LSIとは? わかりやすく解説

エル‐エス‐アイ【LSI】


LSI

読み方エルエスアイ
別名:大規模集積回路
【英】Large Scale Integration

LSIとは、多数トランジスタダイオード抵抗コンデンサなどの電子部品素子)を、一つ半導体チップ組み込んだ集積回路IC)のことである。ICほぼ同じ意味で用いられることも多い。

半導体集積回路は、「ムーアの法則」で表現されているように、時代とともに集積度性能指数関数的に向上している。1970年代には、1つ半導体チップ1000個~10万個の素子集積されていたが、1980年代には、10万個~1000万個のレベルとなり、今日では10億以上の素子集積されている集積回路存在する

半導体集積回路は、素子集積度に応じて次のように呼び分けられることがある。これによると、LSIは、集積回路集積度区分一つにすぎない。しかし、実際に集積度に応じて呼び分けることは今日ではほとんど行われず集積度にかかわらず「LSI」や「チップ」と総称される場合のほうが多い。


名称日本語集積され素子の数
SSI小規模集積回路100未満
MSI中規模集積回路100個~1000
LSI大規模集積回路1000個~10万
VLSI超大規模集積回路10万個~1000万
ULSI超々大規模集積回路1000万個以上

LSIの種類用途多岐にわたり、おおよそ下のような分類において多用されている。以前はもっぱらコンピュータ部品として用いられてきたが、最近ではいわゆる情報家電における需要急速に増大している。

マイクロプロセッサCPU)として。ここでは、LSIは計算理を行うための装置として用いられるコンピュータにおける計算理だではなくいわゆるマイコン制御家電製品AV機器産業機器などの制御装置としても利用されている。

メモリ記憶装置)として。ここでは、LSIはデータプログラム記憶するための装置として用いられるメモリ構造によって、DRAMSRAMなどの揮発性メモリマスクROMフラッシュメモリなどの不揮発性メモリなどの種類がある。

ASICカスタムIC)として。ここでは、LSIは携帯電話機ゲーム機といった特定の電子機器向けに、その機器専用設計され集積回路として利用される

LSIは、高速化省電力化のために微細化がほぼ極限まで進んでいる例えば、素子絶縁体ゲート酸化膜)の幅は原子数個分にすぎなくなっている。既存技術では微細化限界見えており、LSIの新し素材構造に関する研究進められている。


集積回路

(LSI から転送)

出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』 (2022/07/03 14:21 UTC 版)

集積回路(しゅうせきかいろ、: integrated circuit, IC)は、半導体の表面に、微細かつ複雑な電子回路を形成した上で封入した電子部品である。


注釈

  1. ^ 専門的には「ダイ」とも呼ぶ。
  2. ^ 個別の部品を集積した「ハイブリッド集積回路」なども含める場合もあるが、ここではそちらへの言及は割愛する。
  3. ^ 多くの場合、端子とその間隔のために必要な大きさが、パッケージサイズの要因となっている。
  4. ^ 1980年代に商用化しようとした例もあったが、歩留の制約を越えられずに失敗している。WSIの実用化の優先度は高くない。(トリロジー・システムズ英語版の記事などで見られる)

出典

  1. ^ a b c 1960年代初 国産ICのスタート, http://www.shmj.or.jp/museum2010/exhibi719.htm 
  2. ^ 城阪俊吉、私とハイブリッドマイクロエレクトロニクスの出会い -戦後40年のやきもの 『HYBRIDS.』 1988年 4巻 1号 p.2-20, doi:10.5104/jiep1985.4.2
  3. ^ 米誌に触発された電試グループ, http://www.shmj.or.jp/shimura/ssis_shimura2_06.htm 
  4. ^ 固体回路の一試作 昭和36(1961)年4月8日 電気四学会連合大会, http://www.shmj.or.jp/shimura/shimura_J_L/shimura2_06_3L.jpg 
  5. ^ 東大グループは「固態型論理回路」, http://www.shmj.or.jp:80/shimura/ssis_shimura2_07.htm  半導体産業人協会 日本半導体歴史館 志村資料室 第II部
  6. ^ The Bipolar Digital Integrated Circuits Data Book, 日本テキサスインスツルメンツ 
  7. ^ 原題: Introduction to VLSI Systems
  8. ^ 福田哲生著 『はじめての半導体シリコン』工業調査会 2006年9月15日初版第1刷発行 ISBN 4769312547
  9. ^ 株式会社インプレス (2020年1月23日). “TSMC、5nmプロセス「N5」を2020年上半期に立ち上げ 〜6 nmは予定通り年内量産開始の見込み” (日本語). PC Watch. 2021年4月8日閲覧。
  10. ^ 株式会社インプレス (2021年1月18日). “TSMC、3 nmプロセスのリスク生産を2021年内にも開始” (日本語). PC Watch. 2021年4月8日閲覧。
  11. ^ 株式会社インプレス (2019年5月16日). “Samsung、3 nmプロセスで独自のGAAFET構造「MBCFET」採用へ ~6nmは年内、5nmを2020年より量産開始” (日本語). PC Watch. 2021年4月8日閲覧。
  12. ^ 株式会社インプレス (2020年1月30日). “【福田昭のセミコン業界最前線】 2020年も半導体はおもしろい(前編)” (日本語). PC Watch. 2021年4月8日閲覧。
  13. ^ 日経エレクトロニクス 2007年11月5日号「激安DRAMを活かす」 p.63
  14. ^ 株式会社インプレス (2020年3月26日). “Samsung、業界初のEUV採用DRAMモジュールの出荷開始” (日本語). PC Watch. 2021年4月8日閲覧。
  15. ^ 笠原一輝のユビキタス情報局ː Intel、第10世代Core発表。10nmプロセスで、L1が1.5倍、L2は倍増に”. 2021年4月26日閲覧。 “初期の計画では2017年末の出荷だったが、Kaby Lakeの微細化製品として計画されてきた同じ10nm採用のCannon Lakeがうまく立ち上がらず、結果的に事実上のスキップ(実際にはGPUなし版が細々と出荷されている)になり、2019年にずれ込んでしまうというかたちになってしまった。”
  16. ^ 笠原一輝のユビキタス情報局ː Intel、2023年の製品計画プランを延期。ゲルシンガー氏の新体制で強いIntelへの回帰なるか”. 2021/04.26閲覧。 “Intelの次の製造技術であり、TSMCの5 nmと同程度の性能を持っているとされる7 nmの製造計画は2022年に開始され、量産は2023年になると見られている。”
  17. ^ インテルCPUロードマップ 2016年中に10nmプロセスを量産、7nmは2019年 ASCIIデジタル2016年04月18日
  18. ^ ついに“ひと桁”、7 nmプロセス開発へ加速 EE Times Japan Weekly 2016年03月28日
  19. ^ “Broadwell-EP”こと「Xeon E5-2600 v4」が販売開始 ASCII 2016年04月01日
  20. ^ ASCII. “アップル異例の「順番入れ替わり」、それでも「プロセッサー自前開発」で強みを見せる (1/2)” (日本語). ASCII.jp. 2021年4月8日閲覧。
  21. ^ New nano logic devices for the 2020 time frames
  22. ^ マイクロ分光素子を用いたイメージセンサの高感度化技術を開発 Panasonic Newsroom プレスリリース 2013年2月4日


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