Японский гений: как Сюмпэй Ямадзаки преобразил технологии

Сюмпэй Ямадзаки (также встречается написание Шунпей Ямадзаки) — японский инженер и изобретатель, родившийся в 1942 году. На протяжении десятилетий он остаётся активным участником научно-технического прогресса и продолжает заниматься инновационной деятельностью. Его ключевые достижения включают:

1. Значительное влияние на развитие полупроводниковой промышленности. Вклад Ямадзаки настолько весом, что оценить текущее состояние отрасли без учёта его работы практически невозможно.

2. Основание и руководство компанией Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. (SEL), одной из ведущих научно-исследовательских организаций в области полупроводниковых технологий.

3. Разработка технологии флеш-памяти, которая легла в основу современных систем хранения данных и получила широкое распространение в потребительской и профессиональной электронике.

4. Включение в Книгу рекордов Гиннесса как наиболее плодовитого изобретателя в мире. По состоянию на июнь 2016 года за ним числилось 11 353 патента. Аналогичный рекорд он устанавливал ранее в 2004 и 2011 годах.

Несмотря на свой внушительный возраст, он по-прежнему участвует в управлении компанией, отслеживает технологические тренды и занимается разработкой новых технических решений. Далее рассмотрим его биографию и профессиональный путь.

Формирование научного мировоззрения и начало карьеры

Ямадзаки известен своей закрытостью, и биографических данных о нём крайне мало. Однако его подход к изобретательству широко освещён. Он придерживается мнения, что основная ценность разработки заключается в её практической применимости, а эффективность научной работы подтверждается способностью внедрить результаты исследований в реальный сектор экономики.

Детские и юношеские годы изобретателя пришлись на период Второй мировой войны и послевоенного восстановления. Эти обстоятельства сформировали его убеждение о том, что научные достижения должны приносить конкретную пользу обществу.

Согласно информации, размещённой на официальном сайте Semiconductor Energy Laboratory, Ямадзаки окончил магистратуру Высшей инженерной школы Университета Досися в 1967 году. В 1971 году он защитил докторскую диссертацию и присоединился к корпорации TDK. Также он является пожизненным членом Института инженеров электротехники и электроники (IEEE) и участником ряда других международных научно-технических сообществ.

В интервью ВОИС, опубликованном в 2022 году, Ямадзаки отметил, что в школьные годы не проявлял выдающихся успехов в учёбе и зачастую получал низкие оценки. Существенное влияние на формирование его научных интересов оказал профессор Йогоро Като, с которым он начал работать на втором курсе университета. Профессор Като, впоследствии удостоенный звания почётного профессора Токийского технологического института, стал его научным наставником и сотрудничал с Ямадзаки в течение пяти лет.

Примечательно, что именно профессор Като отговорил Ямадзаки от поступления в Стэнфордский университет, несмотря на то что в то время это был один из ведущих исследовательских центров в области полупроводников. Вместо этого он рекомендовал продолжить обучение в Японии. По признанию самого Ямадзаки, одна из причин, по которой он продолжает научную деятельность — стремление развивать идеи, заложенные его наставником.

Ключевое изобретение

На момент окончания университета Сюмпэй Ямадзаки уже обладал 34 патентами, что свидетельствует о его ранней вовлечённости в изобретательскую деятельность. В 1970 году он разработал и запатентовал технологию флеш-памяти, с чего началась его профессиональная деятельность в области полупроводников.

В 1980 году Ямадзаки продал часть патентного портфеля и на полученные средства основал исследовательскую лабораторию, которая впоследствии была преобразована в компанию Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. (SEL), продолжающую функционировать по сей день.

Технология флеш-памяти стала основополагающей для хранения данных в современной электронике. Её особенностью является энергонезависимость: информация сохраняется даже при отключении питания. Эта характеристика способствовала широкому внедрению технологии в различные цифровые устройства. Ямадзаки разработал её в возрасте 28 лет.

Развитие компании Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd.

В интервью Сюмпэй Ямадзаки подчёркивал, что философия управления компанией во многом основана на принципах, изложенных его наставником профессором Като, включая акцент на значимости патентной защиты. Согласно официальной информации, компания сосредоточена на трёх основных направлениях:

1. Научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы (НИОКР).

2. Разработка и тестирование прототипов устройств.

3. Патентование разработок и последующее лицензирование технологий.

По мнению Ямадзаки, патенты приобретают экономическую значимость только в случае, если продукты, на которые они распространяются, обладают рыночной востребованностью. Эффективное коммерческое применение изобретений рассматривается как ключевая цель для технологической компании.

История SEL демонстрирует последовательное развитие компании на основе внедрения инновационных решений. С 1980 года были достигнуты следующие результаты:

• 1984 — разработана первая в мире солнечная батарея с применением технологии лазерного скрайбирования.

• 1986 — создано первое устройство, обеспечивающее осаждение алмазов в процессе их синтеза.

• 1987 — автомобиль SEL принял участие в первой международной гонке электромобилей на солнечной энергии, проходившей в Австралии.

• 1990 — капитализация компании достигла 480 миллионов иен, что более чем в девять раз превышало значение 1985 года. В том же году компания приняла участие во второй гонке солнечных электромобилей и заняла третье место среди компаний по числу патентов США в области сверхпроводников.

• 1998 — совместно с корпорацией Sharp представлена технология CGS (непрерывный кристаллический кремний с границами зёрен).

• 2003 — капитал увеличился до 3438 миллионов иен (около 32 миллионов долларов США по курсу на тот момент).

• 2004 — впервые разработан процессор, размещённый на пластиковой подложке.

• 2012 — представлен процессор с энергонезависимой памятью, отличающейся высокой надёжностью и отсутствием износа.

В 2013 году компания анонсировала носимое устройство с гибкой аккумуляторной системой, а в 2014 — трёхсекционный сенсорный дисплей. В этот период и в последующие годы Ямадзаки продолжает публичные выступления и получает отраслевые награды.

Согласно базе данных Google Patents, изобретателем подавляющего большинства патентов SEL указан сам Ямадзаки. Более 75% этих патентов относятся к международной патентной классификации H01L, охватывающей полупроводниковые приборы и твёрдотельные электронные устройства. Подобная концентрация инновационной активности в одной области является нетипичной для современных технологических компаний.

Ямадзаки подчёркивает, что значимым этапом в развитии компании стало партнёрство с корпорацией Sharp — в то время одним из крупнейших мировых производителей полупроводниковой продукции и дисплейных технологий. На начальных этапах сотрудничества уровень технологической зрелости SEL значительно уступал требованиям партнёра. Однако в ходе совместной работы компания достигла необходимого уровня компетенций и успешно реализовала поставленные задачи.

Полупроводники и экология

Современные полупроводниковые технологии, применяемые в электронике, сопровождаются значительными энергетическими затратами, что оказывает отрицательное воздействие на окружающую среду. В этой связи особое внимание уделяется разработке энергоэффективных решений. Компания Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd (SEL) под руководством Сюмпэя Ямадзаки ведёт активные научные исследования в этой области, включая сотрудничество с государственными структурами Японии.

Одним из ключевых направлений работы является усовершенствование кристаллической структуры оксидных полупроводников — CAAC (C-Axis Aligned Crystal). Эта технология была впервые представлена в 2009 году. С тех пор ведутся её углублённые исследования и оптимизация. Данная структура легла в основу малопотребляющих микросхем LSI (Large Scale Integration), предназначенных для энергоэффективной обработки данных.

Важность подобных разработок подтверждается государственными приоритетами. В частности, Стратегия роста Японии, принятая в 2021 году, предусматривает следующие цели:

1. Повышение энергоэффективности центров обработки данных на 30% к 2030 году.

2. Увеличение доли использования возобновляемых источников энергии в экономике.

3. Достижение углеродной нейтральности в полупроводниковой и информационно-коммуникационной отраслях к 2040 году.

В 2021 году SEL представила Министерству экономики, торговли и промышленности Японии собственную разработку с пониженным уровнем энергопотребления. В публичных заявлениях Сюмпэй Ямадзаки подчёркивает, что обеспечение экологической устойчивости и снижение энергетических затрат являются приоритетами для дальнейших исследований компании. Эти идеи последовательно отражены в его официальном послании президента .

Недавние заявки Сюмпэя Ямадзаки

Несмотря на возраст — изобретателю около 80 лет — он продолжает активно участвовать в патентной деятельности. Согласно данным платформы Justia, за последние годы им были поданы следующие заявки:

1. Заявка от августа 2022 года (публикация в декабре 2022) на создание новой функциональной панели с повышенной надёжностью и удобством управления.

2. Заявка от июня 2022 года (публикация в декабре 2022) на устройство визуализации, создающее эффект присутствия и реалистичности, предназначенное для ношения на голове.

3. Заявка от июня 2022 года (публикация в декабре 2022) на дисплейное устройство с высокой степенью стабильности при эксплуатации.

4. Заявка подана в 2018 году, патент выдан в 2022 году. Изобретение касается полупроводникового устройства, предназначенного для мониторинга состояния аккумулятора.

5. Заявка от 2020 года, патент получен в 2022. Технология относится к полупроводниковому прибору с повышенной устойчивостью к сбоям за счёт усовершенствованной схемы электропитания.

Каждая из этих заявок оформлена в соавторстве, что отражает коллективный характер современной научной и инженерной деятельности. Тем не менее, личное участие Ямадзаки в подаче заявок подтверждает его вовлечённость в текущие разработки и ориентацию компании на устойчивое развитие в области полупроводников.

Итоги

Сюмпэй Ямадзаки, признанный одним из ведущих мировых изобретателей по количеству зарегистрированных патентов, продолжает оказывать влияние на развитие высоких технологий. Основанная им компания SEL, несмотря на отсутствие статуса крупного промышленного концерна, стабильно демонстрирует инновационные достижения в своей отрасли.

В глобальном рейтинге компаний по количеству действующих патентов за 2021 год SEL заняла 149-е место, располагая портфелем из 5638 патентов.

В Японии, по статистике Statista за 2023 год, SEL заняла второе место по количеству зарегистрированных патентов в области полупроводников, уступив только компании Tokyo Electron Ltd.

Кроме того, согласно данным PatSnap, общее количество патентов, принадлежащих SEL, составляет 67 020, что подчеркивает активную инновационную деятельность компании .

Принципы, сформулированные Ямадзаки в годы университетского обучения, сохраняют актуальность для его профессиональной и исследовательской деятельности. Один из них гласит: «Если у нас нет чистого сердца, мы не сможем создавать изобретения, которые окажут положительное влияние на общество». Также он подчёркивает важность постоянного поиска причин и понимания природы явлений, что остаётся основой научного подхода.