台積電導入輝達 CUDA-X 服務與 AI 技術，加速新世代 AI 晶片開發製造
外媒報導，全球半導體代工龍頭台積電不僅為GPU大廠輝達（NVIDIA）代工生產全球最先進的AI平台晶片，如今更進一步將輝達的CUDA-X服務與人工智慧（AI）技術，深度整合至其自身的半導體核心業務中。
Wccftech報導指出，輝達正式宣布，台積電正全面運用輝達的加速運算與AI技術，大力推動半導體設計與製造環節的技術革新。這項重大合作不僅代表著兩大科技巨頭的協同效應邁向全新境界，更將加速新世代AI晶片的開發與製造進程。
報導表示，隨著半導體製程節點不斷向物理極限推進，將晶片從初步設計推向大規模高良率量產，已成為當今全球最複雜的運算挑戰之一。現代半導體製造中的微影技術（Computational lithography）、電晶體模擬、製程控制以及晶圓檢測，都需要依賴超大規模的模擬運算與即時最佳化。為了解決這些涵蓋物理學、影像處理等多重領域的龐大資料挑戰，具備強大支援能力的AI系統已成為晶圓廠不可或缺的關鍵基石。
為了應對這些挑戰並加速產業轉型，台積電在半導體設計與製造的整個生命週期中，廣泛應用了輝達的加速運算與AI技術，目的在顯著縮短生產週期、提升能源效率與良率，並大幅提高先進晶圓廠的營運生產力。
輝達創辦人暨執行長黃仁勳對此次深化合作表示，輝達與台積電在過去近三十年來並肩合作，持續突破運算技術的極限。他強調，台積電正將輝達的AI與加速運算技術直接導入晶圓廠內部，透過前所未有的模擬、最佳化與AI技術，解決全球最複雜的設計與製造難題，進而提升次世代晶片的生產速度、效率與整體良率。
台積電董事長暨總裁魏哲家也指出，台積電與輝達建立了長期的合作夥伴關係，這份夥伴關係建立在推動實現新世代運算的先進技術。魏哲家進一步說明，藉由在晶圓廠營運最佳化、微影技術、製程控制與檢測等環節全面導入輝達的AI技術，台積電正進一步鞏固其技術領先地位與卓越的製造能力，以全力支援客戶未來產品的成功。
報導指出，針對兩家公司的全面啟動 CUDA-X 與 AI 先進半導體的設計與製造，其中需要處理龐大的運算工作執行，並要求晶圓廠營運具備極高的協調性，涵蓋從晶片設計轉移、電晶體建模到工廠生產力等多個層面。因此。台積電正利用輝達 CUDA-X 函式庫與AI模型，在輝達GPU上全面加速這些繁重的工作。
至於具體應用涵蓋以下四大關鍵領域：
1.運算微影技術的大幅躍進：微影技術是晶片光罩設計的關鍵列印方法，台積電目前已導入輝達 cuLitho（一款由GPU加速的微影函式庫）。與傳統基於CPU的運算微影技術相比，這項創新技術在維持相同擁有成本（cost of ownership）的前提下，能為成本效益或生產週期帶來高達 20% 至 50% 的顯著改善。
2.電晶體與材料模擬的極速化 在半導體材料設計方面，台積電採用了輝達 cuEST（GPU加速的電子結構模擬函式庫）。這項技術為化學模擬帶來了突破性的進展，平均運算速度大幅提升了 50 倍，極大地加速了新一代半導體材料的研發進程。
3.先進製程控制與工廠營運最佳化：為了精準掌控製程，台積電利用輝達 cuML 機器學習函式庫，在輝達GPU上加速大規模的資料分析。這使得台積電能夠從數千個步驟中淬鍊出數十萬個製程參數，作為機器學習模型的精確輸入值，從而大幅減少製程變異（process variation）。此外，藉由採用輝達 H200 GPU 進行 CUDA 驅動的排程運算，台積電強化了管理複雜限制條件的能力，進而簡化生產路徑，實現了晶圓廠生產力的最大化。
4.奈米級缺陷檢測的視覺AI升級：隨著晶片精密度的提升，即使是極微小的缺陷也可能嚴重影響品質與良率。台積電運用了NVIDIA Metropolis 平台與 NVIDIA TAO Toolkit 視覺AI技術，成功提升了奈米級缺陷的檢測精準度與先進缺陷分類能力。這不僅提高了品質檢測的可靠性，更在製程條件、檢測工具或缺陷類型發生變化時，大幅減少了重複標註資料與重新訓練模型的需求。
報導強調，除了現有生產流程的優化，台積電也將目光投向了未來工廠的建構。因為現代先進半導體晶圓廠是人類史上建造過最複雜的設施之一，需要工具、材料、機器人、人員與廠房設施之間達到極度精確的協調。為此，台積電正在積極研究 NVIDIA Omniverse 函式庫，致力於打造名為「FabTwin」的虛擬晶圓廠環境。
FabTwin 目的是在建立一個精確的數位孿生（Digital Twin）環境，用於評估製程工具的空間配置與相關的模擬工作流程。透過在實體建置之前先於數位環境中測試各種設計情境，台積電能夠更具彈性地比較各種複雜的配置方案，並及早發現潛在的物理限制或問題。這種「虛擬優先（virtual-first）」的前瞻性策略，將在做出任何實體建設或重大資本投入之前，極大化地提升規劃效率並加速關鍵決策的制定。
整體來說，台積電與輝達的深度技術結盟，不僅展示了AI技術在硬體製造端所能發揮的巨大潛力，更為全球半導體產業的未來發展奠定了全新的技術基礎。透過強強聯手，雙方正以史無前例的效率克服摩爾定律推進下的重重挑戰，引領全球科技邁向下一個運算新紀元。
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