温室効果ガスの排出を全体としてゼロにするカーボンニュートラルの達成に向けた取り組みが、世界中で加速している。2020年10月、日本政府は、2050年までのカーボンニュートラル達成を目指すことを宣言しました。そのカーボンニュートラルの達成のためにはエンジンやタービン、ボイラーなど、化石燃料を燃やして利用している機器や設備を電化した上で、再生可能エネルギーによる発電を行い、省電力化を推し進めるこ...

半導体の進化とは、すなわちトランジスタを微細化する技術の進歩のことである。国際競争力の高い半導体ビジネスを営むためには、より微細なトランジスタを作り、利用する技術が必要だ。驚愕するような能力を持つAIも、世界中の人を密につなぐ高度なネットワーク技術も、生活や社会での移動をより便利で安全なものに変える自動運転車もトランジスタ技術の進化なくして実現できない。

スマートフォンから電気自動車まで、私たちはリチウムイオン電池（LIB）をエネルギー源として動く多様な機器を活用して生活・社会活動を営んでいる。しかし、その普及が加速するにつれて、いくつかの深刻な課題が浮き彫りになってきた。その一つが、電池を作る際に用いる材料の安定調達に関する課題だ。リチウムやコバルトといったLIBの主要材料はいわゆるレアメタルであり、その埋蔵地は南米などに偏在している。この...

近年の人工知能（AI）技術の進化は、目覚ましいものがある（図1）。特に、文章を作成したり、精緻で美しい画像を生成したり、さらには望み通りのコンピュータ・プログラムのコードを作り出す「生成AI」と呼ばれる技術が登場して以降、私たちの生活や働き方に大きな変化をもたらし始めている。現在では、その能力は、それぞれの道を極めた専門家を震撼させるレベルにまで達してきた。

半導体チップを独自開発する企業が、ITや自動車、そして金融など、さまざまな業界で増えてきている。しかも、独自チップを開発する企業は、おしなべてトップ企業ばかりだ。あらゆる機器やシステムにおいて電子情報技術を活用したスマート化が進められる中、自社製品の機器やサービスの付加価値を向上できるカスタム仕様の半導体を入手することで、競合企業を一気に突き放す強いビジネスを展開するのが狙いである。機器メー...

これまで半導体チップは、素子や回路の配線幅を微細化することで、高性能化・多機能化・低消費電力化・低コスト化を図ってきた。微細化というたった1つの技術開発アプローチで、トレードオフを抱えることなくチップの価値を向上できた。ところが近年、半導体の微細加工技術が高度化するにつれて、製造時の歩留まりを高めることが困難になってきた。たとえ微細加工できても、半導体ビジネスとして成立しないほどわずかな良品...

かつて人類は、港から大海原へ船を出し、未知の地へ生活圏を広げた。20世紀には飛行機が空を切り開き、世界各地に空港が生まれ、海外旅行や海外出張が日常となった。そしていま、ロケットや宇宙船が発着する「宇宙港（スペースポート）」が世界中で築かれ、新たなフロンティアへの扉を開いている。日本でも、北海道や和歌山県、大分県で宇宙港が実現しつつある。人々の夢と情熱が宇宙への道を照らし、いつか船や飛行機のよ...

半導体ビジネスには、設計データからマスクを作るデザインハウスが必要だ。フォトマスクはICの設計図であり、これを設計側から提供してもらわなければICを製造できない。ICの顧客は論理設計までなら何とかするところもあるが、シリコン上の回路設計やマスク設計は、やらないのが普通である。ましてや、マスクまで作ることは決してない。そこで出番となるのが、シリコン上の回路設計やパターン設計、さらにマスク出力ま...

現在、日本を含む世界各地で、自国内で半導体チップの製造体制を整備する動きが活発化している。現代社会の戦略物資となった半導体の自国内での安定調達は、自国の産業競争力や安全保障上の優位性を維持・強化していくうえで無視できない要素となったからだ。各国の政府や企業は、競うように半導体工場への大型投資を行っている。ただし、不思議なことに、新たに作った工場でいかなるチップを作るのかについては、あまり論じ...

読者の中には、家電量販店で「GaN」と書かれた超小型のACアダプタや充電器が売られているのを見たことがある人もいるかもしれない。GaNとは、窒化ガリウムという新たな半導体材料のこと。シリコン（Si）で作られた従来のパワー半導体を搭載した電力制御機器よりも、高電圧な電力を、低消費電力、小型・軽量のシステム構成で制御できる能力を備えている。そのGaNが、日本の大学や企業の技術開発の取り組み成果か...

鹿児島県種子島――青く澄みわたる空と、どこまでも広がる碧い海。白砂がきらめく浜辺には、太平洋の波が力強く打ち寄せる。緑豊かな自然は風にそよぎ、陽光にきらめく。美しい色彩と光彩が織りなす南国の楽園である。かつて鉄砲が伝来し、日本の歴史に新たな扉を開いた地。そしていま、この島には種子島宇宙センターがそびえ、宇宙への扉が開かれている。ここから放たれるロケットは閃光とともに大空を駆け上がり、星々の世...

スマートフォンやサーバーなどに搭載するデジタル半導体チップの性能を、さらに高める技術として、「ハイブリッドボンディング」と呼ばれる、新たな配線接合技術に注目が集まっている。複数枚の半導体チップを積み重ねて3D積層する際に、チップ間でより大容量・高速・低消費電力なデータ伝送を可能にする技術である。さらなる電子回路の小型化にも貢献する。近年の人工知能（AI）の高度化と応用先の拡大に対応するために...

炭化ケイ素（SiC）や窒化ガリウム（GaN）などの化合物半導体材料を、「次世代半導体」と表現することは適切ではない。これらの化合物半導体は、シリコン（Si）では難しい発光や大電力といった分野で力を発揮するが、肝心の集積回路ではSiにはかなわない。コスト的に太刀打ちできないからだ。半導体産業にとってコストは最大ともいえる重要な要求条件である。ムーアの法則が成り立ってきたことも集積化でシステムを...

その実力は「ランキング1位」狙いではありません。シミュレーション科学の専用ソフトウェアから、パワーポイントまでアプリケーションソフトを何でも動かせる汎用CPUで構成されたスーパーコンピューター「富岳」。感染症の実態やクリーンエネルギー、気象予測を始め現実世界をコンピューター上に再現し、そのパワーでシミュレーションの科学を支えています。

ソーラーや風力などの再生可能エネルギーを支える陰の重要な技術が半導体であることは意外と知られていない。ソーラーパネルは、光が当たると電流が流れる半導体フォトダイオードそのものであり、直流電力を生み出す。風力発電や水力発電は、風（あるいは水）の強い場所でタービン（羽根）を回して発電機を回し、交流電圧を発生させる。それを系統電力線（商用の交流電力線）に載せて日本中で利用する。これらの再生可能エネ...

300mmウェーハ全体を一つのチップとする考え方のウェーハスケールインテグレーション（WSI）が現実的になってきた。先頭を切ったのは、スタートアップのCerebras（アメリカ）だ（図1）。ニューラルネットワークのアーキテクチャを使うAIが出てきたことと大いに関係する。AIではコンピューティングパワーを実現するための手段として極めて有効だ。Cerebrasはパートナーと組み、すでにWSI方式...

最近では半導体集積回路のことを単に半導体、あるいはシリコンと呼ぶことが多い。半導体の持つ役割も変わってきた。かつては産業のコメといっていたが、今は社会システムの「心臓」、「神経」、「頭脳」とも呼ばれている。これらのことを踏まえ、半導体の基礎とその言葉の意味を考えてみよう。

将来、3次元化も高層ビル同様に強度的限界に達し、よほどの奇策でも登場しない限り、ムーアの法則は終焉するかもしれない。しかし、終焉したとしても半導体産業はムーアの法則の呪縛から解放されて、自由な発想によって未来に向けてさらに発展し続けるだろう。

木星は太陽系最大の惑星であり、その圧倒的な重力によって95もの衛星を従えている。その中でも、ひときわ目立つ4つの衛星は「ガリレオ衛星」と呼ばれ、そのうち最も小さいのが「エウロパ」である。エウロパは極寒で、地表は厚い氷に覆われ、希薄な大気がかすかに漂う、厳しい世界である。しかし、木星の重力の影響で衛星全体が揺り動かされ、それがエネルギーを生み、氷の下には地球の海をも凌ぐほどの、広大な海が広がっ...