高効率・高速処理を可能とするAIチップ・次世代コンピューティングの技術開発事業

2021

高効率・高速処理を可能とするAIチップ・次世代コンピューティングの技術開発事業

地球温暖化対策

府省庁: 経済産業省

事業番号: 20-0253

担当部局: 商務情報政策局情報産業課

事業期間: 2018年〜2027年

会計区分: エネルギー対策特別会計エネルギー需給勘定

実施方法: 委託・請負、交付

事業の目的

本事業では、エッジ側で動作する超低消費電力コンピューティングや、新原理により高速化と低消費電力化を両立する次世代コンピューティング（量子コンピュータ、脳型コンピュータ等）等の実現に向けて、ハードとソフト双方の技術開発を実施し、ポストムーア時代における我が国情報産業の競争力強化、再興を目指す。

事業概要

IoT社会の到来により急増した情報を効率的に活用するためには、従来のサーバ集約型のクラウドコンピューティングに加えて、ネットワークのエッジ側で中心的な情報処理を行うエッジコンピューティングにより、情報処理の分散化を実現することが不可欠である。また、情報処理の高速化や省エネルギー化の重要性が高まる中、半導体の開発指標とされていたムーアの法則の終焉が叫ばれ、既存技術の延長による性能向上は限界を迎えつつある。エッジ側でAI処理を実現するためには、小型かつ省エネルギーながら高度な処理能力を持つチップと、それを用いたコンピューティング技術が必要である。また、クラウド側においても、増加が著しいデータの処理電力を劇的に低減するためには、従来の延長線上にない新たな技術の実現が求められる。本事業では、エッジ側で動作する超低消費電力コンピューティングや、高速化と低消費電力化を両立する次世代コンピューティング等の実現に向けて、ハードとソフトの一体的な技術開発を実施する。

予算額・執行額

※単位は100万円

年度	要求額	当初予算	補正予算	前年度から繰越し	翌年度へ繰越し	予備費等	予算計	執行額
2018	-	10,000	0	0	-1,192	-123	8,685	8,685
2019	-	8,493	0	1,192	-263	-202	9,220	9,220
2020	-	9,420	0	263	-419	692	9,956	9,956
2021	-	9,980	0	419	0	0	10,399	-
2022	10,500	-	-	-	-	-	-	-

成果目標及び成果実績（アウトカム）

エッジ側で活用可能なAIデバイスの技術開発を実施することで、従来比10倍以上の消費電力性能を実現する技術を確立。

事業開始時と比較した情報処理の消費電力の性能比。（目標：2022年度に10.0 倍）

年度	当初見込み	成果実績
2018	- 倍	- 倍
2019	- 倍	- 倍
2020	- 倍	- 倍

ポストノイマン等の非連続・項インパクトな研究開発等を実施することで、従来比100倍以上の消費電力性能を実現する技術を確立。（令和4年度：要素技術の確立、令和9年度：システムで実証）

事業開始時と比較した情報処理の消費電力の性能比。（目標：2027年度に100.0 倍）

年度	当初見込み	成果実績
2018	- 倍	- 倍
2019	- 倍	- 倍
2020	- 倍	- 倍

データの収集、蓄積、解析など、IoT社会全体の高度化に資する基盤的な技術開発を推進し、当該技術におけるエネルギー効率を10倍以上向上する。

事業開始時と比較した情報処理の消費電力の性能比。（目標：2020年度に10.0 倍）

年度	当初見込み	成果実績
2018	- 倍	- 倍
2019	- 倍	- 倍
2020	- 倍	10 倍

CPU、アクセラレータ、AIチップ等を組み合わせるヘテロジニアスコンピューティングの最適化に必要な設計技術を開発し、従来比10倍の電力効率向上を実現する技術を確立。

事業開始時と比較した情報処理の消費電力の性能比。（目標：2024年度に10.0 倍）

年度	当初見込み	成果実績
2018	- 倍	- 倍
2019	- 倍	- 倍
2020	- 倍	- 倍

活動指標及び活動実績（アウトプット）

特許出願件数

年度	当初見込み	活動実績
2018	20 件	66 件
2019	20 件	54 件
2020	20 件	42 件

主要な支出先

年度	支出先	業務概要	支出額（百万円）
2020	国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構	プロジェクト管理	9,945
2020	国立研究開発法人産業技術総合研究所	超伝導体・半導体技術を融合した集積量子計算システムの開発	809
2020	技術研究組合光電子融合基盤技術研究所	ディスアグリゲーション型次世代データセンタに適用する光電ハイブリッドスイッチを用いた高速低電力データ伝送システムの研究開発	739
2020	日本電気株式会社	不揮発省電力ＦＰＧＡコアを用いた低遅延ＡＩ処理コンピューティング技術の研究開発	476
2020	株式会社Ｐｒｅｆｅｒｒｅｄ　Ｎｅｔｗｏｒｋｓ	ＦＰＧＡ　ＩＰと可変精度演算コアの融合による超低消費電力エッジヘビーコンピューティング向けＳｏＣの研究開発	424
2020	ルネサスエレクトロニクス株式会社	動的再構成技術を活用した組み込みＡＩシステムの研究開発	357
2020	株式会社エヌエスアイテクス	動的多分岐・結合トレース型ＡＩプロセッサのエコシステム開発	334
2020	株式会社ノーチラス・テクノロジーズ	実社会の事象をリアルタイム処理可能な次世代データ処理基盤技術の研究開発	308
2020	国立研究開発法人産業技術総合研究所	電圧駆動不揮発性メモリを用いた超省電力ブレインモルフィックシステムの研究開発	286
2020	セキュアオープンアーキテクチャ・エッジ基盤技術研究組合	セキュアオープンアーキテクチャ基盤技術とそのＡＩエッジ応用研究開発	237
2020	日本電気株式会社	超電導パラメトロン素子を用いた量子アニーリング技術の研究開発	222
2020	株式会社日立製作所	先進ＩｏＴサービスを実現する革新的超省エネルギー型ビッグデータ基盤の研究開発	209
2020	国立研究開発法人産業技術総合研究所	ＡＩエッジデバイスの横断的なセキュリティ評価に必要な基盤技術の研究開発	178
2020	電子商取引安全技術研究組合	ＡＩエッジデバイスの横断的なセキュリティ評価に必要な基盤技術の研究開発	154
2020	ヌヴォトンテクノロジージャパン株式会社	超高速・低消費電力ビッグデータ処理を実現・利活用する脳型推論集積システムの研究開発	152
2020	国立大学法人東京大学	先進ＩｏＴサービスを実現する革新的超省エネルギー型ビッグデータ基盤の研究開発	139
2020	電子商取引安全技術研究組合	ＳｅｎｓｏｒーｔｏーＣｌｏｕｄ　Ｓｅｃｕｒｉｔｙービッグデータを守る革新的ＩｏＴセキュリティ基盤技術の研究開発	113
2020	学校法人早稲田大学	イジングマシン共通ソフトウェア基盤の研究開発	102
2020	国立研究開発法人産業技術総合研究所	ディスアグリゲーション型次世代データセンタに適用する光電ハイブリッドスイッチを用いた高速低電力データ伝送システムの研究開発	89
2020	ヌヴォトンテクノロジージャパン株式会社	複製不可能デバイスを活用したＩｏＴハードウェアセキュリティ基盤の研究開発	86
2020	株式会社エヌエスアイテクス	セキュアオープンアーキテクチャ向けコンパイラバックエンドおよび対応ランタイム環境の設計・開発	84
2020	国立研究開発法人産業技術総合研究所	組合せ最適化処理に向けた革新的アニーリングマシンの研究開発	74
2020	株式会社日立製作所	組合せ最適化処理に向けた革新的アニーリングマシンの研究開発	66
2020	国立研究開発法人産業技術総合研究所	超電導パラメトロン素子を用いた量子アニーリング技術の研究開発	65
2020	国立大学法人大阪大学	未来共生社会にむけたニューロモルフィックダイナミクスのポテンシャルの解明	59
2020	国立大学法人東京大学	イン不揮発性メモリ分散Ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅコンピューティングの研究開発	56
2020	学校法人立命館	複製不可能デバイスを活用したＩｏＴハードウェアセキュリティ基盤の研究開発	53
2020	国立研究開発法人産業技術総合研究所	ＳｅｎｓｏｒーｔｏーＣｌｏｕｄ　Ｓｅｃｕｒｉｔｙービッグデータを守る革新的ＩｏＴセキュリティ基盤技術の研究開発	52
2020	国立大学法人東京工業大学	動的再構成技術を活用した組み込みＡＩシステムの研究開発	51
2020	国立研究開発法人理化学研究所	組合せ最適化処理に向けた革新的アニーリングマシンの研究開発	51
2020	日本電気株式会社	実社会の事象をリアルタイム処理可能な次世代データ処理基盤技術の研究開発	49
2020	国立大学法人東京大学	物理ダイナミクスに基づく学習デバイスを備えた超高効率認知コンピューティングの研究開発	48
2020	国立大学法人東京大学	トリリオンノード・エンジンの研究開発	47
2020	オスカーテクノロジー株式会社	動的多分岐・結合トレース型ＡＩプロセッサのエコシステム開発	47
2020	国立大学法人東海国立大学機構	スケーラブルなエッジＨＰＣを実現するＯＳ統合型プラットフォームの研究開発	47
2020	国立大学法人東京大学	高速ビジョンセンサネットワークによる実時間ＩｏＴシステムと応用技術開発	45
2020	公立大学法人会津大学	ソフトテンソルプロセッサによる超広範囲センシングＡＩエッジ技術の研究開発	42
2020	国立研究開発法人産業技術総合研究所	複製不可能デバイスを活用したＩｏＴハードウェアセキュリティ基盤の研究開発	40
2020	国立大学法人東京大学	不揮発省電力ＦＰＧＡコアを用いた低遅延ＡＩ処理コンピューティング技術の研究開発	39
2020	国立大学法人東京大学	完全自動運転に向けたシステムオンチップとソフトウェアプラットフォームの研究開発	39
2020	株式会社日立製作所	動的多分岐・結合トレース型ＡＩプロセッサのエコシステム開発	37
2020	慶應義塾	実社会の事象をリアルタイム処理可能な次世代データ処理基盤技術の研究開発	36
2020	国立大学法人大阪大学	Ｆｉｅｌｄ　Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅ搭載型大面積分散ＩｏＴプラットフォームの研究開発	35
2020	国立大学法人神戸大学	ＦＰＧＡ　ＩＰと可変精度演算コアの融合による超低消費電力エッジヘビーコンピューティング向けＳｏＣの研究開発	35
2020	国立研究開発法人理化学研究所	深層確率コンピューティング技術の研究開発	31
2020	国立大学法人神戸大学	超低消費電力データ収集システムの研究開発	30
2020	国立大学法人東京大学	超伝導体・半導体技術を融合した集積量子計算システムの開発	30
2020	Ｆｉｘｓｔａｒｓ　Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ　Ｉｎｃ．	エッジビジョンＡＩを超軽量化し短ＴＡＴで実装する技術の研究開発	29
2020	日本電気株式会社	高速ストレージクラスメモリを用いた極低消費電力ヘテロジーニアス分散ストレージサーバシステムの研究開発	29
2020	国立研究開発法人産業技術総合研究所	セキュアオープンアーキテクチャ基盤技術とそのＡＩエッジ応用研究開発	28
2020	三菱電機株式会社	ＡＩエッジデバイスの横断的なセキュリティ評価に必要な基盤技術の研究開発	28
2020	国立大学法人東海国立大学機構	実社会の事象をリアルタイム処理可能な次世代データ処理基盤技術の研究開発	28
2020	国立大学法人東京大学	高速ストレージクラスメモリを用いた極低消費電力ヘテロジーニアス分散ストレージサーバシステムの研究開発	28
2020	日本電気株式会社	超伝導体・半導体技術を融合した集積量子計算システムの開発	28
2020	学校法人早稲田大学	組合せ最適化処理に向けた革新的アニーリングマシンの研究開発	27
2020	国立大学法人横浜国立大学	ＡＩエッジデバイスの横断的なセキュリティ評価に必要な基盤技術の研究開発	25
2020	慶應義塾	超高速・低消費電力ビッグデータ処理を実現・利活用する脳型推論集積システムの研究開発	23
2020	国立大学法人東京大学	２０２８年に性能１００倍を達成する汎用性の高い高性能計算機アーキテクチャとシステムソフトウェアの技術の探索	23
2020	国立研究開発法人理化学研究所	２０２８年に性能１００倍を達成する汎用性の高い高性能計算機アーキテクチャとシステムソフトウェアの技術の探索	23
2020	株式会社ＯＴＳＬ	動的多分岐・結合トレース型ＡＩプロセッサのエコシステム開発	22
2020	ナノブリッジ・セミコンダクター株式会社	不揮発省電力ＦＰＧＡコアを用いた低遅延ＡＩ処理コンピューティング技術の研究開発	22
2020	国立研究開発法人理化学研究所	超伝導体・半導体技術を融合した集積量子計算システムの開発	22
2020	国立研究開発法人産業技術総合研究所	イジングマシン共通ソフトウェア基盤の研究開発	22
2020	国立大学法人神戸大学	ＳｅｎｓｏｒーｔｏーＣｌｏｕｄ　Ｓｅｃｕｒｉｔｙービッグデータを守る革新的ＩｏＴセキュリティ基盤技術の研究開発	21
2020	国立大学法人東京工業大学	実社会の事象をリアルタイム処理可能な次世代データ処理基盤技術の研究開発	21
2020	国立研究開発法人物質・材料研究機構	電圧駆動不揮発性メモリを用いた超省電力ブレインモルフィックシステムの研究開発	20
2020	株式会社東芝	超低消費電力データ収集システムの研究開発	20
2020	国立大学法人東京大学	ＳｅｎｓｏｒーｔｏーＣｌｏｕｄ　Ｓｅｃｕｒｉｔｙービッグデータを守る革新的ＩｏＴセキュリティ基盤技術の研究開発	20
2020	学校法人千葉工業大学	ＡＩエッジデバイスの横断的なセキュリティ評価に必要な基盤技術の研究開発	18
2020	大学共同利用機関法人情報・システム研究機構	イジングマシン共通ソフトウェア基盤の研究開発	18
2020	国立大学法人九州大学	ＡＩエッジデバイスの横断的なセキュリティ評価に必要な基盤技術の研究開発	16
2020	合同会社リトルウイング	イン不揮発性メモリ分散Ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅコンピューティングの研究開発	16
2020	国立大学法人大阪大学	実社会の事象をリアルタイム処理可能な次世代データ処理基盤技術の研究開発	16
2020	国立大学法人東京大学	未来共生社会にむけたニューロモルフィックダイナミクスのポテンシャルの解明	15
2020	一般財団法人新システムビジョン研究開発機構	セキュアオープンアーキテクチャ向けコンパイラバックエンドおよび対応ランタイム環境の設計・開発	15
2020	大学共同利用機関法人情報・システム研究機構	イン不揮発性メモリ分散Ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅコンピューティングの研究開発	15
2020	学校法人早稲田大学	超電導パラメトロン素子を用いた量子アニーリング技術の研究開発	15
2020	日本電気株式会社	高速ビジョンセンサネットワークによる実時間ＩｏＴシステムと応用技術開発	15
2020	日本電気株式会社	省電力ＡＩエンジンによる人工知能プラットフォーム	15
2020	国立大学法人東京大学	ＡＩエッジデバイスの横断的なセキュリティ評価に必要な基盤技術の研究開発	14
2020	創屋株式会社	ソフトテンソルプロセッサによる超広範囲センシングＡＩエッジ技術の研究開発	14
2020	株式会社ソリトンシステムズ	不揮発省電力ＦＰＧＡコアを用いた低遅延ＡＩ処理コンピューティング技術の研究開発	14
2020	国立大学法人東京大学	５Ｇ時代を見据えた高度自律的学習機能搭載のためのＡＩエッジコンピューティング技術の研究開発	13
2020	国立大学法人東京大学	超高効率データ抽出機能を有する学習型スマートセンシングシステムの研究開発	13
2020	国立大学法人東京工業大学	エッジビジョンＡＩを超軽量化し短ＴＡＴで実装する技術の研究開発	12
2020	国立大学法人東京大学	エッジビジョンＡＩを超軽量化し短ＴＡＴで実装する技術の研究開発	12
2020	国立研究開発法人産業技術総合研究所	未来共生社会にむけたニューロモルフィックダイナミクスのポテンシャルの解明	12
2020	国立大学法人横浜国立大学	組合せ最適化処理に向けた革新的アニーリングマシンの研究開発	11
2020	国立大学法人東京工業大学	２０２８年に性能１００倍を達成する汎用性の高い高性能計算機アーキテクチャとシステムソフトウェアの技術の探索	11
2020	国立大学法人電気通信大学	セキュアオープンアーキテクチャ基盤技術とそのＡＩエッジ応用研究開発	10
2020	国立大学法人東京工業大学	超低消費電力データ収集システムの研究開発	10
2020	国立大学法人大阪大学	超電導パラメトロン素子を用いた量子アニーリング技術の研究開発	10
2020	国立大学法人東京大学	Ｆｉｅｌｄ　Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅ搭載型大面積分散ＩｏＴプラットフォームの研究開発	10
2020	国立研究開発法人産業技術総合研究所	次世代産業用ネットワークを守るＩｏＴセキュリティ基盤技術の研究開発	10
2020	国立大学法人筑波大学	不揮発省電力ＦＰＧＡコアを用いた低遅延ＡＩ処理コンピューティング技術の研究開発	9
2020	学校法人早稲田大学	ＡＩエッジデバイスの横断的なセキュリティ評価に必要な基盤技術の研究開発	9
2020	国立研究開発法人理化学研究所	セキュアオープンアーキテクチャ向けコンパイラバックエンドおよび対応ランタイム環境の設計・開発	9
2020	大学共同利用機関法人情報・システム研究機構	深層確率コンピューティング技術の研究開発	9
2020	国立大学法人東京工業大学	動的多分岐・結合トレース型ＡＩプロセッサのエコシステム開発	9
2020	国立研究開発法人産業技術総合研究所	超高速・低消費電力ビッグデータ処理を実現・利活用する脳型推論集積システムの研究開発	9
2020	国立大学法人東京工業大学	高速ストレージクラスメモリを用いた極低消費電力ヘテロジーニアス分散ストレージサーバシステムの研究開発	7
2020	国立大学法人東京工業大学	イジングマシン共通ソフトウェア基盤の研究開発	7
2020	国立研究開発法人産業技術総合研究所	深層確率コンピューティング技術の研究開発	7
2020	国立大学法人電気通信大学	複製不可能デバイスを活用したＩｏＴハードウェアセキュリティ基盤の研究開発	6
2020	株式会社日立製作所	未来共生社会にむけたニューロモルフィックダイナミクスのポテンシャルの解明	6
2020	学校法人早稲田大学	動的多分岐・結合トレース型ＡＩプロセッサのエコシステム開発	5
2020	国立大学法人神戸大学	ＡＩエッジデバイスの横断的なセキュリティ評価に必要な基盤技術の研究開発	5
2020	国立大学法人横浜国立大学	物理ダイナミクスに基づく学習デバイスを備えた超高効率認知コンピューティングの研究開発	5
2020	国立大学法人東京大学	次世代産業用ネットワークを守るＩｏＴセキュリティ基盤技術の研究開発	5
2020	学校法人早稲田大学	超高速・低消費電力ビッグデータ処理を実現・利活用する脳型推論集積システムの研究開発	5
2020	国立大学法人筑波大学	実社会の事象をリアルタイム処理可能な次世代データ処理基盤技術の研究開発	4
2020	大学共同利用機関法人情報・システム研究機構	組合せ最適化処理に向けた革新的アニーリングマシンの研究開発	4
2020	国立大学法人東京大学	深層確率コンピューティング技術の研究開発	3
2020	国立大学法人東京工業大学	セキュアオープンアーキテクチャ向けコンパイラバックエンドおよび対応ランタイム環境の設計・開発	2
2020	国立大学法人東京大学	進化型・低消費電力ＡＩエッジＬＳＩの研究開発	1
2020	国立研究開発法人理化学研究所	ＦＰＧＡ　ＩＰと可変精度演算コアの融合による超低消費電力エッジヘビーコンピューティング向けＳｏＣの研究開発	1
2020	国立大学法人東京工業大学	超電導パラメトロン素子を用いた量子アニーリング技術の研究開発	1

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2021