　大型研究プロジェクト(＠広島大学）

21世紀ＣＯＥプログラム「テラビット情報ナノエレクトロニクス」
拠点リーダ：岩田穆(あつし）

2001年～2005年

・ 21世紀COE

・ 21世紀COE「テラビット情報ナノエレクトロニクス」ホームページ

・ 21世紀COE「テラビット情報ナノエレクトロニクス」成果報告書/td>

半導体バイオ融合集積化技術構築プロジェクト:SBI 　
拠点リーダ：岩田穆（あつし）

文部科学省先端融合領域イノベーション創出拠点
2006年～2009年

・SBI拠点ホームページ

・SBIプロジェクト成果概要

研究開発テーマ

　研究テーマの内容・特徴

□電電公社研究所でアナログ回路の設計のテーマを与えられて以来，一貫してアナログに関わる集積回路の研究・開発に携わった．
□CMOSデバイスでアナログ回路を作るという先端のテーマに恵まれ，世界初の1チップの音声符号・復号器（音声をPCMデジタル信号に変換，PCMを音声に変換）を開発できた．
□これを発展させて考案された微細なCMOSに適した新AD, DA変換技術MASHの研究・開発で技術と学会に貢献し，オーディオ機器等への実用化に貢献できた．
□大学に異動して産学共同研究として低電圧・低雑音アナログ回路，基板雑音の解析評価の研究を実施して，これら成果と卒業生で，アナログ設計企業A-R-Tecを設立できた．
□NTT時代から将来技術として，超大規模ポストデジタルLSI，神経回路網チップ，光インタコネクト，アナデジ融合回路，無線インタコネクト，3次元集積，半導体バイオ融合に挑戦してきた．
未だ道半ばだが，能力･気力が尽きつつある．　

アナログ回路の位置付け

○　今はデジタルの時代と言われているが，アナログが何故重要なのでしょうか．
○　我々が日常，見たり聞いたり感じたりする多くの情報はアナログです．我々が使う携帯電話やＴＶなどのシステムではアナログ情報を受信，センシングして，それをデジタルに変え，処理・記憶・通信して，又，人間に分かり易いアナログに戻すことが必要です．
○　集積回路にはアナログとデジタルの両方が必要で，デジタルは計算機を使って自動設計し易いですが，アナログはそうはいきません．
○　アナログ回路は多種多様で，特性や仕様が複雑で，設計には経験や勘が必要です．
アナログに研究・開発する要素が多く重要になっています．
ここにアナログ回路技術を研究・開発する価値と需要，人材の育成の必要性があります．
　

RCアクティブフィルタ(混成集積回路化)

　フィルタというのは，音でいうと低音と高音を分けるような周波数成分を弁別する機能を持ち，昔から通信に不可欠なものです．これを作るにはコイル(L)とコンデンサー(C)を用いるのが普通ですが，大きく，重たく，特性調整するのが大変でした．
　そこで，コイルを用いないでフィルタを作り，小型・軽量にしようという考えで研究・開発されたものです．現在主流になっているシリコンチップ上に形成した集積回路の前には混成集積回路（ハイブリッド）があり，この技術実現するのに適しています．
　抵抗(R)とコンデンサー(C)とアンプを用いることにより，等価的にコイルの機能を実現できるという原理で動作します．RとCの値を変えると，周波数が変わるので，特性調整ができます．

　混成IC化RCアクティブフィルタ

　RCアクティブフィルタはR,C,オペアンプで構成されます．セラミック基板上に形成したタンタル薄膜によるR，と窒化タンタル薄膜によるC，シリコンオペアンプチップをで作られます．
　左は完成品でサイズは4cm x 4cm程度，上にある黒い■がオペアンプチップ，真ん中の2個の白い基板の裏にはCが，下の白い基板の裏にはRが形成されているいる．真ん中の基板は，C基板とR基板とオペアンプを搭載する前のメイン基板，縦長の基板はR基板で，多数の抵抗が形成されている．その拡大写真が一番右にある．小さい基板はC基板で，3個のコンデンサーが形成されている．
　メイン基板には穴が空いており，これを通してRが見えるので，レーザーを使ってRの値を調整して，精度を高めます．
　

　周波数多重通信に用いられるチャネルフィルタ

　周波数多重通信（FDMA：Frequency Domai Mutiple Access）とは一人の音声を約4KHzの帯域に制限して，これを高い周波数に変換して，積み重ねて，1本でケーブルで多数の人の声を通信する方式です．
　これを実現するキー部品がチャネルフィルタです． 300Hz-3400Hzに音声信号のみを通し，それ以外の成分は通さないという機能を持っています．
コイルとコンデンサーを用いたLCフィルタで作られましたが，これをRCアクティブフィルタで実現した試作品です． 1/4位に小型・軽量になりました．