産産学連携によるMEMS-LSI 融合技術

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東北大学大学院 工学研究科 小野 崇人
東北大学 原子分子材料科学高等研究機構 江刺 正喜

1.はじめに

本稿では東北大学で進めている「マイクロシステム融合研究開発拠点」1) に関して、その研究開発の狙いや組織、運営について紹介する。この「マイクロシステム融合開発拠点」では、マイクロシステムと最新のLSI とを一体化した新しい融合マイクロシステムを開発し、この分野の人材を育てると同時に国内産業の国際競争力向上にも貢献することを目的としている。MEMS は、携帯端末やコンピューター、ディスプレイなど多くの機器に入っているセンサやデバイスに用いられている。競争も激しい分野であり、LSI を集積化させて、より高度な機能を持たせることが、国際競争力を高めるためにも重要であると考えられている。

一方、技術の高度化に伴い、複数の企業がお互いの強みを持ち寄る水平分業的な開発が求められており、大学の拠点を通した産産学連携がこのたための研究開発の一つのモデルとして機能している。LSI-MEMS の開発においては、LSI を外注で作ってもらうのに大変な費用がかかるため、一つのウエハに複数の企業や研究グループのLSI を乗合させる、いわゆる“乗合ウエハシステム”を運営している。これにより融合マイクロシステムの研究開発コストを低く抑えることができる。また、大学と複数の企業の共同研究を円滑に進めるための基盤特許の取り扱い方などを制定した。現在、図1 に示すように、東北大学の複数部局に属する様々な研究者が参加すると同時に、業種や企業規模が異なる16 社の企業も参画し、融合マイクロシステムとその応用システムの開発を進めている。融合マイクロシステム技術の概要や拠点のねらいと現状について以下に概説する。

図1 「マイクロシステム融合開発拠点」プロジェクトの概要

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年 代

技 術

1970年代

日米欧で研究開発が始まる。

1980

日本から光造形法の特許出願。

1986

米国で光造形法の特許成立。

1987

世界初の3Dプリンタ発売。

1988

米国で熱溶融積層法の特許成立。

2005

英国でRepRapプロジェクト発足。

2008

熱溶解積層法の特許が失効し、主にパーソナル用途にさまざまなメーカが参入。

2012

米国で3Dプリンタの研究機構(NAMII)設立。

2013

オバマ大統領が3Dプリンタによる米国の製造業回帰を一般教書演説。

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方 式

特 徴

光造形法

光硬化性樹脂を用い、レーザ光を集光して2次元走査し、樹脂を一層ずつ固化させる。大型の試作品の製造も可能。

熱溶解積層法

熱で溶かした樹脂を型に押し付けて成型する。熱可塑性樹脂を用いることができる。

粉末焼結法

高出力レーザ光を集光し、樹脂や金属などの粉末を部分的に固化させる。

粉末接着法

主に石膏粉からなる粉末をノズルから噴出する接着剤によって部分的に固化する。

面露光法

光造形法の一種である。一層のデータをプロジェクタによって一括照射して固化させる。

インクジェット法

光造形法の一種である。インクジェットノズルによって樹脂を塗布し、露光して固化させる。

 

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