#02【岡田健一】結果が出なかった「8年間」。それでも「前人未到」の領域に挑み続けた理由

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世界を動かす半導体産業。その最前線を牽引してきたトップランナーたちは、どんな選択と決断を重ねてきたのか──。知られざる半生に迫る連載企画、「Silicon is my life」。

今回話を聞いたのは、CMOS（汎用的に使われる半導体技術）によるミリ波無線通信回路の研究で世界をリードする、東京科学大学教授の岡田健一氏だ。「半導体のオリンピック」と称される国際会議ISSCCに毎年のように論文を発表し、単一の研究室として世界屈指の採択数を誇る。 「従来の常識では無理」と言われたミリ波の世界に挑み、8年間に及ぶ長く苦しい「低空飛行」の時期を経て、道を切り拓いた研究者。その原点と仕事の流儀、そして次世代へのメッセージに迫る。（全4回）

（プロフィール）
東京科学大学 工学院 電気電子系 教授
岡田健一
1975年兵庫県生まれ。1998年京都大学工学部電子工学科卒業、2003年京都大学大学院情報学研究科にて博士（情報学）を取得。同年、東京工業大学精密工学研究所の助手に着任し、2007年准教授、2019年教授。2024年10月の大学統合に伴い、現在は東京科学大学工学院電気電子系教授。CMOSを用いたミリ波・テラヘルツ無線通信回路の研究で世界をリードし、IEEE国際固体素子回路会議（ISSCC）やIEEE Journal of Solid-State Circuits（JSSC）に毎年連続して論文を発表。2023年にIEEE Fellow。ドコモ・モバイル・サイエンス賞、文部科学大臣表彰科学技術賞など、国内外の受賞は50件を超える。

◾️ずっと「ビハインド」だった低空飛行の8年間

東工大の助手として研究者の道を歩き始めた僕を待っていたのは、なかなか成果が出ない、長く苦しい時間でした。

集積回路の設計分野には、研究者が「これでやっと一人前になれたかな」と認められるための関門があります。ISSCC※1をはじめとする、採択が極めて難しいトップカンファレンス（国際会議）です。ここに論文が通って初めてスタートラインに立てるのですが、僕は着任してから8年ものあいだ、まったく論文を通すことができませんでした。

※1 ISSCC（International Solid-State Circuits Conference）：IEEEが主催する集積回路設計分野の最高峰の国際会議。「半導体のオリンピック」とも呼ばれ、採択されること自体が世界的な評価の証とされる。

早い人なら、学生時代から何本も通して、その実績を引っさげて独り立ちしていくものです。でも僕はその逆で、何の実績もないところからのスタートでした。相乗りでチップを試作する締め切りに合わせて学生と一緒に徹夜で作業し、直接教えてくれる人がいない中で手探りで論文を読み込んで必死に戦っていましたが、ずっと「低空飛行」を続けていました。

野球でいえば、ホームランは打てず、ヒットや二塁打をなんとかコツコツ重ねていたくらいでしょうか。 それでも腐らずにいられたのは、「自分は周りの研究者より遅れている」という危機感が常にあったからです。ビハインドだという認識があるからこそ、人一倍頑張らなきゃいけない。その気持ちだけは、ずっと手放さずにいました。

◾️企業からの「手厳しいダメ出し」が、僕を育ててくれた

低空飛行だった僕を育ててくれたのは、当時の日本企業との共同研究でした。

当時は日本の電機メーカーの半導体部門がとても元気な時代でした。各社が出資して半導体理工学研究センター（STARC）※2という組織をつくり、大学への共同研究を積極的に支援してくれていたんです。僕も准教授になった2007年頃、年間で1000万円という、若手教員にとっては本当にありがたい研究費をいただいていました。

 ※2 半導体理工学研究センター（STARC）：1995年に国内の半導体関連企業が共同で設立した研究機関。半導体設計技術の研究や大学との産学連携、人材育成を担った。

研究費もさることながら、何よりありがたかったのは、3カ月に一度、ソニーやローム、富士通、パナソニック、三洋、ルネサスといった名だたる企業の研究員の方々と、直接顔を合わせて打ち合わせができたことです。

「こんな面白いアイデアを考えたんですけど、どうですか？」と意気揚々と持っていっても、実用化の壁は高く、それはもう手厳しくダメ出しをされましてね。

でも、それがめちゃくちゃ良かったんです。悔しくて、何度も考え直して、また持っていく。そうやって企業の方に揉まれて修正したアイデアが、後にISSCCに通っていきました。

企業の方々が教えてくれたのは、論文には決して書かれていない「現場で本当に困っていること」や「製品化に欠かせない重要なポイント」でした。たとえば、フィルターの周波数を0.1%の精度で精密に合わせる技術。一見「何に使うの？」と思うような技術でも、量産して製品にする現場では決定的に重要だったりするんです。

そういう実用的な視点を、共同研究のなかでたくさん教えてもらい、育てていただきました。論文だけを読んで、大学の中だけで閉じた研究をやっていたら、今の自分には絶対にたどり着けなかったと思います。

思えば、学生時代に取り組んだテーマも今の実用的な研究につながっています。実は学生のとき、本当は回路設計をやりたかったのに、テーマ決めのじゃんけんで負けてしまって（笑）。

トランジスタの特性の「ばらつき」を統計的にモデル化するという、設計そのものはあまりしない地味な研究を担当することになりました。でも、この「ばらついているものを裏でどう補正して、安定して動かすか」というのは、製品を世に出すうえできわめて重要な技術なんです。じゃんけんで負けて不本意に始まった地味なテーマが、いつしか僕の研究を支える「大きな強み」になっていました。

◾️「シリコンでは無理」という常識。正直、最初は気が進まなかった

転機が訪れたのは2007年、准教授になり、すずかけ台から大岡山キャンパスに移った頃です。比較的大きなプロジェクトが動き出し、アンテナがご専門の安藤真先生、そして当時の僕の上司だった松澤昭先生のもとで、「ミリ波」という特殊な電波を扱う研究に取り組むことになりました。

ミリ波は、ものすごく大量のデータを一瞬で送れる「超高速通信」の鍵となる電波ですが、扱いが非常に難しいことで知られています。正直に言えば、最初はまったく気が進みませんでした。

「岡田君、なんとかなるから頑張って」とプロジェクトメンバーだった平出賢吉氏からの激励を受けたものの、当時の常識では、スマホやパソコンに入っている「シリコン」というありふれた安価な半導体素材で、ミリ波のような高周波を扱うのは「絶対に無理」と考えられていたからです。

当時の学会では、「超高速なミリ波を扱うなら、シリコンではなく、もっと特別で高価な素材（化合物半導体）を使わなければいけない」というのが世界的な常識でした。一般的なシリコン素材では性能が追いつかないというデータが、いくつも示されていたのです。

最初は「難しい部分は共同研究先のソニーさんが作るから、君は論文だけ書けばいいよ」なんて言われていたのですが、気がつけば僕が一番の担い手になっていて、2年後には成果を出さないとマズい状況に追い込まれていました。

仕方なく従来のやり方で作ってみたのですが、案の定うまくいきません。たとえば、電波を大きくするための「増幅器」を作ったつもりが、逆に信号が弱まる「減衰器」になってしまう始末。これまでの知識の延長では、まるで歯が立ちませんでした。

◾️部品を1個ずつ測り直す。気が遠くなるほど地道な作業で壁を越える

そこで、腹をくくって心を入れ替えました。

これまでのやり方でうまくいかないなら、設計の前提にしている土台から疑うしかありません。トランジスタを1個1個すべて測定し、配線も1本ずつ、さらには線が曲がっている部分の特性まで、気が遠くなるような作業をすべて個別に測り直していきました。設計に使うデータも、設計するための環境そのものも、全部いちから作り直したのです。

それはもう、基礎の基礎からやり直す「雑巾がけ」のような地道な作業でした。けれども、そうやって足場を一から組み直してしまえば、その後は驚くほどすんなりと進みました。最初はあれほど動かなかった回路が、きちんと狙い通りに作れるようになっていったのです。

そうして生まれた成果が2011年、ついに集積回路の最高峰の国際会議（ISSCC）に採択されました。東工大に助手として着任してから、実に8年。ありふれたシリコン素材で超高速な電波を扱うという、世界中が「絶対に無理だ」と言い続けてきた領域を切り拓いた一本でした。この技術は今、実際の製品に使われる技術として実用化への道を歩んでいます。

8年間の低空飛行から抜け出し、ようやく世界に通用するようになった。そう手応えを感じていた僕を、しかし数年後、思いがけない壁が待っていました。

＞＞第3回に続きます。

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取材：関真希
執筆・編集：君和田 郁弥（balubo）
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