計測関連用語集

TechEyesOnlineの用語集です。
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RTC(あーるてぃーしー)

(real-time clock)時計の機能がある半導体・電子部品のこと。「水晶振動子内蔵RTC」というような名称の製品(電子部品)が販売されている。

IRメータ(あいあーるめーた)

絶縁抵計、エレクトロメータの別名。IR(Insulation Resistance、絶縁抵抗)を測定するメータ。能動部品の生産現場でこの呼び方がされる。2019年1月にエーディーシーから「4000/IRメータ(形名/品名)」が発売された。IRメータという名称は、計測器の品名ではエーディーシーが初めて使用した。同社がエレクトロメータの老舗で、電子部品メーカに強いことを伺わせる。日置電機の絶縁抵抗計の現役モデルはIR4054など、形名の頭2文字はIRである。同社の形名は以前は数字4桁だったが、ある時期から新製品は、頭にアルファベット2文字をつけ機種群の区分を整備するようになった。以前の製品は「3355 Iorリークハイテスタ」などだが、最近は「IR3455 高電圧絶縁抵抗計」というような形名である。屋外で使用する可搬型のメガーなど、現場測定器のラインアップが多い日置電機(や共立電気計器)の品名は「絶縁抵抗計」で、SMUをラインアップして半導体デバイス顧客に強いエーデイーシー(やケースレー、キーサイト・テクノロジー)は「エレクトロメータ」である。両社は市場やアプリが違い、品名も異なるが、日置電機もエーデイーシーもIRは使っている。

IC(あいしー)

(Integrated Circuit)日本語では「集積回路」だが、ICという表現の方が良く使われている。数mm x 数mm程度のSi(シリコン)上に,トランジスタや抵抗などの回路素子をつくり、さらに素子間をつないで電子回路を形成している(Si基板のサイズは日進月歩)。素子を作るための材料をSi基板上に塗布し、エッチングによって回路を焼き付ける。このSi基板をICチップと呼び、DIPやSIPなどのパッケージに封入して1つの電子部品にする。Si基板とパッケージのピンの間はワイヤーボンディングされてつながっている。ICは半導体デバイスの代名詞のようなことば。

IGBT(あいじーびーてぃー)

(Insulated Gate Bipolar Transistor)絶縁ゲートバイポーラトランジスタ。半導体素子のひとつで、電力変換機などに使われている。鉄道のインバータに多く採用されている。SiCやGaNなどの新しい素子に一部は置き換わろうとしている。

I-V特性(あいぶいとくせい)

(Current–voltage characteristic) 半導体デバイスの電流(I)-電圧(V)特性。「横軸が印加した電圧、縦軸がそれによって流れる電流」のグラフで視覚的に特性を示す。半導体の評価に使われるもっとも基本的な仕様。半導体デバイスのデータブック(仕様書)にはI-V特性が記載されている。I-Vカーブ、I-Vグラフとも呼ばれる。半導体関連測定器のカーブトレーサの品名はここに由来する。太陽電池の変換効率測定にも使われるため、太陽光発電関連測定器にIVカーブトレーサ、I-Vチェッカなどの品名の製品がある。菊水電子工業の総合カタログの用語集によれば、「電池などの電気化学関係ではターヘルプロットとも呼ばれる」。カーブトレーサや半導体パラメータアナライザなどの高額な測定器を使わないでも、高性能なSMUでもI-V特性を測することができる。新製品取材記事「高精度な電子部品の評価に貢献するSMU〜エーディーシー6253直流電圧・電流源/モニタ」には、アプリケーション例としてダイオードの順方向電圧のI-V特性の測定について説明がある。

アノード(あのーど)

(anode)電子部品で、外部回路から電流が流れ込む電極のこと。反対の電極をカソードという。電池や真空管、ダイオードなどにはアノードとカソードがある。電圧の高低に着目して、アノードとカソードを陽極と陰極といったり、正極・負極といったりする。アノードは、真空管では正極、電池では負極。ダイオードに2つある端子はアノードからカソードに電流が流れる。電力用のスイッチに使われる半導体素子のサイリスタにもアノードとカソードがある。

ATE(えーてぃーいー)

(Automated Test Equipment) 半導体テスタとも呼ばれる、半導体検査装置、半導体試験装置のこと。半導体の製造過程では、ウエハと半導体チップの2つで大きな検査をする。前者は電子顕微鏡もある(メーカとしては日立ハイテクなど)。後者について述べる。半導体テスタはできあがった半導体に電気信号を与え仕様通りの動作をするか検査する装置。メモリテスタ、ロジックテスタ、アナログテスタがある。半導体生産ラインの最終工程では搬送機(ハンドラ)と組み合わせて検査ラインを構築する。製造ラインの設備額として比重が高いといわれる。日本のアドバンテストは世界No1メーカとして有名。1970年代から2000年代には、キーサイト・テクノロジー、横河電機、安藤電気、シバソク、ミナトエレクトロニクスなどの計測器メーカがラインアップしていた(現在はすべて撤退)。そのため、計測器の業界団体である日本電気計測器工業会(JEMIMA)も製品群として扱っているが、一般の電子計測器の各カテゴリの売上額と比較して半導体テスタは大きいため別枠にしている。マイクロプロセッサ(MPU、CPU)の進展によって、メモリやロジックなどの多様な半導体チップが大量生産されるようになると、その検査装置としてキーサイト・テクノロジー(当時はHP)やアドバンテスト(当時はタケダ理研工業)は半導体テスタに参入した。NECや富士通、東芝、日立、三菱電機という日本の通信機器、総合家電各社は半導体デバイスをつくっていた。NECは国産の半導体テスタを設備するために、グループ内に半導体テスタメーカをもっていた(安藤電気、ミナトエレクトロニクス)。富士通はタケダ理研工業を傘下にして社名はアドバンテストになり、創業であった計測器からは撤退し、半導体テスタメーカとなった。当時の半導体テスタは最先端技術であり、計測の老舗、横河電機も1990年代に参入した(その後、安藤電気の半導体テスタを吸収したが、現在は撤退)。メモリの1種であるROM(ロム)の書き込み器をROMプログラマ(ROMライタ)というが、アドバンテスト、安藤電気、ミナトエレクトロニクスがラインアップしていた。安藤電気の製品は協力会社の東亜エレクトロニクス(旧フラッシュサポート)に移管され存続している。

SiC(えすあいしー)

炭化ケイ素のこと。Silicon Carbide(シリコンカーバイド)。 半導体の材料元素はシリコンが主流だが、パワー半導体ではSiCやGaNを使った製品が普及しつつある。

SoC(えすおーしー)

(System-on-a-Chip)1つの半導体チップ上に、CPU、メモリ、I/Oその他が実装され、コンピュータシステムの動作に必要な機能がすべて組み込まれたLSI。マイクロコントローラ(MPU/CPU)に周辺のICの機能も集積したチップ、またはそのような設計手法を指している。読み方は「えすおーしー」(または「しすてむおんちっぷ」)だが、「そっく」と解説している文献もある。今では「そっく」だとセキュリティー用語のSOC(Security Operation Center )のほうが思い浮かぶ。

SDRAM(えすでぃーらむ)

(Synchronous DRAM)内部的には、従来のDRAMと同じだが、外部バスインタフェースとのアクセスが一定周期のクロック信号に同期してデータを出力するように改良されたDRAM。クロック同期することにより、高速アクセスが可能となった。66MHz、100MHz、133MHzなどがある。ICEのリアルタイムトレースでは、この同期アクセス方法を解析して、ニーモニック表示を実現している。(株式会社Sohwa&Sophia Technologiesの用語集より)

SRAM(えすらむ)

(Static RAM)「スタティックラム」とも呼ばれる。ラムランダムにアドレスを指定して読み書きすることが可能なメモリ。電源を切ってしまうとデータが消えてしまう揮発性記憶デバイス。比較的に高速(最高数ns)にアクセスでき、DRAMのようなリフレッシュ機能がいらない分、ユーザボード上の回路が簡単に構成できる。構造上DRAMに比べてトランジスタが多く必要なため価格が高め。近年SDRAMなど、高速で低価格なデバイスが多く用いられるようになってきている。(株式会社Sohwa&Sophia Technologiesの用語集より)

FPGA(えふぴーじーえー)

(Field Programmable Gate Array) 直訳すると「現場で書き換え可能なゲートアレイ(論理ゲートをアレイ上に敷き詰めたLSI)」。論理回路の設計を間違えても、現場ですぐに修正できるLSI。「購入後に使用者がロジック回路の構成を設定できる集積回であるPLD(プログラマブルロジックデバイス)」の一種。現場で即、修正できるという特徴のためにPLDといえばFPGAといわれている。Altera(アルテラ)とXilinx(ザイリンクス)が2大FPGAメーカだが、それぞれIntel(インテル、言わずと知れたCPUチップのNo.1メーカ)とAMD(Advanced Micro Devices、インテルなどのCPUの大手サードパーティ)が買収した。CPU(マイクロプロセッサ)、GPU(Graphics Processing Unit、画像処理を担うCPU)、FPGAの3種類はいまや主要なロジックデバイスとなった。世界的な大手CPUメーカ2社(インテル、AMD)は2015年~2020年に相次いでFPGAを傘下に収め、半導体デバイスメーカとして覇権を握ろうとしている。逆にGPUのNo.1メーカであるNVIDIA(エヌビディア)はArm(アーム、携帯機器の組込み用マイコンとして世界でもっとも多く採用されたCPU)社を日本のソフトバンクから買い取ったニュースは記憶に新しいが、2020年にネットワーク向けFPGAに強いMellanox Technologies社を買収し、こちらもCPU、GPU、FPGAを揃えてインテルとAMDに伍する構えである。

エミッタ(えみった)

(emitter)半導体素子であるトランジスタにある3つの端子の内の1つ。PNP型トランジスタでは入力端子となる。emitは日本語で放出。トランジスタの増幅機能は、エミッタ端子-ベース端子間の小さな電流が、エミッタ端子-コレクタ端子間に大きな電流となることを利用する。ベースに電流を放出するもの、という意味が語源と思われる。

エレクトロメータ(えれくとろめーた)

電荷や電流などの小さな電気量を精度良く測定できる測定器。ピコアンペア(pA)程度の微小電流を測定する機器(=ピコアンペアメータ、ピコアンメータ、pAメータ)とほぼ同じ測定器。電荷に注目したか、微小電流に注目したかで命名されている。海外メーカのケースレーがこの分野で有名。日本の老舗はエーディーシー(旧アドバンテスト)で、同社HPの「エレクトロメータ」製品ページに、「エレクトロメータ」「超高抵抗/微少電流計」という品名の製品が並ぶ。ケースレーには「6517B エレクトロメータ/絶縁抵抗計」という製品がある。エレクトロメータと絶縁抵抗計の主な仕様は似ている製品もあり、明確な違いの定義は難しい。微少電流=高抵抗(絶縁抵抗)。エーディーシーはエレクトロメータで、「絶縁抵抗計」と名の付く製品は無い。日置電機や共立電気計器は絶縁抵抗計で「エレクトロメータ」という品名は無い。可搬型の現場用の小型製品は絶縁抵抗計(メガー)で、エレクトロメータはベンチトップ。絶縁抵抗計は「絶縁を検査するために」高抵抗を測定するので、高抵抗計であるエレクトロメータと同じだがアプリが違うともいえる。日置電機HPの製品ページでは「DMM・テスタ・現場測定器」の分類に絶縁抵抗計を掲載し、「LCRメータ・抵抗計 」の中の「超絶縁計/高抵抗計/ピコアンメータ/エレクトロメータ」という表題にSM7xxx、SM-82xxなどの超絶縁計を掲載している。同社は現場測定器(テスタ)メーカとして有名だが、最近はLCRメータも注力して機種群を増やした(超絶縁抵抗計は東亜DKKから製品移管してラインアップに加わった)。エレクトロメータ、高抵抗測定器は「現場測定器の絶縁抵抗計ではなく、LCRメータのような部品評価用途のベンチトップ製品」という考え方がHPの掲載からうかがえる。部品メーカでは絶縁抵抗(Insulation Resistance)を測定する測定器を「IRメータ」と呼称している。エーディーシーは2019年1月にモデル4000、IRメータを発売した。日置電機の絶縁抵抗計の現役モデルの形名はIR4000シリーズである。今後は「IR」がエレクトロメータ、絶縁抵抗計の主流な呼称になる気配が感じられる。品名がエレクトロメータなのはケースレーやキーサイト・テクノロジー、エーデイーシーというSMUのメーカともいえる。

カーブトレーサ(かーぶとれーさ)

半導体デバイスの電流・電圧特性(I-V特性)を精密に測定する機器。パワーデバイスのメーカでは研究開発~設計~検査のすべての行程で使用する基本測定器である。I-V特性のグラフ(カーブ)をトレースして表示することに由来する名前。半導体の受け入れ検査でも使われ、過去には菊水電子工業や國洋電機が作っていたが、すべて生産中止した。R&D向けには長らくテクトロニクスの370型と371型が業界標準だったが生産終了し、岩崎通信機が同等品のCS-3000シリーズを発売した。現在同社はCS-5000、CS-8000などのシリーズをラインアップしている。太陽光パネルの発電量を測定するとき、(パネルは半導体なので)I-Vカーブを測定して評価する。英弘精機などの日射計を作っているメーカがPV(太陽光発電)用のI-Vカーブトレーサを発売している。

カソード(かそーど)

(cathode) 電子部品で、外部回路へ電流が流れ出す電極のこと。反対の電極をアノードという。真空管、ダイオード、電池などにはアノードとカソードがある。CRT(Cathode Ray Tube)は日本語で「陰極線管」。つまり、真空管ではカソードは陰極と呼ばれる。正極・負極という表現もあり、カソードは、真空管では負極、電池の場合は正極。電力用のスイッチに使われる半導体素子のサイリスタにもアノードとカソードがある。

GaN(がん)

窒化ガリウム。Gallium Nitride(ガリウムナイトライド ) 。半導体の材料元素はシリコンが主流だが、パワー半導体ではSiCやGaNを使った製品が普及しつつある。

コレクタ(これくた)

(collector)半導体素子であるトランジスタにある3つの端子の内の1つ。PNP型トランジスタでは出力端子となる。collectは日本語で収集。トランジスタの増幅機能は、エミッタ端子-ベース端子間の小さな電流が、エミッタ端子-コレクタ端子間に大きな電流となることを利用する。電子を収集するもの、という意味が語源と思われる。

サイリスタ(さいりすた)

(thyristor)電力用の開閉器などに使われている半導体素子。ゲート (gate) 、カソード (cathode) 、アノード (anode) の3端子がある。SCR(Silicon Controlled Rectifier: シリコン制御整流子)とも呼ばれる。カソードは陰極、アノードは陽極。電子管をソリッドステート(トランジスタなどの固体状態の素子)にしたものともいえる。

GPU(じーぴーゆー)

(Graphics Processing Unit) 画像処理を主に担うプロセッサのこと。3Dグラフィックスなどの画像描写を行うための計算処理を行う。「画像処理半導体」とも表現される。CPUとGPUを両方手掛ける米国の半導体デバイスメーカのAMD(アドバンスト・マイクロ・デバイス)は、同じく米国の大手FPGAメーカ、Xilinx(ザイリンクス)を買収することを発表した(2020年10月)。2015年にはIntel(インテル)がAltera(アルテラ)を買収しているので、FPGAの大手2社がCPUメーカに吸収されることになった。ソフトバンクから英国Arm(アーム)の買収を表明した米国NVIDIA(エヌビディア)も、2020年12月にイスラエルMellanox Technologies(ネットワーク分野で強いFPGAメーカ)を傘下に収めた。NVIDIAはGPUが主力の半導体メーカである。