阪大,ビアスイッチでFPGAを12倍高密度実装

著者: higa

大阪大学の研究グループは,新ナノデバイスであるビアスイッチをFPGA(Field Programmable Gate Array)のプログラム機能実現に利用することで,FPGAチップの12倍の高密度化実装に世界で初めて成功した(ニュースリリース)。

ビアスイッチとは,配線層内に実現された不揮発スイッチ(原子スイッチ)とプログラム用の選択デバイス(バリスタ)からなるデバイス。プログラムを制御するためのアクセストランジスタが不要のため,配線層内に小面積で実装できる特長を持つ。

これまでFPGAは,短期間で機能実現でき,少量多品種の製品に適するという特徴により利用拡大が進んできた。しかし,チップ内のプログラミング機能の実現に多数のトランジスタを利用するため,チップの実装密度が低く,動作速度や消費電力などの性能が低いという課題があった。

研究グループでは今回,ビアスイッチを用いたFPGAの試作に世界で初めて成功し,従来のトランジスタでプログラム機能を実現するFPGAに対して,12倍の実装密度向上を実証した。

実装密度はFPGAチップの価格に直結するため,大幅なコスト低減が期待できる。また,プログラム機能の実現にトランジスタを利用しなくなったため,全てのトランジスタをコンピューティングに利用できるようになり,高いコンピューティング性能の実現も可能となる。

最小線幅65nmのシリコンCMOSプロセスを用いて製造したFPGAチップをプログラミングし,期待通りの機能が実現できていることを確認した。ビアスイッチが次世代のFPGAに適したデバイスであることを明らかにした。

さらに,AIアプリケーションが効率的に実現できるFPGAアーキテクチャを開発し,その性能予測を行なった。トランジスタを用いてプログラミング機能を実現したFPGAに対して,5倍のエネルギー効率向上が可能であることもわかった。最小線幅7nmのシリコンCMOSプロセスで製造した場合,さらに11倍のエネルギー効率向上が期待できるという。

この研究成果により,AIアプリケーションを実現するプラットフォームとして期待が集まるFPGAデバイスの性能並びにエネルギー効率を向上させることができるという。さらに高密度化により,FPGAデバイスの低価格化も期待できるとしている。

キーワード:

関連記事

  • 東北大、光量適応信号選択機能を有する3次元積層型CMOSイメージセンサーを開発

    東北大学の研究グループは、露光期間中にフォトダイオード(PD)から溢れた光電荷を蓄積する横型オーバーフロー蓄積容量(LOFIC)を、画素毎に2段設けてダイナミックレンジを拡大するとともに、光量に応じて適切な信号を読み出す…

    2026.01.07
  • 2026年以降の半導体成長を支える技術基盤とは

    生成AIの急速な普及や、様々なモノの電動化の進展を背景に、半導体市場は2026年以降も中長期的な成長軌道を描くと見込まれている。先端ロジック半導体では、AI処理能力のさらなる高度化に向けて微細化競争が続く一方、電力インフ…

    2026.01.05
  • 東北大学など、6兆画素/秒の読み出し速度のバースト型CMOSイメージセンサーを開発

    東北大学、島津製作所、ラピスセミコンダクタ、エイアールテックは、6兆画素/秒の読み出し速度を有するグローバルシャッタ方式のバースト型CMOSイメージセンサーを開発した(ニュースリリース)。 超高速イメージング技術は、ナノ…

    2026.01.05
  • 半導体製造装置市場、2027年に過去最高の1,560億ドル到達

    米SEMIは12月15日(米国時間)、SEMICON Japan 2025において、世界半導体製造装置の2025年末市場予測を発表し、2025年の装置メーカーによる半導体製造装置世界の売上高は、前年比13.7%増の1,3…

    2025.12.24
  • オキサイド、半導体後工程向け高パルスエネルギー深紫外レーザーを開発

    オキサイドは、半導体ウエハー欠陥検査用(前工程)に特化した深紫外(DUV)ピコ秒レーザー「QCW Kalama」シリーズに、半導体後工程に向けた高パルスエネルギーモデルを新たなラインナップとして加え、2025 年12月1…

    2025.12.23
  • SCREEN、先端半導体パッケージに対応する直接描画露光装置を開発

    SCREENセミコンダクターソリューションズは、先端半導体パッケージに対応する直接描画露光装置の最新モデル「DW-3100」を開発し、2025年12月に販売を開始すると発表した(ニュースリリース)。 近年、AI半導体の急…

    2025.12.10
  • ギガフォトン、先端半導体パッケージ用加工向けエキシマレーザーを日本企業に設置

    ギガフォトンは、半導体パッケージ加工向けエキシマレーザーを日本国内で最先端半導体の研究開発を行なう企業に納入し、11月に装置の設置を完了したと発表した(ニュースリリース)。今回の設置では、同社の最新光源となる『G300K…

    2025.12.08
  • 半導体製造装置販売額は前年同期比11%増 依然としてAIが牽引

    米SEMIは12月2日(米国時間)、半導体製造装置の2025年第3四半期における世界総販売額が、前年同期比11%増、前期比では2%増の336億6,000万ドルであったと発表した(ニュースリリース)。 販売額の増加は、AI…

    2025.12.04

新着ニュース

人気記事

新着記事

  • オプトキャリア