図1　�]�C��への応��　ビーカーの外�笋妨―价�配線を5本��き水�C�峺�を��電容量の変化として捉える　撮影協��：サン電子とACT-LSI

サン電子はこれまで組み込み�Uのボードコンピュータなどを�}�Xけてきた半導��チップのユーザ企業であり、半導��チップの販売は今�vが初めて。つまり半導��ベンダーとなった。半導��ユーザが半導��業�cに参入したともいえる。しかも扱う����は、�\術的な優位性のかなり高いアナログ/ミクストシグナルICである。このチップを開発、設��したのは国内ファブレスのACT-LSI社。

これまで��電容量の変化を検出するセンサは��接触だが、検出�{�`が極めて小さかった。iPhoneのタッチスクリーンのように指をガラスに触れるほど�Zづけなければ検出できないくらい低感度であった。このため��電容量�擬阿任呂擦い爾た�mm以下の検出しかできない。今�vの����の�\術のキモはセンサからの信�､鯑Dり出すICチップにある。

東�Bビッグサイトで行われたこの�t��会で、サン電子がブースで見せたデモは��つあった。�kつは、�]�C��としてのセンサだ。��電容量�擬阿箸靴�5本の直線�Xの配線を��いた。配線間の容量を�R定することで、ガラスのビーカーに水を下から吸い�屬欧討い�時の水�Cの高さを�R定できる。ガラスの壁を通して配線間容量が水のありなしで変わるからだ。水に触れない水�C��として使える。しかも配線間容量を�R定しているために水以外の�]��やジェル、�e険な�]��などの�]�C��としても使えるとしている。ビーカーの��にあるバー�XのLEDランプでは、�]�Cが�峺�するにつれ、光が次々と点�iしていく。

もう�kつのデモでは、�Y（ポートレートなどのプレート）と人との�{�`に応じてLEDランプが点�iしていく。�Yのガラス��にITO（透��電極）を�Wいており、ITOと人��との間の��電容量のごく微小な変化を�R定する。人��が�Zづいたことを表��するのは、�]�C��の例と同様、LEDランプである。図2の�Yの後ろにある、細長く立てかけている白い����がLEDランプで、下から順番に�{�`に応じて点�iする。

図2　�Yに�ZづくとLEDランプが下から順に�{�`に応じて点�iする
撮影協��：サン電子とACT-LSI

最後に��したのは、建�颪諒匹覆匹留���である。ここでは壁の後ろに銅��を張り��けておく。その壁に誰かが�Zづけばアラームが鳴るという仕�Xけだ。防�瓩忙箸┐襦���電容量の変化を�Rるため、間に絶縁��があってもそれが変化しない限り検出可�Δ任△襦�

図3　��電容量の変化で����（導��）を検出するため、�����颪箸隆屬縫灰鵐�リートの壁があっても��く問��ない
撮影協��：サン電子とACT-LSI

応��はこれだけではない。工業��、�c�效�、さまざまな�Z接センサを低コストにできるこのICを使えば応��は広い。例えばアップルのiPhoneにも�Z接センサは入っている。iPhoneで通�Bしている間、スクリーンは消えているが、耳から�`して通�Bを終えると画�Cが現れる。端��から人��が�`れたことを�Z接センサで検出しているのである。

開発したIC����SS1018は、容量変化を電圧に変換し、さらにA-D変換してデジタルで出��する。容量�R定は、容量の絶�潅佑魃Rるのではなく、あくまでも相�潅佑魃Rるため、検出アンプのフロントエンドは差動�擬阿砲覆辰討い襦�図1の例では、並�`に5本の配線が真っすぐに30cmほど�Pばしてあり、ビーカーの表�C�笋膨イ���けている。

図4　5本の配線容量で図1の�]�Cを検出

外�笋�2本は接地で、真ん中が配線B、その両�笋�配線Aとなっている。容量C1は配線Aと接地間、容量C2は配線Bと接地間の��電容量を表し、���Rするのは容量C1と容量C2との差である。容量�R定には20〜30kHzの交流を��いており、電荷の充放電の平均値として�R定する。配線の長さも同じに揃えており、ノイズの影�xを�]ち消す合う構�]にしている。

ACT-LSI社はこれまで��電容量�擬阿�MEMSセンサの開発で実績があり、pFの1/1000の単位のfF（フェムトファラッド）の変化を検出する�\術を磨いてきた。ICのフロントエンド�v路は秘中の秘。��来、MEMSの圧��センサはメンブレン内に形成したピエゾ�B�^の変化を�W��するものが�Hいが、その理�yは��電容量�擬阿慮―亢\術が�Mしかったからである。

SS1018は、センサ��ICとして��要な�v路も集積しており、感度を調�Dするためのプログラマブルゲインアンプや�a度変化や信頼性劣化を����するためのデータを格納するEEPROMも内�鼎靴討い襦�出��はシリアルデータでマイコンと直�Tできる。電源電圧は2.5~3.6V、割り込み出��機�Δ魴eち、出��のデータレートは500kbps。入��可�Δ文―丱札鵐��v路は8チャンネル分を集積している。検出��の出��電流は最�j20mA。パッケージは6.5mm×6.4mmのTSSOP20�Y����。

ICは0.35μmのCMOSプロセスで設��しており、ACT-LSIは�v路設��からシミュレーション、マスク設��まで�}�Xけており、GDS-IIフォーマットのマスクデータをファウンドリに�}渡す。ファウンドリには、ミクストシグナル����の���]で定�hのあるドイツのX-Fab社を�W��している。ファブレス半導��メーカーのACT-LSI代表�D締役の阿�顯���（図5）は、センサ��ICとして20�Qという経�xに裏�]ちされた����を提供できると�O信に満ち溢れている。

図5　ACT-LSI代表�D締役の阿�顯���

サン電子は、センサとICを販売することに加え、IC単��も販売するというビジネスになる。