ソリューション

半導体デバイスの材料シミュレーションとマテリアルズ・インフォマティクス

よくあるお悩み

以下のようなお悩みありませんか?

  • 半導体デバイス材料の開発にシミュレーション技術を適用したいが、どのように進めればよいか分からない
  • 半導体材料開発でデータ駆動型アプローチを採用したいが、スキルやデータの不足が障壁になっている
  • DXを活用して、同業他社や異業種パートナーとの共同開発を加速したい
解決できる理由

マテリアルDXを半導体デバイス開発に適用するための優れたソフトウェア群とサポート力

半導体産業では、パワーエレクトロニクスから高性能パッケージングに至る次世代デバイスを実現するための先端材料への需要が高まっています。主な課題には、電子特性・熱特性・界面特性の最適化に加え、リソグラフィ、成膜、エッチングなどの製造プロセス制御が含まれます。これらの材料を評価するには、マルチスケールな特性を踏まえ、さまざまなシミュレーションおよび実験手法を統合することが重要です。
JSOLは、このような先端半導体材料の開発に不可欠な、幅広いシミュレーションおよびAI技術のポートフォリオを提供します。各ソフトウェアは使いやすさを重視して設計されており、豊富な経験に基づく専門サポートによって、初めての方でも業務や研究に迅速に取り入れられるよう支援します。
当社のJ-OCTAは、日本の産学連携による国家プロジェクトで開発されたオープンソース・プラットフォームOCTAを基盤としています。現在では世界中の製造企業や研究機関で広く活用されています。オープンソース・コミュニティを活用し、JSOLのソフトウェアを通じてユーザー同士が直接コミュニケーションや協働を行える機会を創出しています。
必要に応じて、JSOLは企業・大学・その他のパートナーを結集した研究体制の構築をコーディネート・支援し、半導体分野の材料開発における共同イノベーションを推進します。

特長・強み

マルチスケールシミュレーションとデータサイエンスの統合ソリューション

解決できる3つの理由
  • 01. 多くの製造業・研究機関での導入実績
  • 02. マルチスケールシミュレーションのためのソフトウェア群
  • 03. マテリアルズ・インフォマティクスのためのソフトウェア

半導体産業では、バンドギャップエンジニアリング、微視的スケールでの電子輸送、SiCパワーデバイスにおける酸化膜や接合界面の特性、有機/無機界面、レジスト膜とリソグラフィ(指向性自己組織化〈DSA〉や吸収スペクトルを含む)、洗浄プロセスにおける濡れ性、CVDおよびエッチングプロセス、封止(アンダーフィル)プロセスにおける熱硬化性樹脂ナノコンポジットと熱伝導、さらには有機薄膜太陽電池などのデバイス向け有機半導体の相分離に至るまで、極めて広範な用途が存在し、次世代デバイスを可能にする先端材料への需要が高まっています。加えて、熱マネジメント材料、低k/高k誘電体、先進パッケージング材料、界面接着制御といった領域も重要です。これらの材料の特性を評価するには、マルチスケールな性質と製造プロセスの影響を考慮し、幅広いシミュレーションおよび実験技術を活用することが求められます。
JSOLのシミュレーション・ソフトウェア群を用いれば、ナノメートル(電子状態や分子構造)からマイクロメートル(相分離や複合材料のモデリング)まで、スケールに応じたシミュレーションを実行できます。これらのツールを連携させることで、先端材料の性能の背後にあるメカニズムを、シミュレーションによって直接解析することが可能です。
今日、マテリアルズインフォマティクスやプロセスインフォマティクスといった概念のもと、AI技術を活用したデータ駆動型の材料開発への需要が高まっています。JSOLのAI対応ソフトウェアは、分子・結晶構造、配合比、プロセス環境に基づく物性予測に加え、逆設計(インバースデザイン)まで実行できます。実験データが限られる場合には、ハイスループット・シミュレーションを実行してデータセットを補完し、探索を加速します。

 

01多くの製造業・研究機関での導入実績

JSOLがご提供するシミュレーションやインフォマティクスなどのソフトウェアは、国内外の製造業や大学など研究機関で広く使用されています。各ソフトウェアのWebページには多くの解析事例が紹介されており、またソフトウェアを用いた研究論文も多数出版されていますので、ソフトウェアを導入する前に十分に情報を得られます。導入後も先行研究を参考にすることで、ご自身のテーマに取り組むことが容易となります。
特に一部ソフトウェアではコミュニティーも形成されていて、毎年開催されるJSOL CAEフォーラム(ユーザー会)でも活発な議論がなされていますので、JSOL以外からの情報を入手することもできます。
ライセンス発行数
1000
以上
※授業用ライセンスを除く

02マルチスケールシミュレーションのためのソフトウェア群

材料設計では、無機結晶・分子構造(ナノメートル)からフィラー分散・相分離構造(マイクロメートル)まで、どのスケールの現象が最終的な材料物性に強く影響を及ぼすかを考える必要があります。
一方、1つのシミュレーション技術(ソフトウェア)で広範囲のスケールや現象をカバーすることは不可能です。JSOLでは複数のソフトウェアを組み合わせた「材料設計ソリューション」として、マルチスケールに対応したソフトウェア・ツール(J-OCTA、Digimat、Simpleware Software)や衝撃・構造解析ソフトウェア(Ansys LS-DYNA)などがあります。
これらのソフトウェアは、有機・無機材料の広範囲なマルチスケール特性解析に必要なシミュレーション技術をカバーします。詳細は各ソフトウェアのWebサイトをご確認ください。

マルチスケールシミュレーションのためのソフトウェア群

03マテリアルズ・インフォマティクスのためのソフトウェア

ソフトウェア 「J-OCTA MI-Suite」 は、分子・結晶構造や各種条件を説明変数として、物性値などの目的変数を予測する機械学習機能を搭載しています。さらに、多様な分子記述子の計算、公的データベースへのアクセス、各説明変数の寄与度の解析など、周辺技術も幅広く備えています。
実験データが不足する場合はシミュレーション結果で補完できます。J-OCTA にはマルチスケールのシミュレーション手法が揃っており、大量計算を通じて物理量・物性のデータベース化を支援するツール(Python ベースのモデリング API 機能)も提供しています。
機械学習に用いるデータの選択や学習条件の設定はダイアログ操作で行え、プログラミングは不要です。加えて、複数の学習済み物性推算モデルを標準搭載しているため、初心者の方でもすぐにマテリアルズ・インフォマティクスに取り組めます。

マテリアルズ・インフォマティクスのためのソフトウェア

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