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「センサー応用では半導体の低電力技術を総動員すべき」、日本TIが講演

2014/02/21 15:48
大下 淳一=日経デジタルヘルス
講演の様子
講演の様子
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 日本テキサス・インスツルメンツ 営業・技術本部 マーケティング部 マネージャの井崎武士氏は、2014年2月21日に開催された「Trillion Sensors Summit Japan 2014」で、センサー応用向けの半導体の低電力技術について講演した。講演タイトルは「センサ・アプリケーションを支える半導体技術」。

 エネルギーや環境、ヘルスケアなどの分野で需要拡大が見込まれるセンサー端末では、将来的に現状に比べて2~3ケタの低電力化が求められるという。例えば、装着型のヘルスケア機器は現時点ではボタン電池で数日間しか連続駆動できないものが大半。これに対して将来のヘルスケア機器はばんそうこう型になり、電池もフィルムタイプになると予測される。こうした変化に応えるためには、センサーの後段で使うアナログ・フロント・エンド(AFE)やプロセッサー(マイコン)、無線通信部などの半導体の低電力化が必須課題だとした。

 例えばAFEでは、センサーの種類に応じて回路構成を最適化したり、内部電圧を動的に制御したりすることで大幅な低電力化を図れるという。また、マイコンでは動作状態に応じて複数の低電力モードを使い分けたり、混載メモリーを低電力化したりする手法が有効とした。低電力の混載メモリーの事例として紹介したのが、Texas Instruments(TI)社がかねて強みを持つFeRAM(強誘電体メモリー)技術。書き込み電圧が1.5Vとフラッシュメモリー(10~14V)に比べて低いため、データログを頻繁に取得するようなセンサー応用では書き込み電力を大幅に削減できるという。

 TI社はこの他、低電力化をさらに押し進めたマイコンとして、スリープモードのリーク電流をゼロにできる不揮発性ロジック(Non Volatile Logic)マイコンの試作事例を紹介した。すべてのシステムステートを、強誘電体を用いたメモリー素子に記憶させることで実現する。

 さらに、センサー応用では将来的に“ローバッテリ”ではなく、“ノーバッテリ”が求められるようになるとの見解を示した。すなわち、環境発電(エナジーハーベスト)素子を用いて太陽光や温度差、振動などから電力を取り出し、それを蓄積して活用する技術が重要になる。ここに向けて、TI社ではエナジーハーベスト対応のバッテリ制御ICを市場投入しているという。

■変更履歴
掲載当初、下から2番目のパラグラフで「不揮発性ロジック(Non Volatile Logic)マイコンの開発を進めている」としていましたが、実製品の開発を進めているわけではないため「試作事例を紹介した」との表現に改めました。本文は修正済みです。

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