半導体デバイス 進む技術革新

スマホやタブレット端末、自動車向けがけん引

　２０１４年も半導体デバイス技術はさらなる進化を遂げ、様々な機器の省エネ化、高機能・高性能化などを実現する。世界の主要半導体メーカー５３社が加盟する世界半導体市場統計（ＷＳＴＳ）によると、１４年は前年比４．１％増、１５年は同３．４％増の３２７３億ドルとプラス基調で推移する見通し。スマホや車載向けがけん引し、メモリー、ロジック、アナログなどの増加を予想する。

＜スマホ、車載がけん引する２０１４年の半導体市場＞

　スマホやタブレットＰＣの世界的な市場拡大は半導体業界をけん引する。同時に微細化など半導体の技術革新を加速させている。世界のスマホ需要は１７年には１８億台を突破するという（米調査会社ＮＰＤディスプレイサーチ予測）。全携帯電話出荷に占める割合も１３年の５５％から８２％にまで拡大すると予想する。スマホ市場の伸びをけん引するのは、アジア太平洋地域。とくに中国が力強い伸びを示し、１３年は出荷数が前年比で６３％増加。１７年には、世界スマホ市場の３０％を中国が占める見通しだ。

　ＥＶ／ＥＨＶは、２０年に世界で年間６００万台の市場に拡大するという予測もある。ＥＶ／ＥＨＶは１台に５０マイナス１００個、高級車になると２００個のマイコンが搭載されるといわれ、ＥＣＵの頭脳としての役割を果たす。ソフトの容量も格段に増える。半導体ビジネスをけん引するのは必至。

　車載用アプリケーション（フリースケールの例）として先進運転支援システム　ＡＤＡＳ）、ボディー・エレクトロニクス、シャーシとセーフティ、インフォテインメント、インストルメント・クラスタ、パワートレインとハイブリッド・システムなどがある。

＜大容量化と低コスト化を実現する半導体パッケージング技術＞

　半導体パッケージ技術は、デバイス間の接続を３次元化するＳｉＰ（システムインパッケージ）、フリップチップ方式を使ったＰＯＰ（パッケージオンパッケージ）やＴＳＶ（シリコン貫通電極）技術が加速している。３ＤＩＣ（３次元ＩＣ）はチップを何層にも重ね、上下のチップ同士の接続をＴＳＶで行う。メモリー・セルを一括プロセスで多段積層することにより、微細化に頼らず大容量化と低コスト化を実現する技術として注目されている。

＜スマホ、タブレット向けＢｌｕｅｔｏｏｔｈ®　Ｌｏｗ　Ｅｎｅｒｇｙシステムの開発＞

　スマホやタブレット端末との連携により利便性が向上するアプリケーション（例えば時計や、ヘルスケア／フィットネス機器など）へのＢｌｕｅｔｏｏｔｈ®　ＬＥ（Ｌｏｗ　Ｅｎｅｒｇｙ）の適応が加速している。これらは、低消費電力化の要求が強い。一方で無線システムを利用するためには、特定の試験サイトで規格の適合確認や各国で定められている電波認証が必須となるため、一からシステム構築を検討する場合は、無線やプロトコルの十分な知識が必要となり、商品化直前で足踏みしてしまうケースが想定される。

　このような状況の中、ラピスセミコンダクタでは業界トップクラスの低消費電流（送信時９.８ｍＡ、受信時８.９ｍＡ、２秒間欠動作時の平均電流８μＡ）を実現したＢｌｕｅｔｏｏｔｈ®　ＬＥ対応ＬＳＩ（ＭＬ７１０５−００ｘ）を開発した。

＜デジタル電源の負荷応答特性を大幅に向上させる「Ｃｈａｒｇｅ　Ｍｏｄｅ™　コントロール」＞

　アナログ制御からデジタル制御への流れが本格化し始めたのは、今から１０年ほど前のこと。さまざまな半導体メーカーがデジタル電源に向けたマイコンやＤＳＰ（デジタル・シグナル・プロセッサ）、専用コントローラＩＣを製品化したことがきっかけだった。そうした背景の中、インターシルが手掛けるデジタル電源コントローラＩＣは、マイコン・コアやＤＳＰコアを使用せずに、ハード・ワイヤード回路で構成している点が特徴。リアルタイムの効率改善処理のような動作中の処理機能が組みやすく、設計の自由度を高められることができ、電源回路を簡単に設計できるといった３つのメリットを享受できる。

　同社「Ｃｈａｒｇｅ　Ｍｏｄｅ™　コントロール」は、ハード・ワイヤード回路を使って構成する点を踏襲しているが、電源制御アーキテクチャを一新した。