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講義No.04753

小さいけれど重要! 電化製品に不可欠な集積回路

電化製品のほとんどに使われている集積回路

 パソコンをはじめ、テレビや洗濯機などの電化製品は私たちの生活に欠かせません。最近は、ほこりの多さに応じて吸い込む力を調節してくれる掃除機や、自動的に庫内の温度を保ってくれる冷蔵庫など、便利な機能が搭載された製品が次々と開発されています。機能が充実すれば、当然、内部の仕組みは複雑にならざるをえません。製品の各機能を作動させるためには、その部分に電気を通したり切ったりする回路が必要になるので、機能が多いほど、回路も多くなります。限られたスペースに回路を詰め込むためには、ICと呼ばれる板状の集積回路が使われます。そして現在は、さらにたくさんの回路をもつLSIという集積回路が主流で、ほとんどの電化製品に使われています。

1ミクロン未満の回路をどのように配線するか

 製品の小型化が求められるとともに、集積回路の小型化も進んできました。集積回路の中には、ミリ単位のチップに無数の配線が入っているものもあります。このように小さいスペースに複雑かつ細かな配線を敷くとなると、回路設計も人間の力だけでは困難で、設計用のソフトウェアの開発が不可欠になります。コンピュータに最適な配線を計算させ、図面に起こしていき、コンピュータで描けなかった仕上げ部分を人間が施します。

回路をつくるには、ソフトとハードの知識が不可欠

 しかし、コンピュータの計算通りに設計できたと思っても、実際に製品に組み込み、動作させてみると、まったく動かなかったり、意図した動きと違ったりする場合がほとんどです。原因は、設計用のソフトウェアの問題のときもありますが、組み込んだ製品側(ハード)の原因ということもあり、さまざまです。何度も試作を繰り返すことで原因がクリアになっていき、完成させることができます。よい回路をつくるには、ソフトの知識だけでなく、ハードについてもしっかりと勉強し、理解する必要があるのです。

ケータイ・スマホはどうやって開発される?

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この学問が向いているかも 工学

中京大学
工学部 電気電子工学科 教授
磯 直行 先生

メッセージ

 私の研究室では、携帯電話やパソコンのハードウェアを開発しています。例えば、携帯電話の中身を見てみると、緑色の板でできたLSIやICといった集積回路があり、製品の心臓部となっています。これらは、ゲーム機をはじめ、さまざまな電化製品にも入っています。こういった製品の重要な部分を一緒に研究し、つくってみませんか? そのためには、高校生のうちから、物理や数学といった科目を一生懸命に勉強してほしいと思います。

先生の学問へのきっかけ

 小学校2年生のときに初めてハンダごてを持ってラジオを作って以来、電気製品はすぐに分解して中の回路を見てはニヤニヤしていました。中学・高校は電気・電子回路を中心としたモノ作りに熱中し、将来は街の電気屋さんになろうと思っていました。大学は、電子工学科に入学し、多くの電子回路に出会いました。しかし、電子回路の設計には、ソフトウェアを使いこなす技術も必要だとわかり、博士課程では情報工学の道を選びました。そして、ハードとソフトを使いこなし、複雑な機能を実現する大規模集積回路の設計ができるようになりました。

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 中京大学ではそのスケールメリットを活かした履修システム(学部の枠を超えた他学部専門科目履修システム)やキャリアサポート・留学サポート・資格取得サポートなどのプログラムを提供しています。中京大学では、成長の好循環を生み出す3つの場(経験を通じて自らの可能性に気づく「気づきの場」、目標を持って専門性を身につける「学びの場」、そして身につけた知識を社会に活かす「実践の場」)を提供し、自ら行動し成長する人材を育成します。

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