先端技術のご紹介
創業100周年となる2018年に向けて、当社はエレクトロニクスNo.1の「環境革新企業」を目指し、さまざまなモノづくりに取り組んでいます。そのモノづくりを支え、実現するためには日々の研究開発が欠かせません。
ここでは、当社の先端技術・要素技術をご紹介します。
マイクロ波を用いてパワーシステムを制御するDrive-by-microwave駆動方式を開発
−世界初*）パワーデバイスの絶縁駆動をワンチップで実現−
当社は、世界で初めてパワーデバイスの駆動回路を半導体チップ上に実現する新しい駆動方式を開発しました。
半導体基板上で5.8GHzのマイクロ波を使った非接触電力伝送を行なうことで、駆動部の半導体化を実現し、高速化、小型化を達成しました。
これによりパワーデバイスと駆動部の一体集積化が可能となり、大幅な小型化が可能となります。
*）2012年2月28日、当社調べ
2012年2月22日(現地時間)に米国 サンフランシスコで開催のISSCC2012で発表いたしました。
2層構造のクロスポイント型で新ReRAMを開発
−業界最高速＊）、ReRAMの書込み速度443MB/sを実現−
当社は、高速・大容量化に適した、多層構造のクロスポイント型ReRAM[1]を開発しました。
2層のクロスポイント構造を0.18μmプロセスで試作し、記憶容量8Mbit、書込み転送速度443MB/sの超高速動作を実現しました。
この開発は、次世代の不揮発性メモリーとして期待されるReRAMの高速化と、飛躍的な大容量化を可能とするものです。
*）2012年2月23日、当社調べ
2012年2月22日(現地時間)に米国 サンフランシスコで開催のISSCC2012で発表いたしました。
空気をかえるナノサイズの帯電微粒子水「nanoe(ナノイー)」
新型インフルエンザのウイルスも抑制することが新たに実証された「ナノイー」。 その効果は、ウイルスおよび細菌の抑制、残留農薬の減少、カビ・アレル物質の抑制、美肌＆美髪作用、野菜の鮮度保持などにも及ぶ。大学や研究機関による実験でその効果が明らかにされてきた「ナノイー」は、「空気環境の快適化」を担う画期的な技術として注目されている。
GaNパワーデバイスに対応した統合設計プラットフォームを開発
当社は、回路設計ツール/熱解析ツール/電磁界解析ツールを複数連携させることで統合的な設計を可能とするプラットフォームを開発しました。
本プラットフォーム上に、独自のGaNデバイスモデルと基板の寄生成分モデルとモータモデルを搭載しました。さらに、知識処理を用いて複数のツールを自動的に結合することで、設計に熟練していない技術者でも容易に省エネ性能を向上できます。
*2011年12月7日(現地時間)に米国 ワシントンD.C.で開催のIEDM2011で発表いたしました。
還流ダイオードの機能を内蔵したSiCパワートランジスタを開発
当社は、高耐圧の次世代パワーデバイスとして期待されているSiC（炭化ケイ素）パワーデバイスにおいて、モータなどをインバータで駆動する場合、エネルギ放出のために必須であった外付けダイオード（還流ダイオード）を一体化したSiCパワートランジスタを開発しました。
この開発により、SiCパワーデバイスでインバータを構成するとき、部品点数を半減することができ、小型化、低コスト化が可能となります。
*2011年12月7日(現地時間)に米国 ワシントンD.C.で開催のIEDM2011で発表いたしました。
ReRAM のデータ保持技術を確立
−世界初*）抵抗変化領域の直接観察に成功し、動作原理を解明−
当社は、これまで十分に解明されていなかったReRAMの動作原理とデータ保持の劣化メカニズムを解明することでデータ保持技術を確立、10年間のデータ保持を実用化レベルのメモリ容量（256キロビット）で実証しました。この開発は、次世代の不揮発性メモリとして期待されているReRAMの信頼性を裏付け、量産化に貢献するものです。
2011年12月7日(現地時間)に米国 ワシントンD.C.で開催のIEDM2011で発表いたしました。
*）2011年12月8日、当社調べ
[ 画像：微小抵抗変化領域の断面TEM写真 ]
世界初*)、脳波で各個人に合った補聴器の最大音量を推定する技術を開発
当社は、日常的に耳にする音量の検査音を聞いたときの脳波の変化パターンから、各個人が許容できる音量の上限値を推定する技術を開発しました。
本開発により、これまで長時間かかっていた補聴器調整（補聴器フィッティング）の負担が軽減されます。今後、臨床評価実験の結果を基に、2015年に補聴器の音量自動調整システムとして実用化を予定しています。
*）2011年11月28日、当社調べ
世界初*)、傾斜積層構造を用いた熱発電チューブを開発
当社は、熱電変換材料と金属を傾斜積層した、新しい構造の熱発電チューブを開発しました。
熱の流れにくい熱電変換材料と熱の流れやすい金属を傾斜して交互に積層し管状にした単純な構造を考案、お湯を流す配管そのものを熱発電チューブにすることが可能となり、試作した長さ10cmのチューブで1.3Wの電力を取り出すことに成功しました。
本開発の成果を用いることで、地熱・温泉熱利用などへの展開がより簡便になることが期待できます。
*）2011年6月20日、当社調べ
[ 画像：今回開発した熱発電チューブの構造図 ]
業界標準仕様に対応したミリ波ギガビット伝送回路技術を開発
当社は、超高速無線通信規格を策定する業界団体WiGigやIEEE802無線委員会の策定するIEEE802.11adドラフト仕様に対応した、60GHz帯の送受信部とベースバンド処理部から成る、小型モバイル端末向けギガビット無線伝送回路をCMOSプロセスで集積化する技術を開発しました。 この技術は、ストレスを感じることなく、データ量が大きい高精細動画等の伝送に対応した小型モバイル端末の実現に大きく前進するものです
次世代無線LANを支える高速、広帯域通信用 低雑音デジタルPLL周波数シンセサイザを開発
当社の開発したADPLLは、RTWO(Rotary Traveling Wave Oscillator)と呼ばれるマルチ位相発振器を用い、信号がリング形状の共振器を一方向に伝播していく特性を生かし、複数のマルチ位相信号から、発振器の位相情報を直接デジタル変換します。これにより、低雑音、かつ簡易な構成を実現することに成功しました。
遺伝子情報検査向けポリマーアクチュエータポンプと高精度DNAフィルターを開発
当社は、imecと共同で、数マイクロリットルの血液から、SNPなどの遺伝子情報の検査を全自動で行なうSNP検査チップを開発しており、微量の血液やDNA溶液を送り出すポリマーアクチュエータポンプと、披検SNPを含むDNA溶液から目的のSNPを選別する高精度DNAフィルターを開発しました。
業界最高Q値、低電圧駆動を可能とするMEMS共振器を開発
当社はimec（ベルギー）との共同開発により、業界最高Q値、低電圧駆動を可能とするMEMS共振器を開発しました。
本開発は、家電機器や車載機器など様々な機器で使用されるタイミングデバイスの小型化、低消費電力化を実現するものです。
世界初、パワートランジスタの直接液浸冷却技術を開発
当社は、省エネルギー化を実現するパワートランジスタ向けに、発熱部である半導体チップ表面を強力に冷却する、直接液浸冷却技術を世界で初めて開発しました。この技術により、パワートランジスタの高出力動作が可能となり、製品の高効率化、高性能化に貢献します。
強誘電体を用いた新構造のメモリスタを開発
半導体の飛躍的性能向上により、デジタル家電をはじめとするデジタル機器の高機能・小型化が進んできました。
今後も、携帯端末などでのAV処理の増大が見込まれるなど、半導体の一層の進化が必要であり、データの記憶保持機能の更なる向上が求められています。
PGS®グラファイトシート
携帯電話などのモバイル電子機器の軽薄短小化、高機能・高性能化が急速に進み、CPUなどからの発熱をいかにして逃がすかが大きな課題になっています。
そんな中、銅の倍以上の高い熱伝導率をもつ結晶性グラファイトへの期待が高まっていました。当社は、特定の高分子(ポリイミド等)を高度な温度制御で超高温加熱、残った炭素原子を再結晶化させて結晶性グラファイトを作る、高分子グラファイト化法を開発しました。
次世代高精細映像に向けた、高感度化技術「DRE方式」
映像の世界では高精細化がますます進んでいこうとしています。
高精細動画映像撮影の現状の課題を解決し、実用化されると、ハンディタイプビデオカメラでもあたかもその場にいるような気がする、気付くとディスプレイにあるものに触れようとする「質感」を実現できます。
