機械からエレクトロニクスへ（��1�v）−シリコンは金�錣茲蠅��咾�
最�Z、ジェットコースターやロープウエイの��故が�`につく。�O動�Zのタイヤのボルトネジが外れる��故、古くは日�豕仝譱禊a�凾c落��故、エレベータが開いたまま�峺�した��故、高�]�O路のコンクリートの橋が崩れ落ちた��故、さまざまな機械による��故が気になっている。この13日にはクレーンの土��が半分から折れて落下した��故があった。出光興��では配管の�愎�が原因で石��の��れがあったと14日に報�Oされた。鉄や�^鉄などこれまで硬さや丈夫さでは負けないと思われていた金�鏈猯舛涼C耗や、金�鑒莽�、さびによる�愎�などが原因の��故が�T外と�\えているような気がする。金�錣亘��Δ任呂覆�。
機械関係�vは、金�錣里發蹐気鮗造呂茲��瑤辰討い襦��O動�Zは�Z検を�I����けることで金�錣��C耗する�iに�C耗し始めた����を�Dり換えたり、�T理したりすることで商����命を長くしようとしている。しかし、これでも実は金�鑒莽�や�`に見えない金�鐫C耗、内�陲離�ラックなどの�邵濺�な故障要因を�Qえたままになっている。�O動�Zメーカーにとって�O動�Zの�W��性は絶�甘�なものである。だからこそ、金�錣鴦H��した機械����を気遣う。いっそのこと、金�錣砲茲覽ヽ�����をできるだけ�Dり除き、電子的に動かす�気�よほど信頼性は�屬�り、軽量化＝低�\�J化ができるだろうと�O動�Zエンジニアは考えている。カーエレクトロニクス化への���Aの原点はここにある(カーエレに関しては次�vに考察する)。
半導��デバイスは60�Q�i、真空管よりも信頼性が低かった。本来は�w���\幅�_として、真空管よりも信頼性が高いはずなのにもかかわらず。だから開発当初から信頼性向�屬論��缶尻�であった。このため誕�擇�ら今まで、アレニウスプロットだの、ワイブル分布だの、何FITだの、半導��デバイスと信頼性は切っても切れない関係にあった。たとえばp型半導��の中にn型の不純�颪鯒�く拡�gしたデバイスは、時間と共にn型半導��がp型半導��中に拡�gしていってp型と混じってしまい、デバイス��命は尽きてしまうのではないかという懸念は50�Q�iからあった。
しかし、半導��シリコン�O身の信頼性が崩れるという�Bは�k度も聞いたことがない。シリコンデバイスの信頼性は半導���霾�ではなく、配線金���霾�や、�┣祝戝罎離ぅ�ンなどと��まっていた。エレクトロマイグレーション、ストレスマイグレーション、TDDB（�堙徹気塙睹a下で時間と共に�┣祝譴�じわじわ破�sしていく現��）、アルミ�愎�、ウィスカーなども半導��バルクの故障ではない。もちろん、電圧サージなどの�k瞬の�堙徹気農楾腓�破�sするとか、ラッチアップやホットスポットによる電流集中などでショートしてしまうことはある。しかし、通常の動作条�Pで長時間使っていて半導��バルクが破�sするという現��はまずない。
シリコンは実は機械的な信頼性が極めて高い。1984�QにMEMS�\術の最初の����になったシリコン圧��センサーの動向を探るため、�噞���U御機�_メーカーを複数社�D材した。このとき機械式のベロース（��腹）やロードセルなど、シリコンではない金�鏈猯舛鮖箸辰討い織┘鵐献縫△�、なぜシリコンを中空にくり�sく圧��センサーを作るのかをうかがうと、金�鏈猯舛茲蠅盖ヽＥ�に信頼性が高いからだという答えが返ってきた。シリコンは機械的な金�鑒莽�がなく、カンチレバーや中空構�]でのたわみに�咾い里世箸いΑ�
このMEMS�\術を使うシリコン圧��センサーは、���_��や�p圧��、電子秤で10数�Qの実績があり、カンチレバーにした加�]度センサーなどはエアバッグに搭載されてやはり10数�Q経つ。最�Zの応��では任�W堂のWiiやアップル社のiPhone、ハードディスク����にも搭載されている。シリコンの��柱を形成する�櫂謄�サスインスツルメンツ社のDMD（デジタルミラーデバイス）ディスプレイも10�Q以�屬亮太咾�ある。まだ�C耗やクリープなどの故障が見つかったという�Bは聞いたことがない。もし実例があったらぜひ教えていただきたい。
ただし、半導��はすべてシリコンのように�咾い錣韻任呂覆�。ガリウム砒素のようなIII-V化合�馮焼���やII-VI化合�馮焼���は機械的に弱い��人工的に例えばガリウムとヒ素を1��1で混ぜ合わせて作る化合�馮焼���は、転位という�T晶のズレ(�L陥)が�擇�、レーザー発光�單戮�落ちるという問��がかつてあった��人工的に作った�T晶は転位密度がシリコンと比べて比較にならないほど�jきく、�L陥だらけである。そのデバイスを動作させても�L陥が成長していかなければ実���屬鰐筱�ないため、使��に耐えているのが現�Xだ。すべての化合�馮焼���には常にこの�e険性が伴っている。
人工的な半導��材料と比べるとシリコンは神様が人類にくれた�nり�颪里茲Δ砲盪廚┐襦�実���屬賄典づ�に素晴らしい��性を提供してくれるし、機械的にも金�錣茲蠅眇�頼性が高い。MEMSが最�Z�R�`されている�kつの理�yは機械的な信頼性が高いことである。
