週刊 エレクトロニクスニュース 11/1/2021

Space Jamが軌道上のゴミを回収する取り組みを開始
世界的なインターネットの普及などを目的に、低軌道に衛星を打ち上げるペースが速くなっているため、宇宙の渋滞やデブリの問題が深刻化している。衛星事業者は、衛星の寿命が尽きたときに軌道を離脱させるための推進剤を追加することが求められている。
しかし、ペイロードを目的の軌道に乗せるために使用された数十年分のアッパーステージは、太陽系内を漂い続けている。最近の例では、1969年10月に打ち上げられたアポロ12号のものと思われるアポロサターンVの第3段が、天動説の軌道に乗って地球の近くに現れた。
世界経済フォーラムによると、地球を周回しているスペースデブリは2万5,000個以上、1cm以上の物体は100万個近くあり、時速1万7,500マイルで地球を周回しているという。
航空宇宙産業は、低軌道での交通渋滞で、死んだ衛星やその他のデブリが衝突する前にスペースジャンク問題に対処しようとしている。このような衝突の連鎖的な影響は、悲惨なものになる可能性がある。
Voyager SpacのCEO兼創業者であるDylan Taylor氏は、「衝突は壊滅的であり、衝突のたびにデブリの数は指数関数的に増加する」と述べている。Voyager Spaceは、10月下旬に発表された「Space Industry Debris Statement」に署名した18社のうちの1社で、パートナー企業は、「可能な限り新たなデブリの発生を最小限に抑え、防止すること」を目標としている。
これを実現するための新しいツールも登場している。チューリッヒに本拠地を置くRUAG Spaceは、衛星の位置データの精度を10cmまで向上させる新しいナビゲーションソフトウェアをテストしたと発表した。RUAG Spaceによると、このナビゲーションソフトウェアは、気候監視のためのより正確な衛星データを提供するだけでなく、衛星オペレータがスペースデブリを回避するのにも役立つという。
RUAG社のナビゲーション受信機は、欧州の全地球衛星測位システムであるガリレオと、米国のGPSシステムの両方の信号を組み合わせている。RUAG Spaceの研究リーダーであるMartin Auer氏は、「我々はガリレオ信号を利用して、宇宙にある衛星の位置を確認している。しかし、ガリレオ衛星は複数の周波数帯で信号を送信しているため、現在はまだ未開発の可能性がある」と述べている。ガリレオ衛星の高精度サービスを利用すれば、無料で高精度の測位が可能である。RUAG Spaceによると、この新しい測位サービスは2002年には利用可能になるという。
RUAG SpaceのHeinz Reichinger氏は、「衛星の位置がより正確にわかれば、潜在的な事故をより正確に予測することができ、例えば、回避行動をとることができる」と付け加えた。
その他の取り組みとしては、スペースデブリの積極的な除去、衛星の寿命を延ばすための燃料補給、軌道の移動、「寿命の終わりの管理」の仕組みなどがある。
例としては、Northrop Grummanが昨年打ち上げた「ミッション・エクステンション・ビークル」は、燃料切れの運用中の通信衛星にドッキングした。このロボットによるメンテナンス機能は、瀕死の衛星に燃料を補給し、軌道上で診断や修理を行うことを約束している。
その他では、米国防総省高等研究計画局(Defense Advanced Research Projects Agency)が、「Robotic Servicing of Geosynchronous Spacecraft(地球同期宇宙船のロボット整備)」というプログラムのもと、2022年末までに修理船を打ち上げることを計画している。

Sivers SemiconductorsがMixCommを買収
MixCommは、Sivers Semiconductorsに買収されたことで、シリコンゲルマニウムやRF-SOI技術とともに無線周波数/ビームフォーミング回路を入手しながら、5Gミリ波デバイスを提供するためのポートフォリオを拡大することが期待される。
MixCommは、「EE Times Silicon 100 startups to watch in 2021」に掲載されている企業のひとつで、Siversとの契約は、商業的なマイルストーンの達成に応じて1億3,500万ドルから1億5,500万ドルの価値があると述べている。これは、初期の出資者であるKairos Venturesによる1億1,600万ドルの投資に対する10倍以上のリターンとなる。
Siversに取得されたIPポートフォリオには、アンライセンス5G、ライセンス5Gインフラ、固定無線アクセス、衛星通信など、さまざまなmmWaveのユースケースも含まれている。また、今回の買収により、この組み合わせは、MixCommのアンテナインパッケージ技術をより多くのmmWaveアプリケーションに適用することができる。MixCommのCEOであるMike Noonen氏は、「両社の技術と製品が非常に補完的であることに気付いた。― 我々は、60GHzまでのすべての周波数をカバーし、5GのmmWaveがどのようなものであれ、Siversはそれに対応する。また、周波数だけでなく、デバイスの種類についても完全に提供することができる」と述べている。
Noonen氏は、IPOと買収の実績がある。リーン・スタートアップ・モデルを重視し、複数のパートナーと協力しており、以前のインタビューで、MixCommのスタッフが20人であることに触れ、「我々は質素だが、インパクトを与えたいと思っている」と語っていた。GlobalFoundriesとのパートナーシップは、このスタートアップが市場を牽引するのに役立っている。
― こんなにうまくいっているのに、なぜ売却したのか?
Noonen氏は次のように答えている。「このような買収の道を歩むことを決めた重要な点は、規模を拡大し、お互いの足跡を活用することであり、利用可能な市場全体が拡大し、バランスのとれた合併になる。世界的な規模を持つことで何ができるかがわかった。今回の買収は、5G mmWaveが大きな市場になることを裏付けるものでもある」と付け加えた。今回の買収により、Siversの設計獲得数は約70%増の44件となり、今後12ヶ月以内に量産を開始する予定の設計獲得数も2倍となる。MixCommは現在、大手5Gインフラストラクチャの顧客を含む18件の設計を自社で行っており、新規顧客候補のパイプラインも充実している。また、同社は約20件の特許を出願、取得。2021年上半期には130万ドルの収益を計上している。
MixCommは、上位3社の顧客が2022年から2024年の間に約7,000万ドルの収益を上げ、2026年までの間にティア1の顧客から7,000万ドルの収益を増やせると推定している。SiversのCEOであるAnders Storm氏は、「MixCommは、短期間で非常に素晴らしい顧客リストとセールスファネルを構築することができた。MixCommとSiversは、mmWaveのエコシステムの中で同じパートナーシップの理念を持っており、これらのエコシステムを加えることで、さらに大きな結合体を作ることができる」と述べている。買収の条件として、Kairo Venturesは、取引が完了した時点でSiversの主要株主となる。この買収は、Siversの株主による承認と、米国の外国投資委員会による規制上の承認が必要で、2022年半ばまでに完了する予定である。

6G:現実よりも誇大広告?
今月開催された「Brooklyn 6G Summit」で盛り上がりを見せた6Gワイヤレスのマーケティング。このイベントは、過去に開催された「Brooklyn 5G Summits」から発展したもので、6Gジャンボリーは、6Gの基盤となるインフラが整備されていない段階で、新技術のハイプサイクルをこれまでになく早く開始した。
Brooklyn 6G Summitの冒頭で行われたメディアラウンドテーブルでは、Nokiaのベル研究所コアリサーチ担当プレジデントのPeter Vetter氏が、「6Gの商用展開は10年先になると予想されているが、研究は本格化している」と語り、6Gがどのような “未来の技術 “をベースにして、どのような “未来のアプリケーション “を活用するのか、研究が必要だと述た。

6Gのタイミング:現在わかっている限りでは、6Gネットワークの登場は、次の10年の変わり目頃になると思われる。これまでの3G、4G、5Gと同様に、次世代の携帯電話は2030年前後に切り替わることになる。
メディア懇談会の参加者は、6Gのプロトタイプが最も早く登場するのは2027年か2028年だと予想しており、また、携帯電話のリリースのためのプラットフォームを構築している3GPP(3rd Generation Partnership Project)は、2028年にリリース21を完成させ、第6世代の幕開けを告げると予想している。
Nokia CXの戦略・技術担当副社長であるHilary Mine氏は、「規格を整備した上で、チップを設計しなければならない」と指摘する。韓国では2028年頃から早期の導入が始まると予想しているが、ヨーロッパや北米の一部の地域でも、この無線技術の導入を巡って競合が起きていると指摘している。
今回の6Gサミットでは、ほぼすべての業界幹部が、2030年の商用展開が現実的な期限であるとの見解で一致した。10年近く先のことを考えると、この予測は少し楽観的かもしれない。
というのも、私たちはまだ世界的なパンデミックの影響を受けているからである。Covid-19の影響で、3GPPの5G会議はすでに遅れており、5Gの導入計画の一部が頓挫している。次の5Gアップデートであるリリース17は、当初は9月に「凍結」されると予想されていたが、現在は2022年の第2四半期に完了すると予想されている。SARS-CoV-2の亜種が発生すれば、5Gのスケジュールはさらに混乱し、6Gのスケジュールも頓挫することになるだろう。

高密度:NYU Wirelessの創設者であるTed Rappaport氏は、携帯電話インフラのアップグレードによって5Gの高密度化が実現し、6Gにも長期的なメリットがもたらされると期待している。「世界中で5Gの高密度化を行えば、6Gやそれ以降にもすでに組み込まれる。― また、ミリ波やミッドバンドの5Gで行われている高密度化は、6Gのインフラの進化を加速させる。これは、人々が高い周波数に向かって知覚する損失を打ち消すものであり、実際には打ち負かすものなのである」と述べている。Rappaport氏は、5Gミリ波技術の最大の推進者の一人であるからこそ、彼が6Gの高周波通信にも熱心なのは当然のことである。
6Gは、2030年の導入を目指しているが、その中で3Gと4Gの周波数帯の再利用が問題になることが予想される。それは、既存のローバンド・スペクトルが有限の資源であり、大量の新しいIoTデバイスによって大きく利用される可能性があるからである。
NokiaのPeter Veeter氏は、6Gのセンサーアプリケーションなどにはローバンドの電波が必要になると述べ、5Gの非地上ネットワークも6Gには重要になると付け加えた。

半導体セクターに冷え込みの兆し
半導体業界では、シリコンやウエハー、製造装置などの需要が約1年半にわたって記録的な高水準で推移し、過熱状態にある半導体業界に冷え込みの兆しが見られる。しかし、前四半期のチップデザインサービスの需要は引き続き堅調で、過去10年間で最高の年間成長率を記録ている。電子システム設計の売上高は、前年同期比14.6%増の31億9,000万ドルとなった。また、ESD Allianceによると、直近の4四半期と前年同期を比較した業界の4四半期移動平均は15.5%増となり、2011年以来最高の年間成長率を記録した。ICデザイン分野では、システム・イン・パッケージ・ツールが生み出す収益が27%急増したことが牽引した。また、コンピュータ支援エンジニアリング、プリント基板とマルチチップモジュールを組み合わせたカテゴリー、EDAサービスなども2桁の成長を記録した。また、IC設計分野の雇用も増加し、前年同期比で7.3%増加した。チップ設計技術と人材に対する需要が引き続き拡大している一方で、10月中旬には半導体業界の調整の兆しが見えてきた。例えば、SEMIの報告によると、製造装置の予約の歴史的なペースは夏の終わりに減速し始めた。9月の予約速報値は年率35%増となっているが、3ヵ月移動平均では、6月の年率59.2%をピークに3ヵ月連続で減少している。SEMIの発表によると、来年のシリコン出荷量の伸び率は6.4%と、今年のウエハー出荷量の半分以下になると予測されている。業界団体の市場アナリストであるInna Skvortsovam氏は、「成長の勢いは次の年も続くと予想されるが、マクロ経済の回復のペースが遅くなったり、需要の増加に対応するために必要なウエハー製造能力の追加のタイミングによっては、その勢いが弱まる可能性がある」と述べている。一方、パワー半導体や化合物半導体の生産能力は、今年末から横ばいとなり、2024年には車載用電子機器の需要に対応するために増加率が低下すると見られている。パワー半導体および化合物半導体の工場の設備容量は、2024年には月産1,060万枚(200mm換算)に達すると予測している。また、急増する自動車需要に対応するため、中国がリードしており、2023年にはウェハ設置容量の約3分の1を占めている。これらの四半期の結果を総合すると、チップメーカーが自動車やその他の民生分野での需要を満たすためにようやく生産能力を増強し、ICサプライチェーンのバランスが取れてきたことが現れている。

TSMCがN3ノードの利点を語る
TSMCは、N5プロセスノードの開発を進めているが、その進化版であるN4ノードを今年中に量産に移行するという。N3ノードは、N4よりも技術的に飛躍したもので、2022年の後半に量産を開始する予定。N3では、顧客が期待するような性能向上が実現されるが、速度の向上はTSMCが昨年発表した目標の下限にとどまり、密度の向上についても目標を達成できなかった。今回の発表は、TSMCのハウスイベントである「2021 Online OIP Ecosystem Forum」で行われた。
また、TSMCは、N3ノードのサポートにEDAパートナーが参加していることを強調し、N3用のICを設計・テストするためのツールが用意されていることを熱心なチップ設計者にアピールした。Synopsysは、TSMCのイベントの1週間前に、いち早くN3対応のツールを発表した。Cadenceはその後、四半期ごとの決算説明会で、Synopsysにすぐに対応しなかったことをアナリストに指摘されてから、N3対応製品について言及しました。Siemensは、TSMCのカンファレンスの初日まで待ってN3ツールを発表した。
TSMCの設計・技術プラットフォーム担当副社長であるL.C.Lu氏は、同社の最新の製造能力に関する詳細を発表した。N5からの移行が容易なN4は、今年中に量産を開始し、ダイ面積を6%削減することができる。N5からの移行が容易なN4は、今年中に量産を開始し、ダイ面積を6%削減する。
Lu氏はまず、N7からN5への移行に関する歴史的な統計データを示し、N5からN3への移行に伴う改善点を説明した。今回のノードジャンプによるロジック密度の向上は、前回のノードジャンプによる密度の向上よりも小さく、期待していたほどではない。スピードの向上も今回は少ないようだが、少なくとも目標としていた数値にはなった。
比較のためのベンチマークは、Arm A72コアで、Lu氏は、製品によって数値が異なるのは確かだが、Armコアで達成した結果は、他の製品設計の参考になるだろうと述べている。
TSMCは、特定の最終用途、特にハイパフォーマンス・コンピューティングに向けて、各ノードのプロセスを微調整してきた。N5からN3に変更することで、26%の消費電力で10%の速度向上が得られるという。しかし、N5からN3 DTCOに変更すると、22%の速度向上が得られるが、消費電力は16%しか削減できない。言い換えれば、設計者は電力効率を犠牲にしても速度を向上させることができるということである。
Lu氏は、その仕組みについて、アーキテクチャの詳細を説明した。12%のスピードアップは、
・ セルのサイズを変更し(背が高くなった)、ソース抵抗を減らしたこと
・ 高速フリップフロップとビアピラーを含む、HPC専用の新しいセル構造
・ 新しいメタルデザインBEOL MiM(back end of line, metal-insulator-metal)
N5からN3への性能向上は些細なことではない。とはいえ、ノードを重ねるごとに性能向上の幅は狭まっていく。シリコンの集積度を上げるには限界があるため、業界では同時に正反対の道を模索している。英語で言えば「Disintegration」だが、その意味合いから業界では賢明にも「Disaggregation」という言葉を使っている。
Disaggregationとは、かつて別々に存在していた機能を分割し、オンチップ化した後、再び独立させることを意味する。1つのSoCを複数のチップ(チップレット)に分割するには、かなり大きな課題がある。
Lu氏は、システムの分割には次のような判断が必要だと説明する。
・ パッケージング(TSMCは、CoWoS、InFO_PoP、InFO_3D、SOICなどの選択肢を用意しています。
・ 対称型と非対称型のデザインパーティショニング
・ システムの性能、電力、面積、コスト、熱的ホットスポットのバランス
設計の非常に早い段階で熱解析を行う必要があるのは、チップレットにとっては新しいことだとLu氏は言う。従来の熱解析の方法ではチップレットに対応できないため、TSMCはEDAパートナーと協力して正確な方法を見つけ出した。

Ericssonのレーザーを使ったワイヤレス5G
Ericssonは、レーザーを使って基地局にワイヤレスで電力を供給することで、電力網に接続することなく5Gの接続を実現したいと考え、レーザーのスペシャリストであるPowerLight Technologiesと共同で、レーザーを使ってワイヤレスで電力を供給する初の基地局を開発した。両社は、シアトルでPoC(概念実証)実験を行った。
このデモでは、PowerLight の光ビーミングレーザーを使用して、Ericssonの5Gミリ波(mmWave)基地局の1つであるStreetmacro 6701に電力を供給した。EE Timesの取材に対し、Ericsson北米のネットワーク製品ソリューション責任者であるPaul Challoner氏は、このテストについて「数百メートルにわたって数百ワットの電力を供給している」と述べている。
この技術は、120年前に Nikola Teslaが提唱した、空中で電気を送るという壮大な計画に近いもので、今日のエネルギーハーベスティングの新興企業の大半を占めるものである。
高出力レーザーは、太陽光発電パネルを介して光子を電力に変換する。太陽光発電システムでは、太陽光を電気に変換するパネルが使われており、これと同じ原理でレーザーによる送電が行われ、基地局のバッテリーと配電システムに電気が送られる。
PowerLight は、2019年から米軍と同様の「パワー・ビーミング」の実証実験を行ってきたが、今回のEricssonのPoCは、同社の画期的な技術が初めて披露された商用アプリケーションの一つである。
また、レーザーを使って電力を基地局に届けることで、通信インフラの運用に必要な時間とコストを削減することができる。Challoner氏は、「実際に電力を供給するのは大変なことだ」とし、「事業者は現場にケーブルを敷設し、変圧器や地域の配電インフラをアップグレードする必要があり、さらに市の電気技師を12カ月間待たなければならない」と指摘している。
Ericssonの担当者は、「無線でそれができるということは、5Gの世界的な展開を可能にするために素晴らしいことだと。これは、以前から業界の課題だった」と意見を述べた。 Ericsson /PowerLightのPoCは、現時点ではまだ初期段階にある。しかし、Ericssonには、この技術を市場に投入するための計画とロードマップがある。
この技術についてEricssonがまだあまり語りたがらないのは、レーザー照射に必要な電力がどの程度なのかという点である。今回のテストシステムでは、PoC基地局に電力を供給するために数百ワットを供給することができたとChalloner氏は述べ、「しかし、100%の効率ではない。基地局に何百ワットもの電力を供給するには、発信地でそれ以上の電力を送らなければならない」と指摘した。現在のレーザーシステムの効率について正確には語らないのは、まだまだ初期の技術だからだという。
最終的にこのシステムを導入する携帯電話会社にとって、安全性は最重要課題である。高出力のレーザーは、低出力のレーザーで構成された “セーフティカーテン “で守られており、人や鳥などがレーザーの通り道を横切ると、メインのレーザーの送信が瞬時に停止する仕組みになっている。
このレーザーは、屋上に設置できる視線誘導技術で、道路レベルの複数の場所に向けて照射することができる。Challoner氏は、「都市の雑踏の上に設置することで、効果的に利用できる。― 将来的には、Ericsson /PowerLightのレーザー技術は、基地局だけでなく、自律走行車、デジタルビルボード、ドローンなど、さまざまな機器の電源として利用できるようになる」と述べている。

Applied Materials がプロセスコントロールに向けて大量データサンプリングをアピール
Applied Materials は、2nmプロセスノードに向けて、半導体業界が異なる材料や多面的な寸法を採用する中、チップ製造工程を制御するための新しいアプローチを推進している。
「膨大な数の工程があり、それらを統合する必要がある。この複雑さを解決するには、計測のための新しいソリューションが必要である」と、Applied Materials のビジネスユニットヘッド、Maayan Bar-Zvi氏はインタビューに答えている。同氏は、Applied Materials のプロセス診断・制御グループのパターニング部門を統括している。
従来、チップメーカーは、シリコンウェハ上のダイを隔てるスクライブラインを、計測やプロセス制御のための光学的近距離ターゲットとして使用してきた。しかし、最大30ミクロンのスクライブラインは、5nmノードの半導体デバイスの形状とはかけ離れている。そのため、スクライブラインと最終デバイスの相関関係は非常に複雑になっている。重要なチップの寸法は、製造工程で光学的に校正するための巨大なターゲットよりもはるかに小さい。
そこで、最新の電子ビーム計測システムであるPROVision 3Eが登場した。1nmまでの電子ビームの解像度を持つProVisionは、「スクライブラインではなく、ウェハ上でデバイスを測定することができ、近似誤差の予算を削減することができる」とBar-Zviは述べている。この装置は、シリコンウェーハから大量のデータを抽出することを初めて可能にし、最適な歩留まりへの移行を加速させると言われており、その結果、数十億ドルの収益アップにつながるという。そのためには、試作中のウェハに、ランダムな欠陥とシステマティックな欠陥の両方を見つけることが重要で、個別のデバイスではなく、ウェハ全体をスキャンすることが必要だという。
Bar-Zvi氏は、3つの重要な変遷を紹介した。1つ目は、スクライブラインを使った光学式計測で、もう一つは、リソグラフィとエッチステップの相関関係である。ステップ数の増加やレイヤー間のオーバーレイにより、統計的な相関性は急激に低下している。3つ目は、単層のパターニングから多次元の統合制御への移行である。
同社は、AIを活用した大規模なスケールでの計測が進んでいると主張し、「大規模なデータ収集により、プロセスの問題に相関する意味のあるシグネチャーが得られる」とBar-Zvi氏は言う。3Dデバイスへの移行、つまりFinFETからゲートオールラウンドへの移行には、デバイスの性能を理解するために使用される多くの測定が必要である、と付け加えた。
ADI(after-development inspection)は、リソグラフィの後に行われる工程で、最終的なエッチングを行う前に製造上の欠陥を発見することができる。エッチングを行うと、リソグラフィーでは見つけられなかった問題が出てくることがあり、それが原因で失敗することがある。エンジニアは常にリソグラフィーとエッチのバイアスを比較しているが、2つのステップの間に何かが欠けていることがあるという。
そこで、Applied Materialsは、リソグラフィとエッチングの両ステップ間で製造装置を測定するPROVision装置を推進している。その結果、これまで別々のプロセスステップであったものを1つのツールにまとめることができた。
さらに、トランジスタの高密度化は、リソグラフィだけではない。「さまざまな材料や、一連の異なる工程が必要になる。つまり、リソグラフィと極端な紫外線だけではなく、新しい材料、それらの違い、異なるステップ間の統合も重要なのである」とBar-Zvi氏は述べている。
チップメーカーは、シングルパターニングから3D統合制御へとモニターし、複数のレイヤー間の整合性をより重視しなければない。生産工程の各ステップの配置が重要であるとBar-Zvi氏は強調する。さらに、「解析の要求が非常に大きいため、プロセスにAIを導入する必要がある。AIと機械学習を使わない限り、このデータを分析する方法はない」と付け加えている。
Applied Materialsは、この新しい装置が、DRAMや3D NANDなどのメモリ用の高度な3Dデバイスや、FinFETプロセスに適用されるロジック製品、さらにはゲート全体の生産を微調整することを期待しており、新装置のうち数台を顧客に出荷したとのことだ。

自律走行車に関する迷信
自律走行車(AV)は、交通安全の向上、運転できない人の移動手段の提供など、さまざまなメリットをもたらす可能性を秘めているが、今日、これらの目標はまだ熱望されている。しかし、公道でのAVの走行実験は、交通弱者に深刻なリスクをもたらし、このようなリスクがあるにもかかわらず、AV業界は、現在の実験と将来の一般的な展開の両方について、有利な規制措置を求めている。このように、規制を制限するキャンペーンは、簡単に否定できるAVに関する多くの神話に基づいている。
開発途上の未成熟な技術を公道で安全に運用するには、たとえ安全運転をしていても、透明性と協力が必要である。しかし、規制当局に対する業界の姿勢は、往々にして頭が固い、空虚なレトリック、不透明さの3つに集約されている。さらに悪いことに、規制当局の中にはAVに関する深い専門知識を持っているところが少なく、AV企業の理不尽な発言に対抗するのに苦労している。ここでは、AVの規制に関する議論で業界がよく使う迷信をいくつかリストアップし、議論の公平性を図りたい。

迷信1:事故の94%は人間の運転ミスによるものだから、AVはより安全である。
この神話の非公式バージョンは、「人間は飲酒運転をするので、コンピュータードライバーはより安全になる」というものである。一般的には、AVは同じようなミスを犯さないことで、より安全になると考えられている。 94%という数字は、単なる「ドライバーのミス」というよりももっと複雑で、AVはさまざまなミスを犯す。このことは、自動運転のロードテストの映像を見れば、誰にでもわかるはずだ。確かに技術は進歩していくが、AVの欠点や利点を考慮した上で、複雑な運転状況においてAVが人間のドライバーよりも「正味の安全性」が高いと言えるようになるには、どのくらいの時間がかかるかはまだわからない。

 迷信2:イノベーションと規制はどちらか一方だけで、両方はできない。
これは誤ったジレンマである。技術革新と規制の両立は可能だ。ただし、業界が独自の基準に従うことを要求するだけで技術革新を可能にするような規制であれば、その限りではない。
例えば、道路走行試験の安全性を規制するには、SAE J3018への準拠が必要である。この規格は、人間の安全運転者が適切な資格と訓練を受けていることを保証するもので、人間の安全運転者が適切な資格と訓練を受けていることを保証するとともに、優れた工学的検証と交通安全の慣行に沿った責任ある方法でテストを実施することを規定している。また、この規格では、テスト対象となる自律走行技術に制約を設けていない。 イノベーションを阻害するものではなく、むしろ、企業が競争上の優位性を得るために安全性を犠牲にして、他の道路利用者を過度に危険にさらすことがないよう、公平な競争条件を促進している。

迷信3:すでに十分な規制がある。
既存の規制は、自律性をカバーする安全基準への適合を要求しておらず、要求される安全性のレベルも設定されていない。せいぜい、運転免許、保険、報告書の作成などの要求があるくらいだ。規制によって安全性が保証されているとしても、それはメーカーの言葉を鵜呑みにする以上のものではないため、もっと多くのことが必要である。

迷信4:既存の規制や責任追及の圧力があるため、積極的なAV規制は不要である。
現行の連邦自動車安全基準(FMVSS)は、コンピュータベースのシステムの安全性をカバーしていない。FMVSSは、ヘッドライト、シートベルト、エアバッグなど、自動車の基本的な安全機能のテストを主な目的としている。FMVSSに合格しただけでは、AVの安全性はもちろんのこと、従来の自動車の安全性を確保するのに十分ではない。

迷信5:既存の安全基準が適切でない理由:
・完全には適合していない
・一つの基準が車両全体に適用されることはない
・開発者がより多くのことをするのを妨げるため、安全性が低下する
・AVのために書かれた安全基準ではない

これらの記述は、実際の安全規格がどのように機能するかを誤解させるものである。ISO 26262、ISO 21448、ANSI/UL 4600はいずれも、安全性を確保するために大きな柔軟性を認めており、この3つの規格は、どのような安全なAVにも対応できるようになっている。
ISO 26262は、従来のコンピュータベースの機能を安全に動作させることを保証するもの。ISO 21448は、センサーに内在する限界と、オープンな外部環境での驚きに対処する、いわゆるAVの「意図された機能の安全性」をカバーするもの。ANSI/UL 4600は、21448や26262と連携して、車両とそれを支えるインフラを含むAVシステムレベルの安全性をカバーしている。
米国運輸省は、この規格をAdvanced Notice of Proposed Rulemakingとして提案しています。これらの規格は、開発者が要求される以上のことを可能にします。また、どのようなAVにも対応できる柔軟性を備えています。どの基準も、企業に安全性の低下を強いるものではなく、安全性を要求する以上に技術的自律性のアプローチを制約するものではない。

BrainChipがイベントドメイン型AI推論の開発キットを発売
ニューロモーフィック・コンピューティングIPベンダーのBrainChipは、今週開催されたLinley Fall Processor Conferenceにおいて、同社のニューロモーフィック・プロセッサ「Akida」の開発キット2種を発表した。いずれも同社のニューロモルフィックSoC「Akida」を搭載したもので、x86のShuttle PC開発キットと、ArmベースのRaspberry Piキットである。同社は、スパイキング・ニューラル・ネットワーク・プロセッサを扱う開発者にこのツールを提供することで、同社のIPをライセンスすることを期待している。Akidaのシリコンも利用可能である。
BrainChipのニューロモーフィック技術は、センサーデータのリアルタイム処理が求められるエッジシステムにおいて、超低消費電力のAIによるデータ解析を可能にする。同社は、主流のディープラーニングとは異なる、脳にインスパイアされたニューラルネットワークであるスパイキングニューラルネットワーク(SNN)を処理するために設計されたニューラルプロセッシングユニット(NPU)を開発した。SNNは、脳と同様に、空間的および時間的に情報を伝達する「スパイク」を利用する。つまり、脳はスパイクの配列とタイミングの両方を認識しているのである。スパイクは「イベント領域」と呼ばれ、一般的にセンサーデータの変化(例えば、イベントベースのカメラのピクセルカラーの変化)によって発生する。
CNNからイベントドメインへの変換は、BrainChipのソフトウェアツールフロー「MetaTF」で行う。データをスパイクに変換し、学習したモデルをBrainChipのNPU上で動作するように変換することができる。BrainChip社の共同設立者であり、最高開発責任者であるAnil Mankar氏は、「我々のランタイムソフトウェアは、”SNNとは何か?”や “イベントドメインとは何か?”といった恐怖心を取り除いてくれる。それを隠すためにあらゆることをしている」とし、「TensorFlowやKerasのAPIに慣れている人は、同じネットワーク、同じデータセットで、当社の量子化を考慮したトレーニングを施したアプリケーションを(他のハードウェアで)実行し、当社のハードウェアで実行して、そのパワーを自分で測定し、精度がどうなるかを見ることができる」と述べている。
Mankar氏は、CNNは大規模なデータセットから特徴を抽出することに特に優れており、イベントドメインに変換することでその利点を維持できると説明している。畳み込み演算は、ほとんどの層がイベントドメインで実現されているが、最後の層は置き換えられている。入射するスパイクを認識する層に置き換えることで、普通のCNNでもスパイクのタイミングに依存したエッジでの可塑性によって学習できるようになり、クラウドでの再トレーニングが不要になる。
ネイティブのSNN(イベントドメイン用にゼロから書かれたもの)は1ビットの精度を使用できるが、変換されたCNNは1ビット、2ビット、または4ビットのスパイクを必要とする。BrainChipの量子化ツールは、設計者がレイヤーごとにどれだけ積極的に量子化するかを決めるのに役立つ。BrainChipでは、MobileNet V1の10物体分類を4ビットに量子化した結果、予測精度が93.1%になった。
イベントドメインへの変換の副産物として、スパース性による大幅な電力削減がある。活性化マップの非ゼロの値は、1ビットから4ビットのイベントとして表現され、NPUは活性化マップ全体ではなく、イベントに対してのみ計算を行う。
一般的なCNNでは、活性化マップはビデオフレームごとに変化する。というのも、ReLU関数はゼロを中心にしているので、通常、活性化の半分はゼロになるからである。このゼロからスパイクを作らないことで、イベントドメインでの計算はゼロ以外のアクティベーションに限定される。CNNをイベントドメインで動作するように変換すると、スパース性を利用して、推論に必要なMAC演算の数を大幅に減らし、消費電力を削減することができる。イベントドメインに変換できる機能には、畳み込み、ポイントワイズ畳み込み、デプスワイズ畳み込み、最大プーリング、グローバルアベレージプーリングなどがある。BrainChipのNPUは、SNNだけでなく、コンピュータビジョンやキーワード検索のアルゴリズムに用いられるような畳み込みニューラルネットワーク(CNN)も、他のエッジ実装に比べて低消費電力で処理することができる。