ชิปหน่วยความจำรุ่นใหม่สัญญาว่าจะลดการใช้พลังงาน

มิถุนายน

By แคทเธอรีน จิวเวล, กองสารสนเทศและดิจิทัล WIPO, ยูกะ โอกิตะ และ โทโมมิ ทากุจิ, สำนักงาน WIPO ประเทศญี่ปุ่น

เซมิคอนดักเตอร์ “สมองของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ยุคใหม่” หากปราศจากอุปกรณ์ดิจิทัลที่เราใช้ทุกวันก็จะใช้งานไม่ได้ มีส่วนรับผิดชอบในการขับเคลื่อนความก้าวหน้าของเทคโนโลยีดิจิทัลมานานหลายทศวรรษ บริษัทญี่ปุ่นผู้บุกเบิกอย่าง Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. (SEL) เป็นผู้นำระดับโลกในด้านนี้ และยังคงสร้างรากฐานใหม่ในการพัฒนาเทคโนโลยีเซมิคอนดักเตอร์เจเนอเรชั่นใหม่ที่มีประสิทธิภาพสูง ผู้ก่อตั้งและประธานบริษัท Mr. Shunpei Yamazaki ผู้ประดิษฐ์ “หน่วยความจำแฟลช” เป็นผู้ประดิษฐ์ที่มีผลงานมากที่สุดในโลกในแง่ของจำนวน สิทธิบัตร เขาได้รับตาม ประวัติ Guinness World. คุณยามาซากิกล่าวถึงความมุ่งมั่นของ SEL ในการบรรลุความเป็นกลางทางคาร์บอนผ่านนวัตกรรม ความสำคัญของทรัพย์สินทางปัญญาต่อรูปแบบธุรกิจ และวัฒนธรรมของนวัตกรรมแบบเปิดที่สนับสนุนงานบุกเบิกของ SEL

บอกเราเกี่ยวกับจุดเน้นของงาน SEL ในปัจจุบันและวิธีที่ SEL สนับสนุนเป้าหมายด้านสิ่งแวดล้อมทั่วโลก

ฉันทำงานด้านเซมิคอนดักเตอร์มาหลายสิบปี นับตั้งแต่ฉันคิดค้นและจดสิทธิบัตรหน่วยความจำแฟลช (หมายเลขสิทธิบัตร JP 886343) เมื่ออายุ 28 ปี ในปี 1970 หน่วยความจำแฟลชฝังอยู่ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ส่วนใหญ่ อุปกรณ์ที่เราใช้ทุกวัน โดยพื้นฐานแล้วทำให้สามารถจัดเก็บข้อมูลและข้อมูลได้แม้ในขณะที่ปิดอุปกรณ์ หน่วยความจำแฟลชยังเป็นรูปแบบหน่วยความจำเซมิคอนดักเตอร์หรือการจัดเก็บข้อมูลที่มีราคาถูกที่สุด ฉันไม่เคยคิดฝันมาก่อนว่าการผสานรวมขนาดใหญ่ของซิลิคอน (Si LSI) ซึ่งทำให้สามารถสร้างชิปคอมพิวเตอร์ที่ทรงพลังมากในแง่ของการประมวลผลระดับไมโครและความจุในการจัดเก็บข้อมูล จะแพร่หลายมากและไม่ก่อให้เกิดภาวะโลกร้อน เพราะกินไฟสูง

ในปี 2009 เราพบโครงสร้างผลึกใหม่ของสารกึ่งตัวนำออกไซด์ (โครงสร้าง CAAC) ซึ่งทำให้ชิปคอมพิวเตอร์หรือ LSI ประหยัดพลังงานมากขึ้น เป็นเวลากว่า 10 ปีแล้วที่เราได้ทำการวิจัยและพัฒนาอย่างเข้มข้นเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของ LSI เพื่อลดการใช้พลังงานของศูนย์ข้อมูลและซูเปอร์คอมพิวเตอร์

เป้าหมายของเราคือการทำให้เซมิคอนดักเตอร์ประหยัดพลังงานมากขึ้น จากงานบุกเบิกของเรา เราได้พัฒนาวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ใหม่ที่มีลักษณะการกักเก็บกระแสไฟสูง Si FET มีกระแสไฟรั่วประมาณ 10^-12A/µｍ เมื่อปิด; ในทางกลับกัน OS FET (ทรานซิสเตอร์สนามผลสารกึ่งตัวนำคริสตัลไลน์ออกไซด์) มีกระแสไฟฟ้านอกสถานะต่ำมากที่ 10^-24A/µｍ. นั่นหมายความว่าสามารถเก็บข้อมูลไว้ได้นาน ด้วยการใช้ประโยชน์จากลักษณะการกักเก็บกระแสไฟฟ้าสูงและคุณสมบัติทางไฟฟ้าที่ดีของซิลิกอน เราได้พัฒนาโครงสร้างคอมโพสิต Si/OS ใหม่ เรามุ่งมั่นที่จะสร้างอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ที่มีคุณสมบัติในการประหยัดพลังงานมากขึ้น ซึ่งสามารถทำได้โดยเทคโนโลยีซิลิกอนเพียงอย่างเดียว การยอมรับและการใช้เทคโนโลยีใหม่นี้จะมีส่วนช่วยอย่างมากในการต่อสู้กับภาวะโลกร้อน

สำหรับผู้ที่ไม่คุ้นเคยกับเซมิคอนดักเตอร์ คุณช่วยพูดอะไรเกี่ยวกับบทบาทและความสำคัญของเซมิคอนดักเตอร์ในโลกยุคใหม่ได้ไหม

อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทั้งหมดที่เราใช้ทุกวัน สมาร์ทโฟน แล็ปท็อป โทรทัศน์ คอมพิวเตอร์ และอื่นๆ ใช้เซมิคอนดักเตอร์ การใช้งานของพวกเขาแพร่หลายมากและเป็นเรื่องธรรมดาจนผู้คนมักจะถือว่าบทบาทและความสำคัญของพวกเขาเป็นเพียงสิ่งเดียว ผู้คนมักไม่ทราบว่าการใช้อุปกรณ์เหล่านี้ใช้พลังงานไฟฟ้าจำนวนมาก ซึ่งส่งผลให้เกิดภาวะโลกร้อน

งานของ SEL สอดคล้องกับความทะเยอทะยานของญี่ปุ่นและประเทศอื่นๆ ในการแปลงเศรษฐกิจเป็นดิจิทัลและลดการปล่อยคาร์บอนได้อย่างไร

แผนปฏิบัติการยุทธศาสตร์การเติบโตของญี่ปุ่นได้รับการอนุมัติในเดือนมิถุนายน 2021 โดยนาย Yoshihide Suga ซึ่งเป็นนายกรัฐมนตรีในขณะนั้น เน้นให้เห็นถึงความมุ่งมั่นของรัฐบาลในการส่งเสริมการพัฒนาและการผลิตเทคโนโลยีเซมิคอนดักเตอร์ขั้นสูง เนื่องจากมีคุณสมบัติที่ใช้พลังงานต่ำ กลยุทธ์ดังกล่าวยังสรุปเป้าหมายของรัฐบาลในการ: ก) ทำให้ศูนย์ข้อมูลใหม่ทั้งหมดประหยัดพลังงานมากขึ้น 30 เปอร์เซ็นต์ภายในปี 2030; b) แปลงไฟฟ้าส่วนหนึ่งที่ใช้โดยศูนย์ข้อมูลในประเทศเป็นพลังงานหมุนเวียน และ c) ทำให้อุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์และการสื่อสารข้อมูลคาร์บอนเป็นกลางภายในปี 2040

ในฤดูร้อนปี 2021 เรามีโอกาสแนะนำเทคโนโลยีสารกึ่งตัวนำ LSI (OSLSI) ของผลึกออกไซด์ที่ประหยัดพลังงานมากของ SEL ให้กับกระทรวงเศรษฐกิจ การค้า และอุตสาหกรรม (METI) นายกรัฐมนตรีได้รับแจ้งเกี่ยวกับศักยภาพของเทคโนโลยี OSLSI ของ SEL ในการสนับสนุนเป้าหมายนโยบายสีเขียวของรัฐบาล และสนใจที่จะเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับเรื่องนี้ เราได้รับเชิญให้เตรียมเอกสารสรุปคุณสมบัติของเทคโนโลยีนั้น เอกสารดังกล่าวใช้เป็นพื้นฐานสำหรับการบรรยายสรุปโดยละเอียดเกี่ยวกับ SEL และเทคโนโลยีของเราโดยรองผู้อำนวยการ METI ถึงนายกรัฐมนตรี METI ก็ติดตามเราอีกครั้ง

เราเชื่อว่าการบรรลุผลสำเร็จในการรับและใช้เทคโนโลยี OSLSI ที่บุกเบิกของเราอย่างกว้างขวางจะมีส่วนช่วยอย่างมากในการแก้ปัญหาภาวะโลกร้อน

ในปี 2016 รายการของคุณได้รับการต่ออายุใน ประวัติ Guinness World ในฐานะนักประดิษฐ์ที่ได้รับสิทธิบัตรมากที่สุด ในเวลานั้น คุณมีสิทธิบัตรมากกว่า 11,350 รายการสำหรับชื่อของคุณ อะไรเป็นแรงบันดาลใจในการทำงานของคุณและผลักดันให้คุณพัฒนาเทคโนโลยีบุกเบิกในด้านนี้ต่อไป

ฉันมักจะทำคะแนนได้ไม่ดีในโรงเรียน แต่ในปีที่สองที่มหาวิทยาลัย ฉันเริ่มทำงานกับศาสตราจารย์ Yogoro Kato (ต่อมาเขากลายเป็นศาสตราจารย์กิตติคุณที่สถาบันเทคโนโลยีแห่งโตเกียว) และเขาสนับสนุนฉันอย่างมาก ฉันทำงานกับเขาเป็นเวลาห้าปี เมื่อฉันบอกเขาว่าฉันต้องการไปมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดในสหรัฐอเมริกา ซึ่งเป็นเมกกะของเซมิคอนดักเตอร์ในเวลานั้น เขาโกรธฉันและโน้มน้าวให้ฉันไปศึกษาต่อที่ญี่ปุ่นภายใต้คำแนะนำของเขา คุณไม่สามารถเปรียบเทียบชีวิตได้ ดังนั้นฉันไม่รู้ว่าการเลือกยอมแพ้ไปสหรัฐอเมริกานั้นดีหรือไม่ แต่ที่แน่ๆ มันคือจุดเปลี่ยนในชีวิตของฉัน ฉันไม่ได้เริ่มต้นจากการเป็นนักเรียนที่เก่ง แต่ต้องขอบคุณศาสตราจารย์คาโต้ที่ดูแลฉัน ฉันจึงมีวันนี้ และฉันก็ค้นคว้าต่อไปเพื่อรักษาศรัทธาในคำสอนของพระองค์ เขาเป็นครูที่ดี

อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทั้งหมดที่เราใช้ทุกวัน สมาร์ทโฟน แล็ปท็อป โทรทัศน์ คอมพิวเตอร์ และอื่นๆ ใช้เซมิคอนดักเตอร์… ผู้คนมักไม่ทราบว่าการใช้อุปกรณ์เหล่านี้เป็นการใช้พลังงานไฟฟ้าจำนวนมาก ซึ่งมีส่วนทำให้เกิดภาวะโลกร้อน

SEL ยังคงให้ความสำคัญกับการพัฒนาผู้บุกเบิกเทคโนโลยีใหม่ๆ การจดสิทธิบัตรสนับสนุนการแพร่กระจายและการใช้เทคโนโลยีของคุณทั่วโลกอย่างไร

ในฐานะบริษัทที่มุ่งเน้นด้าน R&D สิทธิบัตรมีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับเรา เช่นเดียวกับที่ศาสตราจารย์ Kato สอนเรา ทรัพย์สินทางปัญญาเป็นกลไกที่ดี แต่สิทธิบัตรไม่ก่อให้เกิดรายได้ เว้นแต่ว่าผลิตภัณฑ์ที่คุ้มครองจะเป็นที่ต้องการของตลาด ลักษณะของบริษัทเฉพาะด้าน R&D นั้นจำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องเข้าสู่ตลาดให้ได้หลายครั้งและมีประสิทธิภาพมากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้

ด้วยผลงานด้านสิทธิในทรัพย์สินทางปัญญาของเรา เราสามารถดำเนินคดีกับฝ่ายใดก็ตามที่ละเมิดสิทธิ์ของเราได้อย่างมั่นใจโดยไม่ลังเล ด้วยวิธีนี้ เราจึงสามารถใช้สิทธิ์ของเราและขยายส่วนแบ่งการตลาดได้อย่างมีประสิทธิภาพ อย่างไรก็ตาม สิ่งสำคัญคือต้องมีสิทธิบัตรที่สามารถใช้ประโยชน์ได้อย่างเหมาะสม นั่นคือเหตุผลที่การร่างข้อกำหนดสิทธิบัตรซึ่งอิงจากผลการวิจัยและการพัฒนาและระบุวัตถุประสงค์และผลกระทบของสิทธิบัตรอย่างชัดเจนจึงมีความสำคัญมาก ยิ่งไปกว่านั้น การใช้สิทธิบัตรอย่างมีกลยุทธ์เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการขยายกิจกรรมการวิจัยและพัฒนา เพื่อให้มูลค่าของสิทธิบัตรเพิ่มขึ้น และเพื่อให้รายได้จากการออกใบอนุญาตเติบโตขึ้น การใช้สิทธิในสิทธิบัตรเชิงกลยุทธ์อาจเกี่ยวข้องกับการดำเนินการทางกฎหมาย

คุณช่วยพูดอะไรเกี่ยวกับวัฒนธรรมนวัตกรรมของ SEL และหลักการชี้นำของ SEL สักสองสามคำได้ไหม

นับตั้งแต่ SEL ก่อตั้งขึ้นในปี 1980 เรามุ่งมั่นที่จะสนับสนุนความก้าวหน้าของโลกผ่านการวิจัยและพัฒนา พันธมิตรรายแรกของเราคือ Sharp Corporation ซึ่งเป็นผู้นำระดับโลกด้านเซมิคอนดักเตอร์และโทรทัศน์จอผลึกเหลวในขณะนั้น ความร่วมมือเกิดขึ้นจากการแนะนำจากคนรู้จัก อย่างไรก็ตาม เมื่อเราเริ่มทำวิจัยกับ Sharp พวกเขามองว่าระดับ R&D ของเราต่ำเกินไป จากจุดนั้น SEL ทำงานอย่างหนักเพื่อให้ถึงระดับที่ชาร์ปต้องการ ความต้องการบางอย่างของพวกเขาดูเหมือนจะท่วมท้นในตอนแรก แต่เราก็พยายามตามให้ทัน

ผมเชื่อว่าการวิจัยและพัฒนาและการทำงานหนักเท่านั้นที่เราจะประสบความสำเร็จ เมื่อคู่ค้าของคุณชี้ให้เห็นถึงปัญหาเฉพาะที่ต้องได้รับการแก้ไข และพนักงานของคุณทำงานอย่างหนักเพื่อให้บรรลุเป้าหมายนั้น คุณจะสร้างผลลัพธ์ที่ดีขึ้น ฉันไม่คิดว่านวัตกรรมจะได้ผลหากคุณเพียงแค่ขอให้คู่ของคุณสอนคุณหรือทำให้สิ่งต่างๆ เป็นเรื่องง่ายสำหรับคุณ จะไม่ทำงานหากคุณไม่มีความมุ่งมั่นและแรงผลักดันที่จะบรรลุระดับความเชี่ยวชาญใหม่เพื่อตอบสนองความต้องการของคู่ของคุณ เพื่อปรับปรุงระดับ R&D จำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องหาบริษัทที่จะยืดเยื้อคุณในทางเทคนิค ในขณะที่ยังคงรักษาความสัมพันธ์ที่เท่าเทียมกันในฐานะหุ้นส่วน

WIPO GREEN เป็นแพลตฟอร์มสาธารณะที่พยายามส่งเสริมนวัตกรรมระดับโลกในด้านเทคโนโลยีสีเขียว คุณยินดีที่จะสนับสนุนความคิดริเริ่มนี้หรือไม่?

การแก้ปัญหาภาวะโลกร้อนเป็นปัญหาที่สำคัญที่สุดที่มนุษยชาติต้องเผชิญในปัจจุบัน วีโป กรีน เป็นความคิดริเริ่มที่สำคัญอย่างยิ่งที่พยายามใช้พลังของระบบทรัพย์สินทางปัญญาในการปกป้องสิ่งแวดล้อม เราเห็นว่า WIPO GREEN สามารถเป็นกลไกสำคัญในการเปิดใช้งานอย่างรวดเร็วและแพร่หลายทั่วโลกของ OSLSIS ซึ่งประหยัดพลังงานสูง ผมเชื่อว่าความร่วมมือกับองค์กรระหว่างประเทศ เช่น WIPO เป็นสิ่งสำคัญในการบรรลุเป้าหมายนี้

คุณมีคำแนะนำอะไรสำหรับนักวิทยาศาสตร์รุ่นเยาว์ที่มีแรงบันดาลใจในการสร้างอนาคตที่ดีกว่า

ในอดีต บริษัทญี่ปุ่นขับเคลื่อนด้วยความมุ่งมั่นในคุณภาพและการทำงานหนัก และความเชื่อที่ว่าความทุกข์ยากทำให้คนฉลาด แต่วันนี้มันหายไปหมดแล้ว เราจำเป็นต้องจุดประกายความเชื่อนั้นอีกครั้งหากเราต้องการจะเติบโตต่อไป ทรัพยากรบุคคลและทรัพย์สินทางปัญญามีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับประเทศญี่ปุ่น เราจำเป็นต้องทำมากขึ้นเพื่อส่งเสริมความเข้าใจในศาลเกี่ยวกับคุณค่าของ ทรัพย์สินทางปัญญา (IP) สิทธิและสิทธิบัตรโดยเฉพาะ นอกจากนี้ เรายังจำเป็นต้องส่งเสริมให้ประชาชนทั่วไปตระหนักมากขึ้นถึงความสำคัญของทรัพย์สินทางปัญญา วิธีเดียวที่ญี่ปุ่นจะยังคงแข่งขันในระดับสากลได้คือการใช้ทรัพย์สินทางปัญญาของเรา

• เนื้อหาที่ขับเคลื่อนด้วย SEO และการเผยแพร่ประชาสัมพันธ์ รับการขยายวันนี้
• เพลโตบล็อคเชน Web3 Metaverse ข่าวกรอง ขยายความรู้. เข้าถึงได้ที่นี่.
• ที่มา: https://www.wipo.int/wipo_magazine/en/2022/02/article_0006.html