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研究領域紹介エレクトロニクス・製造領域 キーワード 情報処理 データ通信 センシング 製造プロセス 特徴 研究成果記事 研究ユニット -->   変化する「ものづくり」をリードする革新技術 エレクトロニクス・製造領域では、IT機器の大幅な省エネ化と高性能化の両立を可能とする世界トップ性能のデバイスの開発と、省エネ、省資源、低コストな産業活動の実現を可能とする革新的な製造技術の開発を目指します。さらに、先端エレクトロニクスを基礎としたセンシング技術と革新的製造技術を結びつけることによって超高効率な生産システムを構築し、わが国の産業競争力強化に貢献します。 重要戦略詳細 IT 機器の省エネ化と高性能化の両立を目指す IT 機器によるエネルギー消費量は、急増するネットワークトラフィック量に後押しされて、増加の一途をたどっています。さらに、IT 機器において処理すべきデータ量も増大しており、機器の高性能化が求められています。産総研は、低消費電力で大容量通信が可能な光ネットワーク、極低電圧で動作する電子デバイス、リフレッシュ動作が不要な不揮発メモリーなどの開発を通じて、IT 機器の大幅な省エネ化を推進します。また、さらなる高性能化に向けた新しい半導体デバイス技術やコンピューティング技術の創出を目指します。これらを通じて、到来が予想されるIoT（Internet of Things）時代における膨大なデータの処理を実現可能にし、その省電力化、高効率化に貢献します。 IoT 時代に対応する製造およびセンシング技術を開発 インフラや生産設備といった現場がもつ情報を迅速・的確に収集し、収集したデータを効果的に処理して現場にフィードバックすることで、高信頼で高効率な社会システムが実現できます。また、安全・安心な暮らしを実現するためにも、インフラの異常や有害物質などを検知する技術が求められています。産総研は、新たなセンシング技術、センサーネットワーク技術、収集データ利用技術などを開発することで、しなやかさ・復元力（レジリエンス）と産業競争力の強化を目指した製造網（Web of Manufacturing）の実現、社会インフラの維持管理の効率化・高度化の実現に貢献します。 資新たな設計・製造技術で、ものづくりにおける産業競争力強化を目指す わが国の産業競争力強化と、産業活動による環境負荷低減を両立するためには、新しい製造技術が必要不可欠です。製造業における設計プロセスや、実際の製造プロセスをトータルで開発することにより製造業の高効率化が実現できます。産総研では、常に変化しうる多様なニーズに迅速に対応し、製品を省エネ、省資源、低コストで製造できる技術として、設計マネージメント技術、印刷デバイス技術、ミニマルファブ技術、MEMS デバイス技術の開発に取り組みます。 先進コーティング技術で課題解決へ エレクトロニクス産業で用いられている半導体などの電子材料は、高度なプロセスによって積層化、集積化する必要がありますが、高温でのプロセスが必要な材料では、製造装置やプロセスの改良が課題です。高度機能をもつ電子部材は、絶縁性や耐食性などの緻密な表面処理が求められます。また、製造業においては、製品の高機能・高付加価値化と同時に生産コスト低減の両立が必要で、それを達成する革新的な製造プロセスが強く求められています。産総研では、パワーモジュール、燃料電池、構造材料といった、さまざまな産業用部材、基材に対し、自在にコーティングできる先進技術の開発を進めており、その技術を核に、コーティングに関するワンストップソリューションの提供を行っています。   最近の研究成果 植物油上に水を載せるだけで超低摩擦表面を実現 疎水親油性処理を行った部材表面上に、植物油の構成物の一種であるオレイン酸をぬれ広がらせ、その油面上に水を載せた、複数の潤滑流体を保持した表面を開発し、摩擦係数0.01以下の超低摩擦を実現させることに成功した。従来、大量の潤滑油、あるいはグラフェン等の高価な潤滑材料を用いることで摩擦を低減させていたが、本技術では、疎水親油性表面上に薄くぬれ広がった植物油と少量の水のみで超低摩擦状態を実現できる。本技術の応用により、低摩擦化が必要な機器の接触部位に、潤滑油膜上に水を添加するだけで、低コストかつ低環境負荷な超低摩擦潤滑流体表面として、自動車や産業機器等における摩擦によるエネルギー損失を減らし、エネルギーの効率的利用の促進を通じて、CO2削減への貢献が期待される。 超低摩擦表面の模式図（左）と摩擦係数および摩擦後の表面観察結果（右） 疎水親油性処理した部材表面上にオレイン酸をぬれ広がらせ、その上に水を載せた表面。 酸化物系固体電解質材料を用いた電極で全固体電池の室温作動に成功 次世代リチウムイオン電池である酸化物系全固体電池向けの高容量正極および負極を新たに開発し、リチウムイオン電池の長年の課題であった安全性の大幅な向上に道筋をつけることができた。可燃性の有機電解液を用いる従来のリチウムイオン電池に対し、難燃性の無機の固体電解質粒子を用いる全固体リチウムイオン電池は安全性を飛躍的に改善できる。特に、酸化物系固体電解質材料は硫化物系固体電解質材料と異なり、有毒ガス発生の危険性がなく、より安全な電池を実現できるとされる。しかしながら、その充放電反応は粒子間接点を介して進行するため、一般的な硬い酸化物系固体電解質粒子を用いると粒子間の接触が悪く、高い電池性能を得ることが難しかった。また、高容量活物質であるLi2SやSiは反応性が低いため、室温作動条件では酸化物系固体電解質材料を用いることができなかった。今回、高変形性酸化物系固体電解質の原料を導電材および電極活物質(Li2SまたはSi)と合わせてメカニカルミリング処理することで、一段階で高性能な酸化物系全固体リチウム硫黄電池用のLi2S正極およびSi負極合材を得る技術を開発した。この正・負極を組み合わせたフルセル試験にて25℃でエネルギー密度283 Wh/kg(正・負極重量基準)と、従来の酸化物系固体電解質材料を電極に用いた全固体リチウムイオン電池と比べ大幅に高いエネルギー密度を達成することができた。本技術は、短絡耐性および製造面で優れており、次世代電池の早期実現への貢献が期待される。 酸化物系の電極合材における全固体電池のフルセルエネルギー密度(正極+負極重量基準) --> 研究成果記事へ   研究ユニット紹介 研究ユニットとは？専門性・技術的類似性に基づいて分類される研究組織の単位 製造技術研究部門 デバイス技術研究部門 電子光基礎技術研究部門 センシングシステム研究センター 新原理コンピューティング研究センター プラットフォームフォトニクス研究センター 先端半導体研究センター その他の研究推進組織 オープンイノベーションラボラトリ産総研と大学の研究を融合するため、大学のキャンパス内に設置させる組織 産総研・名大 窒化物半導体先進デバイスオープンイノベーションラボラトリ 産総研・東大 AIチップデザインオープンイノベーションラボラトリ 連携研究ラボ・連携研究室 特定企業のニーズに特化した研究や大学・海外機関との共同研究を重点的に行うため、産総研内に設置される組織 TEL－産総研先端材料・プロセス開発連携研究室 NEC－産総研量子活用テクノロジー連携研究ラボ ＪＸ金属－産総研 未来社会創造 素材・技術連携研究ラボ プラットフォーム・コンソーシアム産総研が運営するテーマ別の研究会 IMPULSEコンソーシアム 先端半導体製造技術コンソーシアム Siフォトニクスコンソーシアム 次世代グリーンデータセンター用デバイス・システムに関する協議会 研究開発拠点 次世代コンピューティング基盤開発拠点 製造技術研究部門 製造業の持続発展に寄与するスマート製造技術の研究開発 わが国の産業基盤としての製造業の持続発展・強化のため、材料・加工プロセス・設計・計測評価を一体とした研究開発に取り組んでいます。素材・材料に合わせた加工プロセスの最適化や複合化技術、機能設計や加工工程を含む設計情報技術、プロセスやプロダクトのその場計測・評価技術と設計や加工へのフィードバックなど、基礎的知見の集約から技術の統合・融合まで、製造技術の高度化に資する研究開発に取り組み、産業界へ新しいものづくりのコンセプトを提案、実証します。 また、地域産業の活性化を念頭においた公設試験研究機関や地域企業の技術と製造技術研究部門の技術やアイデアを結び付けた新たな製造ネットワークの構築と連携拠点の形成を推進します。 研究拠点／所在地 つくばセンター（東） 〒305-8564 茨城県つくば市並木1-2-1 WEBサイト 製造技術研究部門WEBサイト デバイス技術研究部門 サイバーフィジカルシステムを高度化するエレクトロニクス・デバイス創成 大規模データを利活用するための非ノイマン型情報システムや、変種変量生産に適した製造技術やマイクロ電子機械システム（MEMS）、社会ニーズに対応する各種高機能デバイスの実現、実用化を進めています。 これらの研究開発を推進するため、MEMSファウンドリー等を運用しています。 当部門は、これらの成果の産業界や社会への橋渡しを実行し、わが国の半導体関連産業等の競争力を強化し、サイバーフィジカルシステムの高度化に貢献していきます。 参画する技術研究組合 技術研究組合NMEMS 技術研究機構 研究拠点／所在地 つくばセンター（中央、東） 〒305-8568 茨城県つくば市梅園1-1-1 中央第2 TEL：029-861-3483 / FAX：029-861-5088 WEBサイト デバイス技術研究部門WEBサイト 電子光基礎技術研究部門 理論・材料から、素子・システムまで 私たちの社会は様々な情報処理機器と情報ネットワークによって支えられており、それらはいまや、電気や交通網と同じ、社会インフラ・生活インフラとなっています。この「サイバー空間」と私たちの現実世界をつなぐ役割を担っているのは電子と光です。 電子光基礎技術研究部門では、情報の処理・記録・センサ・ディスプレイなどの電子と光にかかわる技術の研究開発を進めています。また、光や電子の特性を生かした新たな科学技術分野の創出、省エネルギー技術の開発、医療や製造技術につながる技術の開発にも取り組んでいます。 研究拠点／所在地 つくばセンター（中央） 〒305-8568 茨城県つくば市梅園1-1-1 中央第2 TEL：029-861-3490 / FAX：029-861-5627 WEBサイト 電子光基礎技術研究部門WEBサイト センシングシステム研究センター 生活の安全・安心を支える高性能センシングの開発拠点 あらゆる人が質の高いサービスを受けられ、活き活きと快適に暮らすことのできる超スマート社会（Society5.0）の構築には、サービスの基となる情報の取得が重要であり、そのための高度センシング技術の開発が求められています。センシングの対象は自動車や工場などの機械システムや、道路や橋などのインフラ、職場や生活環境などさまざまです。中でも、日常生活環境におけるウイルスなどの病原体からの脅威や、人々の心身で感じている快適さや苦痛といった感性など、対象が見えないもののセンシングは困難を伴います。 当研究センターでは、生産・移動などの機械システム・社会システム情報に加え、これら人々の内面情報、生活環境情報などを見える化し、安全・安心で心身ともに健康で、活力のある豊かな暮らしに貢献する高度センシング技術の開発を目指します。 参画する技術研究組合 先進コーティングアライアンス（ADCAL) 研究拠点／所在地 つくばセンター（中央、東）、九州センター 〒305-8565 茨城県つくば市東1-1-1 中央第5 TEL：029-861-4516 / FAX：029-849-1047 WEBサイト センシングシステム研究センターWEBサイト 新原理コンピューティング研究センター 量子コンピューター等の非ノイマン型コンピューティング技術の実現を目指して 日本が目指す未来社会「Society 5.0」では、クラウドコンピューティングおよびエッジコンピューティングの両方において情報処理量の爆発的な増大が見込まれています。しかし、デジタル回路技術とノイマン型コンピューティングをベースとする従来の情報処理技術だけでは、将来的に情報量増大への対応は困難になると予想されています。 そこで新原理コンピューティング研究センターでは新しい物理原理に基づく非ノイマン型コンピューティング技術を開発し、従来技術では達成できないような飛躍的な情報処理能力の向上によりSociety 5.0の実現に寄与することを目指します。具体的には、スピントロニクス素子技術を活用した脳型（ニューロモルフィック）コンピューティング回路、情報処理および通信の省電力化のための電圧駆動型不揮発性メモリVC-MRAMや超高速不揮発性メモリSOT-MRAMなどの研究開発を推進します。 研究拠点／所在地 つくばセンター（中央） 〒305-8568 茨城県つくば市梅園1-1-1 中央第2 TEL：029-861-5433 / FAX：029-861-3432 WEBサイト 新原理コンピューティング研究センターWEBサイト プラットフォームフォトニクス研究センター シリコンフォトニクスによる持続発展可能な「プラットフォーム」の創出 Society5.0を支える情報通信には、広域からチップ間までのあらゆる領域で大容量、省電力、低遅延、高セキュリティが求められています。フォトニクスはそのすべてにおいて優れていますが、仮想化が一層進む次世代情報基盤技術に適した新しいフォトニクス技術の創出が必要となっています。 プラットフォームフォトニクス研究センターでは、産総研が保有する世界最高峰のシリコンフォトニクス技術を発展させエコシステムを構築しながら、異種材料集積・大規模光チップ技術、光電子融合コパッケージ技術、大規模光スイッチシステム技術、光ネットワーク仮想化技術の研究開発を行います。これらの技術を中核にして、サイバーフィジカルシステムがフォトニクスを「プラットフォーム」として利活用できる技術の創出を目指します。 研究拠点／所在地 つくばセンター（中央・西） 〒305-8568 茨城県つくば市梅園1-1-1 中央第2 TEL：029-861-5254 / FAX：029-861-5255 WEBサイト プラットフォームフォトニクス研究センターWEBサイト 先端半導体研究センター 先端半導体向けの材料、デバイス、プロセス、設計、環境負荷評価の研究開発 半導体は私たちの生活のさまざまな場面で活用され、社会課題の解決や産業競争力強化になくてはならない存在となっており、国内における先端半導体製造基盤の確保が強く求められています。 先端半導体研究センターでは、2nm世代や2nm世代以降の先端半導体に必要となる材料、デバイス、プロセス、設計、環境負荷評価の研究開発に取り組むとともに、共用設備であるスーパークリーンルーム(SCR)や未踏デバイス試作共用拠点(COLOMODE)、AIチップ設計拠点において、研究開発と試作サービス提供、人材育成を一体として実施することにより、先端半導体の製造基盤を確保し、オープンイノベーションを推進する中核拠点となることを目指します。 参画する技術研究組合 技術研究組合　最先端半導体技術センター 研究拠点／所在地 つくばセンター（中央・西）、産総研-東大AIチップデザインOIL 〒305-8569 茨城県つくば市小野川16番地1 WEBサイト 先端半導体研究センターWEBサイト エレクトロニクス・製造領域 連絡先：エレクトロニクス・製造領域　研究企画室 メール：rpd-eleman-ml*aist.go.jp（*を@に変更して送信下さい。） 産総研について アクセス 調達情報 研究成果検索 採用情報 報道・マスコミの方へ メディアライブラリー お問い合わせ English ニュース お知らせ一覧 研究成果一覧 イベント一覧 受賞一覧 研究者の方へ はじめての方へ 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