[Tech Day 2022]セキュリティとパワーテクノロジー

今年のサムスン電子のシステムLSIのテックデイイベントで、セキュリティおよびパワー製品開発チームの副社長であるHwa-Yeal Yu氏は、第4次産業革命における電源管理ICとセキュリティ技術の重要性を取り上げています。これらのソリューションが次世代の技術を支え、このソリューションすべてに1つの「電力」という共通点があるという事実を強調しました。 サムスン電子のPMICソリューション これはどういったもので、どこへ向かうのでしょうか？ Yu氏は、信頼性と安全性が次世代技術の実現に重要な要素であると説明し、「そこで電源管理集積回路(PMIC)の出番なのです」と述べています。 デバイスの数が増えるにつれ、接続された各部品にエネルギーを供給し、その部品が最大限能力を発揮できるようにするために、PMICはより重要なものとなります。さらにYu氏は、PMICを人体のエンジンに例えて、「PMICは体内の循環系を通して血液を送り出す心臓のようなものです」と説明しています。 第4次産業革命は、デバイスのさらなる携帯性、小型化、低価格化を実現するイノベーションを推進してきました。今日、人々は2つ以上のデバイスを携帯することが多く、この傾向がPMICをより速く、安全で、よりエネルギー効率がよく、より便利なものになるよう推進しています。この改善の一環として、PMICは高度な梱包技術を使用し、低コストでより小さなフォームファクタを採用しています。

サムスン電子の高速で安全な充電技術 長年にわたり、モバイルデバイスはより多くの電力を必要とし、このことが充電技術の発展に影響を及ぼしました。現在では、急速充電用に50Wから100Wの電力を供給する充電ユニットが一般的です。ただし、これらのデバイスの電気的、化学的および熱的状態を注意深く監視しなければ、バッテリーの内部構造が損傷し、固体リチウムプレートが形成され、バッテリーの寿命が永久的に短くなってしまう可能性があります。 この問題に対処するために、サムスン総合技術院(SAIT)は数種類のバッテリーを使って研究を実施し、Electrical-Chemical Thermal (ECT)モデルと呼ばれる正確なバッテリーモデルを提供しました。システムLSIは、ECTを採用し、急速充電条件下でバッテリーの過度な劣化を防ぐことができる燃料計を開発しました。これにより、バッテリー寿命を延ばすことができます。実際、Yu氏は「10%のバッテリー劣化ポイントで、ECTモデルは、これがない場合よりも充電と放電のサイクルを最大40%改善する」と指摘しています。 また、サムスン電子PMIC技術は、デバイスをより便利に使用できるようにしています。たとえば、既存のワイヤレス充電技術ではデバイスと充電パッドの直接接触が必要となり、このシステムでは一度に1つのデバイスしか充電することがきません。システムLSIは空間充電技術を開発することで、その状況を変え、1つのパッドで複数のデバイスが同時に充電できるようにしました。Yu氏は、「これは、もう充電パッドの上にデバイスを完全に並べる必要がなくなるということです」と述べています。 また、Yu氏は高速電力線通信技術も強調しています。この技術により、True Wireless Stereo (TWS) Bluetoothイヤホンのクレードルとイヤホンが充電状況や水分量などの情報を交換することが可能となります。この機能は、2020年以来Galaxy Budsシリーズで利用可能となっています。 ハイパワーコンピューティングのシナリオでは、より多くのエネルギーが必要となり、これに対応するために、各低ドロップアウト(LDO)でリアルタイムの電力監視を介してドロップアウト電圧を最適化することにより、システムの電力効率を改善しています。また、アプリケーションプロセッサ(AP)とPMICの間のクローズドループ動的電圧および周波数スケーリング(DVFS)を使用してシステムオンチップ(SoC)の供給電力を微調整しています。これらの技術を組み合わせて、使用日数(DoU)を以前よりも長く伸ばすことができます。 ディスプレイシステムの使用では、低温多結晶酸化物(LTPO)パネルに対応するサムスン電子のPMICは、低温ポリシリコン(LTPS)パネルを使用した従来の製品と比較して、最大10%消費電力を削減しました。このために、システムLSIはLTPOディスプレイPMICを再設計しました。現在、薄膜トランジスタ(TFT)ゲート低電圧(VGL)電力はPMIC内で生成され、電力変換効率を最大20%向上させています。 「ディスプレイからイヤホン、電力供給管理まで、システムLSIの製品はすべて、統合を念頭に置いて構築されています」と、Yu氏は述べています。たとえば、当社の技術は複数の集積回路(IC)を1つにまとめることができ、全体のフォームファクタとコストを削減することを可能にします。システムLSIは「マルチダイパッケージのおかげで、シングルダイパッケージと比較するとフォームファクタのサイズを最大10%縮小することに成功し、高度なシステムインパッケージ(SiP)技術で受動部品を詰めることで、さらに20%の縮小が見込まれます」とYu氏は説明しています。 また、フォームファクタの大幅な縮小により、ソリューションはスマートウォッチ、拡張現実(XR)デバイス、TWSなどの幅広いデバイスに対応できます。Yu氏が述べているように、「PMICはナンバーアプリケーションの高まる需要に対応するため、製品一覧を拡充し続けています。これまでに700億以上の製品を出荷していますが、将来の革新的な製品が世界を変える力を持つことを楽しみにしています」 この進化し続ける環境の中で、少なくとも、まだ変わらないものが1つあると述べています。「新しい技術には常にそれに動力を供給するエネルギーが必要です。システムLSIのPMICは、世界がより効率的に動けるようにします」 サムスン電子のセキュリティソリューション Yu氏は、セキュリティシステムは体の免疫システム、つまり「外部の侵入者から私たちの安全を守る」ようなものだと語っています。 セキュリティは、システムの多くのプラットフォームにわたり、私たちのプライバシーと安全を守る不可欠なバリアです。システムLSIは、20年以上、私たちが行うすべての中心にセキュリティを据え、モバイル、ID、および金融業界用に改ざん防止と安全な保管において、市場で実証された独自の専門知識を構築しています。 Yu氏は、基調講演で、モバイルおよび決済におけるシステムLSIの製品が、セキュリティの世界をどのように変えているのかを解説しています。 モバイルセキュリティソリューション システムLSIは、セキュアエレメント技術を統合セキュアAPソリューションに発展させ、コモンクライテリア評価保証レベル(CC EAL) 5と同等の強力なセキュリティと改ざん防止を提供します。また、本製品はArcashieldセキュリティおよびAndroid ReadySEなどの独立した安全な要素も備え、どちらも一般的なAP用のより優れた Android セキュリティのサポートに役立ちます。また、Dilithiumハードウェアアクセラレータによるポスト量子暗号PQCデジタル署名も可能にし、最先端のセキュリティ対策を提供しています。 決済セキュリティソリューション クレジットカード詐欺は後を絶たず、この進行中の問題に対処するために、Yu氏は「真の1人の所有者のみに、このシステムを使用する権限を許可する、改ざん防止の需要が高まっています」とYu氏は述べています。これまで、顔認証と指紋認証が最も一般的なソリューションでした。これらのソリューションは非常に効果的で安全であると証明されていますが、Yu氏は、それらは「通常、高性能製品にしか組み込まれていません」と語っています。

現在、システムLSIのディープラーニングアルゴリズムのおかげで、同様のバイオメトリック偽造検出が軽量デバイスで利用可能となっています。Yu氏によれば、これはゲームチェンジャーになるでしょう。「私たちは世界的に有名なクレジットカード会社と協力し、当社の先進的なソリューションで新たな決済システムを開始します。まもなくあなたの手にも入るでしょう」と説明しています。 私たちの免疫システムは、常に外部の侵入者に脅かされています。Yu氏は、セキュリティの文脈では、「侵入者らの後ろではなく、先にいること」がシステムLSIの責任である、と述べています。「友人、同盟国、パートナー、およびあらゆるレベルのシステムの顧客を守る信頼できるセキュリティソリューション」の提供を約束すると続けています。