機械システム分野 2013
M
EMS
独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構
分
NEDOは、産学官の英知を結集し、国際的なネットワークを活かしながら、
エネルギー・地球環境問題の解決と産業技術の競争力強化を目指します。
新エネルギーおよび省エネルギー技術の開発と、実証試験、導入普及業務を積極的に展開し、新エネルギーの利 用拡大とさらなる省エネルギーを推進します。さらに、国内事業で得られた知見を基に、海外における技術の実証 等を推進し、エネルギーの安定供給と地球環境問題の解決に貢献します。 日本の産業競争力の源泉となる産業技術について、将来の産業において核となる技術シーズの発掘、産業競争 力の基盤となるような中長期的プロジェクトおよび実用化開発までの各段階の研究開発を、産学官の英知を結集 して高度なマネジメント能力を発揮しつつ実施することにより、新技術の市場化を図ります。エネルギー・地球環境問題の解決
産業技術の国際競争力の強化
NEDOのミッション
1970年代に世界を襲った２度のオイルショックを契機に、エネルギーの多様化が求められ
る中、新たなエネルギー技術の開発を使命に、エネルギー問題解決の先導役として、1980年に
設立されました。
1988年に産業技術に関する研究開発業務が追加され、それ以来、国際競争力の向上を目指
し、社会の様々な課題を解決するため、技術開発・事業実証・標準化などの制度整備を一体的に
推進しています。
エネルギー問題 経済発展 少子高齢化 環境問題 資源対策 グローバル動向技術開発
（実用化・事業化）事業実証
（産業・市場創造）制度整備
（標準化、政策提案）NEDOの
技術開発
マネジメント
様々な課題を解決
NEDOは
日本最大の技術開発推進機関です。
NEDO の概要INDEX
NEDOの概要… ……… ２
MEMS分野のプロジェクト年表… ……… ４
プロジェクト概要……… ６
社会課題対応センサーシステム開発プロジェクト
異分野融合型次世代デバイス製造技術開発プロジェクト
TOPICS…2012ー 2013……… 10
「第23回マイクロマシン／ MEMS展」に出展
2013 機械システム分野
〜 MEMS分野〜
＜機械システム分野の取り組み＞
ロボット分野においては、少子高齢化による労働力人口の減少や、作業
負荷増大への対応、製品・サービスの質や生産性のさらなる向上の必要性
等により、次世代のロボット技術による安全・安心の確保、生産性の向上
に対する期待が一層高まっています。そこでＮＥＤＯでは、生活・福祉分
野、公共・防災分野での活用が期待されるロボットの技術開発を行ってい
ます。
また、MEMS分野では微小電気機械システム（MEMS）技術を用いた超
小型センサーおよび及びそれらの制御システムの開発など、MEMSデバ
イスを活用した新たなサービスの実用化を目指した技術開発を実施して
います。
MEMS用設計・解析支援 システム
（MEMS-ONE） 開発プロ ジェクト
MEMSプロジェクト
1998
1999
2000
2001
2002
2003
2004
2005
マイクロマシン技術研究開発プロジェクト
①RF（高周波）－MEMS ②光MEMS ③センサMEMS の実用化に必要な製造技術を確立し、MEMSデバイスの 事業化を目指しました。また、確立した技術をファンドリー事業に展開し、MEMSデバイスの開発・生産を活性化 する環境の構築を行いました。MEMS分野プロジェクトの軌跡
MEMS分野プロジェクトの軌跡
①発電施設用高機能メンテナンスシステム ②マイクロファクトリ ③体腔内診断・治療システムのシステム化技術の完成を目指しました。 ＊４種類のシステムを、複数の異なるデバイスを組み合わせて実際に試作し、 システム化技術研究開発を推進。 ＊要素デバイスの高度化技術、計測・制御・評価等の共通基盤技術の研究開発。 MEMSプロセスに精通していない技術者でも、MEMSデ バイスを容易に設計し、マスク描画を行い、迅速に試作評価 ができるMEMS用設計・解析支援システムを開発しました。 接点バネ ミラーサイズ 径100μm 取り出し電極 パッケージウエハ センサチップ パッケージウエハ ICチップ 常温接合 トーションバー 接点 OV 電圧印加 復帰バネ 駆動電極RF-MEMS 光MEMS センサMEMS
●知識データベース ＊知識データの作成・収集・登録 ＊知識データベースの利用機能 ＊材料特性・プロセスデータの取得・登録 ＊材料データベースの利用機能 ●材料・プロセスデータベース ＊ファンドリーの試作データの取得 ＊MEMS材料の疲労試験 ＊ナノインプリントデータベース ○機能性デバイスの高度化…形状自在電池を実現 ○医療応用研究開発 …外径１㎜のレーザヘッドを持つ外径1.5 ㎜の血流速センシングレーザカテーテル ○共通基盤技術研究開発（制御） … 7 2 個 の ア ク チェータからなる 超多自由度メカニ ズムの階層型制御 技術 ○共通基盤技術研究開発（計測） …１μＮの分解能を実現 微小電気機械素子およびその創製技術のこと。米国では一般的に MEMSと呼ばれますが、日本では「マ イクロマシン（micromachine）」、ヨーロッパでは「MST（Microsystem Technology）」と呼ばれること もあります。米国においては半導体製造技術の応用、日本やヨーロッパにおいては多くがメカトロニクス 技術（機械装置に電子工学を融合した技術）の微小化の進展により、技術開発が進められています。 技術応用例としては、プロジェクタの光学素子の一種 DMD（Digital Micromirror Device）や、インク ジェットプリンタのヘッド部にある微小ノズル、圧力センサー、加速度センサー、流量センサーなどの各 種のセンサーなどがあります。今後は医療分野などでも応用が期待されています。
高機能センサネットシステムと低環境負荷型プロセスの開発
MEMS用設計・解析支援 システム
（MEMS-ONE） 開発プロ ジェクト
高集積・複合MEMS製造技術開発事業
社会課題対応
センサーシステム開発プロジェクト
異分野融合型次世代デバイス製造技術開発プロジェクト
●短期間での８インチラインの導入整備と グリーンセンサネットの実証 高機能センサネットシステム開発として製造現場に多数のセンサ を配置したセンサネットワークシステムを構築。空調制御すること で省エネ化の有効性や、多数配置可能なMEMSセンサ端末課題の把 握を行い、MEMSプロセス自体の低環境負荷化を目標としました。2013
2012
2011
2010
2009
2008
2007
2006
P.6⇨ P.8⇨ 今後成長が期待される自動車、情報通信、安全・安心、環境、医療等の市場 において必要不可欠となる、小型 ･省電力・高性能・高信頼性の高集積・複 合MEMSデバイスを製造する技術開発を行いました。 可変波長レーザー 超薄型MEMS擬似SOC SRRバイオセンサ モニタ付RGB-LED 3次元インターポーザー 1chip圧力センサ 小型、高性能、低価格な MEMSでバイスは、センサ、アクチュエータ等に使用されてお り、それらは、たとえば、自動車では横滑り防止やタイヤ空気圧モニター等の安全シス テム、スマートフォンでは、位置検出のためのモーションセンサや音響部品としての MEMSマイクロフォン、インクジェットプリンタではヘッド部にある微小ノズル、デ ジタルカメラでは手振れ補正のための角速度センサ（ジャイロ・センサ）など、幅広い アプリケーションで使われています。MEMS
はこんなところに応用されている
自動車 プリンター スマートフォン デジタルカメラv
グリーンMEMSセンサ
グリーンセンサネットワークシステム
グリーンセンサ端末（プラットフォーム技術）
MEMS分野プロジェクトの軌跡
MEMS分野プロジェクトの軌跡
さまざまな分野でセンサネットワークが導入され始めていますが、なかなか普及が進んでいません。そ
の理由として、
「センサの大きさ、設置面積等による設置箇所や設置個数の制約が大きい」
「電源や通信を有
線で配線すると、設置工事で大きな負担が必要となる」
「電池を内蔵して無線にする場合、現状のセンサや
送信技術では電力消費が多く、電池交換等のメンテナンスが必要である」ことが指摘されています。
本事業では、センサネットワークに使用されるセンサデバイスの共通的課題である、無線通信機能、自立
電源機能及び超低消費電力機能を搭載した革新的センサの開発を行うもので、環境計測やエネルギー消費
量等の把握およびエネルギー消費量の制御による低炭素社会等の実現を目指します。
社会課題対応センサーシステム開発プロジェクト
レイアウト・メンテナンスフリー、
ローコストＭＥＭＳセンサが牽引する
グリーンセンサネットワーク
平成 23年度 億円10 平成 26年度▶
【研究期間】 【予算額】 （平成25年度） 【PL】 前田 龍太郎技術研究組合ＮＭＥＭ技術研究機構 グリーンセンサネットワーク研究所 所長MEMS分野プロジェクトの軌跡
MEMS分野プロジェクトの軌跡
●端末・デバイス超低消費電力化 ●端末機能集積化技術の開発 ●超低消費電力無線通信技術の開発 ●コンセントレータの開発 ●電流・磁界センサ ●スマートコンビニ ●スマート製造ライン ●スマートコマーシャル ファシリティ ●スマートオフィス●スマート植物工場 ●スマートCR ●スマート精密部品工場 自立電源 電磁コイル 給電 ナノファイバー 自立電源 高効率電源 システム ●塵埃センサ ●赤外線アレーセンサ ●VOC濃度センサ ●CO2センサv
社会課題対応センサーシステム開発プロジェクト
レイアウト・メンテナンスフリー、
ローコストＭＥＭＳセンサが牽引する
グリーンセンサネットワーク
今後の展開
①革新的センサを用いた統合的エネルギー制御システムの構築に伴い、エネルギー消費量の可視化・最適化を通し て、10％以上の省エネ効果を見込む。 ②ユビキタスセンサネットワークの普及により1.2兆円規模の市場の創出を期待。共同研究先
技術研究組合ＮＭＥＭ技術研究機構グリーンセンサネットワークシステムの
構築・実証実験
研究開発成果等の他分野での先導的研究
３
４
グリーンセンサ端末および高感度受信機を用いた、 センサネットワークシステムの構築と実証実験 研究開発項目①～③で得られた成果の応用も睨みつつ、社会インフラ、農業および健康医療分野等へのセンサシステムの応用を検討する。グリーンＭＥＭＳセンサの開発
無線通信機能および
自立電源機能を搭載した
グリーンセンサ端末の開発
研究開発内容
１
２
店舗、製造現場及びオフィスなどのグリーン化を推進 するために必要な、既存センサに比較し大幅に低消費 電力となる小型のＭＥＭＳセンサ（グリーンＭＥＭＳ センサ）の開発 グリーンＭＥＭＳセンサの自立分散配置を可能とする 電源機能、通信機能及び信号処理機能を搭載した端末 （グリーンセンサ端末）の開発及び高感度受信システム の開発 電流・磁界センサ CO2センサ VOC濃度センサ 塵埃センサ 赤外線アレーセンサ センサネットモジュール （グリーンセンサ端末） 小型・低消費電力センサ （グリーンMEMSセンサ） フレキシブルアンテナ 専用LSI 信号処理IC 無線チップ 蓄電・発電デバイス 共通プラットフォーム 数ミリ角革新的センサ
のイメージ
v
「環境・エネルギー」
「医療・福祉」
「安全・安心」分野が抱える国家・社会的課題を解決するためには、
新たなライフスタイルを創出する革新的デバイス；BEANS（ビーンズ）を実現することが不可欠です。
本プロジェクトでは、さまざまな分野にわたるサイエンスとエンジニアリングを融合させ、これまで
の製造技術の概念・常識を打ち破る技術を創出することを目指しています。そして BEANSの創出に必
要な、新しいコンセプトに基づいた基盤的プロセス技術群を開発し、さらにプラットフォームを確立さ
せ、特定仕様のデバイス研究ではなく、デバイス開発のための汎用的なプロセス技術の研究を目的とす
るものです。
異分野融合型次世代デバイス製造技術開発プロジェクト
異分野融合による
プロセスイノベーションの創出
平成 20年度 8.2億円 平成 24年度▶
【研究期間】 【予算額】 （平成24年度） 【PL】 遊佐 厚 技術研究組合BEANS研究所長MEMS分野プロジェクトの軌跡
MEMS分野プロジェクトの軌跡
BEANS研究所・本部
（プロジェクト推進研究支援）
（18企業、８大学、１国研、３団体）※BEANS（Bio Electro-mechanical Autonomous Nano Systems）： ナノ・バイオとメカロトニクスを融合、自律分散で機能するデバイス・システム Life BEANS センター Macro BEANSセンター Life BEANS センター九州 3D BEANSセンター 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」 （1）非真空高品位ナノ機能膜大面積形成プロセス技術 （2）繊維状基材連続微細加工・集積化プロセス技術 産業技術総合研究所つくば東事業所 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」 東京大学 生産技術研究所 （1A）バイオ・ナノ界面融合プロセス （2A）バイオ高次構造形成プロセス技術 ①ーA「バイオ融合プロセス技術の開発」 （1B）有機材料・ナノ界面融合プロセス技術 （2B）有機材料高次構造形形成プロセス技術 九州大学 最先端有機光 エレクトロニクス研究センター ①ーB「有機材料融合プロセス技術の開発」 （1）超低損傷・高密度３次元ナノ構造形成技術 （2）異種機能集積３次元ナノ構造形成技術 東京大学 生産技術研究所 ②「3次元ナノ構造形成プロセス技術の開発」
v 【配向制御による有機ナノピラー形成】 【構築された３次元細胞組織】 平行配向し PTCDA上に CuPcを ピラー成長 ナノピラー /PCBM 塗布
今後の展開
委託先
バイオ、有機材料融合プロセス技術の開発
3次元ナノ構造形成プロセス技術の開発
マイクロ・ナノ構造大面積・
連続製造プロセス技術の開発
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
研究開発内容
１
２
３
４
①プロジェクト終了後、研究成果をプロジェクト参画企業が持ち帰り、各社独自で実用化研究を実施。 ②公的資金による研究のため、知的財産権と知識データベースを2013年から公開。 ③知的財産権について、実施許諾の範囲、実施料の算定基準等を公開し、利用者への技術移転を効率的に行える日本 で初めての仕組みを構築。 ④プロジェクト期間中に登録された累計約1,500件について、タイトルや記事内のキーワード検索機能、類似記事や 推奨記事の表示機能等を用いて知識データベースにアクセス可能。 技術研究組合BEANS研究所 東京大学 九州大学 SnO2多孔質構造 【多孔質構造ガスセンサ】 トレンチ 電極 生体内における薬物の吸収、代謝、排泄といった薬物 動態の評価・分析や臓器細胞の再構築などを創出。 プレート上に３次元細胞組織を構築するプロセス技 術を開発。 メータ級大面積デバイスの高機能化、低コスト化。 マイクロ ･ナノ構造を有する高品位機能膜をメータ 級の基板に真空プロセス装置を用いずに形成する製 造技術と、フレキシブルシートデバイスを実現する 製織技術を開発。 研究開発項目①～③ に関する研究開発成果や文献情報な どの新たな知見を系統的に蓄積し、1,500件をデータベー ス化するとともに、容易に検索 ･閲覧可能なデータベース システムを構築する｡ 各種センサの高感度化、省電力化、自立電源化、およ び情報通信・記録の大容量化。 超低損傷のエッチングや、ナノ粒子配列、ナノ構造修 飾・被覆、および異種材料の埋込みなど広範囲なプ ロセス技術を開発。 対象 対象 対象 内容 内容 内容 高効率有機太陽電池や有機EL素子などを創出。 微細加工技術や有機分子の自己組織化現象を駆使し て、ナノメータオーダで有機分子集合体構造を制御 するプロセス技術を開発。 対象 内容T o p i c s
2 0 1 2 ~ 2 0 1 3
Topic01「第23回マイクロマシン／ MEMS展」に出展
「第23回マイクロマシン／ MEMS展」は、ナノ・マイクロ技術の基礎研究から応用、デバイスの開発製造、そしてデバイ スのユーザーであるメーカーの開発者までが世界規模で一堂に会する展示会です。 本展示会において NEDOは、「異分野融合型次世代デバイス製造技術開発プロジェクト」と「グリーンセンサ・ネット ワークシステム技術開発プロジェクト（現在のプロジェクト名称は「社会課題対応センサーシステム開発プロジェクト」 の研究開発の成果を展示しました。 NEDOの出展ブースの様子 NEDO主催のセミナーの様子●
開催概要
＜会 期＞2012年７月11日（水）から13日（金）の３日間 ＜会 場＞東京ビッグサイト東２ホール ＜来場者＞10,985名 ＜主 催＞一般財団法人マイクロマシンセンター ＜共 催＞技術研究組合BEANS 研究所、技術研究組合NMEMS 技術研究機構 ＜後 援＞経済産業省、(独)新エネルギー・産業技術総合開発研究機構（NEDO） ＜協 賛＞（一社）日本機械工業連合会、（一社）日本ロボット工業会、（一社）日本分析機器工業会、（一社）日本ロボット学会、 ロボットビジネス推進協議会、東京大学IRT 研究機構、日本真空工業会、（独）新エネルギー・産業技術総合開発機構（事務局） 民間企業等〜機械システム分野〜
