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湯之上隆「電機・半導体業界こぼれ話」

半導体って何? まったく何も知らない人も、絶対にわかる解説をしてみよう

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(1)理工系の大学生に説明する場合

 筆者は毎年、東北大学大学院工学研究科機械工学専攻の博士課程で、一日かけて半導体に関する集中講義を行っている。その講義の冒頭で、半導体の説明に使っているのが図1である。


 PCを分解すると、約10点の部品から構成されていることがわかる。その内、レコードプレーヤーのような構造となっているハードディスクドライブ(HDD)には、Windows7や10など、巨大なソフトウエアであるOperating System(OS)が格納されている。PCを起動すると、「カシャカシャ」という音が聞こえることがあるが、これはHDDがOSを読み取っている音である。

 最近はHDDに替わって、Solid State Drive(SSD)が使われるPCが主流となってきた。SSDには、NANDフラッシュ(以下NAND)という半導体メモリが搭載されている。HDDに比べてSSDは振動に強く、消費電力が低く、動作速度が速い。一方、HDDがSSDより優れているのは低価格の一点のみだったが、ここ数年、SSDの価格がHDDと同等レベルまで下がってきたため、ほとんどのPCではSSDを使うようになっている。

 HDDもSSDも、人間の脳にたとえると、「長期記憶」に相当する役割を担っている。PCの電源を切っても、HDDやSSDの記憶は消えない。すなわち、一度読み込んだデータは長期間、記憶される。

 最近主流となったSSDに使われているNANDにおいては、世界シェア1位が韓国のサムスン電子で、2位は昨年どこが買収するかと大騒動をした東芝メモリである。

 SSDに記憶されていたWindows7などのOSは、DRAMという半導体メモリに移行される。DRAMは、NANDと違って電源を切ると記憶が消えてしまうメモリであり、SSDほど大容量の記憶はできない。しかし、高速に読み出し書き込み動作ができるという特徴がある。人間の脳でいえば、「短期記憶」に相当する役割を担っている。

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