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3D-CADで�Wいた����の図形にシミュレーションを�_ねることで、どの場所に不�差腓�発�擇靴笋垢い�がわかる。��にこれまでのモノリシックICから先端パッケージを使ったSiP（システムインパッケージ）へと変化する場合、チップやチップレットを�_ねたり、�Zくに配��してから電流分布や�X分布、電磁�S発�敲�布などを見て、不�差腓�あっても使ったチップはもとに戻せない。このためシミュレーションで先に�h価しておかなければ、材料や時間が無�Gになる。もはや3D-CADとシミュレーションはセットとして使われるようになっている。

シミュレーション（CAE）企業としてAnsysやMathWorksなどがある。TSMCはソフトベンダーのエコシステムとして、トップ3社のEDAベンター（Synopsys、Cadence、Siemens EDA）に、シミュレーションメーカーのAnsysも加えたコンソーシアムを形成している（参考�@料1）。

SiemensのXceleratorはもともと�噞��の3D-CADとして出発したソフトウエアだったが、シミュレーション機�Δ覆匹鯑Dり込み統合的なソフトウエアとなっただけではなく、クラウドベースで提供することでサービス、アプリケーション開発のプラットフォームとなった。クラウドベースだとどこからでもどのようなデバイスからでもアクセスできるうえに、常に最新のソフトウエアを使える、などのメリットがある。

先端パッケージのように3D-ICや2.5D-ICでは、CADで外見の形�Xを設��し、その形�Xのどこに�Xや電流が集中するのかを�瑤襪燭瓩�、動作�X��をシミュレーションで表現する。現実の半導��ICと��く同じような構�]をシミュレーションで実現すること（図1）をデジタルツインと�}ばれている。この�}法を工場の作り�気砲皹���すると、現実の工場と��く瓜二つの同じ工場を3D-CADとシミュレーションで実現することになる。

図1　����と�攵�ラインのデジタルツインを作り出す　出�Z：Siemens

SiemensはXceleratorを電池の工場に当てはめるサービスを�t開している。新��建設が�Hいからだ。電池工場では、電池セルの設��・���]からバッテリモジュール、バッテリパックまで���]し、それに向けたシミュレーションを適��する。こういった工��をデジタルで表現する。例えば、セル設��では、化学変化のシミュレーションや、電極の巻き数やスラリの濃度などのパラメータ情報などをデジタル化しておく。

欧�Δ任�、「バッテリパスポート」と�}ぶドキュメントがある。これは、個々のバッテリをデジタル記�{し、原材料の調達から再��、リサイクルに至るまで、そのライフサイクル����を文書化したものである。 バッテリの組成、���]、性��、環境への影�xに関する情報が含まれている。バッテリパスポートは、バッテリのサステナブルな�W��とリサイクルを�膿覆垢�。

図2　バッテリの原材料からバッテリパックの二次�W��までの流れを管理　出�Z：Siemens

このバッテリパスポートに�pって、バリューチェン����をデジタル化する（図2）。バッテリの原材料から材料加工、バッテリ設��、セル�攵�、モジュールパック�攵�、出荷後のバッテリ使��、二次�W��リサイクルなどの�k連の流れに通じて、ソリューション開発を�мqする。
バッテリのセル�攵�では、ロール-ツー-ロール（R2R）�擬阿��攵�されるため、問��が��きた場合どのシートが不良��を�擇犬燭里�、トレースすることが�Mしい。��来は、いつR2R����を通ったのかというタイムスタンプで�`印としていたが、Siemensは場所を��すスペース（エリア）スタンプ�擬阿吠僂┐�。タイムスタンプ�擬阿世箸匹離侫�ルムが不良を発�擇靴燭里�わかりにくく、かなり�Hくの�C積を廃棄していた。さらに�`��検�hをコンピュータビジョンに切り��えたために�`��検�h時間が3時間から5分に�]縮した。そして、AIを使って予防�U御コマンドを最適化し、立ち�屬音�間を�]縮したことに加え、運��データからAIによって塗布量を予�Rし、�k定の����を維�eしたという。

Siemensは��ての工��でバッテリメーカーと共同で作業し、開発とライン�n働をサポートしている。現在、顧客との間で工場��他の試作段階に�々圓靴討い襪箸い�。

参考�@料
1. 「TSMC、先端パッケージ�\術エコシステム3DFabric Allianceの詳細を��らかに」、セミコンポータル (2023/10/31)