井上 史大
横滨国立大学研究生院工学研究院 系统创生部门 副教授
出生于兵库县。2013年完成关西大学研究生院理工学研究科综合理工学专业博士课程，获工学博士学位。曾任imec研究员，2021年起任现职。2024年起兼任横滨国立大学综合学术高等研究院半导体/量子集成电子研究中心副主任。2022年入选“先驱科研人”，2024年起担任A-STEP项目负责人。
Q1. 让您从事研究工作的契机是什么？
A1. 想弄清机器人如何动作的
我从小就喜爱机器人动画和新的数码产品，伴随着思考“为什么它能这样动”，自己也对动手制作物件产生了兴趣。读研进入研究室时正值日本半导体研究陷入相当低迷的时期，让我产生了“若要挑战必须到海外去”的想法。
为此在2011年读博期间，我通过互联网申请参加了比利时的全球顶尖半导体研究机构imec的实习项目。我在当地并没什么人脉，是通过线上申请获得了这个机会的。博士毕业后我在imec继续做了大约10年的研究员，参与了当时最前沿的半导体研究。
自那时起，我就一直在从事半导体三维（3D）集成技术的开发工作。以前半导体是通过提高集成电路的微细程度来提升性能的，近年来微细化的投资成本激增且技术层面也接近了极限。为突破极限进一步提升性能，就需要开发后工程领域的高效封装技术。
Q2. 您目前正在从事哪些研究？
A2. 使用等离子体的“混合接合技术”
目前正在推进开发“3D芯片堆叠技术”，这种技术不再像传统方式那样将大型集成电路制作成一个芯片，而是将其分割为多个小型芯片分别制造，再立体堆叠封装起来。像搭积木一样将小型芯片以立体方式堆叠并连接，可在制造时降低不良率，同时缩短芯片间布线的距离，节省电力实现高性能化。
但是，为实现更高精度的芯片连接，需要用“等离子体混合接合”技术来替代传统的焊料接合工艺。在JST先驱研究项目中，我们还把半导体3D芯片堆叠技术应用于量子领域，目标是打造出异质量子计算机。为制造量子计算机用芯片堆叠技术，必须应对极低温运行环境和对应超导的材料变换，确立高效布线和接合技术。
芯片堆叠集成示意图
量子计算机虽然现在还是新技术，但未来必将迎来量产时代。面对新时代，我们正一边逐一攻克技术难题，一边推进新一代半导体技术与量子应用的开发。2024年，我们的研究还入选了JST的A-STEP产学合作Ⅱ期（深化阶段），期待通过产学协作加速社会应用的实用化研究。
Q3. 对立志从事研究工作的人有何建议？
A3. 怀揣对未来的好奇心并义无反顾
这项研究的魅力在于，当前进行的探索可能在10年后实用化，社会贡献性清晰可见。但也正因技术进化的速度迅猛，我们必须准确把握近未来的需求，创造出社会真正需要的技术。
基于此，我们成立了促进企业与学术界跨领域开放式创新的“3DHI”联盟，此外我还担任了2024年新开设的“半导体/量子集成电子研究开发中心”的副主任。希望自己能够成为连接各类研究人员与不同领域的枢纽，为日本的半导体产业开辟新路。
虽然一般人在日常生活中接触半导体的机会不多，但它却是智能手机、自动驾驶汽车等发展过程中不可缺少的器件。半导体在各种元件中如何工作？今后又将如何进化？希望有志成为研究人员的人，能够怀着好奇心投身进来。
（TEXT：村上佳代）
与企业研究人员相互切磋交流，并荣获 “第30届年度半导体2024”的半导体制造装置部门的“优秀奖”。
原文：JSTnews 2025年4月号
翻译：JST客观日本编辑部
