桜井 貴康/SAKURAI Takayasu

桜井 貴康 教授

【研究分野】
半導体システム分野
【研究領域】
エネルギーエフィシェント集積回路設計
【研究室URL】
http://lowpower.iis.u-tokyo.ac.jp/index_j.html

研究内容

当研究室ではVLSI設計の研究を行っています。研究テーマは集積回路システムに関係あることすべてですので、デジタルプロセッサ、アナログ、メモリなど興味あることには何でもチャレンジできます。中でも、現在注目の環境にやさしい超低電力VLSI回路設計で世界的に有名で、VLSIのオリンピックを言われるISSCC(国際固体回路学会)では歴代30件以上の論文を発表するなど世界をリードしています。また、高宮研究室と緊密に連携して研究室を運営していますので、そちらも参照してください。

人々の生活に溶け込む集積システム(アンビエント・エレクトロニクス)

半導体チップは情報ネットワークや携帯電話、テレビやオーディオなど現代の情報社会の基幹技術となっています。しかし近年、情報処理だけでなく、もっと物理的な世界にも応用が始まっています。環境全般、野山、街角、交通機関、ホーム、ボディなどにも半導体チップが入り込み安心・安全・豊かな生活を支えるために人々の生活に浸透してゆこうとしています。このように、巨大な数のチップが使われ始めたので、今まで以上に低電力性が求められるとともに、エネルギーをどのようにチップに与えるか、あるいは自然界とのインターフェイスをどのようにとって行くかなど、新しいチャレンジが一杯でてきました。これらの新天地では、新しいVLSI設計の考え方が必要となっています。

革新的低消費電力・高速VLSIシステム

消費電力を抑える切り札は、トランジスタというスイッチをなるべく密集させて、相互の通信エネルギーを低減することが肝要です。そこで三次元的にチップを積層してトランジスタ密度を上げる三次元積層エコチップが考えられています。当研究室では、三次元積層チップ間の無線接続技術を世界に先駆けて実証して注目され、スーパーコンピュータやテストへの応用もさかんに研究され始めました。最近では無線給電による電力のチップ間伝送の研究も進めています。実現すれば完全にワイヤレスなチップ間接続が可能となり、自由に気ままにチップを使えるインフラが整います。自分自身の状態を監視し、ヘルスケアをしながら自分自身で低電力動作点を探してゆく適応型チップの研究も世界をリードしています。

有機トランジスタや異分野連携による集積回路

炭素と水素を基調にした有機トランジスタ回路を研究していて、将来のロボットの電子人工皮膚、曲がった表面からも画像を取り込める光学スキャナ、コードがなくてもパソコンや携帯が動く無線電力伝送シート、義手制御用の表面筋電位測定シート、おむつ用ワイヤレス水分検出シートなどの研究を行ってきました。これらのシリコンなどの無機材料とプラスチックなどの有機材料を組み合わせた融合型の集積回路は新しい可能性を拓きますが、世界でも例を見ない当研究室の成果に注目が集まっています。

学生へのメッセージ

研究室には年に数回の高価なチップ試作ができる設計環境と、微細チップを測定する各種の装置などのインフラが整っていますので、他ではできないものを作ってみることができます。もちろん、理論が面白いと思えば理論的な研究もできます。スキルと知識、そして創造力を鍛えてみませんか。

図1:自分で自分の「健康」状態を管理しながら動作する賢い三次元VLSIシステム
図2:LSIと異種デバイスを融合させた先端的な大面積エレクトロニクス
図3:手のひらによる温度差発電と世界最低電圧動作可能なエネルギー・ハーベスタ
図4:自分で設計したVLSIを測定しているところ