半导体行业 AI 解决方案

面向芯片设计、晶圆制造、封装测试和半导体设备场景,构建以 GPU 加速计算、AI 模型、数字孪生和智能调度为核心的半导体 AI 平台,提升设计效率、制造效率和良率分析能力。

EDA 与仿真加速

EDA 与仿真加速

通过 GPU 集群和高速网络支撑设计验证、工艺仿真、材料模拟和复杂工程计算任务。

计算光刻优化

计算光刻优化

结合 NVIDIA cuLitho 等能力,加速计算光刻、掩模优化和工艺窗口分析。

晶圆检测与良率分析

晶圆检测与良率分析

利用视觉 AI 和制造数据分析能力,对晶圆缺陷、工艺偏差和良率异常进行识别与追踪。

Fab 调度与运营优化

Fab 调度与运营优化

结合 AI 平台和优化算法,对设备排产、批次优先级、物流路径和产能瓶颈进行动态优化。

半导体行业 AI 场景介绍

半导体科技配图占位

半导体行业正处于由 AI、数字孪生和加速计算共同驱动的关键升级阶段。传统芯片设计、EDA 仿真、计算光刻、工艺开发、晶圆检测和 Fab 调度流程,普遍存在计算任务复杂、仿真周期长、制程数据分散、良率问题定位慢和设备调度动态变化等问题。基于 NVIDIA 半导体软件栈,可围绕 CUDA-X、cuLitho、cuDSS、cuEST、cuOpt、Omniverse、RAPIDS、NIM、CUDA 和 TensorRT 等能力,构建覆盖“设计仿真—工艺计算—制造检测—良率分析—Fab 优化”的半导体 AI 工作流。

在芯片设计场景中,AI 和 GPU 加速可用于 EDA 任务加速、设计空间探索、验证任务调度和功耗性能面积分析;在计算光刻场景中,GPU 加速可用于掩模优化、工艺窗口分析和全芯片光刻仿真;在制造检测场景中,AI 可用于晶圆缺陷检测、图像分类、工艺偏差识别和异常批次预警;在 Fab 运营场景中,AI 可结合设备状态、批次流转和生产计划,实现产能推演、调度优化和数字孪生仿真。

半导体行业 AI 应用需求:

1. 多源半导体数据统一接入,支持设计数据、工艺参数、设备状态、检测图像和良率数据融合分析;
2. GPU 加速 EDA、计算光刻、工艺仿真和 AI 模型训练,满足高复杂度计算任务要求;
3. 支持晶圆检测、缺陷识别、良率分析和异常预警等专业模型快速开发与部署;
4. 建立制造数据闭环,支撑良率根因追踪、工艺优化和历史经验复用;
5. 结合 Fab 数字孪生和调度优化能力,实现产能推演、设备利用率提升和物流路径优化;
6. 构建安全、稳定、可扩展的半导体 AI 平台,满足设计、制造、检测和运营多团队协作需求。

解决方案案例

晶圆厂 AI 良率分析与 Fab 调度优化平台

某先进晶圆厂在扩大量产过程中面临多项挑战:工艺步骤复杂、设备数量庞大、批次调度频繁变化,传统调度系统难以实时应对设备状态、工艺优先级和交付周期的动态变化。同时,晶圆检测和制程数据分散在不同系统中,缺陷模式识别、异常定位和良率根因分析依赖大量人工经验,问题闭环速度有限。

针对这一场景,可构建基于 GPU 服务器、高速网络和 NVIDIA 软件栈的半导体 AI 平台。底层采用 GPU 服务器集群作为仿真计算、数据处理和模型训练资源,通过高速以太网、InfiniBand 或 RoCE 网络连接 EDA 环境、工艺设备、检测设备、MES、良率系统和数据存储资源池,实现制造数据、检测图像和仿真任务的高效传输与并行计算。在平台层,通过 Kubernetes、Kubeflow、MLOps 和统一数据服务,对模型训练、任务调度、数据访问、权限管理和推理服务进行统一管理。

在 NVIDIA 软件栈层,可结合 CUDA-X、cuLitho、cuDSS 和 cuEST 等能力支撑计算光刻、EDA 加速和工艺仿真;结合 RAPIDS、CUDA 和 TensorRT 支撑大规模制造数据处理、缺陷识别模型训练和低延迟推理;结合 cuOpt 支撑 Fab 调度、设备资源优化和物流路径规划;结合 Omniverse 构建晶圆厂数字孪生环境,对关键产线、设备布局和生产流转进行仿真推演。上层可面向良率分析、缺陷检测、工艺优化、Fab 调度和产能规划等场景提供应用服务。

平台上线后,工程师可以在统一环境中完成制造数据接入、缺陷识别、良率分析和调度优化;系统可更及时识别高风险批次和异常工艺波动,缩短良率问题定位时间;数字孪生环境可帮助团队在真实调整前验证产能、设备和物流方案。最终形成覆盖“制造数据采集—AI 缺陷识别—良率分析—调度优化—数字孪生验证—持续改善”的半导体智能制造闭环。

半导体行业 AI 解决方案架构

覆盖芯片设计、计算光刻、Fab 调度、晶圆检测和良率分析,构建半导体 AI 加速平台。

应用层 | 行业 AI 场景

EDA 加速设计验证 / Sign-off
计算光刻掩模优化 / 工艺窗口
Fab 调度优化设备 / 批次 / 物流
晶圆缺陷检测视觉 AI / 异常识别
良率分析根因追踪 / 工艺仿真

NVIDIA 软件栈层

cuLitho计算光刻加速
cuOptFab 调度优化
CUDA-XEDA 与工程计算
OmniverseFab 数字孪生
Metropolis / Vision AI晶圆检测分析
NeMo / NIM工程知识助手

公司 AI 平台与集群管理层

AI Engine人工智能开发平台
AI Driver人工智能推理平台
AIDC Enterprise SONiCAI 网络操作系统
K8s / Kubeflow / MLOps任务调度与模型管理
统一门户资源 / 权限 / 监控 / 版本

网络与光电联接层

无损网络InfiniBand / RoCE
光电联接光模块 / AOC / AEC / DAC
综合布线机柜 / 线缆 / 拓扑规划
高速数据通道训练数据 / 参数 / 推理流量

硬件算力与数据资源层

擎天 / 锋锐 / 元素系列AI 服务器
GPU 服务器集群EDA / 仿真 / 训练
高性能数据资源池版图 / 缺陷 / 工艺
边缘推理节点检测设备 / Fab 现场
数据源:EDA 数据 / 工艺参数 / 设备日志 / 缺陷图像 / 良率数据 / MES

交付与运营服务

CQIS Shield交钥匙服务
CQIS Guard现场服务
CQIS Care远程服务
AI 集群设计算力规划/拓扑设计
AI 集群运营算力检测/运维/优化
持续优化扩容/调优/保障

硬件选型推荐

GPU 选型推荐

EDA、计算光刻、工艺仿真用 Hopper / Blackwell 架构 NVLink GPU;良率检测推理用 RTX PRO 5000 72G

网络选型推荐

EDA、计算光刻、工艺仿真、HPC 和训练型集群采用 InfiniBand;Fab 运营、良率检测推理和知识助手采用 RoCE

存储选型推荐

设计仿真和计算光刻用 DDN 全闪;良率分析和推理服务用 VAST

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