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2009 年度 研究成果報告書

ナノスケール配線および回路のシグナル・インテグリティに関する研究

研究課題

  • PDF
研究課題/領域番号 18063008
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関東京工業大学

研究代表者

益 一哉  東京工業大学, 統合研究院, 教授 (20157192)

連携研究者 石原 昇  東京工業大学, 統合研究院, 特任教授 (20396641)
佐藤 高史  東京工業大学, 統合研究院, 特任教授 (20431992)
天川 修平  東京工業大学, 統合研究院, 助教 (40431994)
伊藤 浩之  東京工業大学, 精密工学研究所, 助教 (40451992)
岡田 健一  東京工業大学, 統合研究院, 助教 (70361772)
研究期間 (年度) 2006 – 2009
キーワードナノ配線 / シグナル・インテグリティ / インテグリティ / 揺らぎ / ばらつき
研究概要

現在のCMOS LSIにおいて、すでに回路性能の性能向上を阻害しているのは配線での遅延である。配線遅延の改善はスケーリングを延命し、かつスケーリングを超えるための必須のnever-ending issueである。本プロジェクトでは、(1)配線町分布に基づく配線資源予測、(2)周期構造配線や多ポート配線配線モデリング、(3)配線の高周波特性評価のための110GHzまでのde-embedding手法、(4)高速・低レイテンシ・低電力・高得エネルギー効率伝送線路の設計・試作・評価、 およびNoCに使用可能小面積・低消費電力・高速SER/DES回路設計・試作評価(5)光配線、ワイヤレス配線、伝送線路の性能の比較を行った。その結果、伝送線路配線を利用することで、32nm以降のCMOSにおける長距離配線高速技術を確立することができた。

  • 研究成果

    (49件)

すべて 2010 2009 2008 2007 2006 その他

すべて 雑誌論文 (19件) (うち査読あり 19件) 学会発表 (20件) 図書 (1件) 備考 (4件) 産業財産権 (5件)

  • [雑誌論文] Radio Frequency Micro Electro Mechanical Systems Inductor Configurations for A Achieving Large Inductance Variations and High Q-factors2010

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Mizuochi, Shuhei Amakawa, Noboru Ishihara, Kazuya Masu
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics Vol.49

      ページ: 05FG02-1-05FG02-3

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Design of On-Chip High Speed Interconnect on Complementary Metal Oxide Semiconductor 180 nm Technology2010

    • 著者名/発表者名
      Takao Oshita, Shuhei Amakawa, Noboru Ishihara, Kazuya Masu
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics Vol.49

      ページ: 04DE14-1-04DE14-6

    • 査読あり
  • [雑誌論文] RF Signal Generator Based on Time-to-Analog Converter in 0. 18um CMOS2010

    • 著者名/発表者名
      Kazuo Nakano, Shuhei Amakawa, Noboru Ishihara, Kazuya Masu
    • 雑誌名

      apanese Journal of Applied Physics Vol.49

      ページ: 04DE12-1-04DE12-4

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Time-Slicing Ring Oscillator for Capturing Time-Dependent Delay Degradation and Power Supply Voltage Fluctuation"2010

    • 著者名/発表者名
      Takumi Uezono, Kazuya Masu, kashi Sato
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics vol.E93-C,no.3

      ページ: 324-331

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Accurate array-based measurement for subthreshold-current of MOS transistors2009

    • 著者名/発表者名
      Takashi Sato, Hiroyuki Ueyama, Noriaki Nakayama, Kazuya Masu
    • 雑誌名

      IEEE Journal of Solid-State Circuits vol.44,no.11

      ページ: 2977-2986

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Characterization of On-Chip Multiport Inductors for Small-Area RF Circuits2009

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Ito, Kenichi Okada, Kazuya Masu
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Circuits and Systems I vol.56,no.8

      ページ: 1590-1597

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Physical design challenges to nano-CMOS circuits2009

    • 著者名/発表者名
      Kazuya Masu, Noboru Ishihara, Noriaki Nakayama, Takashi Sato, Shuhei Amakawa
    • 雑誌名

      IEICE Electronics Express (ELEX) vol.6no.11

      ページ: 703-720

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Analytical Estimation of Path-Delay Variation for Multi-Threshold CMOS Circuits2009

    • 著者名/発表者名
      Shiho Hagiwara, Takashi Sato, Kazuya Masu
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics vol.E92-A,no.4

      ページ: 1031-1038

    • 査読あり
  • [雑誌論文] One-Shot Voltage-Measurement Circuit Utilizing Process Variation2009

    • 著者名/発表者名
      Takumi Uezono, Takashi Sato, Kazuya Masu
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics vol.E92-A,no.4

      ページ: 1024-1030

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Tunable CMOS LNA Using a Variable Inductor for a Reconfigurable RF Circuit2009

    • 著者名/発表者名
      Hirotaka Sugawara, Kenichi Okada, Kazuya Masu
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics vol.E92-A,no.2

      ページ: 401-410

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Application of Correlation-based Regression Analysis for Improvement of Power Distribution Network,2008

    • 著者名/発表者名
      Shiho Hagiwara, Takumi Uezono, Takashi Sato, Kazuya Masu
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Fundamentals Vol.E91-A,No.4

      ページ: 951-956

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 「オンチップ伝送線路配線の期待と課題-True Scalingを可能とする次世代配線技術-]2008

    • 著者名/発表者名
      益一哉
    • 雑誌名

      電子情報通信学会誌 Vol.91,No.3

      ページ: 170-175

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Bidirectional- and Multi-Drop-Transmission-Line Interconnect for Multipoint-to-Multipoint On-Chip Communications2008

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Ito, Makoto Kimura, Kazuya Miyashita, Takahiro Ishii, Kenichi Okada, Kazuya Masu
    • 雑誌名

      IEEE Journal of Solid-State Circuits Vol.43,No.4

      ページ: 1020-1029

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Reconfigurable RF CMOS Circuit for Cognitive Radio (Invited Paper)2008

    • 著者名/発表者名
      Kazuya MASU, Kenichi OKADA
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Communications Vol.E91-B,No.1

      ページ: 10-13

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Low-Loss Distributed Constant Passive Devices Using Wafer-Level Chip Scale Package Technology2007

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Ito, Hideyuki Sugita, Kenichi Okada, Tatsuya Ito, Kazuhisa Itoi, Masakazu Sato, Ryozo Yamauchi, Kazuya Masu
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Electronics Vol.E90-C,No.3

      ページ: 641-643

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Statistical Modeling of a Via Distribution for Yield Estimation2006

    • 著者名/発表者名
      Takumi Uezono, Kenichi Okada, Kazuya Masu
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Fundamentals vol.E89-A,no.12

      ページ: 3579-3584

    • 査読あり
  • [雑誌論文] On-Chip High-Q Variable Inductor Using Wafer-Level Chip-Scale Package Technology2006

    • 著者名/発表者名
      Kenichi Okada, Hirotaka Sugawara, Hiroyuki Ito, Kazuhisa Itoi, Masakazu Sato, Hiroshi Abe, Tatsuya Ito, Kazuya Masu
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Electron Devices Vol.53,No.9

      ページ: 2401-2406

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Optimization Methodology of Layer Numbers with Circuit/Process Co-design2006

    • 著者名/発表者名
      Takanori Kyogoku, Junpei Inoue, Hidenari Nakashima, Takumi Uezono, Kenichi Okada, Kazuya Masu
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics Vol.45,No.4A

      ページ: 2476-2480

    • 査読あり
  • [雑誌論文] RF Passive Components Using Metal Line on Si CMOS2006

    • 著者名/発表者名
      Kazuya Masu, Kenichi Okada, Hiroyuki Ito
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Electronics vol.E89-C,no.6

      ページ: 681-691

    • 査読あり
  • [学会発表] Linear Time Calculation of State-Dependent Power Distribution Network Capacitance2010

    • 著者名/発表者名
      Shiho Hagiwara, Koh Yamanaga, Ryo Takahashi, Kazuya Masu, Takashi Sato
    • 学会等名
      International Symposium on Quality Electronic Design (ISQED)
    • 発表場所
      San Jose, USA
    • 年月日
      2010-03-23
  • [学会発表] On the validity of bisection-based thru-only de-embedding2010

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Sekiguchi, Shuhei Amakawa, Noboru Ishihara, Kazuya Masu
    • 学会等名
      2010 IEEE International Conference on Microelectronic Test Structures (ICMTS2010)
    • 発表場所
      Hiroshima, Japan
    • 年月日
      2010-03-23
  • [学会発表] オンチップRC配線と伝送線路による高速デジタル信号伝送特性の比較2010

    • 著者名/発表者名
      高木辰則, 前川智明, 天川修平, 石原昇, 益一哉
    • 学会等名
      電子情報通信学会総合大会
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      2010-03-19
  • [学会発表] On-Chip Transmission Line Interconnect for CMOS High Speed Signaling2009

    • 著者名/発表者名
      Kazuya Masu, Noboru Ishihara, Shuhei Amakawa
    • 学会等名
      12th International Symposium on Microwave and Optical Technology (ISMOT-2009)
    • 発表場所
      New Delhi, India
    • 年月日
      2009-12-18
  • [学会発表] オンチップ受動素子の高性能化2009

    • 著者名/発表者名
      益一哉, 天川修平, 石原昇
    • 学会等名
      Microwave Workshops & Exhibition 2009 (MWE2009)
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      2009-11-27
  • [学会発表] An 8. 9mW 25Gb/s Inductorless l:4 DEMUX in 90nm CMOS2009

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Sekiguchi, Shuhei Amakawa, Noboru Ishihara, Kazuya Masu
    • 学会等名
      International SoC Design Conference 2009
    • 発表場所
      Busan, Korea
    • 年月日
      2009-11-24
  • [学会発表] On-die parameter extraction from path-delay measurements2009

    • 著者名/発表者名
      Tomoyuki Takahashi, Takumi Uezono, Michihiro Shintani, Kazuya Masu, Takashi Sato
    • 学会等名
      2009 IEEE Asian Solid-State Circuits Conference
    • 発表場所
      Taipei, Taiwan
    • 年月日
      2009-11-17
  • [学会発表] キャパシティブプリエンファシス技術を導入したオンチップRC伝送回路と伝送線路回路の比較2009

    • 著者名/発表者名
      前川智明, 天川修平, 石原昇, 益一 哉
    • 学会等名
      電子情報通信学会ソサイエティ大会
    • 発表場所
      新潟大学
    • 年月日
      2009-09-18
  • [学会発表] 高速オンチップシリアル伝送用4:1 MUX回路の検討2009

    • 著者名/発表者名
      関口貴之, 天川修平, 石原昇, 益一哉
    • 学会等名
      電子情報通信学会ソサイエティ大会
    • 発表場所
      新潟大学
    • 年月日
      2009-09-18
  • [学会発表] A low-phase-noise injection-locked differential ring-VCO with half-integral subharmonic locking in 0. 18 um CMOS2009

    • 著者名/発表者名
      Yuka Kobayashi, Shuhei Amakawa, Noboru Ishihara, Kazuya Masu
    • 学会等名
      European Solid-State Circuits Conference (ESSCIRC)
    • 発表場所
      Athens, Greece
    • 年月日
      2009-09-17
  • [学会発表] Design of CMOS inverter-based output buffurs adapting the Cherry-Hooper broadbanding technique2009

    • 著者名/発表者名
      Tomoaki Maekawa, Shuhei Amakawa, Noboru Ishihara, Kazuya Masu
    • 学会等名
      The 19th European Conference on Circuit Theory and Design (ECCTD2009)
    • 発表場所
      Antalya, Turkey
    • 年月日
      2009-08-25
  • [学会発表] 「オンチップネットワークへの利用を目指した低電力パルス伝送線路回路」2009年(平成21年)LSIとシステムのワークショップ20092009

    • 著者名/発表者名
      前川智明, 伊藤浩之, 天川修平, 石原昇, 益一哉
    • 発表場所
      北九州国際会議場
    • 年月日
      2009-05-19
  • [学会発表] S-parameter-based modal decomposition of multiconductor transmission lines and its application to de-embedding2009

    • 著者名/発表者名
      S. Amakawa, K. Yamanaga, H. Ito, T. Sato, N. Ishihara, K. Masu
    • 学会等名
      International Conference on Microelectronic Test Structures (ICMTS)
    • 発表場所
      Oxnard, California
    • 年月日
      2009-04-01
  • [学会発表] An 8Gbps 2. 5mW On-Chip Pulsed-Current-Mode Transmission Line Interconnect with a Stacked-Switch Tx,2008

    • 著者名/発表者名
      Tomoaki Maekawa, Hiroyuki Ito, Kazuya Masu
    • 学会等名
      the 34th European Solid-State Circuits Conference
    • 発表場所
      Edinburgh, Scotland
    • 年月日
      20080915-20080919
  • [学会発表] A Simple Through-Only De-Embedding Method for On-Wafer S-Parameter Measurements up to 110 GHz2008

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Ito, Kazuya Masu
    • 学会等名
      IEEE MTT-S International Microwave Symposium2008 (IMS 2008)
    • 発表場所
      Atlanta
    • 年月日
      20080615-20080620
  • [学会発表] A MOS transis0or array with pico-ampere order precision for accurate characterization of leakage current variation2008

    • 著者名/発表者名
      Takashi Sato, Hiroyuki Ueyama, Noriaki Nakayama, Kazuya Masu
    • 学会等名
      IEEE Asian Solid-State Circuits Conference (A-SSCC)
    • 年月日
      2008-11-05
  • [学会発表] A 8-Gbps Low-Latency Multi-Drop On-Chip Transmission Line Interconnect with 1. 2-mW Two-Way Transceivers2007

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Ito, Makoto Kimura, Kenichi Okada, Kazuya Masu
    • 学会等名
      IEEE Symposium on VLSI Circuits
    • 発表場所
      Kyoto
    • 年月日
      20070614-20070616
  • [学会発表] A Low-Latency and High-Power-Efficient On-Chip LVDS Transmission Line Interconnect for a RC Interconnect Alternative2007

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Ito, Junki Seita, Takahiro Ishii, Hideyuki Sugita, Kenichi Okada, Kazuya Masu
    • 学会等名
      IEEE International Interconnect Technology Conference (IITC)
    • 発表場所
      San Francisco
    • 年月日
      20070604-20070606
  • [学会発表] Adaptable wire-length distribution with tunable occupation probability2007

    • 著者名/発表者名
      Shuhei Amakawa, Takumi Uezono, Takashi Sato, Kenichi Okada, Kazuya Masu
    • 学会等名
      International Workshop on System Level Interconnect Prediction (SLIP)
    • 発表場所
      Austin, Texas
    • 年月日
      2007-03-17
  • [学会発表] On-Chip Differential-Transmission-Line(DTL) Interconnect for 22nm Technology,2006

    • 著者名/発表者名
      Kenichi Okada, Hiroyuki Ito, Kazuya Masu
    • 学会等名
      Advanced Metallization Conference (AMC), Advanced Metallization Conference, Asian, MRS Proceedings: Advanced
    • 発表場所
      San Diego, CA, Tokyo
    • 年月日
      20061019-20061020,20060900
  • [図書] 「薄膜ハンドブック(第二版)」2008年, 「第I編3. 5節評価技術のまとめ」, 「第II編9. 1節はじめに(実装技術)」, 日本学術振興会薄膜131委員会編「第II編9. 2. 2節無機材料基板技術, 「第II編9. 4. 1節薄膜抵抗」」2008

    • 著者名/発表者名
      益一哉, 高橋久弥, 谷村政憲
    • 総ページ数
      307-312,1005-1005,1007-1008,1014-1017
    • 出版者
      オーム社
  • [備考]

    • URL

      http://masu-www.pi.titech.ac.jp/index.html

  • [備考] 1. 展示名:「高性能Si RF-CMOS集積回路設計技術」出展者:東京工業大学統合研究院益研究室展示会: Microwave Workshop and Exhibition (MWE2008), November 26-28, 2008, Yokohama

  • [備考] 2. 展示名:「高性能Si RF-CMOS集積回路の開発」出展者:東京工業大学統合研究院益研究室展示会: Microwave Workshop and Exhibition (MWE2007), November 28-30, 2007, Yokohama

  • [備考] 3. 展示名:「Si CMOSプロセスを用いたリコンフィギュラブルRF回路設計の研究」出展者:東京工業大学統合研究院展示会: Microwave Workshop and Exibition (MWE2006), December 13-15, 2006, Yokohama

  • [産業財産権] 回路モデル作成装置、回路モデル作成方法、シミュレーション装置、及び、シミュレーション方法」2009

    • 発明者名
      佐藤高史、益一哉、山長功
    • 権利者名
      東京工業大学
    • 産業財産権番号
      特許・特願2009-050343
    • 出願年月日
      2009-03-04
  • [産業財産権] 高周波信号生成回路2009

    • 発明者名
      中野和雄、天川修平、石原昇、益一 哉
    • 権利者名
      東京工業大学
    • 産業財産権番号
      特許・特願2009-188066
    • 出願年月日
      2009-08-14
  • [産業財産権] 電圧測定装置、集積回路基板、及び、電圧測定方法2008

    • 発明者名
      佐藤高史、上薗巧、益一哉
    • 権利者名
      東京工業大学
    • 産業財産権番号
      特許・特願2008-81781(P2008-81781)[特開2009-236627]
    • 出願年月日
      2008-03-26
  • [産業財産権] 電圧制御発振回路2008

    • 発明者名
      小林由佳、天川修平、石原昇、益一哉
    • 権利者名
      東京工業大学
    • 産業財産権番号
      特許・特願2009-206349
    • 出願年月日
      2008-04-16
  • [産業財産権] オンチップ可変インダクタ2007

    • 発明者名
      益一哉、伊藤浩之、畠山英樹
    • 権利者名
      東京工業大学
    • 産業財産権番号
      特許・特願2007-326624(P2007-326624)[特開2009-152254]
    • 出願年月日
      2007-12-19

URL: 

公開日: 2011-06-18   更新日: 2012-08-15  

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