（圖片來源：NVIDIA）
NVIDIA出人意料地進入了一個新領域，就是「晶片製造」。
在當地時間3月22日凌晨舉行的GTC大會上，NVIDIA宣布與台積電、ASML、新思科技（Synopsys）三大半導體巨頭合作，將NVIDIA加速運算技術用於晶片微影中的運算微影中，並推出用於運算微影的軟體庫「cuLitho」。
「半導體產業是世界上幾乎所有其他產業的基礎。」在GTC大會的主題演講上，黃仁勳稱，隨著產業向更高晶片製程進軍，算力需求也大幅增加，晶片微影工藝愈加複雜。
從原理上來看，曝光機就是用光把圖案投射到矽片上，一方面需要讓投射圖案盡可能地小，可以在一平方毫米中塞入成千上萬，甚至數億個電晶體；另一個則要讓生產效率最高，出產盡量多的晶圓。
為了讓微影的圖案足夠準確，「運算微影」這道工序便不可或缺。
運算微影應用逆物理算法來預測掩mo版上的圖案，通過模擬光通過光學元件並與微影膠相互作用時的行為，以便在晶圓上生成最終圖案。
實際上，運算微影也是曝光機巨頭ASML的核心業務之一。
此前，ASML中國區總裁沈波曾指出，在曝光機業務之外，ASML還有運算微影及光學和電子束量測兩大業務，並稱為ASML業務「鐵三角」。其中，運算微影主要通過軟體對整個微影過程進行建模和仿真，以優化光源形狀和掩膜板形狀，縮小微影成像與晶片設計差距，從而使微影效果達到預期狀態；光學和電子束量測則屬晶片生產後工序，即量測，通過光學手段或電子束手段對晶片做運量和檢測，以檢測晶片缺陷和運量曝光後成像效果，進而提高良率。
三者共同建構了，ASML的晶片微影解決方案。
黃仁勳表示，運算微影過程正是晶片設計和製造領域中最大的運算負載，「每年消耗數百億CPU小時，大型數據中心24x7全天候運行，去創建用於微影系統的掩膜版，這些數據中心還是晶片製造商每年投資近2000億美元的資本支出的一部分。」
他進一步舉例稱，光製造NVIDIA H100 GPU晶片就需要89塊掩膜板，如果在CPU上運行時，處理單個掩膜板當前需要兩週時間，但在GPU上運行cuLitho的情況下，僅需要8小時即可處理完一個掩膜板。
黃仁勳還表示，通過GPU加速運算微影過程，也可進一步降低能耗。
台積電可以在500個DGX H100系統上使用cuLitho加速，將功率從35兆瓦降至5兆瓦，替代原本使用運算微影的4萬台CPU伺服器，進一步降低功耗。
據NVIDIA介紹，通過將cuLitho軟體庫集成至台積電的製造流程中，並結合新思的EDA軟體，ASML也計劃將GPU支持整合到所有的運算微影軟體產品中。
在幾大晶片供應鏈巨頭共同合作下，可推動半導體產業向更先進晶片製程進軍，加速晶片上市時間、提高晶圓廠運行效率，以推動製造過程的大型數據中心的能源效率來改善晶片生產。
黃仁勳特別提及cuLitho在台積電2奈米工藝中的使用，借助cuLitho，台積電可以縮短原型週期時間，提高晶圓產量，減少晶片製造過程中的能耗，並為2奈米及以上的生產做好準備。
據悉，台積電將於6月開始對cuLitho進行生產資格認證，並會在2024年對2奈米製程開始風險性試產，2025年開始量產。
晶片微影領域僅有少數產業參與者，屬於小眾市場，NVIDIA為何有意願深度參與？
NVIDIA先進技術副總裁Vivek Singh回應稱，這一決定最早源於黃仁勳的遠見，「他意識到這（運算微影）將是半導體未來的大問題，而且會越來越大，產業的未來將取決於它。」
為了準備cuLitho，NVIDIA與台積電、ASML、新思科技共同合作準備了4年，將運算微影速率加速了40倍以上。
Vivek Singh提及，一些較老架構的GPU晶片也可以使用cuLitho軟體庫加速運算微影進程，因此晶片生產商沒有必要購買更新更貴的GPU。
除了2奈米外，cuLitho軟體庫還可用於更舊的晶片製造工藝，cuLitho潛在的好處是可能降低微影中掩膜板的使用量，進一步降低晶片生產成本。
但對於NVIDIA如何通過cuLitho盈利，Vivek Singh未作具體回應。
本文為界面新聞授權刊登，原文標題為「英偉達「意外」攻入芯片製造領域，與台積電ASML合作推進2納米工藝」