INTRODUCTION
반도체의 진화와 휴대전화의 변천
1940년 대에 트랜지스터가 탄생한 이래, 극적인 진화를 이어가는 반도체.
여기에서는 우리들이 평상시 사용하고 있는 스마트폰에 착목하여 반도체의 진화와 휴대전화의 변천이 어떤 관계성을 가지는지 살펴 본다.
휴대전화의 새로운 시작
1870년 대에 전화가 발명되고 일본에서도 1890년 대에 서비스가 개시되었다 그리고 태평양 전쟁 후의 고도 경제 성장기에 일명 ‘검은 전화’가 각 가정에도 보급되기 시작했다.
그 후, 1980년 대에 어깨에 거는 형태의 휴대전화가 등장. 그러나 약 3kg이나 되는 배터리를 탑재하면서도 연속 통화 시간은 약 40분. 기본 요금은 몇 만엔이나 들었다. 그 때문에 일상적으로 이용하는 사람들은 기자 등에 그쳤다. 누구라도 어디에서든 커뮤니케이션을 하기 위해서는 소형화, 경량화, 그리고 저 비용의 상품 개발을 진행하는 것이 요구되었다.
휴대전화의 눈부신 발전
1990년대 이후 휴대전화는 소형화・경량화 및 다기능화의 면에서 눈부신 발전을 이루어 나가고 있다. 그것을 실현시킨 큰 계기 중 하나가 다수의 반도체 소자를 고밀도로 집적한 LSI(=Large Scale Integration=대규모 집적 회로)이다.
LSI는 계산을 하는 CPU 및 기억 장치인 메모리의 역할을 하며 고속 및 저 전력으로 처리를 실행할 수 있다. 그 때문에 종래의 통화만의 기능에 더해 데이터의 기억, 디스플레이의 묘화, 카메라 촬영・녹화, 데이터 통신 등, 다양한 일을 작은 휴대 단말기 하나로 할 수 있게 되었다.
미래의 디바이스
2013년 이후는 스마트폰 출하 대수가 이른바 ‘피처폰’을 뛰어 넘게 되었다. 이것에도 반도체 기술의 진화가 관련되어 있다. 예를 들면 디스플레이가 대화면 및 고 해상도화 하여 처리・기억할 수 있는 데이터 양이 대폭 증가한 것. 이것은 반도체의 미세화와 고 성능화가 더욱 진행되어 보다 작은 스페이스에서 보다 많은 정보를 보다 빨리 처리할 수 있게 되었기 때문이다.
앞으로는 지금 이상으로 디바이스가 다양화 할지도 모른다. 예를 들면, 인공 지능 처리를 전문으로 하는 디바이스, 나아가 인간의 뇌를 모방한 뉴로모픽 디바이스. 양자 컴퓨팅 및 양자 센서 등의 양자 디바이스. 디스플레이 분야에서는 헤드 마운트 디스플레이에 의한 VR 및 더욱 진행된 입체 영상 ‘홀로그램’. 종이처럼 얇고 구부러지는 디스플레이. 또 의료 분야에서도 많은 디바이스의 활용이 기대되고 있으며, 예를 들면 부담을 적게 주는 체내에 삽입하는 디바이스도 늘어날 것이다.
한편, 이미 현재 클라우드 컴퓨터 등에서 반도체 디바이스의 소비 전력량이 매우 커서 대폭적인 소 전력화가 가장 중요한 과제로 되어, 각종 불 휘발성 디바이스 및 신소재의 파워 디바이스 등이 기대되고 있다. 이들 반도체 기술의 진화에 의해 앞으로도 새롭고 쾌적한 세계가 펼쳐져 나간다.
반도체가 지탱하는 고속 통신 기술
디바이스의 진화를 논함에 있어서 잊어서는 안 되는 것이 통신 기술의 향상이다. 지금 방대한 기기가 항상 네트워크에 접속되고, 전 세계의 데이터 양은 10년 사이에 10배 이상 증가하고 있다고 일컬어지고 있다.
이렇게 많은 정보를 주고 받는 것이 가능한 것은 각지에 건설되어 있는 대규모의 데이터 센터의 덕분이기도 하며 그것을 지탱하는 것이 반도체 및 반도체 제조장치의 진화이다. 또, 향후는 사용자에게 가까운 장소에 다수의 서버를 설치하는 ‘에지 컴퓨팅’도 본격화하여 클라우드 컴퓨터와 통신량도 더욱더 증가해 나가기 때문에 통신의 고속화가 한층더 요구된다. 앞으로의 통신 속도 향상을 좌우하는 반도체의 성능 향상은 IoT 시대에 빠질 수 없는 기술 테마라고 할 수 있을 것이다.