NVIDIAは、コンピュテーショナルリソグラフィ(計算機リソグラフィ、Computational Lithography)の計算速度を向上させた新しい「NVIDIA cuLithoソフトウェアライブラリ」を立ち上げたことを発表した。

これはASML、TSMC、Synopsysとの協業によるもので、マスクの製作期間を短縮し、2nmプロセス以降の半導体の設計と製造を加速する基盤となるものだとしており、NVIDIAらは、OPC(光近接効果補正)技術を用いて従来は2週間かかっていた先端フォトマスクの製作が、一晩で処理できるようになったとしている。

なお、コンピュテーショナルリソグラフィは、解像限界の状態では回折現象でマスクパターンが忠実にウェハ上で再現できなくなるという課題を克服するために、高速計算機を駆使してマスク形状や光源形状を見積もる手法である。

NVIDIA cuLithoソフトウェアライブラリは、TSMCとSynopsysによって、最新世代となるNVIDIA Hopperアーキテクチャ GPU用ソフトウェア、製造プロセス、およびシステムに統合されたという。また、ASMLはGPUとcuLithoでNVIDIAと緊密に協力しており、GPUのサポートを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る。

こうした技術進歩により、さらなる微細プロセスを用いたトランジスタや配線を備えたチップが可能になり、市場投入までの時間が短縮され、製造プロセス推進に向けたHPCなどのエネルギー効率を向上させることが可能になるという。

4万台のCPUの性能を500台のDGX H100で実現

GPU上で動作するcuLithoは、現在のコンピュテーショナルリソグラフィよりも最大40倍のパフォーマンス向上を実現したとしており、従来は4万台のCPUが必要だったものが500台のNVIDIA DGX H100システムで作業を行うことができるようになり、必要な電力と環境への影響を削減できるとしている。

また短期的には、cuLithoを使用するファブは、従来の9分の1ほどの電力で、1日あたり3～5倍のフォトマスクを生産できる可能性があるとしているほか、長期的には、より優れたデザイン ルール、高密度、高歩留まり、AIを活用したリソグラフィを可能にするともしている。

なお、TSMCのCC Wei CEOは「この開発は、TSMCがリバースリソグラフィ技術(最終的に求めるパターン形状になるようにマスクパターンや位相を変化させる技術)やディープラーニングなどのリソグラフィ手法をチップ製造により広く展開する新しい可能性を切り開き、半導体スケーリングの継続に重要な貢献をする」と述べているほか、ASMLのPeter Wennink CEOは「GPUおよびcuLithoに関するNVIDIAとのコラボレーションは、コンピュテーショナルリソグラフィ、ひいては半導体スケーリングに多大な利益をもたらすはずで、これは高NA EUVリソグラフの時代に最適である」と述べている。