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平成14年度VLSI設計工学（夏学期 木曜２限）
電子工学専攻・藤田昌宏
1. VLSIとIT社会（導入）
2. VLSIの種類と設計の流れ
3. ハードウェア記述言語
4. シミュレーション
5. 論理合成（２）
6. VLSIのレイアウト
7. VLSIの製造故障テスト
8. 高位レベル合成（アルゴリズムからのハードウェア生成）
9. 設計検証（２）
10. システムレベル設計
11. 低消費電力設計
２１世紀IT社会を拓く（講義導入）
• 半導体技術
–
–
–
–
アメリカで始まり、産業化
1970年代はアメリカがリード
1980年代になり、日本がトップに
1990年代以降は、？？？
• 米国でのPCの普及
• 日本はバブル後遺症
• 韓国、台湾、中国、インド、…
– これからも、日本で最先端VLSIを作れるか？
• みなさんに、かかっています！
10年前は大昔？
• ドッグイヤー、キャットイヤー
– 1年の変化が、これまでの7年から10年の変化に相
当する
• 10年前のハイテクと現代のハイテク
– 10年前の世界最小携帯電話
• 230グラム、１回の充電で45分通話できる
– 今の世界最小携帯電話
• 57グラム、1回の充電で125分通話できる
ICの誕生
• ICの発明者：
– ジャック・キルビー（TI）1958年
– 2000年のノーベル賞
• 製造技術：
– ロバート・ノイス（フェアチャイルド）1959年
• 現在、ICの集積度は、3年で4倍になる！
– 超LSI（VLSI）化
ムーアの法則
システムLSIとSoC
超微細加工技術
• 配線の幅は、0.15マイクロメートル
– 髪の毛の500分の１の細かさ
• このチップ１つで
– 新聞なら16000ページ
– テレビ画像なら1時間分
• DRAM 混在のSoC
超微細加工技術の波及効果
• バイオへの応用
– バイオチップ
• マイクロマシン
• 新素材
全長10ナノメートル
自動車は走るマイコン
エアコン
パワーステアリング
メモリシート
ワイパー制御
車載用
ハイマウント
ストップランプ
エンジン制御
変速制御
パワーウインドウ
オートドアロック
エアバッグ制御
クルーズ制御
カーナビ・システム
オーディオ・システム
アンチロック・ブレーキ
システム
キーレス・エントリ
電子制御
サスペンション
半導体製造装置
• ステッパ
（逐次移動式露光装置）
• イオン打ち込み装置
• ダイシング装置
• 試験装置（テスタ）
• いずれも、１台１～数億円
半導体産業の成長率はGDP成長率の約１／３
日本のGDP成長率
半導体産業成長率
主要産業の１９９９年度設備投資額
10000億円
8593
9367
8000
6000
4958 4911
4000
2000
0
電子機械 自動車 鉄鋼 半導体
各産業の研究開発投資（対売上高比）
15
%
5.8 5.8
5.2
3.6
1.8
電
気
機
械
2.8
精
密 化 機 鉄 半 全
機 学 械 鋼 導 産
械
体 業
平
均
国籍別半導体メーカの出荷シェア
70%
60
米州企業
50
40
30
20
10
0
日本企業
欧州企業
アジア・パシフィック企業
78 80 82 84 86 88 90
92 93 96 98 00
半導体企業トップ１０
１９８９年
1. NEC
2. 東芝
3. 日立
4. モトローラ
5. TI
6. 富士通
7. 三菱
8. インテル
9. 松下電子
10. フィリップス
２０００年
1. インテル
2. 東芝
3. NEC
4. サムソン電子
5. TI
6. STマイクロ
7. モトローラ
8. 日立
9. インフィニオン
10. マイクロン
LSI設計のスタイル