Le GPU NVIDIA accelerano la simulazione dei chip, i primi test

Prima che un singolo wafer attraversi un nuovo passo di processo, una fabbrica di chip deve sapere se quel passo funzionerà. Sempre più spesso, la risposta arriva da una simulazione: un gemello digitale, una copia virtuale del processo che gli ingegneri possono modificare, testare e rieseguire. NVIDIA ha annunciato che le aziende dei semiconduttori stanno adottando le sue librerie CUDA-X, un insieme di strumenti software accelerati, per rendere queste simulazioni più veloci e permettere agli agenti di intelligenza artificiale di eseguirle.

Il collo di bottiglia è il calcolo. Modellare il modo in cui atomi e molecole interagiscono è centrale nella ricerca sui materiali e può richiedere molto tempo anche con software già ottimizzato per le GPU, i processori paralleli che eseguono molti calcoli contemporaneamente. La nuova libreria cuPotential aggiunge funzioni accelerate dalle GPU ai programmi esistenti e, nei test in accesso anticipato, ha offerto un ulteriore 2–3x su flussi di lavoro già ottimizzati per le GPU. Synopsys ha riportato un potenziale guadagno di 30x con cuEST nei primi risultati di QuantumATK, e 12x con cuDSS nei benchmark di S-Device.

Le aziende di software per la progettazione stanno integrando le stesse librerie nei propri strumenti. Cadence riferisce che il suo AuraStack AI Super Agent ha ottimizzato i package avanzati per calore e sollecitazioni 8x più velocemente usando cuDSS. COMSOL cita simulazioni fino a 10x più veloci, con un server MCP in programma che userà un modello aperto di NVIDIA per la progettazione assistita dall'intelligenza artificiale. Voltai afferma che la sua piattaforma Voltaire riduce i tempi dei flussi di lavoro elettrotermomeccanici nella progettazione 3D-IC da mesi a un giorno. ChipAgents collabora con NVIDIA su Build-A-Chip Bench, un benchmark pensato per misurare i progressi nell'ingegneria automatizzata dei chip.

Dal lato delle fabbriche, Imec usa gli strumenti NVIDIA per eliminare il rumore dalle immagini al microscopio elettronico a scansione impiegate per misure sub-nanometriche, e riferisce un miglioramento del 30% nella finestra di processo della litografia. Lam Research prevede di integrare NanoVDB nella sua piattaforma SEMulator3D, citando fino a 30x su alcuni compiti di modellazione dell'incisione dei wafer, e ha dimostrato come ridurre le simulazioni di previsione del plasma da giorni a millisecondi con PhysicsNeMo. Luminary afferma che gli ingegneri possono valutare 100x più progetti di package nello stesso calendario.

Per un ingegnere dei chip, il vantaggio sta nel numero di iterazioni: un test che un tempo richiedeva giorni può essere eseguito prima che una modifica raggiunga la linea di produzione. A beneficiarne per primi sono i fornitori di strumenti di progettazione e i loro clienti, dato che Synopsys e Cadence utilizzano già queste librerie nei propri prodotti, mentre le integrazioni lato fabbrica, come quella di Lam, sono ancora descritte come progetti o dimostrazioni. Se i guadagni di velocità reggeranno sulle linee di produzione, e non solo nei benchmark, è la domanda a cui l'annuncio non risponde.