フェデリコ・ファギン

フェデリコ・ファギン
2011年9月のファギン
生まれる	( 1941-12-01 )1941年12月1日（82歳） ヴィチェンツァ、イタリア
市民権	イタリア、アメリカ
母校	ITIS アレッサンドロ・ロッシ (物理学におけるラウレア、1965 年) パドヴァ大学 （最優秀成績）
知られている	MOS シリコンゲート技術 インテル 4004 インテル 8008 インテル 8080 ザイログ Z80 シナプティクス タッチパッド タッチスクリーン
子供たち	1人の娘（ 1970年生まれ）と2人の息子（1979年と1980年生まれ）[1]
受賞歴	マルコーニ賞(1988) W. ウォレス マクドウェル賞(1994) 京都賞（1997年） 国家技術革新賞（2009年） コンピュータ歴史博物館フェロー（2009） IFSエンリコ・フェルミ賞(2014)
科学者としてのキャリア
フィールド	物理学、電気工学
機関	SGSフェアチャイルド フェアチャイルドセミコンダクター インテル ジログ シナプティクス フォビオン
論文	飛行スポットスキャナー

フェデリコ・ファジン（イタリア語発音： [fedeˈriːko fadˈdʒin]、ヴェネツィア語：[faˈdʒiŋ]、1941年12月1日生まれ）は、イタリア系アメリカ人の物理学者、技術者、発明家、起業家である。彼は、世界初の商用マイクロプロセッサであるIntel 4004の設計者として知られる。彼は、Intelのマイクロプロセッサ開発の最初の5年間、4004（MCS-4）プロジェクトと設計グループを率いた。ファジンは、 1968年にフェアチャイルドセミコンダクターに勤務していたときに、MOS半導体メモリチップ、CCDイメージセンサー、マイクロプロセッサを可能にした自己整合MOS（金属酸化膜半導体）シリコンゲート技術（SGT）も開発した。 4004の後、彼はランダムロジックチップ設計のためのSGT手法を使用してIntel 8008と8080の開発を主導しました。これは初期のIntelマイクロプロセッサの作成に不可欠でした。彼は、マイクロプロセッサ専用の最初の会社であるZilogの共同設立者（ラルフ・アンガーマンと）兼CEOであり、 Zilog Z80およびZ8プロセッサの開発を主導しました。 ^{[2]彼は後にCygnet Technologies、そして}Synapticsの共同設立者兼CEOを務めました。

2010年、彼は2009年国家技術革新賞を受賞しました。これは、米国が技術進歩に関する功績に対して授与する最高の栄誉です。^{[3] 2011年、ファギンは米国の大学や研究機関における意識の科学的研究を支援するためにフェデリコ・アンド・エルビア・ファギン財団を設立しました。2015年、ファギン財団は、}カリフォルニア大学サンタクルーズ校のファギン家情報物理学会長職に100万ドルの基金を設立し、「物理学と数学、複雑系、生物物理学、認知科学などの関連分野の境界における基本的な問題と、物理学における情報という統一テーマの研究」を推進しました。^[4]

イタリアのヴィチェンツァに生まれたフェデリコは、知的な環境で育った。彼の父、ジュゼッペ・ファギン^[5]は学者で、多くの学術書を執筆し、プロティノスの『エネアス』をギリシャ語原文から現代イタリア語に翻訳し、注釈も付けた。フェデリコは幼い頃から技術に強い関心を持っていた。彼はヴィチェンツァの技術高校、ITISアレッサンドロ・ロッシに通い、後にパドヴァ大学で物理学の学位を首席で^{取得した[6]}。

ファギンは19歳でオリベッティに入社した。そこで彼は4K×12ビットの磁気メモリを備えた小型デジタルトランジスタコンピュータの共同設計と実装を主導した（1960年）。 ^[7]オリベッティの研究開発部門はその後、世界初のプログラム可能なデスクトップ電子計算機の1つであるオリベッティ・プログラムマ101（1964年）を開発した。^{[8] [9] [10]}この最初の職務経験の後、ファギンはパドヴァ大学で物理学を学び、1965年から1966年の学年度に物理学の3年生に電子工学実験コースを教えた。

1967 年、彼はイタリアのSGS-フェアチャイルドに入社し、同社初のMOSメタルゲート プロセス技術を開発し、同社初の商用 MOS 集積回路 2 種を設計しました。1968 年、SGS は彼をカリフォルニアに派遣しました。フェアチャイルドが SGS-フェアチャイルドを売却したとき、ファギンはフェアチャイルドと共にシリコン ゲート技術の開発を完了するという申し出を受け入れました。

シリコンゲートテクノロジー (SGT) は、 MOSFET以来、マイクロエレクトロニクスの進歩を牽引した最も影響力のあるテクノロジーの 1 つです。SGT がなければ、1970 年から 1971 年にかけて最初のマイクロプロセッサは開発されなかったでしょう。

1968年2月、フェデリコ・ファギンはパロアルトのフェアチャイルドセミコンダクターに入社し、シリコン自己整合ゲートを備えたMOSFETであるMOSシリコンゲート技術のプロジェクトリーダーとなり、その独自のプロセスアーキテクチャを発明しました。^{[11] [12] [13] [14] SGTは、すべての現代の}NMOSおよびCMOS集積回路の基礎となりました。これにより、1969～1970年にはMOS半導体メモリチップ、1970～1971年には初のマイクロプロセッサ、フローティングシリコンゲートを備えた初のCCDおよびEPROM（電気的にプログラム可能な読み取り専用メモリ） （1970～1971年）の作成が可能になりました。SGTは、当時のアルミニウムゲートMOS技術に取って代わり、10年以内に世界中で採用され、最終的にバイポーラトランジスタで構築された元の集積回路を時代遅れにしました。

フェアチャイルド社で、ファギンはシリコンゲート技術とセルフアラインMOSFETトランジスタを使用した最初の商用集積回路、フェアチャイルド3708を設計しました。 ^[15] 3708はデコードロジックを備えた8ビットアナログマルチプレクサで、メタルゲート技術を使用した同等のフェアチャイルド3705に代わるものでした。3708は5倍高速で、^[7]接合リークが100倍少なく、3705よりはるかに信頼性が高く、メタルゲートMOSに対するSGTの優位性を実証しました。参照：ファギン、F.、クラインT.（1969年）。「低しきい値のMOSデバイスのより高速な世代が、新しい波、シリコンゲートICの頂点に立っています」。エレクトロニクス、1969年9月29日。^[15]

フェデリコ・ファギンは1970年にフェアチャイルドからインテルに入社し、MCS-4マイクロプロセッサ・ファミリのプロジェクトリーダー兼設計者となった。このファミリには世界初のシングルチップ・マイクロプロセッサである4004が含まれていた。^[16]フェアチャイルドはSGTを活用しておらず、ファギンは新しい技術を使って高度なチップを設計したいと考えていた。

4004 (1971) は、ファギンがインテルで考案した新しいランダム ロジックチップ設計手法によって強化されたシリコン ゲート テクノロジ (SGT) の高度な機能によって実現しました。この新しい手法と、ファギンが考案したいくつかの設計革新により、マイクロプロセッサを 1 つの小さなチップに収めることができました。 ^{[17] [18]}シングル チップ マイクロプロセッサは、何年も先の未来に実現すると予想されていたアイデアですが、1971 年に SGT と 2 つの革新技術 ((1) 回路密度を 2 倍にする「埋め込み接点」、(2) 2 相クロックによるブートストラップ負荷の使用 (以前は SGT では不可能と考えられていました)) によって実現しました。これにより、速度が 5 倍向上し、チップ面積がメタル ゲート MOS の半分になりました。^[19]

^{ファギン[18]}が考案した設計手法は、インテルの初期のマイクロプロセッサの実装に利用され、後にザイログのZ80にも利用された。^[20]

Intel 4004 は、シングルチップ上の 4 ビット CPU (中央処理装置) で、日本の電卓メーカーであるビジコン向けに設計された 4 つのカスタム チップ ファミリの 1 つです。ファミリの他のメンバー (MCS-4 ファミリを構成) は、プログラム可能な入出力ラインを備えた 2k ビットのメタルマスク プログラマブル ROM の 4001、4 ビットの出力ポートを備えた 320 ビットのダイナミック RAM の 4002、および I/O エクスパンダとして使用する 10 ビットのシリアル入力およびシリアル/パラレル出力のスタティック シフト レジスタの 4003 です。ファギンは、インテルの経営陣に、顧客が 4004 を使用して制御システムを設計する方法を示し、MCS-4 を Busicom 以外の顧客に広く販売するというアイデアを推進しました。彼は、4004 をテスターのコントローラーとして使用して 4004 テスターを設計および構築し、ボブ ノイスを説得して、Intel が MCS-4 ラインを他の顧客に販売することを許可しない独占条項を Busicom と再交渉させました。

2009年、4004の貢献者4人がコンピュータ歴史博物館のフェローに選出された。アプリケーション研究部門の責任者であるテッド・ホフは、スタン・メイザーの支援を受け、ビジコムの嶋正敏と共同でアーキテクチャの提案と命令セットを策定した。しかし、彼らは誰もチップ設計者ではなく、新しいシリコンゲートテクノロジー（SGT）に精通していた者はいなかった。シリコンの設計は、マイクロプロセッサを作る上で欠けている重要な要素であり、他のことはすべてすでにわかっていた。フェデリコ・ファギンは、ホフとメイザーの関与なしに、別の部門でプロジェクトを主導した。ファギンは1968年にフェアチャイルドセミコンダクターでオリジナルのSGTを発明し、4004をシングルチップで実装できるようにするための改良と発明を追加した。嶋の定期的な支援を受けて、ファギンは1971年1月にチップ設計を完了した。

Intel 2102AはIntel 2102スタティックRAMの再設計であり、フェデリコ・ファギンがシリコンゲート技術とイオン注入を組み合わせたデプレッションロードを初めてIntelに導入した。設計は1973年末にフェデリコ・ファギンとディック・パシュリーによって行われた。2102Aは2102より5倍高速で、Intelに新たな方向性を開いた。^[21]

ファギンのシリコン設計手法は、インテルの初期のマイクロプロセッサの実装にすべて使用されました。^[17]

Intel 8008 は世界初のシングルチップ 8 ビット CPU であり、4004 と同様に p チャネル SGT で構築されました。8008 の開発は、1970 年 3 月に Hal Feeney に最初に割り当てられましたが、4004 が完成するまで中断されました。1971 年 1 月に Faggin の指揮の下で再開され、彼が 4004 用に開発した基本回路と手法が利用され、Hal Feeney がチップ設計を行いました。8008 の CPU アーキテクチャは、もともとCTC Inc.がDatapoint 2200インテリジェント ターミナル用に作成したもので、ディスクリート IC ロジックで実装されていました。

Intel 4040マイクロプロセッサ (1974) は、4004 CPU の大幅に改良されたマシン コード互換バージョンであり、標準メモリや I/O デバイスと直接インターフェイスできます。Federico Faggin が 4040 のアーキテクチャを作成し、設計作業を行った Tom Innes を監督しました。

8080マイクロプロセッサ（1974年）は、より高速なnチャネルSGTを使用した、市場初の高性能8ビットマイクロプロセッサでした。8080はファギンによって考案され、設計され、ファギンの監督の下で嶋正敏によって設計されました。 ^[22] 8080は8008アーキテクチャを大幅に改良したものでしたが、ソフトウェアの互換性は維持されていました。8008よりもはるかに高速で、外部メモリやI/Oデバイスとのインターフェイスも簡単でした。8080の高性能と低コストにより、開発者はパーソナルコンピュータの先駆けを含む多くの新しいアプリケーションにマイクロプロセッサを使用できるようになりました。^{[23] [24]}

ファギンは1974年末にインテルを離れ、ラルフ・ウンガーマンとともにザイログを設立し、ダイナミックメモリを除くすべてのMOS製品の研究開発部門のマネージャーとなった。^[22]

Zilog Z80は、マイクロプロセッサを専門に扱う最初の企業であるZilogによって開発された最初のマイクロプロセッサである。同社は1974年11月にフェデリコ・ファギンとラルフ・ウンガーマンによって設立された。ファギンは1980年末までZilogの社長兼CEOを務め、 Z80 CPUとそのプログラム可能な周辺機器ファミリを考案・設計した。また、島正俊がプロジェクトリーダーを務めたCPUの共同設計者でもある。^[25] Z80-CPUは8080から大幅に改良されたが、ソフトウェアの互換性は維持されていた。 8080よりはるかに高速で、レジスタと命令の数は2倍以上であり、いくつかのインテリジェントな周辺機器（プログラム可能な並列入出力コントローラのZ80-PIO、プログラム可能なカウンタタイマーのZ80-CTC、プログラム可能なシリアル通信インタフェースコントローラのZ80-SIO、およびプログラム可能な直接メモリアクセスコントローラのZ80-DMA ^[26]）を含むコンポーネントファミリの一部であった。このチップファミリにより、ミニコンピュータに匹敵するパフォーマンスを持つ強力で低コストのマイクロコンピュータの設計が可能になった。Z80-CPUは8080よりも大幅に優れたバス構造と割り込み構造を持ち、内部メモリリフレッシュコントローラを含んでいたため、ダイナミックRAMと直接インタフェースすることができた。Z80は、初期のパーソナルコンピュータの多くで使用されたほか、 MSX、ColecoVision、Master System、Game Boyなどのビデオゲームシステムでも使用された。Z80は2024年に生産を終了した。

Zilog Z8マイクロコントローラ（1978年）は、市場に出た最初のシングルチップマイクロコントローラの1つでした。8ビットCPU、RAM、ROM、I/O機能を統合しており、多くの制御アプリケーションに十分でした。ファギンはZilogを設立して間もない1974年にZ8を考案しましたが、その後Z80を優先することに決めました。Z8は1976年から1978年にかけて設計され、2024年に生産を終了しました。^[27]

コミュニケーションCoSystem（1984年）。CoSystemはファギンによって考案され、ファギンの2番目のスタートアップ企業であるCygnet Technologies, Inc.によって設計および製造されました。パーソナルコンピュータと標準電話回線に接続されたCoSystemは、電子メール、データベースアクセス、音声通信中のコンピュータ画面の転送、通話記録の保存など、ユーザーのすべての個人的な音声およびデータ通信を自動的に処理できます。CoSystemをカバーする特許^[28]は、パーソナルコミュニケーション分野で頻繁に引用されています。

1986年、ファギン氏はシナプティクス^[29]を共同設立し、1999年までCEOを務め、1999年から2009年までは会長を務めた。シナプティクスは当初、アナログVLSIを使用したパターン認識アプリケーション用の人工ニューラルネットワークの研究開発に専念していた。シナプティクスは1991年に世界初のシングルチップ光学文字認識装置であるI1000を発表した。1994年、シナプティクスは当時ラップトップコンピュータで使用されていた扱いにくいトラックボールに代わるタッチパッドを発表した。タッチパッドは業界で広く採用された。シナプティクスは初期のタッチスクリーンも発表しており、これは最終的にインテリジェントフォンやタブレットに採用され、現在では市場を独占しているアプリケーションとなっている。ファギン氏は製品の基本アイデアを考案し、多くのブレーンストーミングセッションを通じてアイデアをさらに洗練させたエンジニアのグループを率いた。ファギン氏はシナプティクスに譲渡された10件の特許の共同発明者である。

2003年から2008年までフォビオンの社長兼CEOを務めていた間、ファギン氏は会社を活性化し、新しい技術とビジネスの方向性を提示し、競合製品の約半分のチップサイズでありながら、すべての重要なパラメータにおいて競合他社の最良センサーを上回る画像センサーを生み出した。^[要出典]ファギン氏はまた、 2008年11月に 日本のシグマ株式会社によるフォビオンの買収を成功に導いた。

2011年に設立された「フェデリコ・アンド・エルビア・ファギン財団」は、米国の大学や研究機関における意識の科学的研究を支援している。財団の目的は、理論的および実験的研究を通じて意識の理解を深めることである。ファギンの意識への関心は、1986年に彼が設立した会社であるシナプティクスでの人工ニューラルネットワークの研究に端を発しており、意識を持つコンピューターを構築できるかどうかという彼の探求を促した。^[30]

フェデリコ・ファギンは著書「意識、人生、コンピューター、そして私たちの自然」（Mondadori、2022年）で、意識は純粋に量子的な現象であり、私たち一人ひとりに固有のものであるという意識の理論を提唱しました。この理論は、クローン不可定理とホレボの定理という2つの量子物理学の定理によってサポートされています。前者は、純粋な量子状態は再現不可能であると述べています。後者は、測定可能な情報の量を、状態を記述する各量子ビットにつき1つの古典ビットに制限しています。したがって、意識的な経験（クオリア）は純粋状態の本質的な特性をすべて備えているため、純粋な状態にある量子システムはその状態を認識していると仮定することができます。つまり、それは外部から最小限しか知ることができない私的な知識です。しかし、経験の数学的表現（純粋状態）は、経験を説明するものではなく、経験はプライベートなままであり、その状態にあるシステムによって内部からのみ知ることができる。古典的な情報は再現可能（プログラムとデータは完全にコピー可能）であるのに対し、量子状態はプライベートであるため、古典的な機械が意識を持つことは決してない。したがって、意識は体の機能とは関係がなく、体が死んだ後も存在し続けることができる。体は、意識によって「トップダウン」で制御されるドローンのように動作する。新しいダリアーノ＝ファギン理論は、情報原理から量子理論を導出したジャコモ・ダリアーノ教授の研究の理論的研究[9] ^[明確化]と、意識の性質に関するフェデリコ・ファギンの経験的、哲学的、科学的研究に基づいています。^[31]

• Faggin, F.、Klein, T.、および Vadasz, L.: シリコン ゲートを備えた絶縁ゲート電界効果トランジスタ集積回路。自己整合ゲートを備えたシリコン ゲート技術は、開発者の Federico Faggin によって、1968 年 10 月 23 日にワシントン DC で開催された IEEE 国際電子デバイス会議で発表されました。この新しい技術により、ダイナミック RAM メモリ、不揮発性メモリ、CCD センサー、およびマイクロプロセッサの設計が可能になりました。
• フェデリコ・ファギンとトーマス・クライン: 「低しきい値のより高速な世代の MOS デバイスが、新しい波であるシリコン ゲート IC の頂点に立っています」。Electronics (1969 年 9 月 29 日) に掲載されたこの記事では、1968年にフェアチャイルドのフェデリコ・ファギンが設計した、シリコン ゲート テクノロジーを使用した世界初の商用集積回路であるフェアチャイルド 3708 が紹介されています。
• F. Faggin、T. Klein:シリコンゲート技術。「ソリッドステートエレクトロニクス」、1970 年、第 13 巻、pp. 1125–1144

• F. Faggin と ME Hoff: 「標準部品とカスタム設計を4 チップ プロセッサ キットに統合」。Electronics 、1972 年 4 月 24 日
• F. Faggin 他：「MCS-4 LSI マイクロコンピュータ システム」IEEE 1972 リージョン 6 カンファレンス。
• Faggin, Federico、Capocaccia, F. 「新しい統合型 MOS シフト レジスタ」、Proceedings XV International Electronics Scientific Congress、ローマ、1968 年 4 月、pp. 143–152。この論文では、1967 年末に SGS-Fairchild (現在の ST Micro) で開発された新しいスタティック MOS シフト レジスタについて説明しています。この後、Federico Faggin は 1968 年 2 月にパロアルト (カリフォルニア州) の Fairchild の R&D に加わりました。Faggin は後にこの新しいシフト レジスタを MCS-4 チップ (4004 を含む) で使用しました。
• 4004 設計 (1971) のイニシャル FF (Federico Faggin)。4004 には、チップの片隅に設計者 Federico Faggin のイニシャル FF が刻まれています。チップに署名することは、作者としての誇りを示す自発的な行為であり、多くの Intel 設計者が彼の後を追って模倣した独創的なアイデアでもありました。
• Busicom 141-PF プリンティング電卓エンジニアリング プロトタイプ (1971 年)。(カリフォルニア州マウンテン ビューのコンピュータ歴史博物館への Federico Faggin 氏寄贈)。CHM コレクション カタログには、Busicom 141-PF デスクトップ電卓のエンジニアリング プロトタイプの写真が掲載されています。エンジニアリング プロトタイプには、世界で初めて製造されたマイクロプロセッサが使用されていました。このユニークなプロトタイプは、4004 と他の 3 つのメモリおよび I/O チップ (MCS-4 チップセット) の設計と開発を指揮した Federico Faggin 氏への、Busicom 社長の小島義雄氏からの個人的な贈り物でした。Faggin 氏は 25 年間このプロトタイプを自宅に保管した後、1996 年に CHM に寄贈しました。

• 「マイクロプロセッサの誕生」、Federico Faggin 著。Byte、1992 年 3 月、第 17 巻第 3 号、145 ～ 150 ページ。
• 「4004年の歴史」フェデリコ・ファギン、マーシアン・E・ホフ・ジュニア、スタンリー・メイザー、島正敏著。 IEEE Micro、1996 年 12 月、第 16 巻第 6 号。
• 「Faggin、Hoff、Mazor、Shima の 4004 マイクロプロセッサ」。IEEE Solid State Circuits Magazine、2009 年冬、第 1 巻第 1 号。
• 「MOS シリコン ゲート テクノロジーと最初のマイクロプロセッサ」、Federico Faggin 著。La Rivista del Nuovo Cimento、2015 年 12 月 12 日号。SIF (イタリア物理学会)
• 「マイクロプロセッサの作り方」フェデリコ・ファギン著。ネイチャー・エレクトロニクス第1巻、2018年1月。オンライン公開：2018年1月8日
• 「難問と自由意志：情報理論的アプローチ」ジャコモ・マウロ・ダリアーノとフェデリコ・ファギン著。arXiv:2012.06580 2021年1月28日

• シリコン：マイクロプロセッサの発明から意識の新しい科学まで、フェデリコ・ファギン著。ウォーターサイドプロダクション（2021年2月）
• 人工知能と自然知能シュプリンガー・インターナショナル・パブリッシング、2022年1月
• Irriducibile - La coscienza、la vita、i computer e la nostra natura by Federico Faggin。モンダドーリ (2022 年 8 月) 「現実の現実を説明できないのは、理解できないことです。」
• フェデリコ・ファギン著『Irreducible - Consciousness, life, computers, and human nature 』。Essentia Books 2024。
• オルトレは目に見えない。 Dove scienza e spirità si uniscono Mondadri (2024 年 6 月)。

上記賞の出典：^[46]

• 2012年：アルメニア大統領よりグローバル情報技術賞受賞。^[47]
• 2012年：工科大学（アルメニア）より名誉博士号授与
• 2012: フランチェスコ・プロフーモ大臣とイング教授によりプレミオ・フランカ・フロリオが授与されました。パトリツィア・リブレリ
• 2013年：チャップマン大学（カリフォルニア州）より名誉理学博士号を授与^[48]
• 2014年：イタリア物理学会よりエンリコ・フェルミ賞受賞：「1971年に最初の現代マイクロプロセッサの実現につながったMOSシリコンゲート技術の発明に対して。」
• 2018年：フェデリコ・ファギンが、自己整合MOSシリコンゲート理論と技術、および世界初のマイクロプロセッサの開発への多大な貢献により、2018年IEEEイタリア支部名誉賞を受賞
• 2018年：アメリカ科学振興協会による2018年AAASフェロー
• 2019: ピサ大学 (イタリア) Università di Pisaでコンピューター工学の博士号 (Dottorato di Ricerca) 名誉博士号を取得。
• 2023年: ボローニャ大学のシギラム・マグナム

ウィキメディア・コモンズには、フェデリコ・ファギンに関連するメディアがあります。

Wikiquoteにフェデリコ・ファギンに関する引用があります。

• Intel 4004 マイクロプロセッサとシリコン ゲート テクノロジ、4004 の設計者であり、それを実現するテクノロジの開発者である Federico Faggin の証言 – Federico Faggin が、Intel 4004 の開発の詳細、歴史、およびそれを可能にした自身の発明、革新、アイデアについて自ら語ります。
• Foveon.com の「エグゼクティブ プロフィール」
• IEEE グローバル歴史ネットワーク フェデリコ・ファギンの伝記
• フェデリコ・ファギンの口述歴史コンピュータ歴史博物館。2004-05 年に録音
• Busicom 計算機エンジニアリング プロトタイプ (カリフォルニア州マウンテン ビューのコンピュータ歴史博物館への Federico Faggin 氏寄贈)。
• YouTubeの Intel Intellec 4 マイクロコンピューターのビデオ
• 「コンピュータは依然として人間の知能に及ばない」インテル 4004 マイクロプロセッサの発売から 40 年後のフェデリコ ファギン氏へのビデオと記事のインタビュー