英伟达详述用于加速半导体晶圆厂工程的 AI 工具

英伟达于 2026 年 11 月 3 日介绍了其 AI 定义的晶圆厂方案，描述了帮助半导体工程师提高工作效率的工具。先进芯片的需求不断增长，制造工艺日益复杂，容错空间也在缩小。该方案结合加速仿真、基于物理原理的 AI、AI Agent 和数字孪生，帮助工程师在芯片制造的整个生命周期中优化工艺并做出决策。

英伟达利用加速仿真拓展工程测试

加速计算可以缩短仿真时间，让工程师在进行实体试验前评估更多方案。多物理场仿真用于模拟不同物理效应之间的相互作用，包括热传递、电学行为和机械应力。

借助英伟达 cuDSS 库，COMSOL 正在将半导体制造的多物理场仿真速度最高提升 10 倍。应用材料与英伟达正在合作开展原子尺度材料发现和工艺开发。借助英伟达 cuDSS，应用材料的 Ginestra 仿真平台相比仅使用 CPU 的方案，运行速度最高可提升 10 倍。借助英伟达 PhysicsNeMo，其 ACE+ 多物理场平台的形貌仿真速度最高可提升 35 倍。

计算光刻用于定义如何将电路图案打印到硅片上。西门子正在将英伟达 cuLitho 集成到其 Calibre 光刻软件中，使关键仿真工作负载的速度最高提升 17 倍。原文指出，计算光刻的计算量过大，无法在生产规模下通过 CPU 完成；加速技术拓展了工程师在晶圆进入光刻环节前能够验证的内容。

PhysicsNeMo 在毫秒内预测等离子体行为

基于物理原理训练的 AI 无需每次都运行完整仿真，就能预测材料和工艺的行为。这对于即使在加速硬件上运行仍然成本高昂的复杂计算很有用。

拉姆研究展示了英伟达 PhysicsNeMo 能在毫秒内预测等离子体行为，而完整仿真则需要数天。等离子体是半导体刻蚀工艺中使用的电离气体，要对其行为进行建模，需要求解能够捕捉电学、化学和热过程之间相互作用的方程。

NeMo Switchyard 自动选择 AI 模型

评估某项任务适用哪种 AI 模型，可能是一个按顺序进行的手动流程，会在测试现场耗费数小时。Advantest 正在使用英伟达 NeMo Switchyard AI Agent 自动完成这一选择，将响应时间从数小时缩短至数分钟。

Omniverse 数字孪生仿真晶圆厂运营

数字孪生让团队能够在进行实体试验前，在虚拟环境中模拟设备配置、布局和工艺变更。应用材料使用英伟达 Omniverse 库构建整个晶圆厂的高精度数字孪生。团队可以模拟物料移动、识别瓶颈，并评估布局和运营策略，将虚拟试验从单个工艺扩展到整个工厂的运营。

英伟达公布半导体晶圆厂性能数据

• COMSOL 借助英伟达 cuDSS，将半导体制造的多物理场仿真速度最高提升 10 倍。
• 借助英伟达 cuDSS，应用材料的 Ginestra 仿真平台相比仅使用 CPU 的方案，运行速度最高可提升 10 倍。
• 借助英伟达 PhysicsNeMo，应用材料的 ACE+ 多物理场平台将形貌仿真速度最高提升 35 倍。
• 西门子正在将英伟达 cuLitho 集成到其 Calibre 光刻软件中，使关键仿真工作负载的速度最高提升 17 倍。
• 拉姆研究展示了英伟达 PhysicsNeMo 能在毫秒内预测等离子体行为，而完整仿真则需要数天。
• Advantest 正在使用英伟达 NeMo Switchyard AI Agent 自动选择 AI 模型，将响应时间从数小时缩短至数分钟。
• 应用材料使用英伟达 Omniverse 库构建整个晶圆厂的高精度数字孪生。

常见问题

AI 如何帮助半导体晶圆厂工程师？

文章将加速仿真、基于物理的 AI、AI Agent 和数字孪生描述为帮助工程师评估方案、预测工艺行为、自动化工程任务，并在实体试验前虚拟测试变更的工具。

英伟达 PhysicsNeMo 能让应用材料的 ACE+ 仿真速度提升多少？

借助英伟达 PhysicsNeMo，应用材料的 ACE+ 多物理场平台将形貌仿真速度最高提升 35 倍。

Advantest 如何使用英伟达 NeMo Switchyard？

Advantest 使用英伟达 NeMo Switchyard AI Agent 自动选择某项任务适用的 AI 模型，将响应时间从数小时缩短至数分钟。