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自己紹介
本業:金沢大の教員
専門:集積回路、イメージセンサ、インタラクション
好きなプロセスはCMOS 0.35um
本業2:Maker(メイカー)、ハンダテラピスト
好きな半田はPb:Sn=37:63
3. 2021/2/3 Interface Device Laboratory, Kanazawa University http://ifdl.jp/
サバティカルに行きたい人生でした・・・
2020/4-9予定→COVID-19でVISA発給直後に失効
→2021/4-9予定→2020/12現在VISA発給停止中
・・・はたして・・・→無理そう
→2022/4- に行けるか???
滞在先
南方科学技術大学
(金沢大と包括交流協定)
目的
学術交流に加えて、
現地ハードウエア産業の人脈
(企業、半導体産業、アクセラレータ)
4. 2021/2/3 Interface Device Laboratory, Kanazawa University http://ifdl.jp/
Contents
半導体産業の歴史と現状
ムーアの法則とその意義と今後
AI/IoT時代の半導体とのつきあい方
5. 2021/2/3 Interface Device Laboratory, Kanazawa University http://ifdl.jp/
今日の対象:「半導体」
チップ(半導体チップ)
=集積回路(Integrated Circuits; IC)
LSI(大規模集積回路; Large Scale Integration)
物理的には、導体と絶縁体の
中間の電気抵抗をもち、
条件に応じて導体や絶縁体になる
(電流をON/OFFできる)材料
それを使って電子回路をつくる
電子回路→論理回路→コンピュータにつながる
6. 2021/2/3 Interface Device Laboratory, Kanazawa University http://ifdl.jp/
(おまけ)炙って見られる
どこのご家庭にもある
BBQ用バーナー(カセットボンベ式)
3分くらい炙る
※火事・ヤケドに注意
ICチップ(パッケージ入)
チップが見えてきた!
炭化したパッケージを、
ピンセットなどで、崩していく
(チップを割らないように注意)
8. 2021/2/3 Interface Device Laboratory, Kanazawa University http://ifdl.jp/
半導体→トランジスタ→論理回路
ref: http://imasaracmosanalog.blog111.fc2.com/category33-1.html
A X
A X
論理回路
電子回路
コンピュータ
(CPU・メモリなど)
9. 2021/2/3 Interface Device Laboratory, Kanazawa University http://ifdl.jp/
最近の世界の半導体産業
まさに成長産業
AIがIoTが後押し
(WSTS (World Semiconductor Trade Statistics:世界半導体市場統計)の資料より)
10. 2021/2/3 Interface Device Laboratory, Kanazawa University http://ifdl.jp/
かつての日本の半導体産業
(朝日新聞
1987/05/25)
(朝日新聞1989/06/07)
11. 2021/2/3 Interface Device Laboratory, Kanazawa University http://ifdl.jp/
「その後」の日本の半導体産業
(吉森,中屋「国内論理系半導体産業の分析と将来戦略」,信学誌, 96, 2, pp.70-75 (2013))
12. 2021/2/3 Interface Device Laboratory, Kanazawa University http://ifdl.jp/
最近の日本の半導体産業
(朝日新聞2009/06/03)
(朝日新聞2012/10/04)
(朝日新聞
2013/02/06)
13. 2021/2/3 Interface Device Laboratory, Kanazawa University http://ifdl.jp/
※Disclaimer
「日本の半導体の復活」みたいなことは
毛頭、全く興味はありません
歴史をふまえて、未来を考えたい、という立
場です
そして、半導体の非専門家の皆さんが、半導
体とどう向き合うとシアワセか、を、いっしょに
考えたいと思います
14. 2021/2/3 Interface Device Laboratory, Kanazawa University http://ifdl.jp/
コンピュータの歴史と半導体
(1946)
真空管: 18,000本
消費電力: 140kW
サイズ: 30m×3m×1m
演算性能: 5,000加算/s
(ENIAC:世界最初のコンピュータ)
(2007)
最小加工寸法: 0.065μm(65nm)
素子数: ~50,000,000
消費電力: 100W~数mW
サイズ: 10mm×10mm程度
演算性能: 10,000,000,000演算/s
(1960)集積回路(IC)の発明
15. 2021/2/3 Interface Device Laboratory, Kanazawa University http://ifdl.jp/
半導体(集積回路)の発明
US Patent No. 2 981 877 (R. Noyce)
(1961)
US Patent No. 2 138 743 (J. Kilby)
(1959)
電子回路を半導体(ケイ素=シリコン)に作り込んだもの
インテルの創業者(の一人)
16. 2021/2/3 Interface Device Laboratory, Kanazawa University http://ifdl.jp/
半導体の進化の歴史:Mooreの法則
ref: http://www.intel.com/jp/intel/museum/processor/index.htm
傾き:×約1.5/年
年を追って、複雑・高機能な集積回路がつくられるようになった
※G.Moore (インテルの創業者の一人)
G.Mooreが1965年に論文[1]で述べる→C.Meadが「法則」と命名→「予測」→「指針(目標)」へ
G.E.Moore, "Cramming more components onto integrated circuits," IEEE Solid-State Circuit Newsletter, Vol.11, No.5, pp.33-35, 1965.
17. 2021/2/3 Interface Device Laboratory, Kanazawa University http://ifdl.jp/
Mooreの法則のカラクリ:比例縮小
コンピュータの電子回路の最小単位
=MOSトランジスタ
電流のON(“1”)/OFF(“0”)を制御するスイッチ
集積回路の部品(MOSトランジスタ)を、同じ
形状で、より小さく作ると・・・?
寸法: 1/α
不純物濃度: α
電源電圧: 1/α p-Si
S D
G
n-Si
n-Si
p-Si
S D
G
n-Si
n-Si
L
R.H.Dennard et al., "Design of ion-implanted MOSFET's with very small physical dimensions," IEEE J.of SSC, Vol.9, No.5, pp.256-268, 1974.
MOSトランジスタの断面構造
20. 2021/2/3 Interface Device Laboratory, Kanazawa University http://ifdl.jp/
比例縮小の効果
効果:いいことばかり
速度↑(電子の移動=信号の伝搬距離が短くなる)
消費電力↓(電源電圧が下がる)
集積度(機能)↑(1つの素子が小さい=同一チップに多数)
技術が進むべき方向性が極めて明確なまれなケース
p-Si
S D
G
n-Si
n-Si
p-Si
S D
G
n-Si
n-Si
L
• 素子面積:1/α2
• 素子密度:α2
• 電流I:1/α (←電圧:1/α)
• 容量C:1/α (←C=εS/d, S:1/α2, d:1/α)
• 抵抗R:α (←R=ρL/S, S:1/α2, L:1/α)
• 回路遅延:1/α (←E:一定, S-D間:1/α)
• 消費電力:1/α2 (←V:1/α, I:1/α)
• 配線遅延時間CR:1 (変わらない) ※MOSトランジスタを
上から見たところ
(素子1個の専有面積)
物理的な詳細
21. 2021/2/3 Interface Device Laboratory, Kanazawa University http://ifdl.jp/
般若心経だと・・・
1um
0.8um
0.5um
0.35um
18ヶ月
18ヶ月
18ヶ月
同じ用紙サイズなら文字数2倍
=機能2倍
22. 2021/2/3 Interface Device Laboratory, Kanazawa University http://ifdl.jp/
般若心経だと・・・(その2)
1um
18ヶ月
18ヶ月
0.5um
0.8um
同じ内容なら用紙サイズ1/2
=コスト1/2
23. 2021/2/3 Interface Device Laboratory, Kanazawa University http://ifdl.jp/
MOSトランジスタの微細化の歴史
微細化するほど
メリットがある
=がんばって微細化
そろそろ「原子」が
見えてきている
「お金がからむと
技術は進む」
L=20nm
L=5nm
平本・日経新聞「経済教室」(2019/7/18)
日経BP Tech-On! 2009/03/30
24. 2021/2/3 Interface Device Laboratory, Kanazawa University http://ifdl.jp/
コンピュータの歴史の2つの側面
DEC VAX(1976)
1MIPS
Cray-1 (1978)
100MIPS
MIPS:Million Instruction Per Second (1秒間に実行できる命令数)
(世界最初のスーパーコンピュータ)
「世界トップの高速化」+「身近なものにも高速化の恩恵」の2つの側面がある
107MFLOPS
10MIPS
100MIPS
100MIPS
108MIPS
5×1011MFLOPS
106MFLOPS
100MIPS
25. 2021/2/3 Interface Device Laboratory, Kanazawa University http://ifdl.jp/
コンピュータの「使い方」の変化
国に1台/会社に1台 個人で1台(PC) 一人で何台も
仕事・勉強の道具
国・会社のプロジェクト
コミュニケーション
・遊びの道具
>1億円 10〜100万円 数万円
身の回りに無数
存在に
気づかない
〜100円
大昔のコンピュータ 一昔前のコンピュータ 今どきのコンピュータ
コンピュータの利用場面(アプリケーション)が広がった
26. 2021/2/3 Interface Device Laboratory, Kanazawa University http://ifdl.jp/
イノベーションのトリクルダウン
A. “bunnie” Huan, “Guerilla Production Tactics”より
30倍
3倍
45nmノード
14nmノード
27. 2021/2/3 Interface Device Laboratory, Kanazawa University http://ifdl.jp/
Mooreの法則の経済的な意義
「わかりやすい&嬉しい」指針
メーカ側:微細化による性能↑&コスト↓
ユーザ側:機能↑&コスト↓
他の産業にない半導体・電子産業の特異性
「機能単価」で考えるとわかりやすい
機能単価↓ = ユーザはうれしい(売れる)
機能単価 = 価格 ÷ 機能(性能)
28. 2021/2/3 Interface Device Laboratory, Kanazawa University http://ifdl.jp/
機能単価の例
メモリ(SDカードなど)
1GBで1000円 → 1000円/GB
4GBで4000円 → 1000円/GB
1GBで250円 → 250円/GB
4GBで1000円 → 250円/GB
CPU
演算性能あたりの価格:[円/GHz]など
クルマ
燃費あたりの価格:[円/ (L/km)]
最高速度あたりの価格:[円/ (km/h)]
同じくらいお買い得
4倍お買い得
29. 2021/2/3 Interface Device Laboratory, Kanazawa University http://ifdl.jp/
機能単価の罠:4MbDRAMの立上り
DRAM(半導体メモリ)は、3年ごとに4倍容量の製品
が主軸になってきた(Mooreの法則どおり)
1Mb→4Mbの世代交代で、市場の立上りを読み間
違えた
(直野「転換期の半導体・液晶産業」(日経BP,1996))
30. 2021/2/3 Interface Device Laboratory, Kanazawa University http://ifdl.jp/
なぜ4Mbは当初売れなかたのか?
機能単価が高かったわけ
ではない
(お買い得な4Mbが売れない)
不景気だったわけでもない
(前の世代の1Mbは好調)
ユーザは4Mbが必要なかった
DRAM大口ユーザ=PC
OS:MS-DOS (1MB以上は使えない)
実際、その後、順調に4Mbは
市場が立ち上がって成長
(1991年=Windows3.1の発売)
31. 2021/2/3 Interface Device Laboratory, Kanazawa University http://ifdl.jp/
機能単価と機能飢餓
Mooreの法則による半導体産業成長の
重要な前提:機能飢餓
ユーザ(市場)が、慢性的に高機能を欲している
状態
ICT産業は長年、機能飢餓状態にあった
昔のPCのカタログのウリ=性能
最近はどうか?
分野によっては機能飢餓が薄れている
最近のPCのカタログには性能が(ほぼ)載ってい
ない
32. 2021/2/3 Interface Device Laboratory, Kanazawa University http://ifdl.jp/
機能飢餓を忘れた技術
テレビSDTV→HDTV→4K/8K
SDTV→HDTVは、画質に対する機能飢餓からか?
HDTV→4K/8Kでの機能飢餓は?
そもそも地上波のテレビは見られるのか?
http://www.garbagenews.net/archives/1935926.html http://www.nissay.co.jp/enjoy/keizai/32.html
33. 2021/2/3 Interface Device Laboratory, Kanazawa University http://ifdl.jp/
産業のあるべき姿
ものづくり = Why x What x How
Why : なぜそれを作るのか?
What : 何を作るのか?
How : どうやって作るのか?
“Why”が「欠如」しているケースが多くない
か?
Seeds側:Mooreの法則(機能単価の低下)
+Needs側:機能飢餓の継続
が長年続いてきた→機能飢餓を忘れがち
34. 2021/2/3 Interface Device Laboratory, Kanazawa University http://ifdl.jp/
Mooreの法則のもう一つの意義
機能単価の低下 = 製品価格の低下
単なる「価格低下」だけではない
「スマホやPCが安く買えてサイフに優しい」
だけではない、質的な変化の可能性がある
35. 2021/2/3 Interface Device Laboratory, Kanazawa University http://ifdl.jp/
マイコン使用
部品点数=1
コスト:100円
発振回路(555)
部品点数=4
コスト:150円
「LED点滅(Lチカ)」のパラダイムシフト
コスト面:マイコン○(「もったいなくない」)
機能面:マイコン○(多機能・仕様変更も容易)
while(1){
a = 1;
sleep(1);
a = 0;
sleep(1);
}
※さすがにPCではちょっと・・・
Mooreの法則の結果、コンピュータが「部品」になった例
昔のLチカ
今どきのLチカ
※マイコン=Micro Controller(小さなコンピュータ)
36. 2021/2/3 Interface Device Laboratory, Kanazawa University http://ifdl.jp/
コンピュータが「頭脳」から「部品」に
出典:ARM
機器の頭脳
関節ごとに小さい脳(神経節)
コンピュータが、システムの「主役」から「構成要素(部品)」になった
37. 2021/2/3 Interface Device Laboratory, Kanazawa University http://ifdl.jp/
Mooreの法則のわかりやすい例
マイコン(ATmega328P/PB)の例
機能:ATmega328P < ATmega328PB(上位互換)
価格:ATmega328P > ATmega328PB(30%安価)
0.6umくらいだと、製造コストはほぼチップ面積
ATmega328P(1.2umルール?) ATmega328PB(0.6umルール?)
詳細:http://ifdl.jp/blog/?p=1197
38. 2021/2/3 Interface Device Laboratory, Kanazawa University http://ifdl.jp/
価格が起こしたパラダイムシフト
シリアル制御フルカラーLED“NeoPixel”
電源+1本のシリアル制御線で複数制御
超安価 (~3円/pcs)
普通のLEDより安い
LEDディスプレイなど大量に使われるようになった
制御チップは1umルール程度(かなり安い)
Ref:https://news.nicovideo.jp/watch/nw4240213
39. 2021/2/3 Interface Device Laboratory, Kanazawa University http://ifdl.jp/
「部品」としての半導体
「旧型の大量生産」
同じ製品を大量につくる
汎用Tr・汎用ロジック・汎用アナログ・メモリ・・・
「新型の大量生産」
「均一な部品=汎用半導体」の
組み合わせ
半導体の位置づけ
それ自体が「旧型の大量生産」の対象
「新型の大量生産」による
「電子情報機器」生産のための部品・素材
(P.ドラッカーによる定義)
(P.ドラッカーによる定義)
40. 2021/2/3 Interface Device Laboratory, Kanazawa University http://ifdl.jp/
「新型の大量生産」における部品
部品の規格化による高い効率化
黎明期の半導体における「セカンドソース」
何にでも使えて、
どこでも手に入る「汎用品」
741、555、74シリーズ、・・・
主に供給安定化が目的
電子情報機器の設計・製造に
与えたメリットは、はかりしれない
(Wikipediaより)
41. 2021/2/3 Interface Device Laboratory, Kanazawa University http://ifdl.jp/
「汎用半導体」の転換
半導体性能↑と電子情報機器の性能↑
部品である半導体製品への性能要求↑
「汎用品」の意義の薄れ
汎用品=性能もそれなり
特定用途では性能が不足
半導体製品が用途ごとに多様化
=半導体産業の本質の転換
大量少品種→少量多品種(○○専用チップ)
42. 2021/2/3 Interface Device Laboratory, Kanazawa University http://ifdl.jp/
専用半導体の事情
「○○専用チップ」
SoC (System on Chip)
要素回路を統合してワンチップとして製造
SiP (System in Package)
要素回路のチップを組み合わせて
1つのパッケージ(部品)に入れる
※SoCよりやや性能面で不利だが、
チップごとに最適化できる
半導体固有の事情:イニシャルコスト↑↑↑
SoCはイニシャルコスト↑↑↑
大量生産で回収=ヒット製品への強い依存
最近の
アツい
43. 2021/2/3 Interface Device Laboratory, Kanazawa University http://ifdl.jp/
Mooreの法則の今後
微細化が進みすぎて、素子として動作しない+
安定に製造できない
不安要因
製造ばらつき(設計通りの形状にならない)
不純物ばらつき(電気特性が設計通りにならない)
トンネル効果(OFFにしたつもりが電子が通り抜ける)
ref: https://slideplayer.com/slide/7843454/
Si原子(直径0.2nm)
×50
44. 2021/2/3 Interface Device Laboratory, Kanazawa University http://ifdl.jp/
最近のCPU(※イメージ)
Intel Core i7 (2008)
トランジスタ(素子)数~10億個
(設計では、これらを1つも間違いなく組み合わせる)
cf: 地球の人口~70億人、中国の人口~13億人
45. 2021/2/3 Interface Device Laboratory, Kanazawa University http://ifdl.jp/
コンピュータの中身が見えなくなる
https://hardware.srad.jp/story/18/05/25/0450230/
https://security.srad.jp/story/18/05/08/0919252/
http://www.itmedia.co.jp/news/articles/
1806/15/news079.html
設計が正しいか検証しきれない
46. 2021/2/3 Interface Device Laboratory, Kanazawa University http://ifdl.jp/
AI/IoT時代の半導体
半導体は重要部品なのは事実
Mooreの法則の延長は望めない
十分すぎる、使いこなしきれない機能がある
どう使うか?
「半導体を使う」という発想の転換
ソフトウエア→ハードウエア→半導体チップ
47. 2021/2/3 Interface Device Laboratory, Kanazawa University http://ifdl.jp/
最近の半導体業界の動向
「テカナリエ・レポート」を読むと、よくわかる
スマホSoCのシェア・戦略
微細加工技術の採用・使い分け
Fab(製造工場)の使い分け・戦略
プロセッサ・アーキテクチャの動向
(ARM←→RISC-V)
ARM=ARM社のライセンス製品
(組み込みの業界標準、ソフトバンクが買収)
RISC-V=オープンソース、ソフトウエアの「縛り」がない
分野で採用事例が急拡大中
49. 2021/2/3 Interface Device Laboratory, Kanazawa University http://ifdl.jp/
技術の進歩と独裁化
科学技術の進歩=社会水準の向上
科学技術の進歩=技術の高度化・複雑化
「製造者」と「利用者」の分離
製造者の「特権」:
原材料の入手(原油、電子部品、・・・)
工場・製造装置
販売チャンネル
利用者の「意識」
「ものは買う物」
大量生産・大量消費の時代が長く続いた
50. 2021/2/3 Interface Device Laboratory, Kanazawa University http://ifdl.jp/
技術の民主化へ
技術を、市民の手に「取り戻す」流れ
大量生産→ロングテールへ
「技術の民主化」を可能にする技術革新
実はルネッサンス時代への回帰でもある
51. 2021/2/3 Interface Device Laboratory, Kanazawa University http://ifdl.jp/
技術の「民主化」がもたらすもの
(以前)プロのみ
音楽、映画、・・・
我々は「消費者」
(現在)アマチュアでもコンテンツを
作ることができる
DTM, Vocaloid, …
YouTube, …
我々は「制作者」にもなれる
(可能性・裾野が広がった) 宮下芳明「コンテンツは民主化をめざす
―表現のためのメディア技術」
(明治大学出版会, 2015)
52. 2021/2/3 Interface Device Laboratory, Kanazawa University http://ifdl.jp/
技術の「民主化」がもたらすもの
プログラミング
(以前)PCもプログラミングツールも高価
「遊び」から始められない
(現在)PCもプログラミングツールも安価orタダ
「遊び」などから始められる
=敷居の低下=裾野の広がり
53. 2021/2/3 Interface Device Laboratory, Kanazawa University http://ifdl.jp/
技術の「民主化」がもたらすもの
裾野が広がる=イノベータの多様化
「アツい思い」を具現化する
道具がある
多様性=イノベーションの土壌
小川進「ユーザーイノベーション:
消費者から始まるものづくりの未来」
(東洋経済新報社, 2013)
(L.Fleming, Harvard Business Review,
8(9), pp.22-24 (2004))
54. 2021/2/3 Interface Device Laboratory, Kanazawa University http://ifdl.jp/
技術が「道具」になるとは
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
プロ(詳しい人)しか使えない
アマ(詳しくない人)でも使える
55. 2021/2/3 Interface Device Laboratory, Kanazawa University http://ifdl.jp/
道具としてのマイコンボード
文具のように、いつのまにかなくなるので
常時ストック、という感覚
56. 2021/2/3 Interface Device Laboratory, Kanazawa University http://ifdl.jp/
技術の民主化の結果:深圳の華強北
56
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
無限に続くパーツ屋
“Used Mobile Phone Shop”の実体
パーツに分解
(BGAも)
路上で解体
店頭でリペア
新製品の試作に流用
ShenZhen HuaQiangBei
基板製造
+
部品(サプライチェーン)
+
起業(ハードウエアスタートアップ)
+
資本(VC/アクセラレータ)
深圳の生態系
謎の起業・新製品が続々(ときどきアタる)
世界中から頭脳と資金が集まり、
イノベーションを生み出している
「ハードウエアのシリコンバレー」とも
57. 2021/2/3 Interface Device Laboratory, Kanazawa University http://ifdl.jp/
技術が生まれて「道具」になるまで
エリンギの例
1993年に日本へ
2003年ごろから一般化
↑10年かかって「道具」に
料理番組、調理例・・・
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
58. 2021/2/3 Interface Device Laboratory, Kanazawa University http://ifdl.jp/
技術の道具化と社会課題解決
「おばあちゃんセンシング」
おばあちゃんが、自分の畑の状態を知りたい
でもマイコン・クラウドを使えない
おばあちゃんがマイコンを買って、サーバをたて
て、自分でシステムつくれ・・・ねえよ
→そういう世界になればいいのでは?
裾野が広がる=レベルが下がる?
結果として、専門家の「価値」も高まる(はず)
CivicTechという形で、社会的に現れつつある?
60. 2021/2/3 Interface Device Laboratory, Kanazawa University http://ifdl.jp/
半導体は「道具」になっているか?
「ハード」=電子回路、プリント基板あたり
「集積回路(半導体チップ)」までは、なかなか
どうしても「今あるもの・使えるもの」を使う
カメラ、Kinect、マイコン、FPGA・・・
新技術で、一気にパラダイムが変わることがある
「集積回路をつくれる」という道具
=「いまできること」という発想の縛りから開放
Depth画像
※昔は「可能だが高価」
→Kinect後は「誰でも使える」
→ユーザインタフェース界の革命
61. 2021/2/3 Interface Device Laboratory, Kanazawa University http://ifdl.jp/
半導体チップは「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)
(※LSI=集積回路のこと)
62. 2021/2/3 Interface Device Laboratory, Kanazawa University http://ifdl.jp/
Lチカ動画: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
「集積回路=すごいことをやるためのもの」という意識
63. 2021/2/3 Interface Device Laboratory, Kanazawa University http://ifdl.jp/
Moore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~)
「専用LSIつくってLチカ」ってもったいない&無駄遣いすぎる
64. 2021/2/3 Interface Device Laboratory, Kanazawa University http://ifdl.jp/
オレLSI:AI向けも
AI/深層学習向けのプロセッサ
従来型の「ノイマン型コンピュータ」では苦手
いわゆるASIC(特定用途向けIC)だが、
少量多品種向け
GoogleのTPU (Tensorflow Processing Unit)の例
ref: https://news.mynavi.jp/article/20170411-tpu/2
65. 2021/2/3 Interface Device Laboratory, Kanazawa University http://ifdl.jp/
オレLSI:IoT向けも
IoTは、本質的に「少量多品種」
使う場面ごとに、必要な機能・性能が異なる
情報処理のやり方も多様(端末側?サーバ?)
環境発電(太陽電池、振動発電など)など、
超低消費電力が必要な場面も多い
センサ プロセッサ 通信
記録 電源
66. 2021/2/3 Interface Device Laboratory, Kanazawa University http://ifdl.jp/
半導体を「つくる」ためのハードル
設計CAD
市販の業務用CAD: 高すぎ、高機能すぎ
製造方法
高すぎ、時間かかりすぎ(1000万円・半年)
NDA(設計ルールなどのアクセス制限)が厳しすぎ
ユーザ・コミュニティ
参入障壁:現状は専門家ばかり
“How”の専門家は多いが、”Why/What”は皆無
いずれも、なんとかなりそう?
67. 2021/2/3 Interface Device Laboratory, Kanazawa University http://ifdl.jp/
オレLSIをつくってみたい:実践
情報収集・整理
探せば、ないことはない
仲間さがし
http://j.mp/make_lsi
68. 2021/2/3 Interface Device Laboratory, Kanazawa University 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
共通設計環境・プロセス
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
70. 2021/2/3 Interface Device Laboratory, Kanazawa University http://ifdl.jp/
NT金沢:始まり
MiniMakerFaireをやりたいと画策(2013年)
NT京都をみて、NT金沢を始めていた人がいた
合流して、拡張してみた
「作ってみたは正義」(byメーヴェの八谷さん)
会場:金沢市芸術村(~2013年)
→金沢駅前地下広場(2014年~)
71. 2021/2/3 Interface Device Laboratory, Kanazawa University http://ifdl.jp/
NT金沢:現状
「すごいもの」も「しょぼいもの」から
「すごい」かは、やってみないと判断できない(by高須さん)
「見にいってみた」<<「出展してみた」
約120ブース(抽選・セレクションなし、まだキャパはなんとか大丈夫)
NT=「なんかつくってみた」と再定義して裾野拡大へ
72. 2021/2/3 Interface Device Laboratory, Kanazawa University http://ifdl.jp/
NT金沢:運営の実際
中の人=ほぼ二人
ルーチンワークが多い(会場予約、参加募集、当日)
「主催者」ではない(自称)
みんなが主役、それに場所を提供しているだけ
「主催者」がいると、みんながそれに頼ってしまう(ゴ
ミ捨てなど)
ブースの机運搬、片付けも、みんな(当事者)で
譲れないポリシー
「やりたいものは何か」を忘れない
NT金沢では「遊び場」
「やること」が目的にならないように
そのために必要なことが何かを考え、無理をしない
Webページ、チラシ:作りたい人がいたら頼む
幸い、安くてよい会場が予約できている(1万円/日:抽選)
74. 2021/2/3 Interface Device Laboratory, Kanazawa University http://ifdl.jp/
Makerからイノベータへ
学生のうちに「しょぼい起業」
小ロットでも成り立つケースもある
「起業」という選択肢だってある
そもそも「起業」という形にこだわらなくてもいい?
75. 2021/2/3 Interface Device Laboratory, Kanazawa University http://ifdl.jp/
技術サークル「テクノアルタ」
みんな、趣味でいろいろ作っている
「世の中に出したい」(ちょっとハードル)
人材、資金、事務・マネジメント、リスク・・・
「実は欲しい人がいる」(ロングテール)
「売る」難しさ:販売方法、少量生産、在庫管理、
サポート業務
「冷えミク」
(コミケC85で販売)