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「福田昭のデバイス通信」最新記事一覧

福田昭のデバイス通信(105) TSMCが解説する最先端パッケージング技術(4):
高性能コンピューティング向けの2.nD(2.n次元)パッケージング技術
2012年ごろから、主に高性能コンピューティング(HPC)分野では「CoWoS(Chip on Wafer on Substrate)」の製品化が進んだ。その最大の特長であるシリコンインターポーザは優れた技術なのだが、コストが高いのが難点だった。そのため、CoWosの低コスト版ともいえる2.nD(2.n次元)のパッケージング技術の提案が相次いだ。(2017/4/21)

福田昭のデバイス通信(104) TSMCが解説する最先端パッケージング技術(3):
2.5D(2.5次元)の新世代パッケージング技術
TSMCが開発した2.5次元のパッケージング技術「CoWoS(Chip on Wafer on Substrate)」と「InFO(Integrated Fan-Out wafer level packaging)」を解説する。CoWoSでは、「シリコンインターポーザ」の導入により、樹脂基板では困難な微細配線が可能になった。InFOは、樹脂基板とバンプを省いたことで、低コストで高密度な再配線構造を形成できるようになり、パッケージの小型化と薄型化を実現した。(2017/4/17)

福田昭のデバイス通信(103) TSMCが解説する最先端パッケージング技術(2):
3次元集積化(3D IC)の理想と現実
今回は、なぜシステムを複数のチップに分ける必要があるのかを説明する。後半では、パッケージに求められる目標を達成する“究極のパッケージング技術”として期待されたシリコン貫通ビア(TSV: Through Silicon Via)と、旧世代のパッケージング技術との間に存在する、大きなギャップについて解説したい。(2017/4/13)

福田昭のデバイス通信(102) TSMCが解説する最先端パッケージング技術(1):
パッケージング技術がワンチップ化の限界を突破
システムを複数のチップに分けてから高密度に集積化したパッケージは、SiP(System in Package)と呼ばれる。「ムーアの法則」を拡張するために、新しいSiP技術あるいはパッケージング技術が次々に登場している。今回から始まる新シリーズでは、こうした新しいパッケージング技術を紹介したい。(2017/4/11)

福田昭のデバイス通信(101) 高性能コンピューティングの相互接続技術(6):
NVIDIAがエネルギー効率の高い相互接続チップを試作
相互接続(インターコネクト)のエネルギー効率を高める技術の1つである「バランス型電荷再利用バス(BCRB:Balanced Charge Recycling Bus)」。今回は、BCRB技術のバスを搭載したテストチップの概要と、実験結果について解説する。(2017/1/30)

福田昭のデバイス通信(100) 高性能コンピューティングの相互接続技術(5):
NVIDIAがエネルギー効率の高い相互接続技術を解説(後編)
相互接続(インターコネクト)に電荷再利用型バス(Charge Recycling Bus)を利用すると、エネルギー効率を高めることができる。だが、電荷再利用型バスにも弱点は存在する。今回は、電荷再利用型バスの課題とそれを解決する技術を紹介しよう。(2017/1/24)

福田昭のデバイス通信(99) 高性能コンピューティングの相互接続技術(4):
NVIDIAがエネルギー効率の高い相互接続技術を解説(前編)
バスやリンクなどの相互接続(インターコネクト)は大きなエネルギーを消費する。では、どのようにして消費電力を下げ、エネルギー効率を高めればよいのか。前編では、信号振幅を小さくする方法と、電荷を再利用する方法の2つについて解説する。(2017/1/20)

福田昭のデバイス通信(98) 高性能コンピューティングの相互接続技術(3):
NVIDIAがMOSFETの比例縮小則(デナード則)を解説(後編)
後編では、修正版のデナード・スケーリングを解説する。修正版のデナード・スケーリングでは、微細化によってMOSFETの密度は2倍に増えるものの、動作速度は高くならず、消費電力は1.4倍となる。そのため、消費電力を増やさないためには、MOSFETの密度を2倍ではなく、1.4倍にとどめる必要があるのだ。(2017/1/17)

福田昭のデバイス通信(97) 高性能コンピューティングの相互接続技術(2):
NVIDIAがMOSFETの比例縮小則(デナード則)を解説(前編)
1970年代から1990年代にかけて、半導体集積回路は「デナード・スケーリング」という法則に沿って高密度化と高速化を達成してきた。今回は、デナード・スケーリングの内容と、なぜ1990年代以降は、この法則に沿って微細化を進めることが困難になったのかを説明する。(2017/1/13)

福田昭のデバイス通信(96) 高性能コンピューティングの相互接続技術(1):
NVIDIAが高性能コンピュータの回路技術を解説
2016年12月に米国サンフランシスコで開催された「IEDM2016」。そのショートコースから、NVIDIAの講演を複数回にわたり紹介する。初回となる今回は、コンピュータ・システムにおいてデータのやりとりに消費されるエネルギーをなぜ最小化する必要があるのか、その理由を28nm CMOSプロセスで製造したSoCを用いて説明しよう。(2017/1/11)

福田昭のデバイス通信(95):
「SEMICON West 2016」、imecが展望する5nm世代の配線技術(後編)
前回に続き、5nm世代のロジック配線プロセスを展望したimecの講演を紹介する。後編となる今回は、微細化に対応して配線抵抗(R)と配線容量(C)を最適化する方法について解説する。(2016/10/24)

福田昭のデバイス通信(94):
「SEMICON West 2016」、imecが展望する5nm世代の配線技術(前編)
imceによる、5nm世代のロジック配線プロセスを展望した講演を、前後編の2回にわたりお届けする。前半では、配線抵抗(R)、配線容量(C)、RC積という配線のパラメータの特徴を紹介する。さらに、10nm世代、7nm世代、5nm世代と微細化が進むと、配線抵抗(R)、配線容量(C)、RC積がどのように変化していくかを解説する。(2016/10/19)

福田昭のデバイス通信(93):
「SEMICON West 2016」、Synopsysが予測する5nm世代のトランジスタ技術
Synopsysの講演では、5nm世代のトランジスタのシミュレーション評価結果が報告された。この結果からはFinFETの限界が明確に見えてくる。5nm世代に限らず、プロセスの微細化が進むと特に深刻になってくるのが、トランジスタ性能のばらつきだ。(2016/10/14)

福田昭のデバイス通信(92):
「SEMICON West 2016」、7nm世代以降のリソグラフィ技術(Applied Materials編)
Applied Materialsの講演では、MOSFETの微細化ロードマップと、微細化の手法および課題が解説された。7nm世代のFinFETでは、フィンを狭く、高くするとともにコンタクト用の金属材料を変える必要が出てくる。FinFETの限界が見え始める5nm世代では、微細化の手法として主に2つの選択肢がある。(2016/10/7)

福田昭のデバイス通信(91):
「SEMICON West 2016」、7nm世代以降のリソグラフィ技術(Samsung編)
Samsung Semiconductorの講演では、「ムーアの法則」の現状認識から始まり、同社が考える微細化のロードマップが紹介された。Samsungは28nm世代と10nm世代が長く使われると予想している。さらに同社は、EUVリソグラフィが量産レベルに達するのは2018年で、7nm/5nm世代のチップ製造に導入されるとみている。(2016/9/30)

福田昭のデバイス通信(90):
「SEMICON West 2016」、7nm世代以降のリソグラフィ技術(imec編)
imecは次世代のリソグラフィ技術を展望するフォーラムの講演で、半導体デバイスの微細化ロードマップを披露した。このロードマップでは、微細化の方向が3つに整理されている。シリコンデバイスの微細化、シリコン以外の材料の採用、CMOSではないデバイスの採用だ。imecは、CMOSロジックを微細化していく時の課題についても解説した。(2016/9/27)

福田昭のデバイス通信(89):
「SEMICON West 2016」、7nm世代以降のリソグラフィ技術(JSR Micro編)
大手レジストベンダーJSR Microの講演では、主に同社とimecの共同開発の内容が発表された。その1つが、JSR MicroのEUV(極端紫外線)レジストをimec所有のEUV露光装置で評価するというもので、化学増幅型のEUVレジストによってハーフピッチ13nmの平行直線パターンを解像できたという。さらに、5nm世代のEUVリソグラフィの目標仕様と現状も紹介された。(2016/9/21)

福田昭のデバイス通信(88):
「SEMICON West 2016」、7nm世代以降のリソグラフィ技術(ASML編)
「SEMICON West 2016」で行われた次世代のリソグラフィ技術を展望するフォーラムから、各露光装置メーカーの講演内容を紹介してきた。今回は、半導体露光装置最大手であるASMLのEUV(極端紫外線)リソグラフィ開発状況を中心に紹介する。(2016/9/14)

福田昭のデバイス通信(87):
「SEMICON West 2016」、7nm世代以降のリソグラフィ技術(東京エレクトロン編)
今回は、7nm世代以降の半導体製造プロセスで使わざるを得なくなるだろう「自己整合(セルフアライン)的なリソグラフィ技術」に触れる。その候補は3つ。東京エレクトロンのBen Rathsack氏が、3つの候補技術の現状を紹介した。(2016/9/9)

福田昭のデバイス通信(86):
「SEMICON West 2016」、7nm世代以降のリソグラフィ技術(ニコン編)
90nm世代から商業化が始まったArF液浸スキャナーだが、3xnm世代に入ると、解像力は限界に達する。そこで、コスト増というデメリットは伴うものの、マルチパターニングによって解像力の向上が図られてきた。加えて、7nm世代向けのArF液浸スキャナーでは新しいリソグラフィ技術の導入も必要だとされている。この場合、コスト面ではダブルパターニングと電子ビーム直接描画の組み合わせが有利なようだ。(2016/9/6)

福田昭のデバイス通信(85):
「SEMICON West 2016」、半導体露光技術の進化を振り返る(完結編その2)
KrFスキャナーの次に登場したのがArFスキャナーである。ArFスキャナーは90nm世代の量産から使われ始めた。さらに、ArFスキャナーの製品化と並行して「ポストArF」の開発が活発化する。ポストArFとして、F2エキシマレーザーあるいは軟X線を光源とする露光技術の開発が進んだが、そこに、もう1つの候補として急浮上したのがArF「液浸」スキャナーである。(2016/8/30)

福田昭のデバイス通信(84):
「SEMICON West 2016」、半導体露光技術の進化を振り返る(完結編その1)
今回は、半導体露光技術の歴史の完結編(その1)をお届けする。1996年ごろに本格的に導入され始めたKrFステッパーだが、既に2つの課題が浮上していた。光学系の開口数(N.A.)の向上の限界と、シリコンダイが大きくなり過ぎていたことだ。これらを解決する手段として登場したのが「スキャナー」である。(2016/8/23)

福田昭のデバイス通信(83):
「SEMICON West 2016」、半導体露光技術の進化を振り返る(後編)
今回はステッパー(縮小投影分割露光装置)の進化の歴史をたどる。1980〜1990年代半ばにかけて、g線ステッパーでは光学系の開口数(N.A.)が順調に向上し、i線ステッパーへと移行していく。その後、1996〜1997年になると、量産に使えるKrFレーザーステッパーが登場する。(2016/8/17)

福田昭のデバイス通信(82):
「SEMICON West 2016」、半導体露光技術の進化を振り返る(中編)
今回は、等倍一括露光から縮小分割露光への転換の歴史を紹介する。縮小分割露光は、光露光技術の画期的なブレークスルーであった。そしてこの技術は、ニコンが半導体露光装置メーカーの大手へと成長するきっかけにもなった。(2016/8/12)

福田昭のデバイス通信(81):
「SEMICON West 2016」、半導体露光技術の進化を振り返る(前編)
今回から、リソグラフィ技術のセッションの概要を紹介する。まずは、半導体露光技術の進化について解説したい。前半では主に、「コンタクト露光」から始まる等倍露光技術の発展の流れを見てみよう。(2016/8/9)

福田昭のデバイス通信(80):
「SEMICON West 2016」、2年連続のマイナス成長となる半導体産業(後編)
前回に続き、半導体産業の市場について解説する。半導体製造装置の市場規模は3年前の2013年に比べて増加しているが、地域別にみると中国の台頭が目立つ。また、同市場の成長要因についても触れる。(2016/7/27)

福田昭のデバイス通信(79):
「SEMICON West 2016」、2年連続のマイナス成長となる半導体産業(前編)
米国で開催された「SEMICON West 2016」の記者説明会から、SEMIによる半導体の市場動向を紹介する。前編となる今回は、半導体デバイスと半導体製造装置の市場動向について説明する。(2016/7/22)

福田昭のデバイス通信(78):
「SEMICON West 2016」開催、半導体ビジネスの変革を迫る
半導体製造関連の北米最大の展示会「SEMICON West 2016」が現在、カリフォルニア州サンフランシスコで開催中だ。今回のテーマは「これまでのビジネスは忘れろ」。そこから見えてくるのは、半導体産業が明らかに転換期に入ったということだ。(2016/7/14)

福田昭のデバイス通信 ARMが語る、最先端メモリに対する期待(16):
求む、「スーパーメモリ」
ARM Researchの講演内容を紹介してきたシリーズ。完結編となる今回は、ARMが「スーパーメモリ」と呼ぶ“理想的なメモリ”の仕様を紹介したい。現時点で、このスーパーメモリに最も近いメモリは、どれなのだろうか。(2016/4/14)

福田昭のデバイス通信 ARMが語る、最先端メモリに対する期待(15):
SRAMの書き込み動作を理解する
ここ数回にわたり「SRAMについて知っておくべきこと」を紹介している。今回は、SRAMの書き込み動作について説明していこう。(2016/4/11)

福田昭のデバイス通信 ARMが語る、最先端メモリに対する期待(14):
SRAMの消費電力と設計の課題
今回は、SRAMの消費電力と設計課題について解説する。SRAMの低消費電力化に効果的なのは電源電圧を下げることだが、これには、書き込み不良と読み出しディスターブ不良という問題が付きまとう。(2016/4/5)

福田昭のデバイス通信 ARMが語る、最先端メモリに対する期待(13):
SRAMの基本要素とレイアウト
今回からはSRAMについて知っておくべきことを紹介していく。まずは、多くの半導体メモリにも共通するSRAMシリコンダイの基本レイアウトから説明していこう。(2016/3/31)

福田昭のデバイス通信 ARMが語る、最先端メモリに対する期待(12):
DDR4とHBMの長所と短所
今回は、HBM(High Bandwidth Memory)とDDR4 DRAMを、データ転送速度やパッケージングなどの点から比較してみる。後半は、埋め込みDRAM(eDRAM)の説明に入る。ARM ReserchのRob Aitken氏は、eDRAMが「ニッチな市場にとどまる」と予想しているが、それはなぜだろうか。(2016/3/29)

福田昭のデバイス通信 ARMが語る、最先端メモリに対する期待(11):
超高速DRAM技術「HBM」の基礎
今回は、「3次元(3D)技術はDRAM開発にとって援軍ではあるが救世主ではない」という事実とともに、3D技術を用いた超高速DRAM「HBM」とはどのようなDRAMなのかを紹介していく。(2016/3/25)

福田昭のデバイス通信 ARMが語る、最先端メモリに対する期待(10):
DRAMについて知っておくべき、4つのこと
今回は、DRAMで知っておくべき4つの事実を紹介する。「DRAMの事業規模は巨大であること」「DRAMの性能は常に不足していること」「DRAM開発は傾斜が急になり続ける坂道を登っているようなものであること」「3次元技術はDRAM開発にとって援軍ではあるが救世主ではないこと」の4つだ。(2016/3/23)

福田昭のデバイス通信 ARMが語る、最先端メモリに対する期待(9):
仮想記憶(仮想メモリ)の基礎
今回は、仮想メモリの仕組みを詳しく解説していこう。仮想メモリの概要と、これを採用したシステムについて見てみたい。(2016/3/15)

福田昭のデバイス通信 ARMが語る、最先端メモリに対する期待(8):
投機的プリフェッチとキャッシュの弱点
今回は、メモリアクセスの高速化手法である「投機的プリフェッチ(Speculative Prefetch)」の仕組みを解説する。これは、“次のアクション”を推測して、データをキャッシュにコピーするものだ。この他、キャッシュが抱える本質的な弱点についても触れておきたい。(2016/3/10)

福田昭のデバイス通信 ARMが語る、最先端メモリに対する期待(7):
キャッシュの基本動作
今回は、キャッシュメモリの基本動作について解説する。基本動作は、大きく分けて2つある。メインメモリからデータをキャッシュラインにコピーする「アロケーション」と、特定のキャッシュラインからデータを追い出して“空き”を作る「エビクション」だ。(2016/3/7)

福田昭のデバイス通信 ARMが語る、最先端メモリに対する期待(6):
キャッシュメモリの基礎
今回は、キャッシュメモリについて解説する。キャッシュの考え方はとてもシンプルだが、実装となるとさまざまな方法があって複雑だ。今回は、3つのキャッシュアクセス構造について説明しよう。(2016/3/4)

福田昭のデバイス通信 ARMが語る、最先端メモリに対する期待(5):
CPUアーキテクチャの基礎
今回から、CPUアーキテクチャとメモリ・システムの関連について掘り下げていこう。まずは5段パイプラインアークテクチャを例に挙げ、メモリ・システムとの関連をみていく。(2016/3/2)

福田昭のデバイス通信 ARMが語る、最先端メモリに対する期待(4):
メモリ・アーキテクチャの基礎
今回は、NANDフラッシュメモリ登場後のメモリ・アーキテクチャを見ていきながら、「CPUのメモリに対する要求」を考えていく。(2016/2/26)

福田昭のデバイス通信 ARMが語る、最先端メモリに対する期待(3):
CPUとメモリのアーキテクチャ
今回からは、「CPUのメモリに対する要求」について紹介していく。まずは、CPUのアーキテクチャがどのように変ってきたかを振り返りつつ、CPUのメモリに対する要求の変遷を見ていこう。(2016/2/24)

福田昭のデバイス通信 ARMが語る、最先端メモリに対する期待(2):
システム設計者を悩ませる制約条件
システム設計において、CPUコアはもはやそれほど重要ではない。大切なのは、メモリ、相互接続(配線)、消費電力、ソフトウェアである。ディスプレイを例に挙げ、最適なシステム・アーキテクチャの構築について説明しよう。(2016/2/19)

福田昭のデバイス通信 ARMが語る、最先端メモリに対する期待(1):
システム設計の要諦は電力管理
今回から、2015年12月に開催された「IEDM2015」でARM Researchが講演した、メモリ技術の解説をお届けしよう。まずは、システム設計が抱える課題から紹介していきたい。(2016/2/17)

福田昭のデバイス通信(61):
IEDMで発表されていた3D Xpointの基本技術(後編)
前編に続き、IntelとMicron Technologyの次世代不揮発性メモリ「3D XPoint」について解説しよう。今回は、「オボニック・スレッショルド・スイッチ(OTS:Ovonic Threshold Switch)」と、材料について詳しく見ていきたい。(2016/2/1)

福田昭のデバイス通信(60):
IEDMで発表されていた3D XPointの基本技術(前編)
米国で開催された「ISS(Industry Strategy Symposium)」において、IntelとMicron Technologyが共同開発した次世代メモリ技術「3D XPoint」の要素技術の一部が明らかになった。カルコゲナイド材料と「Ovonyx」のスイッチを使用しているというのである。この2つについては、長い研究開発の歴史がある。前後編の2回に分けて、これらの要素技術について解説しよう。(2016/1/27)

福田昭のデバイス通信 ISSCC 2016プレビュー(10):
バッテリー動作で持ち運びが可能な生体信号計測システム
10回にわたりお届けしてきた「ISSCC 2016」プレビュー。最終回となる今回は、セッション27と28のおすすめ講演を紹介する。セッション28の主要テーマは医療エレクトロニクスだ。バッテリーで動作し、持ち運びが可能な生体信号計測システムなどが発表される。(2016/1/21)

福田昭のデバイス通信 ISSCC 2016プレビュー(9):
IoE向けの超低消費電力無線チップ
今回はセッション24〜26を紹介する。「ワイヤレス通信」がテーマとなっているセッション24では、IoE(Internet of Everything)向けの低消費電力無線チップの発表が相次ぐ。ソニーとソニーLSIデザインが開発した、消費電力が1.5mW〜2.3mWと低いGNSS(全地球航法衛星システム)受信器などが発表される。(2016/1/19)

福田昭のデバイス通信 ISSCC 2016プレビュー(8):
生体を刺激/測定するシリコンと56Gbpsの次世代高速通信リンク
セッション22では、最先端のバイオエレクトロニクス向け要素技術の発表が相次ぐ。脊髄損傷者の運動機能回復を支援する人体埋め込みモジュールや、64チャンネルの人工蝸牛シリコンチップが登場する。セッション23では、シリコンフォトニクス技術で作製した56Gビット/秒(Gbps)の高速光リンク送信器に注目したい。(2016/1/14)

福田昭のデバイス通信 ISSCC 2016プレビュー(7):
300GHz帯で32値のQAM信号を出力するミリ波送信器
今回はセッション19〜21までを紹介する。セッション20では、パナソニックが発表する、300GHz帯で32値のQAM信号を出力する送信器チップに注目したい。チャンネル当たりのデータ送信速度は17.5Gビット/秒で、6チャンネルの5GHz帯域出力を備えている。(2016/1/12)



多くの予想を裏切り、第45代アメリカ合衆国大統領選挙に勝利。貿易に関しては明らかに保護主義的になり、海外人材の活用も難しくなる見込みであり、特にグローバル企業にとっては逆風となるかもしれない。

携帯機としても据え置き機としても使える、任天堂の最新ゲーム機。本体+ディスプレイ、分解可能なコントローラ、テレビに接続するためのドックといった構成で、特に携帯機としての複数人プレイの幅が広くなる印象だ。

アベノミクスの中でも大きなテーマとされている働き方改革と労働生産性の向上。その実現のためには人工知能等も含むITの活用も重要であり、IT業界では自ら率先して新たな取り組みを行う企業も増えてきている。