��集：英国株式会社(6)医����半導��信�ｽ萢�の�j学発ベンチャー
�j学発ベンチャーとして�Z労しながら、当初の志を��うしようとしているファブレス半導��メーカーがある。2000�Q創立の�{いToumaz Technology社は、ロンドン�j学インペリアルカレッジをスピンアウトして出来た会社だ。これからの医��向け半導��チップを開発する。ロンドンの����オクスフォードに�ZいAbingdonに位��し、スタッフはわずか35�@、そのうちエンジニアは25�@という�\術志向の企業である。
なぜ医��向け半導��か。まず創立メンバーの�k人であり現会長であり、社�@にもなっているChristopher Toumazou教�bはインペリアルカレッジでバイオメディカル工学に�錣靴討�り、もう�k人の創立�vでありTechnical DirectorであるAlison Burdett��は電気工学出身であり、この両�vの�u�T分野を合わせた。次に、医����半導��チップが�jきな�x場になりそうなことも動機の�kつだ。最�Zでは肥満、成人��、高齢化などが進行する�k�気�、医師不�B、��院ベッド不�Bなども進行している。��来は家庭で�O分の��を�O分でチェックし、異常����のみを医師に伝える、というヘルスケアに変えていかなければならない。�O分の身��を毎日チェックするためには小さな��������が�Lかせない。ここに半導��チップの�x場が見えてくる。
こう考えた、Toumaz社の創業�vたちは、家庭で��をモニターしておき、そのモニターデータを医�vのいる��院に無線で送り、データベースとして管理しておく。毎日��院へ行く��要はなく、ほぼ�O�瓩肺�確に健�い任�る。そのためには、��小型で使い捨て可�Δ���������が��要となる。それを実現できる�}段が半導��チップ、というわけだ。
RF�v路+センサー信�ｽ萢�+コントローラ
Toumaz社はSensiumシリーズと�}ぶ医����SoCチップを開発し、この2月に�盜颪燃�かれたInternational Solid-State Circuits Conference (ISSCC)で発表した。このチップは消�J電��がわずかで、無線機�Δ鯏觝椶�、センサーからの信�ｽ萢�やアルゴリズムを�eち、�O動コンフィギュレーションおよび�O動キャリブレーション機�Δ��△�、しかも使い捨てできるほどの�W価である。Sensiumは、センサーからの信�､鮟萢�し、デジタル的にデータを蓄え、無線でデータを送るという作業を行う半導��チップである。医��・�駘�センサーそのものは作らない。
�v路は図7に��すように、センサーからの信�､鬟ぅ鵐拭璽侫А璽垢魴个��鰊�し、そこでまず信�ｽ萢�し、データを抽出する。そのアナログ信�､鯤�解��10ビットのA-Dコンバータでデジタルに変換し、8051プロセッサ、ロジックで処理する。32KバイトのプログラムRAMと32KバイトのデータRAMを使い、デジタルデータとして処理し、無線�v路からデータをベースステーションに送る。このベースステーションは、個人の携帯電�Bでよい。携帯電�Bに送られたデジタルデータをインターネットを通じて医�vのもとへ届ける。ときには外�陲�EEPROMに記�{させることもできる。
この信�ｽ萢�SoCのインターフェースには��数のセンサーを�Dり��け、���aや�p圧、心電図、などを連��的に�R定する。チップは1Vで動作し、消�J電流は使���X��によるが、数週間から数か月間動作できる。4.1mm×4.2mmのチップにセンサーを��数��け、薄型電池を実�△靴董△い錣罎襦屮丱鵐疋┘ぅ鼻廚里茲Δ淵廛薀好拭爾貌Dり��ける。センサーのような高インピーダンスの�v路でもセンサーとインターフェース�v路が�駘�的に�Zいため、ノイズの影�xはほとんど�pけないという。
身��に張り��けたセンサーからのデータを無線で携帯電�Bに送り、その先はインターネットを通じて��院のサーバーにデータを蓄積する。異常があれば医�vは患�vに�瑤蕕至�院に来るように告げる。��院のデータベースはオラクルなどで統�kしておけば、どの医�vもデータベースにアクセスできる。
高集積ながら消�J電��を下げている
Sensiumチップに集積している入���v路で外�陲�ら入��できるセンサーの数は3つ。それらの信�､鬟泪襯船廛譽�サ/デコーダを通してからセンサーインターフェース�v路に入る。このセンサーインターフェース�v路は5つ���Tしてあり、グルコース/pH�R定、3軸加�]度センサーによる動き検出、心拍�R定、���a、�p圧の5�|類である。アンプを搭載しているこれらの�v路の出��はマルチプレクサを通してA-D変換、デジタルフィルタを通してロジック�v路へとつながる。
このチップの最�jの��長は、センサーインターフェース、キャリブレーション、A-Dコンバータ、ロジックコントローラ、�Q�|のデータインターフェース、パワーメネジメント、RFトランシーバ�v路など集積度を高めながら、消�J電��を極����らしていることだ。動作電圧は1.4V~0.9Vで、送信時の最�j電��消�Jする�X��でも3mA��度しかない。最も電流を消�Jするトランシーバ�v路では、�p信時2mA、送信時2.4~2.6mA（送信パワー-10dBm〜-7dBm）、送�p信スリープ時は1μA、�\幅が��要なセンサーインターフェース�v路では最も電流の�Hい10ビットΔ��型A-Dコンバータでさえ20μA、デジタル�v路では1MHzクロックで動作しているときプロセッサが500μA、MAC（media access control）動作時で30μAである。合��しても3mA��度しかない。
このチップをワイヤレスボディセンサーネットワーク（WBSN）としてシステムを組む場合でも、無�Gな消�J電��を極���cけたい。このため、ZigBeeのアドホック�擬阿任呂覆�、親機・子機�擬阿鮑涼�する。チップを実�△靴織妊献織襯廛薀好拭爾鮨���にいくつか�aり��けてワイヤレスネットワークを組む場合でも、�R定時刻が割り当てられるまではスリープ�X��になっている。親機となるべきセンサーチップが通信を始めると、他のセンサーチップが子機として割り当てられ、��まった時刻に信�､鯀�信することが��められる。このときにチャンネル割り当てのアルゴリズムに�pって、信�ﾆ瓜里両彳佑��擇犬覆い茲Δ膨命�する。ZigBeeのようなフレキシブルなMACネットワークよりも消�J電��はずっと少ないとしている。
このSoCチップは、130nmのCMOSプロセスで設��し、ファウンドリが���]した。130nmは消�J電��を��らすことを考え、むやみに微細化することを�cけた。これ以下の微細なプロセスだと、リーク電流の�\加が心配だとしている。
できるだけ薄っぺらな亜�l�Uの電池をデジタルプラスターに張り��けるが、消�J電流は、�R定頻度によって変わる。���a�R定なら10分おきに�R定しデータを携帯電�Bに送れば2�Q間は��くという。�k�機⊃看鐃瑤�10秒ごとに�R定して数日間は�eつ。
電池は今のところフレキシブルなものを使っているが、もっと薄いプリント�\術で作ることにできる電池がほしいと、Alison Burdett��は要望する。プリント可�Δ淵侫譽�シブル電池や�Lのように薄い電池を�咾�求めている。
デジタルプラスターを��内に�mめ込むという応��もあるが、��に�aはできるだけ��けたくない。今後、�p糖値などの化学センサーは、細い針を使ってモニターする�}もあるという。
�|余曲折の�O
Toumaz社は、医��信�ｽ萢�SoCを開発するのに��して順調にきたわけではない。2000�Qに創立した当時は、インペリアルカレッジの講師を��めていたAlison Burdett��(�^真10)によると、家��や友人、小��模のベンチャーキャピタル（VC）からの�@金を元�}に��業した。医����信�ｽ萢�半導��をはじめから開発したかったが、�@金が�Bりなかった。このため設��の訓�aも兼ねて、デザインハウスとして半導��メーカーや共同研�|コンソシアムなどからの設��を�个栄蕕辰討い�。
次に、カナダのGennum社から��聴�_の設��を�个栄蕕ぁ�低消�J電��の設��を始めた。��聴�_は最�ZのBluetoothのヘッドセットのようにかっこいいデザインを心�Xけた。��聴�_は1.8V電源、最低でも1Vで動作できるように設��し、電流はピーク時で3mAしか流さないように工夫した。2005�Qまでは、売り�屬欧禄臘瓦��Pびていった。
しかし、2006�Qには売り�屬欧呂�くんと落ちた。Gennumプロジェクトが終わったからである。ここで挫けるわけにはいかない。医����SoCの開発を進めるため、�@金調達を工夫し、�@金��のあるNanoscience社に�A収してもらうことにした。エンジニアである彼��はこの�}法をfinancial engineeringと�}んでいる。�A収はAIMというロンドン�D引所の中の新興�x場向けの株式�x場へ�崗譴気�、Toumaz社は710万ポンド（16億��）の�@金を調達した。ここからSensiumの開発が始まったわけである。
