アナログICの未来を切り開く！OKIと共同開発した「薄膜アナログICの3次元集積」技術が半導体・オブ・ザ・イヤー2025優秀賞を受賞

#半導体 #3次元集積 #アナログIC

日清紡マイクロデバイス株式会社は、沖電気工業株式会社（以下OKI）と共同で、アナログICの３次元集積技術の開発に成功しました。

今回開発した３次元アナログICは、日清紡マイクロデバイスの局所シールド技術とOKIのCrystal Film Bonding （CFB）技術を用いて実現しました。両社は本技術を用いた製品開発を進め、2026年の量産化を目指します。

AI、自動運転や高度運転支援システム（ADAS）において、センシング技術の進化は重要な役割を果たしています。例えば、ADASにおいては、複数のセンサー（カメラ、ミリ波レーダーなど）から得られる多量なデータをAIで分析し、車両の動きや周辺環境の変化を瞬時に判断しています。車で使用されているセンサーは既に50個を超えており、設置場所の自由度、統合化による小型化が求められています。また、センサーからは微弱なアナログ信号が出力されるため、その信号を安定に、ノイズなく正確に捕らえる必要があり、アナログICにおいても小型化、高性能化の要求が高まっています。

しかし、アナログICを微細化して小型化しようとすると、その代償として、耐圧の低下やノイズの増加といった問題が発生します。この問題を解決するために、これまでは長期間にわたるプロセス開発や、多額の設備投資が必要でした。

そこで、アナログソリューションプロバイダーを目指す当社はアナログICの３次元集積に取り組んできました。そのカギを握るのが、ウェハーからアナログIC機能層を薄膜剥離し別ICに接合するOKIのCFB技術と、当社が長年に渡り高音質ICで培ってきたアナログICの局所シールド技術です。

局所シールドとは、チップ全体にシールドを施さずに、上下チップ間の影響が及ぶ箇所にのみシールドを施し、回路機能を低下させることなく、信号干渉を抑える技術です。この技術を用いることにより、20Vppの高い電圧出力下においても、クロストークノイズの発生を抑え込むことができました。

また、薄膜化により上下チップ間を従来の再配線プロセスによって接続できるため、接続パッドの最小化によるチップシュリンク化が実現できます。更に、高価なTSV技術（シリコン基板に垂直な貫通孔を作り、層間接続を実現する 3 次元集積技術）を用いることなく、上下チップ間を電気的に接続できます。

これらの技術を組み合わせることで、たとえば2回路入りオペアンプ上に2回路入りオペアンプを積層した4回路入りオペアンプは、従来の4回路入りオペアンプに比べ、チップ面積を30％以上削減できました（当社比）。この方法により４層の積層を行えば、チップ面積を約1/4にすることも可能です。

さらに、積層部を薄膜化しているため、チップ厚もこれまでと同等で、既存半導体パッケージに実装することが可能です。

この革新的な技術が評価され、電子デバイス産業新聞を発行する産業タイムズ社が主催する、エレクトロニクス業界を代表する表彰制度「半導体・オブ・ザ・イヤー 2025」にて優秀賞を受賞しました。本表彰制度は、技術の革新性、量産体制、社会的インパクト、将来性といった観点から、記者による厳正な審査を経て、各部門の優れた製品・技術が選定されます。当社としては、今回が初の受賞となります。

当社は、今後も革新的な技術開発を通じて、社会課題の解決と半導体産業の発展に貢献してまいります。


【参考】
日清紡マイクロデバイス、OKIとアナログICの薄膜化と３次元集積化に成功～既存のプロセスを用い、チップ面積を大幅削減～
https://www.nisshinbo-microdevices.co...
「薄膜アナログICの3次元集積　～アナログ積層回路技術とCFB技術の融合～」が
半導体・オブ・ザ・イヤー2025で優秀賞受賞
https://www.nisshinbo-microdevices.co...

【日清紡マイクロデバイスについて】
日清紡マイクロデバイス株式会社は、リコー電子デバイスと新日本無線が統合して出来た会社です。電源ICやオペアンプなどのアナログ半導体デバイスやマイクロ波技術の知見を活かして、ヒトとヒト・ヒトとモノ・モノとモノをつなぐ"Connect Everything"技術をさらに発展させ、あらゆるものがセンサーでつながる超スマート社会の実現に貢献いたします。

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