Η NVIDIA παρουσιάζει το cuPotential καθώς κορυφαίες εταιρείες ημιαγωγών υιοθετούν το CUDA-X

Στις 14 Οκτωβρίου 2026, η NVIDIA παρουσίασε το cuPotential, μια νέα βιβλιοθήκη CUDA-X που οι προγραμματιστές μπορούν να χρησιμοποιούν για να δημιουργούν πράκτορες ΤΝ οι οποίοι προσομοιώνουν τον τρόπο με τον οποίο αλληλεπιδρούν τα άτομα και τα μόρια. Παράλληλα, ανακοίνωσε ότι κορυφαίες εταιρείες ημιαγωγών, μεταξύ των οποίων οι Synopsys, Cadence, Siemens, Lam Research, KLA και Applied Materials, υιοθετούν τις βιβλιοθήκες CUDA-X σε όλο το φάσμα του σχεδιασμού, της κατασκευής και της δοκιμής τσιπ.

Το cuPotential και το εργοστάσιο ημιαγωγών που καθοδηγείται από ΤΝ

Η NVIDIA περιγράφει ως εργοστάσια ημιαγωγών που καθοδηγούνται από ΤΝ τις μονάδες παραγωγής όπου η ΤΝ βοηθά τους μηχανικούς να βελτιστοποιούν τις διαδικασίες, να επιλύουν προβλήματα παραγωγής και να αυξάνουν την αποδοτικότητα της παραγωγής. Σύμφωνα με την NVIDIA, η αυξανόμενη ζήτηση για προηγμένα τσιπ απαιτεί από αυτά τα εργοστάσια να επεκτείνουν την παραγωγή τους, διαχειριζόμενα παράλληλα ολοένα πιο σύνθετες διαδικασίες κατασκευής, ενώ οι μηχανικοί χρειάζονται νέους τρόπους για να μοντελοποιούν υλικά, να αναλύουν δεδομένα επιθεώρησης και να δοκιμάζουν αλλαγές στις διαδικασίες σε ψηφιακά δίδυμα πριν τις εφαρμόσουν στην παραγωγή. Το διευρυμένο χαρτοφυλάκιο CUDA-X παρέχει στους πράκτορες ΤΝ και στις εφαρμογές μηχανικής εργαλεία επιταχυνόμενα από υλικό για προσομοιώσεις ημιαγωγών, επεξεργασία τρισδιάστατων δεδομένων και ανάλυση εικόνας.

Η νέα βιβλιοθήκη επιταχύνει τις προσομοιώσεις σε ατομική κλίμακα μέσω εξειδικευμένων λειτουργιών με επιτάχυνση GPU, οι οποίες ενσωματώνονται σε υπάρχον λογισμικό, επιτρέποντας στους ερευνητές να μοντελοποιούν ηλεκτρικές δυνάμεις και άλλες αλληλεπιδράσεις για μεγάλο αριθμό ατόμων και να βελτιώνουν ταχύτερα τις προσομοιώσεις. Το cuPotential καθιστά επίσης αυτές τις δυνατότητες μοντελοποίησης διαθέσιμες στους πράκτορες ΤΝ, οι οποίοι μπορούν στη συνέχεια να εκτελούν, να αξιολογούν και να βελτιώνουν προηγμένες μοριακές προσομοιώσεις. Η NVIDIA ανέφερε ότι, σε δοκιμές πρώιμης πρόσβασης, η βιβλιοθήκη επιτάχυνε κατά επιπλέον 2–3 φορές ήδη βελτιστοποιημένες για GPU ροές εργασίας, και κατονόμασε τη Synopsys μεταξύ των πρώτων εταιρειών που χρησιμοποιούν το cuPotential για να επιταχύνουν προσομοιώσεις υλικών.

«Η βιομηχανία ημιαγωγών έκανε δυνατή την επανάσταση της ΤΝ. Τώρα, η ΤΝ μεταμορφώνει τον τρόπο κατασκευής των τσιπ», δήλωσε ο Tim Costa, αντιπρόεδρος και γενικός διευθυντής βιομηχανικής και υπολογιστικής μηχανικής στην NVIDIA. Ο Costa ανέφερε ότι οι βιβλιοθήκες CUDA-X και Omniverse παρέχουν στους πράκτορες ΤΝ εργαλεία προσομοίωσης και επιθεώρησης με επιτάχυνση, τα οποία βοηθούν τους μηχανικούς να διαχειρίζονται την πολυπλοκότητα και να βελτιώνουν την απόδοση, καθώς τα εργοστάσια ημιαγωγών αγωνίζονται να ανταποκριθούν στη ζήτηση για προηγμένα τσιπ.

Συνεργάτες στον σχεδιασμό και την προσομοίωση τσιπ

Στο χαρτοφυλάκιο σχεδιασμού, το cuPotential προσομοιώνει αλληλεπιδράσεις ατόμων, το cuEST μοντελοποιεί την ηλεκτρονική συμπεριφορά και το cuDSS επιλύει σύνθετες προσομοιώσεις μηχανικής. Η Synopsys χρησιμοποιεί και τις τρεις βιβλιοθήκες, ενώ η NVIDIA ανέφερε πρώιμα αποτελέσματα από το QuantumATK που έδειξαν πιθανή επιτάχυνση 30 φορές με το cuEST, καθώς και αποτελέσματα δοκιμών του S-Device που έδειξαν επιτάχυνση 12 φορές με το cuDSS. Οι λύσεις AgentEngineer της Synopsys έχουν σχεδιαστεί ώστε να συνεργάζονται με τα ανοικτά μοντέλα Nemotron και τα εργαλεία NeMo της NVIDIA, υποστηρίζοντας πράκτορες ΤΝ για τον σχεδιασμό και την επαλήθευση τσιπ.

Η Cadence αξιοποιεί την επιταχυνόμενη υπολογιστική της NVIDIA, τα ανοικτά μοντέλα Nemotron και τις βιβλιοθήκες CUDA-X για πρακτορική ΤΝ στον σχεδιασμό και την προσομοίωση ηλεκτρομηχανικών συστημάτων, καλύπτοντας ημιαγωγούς, προηγμένη συσκευασία και πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων. Σύμφωνα με την NVIDIA, ο υπερπράκτορας ΤΝ AuraStack της Cadence βελτιστοποιεί προηγμένες συσκευασίες ως προς τη θερμότητα και τις καταπονήσεις 8 φορές ταχύτερα, χρησιμοποιώντας το cuDSS με το Cadence Celsius, ενώ το Nemotron συνεργάζεται με τον υπερπράκτορα ΤΝ ChipStack για τον σχεδιασμό και την επαλήθευση ημιαγωγών.

Η COMSOL επιταχύνει τις πολυφυσικές προσομοιώσεις ημιαγωγών με το cuDSS, το οποίο, σύμφωνα με την NVIDIA, προσφέρει προσομοιώσεις έως και 10 φορές ταχύτερες· ο επερχόμενος διακομιστής COMSOL MCP θα χρησιμοποιεί το ανοικτό μοντέλο Nemotron Ultra για μοντελοποίηση με υποστήριξη ΤΝ και διερεύνηση σχεδιαστικών επιλογών. Η πλατφόρμα Voltaire της Voltai, ένα πρακτορικό πολυφυσικό σύστημα για τον σχεδιασμό και την προσομοίωση 3D-IC, συνδυάζει πράκτορες ΤΝ με επιλύτες που βασίζονται σε GPU και έχουν αναπτυχθεί πάνω στα cuDSS και CUDA-X· η NVIDIA ανέφερε ότι έτσι οι σύνθετες ροές εργασίας ηλεκτροθερμικής-μηχανικής προσομοίωσης συμπτύσσονται από μήνες σε μία ημέρα. Η ChipAgents αναπτύσσει εξειδικευμένα μοντέλα ΤΝ για τον σχεδιασμό τσιπ, αξιοποιώντας την υποδομή ΤΝ της NVIDIA και λογισμικό εκπαίδευσης και βελτιστοποίησης μοντέλων, ενώ συνεργάζεται με την NVIDIA για την ανάπτυξη του Build-A-Chip Bench, ενός δείκτη αξιολόγησης που εξετάζει πράκτορες σε ολοκληρωμένες ροές εργασίας, από τις προδιαγραφές έως το σύστημα γραφικών δεδομένων.

Κατασκευή, επιθεώρηση και λειτουργίες εργοστασίων ημιαγωγών

Για τις ροές εργασίας κατασκευής, το cuLitho επιταχύνει τους υπολογισμούς που χρησιμοποιούνται για την αποτύπωση των μοτίβων των τσιπ, το NanoVDB παρέχει εργαλεία ανοικτού κώδικα για τη χρήση τρισδιάστατων δεδομένων σε προσομοιώσεις κατασκευής τσιπ και το ανοικτό πλαίσιο PhysicsNeMo βοηθά τους μηχανικούς να εκπαιδεύουν μοντέλα φυσικής ΤΝ που προβλέπουν τη συμπεριφορά φυσικών συστημάτων. Η Siemens χρησιμοποιεί το cuLitho για να επιταχύνει το λογισμικό Calibre, το οποίο προορίζεται για τη βελτίωση των μοτίβων τσιπ και την προετοιμασία μασκών, ενώ η ομάδα Solido αναπτύσσει ροές εργασίας χαρακτηρισμού με πράκτορες, αξιοποιώντας τα ανοικτά μοντέλα Nemotron και τις ανοικτές βιβλιοθήκες NeMo.

Η Lam Research σχεδιάζει να ενσωματώσει το NanoVDB στο SEMulator3D, την πλατφόρμα μοντελοποίησης διεργασιών της που ανήκει στην οικογένεια εικονικών προϊόντων Semiverse Solutions. Σύμφωνα με την NVIDIA, αναμένεται η προσθήκη αυτή να επιταχύνει έως και 30 φορές επιλεγμένες διαδικασίες μοντελοποίησης της χάραξης πλακιδίων, ενώ έχει αποδειχθεί ότι το PhysicsNeMo μειώνει τον χρόνο προσομοίωσης προβλέψεων πλάσματος σε μόλις μερικά χιλιοστά του δευτερολέπτου, αντί για ημέρες. Η Luminary αξιοποιεί το PhysicsNeMo στον σχεδιασμό συσκευασιών ημιαγωγών. Σύμφωνα με την NVIDIA, μοντέλα φυσικής ΤΝ που εκπαιδεύονται ώστε να προβλέπουν τη θερμοκρασία, την πτώση πίεσης και τη θερμική καταπόνηση σε διαφορετικές διαμορφώσεις συσκευασίας επιτρέπουν στους μηχανικούς να δοκιμάζουν 100 φορές περισσότερα σχέδια στο ίδιο χρονικό πλαίσιο, χωρίς να απαιτείται νέα προσομοίωση για κάθε επιλογή.

Για την επιθεώρηση και τις δοκιμές, η βιβλιοθήκη NPP της NVIDIA αναλαμβάνει την επεξεργασία εικόνων σε GPU, ενώ το RAPIDS cuDF επεξεργάζεται μεγάλα σύνολα δεδομένων σε GPU, επιταχύνοντας έτσι από κοινού τις ροές εργασιών δοκιμών και ποιοτικού ελέγχου. Χρησιμοποιώντας τεχνητή νοημοσύνη της NVIDIA και επιταχυνόμενη υπολογιστική, η imec αφαιρεί τον θόρυβο από εικόνες ηλεκτρονικού μικροσκοπίου σάρωσης, οι οποίες χρησιμοποιούνται για μετρήσεις τσιπ με ακρίβεια κάτω του νανομέτρου, και εφαρμόζει το cuLitho στη διόρθωση οπτικής εγγύτητας για το παράθυρο διεργασίας, η οποία απαιτεί εντατικούς υπολογισμούς. Η NVIDIA ανέφερε βελτίωση κατά 30% στο παράθυρο διεργασίας της λιθογραφίας. Η KLA αξιοποίησε γνώσεις από τους εξαιρετικά βελτιστοποιημένους πυρήνες παραγωγής της για έναν νέο πυρήνα NPP NCC, ο οποίος, σύμφωνα με την NVIDIA, είχε επιδόσεις 50 φορές υψηλότερες από τις παλαιότερες εκδόσεις για CPU, αντίστοιχες με εκείνες των χειροκίνητα βελτιστοποιημένων υλοποιήσεων της KLA.

Η NVIDIA ανέφερε ότι η Teradyne συνδυάζει την επεξεργασία εικόνων με βάση το NPP και την επιταχυνόμενη υπολογιστική για τη δοκιμή αισθητήρων εικόνας με υπολογισμούς GPU μέσω των RAPIDS cuDF και CuPy, επιτυγχάνοντας περίπου 85 φορές ταχύτερη εξαγωγή συμπερασμάτων για τη συντήρηση ακίδων δοκιμής, η οποία βοηθά στον εντοπισμό ακίδων που φθείρονται προτού επηρεάσουν την απόδοση παραγωγής. Η Advantest έχει ενσωματώσει τα μοντέλα Nemotron και Kumo-Anomaly της NVIDIA στο ACS RTDI, για να καταστήσει δυνατή την ανάλυση της παραγωγής ημιαγωγών με βάση την τεχνητή νοημοσύνη· το σύστημα με τροφοδοσία από το Grace Blackwell παρέχει διαγνωστικά σε πραγματικό χρόνο και εξαγωγή συμπερασμάτων που προτείνουν διορθωτικές ενέργειες για τις μονάδες δοκιμών. Η NVIDIA ανέφερε ότι η Advantest χρησιμοποιεί επίσης τους πράκτορες τεχνητής νοημοσύνης NeMo Switchyard για την αυτοματοποίηση της επιλογής μοντέλων, τον εξορθολογισμό των ροών εργασιών δοκιμής ημιαγωγών και τη μείωση των χρόνων απόκρισης από ώρες σε λεπτά.

Η Applied Materials χρησιμοποιεί το Omniverse και τις βιβλιοθήκες CUDA-X cuDSS, cuEST και PhysicsNeMo στην ανακάλυψη υλικών, την ανάπτυξη διεργασιών και τη βελτιστοποίηση εργοστασίων ημιαγωγών· η NVIDIA ανέφερε ότι ο συνδυασμός επιτρέπει προσομοιώσεις θαλάμων έως και 35 φορές ταχύτερες και υποστηρίζει ψηφιακά δίδυμα εργοστασίων, τα οποία συμβάλλουν στη βελτιστοποίηση της διάταξης και της ροής υλικών. Η Analog Devices συνδυάζει την προσομοίωση φυσικής της Synopsys με το πλαίσιο Isaac Sim και τις βιβλιοθήκες Omniverse, για να αναπτύξει προσομοιώσεις αισθητήρων υψηλής πιστότητας και ρομποτικές δοκιμές αναφοράς, αξιολογώντας τη συμπεριφορά των αισθητήρων σε ολοκληρωμένα ρομποτικά συστήματα. Οι FANUC και Foxconn συνδέουν τα μοντέλα ρομπότ τους με το μεγάλο NVIDIA Omniverse Blueprint για ψηφιακά δίδυμα εργοστασίων, τα οποία επιτρέπουν στους κατασκευαστές να προσομοιώνουν και να επικυρώνουν τις ρομποτικές λειτουργίες πριν από τη φυσική εγκατάσταση. Η OMRON χρησιμοποιεί τα μοντέλα ανοιχτού κόσμου Cosmos και το Metropolis Blueprint για αναζήτηση και σύνοψη βίντεο στον εξοπλισμό επιθεώρησής της.

Διαθεσιμότητα

Το cuPotential διατίθεται σε πρώιμη πρόσβαση, το NanoVDB είναι διαθέσιμο ως λογισμικό ανοιχτού κώδικα στο πλαίσιο του OpenVDB και το NPP διατίθεται μέσω του NVIDIA CUDA Toolkit· η NVIDIA κάλεσε τους αναγνώστες να συμμετάσχουν μαζί της στο SEMICON West. Η δυνατότητα του SEMulator3D της Lam Research, η οποία επιταχύνεται από το NanoVDB, προγραμματίζεται να κυκλοφορήσει έως το τέλος του 2026.