电子行业点评报告:Nvidia产业链·计算光刻:持续推动光刻工艺突破浙商证券2023-03-23.pdf
摘要:投资要点NVIDIA于2023年开发者大会推出专为计算光刻开发的软件库cuLitho,根据英伟达信息,通过使用光刻计算库cuLitho,计算光刻速度将提升40倍,GPU加速后生产光掩模的计算光刻工作用时可以从几周减少到八小时,与此同时,功耗降低9倍,光刻计算使2nm及更先进芯片的生产成为可能。计算光刻:解决衍射像差、增强光刻分辨率的核心方法之一。光刻是通过曝光、显影、刻蚀等技术将掩膜版上的图案转移至晶圆的图形精细加工技术,随着光刻及芯片设计制造技术发展,晶圆上晶体管的互联间距缩小,当晶体管的尺寸变得比光刻机所用波长近似或还要小的时候,由于衍射效应的存在晶体管成像就会变得模糊。计算光刻便是增强分辨率解决方法之一。计算光刻属于EDA的一种,用于晶圆制造环节,具体而言就是通过计算机模拟、仿真光刻中的光学和化学过程,预测晶圆上的曝光图形,在半导体制程的开发阶段提供光源优化、掩模版图形修正、缺陷的预判和修正方案分析,通过增大芯片制造工艺窗口从而提高产品良率和生产效率。对于90nm以下节点,必须采用计算光刻技术来提升光刻系统的成像性能,否则将无法实现集成电路量产。因此,计算光刻是支撑光刻工艺节点不断推进的关键电子设计自动化(EDA)仿真技术。cuLitho:NVIDIA发布专用软件库,光刻/掩模版生产效率升级。随着晶圆制程微缩程度持续提升,掩膜板复杂度随之变高,对数据存储、计算光刻的需求同样也将快速提升,Foundry厂现有算力不足以支撑新的芯片技术,预计未来Foundry对算力的需求会大幅提升,与先进晶圆厂配套的数据中心需求同样快速成长。英伟达与台积电、ASML、新思科技三大半导体巨头合作,将加速运算技术用于芯片光刻的计算光刻中,制造同样的芯片,从在CPU上运行变为在GPUcuLitho上运行,时间从两周变为了8h,效率提高了21倍,cuLitho软件库允许500个基于DGXH100GPU的数据中心系统执行与4万个基于CPU的系统相同的工作,可将计算光刻的速度提升40倍,即意味着GPU加速后,生产光掩模的计算光刻工作用时可以从几周减少到八小时。从能耗方面考虑,cuLitho软件库在计算光刻的速度提升40倍的同时功耗降低9倍,将功率从35MW减少至5MW,将减少对电力和空间需求以及对环境的影响。英伟达:算力算法双轮驱动AI行业发展,供应链有望充分受益。英伟达作为全球GPU龙头企业,在计算芯片硬件领域一家独大,同时在软件端,英伟达针对生物制药、化学、气候预测、量子计算等领域同样会发布一些中间件和库,在专用算法方面同样具备优势。我们认为,cuLitho软件库能推动晶圆厂、掩模版厂以及EDA企业在光刻工艺进一步提升效率并更好地协同发展,建议关注晶圆制造、掩模版、EDA等领域的计算光刻产业链相关企业。相关标的:英伟达(NVDA.O)、阿斯麦(ASML.O)、台积电(TSM.N)、新思科技(SNPS.O)。风险提示宏观经济不及预期;下游终端复苏不及预期;国产替代进程不及预期;中美贸易摩擦升级风险。
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