Trong khuôn khổ sự kiện GTC 2024, NVIDIA cho biết TSMC và Synopsys sẽ chính thức đưa nền tảng quang khắc tính toán (computational lithography) của công ty vào sản xuất nhằm đẩy nhanh tiến độ và vượt qua những giới hạn vật lý để tạo ra thế hệ chip bán dẫn tiên tiến tiếp theo.
TSMC cùng với Synopsys, hiện đang là những công ty dẫn đầu về giải pháp thiết kế từ silicon đến các hệ thống. Cả hai đã đã tích hợp NVIDIA cuLitho vào phần mềm, quy trình sản xuất và hệ thống của họ để tăng tốc độ chế tạo chip và hỗ trợ GPU NVIDIA Blackwell thế hệ mới nhất trong tương lai.
Nền tảng cuLitho của NVIDIA được các nhà sản xuất chất bán dẫn hàng đầu ứng dụng
Quang khắc tính toán là khối lượng công việc tính toán khổng lồ nhất trong quá trình sản xuất chất bán dẫn, tiêu tốn hàng chục tỷ giờ mỗi năm trên CPU. Một lớp mặt nạ tiêu chuẩn cho chip là một bước quan trọng trong sản xuất, nhưng có thể mất tới 30 triệu giờ tính toán CPU trở lên, đòi hỏi các nhà máy sản xuất chất bán dẫn phải có các trung tâm dữ liệu lớn. Với các phép tính được tăng tốc, 350 hệ thống NVIDIA H100 giờ đây có thể thay thế 40,000 hệ thống CPU, đẩy nhanh thời gian sản xuất đồng thời giảm chi phí, diện tích và năng lượng.
Kể từ khi được giới thiệu vào năm ngoái, cuLitho đã cho phép TSMC mở ra những cơ hội mới cho các công nghệ tạo mẫu phát triển. Khi thử nghiệm cuLitho trên các quy trình làm việc được chia sẻ, các công ty cùng nhau nhận ra tốc độ xử lý các luồng cong (curvilinear flows) tăng 45 lần và cải thiện gần 60 lần đối với các luồng theo phong cách Manhattan truyền thống. Hai loại luồng này khác nhau, với các hình dạng mặt nạ cong được biểu diễn bằng đường cong, trong khi các hình dạng mặt nạ Manhattan bị giới hạn theo chiều ngang hoặc chiều dọc.
“Trong hơn hai thập kỷ, các sản phẩm phần mềm tổng hợp mặt nạ Synopsys Proteus đã là lựa chọn tin dùng trong sản xuất để tăng tốc quang khắc tính toán. Với việc chuyển sang các nút (node) tiên tiến, quang khắc tính toán đã tăng đáng kể về độ phức tạp và chi phí tính toán. Lần này sự hợp tác của chúng tôi với TSMC và NVIDIA đóng vai trò quan trọng trong việc cho phép mở rộng quy mô ở cấp độ angstrom (đơn vị đo chiều dài bằng một phần mười tỷ mét) khi chúng tôi tiên phong áp dụng các công nghệ tiên tiến để giảm thời gian hoàn thành theo cấp số nhân thông qua sức mạnh của điện toán được tăng tốc.” – Sassine Ghazi, Chủ tịch kiêm Giám đốc điều hành của Synopsys cho biết
Hỗ trợ đột phá của AI tạo sinh quang khắc tính toán
NVIDIA đã phát triển các thuật toán để ứng dụng AI tạo sinh nhằm gia tăng đáng kể giá trị của nền tảng cuLitho. Quy trình làm việc AI mới này mang lại thêm gấp đôi tốc độ xử lý so với các tiến trình tăng tốc vốn có nhờ cuLitho. Việc ứng dụng AI tạo sinh cho phép tạo ra các mặt nạ nghịch đảo gần như hoàn hảo để tính toán nhiễu xạ ánh sáng. Mặt nạ cuối cùng sau đó được tạo ra bằng các phương pháp truyền=thống và tuân theo nguyên lý vật lý nghiêm ngặt, giúp đẩy nhanh quá trình sửa lỗi tiệm cận quang học (OPC) tổng thể lên gấp đôi.
Hiện tại, nhiều thay đổi trong quy trình sản xuất chip đòi hỏi phải sửa đổi OPC, dẫn đến việc tăng lượng tính toán cần thiết và tạo ra các điểm nghẽn trong chu kỳ phát triển sản xuất. Chi phí và điểm nghẽn này được giảm thiểu nhờ điện toán tăng tốc do cuLitho cung cấp và AI tạo sinh. Cho phép các nhà máy sản xuất chip phân bổ năng lực tính toán và nhân lực kỹ thuật sẵn có để thiết kế các giải pháp mới mẻ hơn trong quá trình phát triển các công nghệ mới cho chip 2nm và các thế hệ sau đó.
