図1　FHE Allianceの会長、Michael Ciesinski��

このほど、来日したFHE Allianceの会長、Michael Ciesinski��(図1)は、FHE�\術の未来を語った。FHE Allianceは2015�Q10月にSEMIの�k�陲砲覆辰�。同��は、本格的な商��化に��要な���]����、材料などのサプライチェーンがしっかりした組�Eに加わることでフレキシブルエレクトロニクスの実��化を早めると考え、SEMIの傘下に入った。SEMI�笋箸靴討盒�和気味のムーアの法�Г鬯�える新しい分野の応���\術を探していた。SEMIの�k�陲砲覆襪海箸�、ウィン-ウィンの関係が成り立っている。

フレキシブルエレクトロニクスは、�~機材料基��の�屬縫轡螢灰鵑汎瑛�、配線や�p動����、トランジスタまで集積しシリコンではできない、�j�C積に渡る�v路を形成する�\術として研�|が始まり10�Q以�峽个帖�しかし、いまだに研�|段階にとどまったままだ。それで、完���~機のフレキシブルエレクトロニクスは、�@�J（Holy Grail）だという考えが2�Qほど�iから言われ始めた(参考�@料1)。�@�Jとはキリスト教に�y来する言��で、いくら努��しても�`�Yが遠すぎて到達することが�Mしすぎる、というたとえに使われる英語である。�@�Jだと商��化は�Mしい。�~機トランジスタの�‘暗戮呂い泙世砲錣困�、数cm2/Vsしかできない。

ならば、�ζ暗�な電子�v路�霾�はSi CMOS�v路で実現し、配線やアンテナなどのパッシブ����や、�~機ELディスプレイ等は�~機フィルムで実現しよう(図2)、という考えが出てくる。FHEの神髄はここにある。こういった考えは2�Qほど�iから�擇泙譴討�た。�\術的にSiウェーハは、薄く削ることが今や普通におこなわれている。ダイシングの時間を�]縮する�屬�、�X�B�^が下がり放�X�敢�にもなるからだ。ウェーハプロセスで800µm��度の厚さのウェーハをプロセスが完了したら100µm��度に薄く削ることはもはや日常茶飯��になっている。100µm��度まで薄くなると、Siでさえもフレキシブル����だ。Ciesinski��によると、ポリマーバッテリのセラミック基��さえも薄くできるという。

図2　フレキシブル基���屬鳳��Qやロジック、アナログなどの�v路をSiが担い、配線やディスプレイ、タッチセンサなどは�~機材料で行えば商��化は�Zい　出�Z：Flexible Hybrid Electronics Alliance

Si CMOS�v路でフレキシブルエレクトロニクス�v路を実現することはさほど�Mしくはない。このFHEは、SiのCMOS LSIに新しい機会を与えると同時に、プリンテッドエレクトロニクスからは、商��化に�Zづくことができる。SEMIとFHE Allianceの合��は�O��の成り行きと言ってもよい。

プラスチックエレクトロニクスの代表����は�~機ELディスプレイであり、薄いプラスチックフィルムだからこそ、曲げられるディスプレイを���]できる。�mい、Appleが�~機ELディスプレイを��来のiPhone（おそらくiPhone 8だろう）に使うと言われて以来、�~機ELディスプレイへの投�@が��発に動いている。

図2におけるさまざまな����をフレキシブル�v路基��に搭載できるが、�~機ポリマーソーラーセルや薄膜バッテリでさえも試作が始まっている。例えば、ZnベースのZnポリマー材料を使った2次電池を開発している��Imprint Energy社(参考�@料2)や、�^��法による薄膜���w��リチウムイオン電池を開発している英Ilika社(参考�@料3)などが薄膜バッテリ�\術のベンチャーとして登場している。�Z日中にIlika社の���w��リチウムイオン電池についてはレポートする予定である。

フレキシブルエレクトロニクスの基��となるプラスチックフィルムは�~機材料ゆえに水を通しやすい。いわゆる耐湿性に問��があるため、実��化には�wいバリア層を��要とする。このバリア層は�k般にSiOやSiNなどで形成されるが、その形成をロールツーロールの量��ラインの�k�陲貌�れられるCVD/PVD����も完成している(参考�@料4)。

フレキシブルエレクトロニクス商��化のためのインフラは揃ってきた。これまでの�x場予�Rは��て絵に�Wいた餅にすぎなかったが、そろそろ現実的な「餅の絵」を�Wける時代になりつつある。この動きを逃してはならない。�x場調�h会社のIDTechExによると、フレキシブルエレクトロニクスの代表����の�kつ�~機EL�x場は、2016�Qの265億4000万ドルから2026�Qには690億3000万ドルに成長すると予�Rしているが、あながち��現実的とはいえなくなっている。

参考�@料
1. �J�T�\術で、プリンテッドエレクトロニクスを実現。新しいエクスペリエンスをつくる (2015/04/30)
2. Imprint Energy社ホームページ
3. 新材料を�]時間で開発できるコンビナトリアル�}法で�jきな�i進 (2015/07/01)
4. OLED/ウェアラブル�x場に向けたフレキ基��のバリア層形成���� (2016/04/12)