亨瘟帴デバイス帴攙烯帴システムまで討灣するCREST甫墊喇蔡をCEATECで給倡
CEATEC 2019では、絡池簇犯からも悸脫步に奪い甫墊が券山された。矢嬸彩池臼槐布のJST∈彩池禱窖慷督怠菇∷が肩號するCREST∈里維弄料隴甫墊夸渴禍度∷の面で、ナノエレクトロニクスに簇する甫墊3鳳が、亨瘟からデバイス、攙烯、システムに魂る稱レイヤ〖粗の定蝸を滇めるプロジェクト≈燎亨ˇデバイスˇシステム突圭による匙糠弄ナノエレクトロニクスの料喇∽の喇蔡を券山した。
哭1 CRESTナノエレクトロニクスプロジェクトで海攙券山に簇わった徊裁メンバ〖
焊から跺劍絡池栗填鹼賴兜鑒、絡哄絡池抖塑凈倒兜鑒、澎疊供度絡池弊辦喝兜鑒∈附池墓∷、このプロジェクト甫墊琵崇の澎疊絡池葫版誕汞嘆屠兜鑒、澎記セミコンダクタ〖&ストレ〖ジ家糠撾拌措茶夸渴嬸光跳它韋灰嬸墓、プロジェクト甥甫墊另崇の少晃奶甫墊疥玻懷木踐フェロ〖
CRESTのナノエレクトロニクスプロジェクトには、士喇25鉗刨から27鉗刨にかけて髓鉗3×4鳳甫墊が聯(lián)買され、圭紛10鳳の甫墊プロジェクトが千材されている。海攙、その面から、3鳳の怪遍と1鳳のレビュ〖怪遍があった∈徊雇獲瘟1∷。呵介にプロジェクトのアドバイザ〖である澎記デバイス&ストレ〖ジ家糠撾拌措茶夸渴嬸墓の光跳它韋灰會から、Society 5.0と、それに澀妥なエレクトロニクスの舔充を疽拆し、それを悸附するための禱窖として、サイバ〖フィジカルシステムのア〖キテクチャを疽拆した。
この稿の3鳳の怪遍はいずれも士喇26鉗刨のCRESTプロジェクトで千年された甫墊チ〖ムの慌禍である。いずれも海鉗刨に姜位する。跺劍絡池栗填鹼賴兜鑒をリ〖ダ〖とする≈テラヘルツ僑ビデオイメ〖ジングの悸附に羹けて∽、絡哄絡池抖塑凈倒兜鑒をリ〖ダ〖とする≈光エネルギ〖跟唯コンピュ〖ティングを悸附するビアスイッチFPGA∽、澎疊供度絡池弊辦喝兜鑒∈附池墓∷をリ〖ダ〖とする≈畝光炊刨捶拉センサˇシステムが磊り麥く坤腸∽の3鳳をそれぞれのリ〖ダ〖が疽拆した。
テラヘルツで奧鏈なイメ〖ジング
栗填兜鑒のチ〖ムは、テラヘルツ僑を囪盧するためのイメ〖ジングセンサを倡券する。テラヘルツ∈THz∷僑は、排姬僑と各の面粗弄な1000GHz笆懼の件僑眶の僑であり、その僑墓は0.3mm笆布という端めて沒い。各の僑墓では樂嘲俐よりも墓い。テラヘルツ僑は、嚼らかいものを譬冊するという拉劑があり、垛擄はもとよりセラミックナイフを保し積っていても浮叫できる。このため、セキュリティチェックや柜松網(wǎng)脫で廟謄されている禱窖である。
THzのエネルギ〖は4meVと井さいため、X俐と佰なり客攣には奧鏈で、鄂沽での浮漢を光廬にするような炳脫が袋略されている。また、尸灰粗蝸に巴賂した帝箭スペクトルから、尸老にも蝗われる。THz尸各尸老∈スペクトロスコピ〖∷と鈣ばれ、料挑倡券へも炳脫できるという。しかし、帽にセンサ1燎灰では怠常弄に瘤漢しなければならず、茶嚨として唬逼するには眶箕粗もかかってしまう。
そこで、栗填兜鑒チ〖ムが渴めるのは、テラヘルツセンサ燎灰をマトリクス覺に事べて、まるでカメラのように茶嚨を唬逼するイメ〖ジングデバイスである。怠常弄な瘤漢よりも光廬に茶嚨を評ることができる。THzの墓さはもはやミクロン帽疤であるため、チップ懼にアンテナを裁供でき、浮僑達となるInGaAsのHEMTトランジスタ懼に妨喇する。敗瓢刨が光く排丹鳥鉤が井さいためTHz僑を浮叫する。ただし、浮叫排暗は13×14µV鎳刨と井さいため、この稿に件僑眶恃垂や籠升が澀妥になる。呵姜弄にデジタルに恃垂しSPIインタ〖フェイスによってCPUに流ることができる。
哭2 佰鹼チップ票晃を姥霖儡圭するTHzイメ〖ジセンサ 叫諾¨跺劍絡池栗填鹼賴兜鑒
倡券した2肌傅THzイメ〖ジセンサ∈哭2∷は、ノイズレベルが1.8pW/√Hzと井さく、1THzの慨規(guī)を減慨できたという。プロセス弄には泅い步圭濕染瞥攣遂とアンテナ燎灰との儡圭や、Si答饒懼への漚り燒けなど、緘粗のかかる供鎳が澀妥となる。輝眷もデバイスも翁緩すべき瀾墑にはなりにくいが、セキュリティ懼では風かせない染瞥攣チップになりそうだ。
井さな燙姥でAI羹きのFPGAを謄回す
2戎謄の怪遍の抖塑兜鑒チ〖ムの甫墊は、プログラミング燎灰とCMOS攙烯を腳ねることでチップ燙姥を猴負し、拉墻ˇ久銳排蝸を猖紊しようとするFPGAである。プログラマブルなロジックとして、ソフトウエアで借妄するCPUやGPUと孺べると、ハ〖ドウエア攙烯をプログラムによってカスタマイズできるFPGAは、憚呈恃構(gòu)や慌屯恃構(gòu)が楓しい奶慨脫龐や件收怠達で蝗われることが驢いが、SRAMスイッチを蝗っているため燙姥が絡きく擦呈が光くなってしまう。
抖塑兜鑒のチ〖ムが雇えるFPGAは、プログラム燎灰として驕丸のSRAMに洛わり、蓋攣排豺劑の面でCuイオンの敗瓢によって、瞥奶ˇ潤瞥奶覺輪を侯り叫すビアスイッチを網(wǎng)脫する(哭3)。マトリクス覺に付灰スイッチを菇喇し、さらにプログラムする箕の聯(lián)買ダイオ〖ドとしてバリスタを肋けている。LUT∈Look Up Table∷のロジックとして網(wǎng)脫するCMOS攙烯はシリコン答饒柒に妨喇し、プログラム脫のビアスイッチは、驢霖芹俐霖の面に妨喇する。このため、FPGA鏈攣の燙姥は負る。
哭3 Cuイオンの敗瓢によってオンˇオフを悸附するビアスイッチと聯(lián)買バリスタ 叫諾¨CREST、絡哄絡池
この糠しいFPGAでは、CMOS攙烯嬸尸にはLUTとSRAM、MAC∈姥下遍換達∷を憚?chuàng)饲蹚洡筏皮辍Iの夸俠遍換をできるようなア〖キテクチャをとった。スイッチ嬸尸はクロスバ〖菇隴を艱り、プログラミングによってドライブしないスイッチには逼讀を第ぼさないことを澄千している。海稿はFPGAの活侯と刪擦を渴めていく。
光炊刨センサでパ〖キンソン陜を玲袋券斧する
弊辦喝兜鑒のチ〖ムは、畝光炊刨の裁廬刨センサを侯り、パ〖キンソン陜の玲袋券斧ˇ玲袋跡聞を謄回す。2013鉗笆漣のプロジェクトの箕は尸豺墻1mGレベルの炊刨∈尸豺墻∷だったが、附哼は4ケタ你い、0.1µGまでやってきた。
裁廬刨センサは、シリコンMEMSにAuの腳りを黎眉に很せることで炊刨を懼げてきた。このためAu廢(賴澄には圭垛)亨瘟の倡券、裁廬刨センサデバイスの倡券、そして盧年馮蔡からデ〖タを怠常池漿で尸老し夫撅莢とパ〖キンソン陜吹莢とを殼們する(哭4)。
哭4 光炊刨裁廬刨センサでパ〖キンソン陜を玲袋券斧するシステム 叫諾¨CREST、澎疊供度絡池
亨瘟グル〖プはMEMSカンチレバ〖の黎眉に艱り燒けたAu圭垛の裁廬刨センサの濕拉潑拉を拇べ、Au圭垛は蓋く圭喇に庭れているという撅急嘲れの馮蔡を評ている。デバイスグル〖プは、裁廬刨センサからの慨規(guī)を籠升し、慨規(guī)を粕み叫す攙烯やそれを山績する攙烯などをプリント攙烯答饒懼に悸劉し、嫌に劉緬できるところまで侯っている。しかも光炊刨なカンチレバ〖のセンサができたおかげで、炊刨が懼がりこれまでのセンサと孺べてノイズフロアが絡きく布がった。
殼們グル〖プは、殊乖俱巢を浮叫するために夫撅莢と吹莢、夫汞な光勿莢などの殊乖箕の顱の光さと殊升のデ〖タを箭礁する。さらに、刻えの數(shù)羹を1即だけではなく3即に弓げたセンサも侯った。これらのデ〖タを怠常池漿によって、汾刨のパ〖キンソン陜吹莢、箋い夫撅莢、光勿の夫撅莢などを惰侍できる認跋を滇めた。殼們グル〖プは陜薄とも定蝸しており、亨瘟からプロセス、デバイス、攙烯、システム、炳脫までレイヤ〖粗のコラボレ〖ションを悸附した。
これら3鳳のCRESTの甫墊禍毋は、鏈て悸脫步を前片に彌いた≈倡券∽である。ただ帽に甫墊するだけではない。このため、亨瘟、プロセス、攙烯、システムのレイヤ〖ごとに定蝸することが滇められている。このようなレイヤ〖粗の緩池プロジェクトは海攙のCRESTナノエレクトロニクスプロジェクトが介めてである。
徊雇獲瘟
1. 畝臼エネルギ〖IoT家柴悸附に羹けたナノエレクトロニクス禱窖 ×イメ〖ジングˇセンサˇコンピュ〖ティングから麥くイノベ〖ション× (2019/10/16)
