研究室公開

OPEN LABORATORY

ロボット・人工知能

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AIチップが拓く賢い省エネと安全輸送技術

AIハードによる超リアルタイム学習・判断のインパクト

遠藤(哲)研究室

EXHIBIT

オープンキャンパスでの展示

グリーンパワーエレクトロニクスの重要性を最新のAIチップを搭載した高性能ドローンを使って体験しよう。

我々の生活はスマートフォン、パソコン、電気自動車など多くの電気・電子機器で支えられています。それらの機器は発熱や消費電力などの問題に直面しています。本展示では、これらの課題解決の鍵となるパワーエレクトロニクスやIT技術が集約されている高性能ドローンを通して、エネルギーとITとのつながりを体験して頂きます。また、次世代のAI技術・安全輸送技術の鍵となる賢い省エネ技術に向けた本研究室の取り組みについて解説します。

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高効率エネルギー利用のためのパワーデバイス&パワーマネジメント回路技術

  高効率な電力変換と安定した電力供給のため、ワイドバンドギャップ材料による省エネ半導体デバイスを研究しています。加えて、豊富な設計資産があるSiパワーデバイスと、低損失なGaNパワーデバイスを融合した新しいハイブリッドパワー集積デバイスを研究しています。これらの研究を、次世代自動車(HV, EV)のモータを駆動するパワーコントロールユニット(PCU)へ応用することで、回路を効率化、小型化し、燃費向上が期待できます。
 更なる省エネルギーの実現のために、回路中での温度や消費電力などの情報を正確にセンシングし、その情報に応じた適切な電力を供給する新しいパワーマネジメント回路システムを研究しています。この研究は様々な電力変換機器での応用に加え、センサネットワークなどIT分野での応用も期待されています。

3次元縦型構造デバイス・回路技術によるパワー集積システムのプラットフォーム構築

 将来の低消費電力(低炭素社会)の実現のためには、IT機器の中核担うシリコン集積回路の更なる低消費電力化が必要不可欠です。これまでシリコン集積回路は微細化により高性能化・省エネルギー化を実現してきました。しかし現在の集積回路の基本素子である平面構造MOSFETは、その微細化に伴い性能向上が困難になってきています。この限界を打破するため,3次元縦型構造MOSFETとその回路技術を提案し、シリコン集積回路の高性能化と低消費電力化を実現し、さらには効率よく電気エネルギーを変換し供給する高効率なパワー集積システムのプラットフォームとすべく研究を推進しています。
 私たちが提案し開発してきたこの新しい3次元縦型構造デバイス技術をベースに、東芝、サムスン、インテル・マイクロンなど世界中の半導体企業が、次世代のモバイルストレージとして3D-NANDを量産開始しています。将来には、10TBを超えるUSBメモリが出てくるでしょう。

次世代輸送システム向けリアルタイム画像認識AIチップ& IoT向けグリーン半導体集積回路

  ノイマン型コンピューティングが不得意としてきた人間に近い認識や判断を可能にする新しいアーキテクチャの集積回路を目指しています。この研究は物体追尾や映像認識のリアルタイム実行を必要とする自動車や自律制御ロボットなど次世代輸送システムへの応用が期待されています。
 IoTに代表されるIT機器の頭脳である半導体集積回路の飛躍的な低消費電力化と耐環境性の向上を目指して、 Siテクノロジーとスピントロニクステクノロジーを融合させた新しい不揮発性半導体集積回路をロジックからメモリまでを一貫して研究しています。