NVIDIA y TSMC incorporan la IA a las fábricas para impulsar el diseño y la fabricación de semiconductores

NVIDIA anunció hoy que TSMC, la compañía líder mundial de semiconductores, está utilizando la computación acelerada y la inteligencia artificial de NVIDIA para avanzar en el diseño y la fabricación de semiconductores. A medida que los chips se mueven a nodos más avanzados, llevarlos desde el diseño hasta la producción de alto volumen se ha convertido en uno de los desafíos informáticos más complejos del mundo. La litografía computacional, la simulación de transistores, el control de procesos y la inspección de obleas ahora requieren simulación a gran escala y optimización en tiempo real, y sistemas de inteligencia artificial que pueden proporcionar soporte a través de la física, imágenes y otras aplicaciones.

TSMC está utilizando tecnologías NVIDIA para acelerar esta transformación, aplicando computación acelerada e inteligencia artificial a través del diseño de semiconductores y el ciclo de vida de fabricación para mejorar el tiempo de respuesta, la eficiencia energética, el rendimiento y la productividad operativa en fábricas avanzadas.

"NVIDIA y TSMC han trabajado juntos durante casi tres décadas para empujar los límites de la computación", dijo Jensen Huang, fundador y CEO de NVIDIA. "TSMC está llevando la inteligencia artificial de NVIDIA y la computación acelerada a la fab, abordando algunos de los desafíos de diseño y fabricación más complejos del mundo con simulación, optimización e inteligencia artificial para mejorar la velocidad, la eficiencia y el rendimiento para la próxima generación de chips".

"TSMC y NVIDIA han construido una asociación de larga data basada en el avance de las tecnologías que hacen posible la próxima generación de computación", dijo C.C. Wei, presidente y director ejecutivo de TSMC. "Al utilizar la computación acelerada de NVIDIA y la inteligencia artificial a través de la optimización de operaciones fabulosas, la litografía, el control de procesos y la inspección, TSMC está fortaleciendo nuestro liderazgo tecnológico y la excelencia en la fabricación para apoyar los productos y el éxito futuros de nuestros clientes".

TSMC acelera los procesos con las bibliotecas NVIDIA CUDA-X y la inteligencia artificial

El diseño y la fabricación avanzados de semiconductores requieren cargas de trabajo computacionales masivas y operaciones de fábrica altamente coordinadas, que abarcan la transferencia de diseño de chip, el modelado de transistores, el control de procesos y la productividad de fábrica.

TSMC está utilizando bibliotecas NVIDIA CUDA-X y modelos de IA para acelerar estas cargas de trabajo en las GPU NVIDIA:

• Litografía computacional: TSMC está utilizando NVIDIA cuLitho, una biblioteca acelerada por GPU para litografía, un método de impresión para el diseño de máscaras de chips. Esta tecnología ofrece una mejora del 20-50% en la rentabilidad o el tiempo de ciclo en comparación con la litografía computacional basada en la CPU, mientras mantiene el mismo costo de propiedad.

• Transistor, equipo y simulación de procesos: TSMC está utilizando NVIDIA cuEST, una biblioteca de simulación de estructura electrónica acelerada por GPU para simulaciones químicas 50x más rápidas, en promedio, para el diseño de materiales semiconductores.

• Control avanzado de procesos: TSMC está utilizando la biblioteca de aprendizaje automático NVIDIA cuML para acelerar el análisis a gran escala en las GPU NVIDIA. Esto permite a TSMC acelerar algoritmos y destilar cientos de miles de parámetros de proceso que abarcan miles de pasos como entradas de precisión para modelos de aprendizaje automático, lo que hace una reducción significativa en la variación del proceso.

• Optimización de operaciones Fab: El cálculo de programación acelerado por GPU utilizando CUDA ha llevado a notables mejoras en la productividad de fab con las GPU NVIDIA H200. Al aprovechar el cálculo impulsado por CUDA en las GPU NVIDIA H200, TSMC ha mejorado su capacidad para administrar restricciones complejas, agilizando así las rutas de producción y maximizando la productividad de fábrica.

TSMC avanza en la inspección de defectos con los modelos NVIDIA Metropolis y AI

A medida que los chips se vuelven más avanzados, incluso los defectos más pequeños pueden afectar la calidad y el rendimiento, haciendo que una inspección más rápida y precisa sea esencial para el diseño y la fabricación de semiconductores.

TSMC está utilizando la plataforma NVIDIA Metropolis y el kit de herramientas NVIDIA TAO para mejorar la clasificación avanzada de defectos. Utilizando la visión AI, TSMC ha mejorado la detección de defectos a escala nanométrica.

Estas capacidades ayudan a TSMC a mejorar la inspección de calidad al tiempo que reduce la necesidad de etiquetado y reentrenamiento repetidos a medida que cambian las condiciones del proceso, las herramientas de inspección y los tipos de defectos.

TSMC toca el omniverso de NVIDIA para crear FabTwin

Las fabs de semiconductores avanzadas se encuentran entre las fabs más complejas jamás construidas, que requieren una coordinación precisa entre herramientas, materiales, robots, humanos y sistemas de instalaciones.

TSMC está explorando las bibliotecas NVIDIA Omniverse para crear FabTwin, un entorno de fab virtual para evaluar los diseños de herramientas de proceso y los flujos de trabajo de simulación relacionados. Al probar escenarios de diseño digitalmente antes de la implementación física, TSMC puede comparar configuraciones complejas de manera más flexible e identificar posibles restricciones antes. Este enfoque virtual mejora enormemente la eficiencia de la planificación y acelera la toma de decisiones críticas antes de que se hagan compromisos físicos o de capital.

Fuente: NVIDIA