磁場のない条件下で超伝導ダイオード効果を観測
理化学研究所（理研）の研究グループは、三回回転対称性を有する層状超伝導体「PbTaSe2」で、磁場や磁化がなくても「超伝導ダイオード効果」が現れることを発見した。 効果の本質的な起源は、空間反転対称性の破れた結晶構造 理化学研究所（理研）の研究グループは2024年8月、三回回転対称性を有する層状超伝導体「PbTaSe2」で、磁場や磁化がなくても「超伝導ダイオード効果」が現れることを発見したと発表した。 電流には、「常伝導電流」と「超伝導電流」がある。超伝導ダイオード効果を応用すると、電流を流す向きによって超伝導電流と常伝導電流を切り替えることができる。これまでは、外部磁場や磁化が存在する条件下で研究されていた。ただ、応用分野を広げようとすれば、磁場のない状況での動作が求められる。 研究グループは今回、Pb（鉛）やTa（タンタル）、Se（セレン）からなるPbTaSe2を用い、超伝導ダイオード
2枚のウエハーを高精度に貼り合わせて高密度化 ストレージに新たな価値をもたらす3次元フラッシュメモリ
2枚のウエハーを高精度に貼り合わせて高密度化 ストレージに新たな価値をもたらす3次元フラッシュメモリ：CBA技術を採用したキオクシアの「BiCS FLASH第8世代」 AI（人工知能）やDX（デジタルトランスフォーメーション）によってデータ量が爆発的に増加する中、NAND型フラッシュメモリの重要性がますます高まっている。キオクシアが量産を開始した3次元フラッシュメモリBiCS FLASH 第8世代は、2枚のウエハーを高精度に貼り合わせる「CMOS directly Bonded to Array（CBA）」という新技術を導入し、記憶密度と性能の向上に成功した。 データ量の爆発的な増加で重要性が増すフラッシュメモリ さまざまなシステムの自動化や自動車の電動化、生成AI（人工知能）の普及などにより、データ量が爆発的に増えている。膨大なデータを処理するために、高性能なプロセッサの採用も進んでいる
わずか4枚のミラーで構成 EUV露光技術を開発
沖縄科学技術大学院大学（OIST）の新竹積教授は、小型EUV（極端紫外線）光源で動作する「EUVリソグラフィー先端半導体製造技術」を開発した。この技術を用いると、消費電力を従来の10分の1以下にでき、装置コストも削減可能だという。 7nmノード以降の先端半導体製造に向け装置の国産化も視野に 沖縄科学技術大学院大学（OIST）の新竹積教授は2024年7月、小型EUV（極端紫外線）光源で動作する「EUVリソグラフィー先端半導体製造技術」を開発したと発表した。この技術を用いると、消費電力を従来の10分の1以下にでき、装置コストも削減可能だという。 AI（人工知能）サーバ用GPUやモバイル機器に向けた高機能LSI、大容量DRAMといった最先端半導体の製造工程には、EUVリソグラフィー装置が導入されている。しかし、「装置の電力消費が大きい」「価格が高い」といった課題もある。その大きな理由として、優れ
銅配線を2nmノード以下に微細化、Appliedが新材料
銅配線を2nmノード以下に微細化、Appliedが新材料：最大25%の低抵抗化も実現（1/2 ページ） Applied Materialsが、銅配線の2nmノード以降への微細化と最大25%の低抵抗化を実現する新材料技術を開発した。チップの静電容量を低減し、3D積層ロジック／DRAMチップの高強度化も実現する。 Applied Materialsが、銅配線を2nmロジックノード以降へと微細化し、抵抗を最大25%低減することで、チップのワット当たりの性能を向上させる新材料を発表した。改良されたLow-k（低誘電率）絶縁材料を用いたこの新材料は、チップの静電容量を低減し、3D積層ロジック／DRAMチップの高強度化も実現する。 Applied Materialsは、米国カリフォルニア州サンフランシスコで2024年7月9～11日に開催された「SEMICON West 2024」で、銅配線を2nmノー
リモコンが見守り機器に変身 「電池」を入れ替えるだけ
2024年7月19日、75以上の国／地域のスタートアップが参加するビジネスピッチコンテスト「スタートアップワールドカップ2024」の東京予選が開催された。 東京予選会場（グランドハイアット東京）では、スタートアップが自社製品／サービスを紹介する展示ブースも併設された。ノバルスは、同社が提供する乾電池型（単一形／単三形）のIoT（モノのインターネット）デバイス「MaBeee（マビー）」を紹介した。 MaBeeeは、乾電池型のIoTデバイスだ。MaBeeeに乾電池をセットし、それをリモコンや熱中症計などの日用家電で使っている市販の電池と入れ替えて使用する。これだけで簡単に日用家電を見守り機器に変えることができるというものだ。 MaBeeeを活用した高齢者見守りサービス「MaBeee みまもりAir」の仕組みはこうだ。見守られる側（高齢者）がMaBeeeを搭載した機器を操作すると、MaBeeeが
中国か、中国以外か サプライチェーンの二分化が進む
半導体サプライチェーンは現在、地政学的理由やパンデミックの教訓から、地理的な多様化が加速し続けている。専門家は、その結果として世界の半導体サプライチェーンが主に「中国国内」「中国以外」の2つに分かれたと分析している。台湾の市場調査会社TrendForceによれば、最近米国が中国製品に対する関税を引き上げたことで、こうした移行がさらに進んでいるという。 NXPとVISがシンガポールに300mm工場建設へ その例となるのが2024年6月、Vanguard International Semiconductor（以下、VIS）とNXP Semiconductors（以下、NXP）がシンガポールに300mmウエハー工場を建設すると発表したことだ。TrendForceはこの動きについて、「台湾メーカーがサプライチェーン多様化のために海外進出を加速させると同時に、グローバルサプライチェーンが『Out
ペロブスカイト型ニオブ酸ルビジウムを高圧で合成 新たな強誘電体開発の鍵に
ペロブスカイト型ニオブ酸ルビジウムを高圧で合成 新たな強誘電体開発の鍵に：30分間、4万気圧、900℃で熱処理 芝浦工業大学は、ファインセラミックスセンターや東北大学、学習院大学、東京大学と共同で、高圧法により「直方晶ペロブスカイト型のニオブ酸ルビジウム」を合成することに成功した。 ペロブスカイト型構造にセシウムイオンを取り込むことも可能 芝浦工業大学工学部先進国際課程の山本文子教授らによる研究チームは2024年4月、ファインセラミックスセンターや東北大学、学習院大学、東京大学と共同で、高圧法により「直方晶ペロブスカイト型のニオブ酸ルビジウム」を合成することに成功したと発表した。 現在、ほとんどのコンデンサーにはチタン酸バリウムが用いられている。ところが、120℃以上になると特性が低下するといった課題もある。これを解決するため、新たな物質を合成する研究が進んでいる。 山本教授らはこれまで、
ハイエンドスマホのプロセッサはどこまで進化した？ 最新モデルで読み解く
ハイエンドスマホのプロセッサはどこまで進化した？ 最新モデルで読み解く：この10年で起こったこと、次の10年で起こること（82）（1/4 ページ） 半導体投資やAI（人工知能）の話題で盛り上がる半導体業界だが、最終製品に目を向ければスマートフォンも着実に進化し、魅力的な製品が次々に発売されている。今回は、2023年後半から現在までに発売されたハイエンドスマホに焦点を当て、搭載されているプロセッサを解説する。 2023年以降半導体業界の話題は半導体工場建設ラッシュとAI（人工知能）プロセッサがけん引しているが、依然として最も出荷数量が大きいスマートフォンも大きな進化を続けており、魅力的なモデルが続々とリリースされている。今回は、2023年後半から2024年前半に発売されたスマートフォンについて、プロセッサを中心に報告する。なお今回報告するのはハイエンド向けプロセッサだが、最も販売台数が多いミ
「GPT-4」を上回る性能で、グラフィカルな文書を読解するLLM技術
「GPT-4」を上回る性能で、グラフィカルな文書を読解するLLM技術：NTTの「tsuzumi」にも採用 NTTは2024年4月12日、大規模言語モデル（LLM）の活用により、文書に含まれる図表やグラフなども含めて理解し、自然言語での指示に従って読解／応答する「視覚読解技術」を実現したと発表した。 NTTは2024年4月12日、大規模言語モデル（LLM）の活用により、文書に含まれる図表やグラフなども含めて理解し、自然言語での指示に従って読解／応答する「視覚読解技術」を実現したと発表した。今後、カスタマーサポート業務の補助や自然言語指示による作業の自動化など、オフィスDX（デジタルトランスフォーメーション）の推進への貢献が期待できる。 視覚読解技術とは、実世界の文書を視覚的に（画像として）理解し読解する技術だ。今日では、図表やグラフ、文字の見た目、レイアウトなどの視覚情報を用いた文書が多く扱
電力変換効率20％超のGaN面発光レーザーを開発
名城大学と産業技術総合研究所は、発振波長420nmのGaN（窒化ガリウム）面発光レーザーにおいて、膜厚制御の精度を従来に比べ約一桁高めることにより、20％を超える電力変換効率（WPE）を実現した。 「GaInN下地層による発光特性改善」や「発光径5μmの素子採用」も 名城大学理工学部材料機能工学科の竹内哲也教授と上山智教授、岩谷素顕教授および、産業技術総合研究所先端半導体研究センターの亀井利浩研究主幹らによる研究グループは2024年4月、発振波長420nmのGaN（窒化ガリウム）面発光レーザーにおいて、膜厚制御の精度を従来に比べ約一桁高めることにより、20％を超える電力変換効率（WPE）を実現したと発表した。 名城大学は、2015年にGaN面発光レーザーの室温連続動作に成功。2017年には電力変換効率5％を実現してきた。ところが、これまでの製造プロセスでは膜厚の制御が十分ではなく、効率を大
高効率の直流電源 省部品で高昇圧、低ノイズを実現
高効率の直流電源 省部品で高昇圧、低ノイズを実現：燃料電池や環境発電などに適用（1/2 ページ） 神戸大学と国立中興大学（台湾）の研究グループは、受動部品の削減が可能で、高い昇圧能力と低ノイズを実現した「高効率直流電源」を開発した。燃料電池や環境発電、医療機器などで用いられる電源装置に適用していく。 基本形回路と比較し、入出力電圧比は最大16倍に 神戸大学大学院海事研究科／水素・未来エネルギー技術研究センターの三島智和准教授と国立中興大学（台湾）の頼慶明教授らによる研究グループは2024年4月、受動部品の削減が可能で、高い昇圧能力と低ノイズを実現した「高効率直流電源」を開発したと発表した。燃料電池や環境発電、医療機器などで用いられる電源装置に適用していく。 燃料電池や環境発電などでは、比較的低い直流電圧で電力を生成するのが一般的である。これを電子機器で用いるには、インバーターの入力電圧に合
エッジAIをガンガン処理できる！ 「熱くならないプロセッサ」をルネサスが開発
エッジAIをガンガン処理できる！ 「熱くならないプロセッサ」をルネサスが開発：最新世代の独自アクセラレーターを搭載（1/3 ページ） ルネサス エレクトロニクスは、AI（人工知能）アクセラレーター技術「DRP-AI」の最新世代などを開発。同技術を搭載したビジョンAI用プロセッサ「RZ/V2H」を発表した。高い電力効率を高速な推論処理を両立できることが特徴だという。 ルネサス エレクトロニクス（以下、ルネサス）は2024年2月22日、独自のAI（人工知能）アクセラレーター技術「DRP-AI」の最新世代と、DRP-AIやCPUなどを協調動作させるヘテロジニアスアーキテクチャを発表した。いずれも、ルネサスが同年2月21日（米国時間）に半導体の国際学会「ISSCC 2024」で発表したものになる。 枝刈り処理に最適化した「DRP-AI」 DRP（動的再構成プロセッサ）は、ルネサス独自の技術で、チッ
日本との協業を加速するTenstorrent LSTCにチップレットIPをライセンス供与
日本との協業を加速するTenstorrent LSTCにチップレットIPをライセンス供与：Rapidusとも提携を発表（1/2 ページ） Tenstorrentが、AI（人工知能）アクセラレーターの開発において日本との協業を加速している。2024年2月には、同社のRISC-V CPU「Ascalon」のカスタムバージョンを含む3つのチップレット設計を、日本の技術研究組合 最先端半導体技術センター（LSTC）にライセンス供与すると発表した。 Tenstorrentは2024年2月27日（米国時間）、同社のRISC-V CPU「Ascalon」のカスタムバージョンを含む3つのチップレット設計を、日本の技術研究組合 最先端半導体技術センター（LSTC）にライセンス供与すると発表した。TenstorrentのチーフアーキテクトであるWei-Han Lien氏が米EE Timesに語ったところによる
Li金属負極採用の全固体電池、－25～120℃で動作
デンソーと九州大学の研究グループは、新しい焼結機構を活用することで、750℃という低温焼結とLi金属への安定性を両立させた「固体電解質」を開発したと発表した。Li金属負極を用いて作製した全固体電池は、－25～120℃という広い温度範囲で動作することを確認した。 材料間で起こる連続的な相互反応により、低温で焼結が進行 デンソーの林真大氏（研究当時は九州大学大学院総合理工学府博士課程3年）と九州大学大学院総合理工学研究院の渡邉賢准教授、島ノ江憲剛教授らによる研究グループは2024年2月、新しい焼結機構を活用することで、750℃という低温焼結とLi金属への安定性を両立させた「固体電解質」を開発したと発表した。Li金属負極を用いて作製した全固体電池は、－25～120℃という広い温度範囲で動作することを確認した。 酸化物電解質を用いた電池は、発火などがなく安全性が高い。ところが、材料間を接合するため
ペロブスカイト太陽電池、発電効率と耐久性を両立
物質・材料研究機構（NIMS）は、20％以上の光電変換効率（発電効率）を維持しつつ、実用環境に近い60℃の高温雰囲気下で1000時間以上の連続発電が可能な「ペロブスカイト太陽電池」を開発した。 ペロブスカイトのAサイトに「有機アミン類」を導入 物質・材料研究機構（NIMS）は2024年2月、20％以上の光電変換効率（発電効率）を維持しつつ、実用環境に近い60℃の高温雰囲気下で1000時間以上の連続発電が可能な「ペロブスカイト太陽電池」を開発したと発表した。 ペロブスカイト太陽電池は、100℃程度の低温プロセスを用いて作製でき、20％以上の発電効率が得られる。このため、次世代型太陽電池として注目されている。ただ、ペロブスカイト（ABX3で記述される結晶構造）は水分と反応すれば劣化しやすく、電池の耐久性に課題があった。 NIMSが新たに開発したペロブスカイト太陽電池は、光照射側から「透明導電酸
ペロブスカイト量子ドットからマルチカラー発光
近畿大学は、半導体材料の「ペロブスカイト量子ドット」に対し、外部から磁力を加えることで「円偏光」を発生させ、その組成を変えるだけで「マルチカラー円偏光」を発生させることに成功した。加える磁力の方向を変えれば、全ての色について円偏光の回転方向を制御できることも明らかにした。 磁力の方向を変えると円偏光の回転方向が反転 近畿大学理工学部応用化学科の今井喜胤教授と同エネルギー物質学科の田中仙君准教授らによる研究グループは2024年1月、半導体材料の「ペロブスカイト量子ドット」に対し、外部から磁力を加えることで「円偏光」を発生させ、その組成を変えるだけで「マルチカラー円偏光」を発生させることに成功した。加える磁力の方向を変えれば、全ての色について円偏光の回転方向を制御できることも明らかにした。 円偏光は、3D（3次元）表示用有機ELディスプレイ（OLED）などに向けた新技術として注目されている。通
1つのGPU／CPUで推論可能な超軽量LLM「tsuzumi」を24年3月から提供へ
NTTは2023年11月、同社が独自開発した大規模言語モデル（LLM）「tsuzumi」を2024年3月から提供開始すると発表した。 tsuzumiのコンセプトについて、NTT 執行役員 研究企画部門長の木下真吾氏は「専門知識を持った、パラメーターサイズの小さなLLMの実現だ。tsuzumiは、パラメーターサイズを抑えつつ、言語学習データの質と量を向上させることで、軽量化と専門性を両立した」と語った。 専門知識を持った軽量LLM「tsuzumi」 tsuzumiは、パラメーターサイズが6億または70億と軽量でありながら、「世界トップクラス」（同社）の日本語処理性能を持つLLMだ。軽量なため、1つのGPUやCPUで推論動作が可能で、学習やチューニングに必要な時間やコストを軽減できるという。日本語／英語に対応する他、表が含まれる誓約書や契約書といった図表文書の視覚読解など、さまざまな形式にも対
シャープ、新構造の積層型太陽電池モジュールを開発
シャープは、新構造の化合物・シリコン積層型太陽電池モジュールを開発し、33.66％という世界最高の変換効率を達成した。化合物2接合型セルの厚みは、従来の化合物3接合型セルに比べ3分の1以下に薄くできるという。 トップ層に化合物2接合型セル、ボトム層にシリコンセルを採用 シャープは2023年10月、新構造の化合物・シリコン積層型太陽電池モジュールを開発し、33.66％という世界最高の変換効率を達成したと発表した。化合物2接合型セルの厚みは、従来の化合物3接合型セルに比べ3分の1以下に薄くできるという。 同社は、NEDO（新エネルギー・産業技術総合開発機構）が進める「移動体用太陽電池の研究開発プロジェクト」において、化合物2接合型太陽電池モジュールとシリコン太陽電池モジュールを組み合わせた積層型太陽電池モジュールの開発に取り組んできた。 これまでは、インジウム・ガリウム・ヒ素をボトム層とする3
AMDの新GPUは、NVIDIA H100に比肩しうるか？
AMDの新GPUは、NVIDIA H100に比肩しうるか？：生成AI市場で競争激化（2/3 ページ） LMMをより少ないGPUで処理可能に MI300Xは5nm／6nmプロセスで製造されたチップレットを12個備え、計1530億トランジスタを搭載する。192GバイトのHBM3メモリを搭載し、メモリ帯域幅は5.2Tバイト/秒。ちなみに、NVIDIAのH100の80Gバイト／HBM2eバージョンは、合計3.3Tバイト/秒だ。つまりMI300Xは、H100の2.4倍のHBM容量と1.6倍のメモリ帯域幅を実現することになる。 Su氏は、「このように全ての容量を追加したことで、より大規模なモデルをメモリで直接実行できるようになり、大規模モデル向けとしての優位性を確立できた。最大規模のモデルでは、必要なGPUの数を削減して、特に推論向けの性能を高速化し、総費用（TCO：Total Cost of Own
高速光無線通信「Li-Fi」が、AR/VRの未来を切り開く
高速光無線通信「Li-Fi」が、AR/VRの未来を切り開く：最大220Gbpsの通信が可能（1/2 ページ） 光スペクトルを使用してデータの伝送／受信を行う高速通信「Li-Fi（Light Fidelity）」は、現在まだ初期段階にあるが、米軍がその成長に拍車を掛けている。Li-Fi大手のpureLiFiとSignifyの2社は、米国陸海軍との間で重要な契約を締結し、既存の通信システムにセキュリティレイヤーを追加することによって性能向上を実現していくという。 光スペクトルを使用してデータの伝送／受信を行う高速通信「Li-Fi（Light Fidelity）」は、現在まだ初期段階にあるが、米軍がその成長に拍車を掛けている。Li-Fi大手のpureLiFiとSignifyの2社は、米国陸海軍との間で重要な契約を締結し、既存の通信システムにセキュリティレイヤーを追加することによって性能向上を実現
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