折り曲げられるコンピューターチップは世界を変えられるか:その秘めたる可能性と課題
コンピューターチップの設計を生業としている人なら誰でもそうだろうが、ジェームス・マイヤーズは根っからのシリコン信奉者だ。マイヤーズは「シリコンは非常に優れている」と言う。
シリコンは、条件次第で電気を通すことも絶縁体として機能することも可能な天然の半導体であり、細かい加工が可能だ。また、地球上で2番目に多く存在する元素であり、いまあなたの足の裏にも付着しているかもしれない。そして砂を加熱することで簡単につくることができる。
このような優れた特性をもつシリコンは、いま使われているほぼすべてのテクノロジーの基盤となっている。半導体大手のアームのエンジニアであるマイヤーズのような人々は、より小さなスペースにできるだけ多くのシリコンを詰め込む方法を考えることに大半の時間を費やしているのだ。
1970年代にはひとつのチップに数千個だったトランジスターの数が、現在は数十億個と指数関数的に増加している。半導体の集積率が18カ月で2倍になるという「ムーアの法則」を考えると、わたしたちは「シリコンの海の中にいる」と、マイヤーズは表現する。
だが、マイヤーズはここ数年、シリコンのみならずプラスティックのようなほかの材料にも目を向けてきた。つまり、ゼロベースで検討しなおすということである。
マイヤーズの研究チームは数年前、数十個のトランジスターを搭載したプラスティック製のコンピューターチップの設計を始めた。組み込むトランジスターの数は数百個に増え、今では数万個となった。そのプラスティック製のチップが、7月21日付の『Nature』誌で発表された。
この32ビットのマイクロプロセッサーには、18,000個の論理ゲート(トランジスターの組み合わせから得られる電気スイッチ)が含まれており、プロセッサー、メモリー、コントローラー、入出力装置など、コンピューターの頭脳の基本的な部分が備わっている。
それによって何ができるのか? 1980年代初頭のデスクトップPCを思い浮かべてもらえばいい。
進歩に逆行する理由
なぜ技術の進歩に逆行するのか。現代のシリコンチップは、電子部品が搭載されたもろくて柔軟性に欠ける薄い板だからだ。力を加えるとシリコンチップは砕けてしまう。
また、シリコンは安価でどんどん安くなっているとはいえ、それでも用途によっては高すぎることもある。例えば、パッケージに印刷された賞味期限表示の代わりに、牛乳パックの中にコンピューターチップを入れて、化学的に腐敗の兆候を検知するセンサーとして使うとしよう。ある程度は便利だろうが、数十億個の牛乳パックにそのチップを加える価値があるのは、コストが最小限の場合のみだ。
アームがテストしている用途のひとつに、患者の不整脈(脈のリズムが一定ではない状態)を監視する胸部装着型チップがある。数時間だけ使用する使い捨てチップだ。
これを実現するには安価なコンピューターが必要だが、それ以上に重要なのは曲げられるコンピューターである。「外れないように装着者の動きに合わせて曲がる必要があるのです」と、マイヤーズは言う。
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