ASIC(特定用途向け集積回路)の設計・開発コラム
ASIC(Application Specific Integrated Circuit)とは、特定用途に向けて複数機能の回路をひとまとめにした半導体集積回路の総称で、エーシックと呼ばれています。ASICがつくられた経緯としては、機密となる回路構成を隠し、デバイス同士の接続箇所を減らす、さらに量産時と実装面積にかかるコストを低減させる目的がありました。特徴として高性能、コンパクトに作成ができる、製造時のコストの削減などがあげられます。
よくFPGA(Field Programmable Gate Array)やASSP(Application Specific Standard Product)と比較されます。ASIC (Application Specific Integrated Circuit)はFPGAと同様ハードウェア言語を用いて開発されますが、プログラマブルではないため論理回路の変更ができません。
ASICは、単機能ICおよび高性能演算用ICを除くほとんどの半導体製品を擁していて、その存在も多種多様。一般的にはデジタル回路が知られていますが、アナログ回路のみのものもあります。
種類は大きく分けて、ゼロから論理回路を設計するフルカスタムICと、基本的な回路や機能ブロックなどを組み合わせて設計するセミカスタムICがあります。セミカスタムICには、基本的な論理回路を敷き詰めた半完成品を用意し、回路間の配線を指定することで機能を実装する「ゲートアレイ(gate array)」方式や、ある程度まとまった機能を実装した部品化された回路(セル)を組み合わせていく「スタンダードセル」方式、両者の特徴を合わせた「エンベデッドアレイ(embedded array)」方式などがあります。一般的にはセミカスタムのASICが多くなりす。
ASICは家電製品や産業製品、高速処理が要求される通信機器、複合機やカメラの画像処理ほか、コンピュータシステム(CPU用の汎用チップセットや汎用標準バス制御など)などさまざまな電気製品に搭載(実装)されています。最近では、データ マイニングやGoogle社のTPUで有名な機械学習専用プロセッサでASICという用語を耳にする機会もあるかと思います。
今回のコラムでは、そんな半導体集積回路「ASIC」の設計・開発のプロセスと概要を紹介したいと思います。