集積回路1980年代

大規模LSIの時代

1980年代に入り、日本はメモリの大容量化で米国を凌ぐようになった。さらに民生用LSIで培ったCMOS技術がメモリやマイコンに展開され、CMOS化の面でも日本は米国を凌ぐようになった。パソコン、ワープロ、ビデオゲーム、ファクシミリなど新しい半導体応用機器が続々と登場し、それに対応した新しい機能のLSIが生まれた。

1980年代DRAMの大容量化とCMOS化の進展、日本メーカが市場を席巻

1980年代になると日本メーカはDRAMの大容量化競争で優位に立った。また日本メーカは品質面でも米国を凌駕して全盛期を迎えた。大容量化のため1Mビット製品からメモリセルにトレンチ方式やスタック方式という三次元構造が導入された。CMOS化も進み、256KビットDRAMの第2世代でCMOS製品が出現し、1Mビットからは量産品はすべてCMOSとなった。

1980年代SRAMの大容量化

1980年代はSRAMも16Kビット、64Kビット、256Kビット、1Mビットと大容量化が進んだ。しかし、低電力の小型電子機器市場にCMOS化されたDRAMが参入したこと、およびパソコンの普及のため専用機器が減少したことにより用途が限定されるようになった。

1980年代不揮発性メモリの進展

1970年代のEPROMは、大容量化を進めるIntelとTIを日本メーカが追いかける展開であったが、1980年代になると日本メーカが大容量化で追いついた。EPROMもDRAMとほぼ同時期にCMOS化されたが、 CMOS化では日本が先行した。また、ビットコストの安いマスクROMも普及が進み、大容量化が進んだ。

1980年代CADツールの発達とEWS化

LSIのシステム規模が拡大するにつれてCAD(Computer Aided Design)ツールの重要性が増し、半導体各社内製の大型計算機ベースのCADツールが発展した。やがて商業用 EDA(Electronic Design Automation)ツールの発達と普及に伴い、稼働プラットフォームが大型計算機からEWSへ移行した。

1980年代ASIC用EDAツールの登場

ゲートアレイ方式とスタンダードセル方式(セルベースIC)というASICの登場とその回路規模の増大に伴って配線設計の自動化が必須となり、国内各社で内製された自動配置配線ツールや米国EDAベンダから発売されたツールが活用された。やがてEDAベンダの自動レイアウトツールが発展し、EDA業界が形成されていった。

1980年代前半ゲートアレイとスタンダードセル方式のASICの登場と発展

1970年代は汎用指向のメモリ・マイコンの時代だったが、1980年代にはいる入るとカスタム指向のゲートアレイとスタンダードセル方式のASICが発展した。ビルディングブロック方式のスタンダードセル(セルベースIC)はのちのSOCに発展する技術である。ゲートアレイでは先端プロセスの強みを生かして日本メーカが優位に立った。

1980年代カラーグラフィックス表示市場の拡大

1980年代はCRTへの2次元グラフィックス表示が一般化した時代である。1981年、NECはグラフィックス機構を内蔵するLSI（GDC）を発表した。1984年、日立は表示系CRTコントローラの後継となるアドバンストCRTコントローラ（ACRTC）を発表した。その後も各社から類似のコントローラの発表が続き、カラーグラフィックス表示市場が大きく拡大した。

1980年ワンチップデジタル信号処理プロセッサの開発(NEC)

1980年、NECは世界に先駆けて信号処理に必要なほとんどの機能を集積したデジタル信号処理プロセッサ（μPD7720）を開発した。このプロセッサは16ビットのパラレル乗算器を内蔵し、モデム、音声圧縮、音声認識、画像処理、など幅広い信号処理機器に採用された。

1981年マイコンのCMOS化 (日立)

1981年、日立は業界標準の一つであったMotorolaの8ビットマイコン6801とソフトウェア互換性を持ったCMOSマイコンHD6301を開発した。このCMOSマイコンはソフトウエアの互換性を維持しながらハードウエア面では最新の半導体技術を駆使して性能面で優位に立とうという製品で、ソフトウエア互換、ハードウエア差別化という事業戦略のひとつであった。

1983年16bitマイクロプサッサV30の開発　(NEC)

1983年、NECは当時16bitマイコンとしてデファクトスタンダードであったIntel社のi8086の上位互換性を待ち、CMOSプロセス技術で実装した16bitマイコンV30を開発した。このマイコンはパーソナルコンピュータ、ワードプロセッサ、ファックス、プリンタなどのOA（Office Automation）機器、交換機や産業制御機器などに幅広く採用された。

1984年非ノイマン型データ駆動プロセッサImPPの開発 (NEC)

1984年、NECは従来のコンピュータと全く異なるアーキテクチャである可変長パイプライン方式を採用したデータ駆動プロセッサImPP（Image Pipelined Processor：μPD7281）を世界に先駆けて開発し、当時のデジタル画像処理市場立ち上がりに大きな貢献を果たした。

1984年に日立はそれまでのマスクROMの代わりにEPROMを内蔵したシングルチップマイコンを開発し製品化した。EPROM内蔵マイコンは品質確保が難しかったが、顧客の量産での要求を満たす品質を確保したうえでの製品化であった。これによって、それまで半導体メーカによって製造工程途中で実施する必要のあったソフトウエアの書き込みが顧客の手元で可能となり、顧客のソフトウエア開発から量産までに要する時間が飛躍的に短縮された。

1984年フラッシュメモリの登場　(東芝)

1984年12月のIEDMで、東芝の舛岡はフラッシュメモリを発表した。3層多結晶シリコン技術を用いて、1トランジスタでセルを構成し、電気的に一括消去する方式を採用した。 IntelのFLOTOX型EEPROMに比較して大容量・安価であったため、その後の不揮発性メモリの本命となった。フラッシュメモリはNOR/NANDに分かれて発展していった。

1985年FPGAの開発　(米国Xilinx)

配線層でプログラムするゲートアレイは、ウェーハ工程からカスタム製品扱いしなければならないという弱点があった。1985年、フィールドで（即ち出荷後にユーザ側で）プログラム可能な FPGA(Field Programmable Gate Array)がXilinxから発売された。任意の論理回路を構成可能な論理ブロックを格子状に配置し、その間の配線をプログラマブルに結線できるようにしたデバイスである。

1985年ICカード用EEPROM内蔵マイコン開発(日立)

EPROM内蔵マイコンを開発した日立は、続いてICカード用にEEPROM内蔵マイコンを開発した。ICカード用では紫外線を使うEPROMは使用できず、データをバイト単位に書きかえる必要があるため EEPROMを内蔵したものである。このEEPROMはMNOS型(Metal Nitride Oxide Silicon)だった。

1980年代後半HDLと論理合成ツールの登場

デジタル回路を記述するのに、Verilog、VHDLのHDL(Hardware Description Language：ハードウェア記述言語)が登場し、1986年Synopsysが論理合成ツールDesign Compilerを発表するに至り、ロジックLSIの設計手法は大きく変わっていった。

1988年TRON仕様準拠のCISC型32ビットマイコンの開発(日立、富士通、三菱電機ほか)

1984年、東京大学坂村健がTRON(The Real-Time Operation systems Nucleus)アーキテクチャを提唱、このコンセプトに沿って産学協力のTRONプロジェクトがスタートした。このプロジェクトの中で TRONアーキテクチャに準拠したCISC型32ビットマイクロプロセッサのGmicroシリーズが、1988年の日立を皮切りに、富士通、三菱など各社で開発された。

1989年アナログハイビジョン(MUSE方式)用LSI (各社）

1980年代に日本独自のアナログハイビジョン放送方式（MUSE方式:Multiple Sub-Nyquist Sampling Encoding）がNHK主導により開発された。その受信機用MUSE LSIは、1989年に第一世代として専用LSI 25品種がNHKと国内家電・半導体メーカー数社で分担開発された。その後1992年～1994年頃に第二世代LSIが、国内家電・半導体メーカーの複数グループでそれぞれ開発され、1995年以降には１チップに集積されたものが登場した。