科学者が AI デバイスの効率を向上させる超低電力 FD-SOI チップを発表

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5 月 3 日に開催された業界ショーケースで、FD-fAbrICS 共同ラボ所長のマッシモ アリオト教授が業界および研究コミュニティの参加者に講演し、FD-SOI テクノロジーの最新開発について共有しました。 （画像：FD-fAbrICS共同ラボ）

NUS の研究者は、業界パートナーである Soitec および NXP Semiconductors と協力して、AI 接続デバイスのエネルギー効率を飛躍的に向上させることを約束する新しいクラスのシリコン システムを実証しました。これらの技術的進歩により、シンガポール内外の半導体産業の能力が大幅に進歩するでしょう。

この革新性は完全空乏型シリコン・オン・インシュレータ (FD-SOI) 技術で実証されており、AI アプリケーション向けの高度な半導体コンポーネントの設計と製造に適用できます。新しいチップ テクノロジーは、ウェアラブルやスマート オブジェクトのバッテリー寿命を 10 倍に延長し、モノのインターネット アプリケーションで使用される激しい計算ワークロードをサポートし、クラウドとのワイヤレス通信に関連する電力消費を半減する可能性を秘めています。

新しい一連の破壊的チップ技術は、FD-SOI &IoT Industry Consortium を通じて推進され、FD-SOI チップへの参入に対する設計障壁を下げることで業界での採用を加速します。 「次世代のエネルギー効率の高い FD-SOI システム」と題した業界ワークショップが 2024 年 5 月 3 日に開催され、業界および研究コミュニティの参加者が FD-SOI テクノロジーの最新開発について共有および議論し、最先端のデモンストレーションで新機能を紹介しました。

「IoT デバイスは多くの場合、非常に限られた電力バジェットで動作するため、物理信号モニタリングなどの通常のタスクを効率的に実行するには、非常に低い平均電力が必要です。同時に、計算集約型の AI アルゴリズムで時折発生する信号イベントを処理するには、高いピーク パフォーマンスが要求されます。私たちの研究により、平均電力の削減とピーク パフォーマンスの向上を同時に実現できるのです。」と NUS デザイン アンド エンジニアリング大学電気コンピューター工学科のマッシモ アリオト教授、FD-fAbrICS ディレクターは述べています。 (FD-SOI 常時オン インテリジェント &コネクテッド システム) 共同ラボで、新しいテクノロジー スイートが設計されました。

「応用範囲は多岐にわたり、スマート シティ、スマート ビルディング、インダストリー 4.0、ウェアラブル、スマート ロジスティックスが含まれます。FD-fAbrICS プログラムで得られた目覚ましいエネルギー改善は、最終的に従来のクラウドからスマート小型デバイスにインテリジェンスを移行できるようになるため、バッテリー駆動 AI デバイスの分野で大きな変革をもたらします。」と、電気コンピュータ工学部の Green IC グループ (www.green-ic.org) の責任者でもあるアリオト教授は述べています。

NUS FD-fAbrICS 共同ラボが実施した調査では、同社の FD-SOI チップ テクノロジーを大規模に導入できるため、設計とシステム統合の生産性が向上し、低コスト、より迅速な市場到達、迅速な業界での採用が可能であることがわかりました。

「このイノベーションは、シンガポールの半導体エコシステムの主要企業の市場投入までの時間を短縮する可能性を秘めています」とアリオト教授は述べた。 「私たちは、FD-SOI &IoT Industry Consortium を通じて、当社の設計テクノロジーの大規模な導入と展開を促進したいと考えています。これは、FD-SOI システムの全体的な開発コストを削減しながら競争上の優位性を可能にするため、シンガポールの AI および半導体産業に大きく貢献します。」

NUS FD-fAbrICS 共同研究室から得られる研究の進歩は、デジタル回路 (マッシモ アリオト教授)、無線通信 (ヘン チュン フア准教授)、システム アーキテクチャ (トレバー カールソン准教授)、AI モデル (李海州教授) など、さまざまな分野の NUS の専門知識と能力を組み合わせたものです。 Soitec、NXP、Dolphin Design などの業界リーダーが共同ラボでの研究活動に貢献し、科学技術研究庁の支援も受けています。

NUS 研究チームは現在、生成 AI アプリケーション向けに、より大きな AI モデル サイズ (大規模モデル) をサポートできる、新しいクラスのインテリジェントで接続されたシリコン システムの開発を検討しています。その結果、AI 計算がクラウドから分散デバイスに分散化され、同時にプライバシーが保護され、遅延が最小限に抑えられ、多数のデバイスが同時に存在する状況下でのワイヤレス データの氾濫が回避されます。

FD-SOI テクノロジーの最先端の進歩と応用を掘り下げたこの業界ワークショップは、知識共有の環境を促進するとともに、インテリジェントでコネクテッド シリコン システムに取り組むシンガポールの FD-SOI 研究コミュニティと半導体業界内および半導体業界間のコラボレーションを促進することを目的としていました。

このワークショップのもう 1 つの目的は、FD-fAbrICS 共同ラボからの研究成果を共有することで、FD-SOI の迅速な導入を促進し、設計の参入障壁を下げることでした。 Soitec、GlobalFoundries、NXP、NUS FD-fAbrICS 研究チームの講演者は、製造やマイクロチップ設計などの関連テクノロジーの現在の開発と、次世代の超低電力 AI システム向けの将来の破壊的テクノロジーについての見解を共有しました。

FD-SOI &IoT コンソーシアムは、シンガポールの半導体エコシステムに対する NUS FD-fAbrICS 共同ラボの影響を拡大するために設立されました。 Soitec と NXP はコンソーシアムの創設メンバーです。

コンソーシアムのメンバーは、革新的な FD-SOI 設計 IP と方法論にアクセスできるようになり、特に AI 接続チップの急成長分野において、エネルギー効率の高いプロセスで次世代のプロトタイピングと開発サイクルを加速するのに役立ちます。

FD-SOI &IoT コンソーシアムは、迅速な技術ロードマップとイノベーション サイクルの加速に対する業界の短期的なニーズをサポートします。同時に、長期的にコンソーシアム メンバー全体での持続的な拡張性と差別化を確保するために、FD-fAbrICS 業界パートナーとの相乗効果で開発されたテクノロジーは、一部のコンソーシアム メンバーによってさらに拡張されます。

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