研究課題
基盤研究(A)
あらゆる情報がグローバル化パーソナル化するユビキタス情報化社会において、そのハードウエアを支えるのは、ナノメータレベルまで微細化しているSi CMOS集積回路である。2013年には最小加工寸法(テクノロジーノード)35nmで、チップ面積(20mm角)上に数億個のトランジスタを集積(Integration)し、これを20GHzのクロック信号で動作させようとしている。LSIはこれまでスケーリング則を指導原理として微細化し、高速化、高集積化、高性能化、低消費電力化を実現しナノメータスケール集積世代に突入した。本研究は、信号伝達・伝送の本質が通信にあることに着目し、トランジスタからトランジスタを接続する配線、リピータ、ハブ、ルータを一つの通信路として考え、配線設計をすることを目的とした。研究期間内に、配線資源見積もりのための新規な配線長分布式の提示、実際180nmや90nmプロセスを利用した高速グローバル配線の設計と試作を行った。新規配線長分布式では、従来のモデルで表現しきれてなかった累積配線数を表現することに成功した。実際に出回っているLSIチップの実データとの比較を行い導出式の有用性を確認した。グローバル配線として、伝送線路配線をとりあげ、線路モデリングを始め、実際に180nm、90nmCMOSプロセスを利用した設計、試作、評価を行った。0.27pJ/bitの超低エネルギーで10Gbps以上の伝送に成功した。他の配線手法と比較を行うために新規に配線性能指数を提案し、mm〜cmオーダーの信号伝送では、本研究が示した差動伝送線路配線の性能指数が他の方式(従来RC線路、ワイヤレス配線、光配線)よりも優れていることを示した。また、オンチップネットワークへの展開のためにマルチドロップ型の伝送線路配線を構成し、約10Gbpsの伝送に成功した。
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