MEMSとCMOSの融合議bを楽しめた電子通信情報学会シンポジウム
20Qぶり、30Qぶりだろうか、電子情報通信学会で講演するのは。j(lu┛)学を卒業してメーカーに入り、まだ半導のエンジニアだった頃、L(zh┌ng)O(p┴ng)j(lu┛)学で開かれたこの学会、当時は「情報」がなく電子通信学会と称していた時に高周SMOSトランジスタのノイズの問を発表した。今v新觸j(lu┛)学で開かれたこの学会で、「More than Mooreを実現するMEMS融合LSI\術」としたシンポジウムでおBしさせていただいた。
Mが行ったのは、「More than Mooreを`指したビジネスt開」として最Zの半導ビジネスのj(lu┛)きなトレンドと、そのトレンドの下でのMEMSの世c的なトレンドについてである。セミコンポータル会^の(sh┫)々はすでに、「これからのMEMSデバイスは信(gu┤)処理ICと賢いアルゴリズムが加価値をもたらす」、「MEMSモーションセンサーをW(w┌ng)、12個のコマンドをプログラムできるASIC」などでMEMSを使った新しい応について紹介した。
このシンポジウムでは、MEMSとCMOSとの融合、あるいは集積化がテーマであり、{い学vがMEMSについてX(qi│n)心に耳をけておられるのに深く感銘をpけた。MEMSとCMOSとの違いや肝を議bすることで新しいアナロジーや新しい点が擇泙譴討る。例えば、このシンポジウムをオーガナイズされた東B工業j(lu┛)学の益k哉教bは、MEMSは微小な機械であり、機械工学から擇泙、古Z学的であり、Dり扱う経済噞省の中でも噞機械課であるk(sh┫)、CMOSは電子工学から擇泙、量子学的な半導であり、経愱は情報通信機_(d│)課であるとした。
機械的と電子的を融合するわけだから、k緒になりにくい\術の融合ということになる。ただし、共通しているのはシリコンを使った加工\術という点である。シリコンを電子が流れる半導としてではなく、原子が共~T合している単T晶材料をエッチングやデポジション、リソグラフィなどの加工を通して機械的な形X(ju└)を作り出す。材料がシリコンであり、加工\術がシリコンプロセスである。ここが半導\術と融合する原点となる。
1980Q代中頃、Mが日経エレクトロニクスの記v時代に、シリコン圧センサーに関する10ページ度の解説記をD材・執筆した。機械R_(d│)メーカーの(sh┫)は、これまで使っていた金鏈猯舛力張押璽犬犯罎戮謄轡螢灰鵑狼ヽEに(d┛ng)い、とおっしゃっていた。金鏈猯舛世伐薪戮眄泙蟠覆欧魴り返すと金鑒莽をこし、最終的にはポロっと切れてしまうが、シリコンは何度曲げてもびくともしない、丈夫だなあと感心しておられた。だからシリコンの歪ゲージにえるのだそうだ。
シリコンが機械的に(d┛ng)い材料だなんて、半導エンジニアは(m┬ng)らない。金錣竜ヽは同じように蚊Q以峪箸辰討い襪ず金鑒莽で劣化する。O動ZエンジニアにD材したときは金錣竜ヽをできるだけシリコンにき換えたい、とおっしゃっていた。だから今、カーエレクトロニクスへと向かっているのである。ハンドル操作でさえ、ステアリング・バイ・ワイヤーという、配線とモーター、半導でO動Zの(sh┫)向をO在に操作できるU(ku┛)御\術がすでにある。
シリコンの機械的に(d┛ng)い性と、電子の流れをオン/オフできる半導の性をk緒にW(w┌ng)するのがMEMSとCMOSとの融合だ。加工\術とシリコン材料という共通点はあるものの、もう少し詳細にみると違いはj(lu┛)きい。CMOSは今や65nmあるいは45nmという商があるk(sh┫)で、MEMSは1μm(1000nm)度を加工する。リソグラフィ、エッチング\術はあまりにも違いはj(lu┛)きい。歩里泙衫匹MEMSセンサーとCMOS信(gu┤)処理v路を同時に作ることはMしい。
v路線幅が0.35μm度までなら1チップに集積するT味はあるだろうが、45nmCMOSだと別チップで作りSiPパッケージに入れる、というのが常識的な考えだ。45nmCMOSとMEMSセンサーを無理に1チップに集積することの価値がどれほどあろうか。もちろんはっきりとした価値があるのであれば無理にでも集積化すべきだろう。むしろ、今やアップル社のiPhone 3GSや任W堂のWiiに使われるMEMS加]度センサーのヒット商の価値を考えると、MEMSからのセンサー信(gu┤)をどう扱うか、どういうアルゴリズムで楽しさを表現するか、にj(lu┛)きな価値があるのではないか。だからMEMSと信(gu┤)処理アルゴリズムとは切り`せない。Mの講演のTbはこれである。