半導体についての説明の試み

1. 目次
• CPU の機能とソフト
• 半導体回路の設計
• コスト

2. CPU の機能とコスト

3. CPUの例: Intel 8008 (1)
1972年発売

4. CPUの例: Intel 8008 (2)
描かれているパターンの
論理的な設計図

5. CPUの例: Intel 8008 (3)

6. CPUの機能
簡略化
①ソフトに記述された命令に従って
処理を演算装置に指示
②指定されたアドレスのデータを
レジスタに格納
③レジスタの値を指定されたアドレスに
書き込み
④レジスタの値に対して演算を行い，
結果をレジスタに書き込み
①
② ③
④
大きくいうとこの4つの機能

7. ソフト
• 料理に例えると...
: 定数，データ : ロジック
ソフト
レシピ
料理人
料理道具
レシピに書かれ
ていることを忠
実に実行．書か
れていないこと
に対しての融通
は一切利かない
材料，調味料
レシピや材料を変えれば，料理人や料理道具は変えずにいろんな料理が作れる．

8. ソフトのライブラリの位置づけ
• AUTOSAR
前ページの料理のレシピに例えると…
料理道具
料理の一般的な作業内容
- みじん切り: 包丁を上下に小刻みに動かす
- 千切り: スライサに当てて横に動かす
普通のレシピに書かれる内容
- まず，にんじんをみじん切りにして…
手の動かし方具体的な指示
- 刃を下向きにして黒くて細い部分を握り…
- 刃を上向きにして細くなった部分を握り…
マイコンメーカが BSW を提供してくれれば，
レシピだけ作成すれば料理ができる．
作ったレシピを他のマイコンでもそのまま使える．
レシピに書かれ
ていることを忠
実に実行．書か
れていないこと
に対しての融通
は一切利かない

9. 半導体回路の設計

10. 半導体回路の設計
• 全体の流れ
参考: FPGA の場合は，ここで完

11. 半導体回路の設計
• 全体の流れ

12. 半導体回路の設計
• 全体の流れ

13. 半導体回路の設計
• 全体の流れ
20年以上前の場合

14. 半導体回路の設計
• 全体の流れ
現在
ぱっと見，ソフトを書いているのとほぼ同じ

15. 半導体回路の設計
• 全体の流れ
パターン形状としての
設計に落とし込む
現在はこの変換自体は自動．
自動的に計算させるための前提条件
やトレードオフの検討が設計対象

16. 半導体回路の設計
• 全体の流れ 適用分野の知識
必要
(例: 画像認識)
不要
論理ゲートを
要件に沿って
レイアウト
すればOK
求められるエンジニア
特定分野の
スペシャリスト要
別の視点だと…
エンジニアの旬が短い
異なる分野の製品でも
半導体プロセスが
同じなら担当可
別の視点だと…
同じプロセスの製品が
自社に他に無いと
ちょっと具合が悪い
業界エコシステム
ファブレス会社
(例: Qualcomm,
NVIDIA)
ファウンドリ
(例: TSMC)
出版業界
に例えると
作家
出版社
(校正，装丁,
…)

17. コスト

18. 半導体のコストの分類
• この資料では，コストを大きく以下の3つに分類して記載して
います．
以降のページでは，そのページの内容がどのコストなのかを
右上に記載してあります．
プロセス開発コスト
回路・ソフト開発コスト
製造コスト
細かく回路を描いて製造できるようにするための
技術開発にかかるコスト．費用はそのプロセスを
使う製品から広く回収．
特定のICの開発にかかるコスト．
半導体を製造するのにかかるコスト．