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NVIDIA annonce aujourd’hui une avancée qui apporte l’informatique accélérée au domaine de la lithographie informatique, permettant aux leaders des semi-conducteurs comme ASML, TSMC et Synopsys d’accélérer la conception et la fabrication des puces de nouvelle génération, au moment même où les processus de production actuels approchent les limites de ce que la physique rend possible.

La nouvelle bibliothèque logicielle NVIDIA cuLitho pour la lithographie computationnelle est intégrée par TSMC, le premier fondeur mondial, ainsi que par Synopsys, leader de l’automatisation de la conception électronique, dans leurs logiciels, leurs processus de fabrication et leurs systèmes pour les GPUs à architecture NVIDIA Hopper™ de dernière génération. Le fabricant d’équipement ASML travaille en étroite collaboration avec NVIDIA sur les GPU et cuLitho, et prévoit d’intégrer la prise en charge des GPU dans tous ses logiciels de lithographie computationnelle.

Ces progrès permettront de fabriquer des puces avec des transistors et des fils plus petits qu’aujourd’hui, tout en accélérant la mise sur le marché et en améliorant l’efficacité énergétique des énormes centres de données qui fonctionnent 24 heures sur 24 et 7 jours sur 7 pour piloter le processus de fabrication.

"L’industrie des puces est à la base de presque toutes les autres industries dans le monde ", a déclaré Jensen Huang, fondateur et CEO de NVIDIA. "La lithographie ayant atteint les limites de la physique, l’introduction de cuLitho par NVIDIA et la collaboration avec nos partenaires TSMC, ASML et Synopsys permettent aux usines d’augmenter leur cadence, de réduire leur empreinte carbone et de poser les bases pour le 2nm et au-delà ".

Exécuté sur des GPUs, cuLitho offre des performances jusqu’à 40 fois supérieures à celles de la lithographie actuelle, le processus de création de motifs sur une plaquette de silicium, en accélérant les charges de travail informatiques massives qui consomment actuellement des dizaines de milliards d’heures de CPU chaque année.

Il permet à 500 systèmes NVIDIA DGX H100 de réaliser le travail de 40 000 systèmes CPU, en exécutant toutes les parties du processus de lithographie informatique en parallèle, ce qui contribue à réduire les besoins en énergie et l’impact potentiel sur l’environnement.

À court terme, les usines utilisant cuLitho pourraient produire chaque jour 3 à 5 fois plus de photomasques, les modèles pour la conception d’une puce, en utilisant 9 fois moins d’énergie que les configurations actuelles. Un photomasque qui nécessitait deux semaines peut désormais être produit en une nuit.

À plus long terme, cuLitho permettra d’améliorer les règles de conception, d’augmenter la densité et les rendements et de développer la lithographie assistée par ordinateur.

Soutien des leaders de l’industrie

NVIDIA travaille avec des partenaires clés pour faciliter l’adoption rapide de ces nouvelles technologies.

"L’équipe cuLitho a fait des progrès admirables pour accélérer la lithographie computationnelle en déplaçant les opérations coûteuses vers le GPU ", a déclaré C.C. Wei, CEO de TSMC. "Ce développement ouvre de nouvelles possibilités pour TSMC de déployer des solutions de lithographie telles que la technologie de lithographie inverse et plus largement le deep learning dans la fabrication de puces, apportant des contributions importantes à l’évolution des semi-conducteurs."

" Nous prévoyons d’intégrer la prise en charge des GPUs dans tous nos produits logiciels de lithographie computationnelle ", a déclaré Peter Wennink, CEO d’ASML. "Notre collaboration avec NVIDIA sur les GPUs et cuLitho devrait apporter des avantages considérables à la lithographie computationnelle et donc à la mise à l’échelle des semi-conducteurs. Cela sera particulièrement vrai à l’ère de la lithographie extrême-ultraviolet (EUV) high-NA".

"La lithographie computationnelle, et plus particulièrement la correction optique de proximité (OPC), repousse les limites des charges de travail informatiques pour les puces les plus avancées ", a déclaré Aart de Geus, président et CEO de Synopsys. "En collaborant avec notre partenaire NVIDIA pour exécuter le logiciel OPC de Synopsys sur la plate-forme cuLitho, nous avons massivement accéléré les performances, qui sont passées de quelques semaines à quelques jours ! L’association de nos deux sociétés leaders continue à faire progresser l’industrie de façon étonnante."

Permettre l’évolution du secteur des semi-conducteurs

Ces dernières années, le coût du temps de calcul nécessaire pour les charges de travail les plus importantes dans le secteur des semi-conducteurs a dépassé la loi de Moore, en raison du plus grand nombre de transistors dans les nouveaux nœuds et des exigences plus strictes en matière de précision. Les futurs nœuds nécessitent des calculs plus détaillés, qui ne peuvent pas tous être intégrés dans la bande passante de calcul disponible des plateformes actuelles. Le rythme de l’innovation dans le domaine des semi-conducteurs en est ainsi ralenti. cuLitho permet non seulement d’éliminer ces goulets d’étranglement, mais aussi de trouver de nouvelles solutions et d’utiliser des techniques innovantes telles que les masques curvilignes, la lithographie extrême ultraviolet (EUV) high NA et la modélisation de la résine photosensible subatomique, nécessaires pour les nouveaux nœuds technologiques.

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