客观日本

两周时间就能设计和制造出半导体芯片,东京大学构筑体制

2022年07月21日 电子电气

为在2030年代重振日本的半导体产业,日本国内的大学开始建造基地。东京大学将构筑可以在两周内完成半导体芯片设计和制造的体制,东北大学也在致力于利用电子的磁铁特性的“自旋电子学”来开发半导体。随着通过缩小电路提高集成度的微细化步伐逐渐放缓,预计所需技术也将发生变化,业界为此开始建立新的开发体制并推进人才培养。

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通过设计自动化和部分工序的标准化,大幅缩短半导体的开发周期(示意图,由东京大学提供)

东京大学通过推进设计自动化和部分工序的标准化,大幅缩短了目前约为5个月的芯片开发时间。通过使晶体管采用通用方式排列,提前制作晶圆并独立设计布线,就能制作出专用电路。这样不仅降低了设计和制造的难度,还使非半导体专业的研究人员和企业也能制造出专用芯片。

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东京大学在2022年度内,将在本乡校区设置将晶圆切割成芯片的装置等。用户将在2023年度内可实现实际试制芯片。

担任该基地主任的黑田忠广教授介绍说:“可以快速制造出完成度为80分的产品,然后在使用过程中去发现需要改进的地方”。将在半导体领域引进软件领域常见的在短时间内反复试制和改进的“敏捷开发”。

东京大学将与熊本大学和北海道大学等14所大学合作试制各种芯片。除了与SCREEN控股公司等共同推进研究外,还打算与最大的半导体代工生产商台湾积体电路制造公司(TSMC)合作,扩大专用芯片开发范围。

全球的科技巨头已纷纷开始专注于研发专用芯片。美国的苹果和谷歌已为智能手机配备了自主开发的半导体,谷歌和亚马逊网络服务公司将在数据中心采用专用半导体。东京大学的目标是,让不具备科技巨头那样的资金实力的大学研究人员和企业也能轻松制作所需功能的半导体。

东北大学正面向医疗、太空和安全领域开发基于自旋电子学的半导体。自旋电子学可通过频繁关闭系统电源来降低待机功耗,因此有望将芯片的耗电量降至目前的百分之一左右。

除研究外,该项目还将通过试制来培养精通半导体的人才。计划2025~2026年度之前以材料和元件为中心开展研究,之后5年推进电路设计、集成化和芯片试制。

除此之外,东京工业大学还在与广岛大学和丰桥技术科学大学共同合作,为电动汽车(EV)开发传感器和通信用半导体。目的是提高半导体的节能性能,减少生产过程中的二氧化碳排放。

日文:大越优树、《日经产业新闻》,2022/7/6
中文:JST客观日本编辑部