背景と調査の重要性

超スマート社会（Society 5.0）の実現に向け、現実空間とサイバー空間との情報連携：データの取得、伝達、蓄積、処理・活用、を具現化するための鍵となる技術を、“モノ、ハードの実装技術”の観点から調査を行う。

Society 5.0では、現実空間でセンシングされたデータが、ネットワーク・インターネットを介してクラウド上に蓄積され、ビッグデータとしてサイバー空間で処理・分析されて、その結果を現実空間にフィードバックし、人・機械・ロボット・車等へ “瞬時”に指示・制御するしくみを構築する必要がある。その実現には現実空間をサイバー空間に写像するセンシング技術や、サイバー空間から現実空間への提示・制御を行うアクチェーション技術に加え、1000倍のデータ量を、消費電力を増加させずに、ミリ秒で処理・伝送できるデバイス・モジュール技術が必要となる。

“モノ、ハードの実装技術”の位置づけは、プロセッサ、メモリ、センサ、アクチュエータといった異種デバイスのインテグレーションから、異分野のサプライチェーンの融合へ変わりつつあり、それが産業構造の階層破壊を引き起こす可能性を秘めている。このような背景の下、以下のトップダウン、ボトムアップ双方向からの調査を行う。

• トップダウン： IoTが新たな市場拡大につながる業種・分野とその実現を支えるハードウェア・実装技術に関する“市場ニーズ対応型ビジネスモデル”
• ボトムアップ： デバイス・部品の集積化・実装技術で、モジュールの高性能、高機能化、高エネルギー効率化を実現し、異種デバイス・モジュール性能・機能の向上により創生される、新しい気づき、ときめき市場に関する“提案型ビジネスモデル”。

調査項目

2030年の社会システムを見据え、それを支える電子機器・デバイスとその実現に向けた実装技術および、材料・プロセス・製造技術を調査し、日本の電子産業強化のために今後必要となる実装技術を抽出する。

• 1)実装技術に対するIoT市場ニーズ（IoTが各業種、業態へ与えるインパクト）
  
  • ・ビッグデータ：クラウド、データセンタ、エッジコンピューティング
  • ・人工知能、データ解析：ディープラーニング、ニューロモルフィック
  • ・ネットワーク、通信網：5Gモバイル（無線）、超広帯域光アクセス
  • ・セキュリティ：ハードウェアセキュリティ、暗号処理技術、民間機密と国防
  • ・次世代モビィリティ：自動運転、エコカー（電気自動車）、物流
  • ・スマートものづくり：工場、製造機械・ロボット、製品・部品、作業者・作業場、物流
  • ・医療、ヘルスケア：遠隔医療、手術・介護ロボット、インボディ・ウェアラブルセンサ
  • ・スマート１次産業（農業、水産業）：気象・土壌・生育・作業センシング、農業経営、生態圏モデリング
  • ・スポーツ（AR x 5G）：運営・観戦、ウェアラブル端末
  • ・エンタテインメント：AR、VR、遠隔リアルライブ、五感体験
  • ・資源・エネルギー：エネルギー効率、再生可能エネルギー、極限環境資源の回収技術
• 2)各種製品（機器、装置、デバイス）における実装技術
  
  • ・ハイエンドサーバ／ネットワーク機器／ストレージ：エネルギー効率/高速・高帯域・省電力化，高速信号伝送の限界と新技術（無線、光）、量子コンピュータ、AI処理プロセッサ
  • ・自動車（電装）：自動運転車（LiDAR、車載センサ群（イメージセンサ、加速度、圧力）、車内通信、移動体間通信）、電力制御機器（適用目的、耐圧、熱設計の最適化）
  • ・ロボット：産業用、医療用、家庭用、産業用ドローン、家庭用ドローン
  • ・画像・映像機器：イメージセンサ、VR・AR機器、広帯域・低消費電力無線
  • ・無線システム：基地局、エッジ機器、RFデバイス
  • ・医療、ヘルスケア機器：生体環境適合デバイス、アポトーシスタイプデバイス
  • ・3D形成機器（プリンタ）：生体形成部品、リアル臓器
  • ・極限環境対応機器：資源探査、水圏通信、飛翔体、高放射線量下でのセンサ・ロボット
  • ・センサ、アクチュエータ：MEMS・NEMS、バイオセンサ
  • ・エネルギーハーベスティング（EH）デバイス：熱、振動、光、ストレスフリー小型発電、生体融合発電
• 3)設計技術（水平分業化した実装工程、全体のデザイン）
  
  • ・3D集積対応SI/PI/EMIシミュレーション技術
  • ・3Dフロアーデザイン：ロジック、メモリ
  • ・異種機能デバイス統合設計
  • ・極限環境デバイス設計
  • ・ファシリティ設計：生活空間、建屋、服飾、人体
  • ・製造フレンドリー設計
• 4)先端実装技術（材料、プロセス、集積技術）
  
  • ・システムインパッケージ(SiP)、異種機能集積技術、3D積層
  • ・冷却・放熱技術：エネルギー効率、フォームファクタ、発熱量に応じた熱設計（材料の熱抵抗、放熱ハイウエイ）
  • ・接合（接続）技術：接合方法、接合材料、低温接合
  • ・ダイシング技術：ブレード、ステルス、ブレーキング、プラズマ・・・
  • ・情報、エネルギーのインターコネクション：有線、無線
• 5)低コスト化に向けた製造技術
  
  • ・製造装置の動向、新技術
  • ・プロセス：高速成膜・堆積・充填、高速加工、ウエハレベルプロセス
  • ・材料：低CTEミスマッチ、低熱抵抗、3シグマ分ばらつき制御（分子量、構造）
  • ・サプライチェーン、低リスクグローバルサプライチェーン
  • ・製造コスト分析、動向：チップベース、ウェハベース
• 6)電子産業強化のための実装技術
  
  • ・海外実装技術動向：
    • アジア　韓国、台湾、中国、シンガポール、ロシア、ベトナム
    • 欧米（ジョージアテック、IMEC、フラウンフォーファ、BOSCH、フィリップス、STマイクロ）