【需要爆発】半導体の「種類」と「シェア」を整理してみた！素人では絶対識別不可能！
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- เผยแพร่เมื่อ 7 ก.ค. 2024
- この動画のスポンサー：INDUSTRIAL-X・ヤマザキマザック
半導体がそもそも「何かわからない人」も「半導体は知っている人」も役に立つ‼
ネット上ではまったくよくわからない半導体の種類を動画に整理してみました‼
しかも、単に整理したわけではなく、ミスター半導体の東芝の大幸さんの力をかりて、半導体を分類いたしました。
分かりにくい半導体を少しでもこの動画で理解しやすくなれば幸いでございます‼
《ものづくり太郎公式スポンサー》
・ヤマザキマザック(高速FSW・摩擦攪拌接合)
www.mazak.jp/machines/technol...
・industrial-X
industrial-x.jp/
《東芝大幸さんTH-camチャンネル》
/ toshibasandsofficial
※東芝デバイス&ストレージ 公式TH-camチャンネル
★大幸さん著書(CMOSの基礎と活用ノウハウ (半導体シリーズ) 単行本 - 2008/3/1)
amzn.to/3mD33Qa
《目次》
■0:00 イントロ
■1:20 大幸さんの紹介
■3:25 半導体とは？
■7:18 半導体の種類の解説
■10:02 アナログとデジタルの違い
■11:30 製造プロセスの違い(CMOS・バイポーラ)
■14:48 システムLSI(SoC)の解説
■18:05 マイコン・MPUの解説
■20:47 ASIC・FPGAの解説
■22:15 ASSPの解説・演算系半導体のまとめ
■25:21 演算系半導体の見分け方
■28:48 メモリ・光半導体の解説
■32:00 CMOS・センサーの解説
■33:45 パワー半導体の解説
■38:54 まとめ
■参考資料
・ホンダ 電気自動車
www.webcg.net/articles/-/43240
・記憶のイメージ画像
www.lifehacker.jp/2015/11/151...
・MPUシェア
www.bcnretail.com/market/deta...
・MPU市場規模
news.mynavi.jp/article/202102...
・インテルロゴ
pc.watch.impress.co.jp/docs/n...
・TSMCロゴ
iphone-mania.jp/news-289105/
・データセンタの画像
www.itmedia.co.jp/news/articl...
・DRAMシェア
www.wowkorea.jp/news/korea/20...
・CMOSセンサーシェア
iphone-mania.jp/news-390350/
・スバルの新型「アイサイトX」、心臓部にザイリンクスのFPGAを採用 新型「レヴォーグ」を支える
Zynq UltraScale＋ MPSoC car.watch.impress.co.jp/docs/...
・FPGAとは何か、“ビュッフェスタイル”のIC？
www.sbbit.jp/article/cont1/37659
・M1チップ(Appleが満を持して発表した独自開発の「M1」チップについて、Apple幹部がその経緯や将来について語る)
gigazine.net/news/20201113-ap...
・バイポーラトランジスタとは？MOS FETやCMOSとは何が違うの？ contents.zaikostore.com/semic...
・半導体ウエハー(ディスコ参照)
www.disco.co.jp/jp/introducti...
・工場のイメージ画像
www.oki.com/jp/AIedge/lp1/
・アンプの画像
pinkhage.com/basssyosinsya/en...
■ものづくり太郎チャンネル ものづくり太郎のプロフィール
TH-cam 活動のためミスミを退社。日本では製造業に関わる人口が非常に多いが、
TH-cam の投稿に製造業関連の動画が少ないことに着目し、「これでは日本が誇る製
造業が浮かばれないと」自身で製造業(ものづくり)に関わる様々な情報を提供しよ
うと決心し、活動を展開。ものづくり系 TH-camr として様々な企業とコラボレーシ
ョンを行っている。業界に関する講演や、PR 動画制作等多数。
#半導体 #種類 #半導体製造装置 #東芝 #パワー半導体 #マイクロプロセッサ
![[안방1열 직캠4K] 베이비몬스터 치키타 'FOREVER' (BABYMONSTER CHIQUITA FanCam) @SBS Inkigayo 2404707](http://i.ytimg.com/vi/Tn3bGHiBWkg/mqdefault.jpg)
■一部補足■
パワーデバイスはバイポーラ―だけでなく、最近はMOS構造の製品が増えています。
例えば電源では、漏れ電流を無くすことが重要なため、切れ(絶縁性)をよくできるMOS構造が採用されるものが増えている。
漏れ電流は、接合部分の温度が２倍になると10倍になるという物理現象があるため、特に高温下で使われるパワー素子で漏れ電流を無くすことは物理的にできません。
ものすごいボリュームと濃さでした。大幸さん、太郎さん！ありがとうございました！次回も期待してます！
半導体について学んでいますが、分類が難しかったところ、とてもわかりやすくスッキリしました！！大幸さん、ものづくりさんありがとう！
あなたは本当に凄い方です。半導体、半導体と言われてそれが何なのかすらよくわかっていなかった私が、1本の動画を観るだけでほとんど概要を把握できてしまいました。これからも日本のものづくりのために情報発信をお願いします！
大幸さんのチャンネルも拝見しています。わかりやすい整理、ありがとうございます。リファランスとしても役に立ちますね。太郎さん、説明お疲れ様でした。
電子部品業界に長年居ますが、まさにこのような解説を待っておりました。
本当に、本当にありがとうございました❗️
大幸さんありがとう😭
大幸さんありがとう😭
そして太郎さんいつも動画ありがとうございます。
大幸さん
ありがとうございます‼︎
大幸さんありがとうございます！ ものづくり太郎さんの動画がわかりやすすぎます
大幸さん、太郎さんありがとう。すごい世界を見させて頂きました。
素晴らしい動画ありがとうございました。やっと全容がわかりました。
構造の説明で不十分なところがあったので指摘します。
「CMOSとバイポーラ」という表現がありますが、構造的には「MOSとバイポーラ」が正解です。
MOS にはN型とP型があり、デジタル回路で使う時、N型とP型を直列接続して使用するためC-MOS（コンプリーメンタリーMOS）と呼ばれます。
バイポーラでは、NPN型とPNP型があります。
因みにICにした時、MOS型はデジタル向き、バイポーラ型はアナログ向きです。
CPU/MPU の説明で、CISCとRISCが出てきますが、違いは命令セットのあり方なので、ここでは取り扱わなかった方が良いと思います。取り上げることでかえって混乱した方もいると思います。
FPGAの説明が少し違う
複数の種類の最小のデジタル回路が沢山最初から造られており、あとからプログラミングによって様々な組み合わせを行うことで、必要とする機能をワンチップで得られるLSI。をFPGAという。
DRAMの説明。
そもそもRAMはSRAMとDRAMの2種類があるので RAM -> DRAM は間違え。
またSRAMは、MPU内の１次キャッシュ等高速RAMとして使われている。
C-MOSセンサー
MOSとC-MOSを混同している。
先延のようにN-MOSとP-MOSを直列にしたのがC-MOSであり、撮像素子のように画素がN-MOSで造られている物はC-MOSにならない。
パワー半導体
シリコンを材料とした従来型では、N型MOSや高い電圧まで使えるIGBTと呼ばれる構造のトランジスターが使われていたが､より高い電圧で使え、高効率なSiC（炭化ケイ素）のN型MOSが使われるようになった。が正確な言い回し。
大幸さん有難う！
お疲れ様でした。太郎さん、大幸さん、拍手！
大幸さん、太郎さん、ありがとうございました！！！
ものづくり太郎さん万歳！！
大幸さんありがとう！
こちらの動画のおかげで、半導体への理解が深まりました。
大幸さん、ものづくり太郎さん、ありがとうございます。
orz
次の半導体解説動画も期待しています。
素人の私でもわかる様に整理された素晴らしい動画です。ちょうどこのような情報が欲しいと思っていたのでタイミング的にも良かったです。チャンネル登録させていただきました。ありがとうございます！
いつも勉強させてもらってます。
大幸さんありがとう‼️
だいこうさん、ありがとう！
細かい部分でちょっと気になる部分があります。
19:39 でマイコンが大きな枠組みでマイクロプロセッサがその中の演算に特化した派生というような説明ですが、実際は逆でCPU/MPUに周辺モジュールを付加して組み込み機器用に特化させたのがマイコン（マイクロコントローラ）となったかと。
また、20:47 のASICがGateArrayの後釜のような説明もちょっと違うかなと。GateArrayはASICの構造の１つという位置づけで、1990年代でもASICの中にセルベースとGateArrayがあり納期と量産個数などで選択していました。なので24:41 のASICが機能の組み合わせで設計というのもEmbedded Arrayと混同されていないかなと言う気がします。26:35 でのASIC標準セルという名称も図示されているような大きな単位ではなく、NANDやNOR、FFのような１つ１つのゲート（セル）をライブラリ化したものを指しており、数千万個とセルを組み合わせ配線して機能を作成します。Apple M1みたなSoCでもデータパスはド特注のカスタムゲートで制御ブロックはセルベース(ASIC)なのではないでしょうかね。
どれも基本的なご説明に影響する部分ではない些末なものなのですが、ここまで詳細なご説明なので逆に気になってしまいました。
元々マイコンって、my computerではなかったかと思います。その昔、マイコン少年とか言ってました。
調べたら両者の意味があるようです。
「マイコンとは、マイクロコントローラあるいはマイクロコンピュータの略で、前者は組み込みシステム向けの統合型のICチップ、後者はパソコンの旧称を意味する。」
大幸さん、ありがとうございます！！！
太郎さん、お疲れさまでした！！！
応援しています！！！
たろさん、ありがとうございます。何回もみなおします
IT関連職ですが、半導体についてあまり詳しく知らなかったので、体系化出来役に立ちました。ありがとうございます。
ファッションで言うとシステムLSIがオートクチュール、ASICがプレタポルテ、FPGAが既製服、と理解しました。
太陽光発電や蓄電池分野でパワー半導体の進化がいい意味で影響しそうで楽しみです！ロス率が変わってくると電力の送電網の託送料金など制度面への影響も出てきそうです！
大幸さんありがとうございました❗️
太郎さんありがとうございました😊
大幸さん。太郎さんありがとうございます。
ぼんやり知ってたことがはっきりしたわ。ありがとう。
今度設計工程とedaツールについても頼むわ。
大幸さん有難うございます！ ものづくり太郎さん（立ったままでｗ）２度も収録お疲れさまでした！ なるほどシステムLSI、ASIC、FPGAの違いがやっと判りました。それとパワーデバイス関連とはい電力周りの話題も最近出てくるようになりましたねぇ
9:57 嬉しいです！そういうの欲しかったです！
大まかな全体像が朧へながら見えて来ました。ダイコウさん太郎さんありがとうございます😊
ニッチな領域でしょうがMRAMの解説なんかもそのうちアップデートして頂けるとありがたいです！
前回の半導体動画を基本として、そこからの分類を説明頂いたって感じでとても分かりやすかったです。
しかも東芝の半導体の大幸さんが関わってるなんて最強ですね、
（すみません、この動画で知ったのですが）
今まで日本を引っ張って来てくれてありがとうございます！！！
日本は半導体のおかげでメシ食えてるし、国防にとっても超重要ですよね！！
とにかく超価値のある動画！！めっちゃありがたみです！！！
この動画を無料で見ただけで、まじで2000円ぐらい得したと思う！！！
ありがとう太郎さん！！！
話は飛びますが、インテル12世代楽しみです－、14nでも7nと同等だったって事は設計がいいんでしょうねー（多分）
グラボはASICって事かぁ、いや勉強になります、中身濃くて超貴重動画、これはもう何回か見ます！！！
ここのコメント欄もプロの方いらっしゃっるみたいですげー面白い、皆様ありがとうございますm(__)m
こういうもんだという理解でいいよとまとめ上げる能力が太郎さんの凄さです♪あとはソニーのCMOSセンサー以外に世界で勝てるICが日本国内に皆無である問題。いろんな人がバイアメリカを言い訳にしてますが、それって30年前の話ですし、売れる製品を作る設計力がなくなっちゃったんですよね。今どんな電気製品も中身全部外資でできちゃうんで。
ありがとうございました！
わからなくなったらまた見返しに来ます！
ちと情報が不足していると思います。２０００年から登場したのはSiCのパワー半導体。SiCのパワー半導体の市場占有率は5％とマイナーな存在でほとんどはSIのパワー半導体。理由はSiのパワー半導体による電力変換の効率が94％程度なのに対してSiCのパワー半導体が97％と大差ないレベルなのに素子の値段が数十倍だから。プリウスとかの主要な電動車には使われていない。
大幸さん、太朗さん、分かりやすい解説をありがとうございました。
半導体超初心者ですが、よく分かりました。
Infenion、Onsemi、STmicro、三菱電機等のパワー半導体メーカーについて動画をぜひ観たいです。
よろしくお願い致します！
良かった
ありがとう。
日本が強いアナログicやセンサー、市場シェアの解説動画をぜひ見てみたいです！
谢谢。大幸
素晴らしい匠が存在している事が現在の日本のデジタル技術を支えていると考えると、日本人も満更ではないと思えます。今後、半導体
分野で更に大きな変化が、原料や目的などで更なる発展が見込める事が期待できそうです。特に、高速鉄道など、半導体を必要とする場
も増える事と思います。解説頂きある程度は理解できました。全部は年寄りには無理ですけどね。
大幸さん、太郎さん、誠に有難うございました！
内容のみならず、動画の目次・参考資料のリンク、大変助かりますm(_ _)m
助かります笑
こんにちは😃半導体の過程で日本かなり関わっていますが今太平洋で軽石が漂っていてもうすぐ本州に来るみたいです。もし輸出のタンカーに影響がある場合は世界にどのような影響があるのかモノタロウさんの考察を聞いてみたいです✨お時間あれはよろしくお願いします🙇♂️
アナログ半導体も欲しいです〜
細かい点は他の方が指摘されているので何も言いませんが、
このように上手くまとめる苦労が理解出来るので本当にすごいポヨ
半導体に関する正しい理解が広まることを期待するポヨ
セミコンジャパンでの対談に期待しています、多分見に行くポヨ
Alder-Lake10nmはTSMC7nmと同じくらいっていうけど、intelが爆熱なのはﾅﾝﾃﾞﾀﾞﾛ
密度の問題かな
ゆりかご〜墓場まで。墓場特集もやってみて下さい。
大幸さん！太郎さんありがとうございます！
凄く勉強になりました〜
太郎さんお疲れ様でした。これからも動画楽しみにしています(◍•ᴗ•◍)
DRAMは電源が入っていても定期的にリフレッシュをかけないとデーターが消えてしまします この必要がないのがSRAMで電圧が印加されている限り維持されます
パワー半導体と出たので思い出したが、モーターというと回転軸があるものだが、軸がなく磁気的に浮上し回転するモーターも登場したのは驚いたよ。
ＣＩＳＣとＲＩＳＣは１９９０年代の話で、２０００年代半ばにはメインストリームはＣＩＳＣでもありＲＩＳＣでもあるという状況でした。まぁ、良い所どりで融合してました。
そもそもＲＩＳＣの概念が提案され実用化された事で、それ以前のＣＰＵアーキテクチャをＣＩＳＣと一括りに呼びならわしたものなので、ＣＰＵアーキテクチャに関するＣＩＳＣ/ＲＩＳＣの区分は然程重要な問題ではないと思います。
実際、製造技術が進展して集積度が上昇するとＲＩＳＣ化したシステムアーキテクチャはどんどんＣＩＳＣ化してます。
Mr半導体がいたのに
東芝は上場廃止企業になった
技術力と経営力は別物ですな
CMOS もバイポーラ―もノイズに関しては変わりません CMOSはサブミクロン化により電圧が下がったため ノイズマージンが減っただけです 耐圧が高いCMOSはノイズマージンはバイポーラよりあるものがあります
半導体全種類を１つの円グラフにまとめた市場規模のグラフとか、その国別シェア（工場の所在地ベース）などが出るかと思っていたのですが、ちょっと方向性が違いました。
体感的には日本の半導体産業は風前の灯という印象ですが、本当の現状が知りたいです。
ダイヤモンド半導体についての解説 願いします！笑
どなたかのご指摘でディスプレイ置きフラットになりましたが、ちょこちょこ大きさが太郎さんと同時に映すためでしょうけど、引いたり、アップになったりで、画面としては、ずっと同じ大きさ、方向のほうが、えっ？どこという事もなくて、私としては見やすいです。 インテルオワコンはもっと見やすかったです。
大幸さん ありがとうございます。
ものつくり太郎さん ありがとうございます。
30年以上、半導体製造装置、半導体材料メーカーにおいりますが、よくわかりました。
もりしん
先生いると良くまとまってるいい動画になるね
ホンマに感謝ですよ！
TSMCと日本の半導体工場との違いを教えて頂ければ有難いです。
ASSPに関しては Analog処理の物もあります アプリケーションに特化したものを言うので演算用と限定できません
面白かったです。２つか３つに分けたほうが、もっと視聴数稼げるのではないかと思いました。
スダチは今が旬。カボス、オニユズなども美味しいね😀
Optical system, 最近どうなんでしょうか？
資源エネルギー庁のレポートだったか？日本の産業部門の消費電力の75%が三相誘導電動機を回しているのに使っていたはず。パワーデバイスで30%減できたら凄いことですよね！
その通りです。素晴らしいコメント
半導体3倍ブルETF少額購入しました。しかしレバレッジなのであくまで、宝くじ銘柄と捉え、償還しない限りは、墓場まで持ってゆくつもりです。
M1てDRAMも統合されてるんでしたっけ？
プロセッサのキャッシュメモリならSRAMな気がしました。
MOS は正確には、MOS FET ですね. MOSは、ゲートの構造が、メタル/酸化珪素/半導体の物です. SiCのパワーデバイスはMOS FETが主流で、N700Sに採用されています. 電圧で電流を制御できること、MOS構造によって非制御側と制御側と電気的分離が容易なこと, 発熱が少ないので放熱機構が簡易化できることなどが利点ですが, また価格が高価なのが難点です.
パワーデバイスといっても様々な方式(ex IGBT)があるので多少の言及があってもよかったかも.
韓国LGなどのFPDはどこに入りますかね？😔
29:42 ウェスタンデジタル統合の揉め事はこの辺りだな
勉強になります( ・`д・´)
太郎さん
ありがとうございます。
素晴らしい洞察力、どうしてもあなたのプロフィールを知りたい気持ちになりました。
私もモノづくり業界で開発分野一筋マル十年。
勉強しない人間にたいして、常に勉強するこちら側が分かりやすく説明する事が義務だ！的な扱いで日本の文化がEngineerのやる気を削ぐシステムになっていることが極めて深刻な問題だと考えています。そこで提案太郎さんが教育システムを提案して『最低この点数が無い人は、Engineerと話してはダメです。』のようなシステムを提唱してください。英語でいうTOEICのような...。
あとサングラス取ったらどうですか？
3回くらい見たほうがいい
分かり易いところと、？？？と言うところが混在してますね。光半導体は、シリコン上に作らないし… CMOSイメージセンサは、0と1処理では無いし
人間の脳とか目とかに機能を例えるともっと分かりやすいかも…
お前やれって言われそうですね😅
お疲れ様です。
最近では露光装置はCanon強いですね〜
Rapidus設立よりも今持ってる有力事業を伸ばした方がいいと思うのだが
電子設計とか製造部門の人達には、解る内容だったと思いますが、半導体を政治に利用する立場の人達には少々難しい話だったと思います。理系の知識がある者は、良いのですが、今の世の中、文系が牛耳っている限り理解出来ないでしょう。半導体を政治的に利用している社会では、まだまだだと思います。世の中理系の頭がない人たちが多いですから。大幸さんは、同じ世代でよく知っているだけに、もっと理解を進める時代になって欲しいですね。
ASICとFPGAの違いがよくわかりませんでした。結局組み合わせるってことは同じなん？と。
よーわからんけど見ます
なかなか素晴らしい動画ですが、動作温度について取り上げていないですね、動作温度が高くなると放熱設計が容易になり、小型化と信頼性が上がります。
ゲルマニウムトランジスタは動作温度が７０℃、シリコンでは１３０℃。 シリコンカーバイドは更に動作温度が高いと思うのですが。
パソコンのCＰUではめちゃくちゃ大きなCPUクーラーが付いていますがクーラーで冷やせる（取り去る）熱量が１００ｗ程度、自動車のエンジンはラジエターでの放熱が数Kｗになります。 それは動作温度が高いからです。 冷却水の温度が１３０℃、するとシリンダーヘッドやシリンダー、ピストンの上部では更に１０℃か２０℃高いはずです。 その僅か１０℃か２０℃の差が放熱量１００Wから数Kｗの差になり扱えるエネルギー（ジュール）の差になります。
動作温度の違いが放熱困難から放熱容易になり、それが扱える電力の圧倒的な差になります。
動作温度の差が圧倒的な性能差に繋がります、実際は余裕を持たさなければならないので、動作温度を１０℃か２０℃下げなければならないので放熱設計に差が出てしまいます。
半導体って 電気のプラス マイナス どちらかを流す事によって スイッチ機能をさせてる物ですよね
たぶん(*´▽｀*)
その、パワポ欲しい。。。
アーム、まだ買収されていないかと。英国、中国、アメリカで審議中です。
東芝さんなら画像はDynabookにしてあげて… あと、ウェハーではなくSEMI的にはウェーハのほうが。
いや、業界人は「ウエハー」ですね。
SEMIスタンダード的には「ウェーハ」 ポヨ
汎用品とカスタマイズ品に分けて、汎用品だけ区分して、カスタマイズ品はトレンドだけ語ればいいかもですね。
ただパワー系って、モバイル向けだと実態はカスタマイズ品に近いかもしれませんが。
教えられたことを全部詰め込みましたで、まとまってないね。
ArmはNVIDIAに買収されていませんよ。ソフトバンクグループは、2022年3月期第3四半期決算とともに、かねてから進めていたNVIDIAに対するArmの売却を断念しています。
パワーエレクトロニクス回路を設計してる側からするとSiCはねぇ、正直微妙なんですよ。。それよりもGaNの方が有望ですね。厄介な寄生L成分とかC成分が少ないから回路設計が楽です。GaNがもっと普及して値段が下がればなお良しですが。
素人の話しだと感じる。
当方、米国半導体企業で40年間、プロセスエンジニアをしていました。
FPGAはパッケージの分類と勘違いしてました。 Orz
45くらいかと思ったら、ワイより5つも下だったでござる
製造現場のあらゆる分野を深々と講義して頂き拝聴させて有難うございます．
アメリカや台湾の看板で志那が繋がる構図に早く気づきたい．
ここで政治の話をしても意味ないと思いますが，またシャープや東芝メモリ，エルピーダみたいに日本が食い物にされていますよ．
半導体業界が政治家のお小遣い稼ぎで標的にされて悲しい業界と最近しりました．
有名メイカー解体されてドナドナされていく．
さらに自国にではなく自国の土地に敵国を誘致するために数千億円あげるそうです．
800億円のキャッシュバックあれば政治家は頑張りますよね．
深田萌絵さんがとても詳しかったです．
現場の人間はいい商品を開発しているだけなのに．
８８８８８８８！！！
知識ほとんどゼロのジャパン応援隊員です。
いろんな会社名が出てきますがーせめて、それらの国籍を知りたいです！
これで半導体を説明するのは無理でしょ。
演算（計算、仕分け）CPU、MCU, MPU, マイコン（これが脳、記憶素子一体型も多い）
各種記憶素子。ROM,DRAM, SRAM,FLASH（これも脳ですが記憶専門）
そして下につなぐのが汎用ＩＣ（CPUに一体化されてきてますが）、専用ＩＣ（高速通信接続とか）もあり。
CPUの手足がパワー半導体（電気自動車、電車、変電所、家電の調光、調速）、バッテリーの充電管理。要するに電力の電圧、電流、周波数を変化させるところ全てです。多くの場合放熱部品装置が付きます。
自動運転その他の安全管理に欠かせないセンサー類、眼（これだけでも面で受けるのから点で受けるのも）、耳、指紋、触感、温度、湿度。更に特定の通信形態にしてもCPUに送る部分を一体化されたものまで。
更にＧＰＳだけでなくあらゆる無線、光線を受け持つ高周波素子。受信増幅部なども一体化されてきている。
これにらに加えてANALOGもあるし発光系の半導体も。
さすがの太郎さんにも手に余る。
バイデンが今頃そんなこと言ってるのが衝撃だよ。
製品としてカメラも入れないと！
まゆ毛剃ったん