適応的電圧最適化によるLSIの動作歩留まり向上に関する研究

• 研究課題/領域番号: 15K06042
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 電子デバイス・電子機器
• 研究機関: 大阪工業大学
• 研究代表者: 牧野 博之 大阪工業大学, 情報科学部, 教授 (50454038)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2017年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2016年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2015年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: ばらつき / しきい値電圧 / ゲート酸化膜厚 / 適応的電圧制御 / 論理回路 / 集積回路 / プロセッサ / リングオシレータ / ロジック回路

研究成果の概要

MOSトランジスタの特性ばらつきの増加によってLSIの歩留まりが低下する問題に対して、リングオシレータの発振周波数からデジタル処理によってトランジスタの閾値電圧(Vth)とゲート酸化膜厚(Tox)を測定し、その測定値に応じて適応的に論理回路に与える電圧を最適化することで、LSIを救済する手法を提案した。さらに、この手法をSRAMも含む一般的なLSIに適用し、通常の電源電圧では動作不可能であったチップが救済されることを確認した。本研究成果によれば、Vth とToxの仕上がり状況の検知から電圧の最適化までをすべてチップ上で行うことができるので、低コストでLSIの歩留まりを向上することができる。

研究成果

• [学会発表] ばらつきを考慮した論理回路の電圧最適化に関する検討 (2016)
  • 著者名/発表者名: 橘凌太，遠藤寛明，池田裕樹，櫻井拓，牧野博之，布村泰浩，吉村勉，岩出秀平，松田吉雄
  • 学会等名: 2016年度電気関係学会関西連合大会
  • 発表場所: 大阪府立大学、中百舌鳥キャンパス
  • 年月日: 2016-11-22
• [学会発表] トランジスタのVthおよびTox検知用プロセッサの設計 (2016)
  • 著者名/発表者名: 遠藤寛明，橘凌太，池田裕樹，櫻井拓，牧野博之，布村泰浩，吉村勉，岩出秀平，松田吉雄
  • 学会等名: 2016年度電気関係学会関西連合大会
  • 発表場所: 大阪府立大学、中百舌鳥キャンパス
  • 年月日: 2016-11-22
• [学会発表] トランジスタの閾値およびゲート酸化膜厚検知手法の検討 (2015)
  • 著者名/発表者名: 池田裕樹，櫻井拓，牧野博之，布村泰浩，吉村勉，岩出秀平，松田吉雄
  • 学会等名: 2015年度電気関係学会関西連合大会
  • 発表場所: 摂南大学 寝屋川キャンパス
  • 年月日: 2015-11-14
• [学会発表] トランジスタの閾値検知用プロセッサの設計 (2015)
  • 著者名/発表者名: 櫻井拓，池田裕樹，牧野博之，布村泰浩，吉村勉，岩出秀平，松田吉雄
  • 学会等名: 2015年度電気関係学会関西連合大会
  • 発表場所: 摂南大学 寝屋川キャンパス
  • 年月日: 2015-11-14