L’industria dei semiconduttori sta compiendo un passo avanti significativo grazie alla collaborazione tra TSMC, Synopsys e Nvidia. TSMC e Synopsys stanno implementando la piattaforma computazionale cuLitho di Nvidia, per accelerare la produzione di chip.
La litografia computazionale sfrutta tecniche di intelligenza artificiale per migliorare la qualità e la risoluzione delle maschere utilizzate nella fabbricazione dei chip più complessi, come quelli basati sull’architettura Blackwell di Nvidia.
Piattaforma cuLitho di Nvidia
Nvidia ha sviluppato algoritmi di intelligenza artificiale generativa per migliorare ulteriormente le prestazioni di cuLitho. Si ottiene così un sensibile miglioramento del processo di produzione dei semiconduttori rispetto ai metodi basati su CPU tradizionali.
Il processo di fabbricazione dei chip richiede un lavoro di correzione della prossimità ottica (OPC). Questa correzione rallenta i tempi di sviluppo ed aumenta i costi. I costi e colli di bottiglia vengono alleviati e ridotti grazie al calcolo accelerato fornito da cuLitho di Nvidia e all’intelligenza artificiale generativa.
TSMC e Synopsys hanno rilevato un’accelerazione di 45 volte nei flussi curvilinei e un miglioramento di quasi 60 volte nei flussi di tipo “Manhattan”; i flussi curvilinei e Manhatan sono due processi utilizzati nella produzione di chip. Questi risultati riducono significativamente i tempi di produzione, i costi e il consumo energetico.
CuLitho di Nvidia : dichiarazioni
Jensen Huang, CEO di Nvidia, ha sottolineato l’importanza della litografia computazionale per la produzione di chip, affermando che “il nostro lavoro su cuLitho, in collaborazione con TSMC e Synopsys, applica il computing accelerato e l’intelligenza artificiale generativa per aprire nuove frontiere per il ridimensionamento dei semiconduttori.“
TSMC sta integrando cuLitho nei suoi flussi di lavoro di produzione. Questa tecnologia è sfruttata per guidare un componente critico del ridimensionamento dei semiconduttori.
Synopsys, da parte sua, ha sviluppato uno strumento chiamato Prometheus per la correzione della prossimità ottica; è basato sulla libreria software cuLitho di NVIDIA. Prometheus accelera notevolmente i carichi di lavoro computazionali rispetto ai metodi attuali basati su CPU.
“Per più di due decenni i prodotti software di sintesi delle maschere Synopsys Proteus sono stati la scelta collaudata per accelerare la litografia computazionale, il carico di lavoro più impegnativo nella produzione di semiconduttori”, ha affermato Sassine Ghazi, presidente e CEO di Synopsys. “Con il passaggio ai nodi avanzati, la litografia computazionale è aumentata notevolmente in termini di complessità e costi di calcolo. La nostra collaborazione con TSMC e NVIDIA è fondamentale per consentire una scalabilità a livello di angstrom mentre siamo pionieri di tecnologie avanzate per ridurre i tempi di consegna di ordini di grandezza attraverso la potenza del calcolo accelerato”.
TSMC
La Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC), fondata nel 1987, è riconosciuta come la più grande fonderia di semiconduttori al mondo. Fornisce soluzioni avanzate di semiconduttori a una vasta gamma di clienti e partner tra cui Intel, Apple, AMD, Qualcomm ecc. I chip prodotti da TSMC sono fondamentali per una vasta gamma di dispositivi, dai telefoni cellulari, alle automobili.
TSMC produce circa il 65% dei semiconduttori più avanzati al mondo, ed ha un’importanza critica nella catena di approvvigionamento globale. Con sede a Hsinchu, Taiwan, TSMC ha esteso la sua presenza a livello globale, con strutture in Giappone, Stati Uniti e Germania, tra gli altri.
Il principale competitore di TSMS è Samsung (Samsung Foundry) con un quota di mercato globale del 10%-15%; poi tutti gli altri. Le fonderie di semiconduttori Intel (Intel Foundry) hanno una quota di solo l’1%. In un recente annuncio, Intel ha comunicato un programma di crescita per sorpassare la quota di Samsung entro il 2030.
Synopsys
L’azienda Synopsys invece si occupa della progettazione di circuiti integrati complessi e sistemi basati su chip per i settori dell’elettronica e dei semiconduttori. In altre parole, offre software EDA (electronic design automation) per la progettazione di circuiti integrati. L’azienda fornisce servizi di progettazione, proprietà intellettuale e componenti IP. Synopsys non è una foundry; si concentra principalmente sul software e sulle soluzioni per la progettazione di chip e circuiti integrati.
Conclusione
La piattaforma cuLitho di Nvidia e in generale le applicazioni IA nel mondo dei semiconduttori, potrebbe essere un game changer per accelerare la produzione di chip. Permette una maggiore efficienza, precisione, velocità e riduzione dei costi nella realizzazione di semiconduttori all’avanguardia come i processi a 2nm e oltre. Per gli utilizzatori finali questo potrebbe portare a costi ridotti sul prodotto in vendita e dispositivi sempre più performanti.
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