GPU のサポートを同社のすべての計算リソグラフィソフトウェア製品に統合することを計画しています。
この進歩により、現在実現可能なよりも小さなトランジスタとワイヤを備えたチップが可能になると同時に、市場投入までの時間を短縮し、製造プロセスを推進するために24時間365日稼働する大規模なデータセンターのエネルギー効率が向上します。
「チップ業界は、世界のほぼすべての業界の基盤です」と、NVIDIA の創設者兼最高経営責任者（CEO）である Jensen Huang 氏は言います。「リソグラフィが物理学の限界に達した今、NVIDIAがCuLithoを導入し、パートナーのTSMC、ASML、Synopsysと協力することで、ファブはスループットを向上させ、二酸化炭素排出量を削減し、2nm以降の基盤を築くことができます。」
GPU上で動作するCuLithoは、現在のリソグラフィー（シリコンウェーハ上にパターンを作成するプロセス）の最大40倍のパフォーマンスを実現し、現在毎年数百億のCPU時間を消費している膨大な計算ワークロードを加速します。
これにより、500 台の NVIDIA DGX H100 システムが 40,000 個の CPU システムと同じ処理を実現し、計算リソグラフィプロセスのすべての部分を並行して実行できるため、電力消費と潜在的な環境への影響を軽減できます。
短期的には、CuLiTHOを使用するファブは、現在の構成の9倍の電力で、チップ設計のテンプレートであるフォトマスクを毎日3〜5倍多く製造できるようになります。2週間かかっていたフォトマスクを一晩で処理できるようになりました。
長期的には、CuLithoはより良いデザインルール、より高い密度、より高い収率、そしてAIを活用したリソグラフィを可能にします。
