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半導体入門~未来を創るテクノロジー~


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  • 講座番号:ga206
  • 受講開始日:2026年8月26日15時
  • 想定される勉強時間/週:2,3時間程度

講座内容

私たちの生活を支えるスマートフォンや自動車、家電、医療機器、さらにはインターネットやAIのサービスに至るまで、半導体はあらゆる分野で欠かせない存在となっています。 計算を担うロジック半導体や、情報を記憶するメモリ、電力を効率的に制御するパワー半導体、光や音を扱うセンサやレーザ、LEDなど、用途に応じて多様な材料や構造が用いられています。 本講座では、半導体の基本的な原理から材料、製造プロセス、応用分野までを体系的に学びます。
半導体研究開発を先導してきた東北大学の講師陣が、AI時代における半導体の役割や将来展望も交えて、わかりやすく解説します。 初心者でも半導体の魅力と社会的意義を理解できる内容です。

Week1:半導体を知ろう

第1週「半導体を知ろう」では、半導体研究と産業の現状と将来、そしてこの分野をリードし続ける東北大学における半導体研究の歩みを紹介します。
さらに、材料としての半導体の特徴や主要なデバイスの種類、設計から前工程・後工程に至る製造プロセスの全体像をわかりやすく解説し、半導体の世界の全体像をつかみます。

  • イントロダクション
  • 半導体研究、産業の将来
  • 半導体とは?①:材料としての半導体
  • 半導体とは?②:半導体デバイスの種類
  • 半導体製造の流れ①設計:膨大な電子回路を集積
  • 半導体製造の流れ②前工程:ウエハ上に微細な構造を作製する
  • 半導体製造の流れ③後工程:チップを保護、つなぐ最終工程
  • 東北大学における半導体研究史①:「ミスター半導体」西澤潤一と「財団法人 半導体研究振興会」
  • 東北大学における半導体研究史②:流れを受け継ぐ関係者と「西澤潤一記念研究センター」

Week2:半導体デバイス・半導体の製造技術①

第2週「半導体デバイス・半導体の製造技術①」では、社会や産業を支える多様な半導体デバイスを取り上げます。
CPUやGPUに代表されるロジック半導体、情報を記憶するメモリ(フラッシュ、DRAM、MRAMなど)、電力を制御するパワー半導体、映像を捉えるイメージセンサ、光を操る半導体レーザなど、それぞれの特徴と応用分野を学び、半導体の多様な役割を理解します。

  • イントロダクション
  • ロジック半導体①:CPUの役割と性能向上の工夫
  • ロジック半導体②:社会を支える多様なLSI
  • 半導体メモリ①:揮発性メモリ
  • 半導体メモリ②:不揮発性メモリ
  • パワー半導体①:パワー半導体とは何か
  • パワー半導体②:デバイスの基本構造とパワー半導体の可能性
  • イメージセンサ①
  • イメージセンサ②
  • 半導体レーザ
  • 発光ダイオード

Week3:半導体デバイス・半導体の製造技術②

第3週「半導体デバイス・半導体の製造技術②」では、微小なセンサなどを実現するMEMS技術、最先端デバイスの製造を支える高精度ナノプロセスや三次元パッケージング、さらに光機能材料や光ナノインプリントリソグラフィによる微細加工技術の最前線を紹介します。
また、半導体製造を支えるクリーンルームについても解説します。

  • イントロダクション
  • MEMS-微小電気機械システム①:MEMSとは何か?
  • MEMS-微小電気機械システム②:MEMSの様々な応用
  • 高精度ナノプロセス①:回路の微細化と低消費電力化の要請
  • 高精度ナノプロセス②:回路の高性能化を実現する新技術と新材料
  • 三次元パッケージング①:三次元パッケージングとは何か
  • 三次元パッケージング②:三次元パッケージングの応用
  • 光ナノインプリントリソグラフィ:光ナノインプリントリソグラフィとは何か?

Week4:半導体の応用・社会を変える半導体技術

半第4週「半導体の応用・社会を変える半導体技術」では、医療分野への応用として人工細胞膜デバイスなどの先進的研究を紹介します。
さらに、スピントロニクスによる省電力半導体技術や、コンピュータ・エッジAIなど、半導体が支える最先端情報処理の世界とその将来像を展望します。
導体技術の将来展望や社会的意義についても考察します。

  • イントロダクション
  • 医療分野での応用①:人工細胞膜デバイス
  • 医療分野での応用②:培養神経細胞回路網
  • スピントロニクス半導体①:MRAM
  • スピントロニクス半導体②:AIプロセッサ
  • コンピューターの基本的な仕組みとは
  • コンピューターの性能を高めるためには
  • エッジAI半導体~不揮発ロジックの挑戦~①
  • エッジAI半導体~不揮発ロジックの挑戦~②

講師・スタッフ紹介

戸津 健太郎

戸津 健太郎(とつ けんたろう)

東北大学教授(半導体クリエイティビティハブ長、マイクロシステム融合研究開発センター長)

1977年3月生まれ
2004年東北大学大学院工学研究科機械電子工学専攻博士後期課程修了。博士(工学)。
東北大学助手、同准教授を経て、2021年より同マイクロシステム融合研究開発センター長・教授。
専門は半導体微細加工で、同分野で国内最大級の共用設備「試作コインランドリ」を2010年から運営し、これまでに400を超える企業や大学の研究開発、製品化を支援している。2013年産学官連携功労者表彰 経済産業大臣賞受賞。
2024年より技術研究組合最先端半導体技術センター(LSTC)を兼業し、人材育成検討委員会のうち大学・地域・産業連携WGの座長を務め、全国規模での半導体人財育成を推進している。また、2024年からは東北大 学半導体クリエイティビティハブ(S-Hub)のハブ長として、学内外の学生、社会人向けの半導体教育プログラムも統括している。

主な著書

※その他担当講師一覧(所属・役職は2025年収録当時のものです。)

江刺 正喜(えさし まさよし)
東北大学名誉教授

遠藤 和彦(えんどう かずひこ)
東北大学流体科学研究所・教授

遠藤 哲郎(えんどう てつお)
東北大学国際集積エレクトロニクス研究開発センター・教授

大野 英男(おおの ひでお)
東北大学総長特別顧問

黒田 理人(くろだ りひと)
東北大学未来科学技術共同研究センター・教授

櫻庭 政夫(さくらば まさお)
東北大学電気通信研究所・准教授

白井 泰雪(しらい やすゆき)
東北大学未来科学技術共同研究センター・教授

髙橋 良和(たかはし よしかず)
東北大学国際集積エレクトロニクス研究開発センター・教授

滝沢 寛之(たきざわ ひろゆき)
東北大学サイバーサイエンスセンター・教授

田中 秀治(たなか しゅうじ)
東北大学大学院工学研究科・教授

中川 勝(なかがわ まさる)
東北大学多元物質科学研究所・教授

夏井 雅典(なつい まさのり)
東北大学電気通信研究所・准教授

八甫谷 明彦(はっぽうや あきひこ)
東北大学半導体クリエイティビティハブ・教授

羽生 貴弘(はにゅう たかひろ)
東北大学電気通信研究所・教授

平野 愛弓(ひらの あゆみ)
東北大学電気通信研究所・教授

福島 誉史(ふくしま たかふみ)
東北大学大学院医工学研究科・教授

松岡 隆志(まつおか たかし)
東北大学名誉教授

前提条件

特になし

課題内容

最終課題

修了条件

得点率60%以上

修了条件を満たした方には、東北大学オリジナルの修了証とオープンバッジ(※)が発行されます。
閉講日以降、登録メールアドレス宛にオープンバッジの案内が届きますので、記載された手順に沿って設定を行ってください。
詳しくは、オープンバッジ発行のお知らせをご確認ください。
受講解除者、メール配信停止者にはオープンバッジの案内ができませんのでご注意ください。

※オープンバッジとは
取得した知識やスキルを証明する国際技術標準規格のデジタル証明書。
ブロックチェーン技術を取り入れており、紙媒体の修了証と異なり改ざんや偽造が不可能で、デジタル履歴書やSNSでの公開など、様々な場面での活用が期待されます。

学習期間

4週間

参考図書・文献


講義動画収録時期:2025年



東北大学MOOCのシリーズについて

東北大学では、JMOOCにて下記の3シリーズを展開しております。
今後も新規開講講座が追加されます。
また、再開講も随時行っていく予定ですので、ぜひ他講座にもご参加ください。


東北大学サイエンスシリーズ

・第1弾 解明:オーロラの謎
・第2弾 東日本大震災の教訓を活かした実践的防災学へのアプローチ ー災害科学の役割
・第3弾 銀河考古学入門~銀河の形成と進化を辿る~
・第4弾 進化発生学入門-恐竜が鳥に進化した仕組み-
・第5弾 放射線安全社会入門~リスクの知見を暮らしに~
・第6弾 痛みと麻酔科学
・第7弾 人間脳科学入門
・第8弾 暗号学の現在―現代暗号入門
・第9弾 海産毒の科学
・第10弾 地震と断層の科学〜日本列島の地震活動を知る
・第11弾 半導体入門~未来を創るテクノロジー~

東北大学で学ぶ高度教養シリーズ

・第1弾 memento mori -死を想え-
・第2弾 男と女の文化史
・第3弾 家族と民法
・第4弾 社会の中のAI~人工知能の技術と人間社会の未来展望~
・第5弾 化粧で学ぶ心理学
・第6弾 自己理解の心理学
・第7弾 静物画のスペクタクル ――レンブラントとフェルメールを中心に「鑑賞者・物質性・脱領域」を考える

東北大学アドバンストシリーズ

・第1弾 SHOKU-gaku-食学-

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  • 講座番号:ga206
  • 受講開始日:2026年8月26日15時
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