マクニカは「テクニカルショウヨコハマ2024-第45回工業技術見本市-」（2024年2月7～9日／パシフィコ横浜）に出展し、ペロブスカイト太陽電池や鉛蓄電池システム「soldam」を展示した。 マクニカは「テクニカルショウヨコハマ2024-第45回工業技術見本市-」（2024年2月7～9日／パシフィコ横浜）に出展し、ペロブスカイト太陽電池や鉛蓄電池を展示した。同展示会では、「ペロブスカイト太陽電池による脱炭素社会の実現」と題した講演が行われ、マクニカ 社長兼CEO（最高経営責任者）の原一将氏の他、神奈川県知事の黒岩祐治氏、桐蔭横浜大学 特任教授でペロブスカイト太陽電池の発明者でもある宮坂力氏が登壇した。 黒岩氏は、ペロブスカイト太陽電池が実現する脱炭素社会について「これまでは、火力発電所や原子力発電所などの大きな発電所で発電した電気を供給する集中型電源の時代だった。しかし、今後は、各家庭が

今月のお題は、厳密にいうとあまり2月のニュースではない（1月と3月のニュースが混じっている）のだがご容赦頂きたい。今月のお題は小容量FPGAについてである。 最小構成でも大容量、AMDの新Spartan AMDは2024年3月5日に「Spartan Ultrascale+」を発表した（「エッジ向け「Spartan UltraScale+」、AMDが発表」）。ここでポイントになるのは、最小構成の「SU10P」でも11K LCとかなりの大容量になっていることだ。オンチップメモリも1.77Mビットとかなりの容量である。これだけあれば、実はMicroBrazeどころかフルスペックのRISC-V（RV32I）を動かしてまだ余裕がある回路規模であって、既にGlue Logic向けを完全に通り越している気がしなくもない。もちろん、前世代の「Spartan-7」も2035年まで提供されることが明言されてい

フランスの市場調査会社Yole Groupは2023年7月、ガリウムヒ素（GaAs）およびインジウムリン（InP）系化合物半導体に関する市場分析を発表した。同社は民生アプリケーションへの採用拡大が両市場の成長を加速するとしている。 フランスの市場調査会社Yole Group（以下、Yole）は2023年7月、ガリウムヒ素（GaAs）およびインジウムリン（InP）系化合物半導体に関する市場分析を発表した。同社は民生アプリケーションへの採用拡大が両市場の成長を加速するとしている。 GaAsはコスト面／小型化の利点で再躍進 Yoleによると、2023年第1四半期、データ通信および電気通信市場は、主に過剰在庫とハイパースケーラーおよびクラウドサービスプロバイダーからの光トランシーバー需要の低迷によって急減速。データ通信および電気通信インフラの主要部品であるInP系レーザーを手掛けるメーカーは過剰在

日本原子力研究開発機構は、絶縁体の薄膜を用いることで、従来型インダクター（コイル）と同等の電力効率を維持しつつ、インダクターの厚みを1万分の1（約10nm）にできる原理を考案し、理論的に検証したと発表した。 インダクターとして約10Hz～10GHzまで広い周波数領域で動作 日本原子力研究開発機構（以下、原子力機構）先端基礎研究センタースピン－エネルギー科学研究グループの荒木康史研究副主幹と家田淳一研究主幹は2023年6月、絶縁体の薄膜を用いることで、従来型インダクター（コイル）と同等の電力効率を維持しつつ、インダクターの厚みを1万分の1（約10nm）にできる原理を考案し、理論的に検証したと発表した。 従来型のインダクターは、導線を巻いたコイルが一般的であった。このため、少なくとも0.1mmの厚みが必要となっていた。2019年にはコイルを用いない「創発インダクター」が提案されたが、インダクタ

東京工業大学は、静電アクチュエーターの出力を、従来の1000倍にできる「有機強誘電材料」をENEOSと共同で開発した。この材料を用いた静電アクチュエーターは軽量かつ柔軟性に優れており、駆動電圧も数十Vで済むという。 駆動電圧も数十Vに低減、出力は印加電圧にほぼ比例 東京工業大学科学技術創成研究院未来産業技術研究所の西村涼特任教授と市林拓特任准教授らによる研究チームは2022年11月、静電アクチュエーターの出力を、従来の1000倍にできる「有機強誘電材料」をENEOSと共同で開発したと発表した。この材料を用いた静電アクチュエーターは軽量かつ柔軟性に優れており、駆動電圧も数十Vで済む。このため、パワースーツの人工筋肉や電気自動車のアクチュエーターなどへの応用が期待されている。 静電アクチュエーターは、電磁アクチュエーターに比べ「構造が簡単で軽量」といった特長がある。ただ、大きな出力を得るために

三菱電機は、光ファイバー通信用のチューナブルレーザーダイオードチップ「ML9CP61」を開発した。デジタルコヒーレント通信の大容量化と光トランシーバーの小型化に対応した製品となる。 チップで供給、光トランシーバーに適したパッケージ設計が可能に 三菱電機は2022年9月、光ファイバー通信用のチューナブルレーザーダイオードチップ「ML9CP61」を開発したと発表した。デジタルコヒーレント通信の大容量化と光トランシーバーの小型化に対応した製品となる。 ML9CP61は、400Gビット/秒の光トランシーバー標準規格（OIF-400ZR01.0）に準拠した広い波長帯に対応するなど、デジタルコヒーレント通信の大容量化を可能にする製品。1～16チャネル分の異なる発振波長を持つ16個のDFB（分布帰還型）レーザーを並列に配置したアレイ構造とした。 しかも、チップを温度制御することで、波長をチャネルごとに約

パナソニックは、新たに開発した合金はんだと専用フラックスを用い、低温はんだによるフロー実装を実用化し、家電製品の量産に適用した。 実装工程の消費電力を約30％削減、CO2排出係数も大幅減少 パナソニックは2022年8月、新たに開発した合金はんだと専用フラックスを用い、低温はんだによるフロー実装を実用化し、家電製品の量産に適用したと発表した。 同社は、家電製品の量産ラインで低温はんだのリフロー実装を、いち早く導入してきた。ところが低温はんだのフロー実装では、液体状になったはんだの供給量を適切に制御することが難しいことや、はんだ槽の表面にはんだドロスが生成されるなど、実用化に向けてはいくつかの課題もあったという。 そこで、パナソニックは材料メーカーと協力し、フロー実装に適したSnとBiの合金はんだ「Sn-58Bi」とSn-58Bi専用の「フラックス」を開発した。Sn-58Biは、従来の鉛フリー

大規模レーザー集積実現の鍵は「リン化インジウム」 Mader氏は、「大規模なレーザー集積を可能にする重要なコンポーネントの1つが、リン化インジウムだ。シリコンフォトニクスウエハー上でリン化インジウムを直接加工することで、半導体メーカーはスケーラビリティとコストメリット、電力メリット、従来のシリコンフォトニクス技術では達成できなかったレベルの信頼性を実現できる」と説明している。 「1波長あたり200Gの伝送速度を容易に実現できる当社のリン化インジウム変調器は、シリコンのみの変調器に対して優れた優位性があると確信している。電力効率に関しても、当社の変調器は非常に低損失である。レーザーも、半導体における損失がわずか数パーセントでこちらも損失が低い。このように素子の損失と素子間の損失が少ないため、電力効率において他社を圧倒している」（Mader氏） Mader氏は信頼性については、シリコンへ直接放

2020年以降、つまり新型コロナウイルス感染症（COVID-19）の感染が拡大して以来、半導体不足に陥ったこともあって、世界の半導体工場は増産に次ぐ増産を行っている。世界半導体市場統計（WSTS）によれば、昨年2021年は、出荷額が約5523億米ドル、出荷個数が約1.2兆個と、いずれも過去最高を記録した（図1）。そして、ことし2022年は、出荷額も出荷個数も、それを上回ると予測されている。このように、半導体業界は、ここ数年、過去に例を見ない活況期を迎えていると思われる。 ところが、この活況に“冷や水“を浴びせる出来事が起きた。2022年4月7日にEE Times Japanでも掲載された通り、3月8日に米3Mのベルギー工場が、ポリフルオロアルキル物質（Poly Fluoro Alkyl Substances, PFAS）の一種である、フッ素系不活性液体（登録商標フロリナート）の生産を停止し

電磁波で電力を伝送するという夢の続き（後編）：福田昭のデバイス通信（353） imecが語るワイヤレス電力伝送技術（7）（1/2 ページ） （ご注意）今回は前編の続きです。まず前編を読まれることを推奨します。 世界で初めての本格的なマイクロ波給電実験 ワイヤレス電力伝送の歴史をたどる前後編の後編をお届けする。前編では、世界で初めての本格的なマイクロ波給電実験が1964年に実施されたことを述べた。米国の航空宇宙電子企業Raytheonにつとめるウイリアム・ブラウン（William C. Brown、1916年5月22日生～1999年2月3日没）が、マイクロ波ビーム給電によって電動の無人小型ヘリコプターを浮揚させてみせた。 後編では、ブラウンによる実験の概要を説明する。資料はブラウンが1965年12月に米国空軍に提出した報告書「Experimental Airborne Microwave S

東京工業大学の研究グループは、排熱源を冷却しながら発電を行う「レドックス・フロー熱電発電」で、従来に比べ発電密度を1桁以上高くすることに成功した。 作動液の溶媒にガンマ‐ブチロラクトン（GBL）を採用 東京工業大学工学院機械系の村上陽一准教授と博士後期課程学生の池田寛氏らによる研究グループは2021年10月、排熱源を冷却しながら発電を行う「レドックス・フロー熱電発電」で、従来に比べ発電密度を1桁以上高くすることに成功したと発表した。 村上氏らの研究グループは、100～200℃の排熱面を冷却する技術として、「レドックス・フロー熱電発電」を創出した。この技術はパワー半導体や車載電池セルなどを冷やしながら発電することができる技術で、2017年に実験結果を報告した。2019年には、そのメカニズムを解明した上で、コンセプトの原理的可能性を証明してきた。ただ、実用化に向けては発電性能のさらなる向上など

東京工業大学の研究グループは、セレン化スズ（SnSe）の多結晶体にテルル（Te）を添加することで、熱電変換性能を30倍も向上させることに成功した。 Seと同価数のTeイオンを添加する新たな手法でZTを向上 東京工業大学物質理工学院材料系のホ・シンイ大学院生（博士後期課程3年）と科学技術創成研究院フロンティア材料研究所の片瀬貴義准教授、神谷利夫教授および、元素戦略研究センターの細野秀雄栄誉教授らによる研究グループは2022年3月、セレン化スズ（SnSe）の多結晶体にテルル（Te）を添加することで、熱電変換性能を30倍も向上させることに成功したと発表した。 熱電変換の効率を高めるには、「熱伝導率が低い」性質と「電気伝導度と熱起電力が高い」性質を兼ね備えた熱電材料の開発が必要となる。そこで研究グループは、SnSe多結晶体に対し、セレン（Se）と同価数のテルル（Te）イオンを添加するという、従来と

筆者は、そこそこクルマ好きである。今乗っているクルマはお気に入りではあるが、13年が経過し、そろそろ買い替え時だと思っていた。ところが、2021年10月31日付日経新聞によれば、半導体不足でクルマが生産できず、新車の納期が軒並み長期化しているという。通常はせいぜい1～3カ月の納期がその倍近くに長期化しており、人気があるクルマでは1年も待たなければならない（図1）。 筆者は、「そんなに半導体が不足しているのか！」と驚き、無念であるがことしクルマを買い替えるのは諦めた。そして、来年2022年2月に7回目の車検を受けざるを得ないと覚悟を決めた。 どうもクルマ業界は予想以上に深刻な状況に陥っているらしい。11月2日付日経新聞によれば、今年10月の新車販売台数は27万9341台で、統計を取り始めた1968年の27万9643台を（2台）下回り、過去54年間で最低だったという。この記事には、半導体不足と

1997年から本格的な開発が始まった最先端EUV（極端紫外線）露光装置（以下、EUV）は、20年以上の歳月を経て2018年第3四半期頃に離陸し、2019年にTSMCが孔系にEUVを適用した7nm＋プロセス（以下、プロセスは省略）による量産に漕ぎつけ、ことし2020年には配線にもEUVを使う5nmによる大量生産が実現している。 筆者が2007年に初めて参加したリソグラフィの国際学会SPIEでは、EUVの開発があまりにも難しいため、図1のようなスライドを使ってその困難さを説明した発表があった。 図1：2007年2月、リソグラフィの国際学会SPIEにて 出典：EUVの画像はAnthony Yen, ASML, “EUV Lithography and Its Application to Logic and Memory Devices”, VLSI 2020, SC1.5より引用（クリックで拡

図2にCo-packaged Opticsを使用したPCBの概念図を示す。 光トランシーバーに接続する電気配線を1本当たり100Gbit/s以上に高速化しようとすると、伝送損失の少ない基板を使用しなければならない。一般的にそのような基板は高価であるため、必要最小限の面積の基板上にASICと光トランシーバーを搭載・高速接続し、それをPCBに固定する方式が考えられている。IC実装におけるMulti-chip Module (MCM)と同じ概念である。このような構造を実現するのが本稿で扱うCo-packaged Opticsだ。ちなみに電源や低速の制御信号などは、PCBと高速基板の間を電気コネクターで接続する。 しかし、図2のような絵は描けても、まだ、データセンターオペレーター、システムベンダー、ICベンダーや光部品サプライヤーにおいては、実現の指針や開発技術の明確化は始まったばかりである。 例

九州大学は、電気光学ポリマーを用いた超高速光変調器の開発に成功した。1チップで最大毎秒200Gビットの信号を発生、高い熱安定性を有することも確認している。 並列化でリンク速度を1.6Tビットに拡張可能 九州大学先導物質化学研究所の横山士吉教授と呂國偉博士らによる研究グループは2020年8月、電気光学ポリマーを用いた超高速光変調器の開発に成功したと発表した。1チップで最大毎秒200Gビットの信号を発生、高い熱安定性を有することも確認している。 ポリマーを用いた光変調器は、従来の無機半導体系（ニオブ酸リチウムやシリコン、インジウムリンなど）光変調器と比べ、伝送速度や消費電力などに優れている。研究グループもこれまで、光信号伝送のデータレートが毎秒100Gビットという光変調器の研究を行ってきた。今回の成果は、開発目標としてきた値の2倍となる高速伝送を達成した。日産化学と共同で、実用化に向けた電気光

英国の最高裁判所が、中国の通信機器メーカーHuaweiと、米国の大手特許ライセンスグループUnwired Planetとの間の訴訟において、知的所有権関連の法律を根底から覆すことになる画期的な判決を下した。 英国の最高裁判所が、中国の通信機器メーカーHuaweiと、米国の大手特許ライセンスグループUnwired Planetとの間の訴訟において、知的所有権関連の法律を根底から覆すことになる画期的な判決を下した。 この訴訟は、英国の法律制度の中で、最初は高等法院、次に控訴院、最終的には最高裁判所と、約6年間にわたって対応が進められてきた（HuaweiおよびZTE対Conversant Wirelessでも、同様の訴訟に関する裁判が並行して行われてきた）。 今回の訴訟では、Unwired Planetが保有する、2G～4G（第2～第4世代移動通信）の全てのセルラー方式技術関連の特許に焦点が絞ら

SiCパワー半導体で30年来の課題となっていた欠陥の低減が、大きく前進しようとしている。京都大学と東京工業大学（東工大）は2020年8月20日、SiCパワー半導体における欠陥を従来よりも1桁低減し、約10倍の高性能化に成功したと発表した。 SiCパワー半導体で30年来の課題となっていた欠陥の低減が、大きく前進しようとしている。京都大学と東京工業大学（東工大）は2020年8月20日、SiCパワー半導体における欠陥を従来よりも1桁低減し、約10倍の高性能化に成功したと発表した。 代表的な次世代パワー半導体であるSiCパワー半導体は、既にエアコンや太陽電池、自動車、鉄道といった分野に採用され、確実に市場規模は成長している。富士経済が2020年6月に発表した調査によると、2019年のSiCパワー半導体の世界市場は436億円で、2030年には2009億円になると予測されている。 一方で、京都大学大学

製造装置市場の企業別シェアと今後の展望 最後に、2019年における各種の製造装置の企業別シェアを見てみよう（図6）。韓国のSEMESや中国のNAURAがわずかにシェアを獲得している分野もある。しかし、全ての製造装置について、日米欧の企業がシェアを独占している。 露光装置、コータ・デベロッパ、スパッタ装置、バッチ式洗浄装置、異物検査装置、欠陥検査装置は、「1強＋その他」という状況になっている。また、マスク検査装置、CVD装置、熱処理装置、CMP装置、枚葉式洗浄装置では、「2強＋その他」になっている。さらに、ドライエッチング装置は、「3強＋1社」と言えるかもしれない。 要するに、全ての製造装置について、日米欧の特定の企業が、「1～3強＋その他」という寡占状態をつくり出している。これは、各種の製造装置がノウハウの塊になっているため、容易に新規企業が参入できないことを意味している。中国が、製造装置

光変調器の試作例（電界吸収（EA）変調器）とまとめ（後編）：福田昭のデバイス通信（154） imecが語る最新のシリコンフォトニクス技術（14）（1/2 ページ） 電界吸収変調器（EA変調器）を試作して測定した、静特性と動特性の結果を解説する。さらに、EA変調器の他、マッハツェンダ変調器（MZ変調器）とリング変調器のベンチマーク結果をまとめる。そこから分かることは何だろうか。 電界吸収変調器（EA変調器）の静特性 今回は前後編の後編である。前編を覚えておられない方や未読の方は、あらかじめ前編を読まれてから、本編をお読みすることを強くおすすめする。 後編では、電界吸収変調器（EA（Electro-Absorption）変調器）を試作してその性能を測定した結果を説明する。そしてまとめとして、これまでに試作された3種類の光変調器の性能を示す。 電界吸収変調器（EA変調器）を試作して特性した結果に