2021年度のPhil Kaufman賞の受賞者にCadence Design Systems, Inc.のプレジデント兼CEOであるAnirudh Devgan博士が選出されました。Phil Kaufman賞は、SEMI技術コミュニティのElectronic System Design Alliance（ESD Alliance）ならびにIEEE Council on Electronic Design Automation（CEDA）が主催しており、Devgan博士の授賞式ならびに晩餐会は2022年3月10日（木）にサンノゼ市のThe GlassHouseで執り行われます。 Devgan博士は電子設計自動化（EDA）への幅広い貢献が評価され、今回の受賞となりました。並列・分散コンピューティングの第一人者として著名な博士は、回路シミュレーションから統計設計・最適化、物理設計・サインオフ、検証・ハードウェアプラットフォーム、システム設計・解析に至る幅広い分野に影響を与えています。また、アルゴリズムの開発だけでなく、商用ソリューションの市場投入に成功し、業界全体で広く顧客から採用されるなど、画期的な貢献をしています。 Devgan博士を推薦したCadence前CEO・現会長のLip-Bu Tan氏は、「Anirudhは、広く認められた優れた研究、素晴らしいビジネスへの影響力と業績、そしてEDA業界における卓越したリーダーシップを兼ね備えた稀に見る人物です。カーネギーメロン大学、IBM、Magma、Cadenceにまたがるキャリアにおける総合的な貢献は、業界を大きく前進させました」と述べています。 Cadenceの創業者でPhil Kaufman賞受賞者でもあるAlberto Sangiovanni Vincentelliカリフォルニア大学バークレイ校教授は、「Anirudhとは、彼がIBMに入社した当初から20年以上の付き合いがあり、彼の華々しいキャリアを近くで見てきました。EDA業界において、大胆なビジョンと深い技術的ノウハウ、そして優れたリーダーシップと組織力を併せ持つ彼のような人物をわたしは他に知りません。この類まれな能力により、AnirudhはEDAのような成熟分野で常に革新を続け、ビジネスを変革する結果をもたらす画期的な製品を次々と市場に送り出すことができたのです」と述べています。 ESD Alliance会長のArm Holdings CEOのSimon Segars氏は、次のように述べています。「ESD Allianceを代表して、Anirudhの受賞をお祝いしたいと思います。技術革新への彼の貢献は、EDA業界を現代の並列処理とクラウドコンピューティングの時代に導く基礎となりました。Anirudhの業界への影響は良く知られており、この著名な栄誉で祝福されることとなりました。」 2021年度Phil Kaufman賞受賞者 Anirudh Devgan博士について Devgan博士は2012年にCadenceに入社し、2017年にプレジデントへ、2021年8月に取締役会メンバーへ就任しました。2021年12月15日よりCadenceのCEOに就任しています。 Devgan博士は、1994年にIBM Research（トーマス・J・ワトソン研究所）でキャリアをスタートさせました。IBMでは、EDAアルゴリズムと設計最適化技術に関する研究は、同社が1990年代から2000年代にかけて、高性能マイクロプロセッサとサーバ設計においてリーダーシップをとることに貢献しました。2005年にMagma Design Automationに入社し、エグゼクティブマネジメントチームの主要メンバーおよびカスタムデザインビジネスユニットのジェネラルマネージャとして活躍。回路シミュレーション、アナログ・ミックスドシグナル設計、フィジカル検証、ライブラリ特性評価、3D抽出などの分野で複数の新製品を立ち上げ、市場に送り出しました。これらの製品は、多くの顧客に採用され、業績面でも成功を収めました。 Cadenceでは、卓越した技術を先導し、製品ラインの再構築と刷新を推進しました。特に、デジタルおよびサインオフ・ツール群全体と、機能および混合信号シミュレーション・ソリューションの再構築を担当しました。Devgan博士は、Cadenceのインテリジェント・システム・デザイン戦略を確立し、クラウド、人工知能（AI）、機械学習（ML）、システム・イノベーションにおける画期的な進歩を推進しています。Devgan博士のリーダーシップと貢献により、Cadenceは大きく変化し、その売上、収益性、時価総額を大幅に向上させるとともに、同社のソリューションの顧客や市場での採用率を全体的に向上させています。 また、Design Automation Conference (DAC) や International Conference on Computer Aided Design (ICCAD) など、この分野の主要カンファレンスの最優秀論文賞を受賞。IEEEフェローであり、27件の米国特許を持ち、一流の専門誌や学会で多数の研究論文を発表しています。Devgan博士はインド工科大学デリー校で電気工学の技術学士号を、カーネギーメロン大学で電気・コンピュータ工学の理学修士号と博士号を取得しました。 Phil Kaufman賞について Phil Kaufman賞は、技術革新、教育・指導、ビジネスまたは業界のリーダーシップを通じて、電子システム設計の分野に明白な影響を与えた個人を表彰するものです。この賞は、革新的な技術を商業ビジネスに転換し、電子設計者に利益をもたらした業界のパイオニアである故Phil Kaufman氏を記念して設立されました。前回2019年度の受賞者は、ペンシルバニア州立大学コンピューターサイエンス・エンジニアリング学部のEvan Pugh教授ならびにA・ロバート・ノール工学名誉教授であるMary Jane Irwin博士です。2020年度はCOVID-19の流行により、本賞の受賞選考はされませんでした。

ここ5年間の半導体サプライチェーンに携わる誰をも驚かせる展開を見せたのが、チラーサプライヤーの際立った業績です。クリーンルームの下にあるサブファブに置かれる冷却装置には誰も注目していませんでしたが、この5年間で売り上げは5倍となり、22％の年平均成長率で、2021年に6億3500万ドルに達したのです。これは業界平均の成長率13.3％をはるかに上回ります。 何が急成長をけん引したのか メモリやロジックデバイスの製造において、ドライエッチングの工程が増加し複雑化したとが、この目覚しい成長の背景にあります。チラーや熱交換器は、プロセス中のウェーハの温度をより狭い範囲に維持するという問題に対し、特に大きな成果を上げています。これは、チラーの技術的進歩を示していますが、この分野が好調であることの説明にはなりません。 例外的な成長の主な要因は、エッチングプロセスチャンバーに供給される高周波（RF）電力の増加にあります。この電力増加により発生する熱量も増え、その放熱と制御必要となり、チラーが活躍する場面となったのです。増大する熱の制御には、多数のスペックの高いチラーが必要となり、台数の増加と高スペック化の両輪が目覚ましい成長がもたらしたのです。 半導体用チラーの主要サプライヤー 米国のAdvanced Thermal Sciences（ATS）が、米国メーカーがエッチング装置を圧倒していることで優位となり、売り上げベースでは首位のチラーサプライヤーとなります。2位には日本の伸和コントロールズが入り、韓国のUnisemとGSTが4位と5位となります。 需要への対応以外で、全てのチラーサプライヤーにとっての最大の課題となっているのが、膨大な消費電力の削減です。小型で高効率なチラーの開発が、今後の差別化の鍵となるでしょう。 チラーおよび熱交換器に依存するアプリケーション チラーおよび熱交換器の売上は、ドライエッチング向けが全体の61％を占めます。しかし、ドライエッチング以外のプロセスでも使用されており、19％が成膜向けであり、残りの20％はイオン注入、CMP、ウェットプロセス等で使用されます。 チラーおよび熱交換器は過去5年間、驚異的な成長パフォーマンスを示してきましたが、真空プロセスの増加率が通常のレベルに戻るにつれ、2026年にかけて成長率はかなり緩やかになると予想しています。以下がその理由です： 3D NANDの生産能力は初期の立ち上げが完了し、現在の成長率はメモリ生産能力全体と概ね足並みを揃えている。 EUVリソグラフィーの導入により、真空プロセス装置の需要は短中期的に先細りしている。 チラーおよび熱交換器の将来の成長トレンドは、クリティカルサブシステム業界全体の平均と足並みを揃え、2026年まで年率約3%で推移することが予測されます。 クリティカルサブシステムならびにVLSI Researchについての詳しい情報は、www.vlsiresearch.com/public/csubsをご覧ください。 John Westは、VLSI Research Europeのマネージングディレクターです。

米国環境保護局(USEPA)は最近 PFAS少量排出規制管理プログラム (ペルフルオロアルキルおよびポリフルオロアルキル物質用)を設立し、すべてのPFAS少量排出規制(LVE)保有者に対し、米国内で物質の製造および/または輸入を継続するために、LVEを撤回するか、製造前通知(PMN)申請書を提出するよう奨励しました。PMN申請プロセスは、潜在的にこれらの物質の廃水への放出の禁止および輸入制限を引き起こし、追加的な制限を避けるための費用のかかる試験要件につながる可能性があります。 半導体フォトFASプログラムが半導体フォトリソグラフィの供給業者にもたらす潜在的なコストはかなりのものであり、PMN料金(1物質当たり16,000ドル)、法律およびコンサルティングサービス、テストなどが含まれています。もし水の放出が禁止されれば、半導体製造施設におけるこのプログラムの下流コストも相当なものになるでしょう。というのも、これには廃水流の捕捉、処理および処分が必要になるからであります。 経済的負担を軽減するために、半導体リソグラフィの供給者と製造工場は、標準化されたPMNの制限またはテスト要件を確実にするためにこの新しいUSEPA政策を調整し、SEMIの影響力を利用して米国の半導体製造におけるこれらの物質の重要性を説明していく必要があります。 SEMI PFAS少量生産免除ワーキンググループは、PFAS少量生産免除スチュワードシッププログラムに起因するサプライチェーンリスクと川下ユーザーへの影響を最小化する戦略を特定するために設立されました。 PFAS少量生産免除ワーキンググループの適用範囲には以下が含まれています。 供給者と製造所のためのプログラムに関連する機関のコミュニケーションを組織するための中央レポジトリとしての役割 構造的に類似したPFAS PMN申請に関して、供給者間で協力が可能な場所を特定すること USEPAの提案された制限および/または試験要件に関するPMN提出者間の情報共有 USEPAへのアドボカシーを促進するために必要なコンサルティングおよび/または法的支援の調達を容易にすること 是非ワーキンググループへご参加ください。このグループに参加するには、[email protected]までメールしてください。 Robert・BondererはJSR北米本部のシニアEHSマネージャーです。

SEMI環境・健康・安全・持続可能性(EHSS)コミュニティが開催しているパンデミックの影響に関する情報を共有するための隔週会議の一環として、EHS COVID-19ワーキンググループは近頃、企業が従業員にワクチン接種のための有給休暇を提供していること、またワクチン接種行っているクリニックが実際に接種を行えているか調査していることを公表しました。 企業の中には、フルタイムでのオフィス勤務やハイブリッドな勤務スケジュールなど従業員の意向を把握するための調査を行い、職場復帰の方針を策定しているところもあります。 アメリカのワクチン接種率が上昇するにつれて、一部のメンバーの中には、会社のパンデミック対応を管理する州の職場規制の寄せ集めについて懸念を示し、規則が適時に更新され、調整された職場復帰スケジュールが可能になるかどうかを尋ねたものもいました。 マスク、安全眼鏡、顔面シールド、手袋、衛生器具、体温スクリーニング装置、その他の個人用保護具(PPE)は安定して入手できており、それらの不足や入手まで長く時間がかかるなどの報告はありません。 アメリカ疾病管理予防センター(CDC)は、屋外でマスクを着用する際のガイドラインを緩和し、予防接種を受けたアメリカ人は、人ごみの中にいない限り、もはや顔を覆う必要がないとしています。予防接種が完了していれば、これらがCDCより安全にできると言われていることです。 最後に、COVID-19ワーキンググループのメンバーは、主にサテライトオフィスの従業員の本社への出張により、アメリカのエレクトロニクス産業における航空機での出張が徐々に再開されていると報告しました。通常、出張はビジネスにとって「ミッション・クリティカル」であり、ディレクターまたは上位レベルの承認を受ける必要があります。 SEMI Japanは2月、従業員が日本から顧客のいる中国、韓国、シンガポール、台湾に出張するために企業が取るべき措置を判断しました。これは非常に困難な作業であるというのが大方の意見です。 日本の企業は、渡航拒否のリスクを避けるために、多数のフォームを不備なく提出し、複数の政府からの承認を得る必要があります。 特定の日の特定の都市への出張は、指定された航空会社に制限されています。 出張前、出張中、出張後には、PCRおよび国際医学グループ(IMG)検査を含む複数回のメディカルチェックが必須です。 一部の国では、非常に限られたサービス、食事、その他のアメニティのみで過ごす14日間のホテル隔離がルールとなっています。 企業は従業員の位置情報や健康状態を追跡できるように、複数のアプリをダウンロードして管理しなければなりません。 SEMI EHS COVID-19ワーキンググループに参加をご希望の方は、 [email protected] のSEMI EHSチームにご連絡ください。 危機対応や規制から環境の持続可能性や安全基準に至るまで、SEMIメンバーは教育を通じ、マイクロエレクトロニクス産業を発展させるための重要な問題について協力しています。SEMIの環境・健康・安全・サステナビリティへの取り組みについては、 弊会ホームページ をご覧ください。 Michael Cieinski : SEMI Technology Communitiesバイスプレジデント、James Amano : SEMI International Standards and Engineeringシニアディレクター、Rao Nishida : SEMIシニアプロダクトマーケティングマネージャー 参加方法 SEMIスタンダードの開発活動は、全主要製造地域で年間を通じて行われています。 参加をご希望の際は、SEMIインターナショナルスタンダードプログラム www.semi.org/standardsmembershipよりご登録をお願いします。 詳細につきましては、 SEMIスタンダードのWebサイトまた最新イベントページをご参照ください。 SEMIスタンダード活動についてご質問がございましたら、SEMIスタンダード担当者までお問い合わせください。  Standards Watch SEMI www.semi.org June 3, 2021

小型で低消費電力の機械学習（ML）チップ（一般にtinyMLと呼ばれる）の普及により、環境を連続感知してデータを収集するバッテリー駆動型デバイスに、強力なデータ分析処理機能を組み込む道が開かれました。例えば、犬の鳴き声とガラスの割れる音を識別できるスマートホームセキュリティシステム、音声コマンドに正確に応答するスマートイヤホン、機械の故障が迫っていることを示す振動の変化を検知できるスマートセンサーといったアプリケーションです。 TinyMLチップの設計者は様々な新アーキテクチャ、新技術を開発してきましたが、その目的はただ1つ、パワフルで高効率なエッジプロセッシングを、バッテリーで維持できる低消費電力で提供することです。一般的に、アナログはある種の計算タスクではデジタルよりも電力効率が高いため、最近では消費電力を低減するひとつのアプローチとして、チップ内にアナログ回路を組み込むことも行われています。実装されています。「アナログコンピューティング」としばしば呼ばれるソリューションです。しかし、アナログ回路をどの程度使用するかは、TinyMLチップによって大きく異なり、その結果、チップの機能やチップを使用する常時オンのシステムアーキテクチャのどこにフィットするかも変わってしまいます。このため、市場では混乱が生じており、設計者は特定のアプリケーションに最適なアナログコンピューティングソリューションを選択することが困難になっています。 アナログコンピューティングとは何なのでしょうか。またエンジニアはこれについて何を知っておけば、バッテリー駆動の常時接続機器の製品開発において、差別化のための適切な判断を下せるようになるのでしょうか。 デジタル領域での推論のためのアナログコンピューティング tinyMLチップのセグメントのひとつに、アナログ回路を利用して、MAC（積和演算）のようなニューラルネットワーク機能を実現するものがあります。これも広義のアナログコンピューティングには入りますが、このチップのアナログコンピューティングはメモリ素子内でのみ行われているため、「アナログインメモリコンピューティング」と呼ぶ方がより実際的です。このようなTinyMLチップは、ほとんどがクロックに同期したデジタルプロセッサであるため、デジタルのセンサー入力に加えて、アナログ回路での演算実行のためにオンチップでデジタルからアナログにデータを変換し、さらにデジタルへ再変換する必要があります。これにより、システムの消費電力を段階的に低減するチップレベルのソリューションが実現されます。 しかし、このソリューションは従来のデジタイズファーストのアーキテクチャでもあり、デジタル領域で実際の解析を行う前に、関連性の有無にかかわらずすべてのデータを直ちにデジタル化するため、システムが大量の電力を浪費します。バッテリー寿命を大幅に向上したいのであれば、ひとつのチップの効率だけでなく、常時オンのシステム全体の効率を考慮した、より完成度の高いアナログコンピューティングに目を向けなければなりません。 アナログ領域での推論のためのアナログコンピューティング 現在では、ある種のチップ機能を実行するために少量のアナログ回路を統合するだけでなく、analogMLと呼ばれるアナログコンピューティングのより完全な実装も行われています。 analogMLコアは、高度な知能と推論をアナログ領域に導入した完全なアナログ処理チップです。analogMLコアを使用することで、設計者はアナライズファーストのシステムアーキテクチャに移行できるので、データがまだアナログであるうちに関連性の有無を判断し、データに関連性がなければ、下流の消費電力の大きいデジタルプロセッサをオフにすることができます。この機械学習のカスケードアプローチにより、無関係なデータの無駄なデジタル処理を排除し、システムレベルの電力効率を改善することで、数ヶ月のバッテリー寿命を数年に延ばすことができます。 analogMLコアの構成 analogMLコアの蓋をあけて見ると、ニューラルネットワークのためだけにアナログコンピューティングが使われている「アナログインメモリコンピューティング」と違い、それぞれ独立した電源を持ち、ソフトウェアで再構成可能で、アナライズファーストのアプリケーション用にプログラムされた複数のアナログプロセッシングブロックで構成されていることが分かります（図1）。 図1：analogMLコアのソフトウェア-プログラマブルブロック これらの低消費電力アナログブロックは、センサーインターフェース、アナログ特徴抽出、アナログニューラルネットワーク、アナログデータ圧縮などの幅広い機能を備えており、音声アクティビティ検出、ガラスが割れるなどの音響イベント検出、振動異常検知、バイオメトリックモニタリングなどのアプリケーションをサポートします。 アナログ音声アクティビティ検出 現在、一般的な音声認識システムでは、デジタイズファーストのアーキテクチャを採用しており、アナログシステムとデジタルシステムの両方を100%稼働し、2000〜5000μAの電流を常時流して、すべての音声データを解析し、キーワードを聞き出しています。これに対し、ボイスファーストデバイスのanalogMLコアでは、解析ファーストのアーキテクチャを実現します。このアーキテクチャでは、アナログマイクとanalogMLコアだけが常時オンになり、キーワードを含む音声の有無を確認します。デジタルプロセッサがオンになるのは、アナログ領域で検出されたキーワードの分析のためにanalogMLコアによって起動された場合に限られ、常時オンの消費電力は100µA未満に抑えられます（図2）。 analogMLコアは、消費電力の大きいデジタルシステムを80%〜90%の時間オフにすることで、バッテリー寿命を最大10倍延長します。スマートイヤホンの場合は数時間ではなく数日バッテリーが持ち、音声認識機能付きテレビリモコンの場合は1回の充電で数ヶ月ではなく数年使用できるようになります。 図2：デジタイズファーストアーキテクチャの常時オンシステムは、デジタル領域での推論用にアナログ回路を統合しているため、2-5mAを消費する（上段図）。一方、アナライズファーストのシステムアーキテクチャでは、アナログ領域の推論用にアナログ回路を統合しているため、常時オン時の消費電力が100μA以下となり、バッテリー寿命が10倍以上になる（下段図）。 AnalogML：アナログコンピューティングのパラダイムシフト AnalogMLは、MLチップのデジタルプロセッサに少しばかりのアナログコンピューティングを加え、全体の計算のごく一部に使用して電力を節約するというものではありません。これは、シグナルチェーンの最も初期の段階（データがまだアナログの状態）でデータの関連性を判断し、システムを流れるデータの量とデジタルシステム（ADコンバーター/MCU/DSP）のオン時間を最小限に抑えることができる、完全なアナログプロセッシングソリューションです。ガラスが割れる音の検知のように、10年に一度、あるいは一度も起こらないようなイベントに対しても、analogMLコアは99％以上の時間、デジタルシステムをオフにして、バッテリーの寿命を延ばします。これにより、関連性のあるなしにかかわらず、すべてのデータが処理前にデジタル化されていた場合には不可能だった、新たな段階の長期的リモートアプリケーションを実現します。 結論としては、アナログ回路を搭載したTinyMLチップは、「アナログコンピューティング」と呼ばれていますが、どれも同じではありません。いくら消費電力を抑えるためにアナログ処理を施したとしても、そのチップが完全にアナログ領域においてアナログデータで動作しなければ、システムで最も電力を節約できるとわかっていること、つまりデータのデジタル処理を減らすことができないということです。 さらに詳しくはビデオをご覧になるか、AnalogML Core Technology Briefをダウンロードしてください。 Marcia Weinstein氏について Marcie Weinstein 博士は、MEMS および半導体製品・技術における 20 年以上の技術および戦略的マーケティングの専門知識をAspinityで発揮しています。それ以前は、Akusticaにおいて、技術および戦略的マーケティング、IP戦略の上級管理職を歴任し、後にBosch Groupの子会社となった同社のマーケティング戦略を管理しました。彼女のキャリアは、マサチューセッツ州ケンブリッジにあるCharles Stark Draper LaboratoryのMEMSグループ技術スタッフとして始まりました。リーハイ大学で固体物理学の博士号を、フランクリン・アンド・マーシャル・カレッジで学士号を取得しています。彼女とはLinkedInでつながることができます。 Aspinityは、MEMS Sensors Industry Group®（MSIG）のメンバーです。MSIGは、MEMSおよびセンサーの供給網を繋ぎ、メンバーの成長と繁栄を支援するSEMI技術コミュニティです。

1990年代初頭、さまざまなスキルレベルのエンジニアたちが強力なPCを手に入れ、インターフェイスや動作を定義した再利用可能なコンポーネントのブロックやライブラリを設計し、販売を始めました。これらのブロックはIP（Intellectual Property）と呼ばれ、ICの設計に組み込まれるようになり、それは今も続いています。 IPの新市場は、新たなビジネス機会の興奮をもたらしたが、まだ未検証な技術であり、不確実性もありました。多くの駆け出しの企業が失敗しました。しかし、今日では全く違う話となっています。シリコンIPサプライヤーには、Arm社、Cadence社、Synopsys社が名を連ね、この分野の売上高は、今では初期のガレージでのスタートアップ時代とはかけ離れた年間40億ドル以上となっています。 ESD AllianceのメンバーであるCASTは、1993年からシリコンIPを提供しており、半導体産業の目覚ましい成長と共に歩んできました。CASTのCEOであるNikos Zervas氏に、IPビジネスの黎明期と今後の展望についてお聞きしました。 Smith：初期のシリコンIP業界はどんな様子でしたか。 Zervas氏：IPの西部開拓時代とでも言うべき頃は、売り手も買い手もIPから利益を得ようとしたものの、何も標準化されていませんでした。そのため、それが上手くいくかどうか試してみる以外に、手立てはありませんでした。参入障壁は低く、必要なのはRTLコーディングの技術とツール、試作用FPGA、そして数千ドルほどの投資だけだと誰もが考えており、何百ものIP企業が登場しました。 IPの提供形式、品質基準、ビジネス慣行は、ベンダーによっても、また時期によっても変化してきました。リスクは高く、欠陥のあるIPコアが原因で再設計や市場の失敗に至る悲惨なケースが多発しました。 Smith：シリコンIP市場はその時代からどのように変化したのでしょう。 Zervas氏：高品質のIPを提供し、また顧客サポートにも秀でていた企業は生き残り、それ以外は消え去りました。最終的に業界は、IPの必要条件や品質に関する妥当な共通認識と、一貫したビジネス慣習を中心にして構成されるようになりました。 SoCの成長に伴い、IP製品の複雑性が増大しました。これまでは最大級のASICでも数百万ゲート程度でしたが、現在では数億ゲートに達しており、IPのサイズも小さな機能から、多数の機能が統合されたサブシステムへと進化しています。初めのころは、画像処理IPの設計者は、FIR（有限インパルス応答）フィルターやDCT（離散コサイン変換）ブロックなどの機能を個別にライセンスしていました。今日では、これらの機能を内蔵したJPEG圧縮コアや、さらにはビデオを処理、安定化、圧縮してイーサネットでストリーミングするまでが完全にブラックボックス化されたサブシステムをライセンスしています。 IPの選択基準も変わりました。初期の180nm ASICプロセス時代のIPでは、ゲート数が数千でも小さいことが決定的に有利だったため、余分なゲートをすべて排除するように手作業で作られていました。しかし、7nmや5nmのプロセスでは、数万ゲートの違いは単なるノイズに過ぎず、IPコアの信頼性、機能性、性能が最も重要になっています。 Smith：シリコンIP市場が拡大したのはいつからですか。その原動力は何でしたか。 Zervas氏：2000年代前半から中盤までは、IPとは何か、どのように使用するのがベストなのかが明確でなく、初期のあまり優れていないプロバイダーも残っていましたが、次第に受け入れられるようになり、新たなベストプラクティスも生まれました。 2000年代後半には、スマートフォンの登場、IoTアプリケーションの急増、自動車システムの高度化などにより、IP市場が爆発的に拡大しました。実際、ESD AllianceのElectronic Design Market Data Reportによると、今日のIPライセンスによる収益は、フロントエンドEDAツールのライセンス収益を上回っています。これは、1990年代後半には想像もできなかったことです。 Smith：シリコンIPによってチップ設計はどのように変化しましたか。 Zervas氏：今日の設計者には、巨大で複雑なシステムを、短い市場投入までの時間の中で設計することが求められています。これは、高いレベルの設計の抽象化と、シリコンIPが提供する分散した専門技術がなければ不可能です。 しかしIPは、差別化の方法という課題ももたらします。誰もが同じIPを利用できる中で、市場で際立った製品を設計することができるのでしょうか。 現時点での差別化手法の答えは、巧妙なSoCアーキテクチャが中心となります。優れた性能や低消費電力など、他より優れた機能を提供するためには、個々のIPブロックの完成度ではなく、システムの要件に応じて最適なIPを選択し、それらのIPコアを統合してクリーンな通信や効率的なリソース共有を行うなど、システムレベルでの賢い判断が必要になります。これは、現代の建築設計に似ています。すべての企業が、コンクリートやガラスといった同じ材料やツールを利用していますが、優れた建築物を生み出す企業はその中の一部なのです。 Smith：IPライセンスのビジネスモデルには、前払いのライセンス料、サブスクリプション、ロイヤリティ、あるいはそれらの組み合わせなど、いくつかの異なるモデルがあるようです。今後、IP市場は一つの基本的なモデルに集約されていくと思いますか、それとも様々なモデルが混在していくのでしょうか。 Zervas氏：異なるモデルは異なるニーズに対応します。例えば、SPIインターフェイスのようなコモディティIPではロイヤリティを要求できませんが、112Gbps SERDESのようなユニークな最先端IPでは可能です。 私は、市場では今後もさまざまなビジネスモデルが存在すると考えていますが、モデルの数は減少し、条件も整い始めるでしょう。 Nikos Zervas氏について Nikos Zervas博士は、CAST, Inc.の最高経営責任者です。2001年に画像・映像圧縮IP開発企業であるAlma Technologies社を共同設立し、CASTに参加するまでの9年間、会長兼CEOとして同社を率いてきました。また、Hellenic Semiconductor Industry Associationの創設メンバーであり、数年間にわたり同協会の役員として戦略的計画を担当してきました。IEEEのシニアメンバーであり、ギリシャのTechnical Chambersのメンバーでもあり、GSIAのIP Working Groupに貢献し、データ圧縮設計とその関連トピックに関する複数の技術論文を発表しています。 Robert（Bob）Smithは、SEMIの技術コミュニティであるESD Allianceの事務局長です。

人工知能（AI）は急速な進歩を遂げており、金融、エネルギー、ヘルスケア、マイクロエレクトロニクスなど、多くの産業において重要なテクノロジーとなりました。AIは、数兆ドル規模の世界市場を牽引すると同時に、現在のパンデミックのトラッキングや、ハリケーンや山火事などの気候によって生じる災害の予測など、社会的問題の解決にも貢献しています。 現在、AIのアルゴリズムは主に大規模なデータセンター、つまりクラウド上で実行されています。AIをエッジで使用するためには、データをクラウドに送信し、そこで分析し、その結果をエッジに返信する必要があります。エッジは現場において使用されるデバイスであり、橋の強度を確認するセンサー、携帯電話、医療用埋め込みセンサー、自律走行車など多岐にわたります。 現在のAIを主にクラウド上で運用するアプローチでは、多くのエネルギーが消費され、データ伝送の遅延やセキュリティ上の脆弱性も問題となります。しかし、エッジをインテリジェント化するには、デバイスのサイズ、コスト、電源容量、計算能力の厳しい制約という課題があります。AIを拡張するためには、こうした課題を解決する必要があります。 エッジAIの課題と解決策を探るため、SEMIのCTO（最高技術責任者）フォーラムが7月15日に開催され、Accenture、Advanced Micro Devices、Applied Materials、Brewer Science、Dell Technologies、Dow/Dupont、EMD Materials、Entegris、Galaxy Semiconductor、GridMatrix、HPE、Imec、Lam Research、Microchip、Qualcomm、Quantum Semiconductor、Resilinc、Soitec、Teradyne、東京エレクトロン、Veecoなどマイクロエレクトロニクス業界をリードする22社のCTOが集まりました。基調講演では、QualcommのEvgeni Gousev博士とスタンフォード大学のBoris Murmann教授のお二人にご登壇いただき、胸躍るようなアイデアを披露していただくとともに、CTOの皆様との活発な議論を行いました。今回のフォーラムでは、以下のような見解が得られました。 なぜエッジAIが重要なのか 持続可能性：AIアプリケーションが普及すると、必要となる強力なコンピューティングパワーによって、大量の電力が消費されます。現在、AIは航空業界よりも多くの二酸化炭素を排出しており、まったく持続可能ではありません。エッジAIを増やすことで、低消費電力のローカルデータ処理が可能になり、電力消費と温室効果ガス排出の両方が削減されます。 レイテンシー：AIの魅力の1つは、リアルタイムの意思決定をサポートする能力です。自律走行車が障害物を発見したり、医療機器が異常を感知したりした場合、次の行動を即座に決定する必要がありますが、レイテンシー（遅延）を最小限に抑えることが実現の鍵となります。エッジAIは、迅速な診断と実用的なインテリジェンスを提供可能であり、この意思決定を実現する上で重要な役割を果たします。 プライバシーとセキュリティ：私たちの生活がデジタル機器に依存するようになると、当然のことながら、プライバシーとサイバーセキュリティが最重要課題となります。個人、企業、さらには国家全体が、デジタルエラーや悪意のあるハッキングの被害を受けています。エッジをインテリジェント化することで、データ伝送の脆弱性を減らし、プライバシーとセキュリティの両方を向上させることができます。 接続性：5Gネットワークやギガビットイーサネットが登場しましたが、普及はまだこれからです。十分な接続環境であっても、ビデオ通話が途切れたり、切断したりするなど、通信には限界があることは明らかです。このような通信の切断は、サービスが行き届いていないコミュニティや遠隔地では、より顕著になります。エッジAIは、通信ネットワークに依存せずに動作するため、例えば遠隔地の診療所や森林の奥深くでの環境保護活動などで、人命や自然環境を救うことにもつながるでしょう。 多様性、公平性、受容性：分かりにくく、過小評価されがちな利点ですが、エッジAIは現場で活動する人が自分で問題を制御できるようにする、本質的に民主的な機能です。 高価なクラウドサービスや通信ネットワークに頼る必要がないため、世界中の人々がAIにアクセスできるようになり、より多くのイノベーターに力を与えます。 エッジAIを実現するには エッジAIのコンセプトは新しいものではありませんが、その可能性を最大限に発揮するためには、実用化に向けて多くの努力が必要です。電力容量が厳しく制限された小さく安価なデバイスに、膨大なコンピューティング能力と分析能力を詰め込むことは大きな挑戦です。エッジAIが急速に進歩するためには、以下のような要素が必要となります。 システムレベルのアプローチ：Gousev博士とMurmann教授は、エッジAIの開発には、ハードウェア、ソフトウェア、システムのスタック全体を一緒に最適化する、総合的な思考が必要だと強調しました。ハードウェアは、電力効率を考慮して設計され、ミリワット単位の電力で動作するようにしなければなりません。これは、十分な性能のハードウェアを使用する現在のアプローチとは対照的です。研究者たちは、アナログやインメモリ・コンピューティングなどの革新的なアプローチを模索しています。また、ソフトウェアのインフラとツールを成熟させ、エッジに特化したエネルギー効率の高いアルゴリズムを開発し、ニューラルネットワークに適応させる必要があります。さらに、これらのエッジデバイスはユビキタスになりますから、デバイスにセキュリティ設計を組み込み、アルゴリズムの倫理的バイアスを事前に排除することも極めて重要です。 スマートなデータ管理：エッジデバイスの計算能力と消費電力の両方が厳しく制限されているため、効率的なデータ管理が不可欠となります。エッジAIのアルゴリズムやアーキテクチャでは、データセットをスパース化、つまり圧縮する必要があります。Murmann教授は、実際のピクセルではなく、ピクセルのグラデーションを使って情報を保存することで、入力データ量を削減できるという実用例を示しました。また、博士はモデルの学習に使用するデータの質も向上させる必要にも言及しました。 エコシステムの構築：Gousev博士は、エッジAIのための強固なエコシステムを構築することの重要性を強調しました。博士が代表を務める非営利団体tinyMLは、主にバッテリー駆動のデバイスを対象に、ミリワット（またはそれ以下）の電力範囲で、さまざまなセンシング法（視覚、音声、動き、化学的なものなど）に対してデバイス上で分析を行うことができる機械学習アーキテクチャ、技術、ツール、アプローチを広く定義しています。tinyMLは、関心のあるコミュニティを形成し、本物のエッジAIデバイスが将来的に普及するために必要な、認知向上とエコシステム構築を進めています。 サプライチェーンの対応：エッジAI技術は、パッケージや材料などのサプライチェーン要素を含むフルスタックの最適化を必要とします。例えば、AIシステムのコストは、高価なシステムオンチップ（SoC）ソリューションの代わりに、ヘテロジニアスインテグレーションや2.5D、3Dなどの革新的なパッケージング技術を使用することで軽減できます。材料業界は、エッジAIを実現に向けた量的需要とイノベーション需要の増加に対応する必要があります。また、マイクロエレクトロニクス業界は、技術開発に影響するような材料製造上のEHS（環境・健康・安全）問題や、世界的な規制動向を注視する必要があります。 人材の育成：マイクロエレクトロニクス業界における十分な人材確保は、おそらく経営者を夜も眠れないほど悩ませている最大の問題です。人材不足を解消するためには、多面的なアプローチが必要です。業界は、社会貢献や持続可能性に向けたアプリケーションを強調して、学生に刺激をあたえなければなりません。競争力のある給与と、若手研究者のインターンシップを組み合わせる必要があります。業界は、人材発掘の視野を、テクノロジー分野の外側人も広げ、未開拓の高校生や中学生に特別な努力を注ぐことが必要です。膨大な数の学生に刺激的なキャリアの機会を与え、必要な教育資源やツールを提供することが、人材不足の長期的な解決の基盤となるでしょう。短期的には、業界は雇用している従業員がAIデータ技術に精通するためのトレーニングに投資しなければなりません。 エッジAIは、必要な時にすぐ手の届くところでAIを利用できるというエキサイティングな可能性を秘めています。エッジAIは、持続可能性や多様性、公平性、包括性を向上させることで、社会的な利益をもたらすことができます。しかし、成功を導くためには、本稿で説明したような複数のイネーブラが必要です。企業は競争上の理由から革新を続けるでしょうが、それだけでは十分ではなく、共同体が必要になるでしょう SEMIは、前競争領域でいくつかの共同プログラムを提供しています。その中には、スマートデータ-AI、サプライチェーンイネーブルメント、労働力開発の活動があり、エッジAIの課題へ対処する重要なイネーブラの役割を果たすでしょう。SEMIとtinyMLが協力することで、エッジAIの可能性を実現するための業界サポートが可能となるのです。 謝意：SEMIは、本イベントを後援いただいたGalaxy SemiconductorとResilincに感謝いたします。 Tom SalmonはSEMIのコラボレーティブ・テクノロジー・プラットフォーム担当副社長です。Pushkar P. Apte博士は、SEMIの戦略的技術アドバイザーであり、Smart Data-AI Initiativeのリーダーです。

2000年代以降、システムオンチップ（SoC）は、電子システムの性能最適化と低コスト化の絶対基準として君臨しています。スマートフォンの実質的に全てのデジタルとアナログ機能を、ひとつの巨大なチップに組み入れたプロセッサーは、SoCのほぼ完璧な見本といってよいでしょう。しかし、現在の最先端ICは、製造装置のレチクルサイズによって制限されるチップサイズの上限に達しつつあります。チップサイズの限界を押し広げるのは困難であることは確定的であり、何年もかけてわずかに拡大するばかりです。一方で、メモリー、ロジック、アナログ/ミクストシグナルの集積度を高めた、より大きく高機能な電子システムを求める市場からの圧力は衰えることがありません。 この問題を解決するために登場したのが、しばしば「3D-IC」と呼ばれている3次元および2.5次元のマルチダイ・チップ・アセンブリーです。これにより、システムを複数の小さなチップに分散し、これを密に組み立て、高速かつローパワーの相互接続技術で配線するという技術的ブレークスルーがもたらされました。3D-ICでは、システム全体を1つのSoCに統合するのではなく、複数のチップに分散させることで、ムーアの法則がレチクルサイズの制約を突破することを可能にしたのです。また、個々のチップのサイズを小さくすることで歩留まりを向上させ、異なるプロセス技術を機能に合わせて混在させることも可能になりました。 半導体設計を前進させる4つの原動力 しかし、この道のりには困難がないわけではありません。設計会社は、次の4つの技術および市場の原動力に適応し、対応するために多大な努力をしています。 信頼性の高い効率的な電子システムを実現するための、マルチフィジックス解析の要求拡大 シリコンとシステムの境界の曖昧化 多種多様な設計プラットフォームと互換性のある、オープンで包括的なマルチフィジックスプラットフォームの必要性増加 GoogleやAmazonのようなハイパースケーラーやシステム企業におけるカスタムチップの必要性とその価値の増加 シリコン設計とシステム設計の境界が曖昧化 3D-ICの登場により、シリコンに実装可能なソリューションの新しい領域が広がりました。しかしそれと同時に、これまで何十年にもわたって共存してきた2つの異なる技術分野が、緊密に統合されることにもなります。IC設計とプリント基板（PCB）設計です。それぞれの市場では、異なるツール、異なるデータフォーマット、異なる製造バックエンドが使用され、計算においても物理形状においてもスケールが異なり、物理的な重要点も異なります。しかし、3D-ICでは両市場の多くの側面が共有されます。3D-ICには、複数のモノリシックチップだけでなく、チップをつなぎ合わせるための基板も含まれます。そして、この2つの分野の間にあるパッケージングは、全く別の領域であり、企業は設計の能力およびフロー、さらには組織構造を再構築する必要があります。 オープンで拡張性のあるマルチフィジックスプラットフォーム チップ設計がPCB設計やパッケージ設計とは縦割りになっていることは、それぞれ孤立したデータ構造を開発してきたことを意味し、3D-IC設計におけるマルチフィジックス解析の幅広さを扱うには適していません。計算流体力学、機械的応力、電磁放射など、さまざまな物理分野を、オープンで拡張性のあるマルチフィジックスプラットフォームの上で連携させる必要があります。こうしたプラットフォームは、最新のクラウドコンピューティングの枠組みを活用し、個々の設計プラットフォームを接続して包括的なマルチフィジックス解析を可能にして、ひとつのエコシステムを構築する必要があります。 カスタムチップ 今日、市場をリードする企業の継続的な成功と市場での差別化は、テクノロジーに大きく依存しています。オンライン小売企業、通信企業、ソーシャル・ネットワーキング・サービス（SNS）企業、ハイパースケール企業など、あらゆる企業が既製のソリューションではなく、自社を優位に立たせるためのカスタムメイドのシリコンに目を向けています。その多くの企業が、広範な市場データを学習させた独自のAI/MLアルゴリズムを活用して市場シェアを獲得しようとしています。そのためには膨大な計算能力と、専用チップが必要です。今日の世界においては、高品質のシリコンソリューションへのアクセスが極めて重要であり、より複雑でパワフルな電子機器が求められています。 電子設計の変曲点となる3D-IC 間違いなく3D-IC設計は電子設計の変曲点であり、この新しい現実に基づいて電子設計業界を再編成する大きな課題を提示しています。 この課題に関する半導体業界のリーダーの見解は、最新のAnsys IDEASフォーラムでのArm Central Engineering Systems GroupのVP Engineering、Vicki Mitchell氏による基調講演「2.5D and 3D - The Road Ahead」をご覧ください。また、EDAの観点からは、SynopsysのSNUG World 2021で発表された「Successful 2.5D and 3D Multi-die Silicon System Design Using Synopsys' 3DIC Compiler and Ansys' Multiphysics Analysis」をご覧ください。 John Lee氏について Ansysのエレクトロニクス・半導体ビジネスユニットのGM兼VPであるJohn Lee氏は、初の集積回路設計専用ビッグデータプラットフォームを開発したGear Design Solutions（現Ansys）の共同設立者兼CEOを務めました。他にも2つのスタートアップ企業（Mojave Design、Performance Signal Integrity）を共同設立し、いずれも現在はSynopsys傘下に入っています。カーネギーメロン大学で学士号と修士号を取得しています。

B Corporation™認証を受けることで得られる数々のメリットは、企業の壁を越えて、従業員、コミュニティ、さらには業界パートナーへと広がってゆきます。認定を受ければ、細々とした厳しい認証プロセスも十分に報われるでしょう。2021年にBrewer Scienceは半導体業界で初めてのB Corporation認証を取得したことを発表しました。 B Corporation認証企業を受ける課程を経た今、環境と社会的責任の両面での高い基準をクリアしようとした当社の5つの理由を共有したいと思います。 1. 継続的な改善のための道筋をつける B Corporationの認証機関であるB Lab™は、継続的な改善を信条としており、B Corporationは、今後数年間で重点的に取り組む社会・環境パフォーマンスの分野を示す改善計画を作成しなければなりません。Brewer Scienceが受けたB Corporation認証は、3年間後に更新手続きを行うまで有効です。再認証を受けるためには、前回の認証時よりも高いスコアが要求されます。 審査では、企業のあらゆる側面を評価し、そのプロセスを通じて、ビジネス手法を改善する目標を定め、方法を特定することを企業は学ぶことになります。当社では、再認証に向けた改善点をすでに特定ずみです。また、これまでに柔軟で幅広い働き方の選択肢など、まだ会社方針には書かれていないいくつかの人事上の取り組みを実施しています。 この他にも、クラウドベースの学習プラットフォームの使用を拡大し、従業員により多くのトレーニングの選択肢を提供し、成績評価の話し合いを年1回ではなく四半期ごとに行っています。当社は、コミュニティへの参加と慈善活動で多くのポイントを獲得しました。しかし、これに留まることなく、毎月新しい地域の団体を支援あるいは寄付することで、コミュニティへの参加を拡大しています。Brewer Science社は2020年に従業員所有企業の認証を受けていますが、ESOP（従業員自社株保有精度）の初年度では、株式がまだ分配されていなかったため、B Labはこの制度を完全には認めませんでした。 2. ステークホルダーの価値観を共有する Brewer Scienceでは、お客様、サプライヤー、従業員に対して透明性を保つために、2016年より、コーポレート・サステナビリティ年次レポートを発行して、環境・安全・健康に関する成績の報告を開始しました。この報告書が当社のすべてのステークホルダーに影響を与えたことがモチベーションとなり、さらに他の方法で、お客様やサプライヤーとの共有財産としてサステナビリティとインクルージョンを促進することになりました。2016年以降、当社はGreenCircleの埋め立て廃棄物ゼロ認証を毎年取得しています。 B Corporationの認証を受けた企業は、検証された社会的・環境的パフォーマンス、公的な透明性、法的説明責任について高い基準を満たした、利益と目的のバランスがとれている事業者です。B Labの基準は、調査票や認証プロセスの厳しさもあって、非常に高く評価されています。 B Corporationになると、企業が環境や社会的責任に配慮し行動していることをステークホルダーに示すことができるだけでなく、B Labによるインパクトエリアの評価を通じて、企業がどれだけ配慮をしているかを数字で示すことができます。Brewer Scienceは、環境面で革新的な製造というインパクトエリアを追求し、どのように製造時の廃棄物を管理し、二酸化炭素排出量を最小限に抑えているかについて、詳細な証拠が求められました。Bインパクトスコアには、その企業の5つのインパクトエリアの卓越性が反映されます。 3. 持続可能性と社会的責任が求められる業界で競争力を高める 半導体業界におけるサステナビリティの重要性が高まっています。企業はB Corporation認証を受けることで、サステナビリティへのコミットメントを発信することができます。Bインパクトアセスメントでは、サステナビリティ、インクルージョン、ダイバーシティなどの社会的問題の各エリアで、業界内の他社とのベンチマーク比較が求められます。Brewer Scienceは、こうした分野で革新的な企業として上位にランクされているため、ベンチマーク比較はほぼ不可能でしたが、B Labの協力により、ベンチマークの設定を、自社のためだけでなく、B Corp認証を目指す業界パートナーのためにも行うことができました。 4. 環境や社会的責任に配慮するコミュニティとつながる B Corporation認証を受けると、世界中のB Corporationとのネットワークが一気に広がります。世界74カ国、150業種、4,000社以上のB Corporationは、環境への取り組みといった分野でのネットワーク構築や、優秀な人材の確保が容易になるほか、半導体業界において世の中のためになる力として事業を利用することもできます。 企業が積極的に社会の改善努力をしていることが知られると、キャリアに意義を見出したいと考えている優秀な人材を引きつけることができるでしょう。また、B Corporation認証は、従業員を中心においた企業文化を証明するものであり、従業員の定着率を高めることにもつながります。さらに、B Labが主催するB WorkというB Corporation専用求人情報サイトでは、求職者と同じ価値観を持つ企業との出会いをサポートしています。 また、B Corporationの従業員専用のコミュニティプラットフォーム、B Hiveでは、従業員が他のB Corporationの従業員とつながって、共同作業をしたり、アイデアを共有したりすることができます。さらに、B Hiveの中に、従業員が他のB Corporationの特典を共有できるセクションもあります。B Corporationの認定は多種多様な企業が受けており、共有特典には衣料品の割引やお得な旅行プラン、無料コンサルティングなど、あらゆるものがあります。B Corporationの従業員は、地域のリサイクルイベントやコミュニティに協力することもできます。 5. 企業収益 企業は、最終的な収益を改善するためにB Corporation認証を取得するわけではありません。しかし、環境に配慮した持続可能な取り組みや、ダイバーシティ＆インクルージョンへの注力を際立たせることで、ほとんどの企業は間接的に大きな投資効果を得ることができるでしょう。例えば、継続的な改善の手順を身につけること、ステークホルダーと価値観を共有すること、業界内での競争力を高めること、社会的責任を重視する顧客や従業員とつながること、これらすべてがビジネスの成長を可能にします。B Corporation認証を取得した企業は、コミュニティのデータにアクセスできるようになり、そこから持続可能性を高める費用対効果の高い方法を見出すための見識が得られますから、長期的な企業のコスト削減につながるでしょう。さらに、認証プロセスは、企業が無駄な支出を特定する上でも有効となります。 B Corporation認証の詳細、および申請方法については、B Corporation認証のWebサイトをご覧ください。 Jessica Albrightは、Brewer Science, Inc.のコンテンツマーケッターです。

AnsysのJohn Lee、Rich Goldman、Marc Swinnenの3人に会うと、設計上の課題が山積しているにもかかわらず、いつも半導体業界に対する楽観的な見方を聞かされます。彼らは、ハイテク、航空宇宙・防衛、自動車、IoT、5Gなどの分野では、信頼性の高い効率的な電子システムへのニーズが高く、その共通項は通信であると強調します。 特に最近では、システム企業による独自のカスタムチップ製造がもたらした市場ダイナミクスの変化について、3人は強気の姿勢を見せています。このようなシステム企業は、従来のセグメントに特化したチップではなく、異なる視点から設計を見直してチップを製造しています。これは複雑性が大きく増大したためです。 SEMI の技術コミュニティESD AllianceのメンバーであるAnsysは、従業員数 4,100 名の企業であり、製品設計、テスト、運用のための包括的なマルチフィジックスシミュレーションソフトウェアの製品・サービスを提供しています。Lee氏、Goldman氏、Swinnen氏から、Ansysの半導体・エレクトロニクス部門についてお聞きしました。 Smith：システム企業が自社独自のチップ製造に乗り出すことに気づいたのはいつ頃ですか。このトレンドを推進しているのは何でしょうか。 Lee氏：転換点となったのは、大規模データセンターやシステム企業がシステム設計用エンタープライズプラットフォームの必要性を認識したときで、3年ほど前になります。こうした企業は、コスト効率を向上し、また外部サプライヤーへの依存を防ぐために、カスタムメイドのシリコンを設計しています。さらに、各社固有のプラットフォームに基づく差別化を図ることで、各社それぞれのニーズに合わせて演算能力を最適化したいと考えています。 Smith：効果的で信頼性の高い電子システムを実現するためにマルチフィジックスが求められているのはなぜでしょうか。 Lee氏：マルチフィジックス解析に対するニーズは急速に高まっています。例えば、3D ICの物理解析では、ICとシステムが交差する部分で3D化が発生することから、力学的要素と電気的要素を融合した機械工学が導入されています。その結果、パッケージ内のチップの安定性を解析するために、マルチフィジックスが必要になるのです。 Goldman氏：また、積層チップ、3D IC、WOW（wafer on wafer）への動きに伴い、従来の機能、性能、電力の解析に加えて、熱、電磁気、力学解析が必要になります。各解析は、順次ではなく、一緒に行う必要があります。これが、マルチプルフィジックスとは違う、マルチフィジックスとなるのです。 Smith：半導体設計には、マルチプルフィジックスとマルチフィジックスという2つのまったく異なる領域が必要とされます。その違いは何でしょうか。 Swinnen氏：マルチプルフィジックスは、ICから巨大システムに至るまでを解析するのに必要な様々な物理学の広さを意味します。一方、マルチフィジックスは、複数の物理的効果を同時に解析する機能を意味し、それが設計に与える影響と、異なる物理的効果の相互作用を説明します。マルチフィジックスは、システム環境の全コンテキストを解析するために不可欠であり、その範囲は、ナノメートルからキロメートルに及び、マルチチップパッケージング、チップtoパッケージtoシリコン、マルチドメインガイダンスを備えたシステムなどが含まれます。 Goldman氏：例えば、自動運転車には、AIシステムオンチップ、半導体センサー、インフォテインメントシステム、レーダー・ライダー探知機などが搭載されていますが、これらはすべて雨や暑さ、極寒の中で動作しなければなりません。 Smith：設計グループに物理学や電磁気学の専門家が加わるようになった理由はなんでしょうか。 Swinnen氏：膨大な数の技術的要求と、おそらくは誤認識によって、複雑さが爆発してしまったのです。 Goldman氏：半導体業界が誤って認識している「システムオンチップ」について考えてみましょう。チップそれ自体は決してシステムではありません。むしろ、大きなシステムの中の複雑なコンポーネントであり、そのコンテキストにおいて解析されなければなりません。3D ICではこれが一つになり、従来のSoC設計の範囲外である物理学的認識が求められることになります。3D ICの複数のチップは基板上で極めて接近した位置にあり、それらが確実かつ効率的に動作するためには、半導体設計、パッケージング、システム設計、3D IC設計のワークフローにマルチフィジックスを組み込む必要があります。 Smith：解決策は何ですか？ Goldman氏：システム、物理学、シリコンの専門知識を持った異種グループを一つにして動かすためには、特殊なデジタルスレッドが必要であることは明らかです。現時点では、これらのグループや分野が同じ会社に揃っていないかもしれません。ファウンドリ、ファブレス、OSATのどれであってもです。 Lee氏: システム設計環境全体を統一するためには、クラウドベースでオープンかつ拡張可能な異種混在型のエンタープライズ計算プラットフォームが必要です。これは、SaaSベースのビジネス・モデルに似ており、Simulation-as-a-Service（SaaS）として知られています。 大手システムデザインハウスでは、設計グループの垂直統合がすでに進んでいますが、電子設計ツールにも進歩が見られます。これらツールは、熱、流体力学（CFD）、機械的応力および信頼性解析を含む、包括的なマルチフィジックス機能を単一の解析コックピットから提供することを始めています。 今日のシステム設計者は、2つのプラットフォームの課題に直面しています。1つ目は、複数のソースからの解析結果を受け入れ、それらを重ね合わせて相互に分析できるようなオープンな環境の必要性です。2つ目は、最新の3nmチップや3D ICシステムで生成される膨大な量のデータを処理する能力がある設計プラットフォームの必要性であり、これには、伸縮性のあるクラウドコンピューティングとの密接な連携が求められます。技術者がPerlスクリプトを書いて誰かに渡すという時代は終わりました。業界はこの課題に、クラウドネイティブで、異種混合の企業設計を可能にするオープンかつ拡張性のある新世代の設計プラットフォームをもって応えていると考えます。 今日、私たちは電子設計の変曲点にいることは間違いありませんが、電子業界は以前にもこのような状況に直面したことがあり、これらの課題も克服できると確信しています。 Rich Goldman氏について Rich Goldman氏は、Ansysのエレクトロニクス・半導体ビジネスユニットのマーケティングディレクターです。Goldman氏は、シラキュース大学で理学士号を取得し、エンジニアリングマネジメントのMBAと理学修士号を取得しています。また、アルメニアのハイテク教育と経済エコシステムの発展に貢献したとして、ロシア・アルメニア（スラブノイチ）大学とアルメニア国立工科大学から名誉博士号を授与されています。EDACの理事も務めていました。 John Lee氏について John Lee氏は、Ansysのエレクトロニクス・半導体ビジネスユニットのジェネラルマネージャー兼バイスプレジデントです。Lee氏は、集積回路設計のための初の専用ビッグデータプラットフォームを開発したGear Design Solutions（現アンシス）の共同設立者であり、CEOを務めました。他にも2つのスタートアップ企業（Mojave Design社、Performance Signal Integrity社）を共同設立し、これらの企業は現在シノプシスの傘下に入っています。 カーネギーメロン大学で学士号と修士号を取得しています。 Mark Swinnen氏について Marc Swinnenは、Ansysのエレクトロニクス・半導体部門の製品マーケティング担当ディレクターです。ベルギーのKUルーベンで電子工学と産業経営の修士号を取得し、サンノゼ州立大学でMBAを取得しています。 Bob Smithについて Robert (Bob) Smithは、SEMIの技術コミュニティであるESD Allianceのエグゼクティブ・ディレクターです。半導体設計のエコシステム全体に製品やサービスを提供する企業の国際的な組織であるESD Allianceの管理・運営を担当しています。