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HOME有料会員向けトップ > 16nmでアナログ業界が混沌、デジタル勢が高性能品も

日経エレクトロニクス 2017年6月号

半導体 異種格闘技戦第1部:市場動向

16nmでアナログ業界が混沌、デジタル勢が高性能品も

  • 三宅 常之
  • 2017/05/19 00:00
  • 1/6ページ

出典:日経エレクトロニクス、2017年6月号、pp.46-51(記事は執筆時の情報に基づいており、現在では異なる場合があります)

事業と開発の手法が全く異なるアナログ半導体とデジタル半導体。これまで別々の道を歩んできた2つの業界が同じ土俵で競い始めた。微細化を突き進めるデジタル半導体メーカーが、アナログ回路を搭載するようになったからだ。16nm 以降のプロセス技術をアナログ回路にも適用、そのノウハウを蓄積してアナログ半導体メーカーを追い上げている。

 アナログ半導体の開発で、アナログを専業としない半導体メーカーの存在感が増している。A-D変換器、D-A変換器などを集積したアナログ半導体を米Broadcom社、米Intel社、台湾MediaTek社、米Xilinx社などが最先端プロセスで開発し、米Analog Devices社(ADI)、米Maxim Integrated社、米Texas Instruments社(TI)に代表されるアナログ専業半導体メーカーに匹敵あるいは凌駕する性能をこの1年ほどの間に相次ぎ学会発表している(図1)。

図1 アナログ半導体でデジタル民生・FPGAメーカーが実力を上げる
代表的なアナログ半導体であるA-D変換器ICの性能を標準的な正規化指数(FoM:Figure of Merit)でグラフに示した。米Analog Devices社が、「ISSCC 2017」で同社の研究成果の優位性を表すために使ったグラフ(同社が、http://web.stanford.edu/~murmann/adcsurvey.htmlにある米Stanford UniversityのBoris Murmann氏のデータに加筆)に、ISSCC 2017で米Xilinx社が発表したA-D変換器ICのデータを本誌が重ねた。FoMとサンプリング周波数の相関図では、図の右上ほど性能が高い。拡大部分には、発表企業と製造プロセスも追記した。民生市場に強みのある大手SoCメーカーと、提供ベンダーが限られるFPGAで最大手のXilinx社が、いずれも16nmプロセスを使って、Analog Devices社に迫る高い性能を上げている。FoMは「Schreier FOM」。ナイキスト周波数の1/2の周波数におけるSNDR+10log10(サンプリング周波数/2/消費電力)。(写真:「ISSCC 2017」における各社)
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 いずれも16nm世代プロセスによるFinFETを使って、S/N(信号対雑音比)などの性能を維持しつつ、消費電力を下げているのが特徴だ。アナログ専業半導体メーカーが、自社製品の量産に最適と見るのが「28nm世代まで」(ADIのSenior Vice President & CTOのPeter Real氏)と見るのとは対照的に、前述のアナログ専業ではない半導体メーカーは、デジタル半導体向けの先端プロセスを貪欲に取り入れている。

 これまでアナログ専業半導体メーカーは、デジタル半導体よりも何世代か遅れた“枯れた”半導体プロセスを使い、回路設計や独自プロセスによる技術力で、高付加価値の半導体を提供してきた。出荷数量が少ない産業機器市場もカバーし、スマートフォンをはじめとする民生機器市場向けのASSP(特定用途で広く使われる半導体)や高付加価値で応用範囲が広いFPGAなどを手掛けるデジタル半導体メーカーとは、事業や開発のスタイルを異としている。

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