VLSIシンポジウムが「AIハードウェア」シンポジウムになる日【前編】

　半導体のデバイス技術と回路技術の研究成果が披露される国際学会「VLSIシンポジウム」で、人工知能(AI : Arificial Interigence)のハードウェアに関する研究が一気に台頭してきた。筆者が2010年～2019年までに開催された過去10回のVLSIシンポジウムにおける講演論文(招待論文を除く)を調査したところ、AIハードウェア関連の論文数が2016年以降に急激に増加していることが、明らかになった。

　VLSIシンポジウムは半導体のデバイス技術と回路技術の両方をカバーしていることから、半導体技術の研究開発における全体的な傾向を把握するのに最適な国際学会だと言える。この学会でAIハードウェア関連の発表が急増していることは、半導体の研究開発コミュニティがAIハードウェアに対する興味と関心を急速に高めていることを強く示唆する。

2010年～2019年のVLSIシンポジウムにおける講演論文の総数(技術シンポジウムと回路シンポジウムの合計)と、AIハードウェア関連の講演論文数、講演論文の総数に占めるAIハードウェア関連の割合。VLSIシンポジウムの論文集から筆者がカウントしたもの。論文数はいずれも招待論文を含まない

　VLSIシンポジウムにおける講演論文(招待論文を除く)の総数は過去10年間、180件前後で安定してきた。そのなかでAIに関する論文は、2010年代の前半にはかなり少ない数にとどまっていた。2010年と2011年はゼロ件。2012年は2件、続く2013年は3件と増えたものの、2014年は2件に減り、2015年は1件とさらに減っていった。

　変化がはじまったのは2016年である。この年、AIに関する論文の件数は5件となり、前年の1件から急増した。続く2017年には、講演論文の件数は8件とさらに増えた。VLSIシンポジウムの講演論文(招待論文を除く)の総数に占める割合は4.5%に高まり、半導体の研究開発における新しい分野が確立したと言える状態となった。

　そして2018年。VLSIシンポジウムで発表されたAIに関する論文(招待論文を除く)の件数は、21件と前年の約2.6倍に急増した。論文総数に占める割合は11.7%に拡大し、半導体の研究開発における主要な分野へと一気にのし上がってきた。

　2019年(今年)のVLSIシンポジウムは、AI分野における前年の論文数急増が1回かぎりのブームなのかどうかに、関心が集まった。実際には前年を超える23件の研究論文が発表された。論文総数に占める割合は12.6%に増加した。半導体の研究開発におけるAIブームは、短くても2年は続いていることが証明されたとも言える。

第3次のAIブームが2010年代半ばに勃発

　半導体の研究開発における2016年以降のAIブームは、2010年代半ばに勃発した「人工知能(AI)ブーム」に触発されたものであるのは明らかだ。AIに関する研究開発の歴史は60年以上とかなり長い。本コラムで以前にご報告(「機械学習」が最先端半導体回路の研究を熱くする)したように、AIの研究開発は過去に盛況だった時代(ブーム)と、冷え込んだ時代(冬の時代)を繰り返してきた。今回のブームは「第3次人工知能(AI)ブーム」と呼ばれている。

AIの研究開発における過去の「ブーム」と「冬の時代」

　2010年代にはじまった第3次のAIブームを引き起こすきっかけとなったのは、ビッグデータ(大量のデータ)を活用した「機械学習」と、機械学習のなかでもデータの特徴を自動的に抽出する技術「深層学習」である。粗く言ってしまうと、まず、インターネット技術の普及によって大量のデータが普遍的に存在するようになったことが、機械学習の研究開発を加速した。そして機械学習の弱点であった特徴抽出を自動化する深層学習の登場とその劇的な効果が、AIの研究開発に関する爆発的な広がりを生み出した。

2010年代前半に起きたAI研究のおもなトピックス

　これらの動きに呼応するように、半導体技術の研究開発でもAIを対象とする事例が急激に増加してきた。