- 엔비디아 쿠다-X 라이브러리, 첨단 칩 제조 위한 컴퓨팅 리소그래피·디바이스 시뮬레이션 개선

- 엔비디아 cu리소·블랙웰, 리소그래피 속도 최대 25배 향상

- TSMC, 케이던스, 지멘스, 시놉시스, KLA에서 칩 설계·제조에 엔비디아 블랙웰 채택

AI 컴퓨팅 기술 분야의 선두주자인 엔비디아(www.nvidia.co.kr)가 TSMC, 케이던스(Cadence), KLA, 지멘스(Siemens), 시놉시스(Synopsys)를 비롯한 반도체 업계에 엔비디아 쿠다-X(NVIDIA CUDA-X)와 엔비디아 블랙웰(Blackwell) 플랫폼을 지원해 반도체 제조를 발전시키고 있다고 밝혔다.

엔비디아 블랙웰 GPU, 엔비디아 그레이스(Grace) GPU, 고속 엔비디아 NV링크(NVLink) 패브릭과 스위치, 엔비디아 cuDSS와 엔비디아 cu리소(cuLitho) 등의 도메인 특화 엔비디아 쿠다-X 라이브러리는 첨단 칩 제조를 위한 컴퓨팅 리소그래피와 디바이스 시뮬레이션을 개선하고 있다. 

TSMC 기술 컴퓨터 지원 설계 부서의 연구원 겸 이사인 제프 우(Jeff Wu)는 “엔비디아와의 협력은 반도체 공정 시뮬레이션의 중요한 발전을 의미한다. 쿠다-X 라이브러리와 엔비디아 그레이스 블랙웰의 컴퓨팅 가속화는 복잡한 제조 공정과 디바이스 동작을 더 낮은 비용으로 시뮬레이션해 공정 개발을 가속화할 것”이라고 말했다. 

엔비디아 cu리소와 블랙웰은 리소그래피 속도를 최대 25배까지 높인다. 선도적인 리소그래피 공급업체와 TSMC 등의 반도체 제조업체는 GPU 가속화를 통해 리소그래피 문제를 생산 전에 전례 없는 속도로 예측하고 수정할 수 있다. 

이달 초 전자 설계 자동화(electronic design automation, EDA) 소프트웨어와 서비스 제공업체인 케이던스는 밀레니엄 M2000(Millennium M2000) 플랫폼을 발표했다. 이 플랫폼은 EDA 시장을 위해 엔비디아 블랙웰을 기반으로 독점적으로 구축됐다. M2000은 완전히 가속화된 케이던스 설계 도구 포트폴리오와 함께, 엔비디아 그레이스 블랙웰과 쿠다-X 라이브러리를 배포하는 확장 가능한 턴키 솔루션이다. 

또한 케이던스는 모델 훈련과 에이전틱 AI 추론의 까다로운 워크로드 요구 사항을 충족하기 위해, 맞춤형 실리콘 스케일업을 지원하는 엔비디아 NV링크 퓨전(Fusion)을 최초로 채택한 기업 중 하나이다. 케이던스는 NV링크 퓨전을 채택함으로써 하이퍼스케일러가 전체 설계 범주를 최적화하고 검증할 수 있게 됐다. 

이번 달 케이던스는 실리콘, 시스템, 약물 설계를 혁신하는 밀레니엄 M2000 AI 슈퍼컴퓨터(Supercomputer)를 발표했다. 엔비디아 블랙웰 플랫폼을 기반으로 하는 이 슈퍼컴퓨터는 대규모 시스템 온 칩(system-on-a-chip, SoC)을 처리하는 엔비디아 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 제공한다. 또한 소형 칩 설계와 시뮬레이션을 위한 새로운 엔비디아 RTX PRO 6000 블랙웰 서버 에디션(Server Edition) GPU도 옵션에 포함된다. 

케이던스의 기업 부사장 겸 시스템 설계, 분석 그룹 총괄인 마이클 잭슨(Michael Jackson)은 “엔비디아와의 협업은 언제나 EDA와 시스템 설계 분석 분야에서 가능성의 한계를 넓히는 것이었다. 엔비디아 블랙웰에 기반해 독점적으로 구축된 밀레니엄 M2000 플랫폼은 단순히 더 빠른 시뮬레이션을 하기 위한 것이 아니다. 대신, AI 기반 혁신을 위한 인프라를 재정의해 이전에는 불가능했던 것을 가능하게 하는 것”이라고 말했다. 

지멘스는 엔비디아 쿠다-X 라이브러리의 병렬 처리 성능과 그레이스 블랙웰 플랫폼의 획기적인 성능을 활용해 캘리버(Calibre) 플랫폼을 크게 가속화하고 있다. 

이러한 통합을 통해 중요한 반도체 제조 단계에서 전례 없는 속도와 정확성을 구현할 수 있다. 이는 나노미터 정밀도의 광학 근접 보정, 포괄적인 물리적 검증, 제조 가능성 분석을 위한 견고한 설계, 설계에서 제조까지의 흐름 전반에 걸친 원활한 통합과 자동화를 포함한다. 

지멘스 EDA의 CEO인 마이크 엘로우(Mike Ellow)는 “캘리버 플랫폼에서 엔비디아 쿠다-X와 그레이스 블랙웰을 활용하면 첨단 반도체 노드의 정확도를 유지하면서 더 빠르고 효율적인 광학 근접 보정이 가능하다. 이는 칩의 복잡성이 계속 증가함에 따라 특히 중요하다”고 말했다. 

또한 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 엔비디아 쿠다-X 라이브러리와 블랙웰을 사용하고 있다. 쿠다-X 라이브러리와의 통합을 통해 시놉시스는 엔비디아 B200에서 센타우루스 디바이스, 퀀텀ATK, S-리소에 대한 새로운 벤치마크 결과를 달성했다. 이를 통해 동급 CPU 인프라 대비 각각 12배, 15배, 20배의 스케일업을 입증했다. 

아울러 시놉시스는 엔비디아 블랙웰 플랫폼에서 시놉시스 프라임심이 30배 더 빠르게 실행되며, 시놉시스 프로테우스는 20배 더 빠르게 실행될 것으로 예상한다고 지난 3월 엔비디아 GTC에서 발표했다. 

시놉시스의 전략, 제품 관리 부문 수석 부사장인 산제이 발리(Sanjay Bali)는 “시놉시스는 엔지니어링 팀의 역량을 극대화하는 EDA 솔루션 가속화를 위해 엔비디아와 오랜 기간 협력해 왔다. 업계 최초의 접근 방식을 기반으로, 시놉시스는 TCAD, 컴퓨팅 리소그래피, 원자 시뮬레이션 제품 전반에 걸쳐 엔비디아 블랙웰 아키텍처를 활용한다. 이를 통해 전례 없는 성능 향상을 실현하고 있다. 케이던스의 선도적인 시뮬레이션 솔버에 엔비디아 쿠다-X 라이브러리와 블랙웰 아키텍처를 통합함으로써, 우리는 혁신적인 속도 향상을 달성했다. 동시에 EDA가 반도체 제조 혁신을 실현하는 방식을 재정의했다”고 말했다. 

반도체 공정 제어 장비 제조업체인 KLA는 엔비디아와 10년 이상 협력해 왔다. 이를 통해 GPU와 쿠다 생태계를 활용하는 최적화된 고성능 컴퓨팅 솔루션으로 KLA의 물리 기반 AI를 발전시켜 왔다. 

더 복잡한 설계, 제품 주기 가속화, 고가치 웨이퍼 용량, 고급 패키징 수요 증가와 같은 AI 주도 트렌드로 반도체 제조에서 공정 제어의 가치는 증가하고 있다. 업계를 선도하는 KLA의 검사, 계측 시스템은 복잡한 AI 알고리즘을 실행해 이미지를 포착하고 처리한다. 이를 통해 가장 치명적인 반도체 결함을 초고속으로 찾아낸다. 

KLA는 특정 시장을 위한 쿠다-X 라이브러리가 포함된 엔비디아 RTX PRO 6000 블랙웰 서버 에디션의 평가를 기대하고 있다. 이는 반도체 칩 제조 공정을 구동하는 추론 워크로드를 더욱 가속화하기 위한 것이다. 

엔비디아 블랙웰을 EDA, 제조, 공정 제어에 탑재함으로써 엔비디아는 반도체 업계가 차세대 고성능 칩을 더 빠르게 선보이도록 돕고 있다. 

5월 21일부터 22일까지 컴퓨텍스(COMPUTEX)에서 열리는 엔비디아 GTC 타이베이(Taipei)에서 최신 AI 발전에 대해 자세히 알아볼 수 있다.