TSMC, 케이던스(Cadence), KLA, 지멘스(Siemens), 시놉시스(Synopsys)를 비롯한 반도체 업계가 NVIDIA CUDA-X와 NVIDIA Blackwell 플랫폼을 도입해 반도체 제조의 발전을 이끌고 있습니다.
NVIDIA Blackwell GPU, NVIDIA Grace GPU, 고속 NVIDIA NVLink 패브릭과 스위치, NVIDIA cuDSS와 NVIDIA cuLitho 등의 도메인 특화 NVIDIA CUDA-X 라이브러리는 첨단 칩 제조를 위한 컴퓨팅 리소그래피와 디바이스 시뮬레이션을 개선하죠.
TSMC 기술 컴퓨터 지원 설계 부서의 연구원 겸 이사인 Jeff Wu는 “NVIDIA와의 협력은 반도체 공정 시뮬레이션의 중요한 발전을 의미합니다. CUDA-X 라이브러리와 NVIDIA Grace Blackwell의 컴퓨팅 가속화는 복잡한 제조 공정과 디바이스 동작을 더 낮은 비용으로 시뮬레이션해 공정 개발을 가속화할 것이죠”라고 말했습니다.
NVIDIA cuLitho와 NVIDIA Blackwell은 리소그래피 속도를 최대 25배까지 높입니다. 선도적인 리소그래피 공급업체와 TSMC 등의 반도체 제조업체는 GPU 가속화를 통해 리소그래피 문제를 생산 전에 전례 없는 속도로 예측하고 수정할 수 있습니다.
이번 달 초에는 전자 설계 자동화(electronic design automation, EDA) 소프트웨어와 서비스 제공업체인 케이던스는 밀레니엄 M2000(Millennium M2000) 플랫폼을 발표했습니다. 이 플랫폼은 EDA 시장을 위해 NVIDIA Blackwell을 기반으로 독점적으로 구축됐는데요. M2000은 완전히 가속화된 케이던스 설계 도구 포트폴리오와 함께, NVIDIA Grace Blackwell과 CUDA-X 라이브러리를 배포하는 확장 가능한 턴키 솔루션입니다.
또한, 케이던스는 모델 훈련과 에이전틱 AI 추론의 까다로운 워크로드 요구 사항을 충족하기 위해, 맞춤형 실리콘 스케일업을 지원하는 NVIDIA NVLink Fusion을 최초로 채택한 기업 중 한 곳입니다. NVLink Fusion을 채택해 하이퍼스케일러가 전체 설계 범주를 최적화하고 검증할 수 있습니다.
이번 달 케이던스는 실리콘, 시스템, 약물 설계를 혁신하는 밀레니엄 M2000 AI 슈퍼컴퓨터(Supercomputer)를 발표했는데요. NVIDIA Blackwell 플랫폼을 기반으로 하는 이 슈퍼컴퓨터는 대규모 시스템 온 칩(SoC)을 처리하는 NVIDIA GB200 NVL72 시스템, 3D-IC, 서브시스템(subsystem) 구현과 사인오프(signoff)를 위한 케이던스 셀레브러스 AI 스튜디오(Cerebrus AI Studio)와 케이던스 다중물리(multiphysics) 시스템 분석 도구를 옵션으로 제공합니다. 또한, 소형 칩 설계와 시뮬레이션을 위한 새로운 NVIDIA RTX PRO 6000 Blackwell 서버 에디션 GPU도 옵션에 포함돼 있죠.
케이던스의 기업 부사장 겸 시스템 설계, 분석 그룹 총괄인 Michael Jackson은 “NVIDIA와의 협업은 언제나 EDA와 시스템 설계 분석 분야에서 가능성의 한계를 넓히는 것이었습니다. NVIDIA Blackwell에 기반해 독점적으로 구축된 밀레니엄 M2000 플랫폼은 단순히 더 빠른 시뮬레이션을 하기 위한 것이 아닙니다. 대신, AI 기반 혁신을 위한 인프라를 재정의해 이전에는 불가능했던 것을 가능하게 하는 것이죠”라고 설명했습니다.
지멘스는 NVIDIA CUDA-X 라이브러리의 병렬 처리 성능과 Grace Blackwell 플랫폼의 획기적인 성능을 활용해 캘리버(Calibre) 플랫폼을 크게 가속화하고 있습니다.
이러한 통합으로 중요한 반도체 제조 단계는 전례 없는 속도와 정확성을 구현할 수 있습니다. 여기에는 나노미터 정밀도의 광학 근접 보정, 포괄적인 물리적 검증, 제조 가능성 분석을 위한 견고한 설계, 설계에서 제조까지의 흐름 전반에 걸친 원활한 통합과 자동화가 포함되죠.
지멘스 EDA의 CEO인 Mike Ellow는 “캘리버 플랫폼에서 NVIDIA CUDA-X와 Grace Blackwell을 활용하면, 첨단 반도체 노드의 정확도를 유지하면서 더욱 빠르고 효율적인 광학 근접 보정이 가능합니다. 칩의 복잡성이 계속 증가하고 있는 상황에서 특히 중요하죠”라고 말했습니다.
선도적인 EDA 소프트웨어, 서비스 제공업체인 시놉시스는 시놉시스 프라임심(PrimeSim), 프로테우스(Proteus), S-리소(S-Litho), 센타우루스 디바이스(Sentaurus Device), 퀀텀ATK(QuantumATK)를 포함한 EDA 도구에 NVIDIA CUDA-X 라이브러리와 Blackwell을 사용하고 있습니다. CUDA-X 라이브러리와의 통합을 통해 시놉시스는 NVIDIA B200에서 센타우루스 디바이스, 퀀텀ATK, S-리소에 대한 새로운 벤치마크 결과를 달성했는데요. 동급 CPU 인프라 대비 각각 12배, 15배, 20배의 스케일업을 입증했습니다.
또한, 지난 3월에 개최된 NVIDIA GTC에서 시놉시스는 NVIDIA Blackwell 플랫폼에서 시놉시스 프라임심이 30배 더 빠르게 실행되며, 시놉시스 프로테우스는 20배 더 빠르게 실행될 것으로 예상한다고 발표한 적 있습니다.
시놉시스의 전략, 제품 관리 부문 수석 부사장인 Sanjay Bali는 “저희는 엔지니어링 팀의 역량을 극대화하는 EDA 솔루션 가속화를 위해 NVIDIA와 오랜 기간 협력해 왔습니다. 업계 최초의 접근 방식을 기반으로, 시놉시스는 TCAD, 컴퓨팅 리소그래피, 원자 시뮬레이션 제품 전반에 걸쳐 NVIDIA Blackwell 아키텍처를 활용하는데요. 이를 통해 전례 없는 성능 향상을 실현하고 있습니다. 케이던스의 선도적인 시뮬레이션 솔버에 NVIDIA CUDA-X 라이브러리와 Blackwell 아키텍처를 통합하면서, 저희는 혁신적인 속도 향상을 달성할 수 있었습니다. 동시에 EDA가 반도체 제조 혁신을 실현하는 방식을 재정의하기도 했죠”라고 말했습니다.
반도체 공정 제어 장비 제조업체인 KLA는 10년 이상 협력해 오고 있는 기업입니다. GPU와 CUDA 생태계를 활용하는 최적화된 고성능 컴퓨팅 솔루션으로 KLA의 물리 기반 AI를 발전시켰죠.
더 복잡한 설계, 제품 주기 가속화, 고가치 웨이퍼 용량, 고급 패키징 수요 증가와 같은 AI 주도 트렌드로 반도체 제조에서 공정 제어의 가치는 증가하고 있습니다. 업계를 선도하는 KLA의 검사, 계측 시스템은 복잡한 AI 알고리즘을 실행해 이미지를 포착하고 처리하는데요. 가장 치명적인 반도체 결함을 초고속으로 찾아내기도 했습니다.
KLA는 특정 시장을 위한 CUDA-X 라이브러리가 포함된 NVIDIA RTX PRO 6000 Blackwell 서버 에디션의 평가를 기대하고 있습니다. 반도체 칩 제조 공정을 구동하는 추론 워크로드를 더욱 가속화하기 위한 기대죠.
EDA, 제조, 공정 제어 분야에 NVIDIA Blackwell 아키텍처가 본격 도입되면, 반도체 업계는 차세대 고성능 칩을 더욱 빠르게, 더욱 정밀하게 시장에 선보일 수 있을 것입니다.
5월 21일부터 22일까지 COMPUTEX에서 열리는 NVIDIA GTC Taipei에서 최신 AI 발전에 대해 자세히 알아보세요.