일본산업뉴스요약

반도체 개발 최전선
「IoT · AI · 자동차」에 조준, 경쟁격화 – 일본, 반격할 수 있을까?

최 선단의 반도체개발에 있어, IoT 나 AI 가 새로운 키워드로서 정착하여 왔다. 13일에 미 하와이에서 개막한 반도체의 대 국제회의의 하나인,「VLSI 심포지움」에서는, 새로운 조류로서 AI 와 자동차업계에서 주목의 초대강연이 있었다. IoT 는 이미 공통의 테마로 되어 있고, IoT 기술을 구사한 로봇과 헬스케어 용의 반도체기술이 다수 발표되었다. 지금, 세계에서 가장 뜨거운 반도체의 연구성과로는?

-- 최고봉(最高峰)의 회의 --
VLSI 심포지움은, LSI 에 관한 최 선단의 성과가 매년 보고되는 세계 최고봉의 국제회의이다.「반도체의 올림픽」으로 불리는 국제 고체소자 회로회의 (ISSCC)는 회로기술만, 국제   전자디바이스 회의 (IEDM)는 디바이스기술만을 다룬다. 한편 VLSI는 회로와 디바이스기술의 양면에서 논의하는 것이 특징이다.

2016년의 회의의 테마는「스마트 사회에의 변혁의 징조」. 반도체의 미세화의 스피드가 둔화되고 있는 가운데, 시스템레벨의 이노베이션이 산업의 변혁을 촉진한다고 예측된다.
종래와 같이, 범용의 반도체를 양산하는 것만으로는 고객의 니즈를 충분히 만족시키지 못한다. 회의에서는 시스템을 명확히 지향한 선단 반도체의 논문이 발표되었다.

그 안에서도, VLSI 회로 심포지움의 제프리·기로우 실행위원장이「IoT 에 의한 산업일렉트로닉스의 변화가 하나의 초점이 된다」고 표명했듯이, 스마트사회를 실현하는 대전제로 IoT 가 있다.

-- IoT --
IoT 분야의 주목논문의 하나가, 미 인텔이 발표한 자기급전 가능한 무선센서 단말이다. 태양전지로 급전하여, 1000룩스로 어두운 실내조명으로도 연속적으로 동작한다. 주위의 환경으로부터 채취하는 미소한 에너지를 이용하는 환경발전 (Energy Harvesting)기술을 사용하여, 완전 무선에 의한 자기구동을 실현했다.  

IoT 디바이스를 소형전지로 움직이게 하기 위한 저 소비전력화의 요구도 강해지고 있다. 미 텍사스 인스트루먼츠 (TI)는, 버튼전지 1개로 3일간 가동하는 LSI 를 개발했다. 맥파와 심전도를 동시에 계측 가능한, 헬스케어 모니터장치 용의 기술이다. 성 전력의 무선통신규격 (Bluetooth)에 대응한다.

-- AI --
한편 AI 에서 주목되는 것은, 종래대비 4배의 에너지효율로 문자나 화상을 인식하는 딥러닝 (심층학습)용의 프로세서이다. 벨기에의 루벤·카롤릭 대학이 개발했다. 심층학습의 알고리즘의 하나인 CNN (Convolutional Neural Network)용의 소자로, 세계 최고의 효율을 달성했다. 고효율화에 의해, CNN 을 베이스로 한 음성이나 문자, 물체인식 등의 대규모의 처리를 저전력으로 리얼타임으로 실행 가능하도록 되었다.

기조강연에서는 미 구글이, AI 기술의 하나인 기계학습의 진화에 대한 전망을 밝혔다. 현재의 기계학습은, 한정적인 문제에 대해서는 인간에 가까운 성능을 보여 주었지만, 인간의「뇌」의 능력에는 아직도 갈 길이 멀다. 과거 약 10년간의 AI 의 진화는「계산성능의 향상에 의한 것」으로, 향후도「계산기 시스템과 회로기술의 개량이 AI 의 진보에 중요한 역할을 할 것이다」라는 견해를 말할 수 있을 정도이다.

-- 스마트 카 --     
스마트 카와 로봇용의 반도체도 최근의 트렌드로 되어 있다. 파나소닉은 질화칼륨제의 고효율 파워반도체를 개발하여, 자동차나 로봇에의 탑재를 겨냥하고 있다. 미 TI 는 전기자동차나 비행로봇 (드론)용의 최 선단 모터제어를 발표한다.. 니싼자동차는 아라가와 집행임원이「VLSI 로 실현하는 Intelligent Mobility」라는 주제로 강연한다.   

TDK 의 미 자회사인 Headway Technologies와 도시바, 대만의 마크로닉스는 양산화가 임박한 불휘발성 메모리를 보고한다. 미세화의 세계를 넘어서는 3차원 LSI 등의 집적화 기술도 볼만할 것이다

반도체의 미세화는 이제까지, 칩에 탑재하는 소자의 수가 18~24개월에 배증한다고 하는 「무어의 법칙」에 따라 순조롭게 진행되어 왔다. 그러나 미세화에는 그림자가 드리워지기 시작하고 있다. 금년의 회의는 무어의 앞을 내다보는,「More Moore, More than Moore, or  More· slowly」라는 의제를 내세웠다. 무어의 법칙을 더 진행시킬 것인가, 이종의 소자를 집적하여 기능을 높일 것인가, 아니면 감속할 것인가, 등의 자극적인 내용이다. 세계의 톱 기업이나 연구기관, 대학에서 전문가들이 모여, 뜨거운 논의를 계속해 나갈 것으로 보인다.

-- 일본의 채택율 --
일본의 반도체 연구개발의 실력은 어느 정도일까? VLSI 심포지움은 논문의 채택 율이 20~40% 정도로 “좁은 문”으로 유명하다. 뛰어난 논문만이 발표되기 때문에, 채택 수가 국가의 연구개발력의 하나의 지표가 된다. 16년의 회로기술의 일본의 채택수는 12건으로 세계 2위이다. 그러나 채택수로 전체의 과반을 차지하고 있는 미국(49건)과의 차이는 최근 점점 벌어지고 있다. 한국은 9건, 대만도 7건으로 아시아세가 바싹 뒤쫓고 있다.

한편 디바이스 기술에서도 미국이 24건으로 독주하고 있고, 벨기에 13건이 뒤를 잇고, 일본은 12건으로 대만과 함께 3위이다. 일본의 존재감이 매년 옅어져 가고 있다.
 

     -- 끝 --