NTTが開発中の光技術を使った次世代通信基盤「IOWN(アイオン)」が注目を集めている。
既存インフラに比べて通信の速度と容量を向上し、消費電力は抑える。膨大なデータ処理と電力が必要な生成AI(人工知能)時代の新たなインフラとして普及する可能性がある。
注:NTTへの取材を基に作成
IOWNは「Innovative Optical and Wireless Network(イノベーティブ・オプティカル・アンド・ワイヤレス・ネットワーク)」の頭文字をつなげた略称だ。
革新的な光と無線のネットワークという意味を持つ。
NTTが構想を発表したのは2019年。この5年間で研究から段階的に実用化を進めてきた。23年3月には通信の遅延時間を200分の1に縮めることに成功。
伝送容量は28年度に125倍を目指す。消費電力は25年度に10分の1、32年度に100分の1まで減らせる見通しだ。
カギを握るのが電子処理を光に置き換える「光電融合」と呼ばれる技術だ。
光を通信だけでなく、データ処理にも使う。半導体内部に組み込むと、集積する半導体チップや基板の処理を光に置き換え、大幅に消費電力を減らせる。
NTTは国際標準化に力を入れ、30年ごろに普及が見込まれる次世代通信規格「6G」のネットワークでの活用を見込む。
幅広い場面で実用化が進めば、例えばスマートフォンの充電が1年に1回で済むなど、社会を大きく変える可能性がある。
出所:科学技術振興機構(2021年)
高度な生成AIなどが日常生活に急速に浸透し、データ量と電力消費の増加が不可避になっている。
大規模言語モデルの1回あたりの学習に必要な電力は約1300メガワット時で、原子力発電所1基分(1000メガワット時)を上回るとの試算もある。
データ量の増加と消費電力の削減という社会課題を同時に解消できる手段として、IOWNに期待が高まっている。
いつ生まれたの?
NTTが2019年4月、英科学誌「ネイチャーフォトニクス」のオンライン版で基礎技術について公表した。当時日本企業は5Gで海外勢に後れを取っており、6Gでの主導権を狙った。
信号処理に光を使い世界最小のエネルギーで動く「光トランジスタ」などの開発を打ち出した。1960年代から取り組んできた光技術の研究開発の集大成と位置づける。
世界展開は?
携帯電話のインターネット接続サービス「iモード」では自社の技術を広めることにこだわり、海外普及に失敗した。この教訓を踏まえ、IOWNでは実用化の前段階から海外勢を含めた仲間作りに注力した。
ソニーグループや米インテルと技術仕様などを話し合う国際団体を20年に立ち上げ、拠点は米国に置く。参加企業は140企業・団体に広がった。
課題は?
消費電力100分の1を実現するには「光半導体」の開発が不可欠になる。半導体の内部まで電子処理を光に置き換える必要があるためだ。
日本政府は約450億円を拠出し、NTTは米インテルや韓国半導体大手のSKハイニックスから生産技術の助言を受ける。今後は量産を視野に、設計や製造など様々な企業とネットワークを築く必要がある。
(宮嶋梓帆、グラフィックス 渡辺健太郎、デザイン制作協力 タイドデザイン)
日経記事2024.05.20より引用
★Renaissancejapanの自己紹介記事一覧
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Rapidus(ラピダス)が2027年の量産開始に向けて製造を目指すのが、GAA(Gate All Around)という先端技術を使った2nm世代プロセスのロジック半導体である注1)。
GAA構造の量産に行きつける企業は、世界でも限られている。詳細を、トランジスタの基礎から順に追っていこう。
Q1:そもそもトランジスタはどう機能する?
Q2:何で集積化・微細化するの?
Q3:半導体チップはどんな構造?
Q4:半導体チップはどう作る?
Q5:EUV露光装置って何?
Q6:従来のプレーナFETは何が課題だった?
Q7:FinFETとは? どんなメリットがある?
Q8:日本がFinFETを量産できなかった技術的な難しさとは?
Q9:GAA構造とは? どんなメリットがある?
Q10:最先端のGAA構造はなぜ製造が難しい?
Q1 そもそもトランジスタはどう機能する?
ロジック半導体(IC)チップは入力された「0」または「1」の信号を演算することで動作する。この0または1の演算の根本にあるのがトランジスタである。トランジスタは簡単に言えばスイッチだ。このスイッチを何段にも組み合わせることによって複雑な演算を行っている。
ロジック半導体で使われている「MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor、金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ)」と呼ばれるタイプのトランジスタを例にとろう(図1)。
ドイツ鉄道の従業員は将来的に部分的な週休3日制を選択できるようになる=AP
週休3日の働き方が欧州と日本で広がってきた。ドイツでは50社が参加する大規模な実証実験が始まり、ドイツ鉄道は段階的な導入を決めた。
日本でも伊予鉄グループが採用し、日立製作所も制度を整備する。働き方改革の焦点はテレワークから休み方の工夫に移りつつある。
所定労働時間、週35時間に
「労働時間の短縮を望む者にも、多くの賃金を望む者にも応える内容だ」。ドイツ鉄道で働く運転士は満足そうに語る。
ドイツ鉄道は3月下旬、部分的な週休3日が可能となる週35時間労働を2029年までに実施することで、労働組合と妥結した。
運転士など約1万人を対象に、現在の所定労働時間である週38時間を段階的に引き下げる。完全週休3日に相当する週32時間の労使合意には至らなかったが、例えば、隔週などでの週休3日が可能となる。
新合意のポイントは、労働時間が減っても賃金が維持される点だ。段階的に週の最低労働時間を短くして、その都度、従業員らが選択できるようにする方針で、運転士は「より柔軟に働けるようになるだろう」と期待を寄せる。
ドイツ鉄道のストライキで混雑するドイツ南部のミュンヘン中央駅(1月)=AP
ドイツ鉄道は運転士を中心とした熟練技能者の人手不足に陥っている。全国的な路線拡張工事も重なり、電車の遅延が深刻化している。
ドイツ経済研究所は、運休や減便が起こらない水準を維持するには新規に1万人の雇用が必要と試算する。
人が集まらない理由のひとつが、運行計画に合わせて働く不規則な勤務体系にある。
一人ひとりの労働時間が減れば、人手はさらに不足する。ただ、現状が続けば働き手は今後、ますます減ることが想定される。
労働環境の改善や柔軟な働き方をアピールして外部の人材を新たに採用しようと、会社は苦肉の策に踏み切った。
ドイツ鉄道の人事担当役員は「全従業員に一律的な労働時間を求めるのは時代に合わない。(合意内容は)企業の成長機会を得られるとともに、熟練技能者不足という特殊な状況にも対応できる」とする。
半年の実証に50社が参加
ドイツでは2月、約50社が参加して週休3日を6カ月間試行する大規模な実証が始まった。ドイツ鉄道と同様、給与は週休2日と変わらず、全額支給する。
鉄鋼業界でも週休3日が可能となる制度を導入することで、23年末に労働組合と企業が合意した。
イタリアでも、高級スポーツ車のランボルギーニが23年末、工場勤務者に週休3日を適用することを決めた。
新型コロナウイルスの流行以降、労働市場に働き手が戻らず、人手不足が常態化した。少子化も進む中で、いかにして働いてもらうか。焦点となってきたのが週休3日の導入だ。
企業には、従業員の総労働時間が減ることで収益が低下する懸念がある。だが、英国で22年に行われた大規模な実証では、そんな心配を覆す結果が出ている。
参加した約60社の売上高は、週休3日を採用した22年6〜12月に前年同期比1.4%増となり、収益も維持した。時間内に仕事を終わらせるため、休憩を繰り返すといった勤務姿勢が改善されたためとみられる。参加企業の社員約2900人のうち、7割がストレスの軽減を実感し、働き手の満足度も高まったという。週休3日は日本でも、導入事例が見られるようになってきた。
伊予鉄Gは水曜を休日に
伊予鉄道などを運営する伊予鉄グループは23年10月、持ち株会社に週休3日制を導入した。毎週水曜日を休日とし、週40時間労働は変えずに1日の労働時間を伸ばした。
伊予鉄グループは週休3日の導入やオフィス改装を進めて柔軟な働き方を推進する(松山市)
休日を利用して資格を取得する社員もいる。清水一郎社長は「賃金が安くて休みがないというバス・鉄道業界のイメージを根底から覆したい」と話す。将来は、バスや鉄道を運行する子会社にも導入する考えだ。
日立製作所も23年から製造現場を含む国内約3万人を対象に1日あたりの勤務時間の下限時間を撤廃し、週休3日の働き方も選べる環境を整えた。現在、100〜150人が制度を利用する。
JVCケンウッドも24年に同様の制度を導入し「柔軟な働き方を実現する制度を浸透させることで、生産性向上を目指す」とする。
一部の部署で21年に導入したファッション通販のZOZOでは、週休3日の働き方を選ぶ従業員が25〜40%にのぼる。柔軟な働き方が選べるとして新卒やキャリア採用の応募者が増えており、人材確保の点でも利点が大きいという。
日本は「労働時間減らさず」が主流
ただ、欧州のような「労働時間を減らしても賃金は維持」という発想は日本ではない。1日あたりの労働時間を伸ばして総労働時間を変えない方式が主流で、社員が自ら効率的な時間の使い方を模索する作用が働くかどうかは未知数だ。
リクルートワークス研究所の村田弘美グローバルセンター長は「日本で欧州型の週休3日の導入を進めるにはデジタルツールなど最新技術を活用した生産性向上の工夫が欠かせない」と話す。より働きやすい環境を求め、労使の対話を充実させることも重要となる。
(フランクフルト=林英樹、京塚環、矢崎日子)
TDKは同社が販売する全固体電池向けに新たな材料を開発した
TDKは全固体電池向け新材料を開発した。蓄電容量で重要となる「電解質」に採用することで、蓄電池のエネルギー密度を従来製品に比べて100倍高められた。
スマートウォッチや補聴器など小型機器への搭載を見込んでおり、2025年にもサンプル出荷する。
全固体電池は電解質を液体状から固体状にすることで、液漏れなどのリスクが減り、安全性が高まるとされる。次世代の蓄電池として各社が研究開発を進めている。
TDKは今回、電解質の新材料の開発に成功した。酸化物系の材料で「それ以上は公表していない」(TDK)としている。新たな材料でエネルギー密度が高まることを確かめた。