透過GPU加速晶片設計，再加上AI的驅動，IC設計迎來變革

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科技產業資訊室 - 茋郁發表於 2023年5月5日

圖﹑透過GPU加速晶片設計，再加上AI的驅動，IC設計迎來變革

二十年前，包括英特爾在內的所有晶片製造商都不得不購買Unix機器（通常是Sparc/Solaris系統），才能夠使用EDA設計和測試他們的晶片。後來，英特爾覬覦這塊伺服器業務，同時抓住了Linux，顯然其有強烈的動機將EDA轉移到X86平台上。

出於利己主義，英特爾幫助Synopsys、Cadence、Mentor Graphics和其他公司將EDA工具全部移植到X86上的Linux。這一項巨大的努力，使得設計晶片更便宜且更具可擴展性，亦協助降低數據中心內外的運算成本。

現在可能會看到晶片設計發生同樣巨大的轉變，這次是使用AI來驅動設計。

如今隨著晶片從5奈米、3奈米，並正在推進到2奈米甚至1.8奈米和更小的電晶體幾何結構。在這種規模下，傳統IC設計的方式基本上變得不可能，因為其存在著物理極限的成像問題。

廠商正在努力創建工具，以更輕鬆地啟用運算式微影技術，以保持高效、快速和具有成本效益的晶片製造。正如英特爾早期對X86所做的戰略，輝達也正如法泡製，只是這次它使用的是紫外光而不是可見光。因此，輝達在最近的GTC 2023 活動中推出了cuLitho，這是一個運算式微影軟體庫，旨在運行在GPU製造商的DGX H100超級電腦上，由其「Hopper」H100 GPU加速器提供支持。

輝達表示，cuLitho、DGX系統和Hopper GPU的組合可能意味著以一小部分功率實現40倍以上的性能提升。使用cuLitho，晶圓廠可以生產3到5倍以上的光罩，而功耗比現在低9倍。輝達聲稱，通常需要兩週的光罩處理現在可以在一夜之間完成。

如今輝達獲得一些廠商的支持。台積電正在將cuLitho整合到其代工業務中，設備製造商ASML將把對GPU的支持整合到其運算式微影軟體產品中，而EDA 公司Synopsys則將cuLitho整合到其軟體和系統中。話雖如此，輝達仍然沒有太多談論cuLitho的細節，包括商業模式。

許多產業專家都已經認可，AI正在迅速進入半導體晶片佈局和設計。無論是輝達對cuLitho的舉措，Synopsys.ai的戰略驅動因素，都表示著隨著製程變得愈來愈小以及晶片製造商從2D轉向2.5D和3D設計，都將讓晶片變得愈來愈複雜。最後，半導體設計領域的演變將是人才將愈來愈短缺，這時候推動進入AI設計，不僅可以幫助實現流程自動化，還可以保持產業競爭力，何樂而不為！（807個字；圖1）

參考資料：
Accelerating Chip Design With GPUs, And Adding AI To Push It Further. The Next Platform, 2023/04/20.

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