Computational Lithography: KI designt Chipschaltungen

Computational Lithography: KI designt Chipschaltungen Nvidia TSMC

Zusammen mit EDA-Dienstleister Synopsys, dem niederländischen Fab-Ausrüster ASML und der taiwanischen Chipschmiede TSMC will Nvidia KI-Algorithmen und damit die Stärken seiner eigenen Beschleunigerchips speziell der Hopper-Generation einsetzen, um die Berechnungszeiten von Belichtungsmasken drastisch zu verkürzen. Die Technik nennt Nvidia cuLitho.

Synopsys-Gründer und -Chef Aart de Geus lässt sich dabei von einer Verkürzung der Rechenzeiten von Wochen auf Tage zitieren. ASML-Chef Peter Wennink sieht ebenfalls große Vorteile durch Computational Lithography speziell in der Ära von. Die Anwendung von Computational Lithography solle Vorteile besonders bei der Skalierung kommender Chips bieten.

Geht es nach Nvidia selbst, will man mit den Berechnungen von zwei Wochen Länge sogar "über Nacht" respektive in einer 8-Stunden-Schicht fertig werden. 500 Hopper-H100-Systeme sollen die Arbeit von 40.000 CPU-Systemen schaffen, wobei nicht ganz klar ist, wie viele Hopper-H100-Beschleuniger beziehungsweise CPUs in den Systemen arbeiten. Nvidia spricht an anderer Stelle von Faktor 40, die ein H100 gegenüber der CPU-Berechnung schafft.

Eines der Probleme ist die sogenannte Maske. Auf ihr sind, einer Belichtungsschablone gleich, die Schaltungen vorgezeichnet, die auf den Siliziumwafer belichtet werden sollen. Schon seit Jahrzehnten reicht jedoch die Wellenlänge des verwendeten Lichts mit typischerweise 193 Nanometern und bei EUV-Fertigung 13,5 Nanometern nicht mehr aus, um mit den Strukturgrößen Schritt zu halten. Um die winzigen Strukturen dennoch korrekt zu belichten, wird nicht nur mit einem komplexen System von Spiegeln zur Verkleinerung der Maskenstrukturen, sondern auch mit einer Flüssigkeit gearbeitet, die einen geringeren Brechungsindex als Luft besitzt.

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