京都大学 大学院情報学研究科 新津 葵一 教授、劉 昆洋 同 助教、張 瑞琳 同 特定助教、北池 弘明 同 修士課程学生、田川 宏紀 同 修士課程学生らの研究グループは、涙液糖駆動が可能な０．９ピコワットの消費電力、０．１ボルトの電源電圧で動作する環境適応型電源・デジタル変換半導体集積回路の開発に成功し、２２ナノメートル（１０億分の１メートル）のＣＭＯＳプロセスで実証しました。
低電力・低電源電圧動作を達成するために、電源確保対象とセンシングデータ取得対象が同一のシステムにおいて、入力信号となる入力電源電圧の高低に応じて動作させる要素回路ブロックを自律的に最適化し、低電力化に寄与する手法を開発しました。環境に存在するエサの量に応じて動作を自律的に最適化するカエルのように、環境適応することで低電力化を実現します。
具体的には、異なるしきい値の電源電圧を持つ複数の信号駆動回路（バッファ）を搭載し、クロック信号が与えられた際に動作したバッファ回路の数を数えることでデジタル化をする手法を提案しました。低入力電源電圧の際には少ない数のバッファが動作するため、消費電力を低減させることが可能となり、２２ナノメートルの超低リーク電流ＣＭＯＳプロセスにおいて提案回路の有効性を実証しました。
現在、涙液糖駆動の単独動作可能持続血糖モニターコンタクトやデジタル錠剤、スマートステントなどへの展開を目指しています。
本研究成果は、２０２４年６月１６日（現地時間）から開催の「ＩＥＥＥ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ ｏｎ ＶＬＳＩ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｃｉｒｃｕｉｔｓ」において「Ｄｉｇｅｓｔ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｐａｐｅｒｓ」誌に掲載されます。
本研究は、科学技術振興機構（ＪＳＴ） さきがけ（ＪＰＭＪＰＲ２０３４）、ムーンショット型研究開発事業（ムーンショット目標１、ＪＰＭＪＭＳ２２１４）、ＮＥＤＯ先導研究プログラム／未踏チャレンジ２０５０（ＪＰＮＰ１４００４）、情報通信研究機構（ＮＩＣＴ） Ｂ５Ｇプログラム、科学研究費補助金（２２Ｈ０３５５７、２２Ｋ１９９１７）の支援を受け、実施されました。
＜プレスリリース資料＞
- 本文 ＰＤＦ（１．０９ＭＢ）
＜論文タイトル＞
- “A 0.9-2.6pW 0.1-0.25V 22nm 2-bit Supply-to-Digital Converter Using Always-Activated Supply-Controlled Oscillator and Supply-Dependent-Activation Buffers for Bio-Fuel-Cell-Powered-and-Sensed Time-Stamped Bio-Recording”
＜お問い合わせ先＞
-
＜研究に関すること＞
新津 葵一（ニイツ キイチ）
京都大学 大学院情報学研究科 教授
E-mail：niitsu
i.kyoto-u.ac.jp -
＜ＪＳＴ事業に関すること＞
前田 さち子（マエダ サチコ）
科学技術振興機構 戦略研究推進部 ＩＣＴグループ
〒102-0076 東京都千代田区五番町７ Ｋ’ｓ五番町
Tel：03-3512-3526 Fax：03-3222-2066
E-mail：prestojst.go.jp古賀 明嗣（コガ アキツグ）
科学技術振興機構 ムーンショット型研究開発事業部
〒102-0076 東京都千代田区五番町７ Ｋ’ｓ五番町
Tel：03-5214-8419 Fax：03-5214-8427
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＜報道担当＞
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