1. Interface Device Laboratory http://ifdl.jp/
Makeの最後の砦：
半導体への挑戦
秋田純一
（金沢大学）
ラ ス ボ ス

2. Interface Device Laboratory
http://ifdl.jp/
自己紹介
 名古屋生まれ→博士号(‘98)（イメージセンサ）
 金沢大(’98～’00・’04～)
 公立はこだて未来大(’00～’04)
 ’95〜’00:はこだて未来大 計画策定委員
 本業：（機能つき）イメージセンサ
 ＋半導体を使うデバイス・システム（←電子工少年）
 好きな半田はPb:Sn=60:40
LSI（イメージセンサ）のレイアウト図
（プロッタ出力して目視チェック）
チップと基板をつなぐ
ワイヤーボンディング 基板設計
はんだ部屋

3. Interface Device Laboratory
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自己紹介（おまけ）

4. Interface Device Laboratory
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Contents
Makerムーブメントと秋葉原と深圳
技術の普及と「道具」
Makeの背景：半導体の歴史と現状
ムーアの法則
「低価格化」がもつ意義
半導体（集積回路）が「道具」になるために
集積回路は道具か？
集積回路が｢道具」になるための道筋

5. Interface Device Laboratory
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最近の秋葉原（あきば）
※客層が変わってきている（こっちの）
（昔）ロボコン高専生・電子工作マニア（おっさん）
（今）↑＋テクノ手芸女子、親子連れ、美大生
5
西餅「ハルロック」
（週刊モーニングで連載→単行本）

6. Interface Device Laboratory
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Make: 理工離れ？どこの世界の話？
「ものづくり(Fabrication)」の多様化
ホビーから製造業までつながる
製造技術が身近になった（電子回路、3Dプリンタ、・・・）
部品メーカ、設計者、ユーザの「生態系(Ecosystem)」
多様なニーズ、無視できないロングテール（ニッチ）
従来型製造業の補完（置換ではない）
小ロット製造が可能となった
クラウド･ファンディング
＝市場調査＋資金調達
STEM / STEAM教育との連携
350 Exhibitors
@Maker Faire Tokyo 2015

7. Interface Device Laboratory http://ifdl.jp/
どうしてこうなった？
• 電子工作は昔からある
• 機械加工も昔からある
• けど、一部の人（プロ・マニア）しか
使っていなかった

8. Interface Device Laboratory
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技術が「道具」になるには？
 1993年頃に生まれる
→2003年頃から普及（10年）
 当初：食べ方？？？
 料理番組・雑誌等での
調理例→定番キノコに
 料理の「道具（素材）」になった
（Wikipediaより）
（農林水産省「平成２０年度 農林水産物貿易円滑化推進事業 台湾・香港・シンガポール・タイ
における品目別市場実態調査（生鮮きのこ）報告書」(林野庁経営課特用林産対策室 )より）

9. Interface Device Laboratory
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技術が「道具」になるステップ
開発／発明される
お店で買えるようになる
使い方が知られるようになる
みんなが使うようになる
それが「道具」となって、次のステップへ
プロのみ マニア（ハイレベルアマチュア）向け だれでも

10. Interface Device Laboratory
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技術が「道具」になった結果：深圳・華強北の生態系
10
山寨(ShanZhai)の例(“iPhone nano”)
※FakeCopyではなく、プロダクトの
進化系。これが2週間で量産される
※資金も頭脳も世界中から集まる
無限に続くパーツ問屋
“Used Mobile Phone Shop” in HuaQiangBei
モジュール・部品
販売（試作量産用）
路上で3枚おろし
（パネル等に分解）
店頭で修理＆試作

11. Interface Device Laboratory
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技術の「普及」がもたらすもの
（従来）技術＝プロの特権
（いま）技術＝誰でも使える（普及・民主化）
ユーザの裾野が広がる（多様化）
その中から「アタリ（イノベーション）」が生まれる
相対的に「プロ」の重要性↑↑（「遊び」だけでない）
(L.Fleming, Harvard Business Review,
8(9), pp.22-24 (2004))
メンバの「均一性」
生まれる成果

12. Interface Device Laboratory
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プロの役割・意義の向上
電子回路－電子工作－エレクトロニクス
いままで微妙に重なっていなかった
Makeの登場・普及で、
やっとつながった
電子回路を勉強
机上の理論（←いままで）
＋Makeの実践（その裏づけ）
やってみると、怪しい知識の
限界に気づく
勉強したら、Makeで「生かせる」

13. Interface Device Laboratory http://ifdl.jp/
Makeの背景：
半導体の歴史と現状

14. Interface Device Laboratory
http://ifdl.jp/
ムーアの法則
微細化→チップ上のトランジスタ数↑
継続的な微細化を促す（予測→目標へ）
ref: http://www.intel.com/jp/intel/museum/processor/index.htm

15. Interface Device Laboratory
http://ifdl.jp/
ムーアの法則がもたらしたもの
DEC VAX(1976)
1MIPS
Cray-1 (1978)
100MIPS
MIPS：Million Instruction Per Second
（World’s 1st Super Computer）
「速度向上」＋「そこそこの性能の利用分野の拡大」
20000MIPS
10MIPS
100MIPS
20MIPS
20000MIPS
109MFLOPS

16. Interface Device Laboratory
http://ifdl.jp/
「Lチカ」：はじめの一歩
※プログラミング言語における “Hello World”っぽい

17. Interface Device Laboratory
http://ifdl.jp/
※ウソです
広辞林（第６版）より

18. Interface Device Laboratory
http://ifdl.jp/
日本工業標準調査会（JISC）
JIS規格一覧
※ウソです

19. Interface Device Laboratory
http://ifdl.jp/
「Lチカ」のパラダイムシフト
マイコン(MCU)を使って
「Lチカ」しない理由がない
コスト、機能性、・・・
コンピュータの使い方がもったいなくなくなった
MCU
#Component=1
$1
Oscillator(555)
#Component=4
$1.5
while(1){
a = 1;
sleep(1);
a = 0;
sleep(1);
}
可能だが非現実的なLチカ

20. Interface Device Laboratory
http://ifdl.jp/
ムーアの法則がもたらしたもの(2)
LSI設計・製造コストの高騰
シャトル製造サービス〜$1k
製造初期コスト（マスク）〜$1M
設計ツール 〜$1M
秘密保持契約（NDA; Non Disclosure Agreement）
: Priceless
製造工場 〜$1G
cf:プリント基板製造（$10～）、Arduino（$10～）
cf: 設計CAD＆コンパイラ（IDE）（Free～）

21. Interface Device Laboratory
http://ifdl.jp/
半導体は「道具」か？：調査
https://www.youtube.com/watch?v=A188CYfuKQ0
http://www.nicovideo.jp/watch/sm23660093
CMOS 0.18um 5Al
2.5mm x 2.5mm
RingOSC x 1001
T-FF (Div)

22. Interface Device Laboratory
http://ifdl.jp/
LチカLSI動画：ニコ動でのコメント
 こっから？
 ニコ技界のTOKIO
 ゲートの無駄遣い
 ここから！！？
 ひでえ、勿体ない使い方wwwww
 マジかよ。レジストレベルの設計とか
ガチすぎる。
 無駄遣い過ぎるだろw
 贅沢というかなんというか
 え？まじでここからかよ」wwww」」
 IC版FusionPCB的なところが現れれば・・・
 (FPGAでは)いかんのか？
 俺はFPGAで我慢することにする
 いや、そこまでは必要ないです
 量産品すらFPGA使う時代に専用LSI・・・
 アマチュアはFPGAで良いんだよなぁ・・・w
「もったいない」という発想＝道具になりきっていない

23. Interface Device Laboratory
http://ifdl.jp/
半導体は「道具」になりきれていない
「ないなら作る」から未来はつくられる
ほとんどの人（エンジニアも含む）は「カスタム
LSIを設計すること」は、考えたこともない
高価すぎる、複雑すぎる、経験がない
ほとんどの人（エンジニアも含む）は、
「いま買えるLSIを使う」という（思考の）制約
マイコン、センサ、FPGA、・・・
例：Kinectは誰でも使えるが、
「Kinectを創り出す」人は限られている
イノベーションの機会を逃している、ともいえる
半導体＝Make界のラスボス

24. Interface Device Laboratory
http://ifdl.jp/
「半導体が道具になる」ために足りないもの
CADツール
商用ツールは高価すぎ＆複雑すぎる
製造方法
高価すぎる、製造期間が長すぎる（数ヶ月）
厳しいNDA（知識やIP共有の制約）
ユーザ・コミュニティ
「どう設計するか」だけでなく、
「どうLSIを使うか」の視点
IoT = Trillion Sensors
・・・誰がどうやって何のために運用する？

25. Interface Device Laboratory
http://ifdl.jp/
MakeLSI: －概要
嘆いてもしょうがないので、
できるところから・・・
とりあえず使えるツールで
ノウハウ共有＆入門編
コミュニティ：MLで（誰でも）
LSI専門家＆非専門家（～主婦）
http://ifdl.jp/make_lsi

26. Interface Device Laboratory
http://ifdl.jp/
MakeLSI: －CADツール
探せばいろいろある
レイアウトツール：Wgex
回路シミュレーション：LTspice / Spice3
論理合成・配置配線: Alliance
プロジェクト内の標準ツール
使用法・設計法のノウハウの
共有・蓄積
IPの分散開発・蓄積

27. Interface Device Laboratory
http://ifdl.jp/
MakeLSI: －製造方法
北九州学研都市クリーンルームでの
相乗りチップ製造実習
CMOS 2[um], 2Al, NDA-Free
（近い将来）ミニマルファブ（産総研他）
0.5インチウエハ、マスクレス露光
数日で製造
数万円／ウエハ
「プリント基板」並みに

28. Interface Device Laboratory
http://ifdl.jp/
MakeLSI: －データの蓄積・再利用
GitHub上でデータを共有
＝再利用OK
NDA-Free設計ルール= NDA-Free IP
迅速なIP開発
 多くの参加者による開発
 品質が低い場合もある（バグ、エラー）
 品質も参加者により改善される？
Cf. OSS (Open Source Software; Linux, etc.)
 品質はコミュニティメンバにより迅速に改善
 コミュニティメンバの開発・改良への熱意
 オープンな枠組み（ソースコード、ライセンス）が必要

29. Interface Device Laboratory
http://ifdl.jp/
MakeLSI: －試作（2015&2016）
設計参加者：8人／11人
費用0、設計データ・課程の共有
多様な回路＆熱心な参加者
（設計・評価の関心が高い）

30. Interface Device Laboratory
http://ifdl.jp/
「道具」としての半導体をもつこと

31. Interface Device Laboratory
http://ifdl.jp/
まとめ
Makerムーブメントと秋葉原と深圳
技術が本当の意味で｢道具」になると、こうなる
ユーザの多様化→相対的にプロの役割↑
お遊び→従来型製造業の補完へ
ムーアの法則のもたらしたもの
高性能化＋応用分野の拡大（エリンギ化）
Makeの最後の砦：半導体（LSI）
現状：道具になってない
探せば道筋はある：MakeLSI: