TAKAGI & TAKENAKA Group

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  • トープラサートポン カシディットさんが助教として赴任されました。(2018/4/1) NEW
  • 「シリコン光スイッチ」に関する記事が日本経済新聞(2018年3月12日付け)に掲載されました。(2018/3/12)
    AIの学習高速化へ 東大、光回路の制御素子
  • 「シリコン光スイッチの大幅な省電力化に成功 ~シリコン万能光集積回路を用いた深層学習への応用に期待~」についての研究成果をプレスリリースしました。(2018/3/12) NEW
  • Nature Photonicsに論文が掲載されました(2017/7/31) 
    J.-H. Han, F. Boeuf, J. Fujikata, S. Takahashi, S. Takagi, and M. Takenaka, “Efficient low-loss InGaAsP/Si hybrid MOS optical modulator,” Nat. Photonics, vol. 11, no. 8, pp. 486–490, Jul. 2017. DOI: 10.1038/nphoton.2017.122  
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Heterogeneous integration for low-power electronics and Si/III-V CMOS photonics

fig1
Si LSIはこれまで過去30年以上に渡り、集積度が18ヶ月で2倍になるというMooreの法則に従ってチップあたりのトランジスタ数を増大させながら性能の向上を図ってきました。現在最新のCPUでは既にトランジスタ数は10億個を超えるレベルに達しており、わずか1cm角のLSIチップに地球の総人口よりも多いトランジスタが集積化されるのはすぐ間近にせまっています。

このような飛躍的な発展を可能としたのが、微細化によるトランジスタの集積度と性能の向上でした(スケーリング則)。ゲート長は既に30nm以下までスケーリングされており、今後も微細化が進むものと考えられています。しかしながら、ナノレベルの微細化には物理的限界が見え始めており、従来のスケーリング則だけではSi LSIの性能を向上させることが難しくなってきています。

このようにSi LSIの研究開発は新たな局面を迎えつつあり、スケーリング則が破綻したいわば「ポストスケーリング時代」に突入しようとしています。スケーリングに依らないトランジスタの性能向上を目指す「More Moore」、LSI上にトランジスタ以外のデバイスも集積して高機能化を図る「More than Moore」、従来のCMOSとは全く異なる原理のデバイスを目指す「Beyond CMOS」などを目標に、世界中で研究開発が活発になってきています。

高木・竹中研究室では、ポストスケーリング時代においてもLSIの性能向上を可能するための半導体デバイスの研究を行っています。Si基板上にGeやIII-V族半導体、グラフェンなどの異種半導体を集積化することで、

  • Ge/III-V MOSFET
  • 量子トンネルトランジスタ
  • Siフォトニクス
  • III-V CMOSフォトニクス
  • グラフェンフォトニクス
  • 2D材料エレクトロニクス
などの研究を進めており、省電力LSIや光配線LSIの実現を目指しています。

 


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