平成１８年度
特許出願技術動向調査報告書
リコンフィギャラブル論理回路
（要約版）
平成１９年５月
特 許 庁
＜目次＞
第１章
技術の概要. . . . 1
第２章
特許出願動向. . . . 12
第３章
注目研究開発テーマにおける特許出願動向. . 30
第４章
研究開発動向. . . . 37
第５章
市場動向. . . . 39
第６章
提言. . . . 44
問い合わせ先
特許庁総務部技術調査課 技術動向班
電話：０３−３５８１−１１０１（内線２１５５）
第 1 章 技 術 の 概 要
第 1 節 リ コ ン フ ィ ギ ャ ラ ブ ル 論 理 回 路 と は
リ コ ン フ ィ ギ ャ ラ ブ ル （ 再 構 成 可 能 ） 論 理 回 路 と は 、 半 導 体 ユ ー ザ で あ る シ ス テ ム 設 計 者
（ 以 下 、ユ ー ザ と 言 う ）自 身 の 手 で 、予 め 用 意 さ れ た 専 用 の 開 発 ツ ー ル を 使 っ て L SI の 内 部 機 能 を 購 入 後 に 再 構 成 で き る よ う に 設 計 さ れ た 論 理 回 路 を 指 し て い る 。
こ の よ う な 論 理 回 路 が 生 ま れ た 要 因 と し て 、 ハ ー ド ウ ェ ア 論 理 の 高 速 動 作 と 、 ソ フ ト ウ ェ ア 論 理 の 柔 軟 性 を 如 何 に 両 立 さ せ る か と い う 点 が あ る 。
ハ ー ド ウ ェ ア 論 理 の 代 表 で あ る ASI C は 、 半 導 体 チ ッ プ 上 に 多 数 の 素 子 を 集 積 し 、 か つ て の 大 型 コ ン ピ ュ ー タ 並 み の 大 規 模 回 路 を 容 易 に 実 現 で き る が 、 製 造 時 に 論 理 機 能 が チ ッ プ に ハ ー ド 的 に 作 り 込 ま れ て い る た め 、 ユ ー ザ が 機 能 を 変 更 す る こ と は 困 難 で あ る 。
一 方 、 ソ フ ト ウ ェ ア 論 理 の 代 表 で あ る プ ロ セ ッ サ （ マ イ ク ロ プ ロ セ ッ サ ） は 、 ユ ー ザ が 記 述 し た ソ フ ト ウ ェ ア を 解 読 ・ 実 行 す る 仕 組 み を 備 え て い る 。 ソ フ ト ウ ェ ア を 入 れ 変 え る だ け で 容 易 に 論 理 機 能 を 変 更 で き る 柔 軟 性 を も つ が 、 一 方 で 実 行 速 度 が 遅 い と い う 欠 点 が あ る 。
要 約 図 1 に 、 論 理 回 路 の 高 速 性 と 柔 軟 性 の 関 係 を 示 す 。
要 約 図 1 リ コ ン フ ィ ギ ャ ラ ブ ル 論 理 回 路 の 特 徴
ASI C
リコンフィギャラブル論理回路
1つの回路を複数に使い分け可能
ソフトウェア論理（マイクロコンピュータ）
複数のソフトウェアを実行可能
リコンフィギャラブル論理回路は高速性と柔軟性を両立できる
柔軟性 高速性
設計Ａ 設計Ｂ
プロセッサ ソフトＡ
固定的な回路
再構成可能回路
ソフトＢ
リ コ ン フ ィ ギ ャ ラ ブ ル 論 理 回 路 は 、 ユ ー ザ の 設 計 通 り に 内 部 機 能 を 再 構 成 す る 仕 組 み を 備 え た L SI で あ る 。 再 構 成 さ れ た ハ ー ド ウ ェ ア に よ っ て 、 専 用 に 作 ら れ た ASI C の よ う な 高 速
論 理 の よ う な 柔 軟 性 を 持 つ 。 言 い 換 え れ ば 、 リ コ ン フ ィ ギ ャ ラ ブ ル 論 理 回 路 と は 、 プ ロ セ ッ サ と ASI C の 両 方 の 長 所 を 兼 ね 備 え た 論 理 回 路 と い う こ と が で き る 。
半 導 体 の 世 界 で は 微 細 化 技 術 の 急 速 な 進 展 に よ っ て 、 高 集 積 化 が 進 む と 同 時 に SoC（ シ ス テ ム オ ン チ ッ プ ） 化 の 要 求 が 高 ま る ASI C の 開 発 は 、 よ り コ ス ト と 時 間 を 要 す る よ う に な っ て き た 。し か し 、電 子 機 器 の 商 品 サ イ ク ル は 短 く な り 、多 品 種 少 量 生 産 化 と と も に 、TAT（ タ ー ン ア ラ ウ ン ド タ イ ム ） の 短 縮 へ の 要 求 も 高 ま っ て き て い る 。 加 え て 、 ユ ビ キ タ ス 社 会 の 実 現 に 向 け て 、 通 信 や マ ル チ メ デ ィ ア 技 術 が 飛 躍 的 に 進 歩 し て き て お り 、 そ れ ら 規 格 の 変 更 や 複 数 規 格 へ の 対 応 能 力 な ど 、 機 能 の 追 加 や 変 更 が で き る と い う 柔 軟 性 を 求 め る ニ ー ズ は 膨 ら む 一 方 で あ る 。
い わ ば リ コ ン フ ィ ギ ャ ラ ブ ル 論 理 回 路 に 有 利 な 環 境 が 生 ま れ る 中 、 リ コ ン フ ィ ギ ャ ラ ブ ル 論 理 回 路 の 世 界 で は 、 近 年 、 ダ イ ナ ミ ッ ク リ コ ン フ ィ ギ ャ ラ ブ ル （ 動 的 再 構 成 可 能 ） 論 理 回 路 と い う 技 術 が 注 目 を 浴 び る よ う に な っ て き て い る 。 同 技 術 の 特 徴 は 、 従 来 の リ コ ン フ ィ ギ ャ ラ ブ ル 論 理 回 路 技 術 と 比 べ て き わ め て 高 い 柔 軟 性 と 高 速 性 を 両 立 で き る 点 に あ る 。 し か も そ の 製 品 化 に お い て は 、 日 本 企 業 が 先 ん じ て 市 場 投 入 の 段 階 に 進 ん で い る と い う 、 注 目 す べ き 状 況 が う ま れ て い る 。
本 調 査 で は 、 こ の ダ イ ナ ミ ッ ク リ コ ン フ ィ ギ ャ ラ ブ ル 論 理 回 路 に 注 目 し 、 リ コ ン フ ィ ギ ャ ラ ブ ル 論 理 回 路 を め ぐ る 特 許 出 願 と 研 究 開 発 、 市 場 動 向 に つ い て 調 査 を お こ な っ て い る 。
リ コ ン フ ィ ギ ャ ラ ブ ル 論 理 回 路 と し て 最 初 の も の は 、1970 年 代 後 半 に 登 場 し た PL A で 、そ こ か ら S PL D、CPL D、F PGA な ど に 発 展 し て き た 。F PGA は 、回 路 情 報 を 記 憶 す る 記 憶 素 子 の 違 い に よ っ て 、 S RAM F PGA、 ア ン チ ヒ ュ ー ズ F PGA、 フ ラ ッ シ ュ F PGA に 分 類 さ れ る 。 さ ら に 、 最 も 新 し く 登 場 し た の が ダ イ ナ ミ ッ ク リ コ ン フ ィ ギ ャ ラ ブ ル 論 理 回 路 で あ る 。 要 約 図 2 に 、 こ れ ら の 分 類 ご と に 見 た 代 表 的 な 製 品 の 登 場 時 期 を 示 す 。
要 約 図 2 代 表 的 な 製 品 の 登 場 時 期
1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005
<PLA：AND- ORアレイ構造、ヒューズ、1回限り再構成可能>
★PAL（MMI ）
<SPLD：AND- ORアレイ＋マクロセル構造、EPROM/ EEPROM、不揮発・繰り返し再構成可能>
★GAL ( Lat t i c e)
<CPLD：SPLDブロックを複合、EPROM/ EEPROM、不揮発・繰り返し再構成可能>
★MAX5000 ( Al t er a)
<SRAM FPGA：LUT＋FF構造など、揮発・繰り返し再構成可能>
★XC2000 ( Xi l i nx)
<アンチヒューズFPGA：基本ゲートなど、1回限り再構成可能>
★ACT1 ( Ac t el )
<フラッシュFPGA：基本ゲートなど、不揮発・繰り返し再構成可能>
★GF100K ( Gat ef i el d)
<ダイナミックリコンフィギャラブル：SRAM、揮発・動的再構成可能>
★CS2000（Chamel eon Sys t ems ）
次 に 、 リ コ ン フ ィ ギ ャ ラ ブ ル 論 理 回 路 の 分 類 に つ い て 解 説 を 加 え る 。 リ コ ン フ ィ ギ ャ ラ ブ ル 論 理 回 路 の 仕 組 み は い く つ か の 方 式 に 分 類 さ れ る が 、 そ の 分 類 は 論 理 機 能 を 実 現 す る た め の 基 本 論 理 素 子 の 構 成 、 設 計 情 報 を 保 持 す る た め の 記 憶 素 子 の 種 類 、 再 構 成 方 法 な ど の も つ
特 徴 と い う 三 つ の 組 合 せ で 決 ま る こ と が 多 い 。
代 表 的 な リ コ ン フ ィ ギ ャ ラ ブ ル 論 理 回 路 の 分 類 と そ の 特 徴 を 要 約 表 1 に 示 す 。
要 約 表 1 リ コ ン フ ィ ギ ャ ラ ブ ル 論 理 回 路 の 分 類
記憶素子 基本論理素子 特徴 製品例
PLA ヒューズ AND- ORアレイ
最初のリコンフィギャラブル製品 1回限り再構成可能
FPLA( Si gnet i c s ) PAL（MMI ） SPLD
EPROM、EEPROM フラッシュ
AND- ORアレイ
＋マクロセル
PLAの改良、発展型
繰り返し再構成可能、不揮発性
GAL（Lat t i c e） EPLD（Al t er a） CPLD
EPROM、EEPROM フラッシュ
SPLDブロック
複数のSPLDを集積
AND- ORアレイ構造で最も大規模
MACH（AMD） MAX（Al t er a）
SRAM LUT＋FFなど
新しい論理素子構成（細粒度） 繰り返し再構成可能、揮発性
LCA、Ver t ex（Xi l i nx） FLEX、St r at i x（Al t er a） アンチヒューズ 基本ゲートなど
超細粒度の論理素子構成 1回限り再構成可能
ACT（Ac t el ） pASI C（Qui c kl ogi c） フラッシュ 基本ゲートなど
超細粒度の論理素子構成 繰り返し再構成可能、不揮発性
GF100K（Gat ef i el d） Pr oASI C（Ac t el ）
DRC RCP DRP
（注）
SRAM LUT、ALUなど各種
細粒度から粗粒度までさまざま プロセッサ製品が多い 動的再構成可能、揮発性
PACT XPP（PACT）
CS2000（Chamel eon Sys t ems ） CALI STO（Si l i c on Spi c e） DAPDNA（アイピーフレックス） AND- ORアレイ構造のアーキテクチャ
ダイナミックリコンフィギャラブル（動的再構成可能）のアーキテクチャ ファイングレイン（細粒度）のアーキテクチャ
分類
FPGA
注 ： ま だ 新 し い 技 術 の た め 、 こ の と こ ろ の 呼 び 名 は 定 ま っ て お ら ず 、 複 数 の 呼 び 名 が 存 在 す る 。 DRC は ダ イ ナ ミ ッ ク リ コ ン フ ィ ギ ャ ラ ブ ル 、 RCP は リ コ ン フ ィ ギ ャ ラ ブ ル プ ロ セ ッ サ 、 DRP は ダ イ ナ ミ ッ ク リ コ ン フ ィ ギ ャ ラ ブ ル プ ロ セ ッ サ の 略 。
要 約 表 1 の う ち 、PL A（ プ ロ グ ラ マ ブ ル ロ ジ ッ ク ア レ イ ）、S PL D（ シ ン プ ル プ ロ グ ラ マ ブ ル ロ ジ ッ ク デ バ イ ス ）、 CPL D（ コ ン プ レ ッ ク ス プ ロ グ ラ マ ブ ル ロ ジ ッ ク デ バ イ ス ） は 、 AND- OR ア レ イ （ 積 和 形 、 プ ロ ダ ク ト タ ー ム と も 呼 ば れ る ） 構 造 を 基 本 と し て 発 展 し た も の で あ る 。
F PGA（ フ ィ ー ル ド プ ロ グ ラ マ ブ ル ゲ ー ト ア レ イ ） は 、 L UT （ ル ッ ク ア ッ プ テ ー ブ ル ） や 基 本 ゲ ー ト な ど の 基 本 論 理 素 子 の ブ ロ ッ ク を 多 数 集 積 し た も の で 、 代 表 的 な ASI C で あ る ゲ ー ト ア レ イ に 似 た 論 理 設 計 が で き る の で 、 フ ィ ー ル ド （ 現 場 ） で プ ロ グ ラ ム 可 能 な ゲ ー ト ア レ イ す な わ ち F PGA と 総 称 さ れ て い る 。た だ し 、同 じ F PGA と は 言 っ て も 、記 憶 素 子 の 違 い か ら く る 再 構 成 方 法 の 特 徴 の 違 い が 大 き い 。
こ の AND- OR ア レ イ 構 造 の ア ー キ テ ク チ ャ と フ ァ イ ン グ レ イ ン の ア ー キ テ ク チ ャ （ F PGA） の ２ つ が 従 来 の リ コ ン フ ィ ギ ャ ラ ブ ル 論 理 回 路 の 製 品 群 を 占 め て い る 。
一 方 、 本 調 査 で 注 目 し て い る ダ イ ナ ミ ッ ク リ コ ン フ ィ ギ ャ ラ ブ ル 論 理 回 路 は 、 要 約 表 １ に 挙 げ た ３ つ の ア ー キ テ ク チ ャ の う ち 最 も 新 し く 開 発 さ れ た 技 術 で 、 1 個 の 論 理 回 路 を 動 的 に 再 構 成 し な が ら 何 通 り に も 使 い 分 け ら れ る と い う 点 で 、 従 来 の リ コ ン フ ィ ギ ャ ラ ブ ル 論 理 回 路 と は 大 き な 違 い を も っ て い る 。
動 的 再 構 成 を 可 能 に す る た め に 、高 速 に 書 換 え 可 能 で 、か つ 書 換 え 回 数 に 制 限 の な い SRAM を 記 憶 素 子 と し て 用 い て い る 。 基 本 論 理 素 子 は さ ま ざ ま な ア ー キ テ ク チ ャ が 使 わ れ て い る 。 プ ロ セ ッ サ と し て 開 発 さ れ る も の も 多 く 、そ れ ら は RCP（ リ コ ン フ ィ ギ ャ ラ ブ ル プ ロ セ ッ サ ）、 DRP（ ダ イ ナ ミ ッ ク リ コ ン フ ィ ギ ャ ラ ブ ル プ ロ セ ッ サ ） と も 呼 ば れ て い る 。
こ の 分 野 は 新 し く 登 場 し た 技 術 で あ り 、 未 だ ア ー キ テ ク チ ャ も 定 ま っ て お ら ず 、 呼 び 名 も
リ コ ン フ ィ ギ ャ ラ ブ ル 論 理 回 路 の 用 語 解 説
リ コ ン フ ィ ギ ャ ラ ブ ル 論 理 回 路 に 関 連 す る 用 語 に つ い て 、 簡 単 に 説 明 す る 。
◆ PL A（ プ ロ グ ラ マ ブ ル ・ ロ ジ ッ ク ・ ア レ イ ）
PL A は 、AND- OR ア レ イ の 構 造 を 利 用 し て 任 意 の 組 合 せ 論 理 を 実 現 可 能 に し た リ コ ン フ ィ ギ ャ ラ ブ ル 論 理 回 路 で あ る 。
◆ PL D（ プ ロ グ ラ マ ブ ル ・ ロ ジ ッ ク ・ デ バ イ ス ）
PL D は 、AND- OR ア レ イ や L UT の 構 造 を 利 用 し て 実 現 さ れ て い る リ コ ン フ ィ ギ ャ ラ ブ ル 論 理 回 路 の 総 称 で あ る 。
＊ S PL D（ シ ン プ ル ・ プ ロ グ ラ マ ブ ル ・ ロ ジ ッ ク ・ デ バ イ ス ）
S PL D は 、 PL Aの 改 良 型 。 AND- OR ア レ イ と マ ク ロ セ ル （ 高 機 能 の 論 理 回 路 ブ ロ ッ ク ） を 組 合 せ た リ コ ン フ ィ ギ ャ ラ ブ ル 論 理 回 路 で あ る 。
＊ CPL D（ コ ン プ レ ッ ク ス ・ プ ロ グ ラ マ ブ ル ・ ロ ジ ッ ク ・ デ バ イ ス ）
CPL D は 、S PL D に 相 当 す る 機 能 ブ ロ ッ ク を 複 数 個 内 蔵 し 、SPL D ブ ロ ッ ク 間 を 任 意 に 配 線 で き る よ う に 作 ら れ た リ コ ン フ ィ ギ ャ ラ ブ ル 論 理 回 路 で あ る 。
◆ F PGA（ フ ィ ー ル ド ・ プ ラ グ ラ マ ブ ル ・ ゲ ー ト ア レ イ ）
F PGA は 、大 規 模 PL D（ プ ロ グ ラ マ ブ ル ・ ロ ジ ッ ク ・ デ バ イ ス ）で あ る 。数 千 ゲ ー ト か ら 数 十 万 ゲ ー ト ま で 製 品 化 さ れ て い る 。 ユ ー ザ が 開 発 現 場 （ フ ィ ー ル ド ） で 論 理 回 路 を 再 構 成 で き る （ プ ロ グ ラ マ ブ ル ） と い う 意 味 で F PGA と 呼 ば れ る 。
◆ L UT（ ル ッ ク ・ ア ッ プ ・ テ ー ブ ル ）
L UT （ ル ッ ク ア ッ プ テ ー ブ ル ） は 、 直 訳 す る と 「 参 照 表 」 と い う 意 味 を も つ 。 組 合 せ 論 理 で は 、 複 数 の 入 力 の 値 が ど の よ う な 組 合 せ に な っ て い る か に 従 っ て 、 出 力 の 値 が 決 定 さ れ る 。 し た が っ て 、 あ ら ゆ る 組 合 せ 論 理 は 、 入 力 の 値 が こ の 組 合 せ な ら 出 力 は こ の 値 、 と い う よ う に 、 す べ て の 入 力 の 組 合 せ に 対 し て 、 そ の 時 の 出 力 を 対 応 さ せ た 一 覧 表 に よ っ て 定 義 で き る 。L UT は 、半 導 体 ユ ー ザ が 自 由 に 書 換 え ら れ る 一 覧 表 を 、 簡 単 な 回 路 で 実 現 し た も の と 言 え る 。 Xi l i nx社 が F PGA の 基 本 セ ル と し て 最 初 に L UT を 採 用 し た 。
L UT は 複 数 の 入 力 と1 つ の 出 力 を も つ 小 規 模 な 組 合 せ 論 理 で あ る 。 個 々 のL UT に つ い て 、 入 力 の 組 合 せ と そ れ に 対 応 す る 出 力 を 定 義 で き る 。 例 え ば 、 3 入 力 、 1 出 力 の L UT を 用 い る と 、 256 通 り の 論 理 機 能 の 一 つ を 選 択 し て 実 装 で き る （ 要 約 図 3）。
L UT の 利 点 は 、 1 種 類 の 基 本 セ ル を 用 い て 、 複 雑 な 配 線 の つ な ぎ 変 え な し に 、 多 数 の 論 理 機 能 を 柔 軟 に 実 装 で き る こ と で あ る 。AND や OR な ど の 基 本 セ ル を 用 い て も 任 意 の 論 理 機 能 を 実 装 で き る が 、 論 理 機 能 を 定 義 す る の に 多 数 の 配 線 の つ な ぎ 変 え が 必 要 に な る 。 L UT で は 、 S RAMに 記 憶 し た デ ー タ を 書 換 え る だ け で 論 理 機 能 を 変 更 で き る 。
要 約 図 3 L UT
真理値表 SRAMセル
ABC Y
000 0 0
001 1 1
010 0 0
011 1 1
100 0 0
A 101 1 1
B 110 1 1
C 111 1 1
A B
C Y
0 1
0 1
0 1
0 1
0 1
0 1
0
1 Y
3bi t LUT
Y Ｙ＝Ａ＊Ｂ＋Ｃ
注 ： 図 に は 3 入 力 L UT を 示 し た が 、 実 際 の F PGA 製 品 で は 4∼ 5 入 力 の L UT が 主 に 使 わ れ て い る 。
◆ リ コ ン フ ィ ギ ャ ラ ブ ル
コ ン フ ィ ギ ュ ア は 「 形 作 る 」、「 構 成 す る 」 と い う 意 味 。 リ コ ン フ ィ ギ ャ ラ ブ ル で
「 再 構 成 可 能 」 と い う 意 味 に な る 。
エ レ ク ト ロ ニ ク ス 分 野 で は 、論 理 L SI の 内 部 機 能 を 再 構 成 可 能 に し た リ コ ン フ ィ ギ ャ ラ ブ ル 論 理 回 路 、 無 線 用 I C の 内 部 機 能 を 再 構 成 可 能 に し た リ コ ン フ ィ ギ ャ ラ ブ ル RF の 二 つ が 知 ら れ て い る 。 本 調 査 で は 、 こ の う ち の リ コ ン フ ィ ギ ャ ラ ブ ル 論 理 回 路 を 調 査 対 象 と し て い る 。
◆ 再 構 成
リ コ ン フ ィ ギ ャ ラ ブ ル 論 理 回 路 に お け る 、「 再 構 成 」は 、あ ら か じ め 内 部 に 作 り こ ま れ た 多 数 の ス イ ッ チ の 間 を 、 ユ ー ザ が 後 か ら 自 由 に 配 線 し 直 す こ と で あ り 、 任 意 の 論 理 機 能 を 実 現 可 能 と し て い る 。
基 板 レ ベ ル の 電 子 回 路 で は 、ス イ ッ チ の 端 子 間 を 電 線 で 自 由 に 配 線 で き る が 、L SI 内 部 で は こ の よ う な 配 線 作 業 は で き な い 。 そ の た め 、 リ コ ン フ ィ ギ ャ ラ ブ ル 論 理 回 路 に は 、 論 理 機 能 を 実 行 す る た め の 第 一 の ス イ ッ チ だ け で な く 、 第 一 の ス イ ッ チ 間 の 配 線 を つ な ぎ 変 え る た め の 第 二 の ス イ ッ チ と 、 第 二 の ス イ ッ チ を オ ン に す る か オ フ に す る か を 記 憶 さ せ て お く 記 憶 素 子 も 多 数 作 り こ ん で お く 必 要 が あ る（ こ の 点 で 、 リ コ ン フ ィ ギ ャ ラ ブ ル 論 理 回 路 は 、 第 一 の ス イ ッ チ だ け で 実 現 で き る 固 定 論 理 機 能 の L SI よ り 面 積 効 率 が 低 下 す る ）。
ユ ー ザ が リ コ ン フ ィ ギ ャ ラ ブ ル 論 理 回 路 を 再 構 成 す る 、 と い う の は 、 こ の 記 憶 素 子 に 所 定 の 配 線 デ ー タ を 書 込 ん で 、 第 二 の ス イ ッ チ の 状 態 を 決 定 し 、 そ れ に よ っ て 第 一 の ス イ ッ チ 間 の 配 線 を 決 定 す る こ と で あ る 。
記 憶 素 子 に 配 線 デ ー タ を 書 込 ん で 第 二 の ス イ ッ チ の 状 態 を 決 定 す れ ば 、 第 一 の ス イ ッ チ 間 の 配 線 が 確 定 す る の で 、 リ コ ン フ ィ ギ ャ ラ ブ ル 論 理 回 路 は 固 定 論 理 機 能 の L SI と 同 様 に 動 作 す る 。
◆ 動 的 再 構 成
現 在 利 用 さ れ て い る リ コ ン フ ィ ギ ャ ラ ブ ル 論 理 回 路 の 製 品 の 大 部 分 は 、 L SI の 動 作 開 始 前 に 再 構 成 を 行 い 、 内 部 の 論 理 機 能 を 固 定 し て 動 作 さ せ る こ と を 前 提 と し て い る 。
そ れ に 対 し て 、 ダ イ ナ ミ ッ ク リ コ ン フ ィ ギ ャ ラ ブ ル （ 動 的 再 構 成 可 能 ） 論 理 回 路
す な わ ち 、 動 作 し な が ら 論 理 機 能 を 自 由 に 書 換 え ら れ る L SI で あ り 、 1 個 のL SI で あ り な が ら 必 要 に 応 じ て さ ま ざ ま に 変 身 で き る 柔 軟 な L SI で あ る 。
◆ 記 憶 素 子 の 種 類 と そ の 特 徴
配 線 デ ー タ を 記 憶 さ せ て お く た め の 記 憶 素 子 と し て 、 い く つ か の 種 類 の も の が 使 わ れ て い る 。 そ の 種 類 と 特 徴 を 合 わ せ て 紹 介 す る 。
1） ヒ ュ ー ズ ：
最 初 は 接 続 さ れ て い る が 、 大 き な 電 流 を 流 す と 溶 け て 切 断 さ れ る 。 配 線 を つ な ぎ 変 え る ス イ ッ チ と 、 記 憶 素 子 の 機 能 を 兼 ね る 。 構 造 が 簡 単 な の で 、 ご く 初 期 の リ コ ン フ ィ ギ ャ ラ ブ ル 論 理 回 路 に 使 わ れ て い た 。 1 回 切 断 し た ら つ な ぎ 直 せ な い の で 、 再 構 成 は 1 回 し か で き な い 。
2） ア ン チ ヒ ュ ー ズ ：
最 初 は 絶 縁 さ れ て い る が 、 高 い 電 圧 を か け る と 絶 縁 層 が 破 壊 さ れ て 接 続 さ れ る 。 ヒ ュ ー ズ と 逆 の 働 き な の で ア ン チ ヒ ュ ー ズ と 呼 ば れ る 。こ れ も 再 構 成 は 1 回 し か で き な い が 、 配 線 を つ な ぎ 変 え る ス イ ッ チ と 記 憶 素 子 の 機 能 を 兼 ね て お り 、 き わ め て 微 細 に 作 れ る の で 、 現 在 で も F PGA 製 品 に 利 用 さ れ て い る 。
3） EEPROM、 フ ラ ッ シ ュ メ モ リ ：
EEPROMは 電 気 的 に 消 去・書 換 え 可 能 な リ ー ド オ ン リ メ モ リ（ 読 出 し 専 用 記 憶 素 子 ） で あ る 。 い っ た ん 書 込 ん だ デ ー タ は 、 回 路 の 電 源 を 切 っ て も 保 持 さ れ て い る 。 こ の 性 質 を 不 揮 発 性 と い う 。 使 い や す い が 、 素 子 の サ イ ズ が 大 き く 、 コ ス ト も 比 較 的 高 い 。
フ ラ ッ シ ュ メ モ リ は EEPROM の 一 種 だ が 、 内 部 構 造 を 簡 単 化 し て 特 に 大 容 量 ・ 低 コ ス ト を 実 現 し た も の で 、メ モ リ カ ー ド や USB メ モ リ に 大 量 に 使 用 さ れ て い る 。ま た 、 一 部 の F PGA 製 品 が フ ラ ッ シ ュ メ モ リ を 利 用 し て い る 。
4） S RAM：
S RAM は 読 出 し / 書 込 み が 自 由 に で き る ラ ン ダ ム ア ク セ ス メ モ リ （ 多 数 の 記 憶 場 所 を も ち 、 す べ て の 記 憶 場 所 を 自 由 に 選 択 で き る 記 憶 素 子 ） で あ る 。 読 出 し も 書 込 み も 高 速 に で き る が 、 回 路 の 電 源 を 切 る と 書 込 ん だ デ ー タ は 消 え て し ま う 。 こ の 性 質 を 揮 発 性 と い う 。そ の 点 は 不 便 だ が 、読 出 し / 書 込 み が 自 由 か つ 高 速 に で き る の で 、 F PGA 製 品 で は 最 も 多 く 用 い ら れ て い る 。
第 2 節 技 術 俯 瞰
リ コ ン フ ィ ギ ャ ラ ブ ル 論 理 回 路 は 、 半 導 体 微 細 加 工 技 術 （ プ ロ セ ス 技 術 ） の 進 化 に よ っ て 登 場 し た 大 規 模 ・高 速 L SI の 上 に 、革 新 的 な ア ー キ テ ク チ ャ や そ れ に 適 合 し た 回 路 技 術 の 開 発 （ デ バ イ ス 技 術 ） に よ っ て 実 現 さ れ て い る 。 リ コ ン フ ィ ギ ャ ラ ブ ル 論 理 回 路 は フ ィ ー ル ド
（ 現 場 ） で 設 計 ・ プ ロ グ ラ ミ ン グ す る こ と に よ っ て 任 意 の 機 能 を 実 現 す る も の で あ り 、 そ の 利 用 に は ア ー キ テ ク チ ャ と 機 能 を 最 適 化 す る 設 計 技 術（ シ ス テ ム 設 計 技 術 ）が 不 可 欠 で あ る 。
こ う し た 、 リ コ ン フ ィ ギ ャ ラ ブ ル 論 理 回 路 の 製 品 化 に 必 要 な 三 つ の 基 礎 技 術 （ プ ロ セ ス 技 術 、 デ バ イ ス 技 術 、 シ ス テ ム 設 計 技 術 ） の 進 歩 の 上 に 、 近 年 、 通 信 処 理 、 情 報 処 理 、 画 像 / マ ル チ メ デ ィ ア 処 理 な ど の 応 用 技 術 （ ア プ リ ケ ー シ ョ ン 技 術 ） が 発 展 し 、 さ ら に ア プ リ ケ ー シ ョ ン に 適 応 し た 新 し い リ コ ン フ ィ ギ ャ ラ ブ ル 論 理 回 路 や 設 計 技 術 も 登 場 す る な ど 、 応 用 領 域 が 急 速 に 拡 大 し て い る 。
こ れ ら を 踏 ま え て 、 リ コ ン フ ィ ギ ャ ラ ブ ル 論 理 回 路 技 術 全 体 に 対 し て 系 統 的 な 分 類 を 行 っ た 技 術 俯 瞰 図 を 要 約 図 4 に 示 す 。
要 約 図 4 技 術 俯 瞰 図
プロセス技術 デバイス技術
システム設計技術 アプリケーション技術
PLA/ 基本素子技術 ｺﾝﾌｨｷﾞｭﾚｰｼｮﾝ技術
システムLSI 技術 ロジックアレイ技術
I / O技術 クロック技術
パワー管理技術
テスト/ 信頼性技術 ﾃﾞﾊﾞｲｽｾｷｭﾘﾃｨ技術
論理設計技術 物理/ ﾚｲｱｳﾄ設計技術
システム検証技術
ﾃﾞﾊﾞｲｽﾌﾟﾛｸﾞﾗﾐﾝｸﾞ技術 開発ｼｽﾃﾑ/ ﾕｰｻﾞｲﾝﾀﾌｪｰｽ
設計変換技術
言語/ 記号
デバイステスト技術 ｼｽﾃﾑｾｷｭﾘﾃｨ技術
信号処理/ DSP
ｺﾝﾋﾟｭｰﾀｼｽﾃﾑ/ 周辺回路 プロセッサ
通信ｱﾌﾟﾘｹｰｼｮﾝ 情報ｱﾌﾟﾘｹｰｼｮﾝ
画像/ ﾏﾙﾁﾒﾃﾞｨｱ
耐故障/ 診断/ ﾃﾞﾊﾞｯｸﾞ
進化型ﾊｰﾄﾞｳｪｱ 論理エミュレーション
インターコネクト技術 半導体プロセス技術 パッケージング技術
プロセステスト技術
な お 、要 約 表 2 で は 、た と え ば「 A. プ ロ セ ス 技 術 」が 技 術 区 分 を 、「 A1. 半 導 体 プ ロ セ ス 技 術 」が 中 分 類 、「 A101. DRAMプ ロ セ ス 」が 要 素 技 術 を 示 し て い る 。ま た 、分 類 に よ っ て は 、技 術 の 内 容 に 従 い 中 分 類 ま で で 要 素 技 術 の 階 層 が な い も の も あ る 。
要 約 表 2 技 術 区 分 要 素 技 術 一 覧
技術区分要素技術 技術の説明、例など
Ａプロセス技術
A1. 半導体プロセス技術
A101. DRAMプロセス DRAM固有のプロセス、トレンチなど A102. ロジックプロセス CMOSロジックプロセス、CMOS SRAMプロセス A103. 不揮発プロセス ( EEPROM/ ﾌﾗｯｼｭ/ FeRAM/ MRAM) フローティングゲートなど
A104. その他特殊プロセス GaAs 、Si Ge、光半導体など A199. 半導体プロセスその他
A2. インターコネクト技術
A201. 配線/ コンタクト 多層配線プロセス、ビア形成など
A202. スイッチ素子 MOSスイッチなど
A203. ヒューズ素子 ポリシリコン、アルミなど
A204. アンチヒューズ素子 MI Mアンチヒューズなど
A299. インターコネクトその他 A3. パッケージング技術
A301. シングルチップパッケージ LSI パッケージ、リードフレームなど
A302. マルチチップパッケージ ハイブリッド、モジュールなど
A303. Si P 特にSys t em I n Pac kageに特化したもの A399. パッケージングその他
A4. プロセステスト技術
A401. 測定/ テスト技術 I n- Si t u測定、製造検査など A402. プロセス管理技術（ﾄﾚｰｻﾋﾞﾘﾃｨ/ 短納期化/ ｲｰﾙﾄﾞ） トレーサビリティ管理など A999. プロセスその他
Ｂデバイス技術 B1. PLA/ 基本素子技術
B101. 基本論理ブロックアーキテクチャ PLA、LUT、ExORなど
B102. センスアンプ メモリ、PLAのセンスアンプ
B103. 出力マクロセル PLAの出力可変論理ブロック
B104. プログラマブル遅延 プログラマブル遅延素子
B105. ファンクションジェネレータ、ステートマシン 各種の機能ブロック B106. 揮発記憶素子 ( DRAM/ SRAM) DRAM、SRAMなど
B107. 光メモリ ホログラムメモリなど
B108. 不揮発記憶素子（EEPROM/ ﾌﾗｯｼｭ/ FeRAM/ MRAM） FeRAM、MRAM、フラッシュ、EEPROMなど B109. ヒューズ/ アンチヒューズ素子 ヒューズメモリ、アンチヒューズメモリなど B110. 高速ロジック素子( ECL/ Bi CMOS/ Si Ge) ECL、Bi CMOS、Si GEなど
B199. PLA/ 基本素子その他 B2. ロジックアレイ技術
B201. FPGAアーキテクチャ LUTまたは基本ゲートベースのアーキテクチャ B202. CPLDアーキテクチャ PLDブロックを複合したアーキテクチャ B203. スイッチアレイ/ スイッチマトリクス クロスポイントスイッチなど
B204. インターコネクト( 階層化/ リピータ) ブロック間配線アーキテクチャ B205. ヘテロPLD ( ファイン/ コース、揮発/ 不揮発 異種PLDを複合したアーキテクチャ B206. 超ファイングレイン（タイルアレイ） トランジスタベースのアーキテクチャ B207. コースグレイン（ALUアレイ） 高機能ブロックを複合したアーキテクチャ B299. ロジックアレイその他
B3. システムLSI 技術
B301. PLDコア on ASI C ( SoC) PLD/ FPGA I Pを組み込んだシステムアーキテクチャ B302. 標準CPU＋周辺PLD 標準CPUとPLDブロックを複合したアーキテクチャ B303. CPUコア on 大規模PLD ( SoPC) PLD/ FPGAにCPU I Pを搭載したシステムアーキテクチャ B304. リコンフィギャラブルプロセッサ プロセッサの再構成ができるシステムアーキテクチャ
B305. エンベデッドRAM システム組み込みメモリ
B306. 複合デバイス( PLD+ASSP/ PLD+ASI C) 再構成可能論理と固定論理の組み合わせ B307. マルチコア/ 並列アーキテクチャ 複数プロセッサを並列化したアーキテクチャ B308. プログラマブルDSP DSPを再構成可能としたアーキテクチャ
B309. アナログPLD/ 混載PLD 再構成可能なアナログ機能をもつアーキテクチャ B399. システムLSI その他
B4. コンフィギュレーション技術
B401. 外部メモリからコンフィギュレーション コンフィギュレーションメモリとのI / Fなど B402. インシステムリコンフィギャラブル J TAGなど
B403. ネットワークリコンフィギャラブル システム稼動中の再構成、遠隔再構成など B404. ダイナミック/ パーシャルリコンフィギャラブル デバイス稼動中の部分再構成、動的再構成など B405. ワンクロックリコンフィギャラブル 動的再構成の高速化
B406. RAMプログラミング RAMベースPLDの再構成方法 B407. ROMプログラミング ROMベースPLDの再構成方法
B408. ヒューズ/ アンチヒューズプログラミング ヒューズ/ アンチヒューズPLDの再構成方法
B409. 機能読み出し/ 複製 デバイスからの構成情報の読み出しなど
B499. コンフィギュレーションその他
B5. I / O技術
B501. デバイスI / O回路 デバイスの入出力回路
B502. 内部インタフェース回路 デバイス内部の各種インタフェース回路
B503. I / Oブロックインターコネクト デバイスのI / Oブロック間接続回路 B599. I / Oその他
B6. クロック技術
B601. クロック技術( ﾀｲﾐﾝｸﾞ制御/ ﾃﾞｨｽﾄﾘﾋﾞｭｰｼｮﾝ) クロック回路、分配回路、タイミング制御回路など B7. パワー管理技術
B701. 電圧/ 電流制御回路 デバイス内部の電圧制御回路、電流制御回路など
B702. パワー管理/ 省電力回路 パワー管理回路、省電力回路など
B703. システムリセット回路 リセット回路、起動/ 停止制御回路など
B799. パワー管理その他 B8. テスト/ 信頼性技術
B801. テスト/ 監視回路 セルフテスト回路、BI STなど
B802. 保護回路 過電圧保護回路、過電流保護回路など
B803. 冗長/ 代替回路 故障部分の代替回路など
B899. テスト/ 信頼性その他 B9. セキュリティ技術
B901. セキュリティ技術 構成情報の保護回路など
B999. デバイスその他 Ｃシステム設計技術
C1. 論理設計技術
C101. システムレベル設計 動作合成、アーキテクチャ合成、HW/ SW協調設計など
C102. RTL設計 論理合成など
C103. ゲートレベル/ タイミング設計 デバイスへのマッピングなど C199. 論理設計その他
C2. 物理/ レイアウト設計技術
C201. パーティショニング/ ルーティング 概略配置、配置配線など C202. アロケーション/ レイアウト 再配置、最適化など C299. 物理/ レイアウト設計その他
C3. システム検証技術
C301. システム検証技術 シミュレーション、形式的検証など
C4. デバイスプログラミング技術
C401. デバイスプログラミング技術 構成情報のインプリメント、切り替えなど C5. 開発システム/ ユーザインタフェース
C501. 開発システム/ ユーザインタフェース PLD/ FPGA開発システム、GUI など C6. 設計変換技術
C601. 設計変換技術( ASI Cマイグレーション) PLD設計- ASI C設計の変換など
C602. システム最適化技術 システムレベルでの設計評価、最適化など
C7. 言語/ 記号
C701. 言語/ 記号 設計言語、設計シンボルなど
C8. デバイステスト技術
C801. デバイステスト技術 デバイスの検査、セルフテストなどの方法
C9. セキュリティ技術
C901. セキュリティ技術 構成情報の保護設計など
C999. システム設計その他 Ｄアプリケーション技術
D1. 通信アプリケーション
D101. 通信アプリケーション 電話網、通信網、I P網のインフラ機器などへの応用 D2. 情報アプリケーション
D201. 情報アプリケーション 民生情報機器、携帯端末などへの応用
D3. 画像/ マルチメディアアプリケーション
D301. 画像/ マルチメディアアプリケーション 画像機器、民生マルチメディア機器などへの応用 D4. プロセッサ
D401. プロセッサ PLD/ FPGAによるボードレベルプロセッサへの応用 D5. 信号処理/ DSP
D501. 信号処理/ DSP ハードウェア信号処理、DSPとの複合などの応用 D6. コンピュータシステム/ 周辺回路
D601. コンピュータシステム/ 周辺回路 周辺回路、機能ブロックへの応用
D602. 基板/ 実装 応用における基板技術、実装技術
D7. 論理エミュレーション
D701. 論理エミュレーション エミュレータ、アクセラレータなどへの応用
D8. 耐故障システム、診断、デバッグへの応用
D801. 耐故障システム、診断、デバッグへの応用 システム自己診断、異常回復などへの応用 D9. 進化型ハードウェア
D9. 進化型ハードウェア 遺伝的アルゴリズムの実装、自律学習への応用
D999. アプリケーションその他
第 3 節 特 許 文 献 収 集 の 方 針 と 手 順 1． 調 査 手 順
本 報 告 書 の 調 査 対 象 と な る 特 許 文 献 デ ー タ の 収 集 方 法 を 要 約 図 5 に 示 す 。
特 許 文 献 デ ー タ ベ ー ス と し て は 、 Der went 社 の WPI （ Wor l d Pat ent I ndex ） を 使 用 し た 。 専 門 家 の 意 見 を も と に 選 定 し た キ ー ワ ー ド と 、 当 該 技 術 が 含 ま れ る と 見 ら れ る 国 際 特 許 分 類 を も と に 、 出 願 日 も し く は 優 先 権 主 張 日 の う ち 最 も 早 い も の （ 本 調 査 で は 、 こ れ を 出 願 日 と 呼 ぶ ） が 1993∼ 2005 年 の 範 囲 に 含 ま れ る WPI フ ァ ミ リ を 抽 出 し た 。
WPI 検 索 で 抽 出 し た 中 に は 非 特 許 文 献 や 実 用 新 案 も 含 ま れ て お り 、 ま た 複 数 の 優 先 件 主 張 日 を も つ フ ァ ミ リ は そ の 一 つ が 1993∼ 2005 年 の 範 囲 に あ れ ば ヒ ッ ト す る の で 、 最 先 の も の が 1992 年 以 前 の も の も 含 ま れ て い た 。 そ こ で 、 ま ず こ れ ら を 除 去 し た （ ノ イ ズ 除 去 1）。
さ ら に 、 抽 出 さ れ た 文 献 を 判 読 し て 、 同 じ キ ー ワ ー ド を 含 む た め に ヒ ッ ト し た が 実 際 に は 技 術 内 容 が 調 査 範 囲 外 で あ る 文 献 が あ れ ば 、除 去 し た（ ノ イ ズ 除 去 2）。こ れ に よ っ て 、調 査 対 象 の 母 集 団 6, 019 件 を 確 定 し た 。
本 調 査 で は 、原 則 と し て WPI の 特 許 フ ァ ミ リ（ 基 本 出 願 を 元 に 、同 じ 内 容 で 複 数 の 国 に 出 願 さ れ た 特 許 出 願 を ま と め た も の ） を 単 位 と し て 分 析 を 行 う 。 し た が っ て 、 1 件 の 出 願 に 複 数 の 各 国 特 許 出 願 が 含 ま れ て い る 場 合 が あ る 。た だ し 、第 2 章 第 1 節 1. ∼ 4. に つ い て は 、フ ァ ミ リ に 含 ま れ る 各 国 特 許 10, 584 件 も 調 査 対 象 と し て い る 。
要 約 図 5 特 許 文 献 収 集 の 流 れ
世界特許データベース WPI （Wor l d Pat ent I ndex）
対象国 WPI 収録のすべての国・地域
I PC H03K、G06F、H01L、H04N、H04L、G01R、G11C、H04B ( 1) PLD/ FPGA関連のキーワード群
( 2) ノイズとして除外するキーワード群 ( 3) ﾘｺﾝﾌｨｷﾞｬﾗﾌﾞﾙｺﾝﾋﾟｭｰﾃｨﾝｸﾞ関連のキーワード群
( 4) リコンフィギャラブル専業の出願人群
出願年範囲 優先権主張日が1993∼2005年
検索実行日 2006/ 7/ 25
6894ファミリを抽出
非特許（技術公開文献）および実用新案を除去 最先優先権主張日が1993年より前のファミリを除去
6671ファミリを抽出
文献判読により技術内容が調査範囲外のものを除去
（同時に、調査範囲内のものを技術要素ごとに分類） 6019ファミリを抽出
WPI ファミリとして6019件を抽出 ファミリベース分析へ
WPI ファミリを各国特許に分解 同一出願の公開特許/ 登録特許を整理
10584件を抽出
各国特許として10584件を抽出 各国特許ベース分析へ
各国特許抽出 キーワード
★調査対象抽出( 2) 使用データベース
★調査対象抽出( 1) 検索実行
ノイズ除去( 1)
ノイズ除去( 2)
2． 調 査 対 象 国
本 調 査 で は 、 WPI の 収 録 対 象 国 （ お よ び 地 域 ） を す べ て 調 査 対 象 と す る 。 そ の 中 で 欧 州 各 国 （ お よ び 地 域 ） へ の 特 許 出 願 を ま と め て 欧 州 へ の 特 許 出 願 と 呼 び 、 日 本 、 米 国 、 欧 州 の 3 地 域 に 注 目 し て 行 う 分 析 を 3 極 分 析 と 呼 ぶ 。 こ の 場 合 、 出 願 人 国 籍 に つ い て も 、 欧 州 各 国 の 出 願 人 を ま と め て 欧 州 の 出 願 人 と 呼 ぶ 。
な お 、 欧 州 の 定 義 は 次 の 通 り と す る 。
◆ 欧 州
検 索 実 行 日 （ 2006 年 7 月 25 日 ） に お け る 欧 州 特 許 条 約 加 盟 国 を 欧 州 諸 国 と す る 。 具 体 的 に は 、 イ ギ リ ス 、 ド イ ツ 、 フ ラ ン ス 、 オ ラ ン ダ 、 ベ ル ギ ー 、 ス イ ス 、 イ タ リ ア 、 ル ク セ ン ブ ル グ 、ス ウ ェ ー デ ン 、オ ー ス ト リ ア 、リ ヒ テ ン シ ュ タ イ ン 、ス ペ イ ン 、モ ナ コ 、 ポ ル ト ガ ル 、 ア イ ル ラ ン ド 、 ギ リ シ ャ 、 デ ン マ ー ク 、 フ ィ ン ラ ン ド 、 キ プ ロ ス 、 ト ル コ 、 ル ー マ ニ ア 、 リ ト ア ニ ア 、 ス ロ ベ ニ ア 、 ブ ル ガ リ ア 、 チ ェ コ 、 エ ス ト ニ ア 、 ハ ン ガ リ ー 、 ア イ ス ラ ン ド 、 ポ ー ラ ン ド 、 ス ロ ヴ ァ キ ア 、 ラ ト ビ ア の 31 ヶ 国 。
ま た 、 欧 州 へ の 出 願 と は 、 こ の 欧 州 諸 国 の い ず れ か ま た は 欧 州 特 許 庁 を 出 願 先 国 と す る 出 願 と 定 義 す る 。
日 本 、 米 国 、 欧 州 の 3 極 に ア ジ ア （ 日 本 を 除 く ） を 加 え た 4 地 域 に 注 目 し て 行 う 分 析 を4 極 分 析 と 呼 ぶ 。 ア ジ ア 各 国 （ お よ び 地 域 ） へ の 特 許 出 願 を ま と め て ア ジ ア へ の 特 許 出 願 と 呼 び 、 ア ジ ア 各 国 の 出 願 人 を ま と め て ア ジ ア の 出 願 人 と 呼 ぶ 。
な お 、 ア ジ ア の 定 義 は 次 の 通 り と す る 。
◆ ア ジ ア
日 本 を 除 く 東 ア ジ ア 、 東 南 ア ジ ア 、 南 ア ジ ア 諸 国 で 、 今 回 の 調 査 で 出 願 先 国 ま た は 出 願 人 国 籍 と し て 抽 出 さ れ た 諸 国 。 具 体 的 に は 、 中 国 、 イ ン ド 、 韓 国 、 シ ン ガ ポ ー ル 、 台 湾 の 5 ヶ 国 （ お よ び 地 域 ） が 含 ま れ る 。
第 2 章 特 許 出 願 動 向 第 1 節 全 体 動 向 1． 出 願 件 数 の 概 要
調 査 対 象 6, 019 フ ァ ミ リ に 含 ま れ る 各 国 特 許 の 出 願 件 数（ 各 国 に 出 願 後 、公 開 ま た は 登 録 さ れ た 件 数 ）は 10, 584 件 で あ っ た 。こ の 10, 584 件 の 出 願 年 別 出 願 件 数 推 移 を 要 約 図 6 に 示 す 。 な お 、 フ ァ ミ リ 単 位 （ 6, 019 件 ） で の 出 願 年 別 出 願 件 数 推 移 も あ わ せ て 示 し て い る 。 ど ち ら も 増 加 傾 向 は 類 似 し て い る 。
な お 、 図 の 見 方 と し て 、 ど の 図 も 2005 年 に 近 づ く に つ れ 件 数 が 減 少 し て 見 え る が 、 最 近 出 願 さ れ た も の は ま だ 公 開 あ る い は 登 録 さ れ て い な い も の が 多 い た め で 、 実 際 の 傾 向 を 反 映 し て い る も の で は な い と い う 点 に 注 意 す べ き で あ る 。
要 約 図 6 各 国 特 許 お よ び フ ァ ミ リ で の 出 願 年 別 出 願 件 数 推 移
0 200 400 600 800 1, 000 1, 200 1, 400 1, 600
93年 94年 95年 96年 97年 98年 99年 00年 01年 02年 03年 04年 05年
ファミリ単位 出願件数
（件数）
（出願年）
2． 出 願 先 国 別 出 願 ／ 登 録 件 数 推 移
こ の 10, 584 件 の 特 許 出 願 の う ち 、 登 録 さ れ た も の の 件 数 は 5, 207 件 で あ り 、 登 録 の 比 率 は 49%で あ る 。 次 に 、 米 国 、 日 本 、 欧 州 の 3 極 に つ い て 、 出 願 先 国 別 に 見 た 、 出 願 人 国 籍 別 の 出 願 件 数 推 移 と 登 録 件 数 推 移 を 示 す 。
米 国 を 出 願 先 国 と す る 出 願 人 国 籍 別 出 願 件 数 推 移 を 要 約 図 7 に 、出 願 人 国 籍 別 登 録 件 数 推 移 を 要 約 図 8 に 示 す 。 な お 、 米 国 で は 2000 年 11 月28 日 以 前 の 出 願 に つ い て は 、 出 願 制 度 が 導 入 さ れ て い な か っ た た め 、 登 録 さ れ た 特 許 出 願 件 数 し か 把 握 で き な い 点 に 留 意 す る 必 要 が あ る 。
要 約 図 7 米 国 を 出 願 先 国 と す る 出 願 人 国 籍 別 出 願 件 数 推 移
0 100 200 300 400 500 600 700
93年 94年 95年 96年 97年 98年 99年 00年 01年 02年 03年 04年 05年 全体
米国籍出願人による出願件数 日本国籍出願人による出願件数 欧州国籍出願人による出願件数 その他国籍出願人による出願件数
（出願年）
（出願件数）
要 約 図 8 米 国 を 出 願 先 国 と す る 出 願 人 国 籍 別 登 録 件 数 推 移
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500
93年 94年 95年 96年 97年 98年 99年 00年 01年 02年 03年 04年 05年 全体
米国籍出願人による登録件数 日本国籍出願人による登録件数 欧州国籍出願人による登録件数 その他国籍出願人による登録件数
（出願年）
（登録件数）
日 本 を 出 願 先 国 と す る 出 願 人 国 籍 別 出 願 件 数 推 移 を 要 約 図 9 に 、出 願 人 国 籍 別 登 録 件 数 推 移 を 要 約 図 10 に 示 す 。 出 願 件 数 は ゆ る や か に 増 加 し て い る と 見 ら れ る 。
要 約 図 9 日 本 を 出 願 先 国 と す る 出 願 人 国 籍 別 出 願 件 数 推 移
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180
93年 94年 95年 96年 97年 98年 99年 00年 01年 02年 03年 04年 05年 全体
米国籍出願人による出願件数 日本国籍出願人による出願件数 欧州国籍出願人による出願件数 その他国籍出願人による出願件数
（出願年）
（出願件数）
要 約 図 10 日 本 を 出 願 先 国 と す る 出 願 人 国 籍 別 登 録 件 数 推 移
0 5 10 15 20 25 30
93年 94年 95年 96年 97年 98年 99年 00年 01年 02年 03年 04年 05年 全体
米国籍出願人による登録件数 日本国籍出願人による登録件数 欧州国籍出願人による登録件数 その他国籍出願人による登録件数
（出願年）
（登録件数）
欧 州 を 出 願 先 国 と す る 出 願 人 国 籍 別 出 願 件 数 推 移 を 要 約 図 11 に 、 出 願 人 国 籍 別 登 録 件 数 推 移 を 要 約 図 12 に 示 す 。
要 約 図 11 欧 州 を 出 願 先 地 域 と す る 出 願 人 国 籍 別 出 願 件 数 推 移
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180
93年 94年 95年 96年 97年 98年 99年 00年 01年 02年 03年 04年 05年 全体
米国籍出願人による出願件数 日本国籍出願人による出願件数 欧州国籍出願人による出願件数 その他国籍出願人による出願件数
（出願年）
（出願件数）
要 約 図 12 欧 州 を 出 願 先 地 域 と す る 出 願 人 国 籍 別 登 録 件 数 推 移
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
93年 94年 95年 96年 97年 98年 99年 00年 01年 02年 03年 04年 05年 全体
米国籍出願人による登録件数 日本国籍出願人による登録件数 欧州国籍出願人による登録件数 その他国籍出願人による登録件数
（出願年）
（登録件数）
3． 出 願 人 国 籍 別 出 願 ／ 登 録 件 数
特 許 出 願 全 体 に 占 め る 出 願 人 国 籍 別 出 願 件 数 構 成 比 を 要 約 図 13に 示 す 。 米 国 は 6, 910件 と 圧 倒 的 に 多 く 出 願 件 数 全 体 の 65％ を 占 め て い る 。一 方 、2 位 の 日 本 は 13％ に 過 ぎ な い も の の 3 位 以 下 に は 大 き く 差 を つ け て い る 。
ま た 、 要 約 図 14 に 出 願 人 国 籍 別 登 録 件 数 構 成 比 を 示 す 。
要 約 図 13 出 願 人 国 籍 別 出 願 件 数 構 成 比
米国 65. 3% 日本
13. 4% ドイツ 4. 9% 英国 2. 4% 韓国 4. 3%
その他 7. 6% 中国 2. 2%
4． 4 極 の 特 許 収 支
各 国 の 特 許 収 支 （ 他 国 の 出 願 人 が 当 該 国 に 対 し て 行 っ た 出 願 件 数 と 、 当 該 国 の 出 願 人 が 当 該 国 や 他 国 に 対 し て 行 っ た 出 願 件 数 の 比 較 ） の 状 況 に つ い て 分 析 を 行 う 。
こ こ で は 、米 国 、日 本 、欧 州（ 欧 州 特 許 庁 お よ び 欧 州 特 許 条 約 に 加 盟 し て い る 各 国 ）、ア ジ ア （ 日 本 を 除 く ア ジ ア 各 国 ） の 4 極 に 注 目 し て 分 析 を お こ な っ て い る 。 な お 、 各 国 特 許 出 願 件 数 の 10, 584 件 か ら PCT 国 際 出 願 の 985 件 を 除 い た 9, 599 件 を 分 析 の 母 集 団 と し て い る 。
4 極 間 の 出 願 件 数 で 見 た 特 許 収 支 の 状 況 を 要 約 図 15 に 示 す 。 4 極 の 関 係 で 見 る と 、 日 本 、 欧 州 、 ア ジ ア と も 、 米 国 と の 間 の 収 支 関 係 が 最 も 大 き い 。
要 約 図 14 出 願 人 国 籍 別 登 録 件 数 構 成 比
米国 80. 5% 日本
6. 4% 韓国 3. 2%
その他 5. 3% ドイツ
3. 0% 英国 1. 5%
要 約 図 15 出 願 件 数 に よ る 4 極 の 特 許 収 支 分 析 （ 1993 年 ∼ 2005 年 累 計 ）
日本出願人 59. 9% 米国出願人
30. 4%
アジア出願人 2. 2% 欧州出願人
7. 2%
他出願人 0. 2%
米国出願人 85. 9% アジア出願人
2. 3% 欧州出願人
6. 4%
他出願人 0. 8%
日本出願人 4. 6%
日本出願人 6. 4%
米国出願人 56. 5% 欧州出願人
35. 0%
アジア出願人 1. 6%
他出願人 0. 6%
日本出願人 11. 3%
米国出願人 28. 3% 欧州出願人
8. 3% アジア出願人
51. 7%
他出願人 0. 3%
日本特許（1, 478件） 米国特許（4, 923件）
欧州特許（1, 447件） アジア特許（1, 189件）
450件 226件
106件 93件
23件 99件
115件 337件 134件
817件
313件 33件
5． 上 位 出 願 人
次 に 、出 願 人 別 に 見 た 出 願 件 数 構 成 比 を 要 約 図 16 に 示 す 。そ の な か で も 、大 手 F PGA メ ー カ 4 社 は 全 体 の 約 3 分 の １ を 出 願 し て お り 、特 に 上 位 の Xi l i nx 社 と Al t er a 社 の 2 社 だ け で 約 ４ 分 の 1 を 占 め て い る 。
10 位 ま で の 出 願 人 の う ち 8 社 は 米 国 出 願 人 で 、 米 国 以 外 の 出 願 人 と し て は 5 位 の PACT 社 が ド イ ツ 、 10 位 の Phi l i ps 社 が オ ラ ン ダ で あ る 。 5 位 の PACT 社 と 7 位 の Qui c k s i l v er T ec hnol og y 社 は ダ イ ナ ミ ッ ク リ コ ン フ ィ ギ ャ ラ ブ ル 専 業 の ベ ン チ ャ で あ る 。
要 約 図 16 出 願 人 別 出 願 件 数 構 成 比
Xi l i nx 13. 8%
Al t er a 11. 0%
11位以下 58. 5%
Ac t el 2. 5% Lat t i c e
3. 9%
PACT 2. 1%
I BM 1. 9%
Qui c ks i l ver Tec hnol ogy Phi l i ps
第 2 節 技 術 区 分 別 出 願 動 向
リ コ ン フ ィ ギ ャ ラ ブ ル 論 理 回 路 に 関 す る 6, 019 件 （ 特 許 フ ァ ミ リ ベ ー ス ） の 特 許 出 願 を 、 そ の 技 術 内 容 に よ っ て プ ロ セ ス 技 術 、 デ バ イ ス 技 術 、 シ ス テ ム 設 計 技 術 、 ア プ リ ケ ー シ ョ ン 技 術 の 4 技 術 区 分 に 分 類 し た 。 さ ら に 、 要 約 表 2 に 従 っ て 詳 細 な 要 素 技 術 に 分 類 し た
（ 注 ）
。 ま ず 、 要 約 図 17 に 技 術 区 分 別 に 見 た 出 願 件 数 構 成 比 を 示 す 。
プ ロ セ ス 技 術 、デ バ イ ス 技 術 、シ ス テ ム 設 計 技 術 、ア プ リ ケ ー シ ョ ン 技 術 の 4 区 分 の 中 で 、 最 も 出 願 件 数 が 多 い の は デ バ イ ス 技 術 で あ り 、 全 体 の 52%を 占 め る 。 次 い で ア プ リ ケ ー シ ョ ン 技 術 が25%、 シ ス テ ム 設 計 技 術 が 14%で 、 最 も 少 な い プ ロ セ ス 技 術 は 9%と な っ て い る 。 リ コ ン フ ィ ギ ャ ラ ブ ル 論 理 回 路 技 術 の 中 心 は デ バ イ ス 技 術 と 言 え る 。
要 約 図 17 対 象 特 許 の 技 術 区 分 別 出 願 件 数 構 成 比
1993年∼2005年の累計値 プロセス技術
8. 9%
デバイス技術 52. 1% システム設計技術
13. 6% アプリケーション技術
25. 4%
各 技 術 区 分 別 に 見 た 出 願 年 別 出 願 件 数 推 移 を 要 約 図 18 に 示 す 。
4 つ の 技 術 区 分 は い ず れ も 全 体 的 に 見 れ ば 増 加 傾 向 で あ る 。 デ バ イ ス 技 術 は 全 期 間 を 通 じ て 最 も 件 数 が 多 く 、1995 年 に 大 き く 伸 び て い る が 、全 体 と し て は 比 較 的 ゆ る や か な 増 加 傾 向 で あ る 。 ア プ リ ケ ー シ ョ ン 技 術 は ほ ぼ 全 期 間 に わ た っ て 2 番 目 に 件 数 が 多 く 、 増 加 傾 向 も 大 き い 。 シ ス テ ム 設 計 技 術 は 1999 年 ま で は プ ロ セ ス 技 術 と 拮 抗 し て い た が 、 2000 年 以 降 増 加 し て 差 が 開 い た 。 プ ロ セ ス 技 術 は 全 体 に ゆ る や か な 増 加 傾 向 と 言 え る 。
注 ： 特 許 出 願 の 技 術 内 容 が 複 数 の 要 素 技 術 に ま た が る も の に つ い て は 、 最 も 関 連 の 深 い 要 素 技 術 区 分 を 区 分 1 に 、 次 に 関 連 が 深 い 要 素 技 術 区 分 を 区 分 2 に 分 類 し た 。 6, 019 件 の う ち 、 区 分 1 の み （ 関 連 す る 要 素 技 術 が ひ と つ の み ） は 5, 211 件 、 区 分 2 ま で 付 与 さ れ た も の （ 関 連 す る 要 素 技 術 が ふ た つ あ る ） が 808 件 あ る 。区 分 1 を 集 計 す れ ば 全 体 件 数 は 6, 019 件（ 出 願 件 数 と 同 じ ）、区 分 2 ま で 集 計 に 含 め た 区 分 計 で は 6, 019＋ 808＝ 6, 827 件 （ 関 連 す る 要 素 技 術 の 延 べ 数 ） と な る 。
536 件
3, 133 件 819 件
1531 件
要 約 図 18 技 術 区 分 別 出 願 件 数 推 移
0 50 100 150 200 250 300 350 400
93年 94年 95年 96年 97年 98年 99年 00年 01年 02年 03年 04年 05年
プロセス技術 デバイス技術
システム設計技術 アプリケーション技術
( 出願年) ( 出願件数)
次 に 、 詳 細 な 要 素 技 術 別 に 見 た 出 願 件 数 分 布 を 示 す 。
プ ロ セ ス 技 術 の 要 素 技 術 中 分 類 別 の 出 願 件 数 分 布 を 要 約 図 19 に 示 す 。
中 分 類 項 目 で 見 る と 、半 導 体 プ ロ セ ス 技 術 が 48％ で 最 も 多 く 、次 い で イ ン タ ー コ ネ ク ト 技 術 が 29%、 パ ッ ケ ー ジ ン グ 技 術 が 14％ 、 プ ロ セ ス テ ス ト 技 術 が 7％ と な っ て い る 。
要 約 図 19 プ ロ セ ス 技 術 の 中 分 類 別 出 願 件 数 構 成 比 （ 区 分 計 ）
1993年∼2005年の累計値 A1. 半導体プロセス技術
47. 6%
A2. インターコネクト技術 29. 2%
A3. パッケージング技術 13. 8%
A4. プロセステスト技術 6. 6%
A99. その他 2. 8%
デ バ イ ス 技 術 の 要 素 技 術 中 分 類 別 の 出 願 件 数 分 布 を 要 約 図 20 に 示 す 。
中 分 類 項 目 で 見 る と 、 PL A/ 基 本 素 子 技 術 と ロ ジ ッ ク ア レ イ 技 術 が 19％ で 最 も 件 数 が 多 く 、 次 い で コ ン フ ィ ギ ュ レ ー シ ョ ン 技 術 が 15％ 、 I / O 技 術 、 シ ス テ ム L SI 技 術 と テ ス ト / 信 頼 性 技 術 が と も に 11%と な っ て い る 。
要 約 図 20 デ バ イ ス 技 術 の 中 分 類 別 出 願 件 数 構 成 比 （ 区 分 計 ）
1993年∼2005年の累計値 B1. PLA/ 基本素子技術
22. 0%
B2. ロジックアレイ技術 19. 4%
B3. システムLSI 技術 10. 8% B4. コンフィギュレーション技術
14. 9% B5. I / O技術
11. 3%
B9. セキュリティ技術 1. 6% B8. テスト/ 信頼性技術
9. 0%
B6. クロック技術 5. 0%
B999. その他 0. 5%
B7. パワー管理技術 5. 5%
シ ス テ ム 設 計 技 術 の 要 素 技 術 中 分 類 別 の 出 願 件 数 分 布 を 要 約 図 21 に 示 す 。
中 分 類 項 目 で 見 る と 、論 理 設 計 技 術 と 物 理 / レ イ ア ウ ト 設 計 技 術 が と も に 20%を 占 め 、最 も 出 願 件 数 が 多 い 。次 い で 、デ バ イ ス テ ス ト 技 術 が 16％ 、デ バ イ ス プ ロ グ ラ ミ ン グ 技 術 が 12%、 シ ス テ ム 検 証 技 術 が 11%、 開 発 シ ス テ ム / ユ ー ザ イ ン タ フ ェ ー ス が 10%と な っ て い る 。
要 約 図 21 シ ス テ ム 設 計 技 術 の 中 分 類 別 出 願 件 数 構 成 比 （ 区 分 計 ）
1993年∼2005年の累計値 C1. 論理設計技術
20. 7%
C2. 物理/ レイアウト設計技術 20. 4%
C3. システム検証技術 10. 9% C4. デバイスプログラミング技術
11. 8% C5. 開発システム/ ユーザインタフェース
9. 7%
C6. 設計変換技術 3. 6% C7. 言語/ 記号
1. 0%
C8. デバイステスト技術 16. 0% C9. セキュリティ技術
2. 2%
C99. システム設計その他 3. 6%
