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講演抄録/キーワード
講演名 2014-08-04 15:45
[招待講演]180nm結晶性酸化物半導体トランジスタを用いた1.5-clock backup/2.5-clock restoreとゼロ・スタンバイ・パワーを実現する32bit CPU
小山 潤磯部敦生田村 輝加藤 清王丸拓郎上杉 航石津貴彦大嶋和晃鈴木康太筒井直昭熱海知昭塩野入 豊前橋幸男半導体エネルギー研)・藤田昌宏東大)・山崎舜平半導体エネルギー研エレソ技報アーカイブへのリンク:SDM2014-70 ICD2014-39
抄録 (和) 極低オフ電流である結晶性酸化物半導体、特にC軸配向結晶性In-Ga-Zn 酸化物半導体 (CAAC-IGZO)を用いたトランジスタによるゼロ・スタンバイ・パワーでの長時間保持とSiトランジスタによる高速データ退避とを両立するフリップ・フロップを新規に提案する。このフリップ・フロップを用いて350nm Si CMOS/180nm CAAC-IGZOハイブリッドテクノロジにて32ビットプロセッサを試作し、1.5clocks(100ns@15MHz)かつ1.77nJの低電力でデータバックアップと電源遮断、2.5clocks(167ns@15MHz)でのデータ復帰、ゼロ・スタンバイ・パワーで少なくとも1日のデータ保持を実動作で確認した。提案するフリップ・フロップを用いて45nm Si CMOS/180nm CAAC-IGZOハイブリッドテクノロジでのシミュレーション結果から、同様に1.5clockでのデータ退避、2.5clocksでのデータ復帰、長時間保持が可能である。 
(英) A flip-flop achieving high-speed backup utilizing a Si transistor and long-term retention with zero standby power by means of a transistor of a crystalline oxide semiconductor, especially a c-axis aligned crystalline In-Ga-Zn oxide semiconductor, featuring extremely low off-state current is proposed. Using the flip-flop, a 32-bit processor has been fabricated with 350-nm Si CMOS/180-nm CAAC oxide semiconductor hybrid technology, and demonstrated data backup and power shutdown in 1.5 clock cycles (100 ns at 15 MHz) at a low power of 1.77 nJ, data recovery in 2.5 clock cycles (167 ns at 15 MHz), and data retention with zero standby power for at least a day. According to simulation results, data backup and power shutdown in 1.5 clock cycles, data recovery in 2.5 clock cycles, and long-term retention can also be achieved with 45-nm Si CMOS/180-nm CAAC oxide semiconductor hybrid technology as in a fabricated test chip.
キーワード (和) 結晶性酸化物半導体 / CAAC-IGZO / Power gating / Zero standby power / Two-step backup flip-flop / / /  
(英) Crystalline Oxide Semiconductor / CAAC-IGZO / Power gating / Zero standby power / Two-step backup flip-flop / / /  
文献情報 信学技報, vol. 114, no. 175, ICD2014-39, pp. 45-50, 2014年8月.
資料番号 ICD2014-39 
発行日 2014-07-28 (SDM, ICD) 
ISSN Print edition: ISSN 0913-5685  Online edition: ISSN 2432-6380
著作権に
ついて
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研究会情報
研究会 ICD SDM  
開催期間 2014-08-04 - 2014-08-05 
開催地(和) 北海道大学 情報教育館(札幌市) 
開催地(英) Hokkaido Univ., Multimedia Education Bldg. 
テーマ(和) 低電圧/低消費電力技術、新デバイス・回路とその応用 
テーマ(英)  
講演論文情報の詳細
申込み研究会 ICD 
会議コード 2014-08-ICD-SDM 
本文の言語 日本語 
タイトル(和) 180nm結晶性酸化物半導体トランジスタを用いた1.5-clock backup/2.5-clock restoreとゼロ・スタンバイ・パワーを実現する32bit CPU 
サブタイトル(和)  
タイトル(英) A 32-bit CPU with Zero Standby Power and 1.5-clock Backup/2.5-clock Restore Achieved by Utilizing a 180-nm Crystalline Oxide Semiconductor Transistor 
サブタイトル(英)  
キーワード(1)(和/英) 結晶性酸化物半導体 / Crystalline Oxide Semiconductor  
キーワード(2)(和/英) CAAC-IGZO / CAAC-IGZO  
キーワード(3)(和/英) Power gating / Power gating  
キーワード(4)(和/英) Zero standby power / Zero standby power  
キーワード(5)(和/英) Two-step backup flip-flop / Two-step backup flip-flop  
キーワード(6)(和/英) /  
キーワード(7)(和/英) /  
キーワード(8)(和/英) /  
第1著者 氏名(和/英/ヨミ) 小山 潤 / Jun Koyama / コヤマ ジュン
第1著者 所属(和/英) (株)半導体エネルギー研究所 (略称: 半導体エネルギー研)
Semiconductor Energy Laboratory CO.,LTD. (略称: SEL)
第2著者 氏名(和/英/ヨミ) 磯部 敦生 / Atsuo Isobe / イソベ アツオ
第2著者 所属(和/英) (株)半導体エネルギー研究所 (略称: 半導体エネルギー研)
Semiconductor Energy Laboratory CO.,LTD. (略称: SEL)
第3著者 氏名(和/英/ヨミ) 田村 輝 / Hikaru Tamura / タムラ ヒカル
第3著者 所属(和/英) (株)半導体エネルギー研究所 (略称: 半導体エネルギー研)
Semiconductor Energy Laboratory CO.,LTD. (略称: SEL)
第4著者 氏名(和/英/ヨミ) 加藤 清 / Kiyoshi Kato / カトウ キヨシ
第4著者 所属(和/英) (株)半導体エネルギー研究所 (略称: 半導体エネルギー研)
Semiconductor Energy Laboratory CO.,LTD. (略称: SEL)
第5著者 氏名(和/英/ヨミ) 王丸 拓郎 / Takuro Ohmaru / オオマル タクロウ
第5著者 所属(和/英) (株)半導体エネルギー研究所 (略称: 半導体エネルギー研)
Semiconductor Energy Laboratory CO.,LTD. (略称: SEL)
第6著者 氏名(和/英/ヨミ) 上杉 航 / Wataru Uesugi / ウエスギ ワタル
第6著者 所属(和/英) (株)半導体エネルギー研究所 (略称: 半導体エネルギー研)
Semiconductor Energy Laboratory CO.,LTD. (略称: SEL)
第7著者 氏名(和/英/ヨミ) 石津 貴彦 / Takahiko Ishizu / イシズ タカヒコ
第7著者 所属(和/英) (株)半導体エネルギー研究所 (略称: 半導体エネルギー研)
Semiconductor Energy Laboratory CO.,LTD. (略称: SEL)
第8著者 氏名(和/英/ヨミ) 大嶋 和晃 / Kazuaki Ohshima / オオシマ カズアキ
第8著者 所属(和/英) (株)半導体エネルギー研究所 (略称: 半導体エネルギー研)
Semiconductor Energy Laboratory CO.,LTD. (略称: SEL)
第9著者 氏名(和/英/ヨミ) 鈴木 康太 / Yasutaka Suzuki / スズキ ヤスタカ
第9著者 所属(和/英) (株)半導体エネルギー研究所 (略称: 半導体エネルギー研)
Semiconductor Energy Laboratory CO.,LTD. (略称: SEL)
第10著者 氏名(和/英/ヨミ) 筒井 直昭 / Naoaki Tsutsui / ツツイ ナオアキ
第10著者 所属(和/英) (株)半導体エネルギー研究所 (略称: 半導体エネルギー研)
Semiconductor Energy Laboratory CO.,LTD. (略称: SEL)
第11著者 氏名(和/英/ヨミ) 熱海 知昭 / Tomoaki Atsumi / アツミ トモアキ
第11著者 所属(和/英) (株)半導体エネルギー研究所 (略称: 半導体エネルギー研)
Semiconductor Energy Laboratory CO.,LTD. (略称: SEL)
第12著者 氏名(和/英/ヨミ) 塩野入 豊 / Yutaka Shionoiri / シオノイリ ユタカ
第12著者 所属(和/英) (株)半導体エネルギー研究所 (略称: 半導体エネルギー研)
Semiconductor Energy Laboratory CO.,LTD. (略称: SEL)
第13著者 氏名(和/英/ヨミ) 前橋 幸男 / Yukio Maehashi / マエハシ ユキオ
第13著者 所属(和/英) (株)半導体エネルギー研究所 (略称: 半導体エネルギー研)
Semiconductor Energy Laboratory CO.,LTD. (略称: SEL)
第14著者 氏名(和/英/ヨミ) 藤田 昌宏 / Masahiro Fujita / フジタ マサヒロ
第14著者 所属(和/英) (株)半導体エネルギー研究所 (略称: 東大)
The University of Tokyo (略称: Univ. of Tokyo)
第15著者 氏名(和/英/ヨミ) 山崎 舜平 / Shunpei Yamazaki / ヤマザキ シュンペイ
第15著者 所属(和/英) (株)半導体エネルギー研究所 (略称: 半導体エネルギー研)
Semiconductor Energy Laboratory CO.,LTD. (略称: SEL)
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講演者
発表日時 2014-08-04 15:45:00 
発表時間 50 
申込先研究会 ICD 
資料番号 IEICE-SDM2014-70,IEICE-ICD2014-39 
巻番号(vol) IEICE-114 
号番号(no) no.174(SDM), no.175(ICD) 
ページ範囲 pp.45-50 
ページ数 IEICE-6 
発行日 IEICE-SDM-2014-07-28,IEICE-ICD-2014-07-28 


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