MEMSがもたらす新産業
(電波新聞寄稿 2009年1月6日版)

 米国のサブプライムローン破綻から始まった金融危機がまたたく間に世界中に広がり、世界同時不況の様相を呈してきている。わが国でも景況が急速に悪化しつつあり、連日テレビや新聞で厳しい経済状況が大きく報じられている。

 このような状況は、わが国のかつてのバブル崩壊時の状況とよく似ていて、やはりマネーが暴走する実態を伴わない経済は危ういということを再認識させてくれた。わが国は実態のある経済基盤として優れた先端技術力を保持し、これに裏打ちされた強靱な製造業をベースとして経済回復・発展に努めることが重要である。

 MEMS(微小電気機械システム)産業はわが国の成長分野である。MEMSの応用分野が広がり、半導体が産業のコメと言われるのに対してMEMSは産業のマメと称されるようになり、今や製造業のキーデバイスとして大きな注目を集めている。今後はMEMSの市場規模の急速な拡大が予測され、参入企業が着実に増加している。また、MEMS技術の革新を目指す技術開発プロジェクトも次々に立ち上っている。



急速に成長するMEMS関連市場

 (財)マイクロマシンセンターが2007年に調査したMEMS関連市場の今後の推移を見ると、2005年の国内MEMS関連市場は約4,400億円だが、2010年の市場は1兆1,700億円、2015年の市場は2兆4,000億円と急速な成長を予測している。MEMS関連市場を産業分野別にみると、2005年においては自動車分野、情報通信分野の2分野で全体市場の71%を占めており、この傾向は2010年でも変わらないが、2015年では、他の産業分野の割合が徐々に増えてくると予測される。

 特に、アミューズメント分野(ゲーム機器)、精密機器分野、医療福祉機器分野の拡大が顕著になっている。また市場規模をMEMSのデバイス種別でみれば、2005年の市場約4,400億円のうち57%強が「センサーMEMS」であり、この割合は2010年が55%、2015年が55%強と徐々に低下し、年を追うごとに光MEMS、RF-MEMS、流体MEMS、バイオ・化学MEMSの割合が徐々にではあるが増加していくと見られる。

 産業分野別とMEMSデバイス種別の両面からMEMS市場を見てみると、現在の市場は、センサーMEMSを中心に、自動車分野、情報通信分野が牽引している。この傾向はMEMS関連市場の基調として今後も続くが、光MEMS、RF-MEMS、流体MEMS、バイオ・化学MEMSなどは、光技術との融合、ナノ・バイオプロセスとを融合したマイクロナノ統合製造技術など異分野融合が進展することにより、健康・医療、環境・エネルギー、快適生活空間実現などへの応用が広がっていくものと見られる。



技術開発の重要性

 このように今後の市場の拡大が見込まれる中で、市場ニーズに的確に対応するMEMSデバイスや応用製品を開発し供給するため、製造インフラの整備を進めることが肝要である。特にMEMSの進化を支える技術開発プロジェクトの役割は極めて大きいと言えよう。技術開発プロジェクトは、国の予算を原資とする国プロ方式が多い。個々のプロジェクトの予算額は対象とする産業の規模と比べるとかなり小さいが、将来の産業発展に対するトリガー効果を有する大変有効な施策であると考えられる。

 すなわち、開発目標の先進性ゆえ多くに企業に対して将来の発展方向を示す効果がある。また基盤技術開発を主とすることから、ものづくりの基礎技術力が涵養され、周辺企業への技術波及も見込まれ、ひいては中長期的な関連産業の力強い上昇をもたらし得るなど大きな産業支援効果が期待される。

 MEMS分野においても、MEMSの進化に対応すべく次々と先駆的な技術開発プロジェクトが立ち上がってきている。現在MEMSは、自動車や携帯電話、情報機器、ゲーム機などいろんな製品にビルトインされているが、製品機能を向上させるため、限られたスペースに組み込まれたMEMSに対しても更なる小型化・高機能化、あるいは省電力・高信頼性などの要求が相次ぐ。これらのニーズに応えるMEMSは、従来の第1世代MEMSと区別して第2世代MEMSあるいは高集積・複合MEMS(ファインMEMS)と言われ、盛んに実用化を目指した研究開発行われている。

MEMS産業戦略シナリオ


高集積・複合MEMS(ファインMEMS)プロジェクト

 国プロ方式による高集積・複合MEMS(ファインMEMS)プロジェクトには8企業、8研究機関(大学、産総研、(財)マイクロマシンセンターなど)が参画して2006年度から2008年度までの3年間に亘り研究開発が行われてきた。近々開発が完了し、成果普及の段階に移行する予定である。研究内容は以下の通り。
①MEMS/ナノ機能の複合技術の開発
②MEMS/半導体の一体形成技術の開発
③MEMS/MEMSの高集積結合技術の開発
④高集積・複合MEMS 知識データベースの整備
⑤高集積・複合MEMSシステム化設計プラットフォームの開発

 これまで毎年、マイクロマシン・MEMS展の会場の中で中間成果発表会が開かれてきたが、この分野に対する関心の高さを反映して毎回多くの参加者で賑わっている。これらのMEMS集積化技術は、もちろんMEMSデバイスの革新をもたらすものだが、最近では半導体デバイスの3D化、集積化にとっても有力な技術としても注目されている。



BEANSが創出する新しいライフスタイル

 これは今年からスタートした国プロ方式の「異分野融合型次世代デバイス(BEANS:Bio Electoro-mechanical Autonomous Nano Systems)製造技術開発プロジェクト」のキャッチコピー。今のMEMSから進化した異分野融合型次世代デバイス(BEANS;第3世代MEMS)が将来の社会において実用化され、新しいライフスタイルを次々に創出していって欲しいという強い期待感が込められている。先端技術分野の技術開発を行い、その企業化をすすめ新しい産業を創るといった地道な取り組みになり、かなりの年月を要するが、このような取り組みが経済発展の王道だと確信する。

 ちなみに、このBEANSプロジェクトは2008年7月にスタートし、中核実施集中研であるBEANS研究所を中心として18企業、12大学、産総研などが結集して産学コンソーシアムを結成し、5年間に亘り研究開発を遂行することとしている。今後MEMS技術を飛躍的に発展させ、未来社会の「環境・エネルギー」、「医療・福祉」、「安全・安心」分野で新しいライフスタイルを創出する革新的次世代デバイス(BEAN)を創出することが急務とされていることから、本プロジェクトにおいては、MEMS技術とナノテクノロジー、バイオテクノロジー等の異分野技術を融合させ、BEANSの創出に必要な基盤的プロセス技術群を開発し、次なるイノベーションのためのプラットフォームを確立することを目指す。

 BEANSプロジェクトの研究開発テーマは以下の通り。
① バイオ・有機材料融合プロセス技術の開発」
 ●ナノ界面融合プロセス技術
 ●バイオ・有機材料高次構造形成プロセス技術
②「3次元ナノ構造形成プロセス技術の開発」
 ●超低損傷・高密度3次元ナノ構造形成技術
 ●異種機能集積3次元ナノ構造形成技術
 ●宇宙適用3次元ナノ構造形成技術
③「マイクロ・ナノ構造大面積・連続製造プロセス技術の開発」
 ●非真空高品位ナノ機能膜大面積形成プロセス技術
 ●繊維状基材連続微細加工・集積化プロセス技術
④「異分野融合型次世代デバイス製造技術知識データベースの整備」

  


産業発展のための環境整備活動

 技術開発プロジェクトがMEMS産業発展をプッシュすることは前述の通りだが、これ以外にも、人材育成、製造拠点強化、国際標準化の推進などの環境整備が、今後の継続的な産業発展にとって不可欠となる。

 このような問題意識から、(財)マイクロマシンセンターでは2年前からMEMS協議会を発足させ、環境整備活動を推進している。MEMS協議会は、わが国のMEMS企業を主なメンバーとして、国内大学、地域MEMS拠点、海外機関にはアフィリエートとして参加を求め、力を合わせてMEMS産業発展を支援するためのマイクロナノネットワークを形成している。現在の参加メンバー数は189(2008/10現在)に達しているが、関係企業、関係機関の更なる参加・協力を期待したい。