NVIDIA та лідери напівпровідникової галузі: ШІ трансформує проєктування та виробництво чипів

Компанія NVIDIA оголосила про значний прогрес у сфері штучного інтелекту (ШІ) для проєктування та виробництва напівпровідників. Провідні гравці галузі, включно з Applied Materials, Cadence, KLA, Lam Research та Siemens, активно впроваджують розробки NVIDIA для створення «фабрик, керованих ШІ» (AI-defined fabs).

AI-defined fabs — це напівпровідникові заводи, де штучний інтелект допомагає оптимізувати процеси, вирішувати виробничі проблеми та підвищувати ефективність. Зі зростанням попиту на складні чіпи, ці фабрики мусять розширювати виробництво, одночасно керуючи все більш комплексними технологічними процесами. Інженерам потрібні нові методи для моделювання матеріалів, аналізу даних інспекції та тестування змін у цифрових двійниках перед їх впровадженням у реальне виробництво.

Нова бібліотека cuPotential прискорює моделювання атомних взаємодій

Ключовою інновацією є нова бібліотека NVIDIA cuPotential, що входить до складу CUDA-X. Вона дозволяє розробникам створювати ШІ-агентів, здатних симулювати взаємодію атомів і молекул. За попередніми даними, cuPotential прискорює вже оптимізовані під GPU робочі процеси на 2-3x.

«Напівпровідникова індустрія зробила революцію ШІ можливою. Тепер ШІ трансформує спосіб створення чипів», — зазначив Тім Коста, віце-президент NVIDIA. «У міру того, як фабрики прагнуть задовольнити попит на передові чіпи, бібліотеки NVIDIA CUDA-X та Omniverse надають ШІ-агентам прискорені інструменти для симуляції та інспекції, допомагаючи інженерам керувати складністю, покращувати вихід продукції та розвивати AI-defined fabs».

Synopsys вже використовує cuPotential для прискорення симуляцій матеріалів. У поєднанні з cuEST та cuDSS, Synopsys QuantumATK демонструє потенційне 30-кратне прискорення, а S-Device — 12-кратне.

Прискорення виробничих процесів завдяки CUDA-X

Розширена екосистема CUDA-X надає ШІ-агентам та інженерним додаткам прискорені інструменти для симуляції напівпровідників, обробки 3D-даних та аналізу зображень. Це дозволяє автоматизувати більше інженерних завдань на етапах проєктування та виробництва, щоб фабрики могли точніше прогнозувати поведінку процесів та підвищувати вихід продукції.

Ключові застосування NVIDIA CUDA-X в галузі:

• NanoVDB: Відкрита бібліотека для роботи з 3D-даними, яка прискорює симуляцію в напівпровідниковому виробництві. Lam Research інтегрує NanoVDB у свою платформу SEMulator3D, очікуючи до 30-кратного прискорення моделювання травлення пластин.
• NVIDIA NPP: Бібліотека для обробки зображень на GPU, яка прискорює інспекцію чипів. KLA досягла 50-кратного приросту продуктивності завдяки новому NCC ядру NPP.
• cuLitho: Прискорює розрахунки для друку шаблонів чипів. Siemens використовує cuLitho для прискорення свого програмного забезпечення Calibre.
• PhysicsNeMo: Фреймворк для тренування фізичних ШІ-моделей. Luminary застосовує PhysicsNeMo для проєктування напівпровідникових корпусів, дозволяючи досліджувати на 100x більше дизайнів.

Інтеграція з провідними компаніями

Cadence інтегрує NVIDIA Nemotron та CUDA-X для створення ШІ-агентів у проєктуванні та симуляції електромеханічних систем. Наприклад, Cadence AuraStack AI Super Agent оптимізує передові пакети для керування тепловиділенням та напругою в 8 разів швидше завдяки cuDSS.

COMSOL використовує NVIDIA cuDSS для прискорення багатофізичних симуляцій напівпровідників до 10x. Voltai застосовує ШІ-агентів та GPU-зскорені розв’язувачі NVIDIA cuDSS для складних електро-термо-механічних симуляцій, скорочуючи час з місяців до одного дня.

ChipAgents розробляє спеціалізовані ШІ-моделі для дизайну чипів, використовуючи інфраструктуру NVIDIA, та працює над новим бенчмарком Build-A-Chip Bench для оцінки напівавтономного інженерного процесу.

Очікуваний вплив на індустрію

Террадине використовує NVIDIA NPP та прискорені обчислення для тестування датчиків зображень, досягаючи приблизно 85-кратного прискорення аналізу для ідентифікації зношених зондів до того, як вони вплинуть на вихід продукції.

Advantest інтегрувала NVIDIA Nemotron та Kumo-Anomaly в ACS RTDI для аналітики виробництва напівпровідників у реальному часі. Системи Advantest на базі NVIDIA Grace Blackwell надають діагностику та рекомендації щодо коригувальних дій.

Applied Materials впроваджує NVIDIA Omniverse та CUDA-X для прискорення симуляцій камер та створення цифрових двійників фабрик, що оптимізують компонування та потік матеріалів.

FANUC, Foxconn, OMRON, Analog Devices Inc. також використовують рішення NVIDIA для симуляції роботизованих систем, аналізу даних інспекції та розробки інтелектуальних агентів для виробничих процесів.

Доступність: NVIDIA cuPotential доступна для раннього доступу. NanoVDB є відкритим кодом у складі OpenVDB, а NPP доступна через NVIDIA CUDA Toolkit.

джерело: NVIDIA