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MEMS噞の発tを願って

この度、東j学原子分子材料科学高等研|機構、兼マイクロシステム融合研|開発センター長である江刺喜教bのご厚Tで、平成26Q1月9日、10日の両日にわたって開された二つの研|会(参考@料1,2)に出席する機会を与えていただいた。

おBをいただいたのが昨Qだったが、研|会の貉櫃覆匹鮖任辰討い詁發法筆vの所だけ講演@を空欄にして@iだけ入ったプログラム案が送られてきてしまった。現役を`れて久しいので最先端の研|もしていないし、さて何をBそうかと迷ったが、後半にアドバンテストコンポーネントから同社のMEMS攵\術に関する講演(参考@料3)があるのに気づいた。筆vは職以T、先輩からpけMいだ\術蓄積を後進に伝Rする]中核人材育成関連の仕(参考@料4、5)をけてきたので、アドバンテストコンポーネント社の発表のi座という形で、MEMS]中核人材への期待(参考@料6)をまとめることにして臨んだ。

ところが実際に研|会が始まると、現場の]\術ではなく、に通常の学会の国j会と同じような高度な\術発表がき、これは場違いな所に来てしまったと後Pしたが、もうい。アドバンテストコンポーネント社の発表も、攵\術と言うより、むしろ最先端の研削、微細加工\術のBであった。したがって筆vのBは参加vにはお耳汚しでご迷惑をおXけしたが、しかしMにとってそこで伺う発表内容は新zで、j変咾砲覆辰燭里如以下に感[をまとめたい。

研|会に参加するiにけ焼き刃の咾鮹僂犬覆らMEMS噞の現Xを調べると、2013-14Qは世cベースで売峭發鰐130億ドル/Qで、Q率13%でP長している(参考@料7、8)ということがわかった。W益が出ない噞構]だというご指~(参考@料9)もあり、来予Rに関するtはできないが、個人的にはこの噞が、今後jいに期待できる段階に至っているのではないかと改めて思った次である。k昔iまではプリンターヘッドぐらいしかj量攵としてW益をnぎ出すがなかったのに、ここまで来たかという思いがよぎったからかもしれない。

10日の研|会はo式なので記述は差し呂┐襪、o開されている9日の発表だけでも、トランスデューサや光スキャナ、磁気センサ、SAWフィルタなど微細加工\術を~使して性Δ鮓屬気擦薪纏の研|開発に関する講演が並んだ。そして通信機、センサネットなどの応分野のB、さらに、新しいデバイスとしてバイオセンサや高分子アクチュエータ、マイクロミラーの発表があり、にまた300mmウェーハのチップにk度に探針を当てられるプローブカードの講演があった。また材料\術としてaり合せSiC基\術や、さらには実\術としてのウェーハレベルパッケージングのBと、まさに研|会の@のす通り、o\術の融合をはっきりと認識させる内容がいた。

 MEMS\術は微細加工\術の修任△襦それを使ってp動素子電子の性Δ屬欧襪海箸發任るが、他のp動と異なり、このようなMEMS噞は現時点の最先端LSIとT合して、性Δ領匹ぁ現代の\術レベルに合ったシステムとしての新しいζ暗纏を創り出すことができるというW点がある。つまり(MEMS)1+(LSI)1が2ではなく、5にも10にもなるということである。それにより現在最先端のLSIの応分野も広がるし、MEMS噞の新分野の発tも期待できる。

 そのような噞の]中核人材にはどのようなスキルが要求されるのであろうか。下図はLSI]中核人材向けにまとめた]攵\術vの役割(参考@料10)である。MEMSも同じと思うので、これでBを進めよう。ここではMEMSのj量攵ラインを念頭にいている。

半導デバイス噞の徴は歩里泙蠅箸い念が配することにある。噞は100%歩里泙蠅任△襦そのような分野の]中核人材はどのようなξを身にけておかねばならないだろうか。]中核人材には何を期待しなければならないか。


図1 LSI]における攵\術vの役割

図1 LSI]における攵\術vの役割


図1の下のようにプロセスや\術vにとって歩里泙蠍屬まず_要になる。そのためには不良解析\術や統的な管理\術の{uが要である。また新しい\術の導入に当たってはそれが本流になるか否かの見極めや、要に応じてFMEA(Failure Mode and Effects Analysis)(参考@料11)と}ばれる}法を使いこなせなければならない。そしてラインはコンピュータU御されているので、コンピュータ\術も瑤辰討い覆韻譴个覆蕕覆い掘△泙燭い蹐い蹐淵廛蹈札垢筌妊丱ぅ垢離轡潺絅譟璽轡腑鷆\術も瑤蕕覆韻譴个覆蕕覆ぁそして現場でしく作業してもらうためには誤解を擇猴消呂里覆ぁ∇PSさを徹f的に排除した仕様書が書けなければならない。また言うまでもなく、管理も_要である。

 また図1の屬里茲Δ法∪\術に関しても、高Yな設△覆里如∬P入iに本当に適切な設△覆里を見|める要があり、場合によってはここでもFMEAが要になる。P入後もメーカーとの協業や調Dが求められることもある。いったんP入したらn働率を屬欧襪海箸_要になり、故障解析や統}法が要になる。そして確なD扱説書を現場\術v、作業vにおろさなければならない。

にまた効率よく工場を運営するにはこのような設△虜播なレイアウトが要で、そのためには図1の左屬里茲Δ縫廛薀鵐箸識も要になってくる。純水、圧縮空気、バルクガス、zガス、薬などの供給インフラについても詳しく瑤蕕覆韻譴个覆蕕覆い掘△海里茲Δ淵ぅ鵐侫蘋△慮両敢、常時敢も会uする要がある。に停電やuなどのu害e機管理は_要である。~毒ガスが逆流するのも防がねばならないし、露光機のように厳しいa度U御管理を要する機_もHい。

 また図1の下の中央のように、現場を動かすのは人であり、その労働環境をDえることや、教育トレーニングも要である。また現場改運動も指導しなければならない。現場を瑤蕕困靴]中核人材とは言えない。Duするかは別としても、ISO9000sやISO14001の@神の咾須である。

 これだけでは不科で、図1の左下のようにx場調hや\術動向をウォッチし、開発画を立てるk気如▲灰好箸鮑鑿し、ラインの^卸を削して財を改し、その開発Jを出する要がある。以屬里茲Δ瞥弋甬項はMEMS現場の\術vに要求される項と共通することだと思う。そしてここには単に要素\術のみでなく、Hくの管理\術が含まれることもk`yであろう。また材料に関しても\術、人材、画立案が要であることは言うまでもない。

 現在日本ではこのように訓aされたHくの半導攵\術v、]\術vが、企業の相次ぐリストラや縮小に直Cしている。そして成^噞から成長噞への\術vの流動(参考@料12)や、半導\術vの他噞への越境(参考@料13)がBになっている。ξがあり余る\術vが新W地でjきく羽ばたくeも、それはそれで噞性化につながる。しかし誰もがξがあり余るとは限らず、今までコツコツと築き屬欧討たO分の実績、経x、量を基に半導に関係する分野でに励みたいと思う\術vもHいだろう。MEMSは、確かに今は半導のjQほどの流れはないだろうが、たとえ川幅が狭くても、またH岐にわたっても、それぞれが奔流となって流れれば噞cも性化する。そうなって噞cを牽引していくようになれば、日本の半導\術vも経xをかして、そのような分野でまだまだ躍できる屐MEMSの発tにも貢献できると思った次である。

(a)冒頭記載の研|会にお誘い頂いた江刺喜教bに感aする。またこの原M段階で江刺教bと、セミコンポータル氾跳二集長にh読をしていただいた。合わせ厚く御礼申し屬欧襦

\術コンサルタント r志田 元孝 2014Q1月14日

参考@料
1. 11vマイクロシステム融合研|会―モバイル、センサネット、材料、噞化―、(2014
Q1月9日)、東j学゚圭Yk記念研|センター
http://www.memspc.jp/openseminar/opense56.html
2. 22v最先端研|会(o開)、(2014Q1月10日)、東j学工学雉ヽ・U共同棟
3. WL貞二、“アドバンテストコンポーネント(ACI)のMEMS攵\術”、11vマイクロシステム融合研|会―モバイル、センサネット、材料、噞化―(2014)
4. 例えばr志田元孝、“LSI工学”、「1vTIAナノエレクトロニクス・サマースクール」(2013Q8月28日―9月3日)、噞\術総合研|所つくばイノベーションアリーナ推進本陝筑Sj学j学院数理科学研|科主、日本工学会後qhttp://tia-edu.jp/%E3%82%B5%E3%83%9E%E3%83%BC%E3%82%B9%E3%82%AF%E3%83%BC%E3%83%AB%E3%80%80828-93/
5. 中核人材養成としては、例えばr志田元孝、“デバイス・プロセス\術総b”、「ナノテク]中核人材の養成プログラム」(2012Q8月30日―9月3日)、噞\術相互研|所ナノエレクトロニクス研|靆膽臾、つくばコンソーシアム協賛、日本工学会共
http://www.seed-nt.jp/h22/NE.php
6.r志田元孝、“MEMS]中核人材への期待―半導攵\術vの経xから”、11vマイクロシステム融合研|会―モバイル、センサネット、材料、噞化―(2014)
7.J.-C. Eloy, “MEMSx場が2017Qに倍\、210億櫂疋襪法函日経BP Tech-On (2012
Q5月30日)http://techon.nikkeibp.co.jp/article/COLUMN/20120608/222137/
8.P. Clarke(翻l田中糧) “2010QのMEMSファウンドリ、トップ20社がらかに”、EE times (2011Q5月27日) http://eetimes.jp/ee/articles/1105/27/news010.html
9.泉谷渉、「期待のMEMSは半導の1/40のx場模〜ファンドリ30社がひしめきW益
が出ない」、Semiconportal、2009Q6月26日http://m.589173.com/archive/blog/insiders/izumiya/090625-mems.html
10.本図は2005Qに九γ楼莨噞性化センターがpmした半導]中核人材育成業
のカリキュラムを討議する会議に、r志田元孝が半導]\術vとは何かという
菘世任泙箸瓩独表した@料である。その後、見直しを繰り返して、R4、5や、電子
ジャーナル テクニカルセミナなどで使してきた。
例えばhttp://www.electronicjournal.co.jp/t_seminar/1940.html
11.例えばr志田元孝、「改ネ妊淵離好院璽詒焼実z工学」(丸出版センター刊)(2012)
  pp.301-306
12.NHKクローズアップ現代、「実現するか‘失業なき労働‘亜如鼻2013Q12月3日放送 http://www.nhk.or.jp/gendai/kiroku/detail_3441.html
13.「半導\術v越境のとき」、日経エレクトロニクス 2013Q11月11日 http://techon.nikkeibp.co.jp/article/NED/20130805/296005/


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