| 研究課題/領域番号 |
12305024
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
電子デバイス・機器工学
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
小柳 光正 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (60205531)
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| 研究分担者 |
栗野 浩之 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (70282093)
羽根 一博 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (50164893)
江刺 正喜 東北大学, 未来科学技術共同研究センター, 教授 (20108468)
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| 研究期間 (年度) |
2000 – 2002
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| キーワード | 光導波路 / 並列処理 / ウェーハレベルインテグレーション / システム オン チップ / ウェーハ張り合わせ技術 / マイクロバンプ / 半導体技術 / LSI集積化技術 |
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| 研究概要 |
本研究課題において我々はニューロン回路を製作したLSIを光導波路で相互接続することでニューラルネットワークにおいて重要な要素である千にも及ぶ多数のニューロン相互結合(シナプス結合)を実現し、連想や認識といった人間の持つ柔らかな情報処理のできるニューラルネットワークの試作を目指している。そのためこのシステムを実現するためにシステムの中核となる光導波路結合技術の開発1と光導波路結合システムに搭載する光ニューロン情報処理回路2の試作を進めた。
1 光導波路結合技術の開発
発光素子としてVCSELをニューロン回路を形成した3次元LSIの上に搭載するためのビームリード技術を開発した。VCSELを搭載したLSIと受光素子を形成したLSIを光導波路基板上に集積化し、動作を確認した。その結果、5段以上の受光素子でチップ間の光通信ができることを実証した。
2 光ニューロン情報処理回路の試作
上述の技術を用いてニューラルネットワークで情報処理を行うためのVCSEL駆動回路、光受信回路を搭載した記憶回路の設計、試作を行った。この回路評価の結果、30nA程度の光電流で光受信回路の良好な動作と、メモリー回路の正常な動作を確認した。さらに連想や認識といった人間の持つ柔らかな情報処理のできるシステムを実現するためのデジタル回路によるアプローチとして動的にシステムの回路構成を変更できるリコンフィギャラブル処理回路を設計、試作した。この回路では状態を保存するための大容量のメモリを内蔵しており、さらにロジックブロック間を8ビットの内部バスで接続、ロジックブロック間の高速のデータ転送を実現した。この回路の評価として画像を入力し、回路ブロックを再構成することで小さな回路規模でもエッジ抽出などのいくつかの画像処理が実現できることを確認した。
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