ミニマルファブ、実チップで動作実証にも成功：SEMICON Japan 2019

ミニマルファブ推進機構は、「SEMICON Japan 2019」で、「つながるミニマルファブ」をテーマに、合計で約50台のミニマル生産システム装置群を展示。ミニマルファブで製造し、動作実証に成功した半導体チップも展示した。

[馬本隆綱，EE Times Japan]

テーマは「つながるミニマルファブ」

　ミニマルファブ推進機構は、「SEMICON Japan 2019」（2019年12月11〜13日、東京ビッグサイト）で、「つながるミニマルファブ」をテーマに、合計で約50台のミニマル生産システム装置群を展示、会場内の別ブースに設置された装置をタブレット端末でリモート制御するデモなども行った。ミニマルファブで製造し、動作実証に成功した半導体チップも展示した。

　ミニマルファブは、直径12.5mmのウエハーを用い、小型の装置で半導体チップを1個ずつ製造することができるシステム。10台のミニマル装置を連結しても、その長さはわずか3mで済む。しかも、局所クリーンルーム化生産システムにより、従来の半導体工場のような大規模な投資や設置スペースはいらない。研究室などにも比較的容易に導入できるというメリットもある。

　ミニマルファブの製造装置を用いた半導体チップの開発も本格化する。宇宙航空研究開発機構（JAXA）と産業技術総合研究所（産総研）は、放射線耐性に優れた宇宙機搭載用の集積回路を設計しミニマルファブ方式で試作。48端子セラミックQFPに実装し、正常に動作することを確認したという。

　動作確認したのは論理演算などを行う4ビットALU（Arithmetic Logic Unit）チップ。2個の4ビット入力データの加算および、減算を行うことができる。プロセス技術はフルミニマルSOI-CMOS2層アルミ配線を用いた。ゲート長は4μmである。1338個のトランジスタを2×2.5mmのチップサイズに集積している。

4ビットALUチップの外観

　JAXAの研究者は、「研究者自らが半導体チップを手軽に製造することができ、試作するまでの期間も短縮できる。多品種少量の用途向けでは、チップコストを従来に比べて2桁抑えることも可能である。さらに、専用回路を開発することでFPGAなどに比べ消費電力を低減することもできる」と、ミニマルファブ活用のメリットを話す。

　4ビットALUチップ以外にも、オペアンプやMEMSセンサーなど、ミニマルファブを用いて試作したデバイスを展示した。

ブースでは、ミニマルファブ装置を遠隔操作するデモも行った。具体的には会場内の産総研ブースに設置されたミニマルファブ装置を、離れた場所にあるミニマルファブ推進機構のブースからタブレット端末を用いて遠隔操作した。

　今回のテーマでもある『つながるミニマルファブ』とは、「ネットワークを介して製造装置同士が単純につながるだけでなく、遠隔地からでも製造装置の制御やメンテナンス、半導体デバイスの管理などが行える。このように、半導体チップを開発するために、異なる場所や企業間であっても、ヒトやモノが系統的につながる環境を提供する」（説明員）ことだと話す。

会場内の別ブースに設置された装置をタブレット端末でリモート制御するデモの模様

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