アイコン 第4次産業革命 核心技術のABCDと半導体の進化

 

 

第4次産業革命関連の核心技術はABCDで説明することができる。

Aは人工知能を表現するAI、
Bはブロックチェーン、
Cはクラウドコンピューティング、
Dはビッグデータを象徴する。
「ビッグデータを人工知能で処理し、人間の頭脳より効率的かつ経済的に判断して予測し、結局、人間の知能をコンピューターが代替する世の中」とも説明できる。

これを雇用の観点で見ると、人間には大きな脅威でもあり、その一方でABCD分野の新産業とベンチャー企業の雇用が創出される絶好の機会でもある。

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<基盤となる半導体の現状>
こうした第4次産業革命を可能にする最も基盤となる部品は現状シリコン半導体。その中でも特にデータを保存して人工知能サーバーの性能を左右するDRAMとNAND型フラッシュメモリーが核心部品となる。

こうした半導体メモリーを作る工程の作業は、原子水準の3次元写真版画芸術と呼ぶことができる。
この工程では平たいシリコン半導体基板の上に極端紫外線を利用した写真作業をするが、このために感光物質を表面に塗りフォトマスクを利用して設計パターンを物理的に具現する。一種の光を利用した版画過程。
このような版画作業中にシリコン半導体の表面を削って意図的に異質物を注入し、絶縁物質をかぶせて熱処理をしながら金属配線を作る。

こうした過程を経て半導体チップ一つに数億個または数兆個のトランジスターと電子保存装置、連結配線を具現する。
このトランジスターがお互い数え切れないほど連結してメモリーにもなり、人工知能プロセッサーにもなる。
この過程で数十枚の写真作業用フォトマスクがかぶされ、1000余りの物理・化学・材料工程が必要になる。
この作業には、感光物質・洗浄液のような液体を利用したり気体の放電を利用した真空プラズマを利用したりもする。
この時、パターンの先の幅が10ナノメートルになったりもするが、そのパターンの大きさが、ついに原子数十個が配列された程度の水準になる。

したがって、半導体メモリー工程は原子単位の3次元芸術と呼ばれる。特にDRAMの場合、データを保存する方式がキャパシタ(蓄電装置)に電子を蓄えておくものだが、より小さなナノの3次元空間により多くの数の電子を保存するため、キャパシタが垂直的な3次元構造を持つ。原子レベルに近い、かなり難しい技術である。

こうした工程に必要な物質の供給会社・成分・粘度・厚さなど工程情報の一つ一つが製品の収率と価格に直接的な影響を与える。
特に、DRAMのキャパシタやトランジスター関連工程と物質は収率に非常に大きな影響を与える。
工程の順序と物質の設計によって絶縁膜が不均一になったり、部分絶縁破壊が生じれば電流漏洩現象が発生する。この場合、その半導体は電子を保存できなくなり、その後のテスト過程を通過できなくなる。

こうした難易度は、パターンの大きさがナノメートルの領域になるにつれて高まる。洗浄物質一つを誤って選択して製品の収率が落ちれば、これをまた上げるためには6ヶ月~1年かかることもある。
さらに、使用される化学物質や気体の量を通じて、その物質が量産段階で使用するのか、まだ開発段階なのかも類推できる。

こうした物質情報と工場構造図、装備配置図はその会社の生産秘密と計画、そして戦略を類推する手掛かりとなる。

第4次産業革命を迎えて、今後10年以内に世界半導体メモリー市場規模が10倍以上成長する見通しだ。
以上、KAIST(韓国科学技術院)電子工学科金禎浩教授の朝鮮日報紙への寄稿文抜粋
(KAISTは先般、殺人AIロボット研究開発で国際学会から非難されていた大学)

半導体は、日本・九州がシリコンアイランドと呼ばれていた時代には「産業の米」と言われていた。くしくも日本のメーカーは、早すぎたのか、景気の循環から乗れなかったのか、経営者に先見の才覚がなかったのか、そのほとんどが韓国・台湾・中国勢に駆逐されてしまった。NANDなど技術までも盗まれてもしまった。
しかし、半導体は、今、まさに産業全領域における「コメ」になってきている。

<第4次産業革命>
第4次産業革命について経産省は次のとおり表現している。
1、<IoT>実社会のあらゆる事業・情報が、データ化・ネットワークを通じて自由にやりとり可能に
2、<Big-Date>集まった大量のデータを分析し、新たな価値を生む形で利用可能に
3、<AI>機械が自ら学習し、人間を超える高度な判断が可能に(人工知能)
4、<ROBOT>多様かつ複雑な作業についても自動化が可能に

これまで実現不可能と思われていた社会の実現が可能に。
これに伴い、産業構造や就業構造が劇的に変わる。

<何が現実に起きているのか>
1、大量生産・画一的サービスから、個々のニーズに合わせたカスタマイズ生産・サービスへ
(個別化医療、即時オーダーメイド服、各人の理解度に合わせた教育)

2、社会に眠っている資産と、個々のニーズを、コストゼロでマッチング
(Uber、Airbnb等)

3、人間の役割、認識・学習機能のサポートや代替
(自動走行、ドローン施工管理・配送)

4、新たなサービスの創出、製品やモノのサービス化
(設備売り切りから、センサーデータを活用した稼働・保全・保険サービスへ)、
データ共有によるサプライチェーン全体での効率性の飛躍的向上
(生産設備と物流・発送・決済システムの統合)を可能にする。

5、第4次産業革命の技術は、全ての産業における革新のための共通の基盤技術であり、様々な各分野における技術革新・ビジネスモデルと結びつくことで、全く新たなニーズの充足が可能に(ゲノム編集技術×バイオデータ=新規創薬、新種作物、バイオエネルギー等)
以上、

最先端では、AIがAIを作り出す時代に突入している。2045年ころにはAIとヒトが衝突する可能性も指摘されている。部分の領域だろうが、AIにヒトが支配される時代が到来する・・・。行く末は、ヒトが進化しない限り、映画でよく指摘されているように完全にAIに支配される。

増え続ける全国の監視カメラの画像が、ビッグデータに蓄積され、5Gでは瞬時に、誰が、どういう人間が、どこで何をしているのか、把握できるようになる。今や顔・指紋・静脈・歩き方まで蓄積され、判定されている。
「変なホテル」にはヒトがいない。ハウステンボスでは料理さえロボットが作っている。ロボットに代替できる仕事はすべてロボットや人工知能に置き換わる。
世界の巨大企業が多く超富裕国のスイスでは、全国民に毎月生活費を給付するという議案が国民投票にかけられた。やりがいがなくなると国民は否決したが、そういう時代も遠からずやってくる時代に突入する可能性は否定できない。
法律とか倫理とかの問題外で確実に進んでいく。

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[ 2018年5月 3日 ]

 

 

 

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