半導体イメージ
ＡＩ（人工知能）向け需要の急増や地政学リスクの高まりを受け、政府が半導体の国産化を推し進める中、理化学研究所は２０２５年に「先端半導体科学プログラム（ＡＳＳＰ）」を発足した。次世代の計算基盤や量子イノベーション、ＡＩを支える半導体デバイスの設計と集積技術の開発を掲げ、五つの研究チーム体制を敷く。日本発のメモリー技術や、科学研究にＡＩを活用する「ＡＩ ｆｏｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ（ＡＩ４Ｓ）」のための半導体の開発などに企業と共同で取り組む。（藤木信穂）
ラピダス（東京都千代田区）の設立や台湾積体電路製造（ＴＳＭＣ）熊本工場の立ち上げが進み、政府は累計２兆円超を半導体分野に投じている。経済安全保障の観点から、関連する産業基盤が強化され、「理研は計算科学や量子技術の飛躍に加え、半導体デバイスの革新も不可欠だと考えた」と、黒田忠広プログラムディレクター（ＰＤ）はＡＳＳＰ設置の経緯を語る。
３次元集積メモリーシステムの研究チームは、配線を使わずに磁界でつなぐ磁界結合無線通信で、素子を立てて積層する「Ｚ―Ａｎｇｌｅ」（ＺＡＭ）メモリー技術を開発中。放熱性能を高め、積層数による制約を解消することで、容量拡大と帯域幅向上、低消費電力化を同時に狙う。
ＺＡＭはソフトバンク全額出資子会社のサイメモリ（東京都港区）と米インテルが共同で開発し、２９年度中の実用化を目指す。新エネルギー・産業技術総合開発機構（ＮＥＤＯ）のプロジェクトに採択されており、サイメモリに出資する理研もそこに参画する。スーパーコンピューター「京」「富岳」の開発で培ったメモリーアーキテクチャー（概念設計）や評価技術を、ＺＡＭの性能評価に生かす考えだ。
一方、プロセッサーの設計プラットフォーム研究チームは、科学技術振興機構（ＪＳＴ）の「次世代エッジＡＩ半導体研究開発」事業で「ＡＩ４Ｓのためのエッジの知能化加速」を推進。分子動力学（ＭＤ）計算、ゲノム解析、機械学習の三つをターゲットに据え、東北大学や慶応義塾大学、ミタテゼプトテクニカ（東京都渋谷区）とプロセッサーを開発する。
ＡＩベースの設計や粗粒度再構成可能アーキテクチャー（ＣＧＲＡ）、３次元実装を組み合わせ、スケーリング性能の限界や電力性能、設計の複雑化といった課題に、科学計算に特化した専用機で挑む。「汎用機に比べてケタ違いの計算効率を達成し、メニーコア時代の新規アーキテクチャー要素を科学の現場に応用させる」と黒田ＰＤは将来を見通す。
半導体の研究開発と人材育成を行う最先端半導体センター（ＬＳＴＣ）にも、理研は構想段階から携わってきた。組合員として名を連ねるほか、五神真理事長はアカデミア代表として、専門人材の養成に深く関わる。
ＡＳＳＰではほかにも先端集積デバイス、ヘテロジニアス集積、エッジＡＩ通信アーキテクチャーのチームが活動する。産業界や大学を巻き込み、理研内の異分野ともつながる枠組みが、日本の半導体開発の一翼を担う。（随時掲載）
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