【産業競争力懇談会２００６年度推進テーマ報告】

MEMS フロンティア・未来デバイス技術の提唱
MEMS とナノ・バイオとの融合によるデバイス“BEANS”が実現する
イノベーションと新しいライフスタイルの創造

２００７年４月５日
産業競争力懇談会（ＣＯＣＮ）

エグゼクティブ・サマリー
１．提言要旨１−１ ナノ・バイオとの融合による革新的未来デバイス“BEANS”のコンセプト
図１の MEMS 産業のロードマップで示すように、MEMS は自動車、各種製造機器、情報機器、通信機
器を中心に広範囲な分野において現在の小型・高性能単機能デバイスが既存部品を置き換えた第 1世代から、2010 年を目指し高集積化・複合化による多機能デバイスの創出を狙う第 2 世代 MEMS の研究開発へと移行している。そして 2015 年以降 2025 年に向けて、革新的イノベーションを起こし、更なる市場の拡大を図るには第 3 世代 MEMS の実現が不可欠である。

図1 MEMS産業・技術ロードマップ
MEMS産業・技術ロードマップ

我々はこの第 3 世代 MEMS

BEANSの創出にはナノ・バイオとのBio & Electro-mechanical Autonomous Nano Systems

融合がキーであり、応用分野

ナノ・バイオと電気機械を融合、自律分散で機能するデバイス・システム

産業高度化︵
技術の発展と市場の拡大︶

2兆4,000億（2015年)

第3世代：BEANS −新たなライフスタイル創出−
・MicroとNano-Bioとの融合
・自律分散システムのキーデバイス

そこで、未来デバイスを「20・MEMS/ナノテク機能の複合技術クトを与え、新しいライフスタ

・MEMS/半導体の一体形成技術
多機能デバイスの創出（高機能・小型化・信頼性） ・MEMS/MEMSの高集積化技術

イルを創造するデバイス」と（2010年)

第2世代
ファインMEMS

年後の社会に革新的インパ

定義し、それを実現するプロ

第1世代
現状
黎
明

単機能デバイス−既存部品の置き換え（既存部品の小型化の進展）

期

２００５

に広がる必要があると考える。

グリーンデバイス： 環境・エネルギー
ホワイトデバイス： 健康・医療ブルーデバイス： 快適生活空間

1兆1,700億円

4,400億円（2005年）も自動車・情報通信からさら

２０１０

２０１５

･3次元マイクロ加工を中心に日本発MEMSがインハウス、
ファンドリーの両輪で発展
２０２０

セスインテグレーションを「トップダウンプロセスである微２０２５

細加工と、ボトムアッププロセ
スであるナノ・バイオプロセスとを融合したマイクロナノ統合製造技術」と捉え、この未来デバイスがその応用範囲を急速に広げ国家・社会的課題である「環境・エネルギー」、「健康・医療」、「快適・安心・安全」分野で新しいライフスタイルを創造する革新的キーデバイスとして広く浸透しているとした。
この第 3 世代ＭＥＭＳは、第 2 世代ＭＥＭＳと比べ、材料・プロセス・応用分野全てにおいて不連続な変化を必要とされるデバイスである。そこで、これらデバイスを総称し「ＢＥＡＮＳ」と呼ぶことを提案する。
ＢＥＡＮＳとは Bio Electro-mechanical Autonomous Nano Systems の頭文字を取ったものでナノ・バイオと電気機械を融合し、自律分散で機能するデバイス・システムである。また、一方ＢＥＡＮＳには「産業のコメ」と呼ばれる半導体に対し、ＭＥＭＳを「産業のマメ」となることも期待している。
ＢＥＡＮＳがめざすものは「新産業創出」、及び「ものづくり革命」であり以下の特長を有する。
◆製品の高付加価値化、差別化の革新的キーデバイス◆有機/無機/バイオの界面制御、異種融合等の先端技術による新産業創出◆多様な産業分野に適用できるプロセスのプラットフォーム化◆マイクロナノ統合製造技術の確立によるものづくり革命

１−２ BEANS 実現のための具体的方策の提案（１）BEANS 実現のため平成 20 年度から 5 年間の基盤技術開発プロジェクトの実施を要望する

図２ MEMSのロードマップ：
BEANSへへ
MEMSのロードマップ： fine MEMSから
MEMSからBEANS
H20（’08） H21(’09） H22(’10） H23(’11） H24(’12） H25(’13） H26(’14） H27(’15） H28(’16） H29（’17） H30(’18）

官学連携の委託研究プロジ
ェクト・予算規模：5 年間１００億円

第2世代MEMS

規模（経済産業省他）

fine MEMS

商品開発

高集積・複合MEMS

応用技術開発・マイクロ加工技術にナノ・バ
イオを融合する世界初のプ

BEANS: 第３世代MEMS

企 業
ベンチャー企業
産総研
大 学・イノベーション 25 を担う産

ロセス、デバイスを開発

実用化研究
（分散研）

実用化研究

（２）イノベーションスーパー

基盤技術研究（集中研）

基盤技術研究ハイウェー構想に沿ったプ

BEANSデバイス
A
BEANSデバイスA
有望テーマはプロジェ
クトからスピンアウトさせ実用化を加速ロジェクト推進母体としてBEANSデバイス
B
BEANSデバイスB

BEANS 研究体の設立を要BEANSデバイスC
BEANSデバイスC

望する

図３ BEANS研究体

・プロセス、デバイス、バイオ等機能別に BEANS 開発セ

B
ro

3D

BE

先

端

プ

Ma
c

ロ
３次
AN
セ
ス
元
Sセ
開
プ ナ
ン
発
ロ ノ
タ
、及
セ 構
ー
ス 造
び
開 形
プ
ラ
発 成
ッ

トフ
ォ

ー

BEANS
研究体

・複数のセンターを BEANS
発
開
ー
ス
タ
イ
ン
バ
セ
デ
S
の
合
AN
プ
融 発
BE
オ 開
トッ
e
f
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界
Li
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世
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の
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セ
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ロ
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o
・エ バ
Ec
境 デ
環 ンサ
・セ

ム
EA
大
化
NS
プ 面
セ
ロ 積
ン
セ ・連
タ
ス
ー
開 続
発

ンターを開発拠点とする研究体が束ねて推進・トップに民間企業の研究所
長経験者を据え、事業化を常に念頭に置いた、人・物・金を含む研究開発マネジメ
ントを実施（３）より大きな成果を創出するため府省連携による取り組みを要望する・イノベーション推進のためには内閣府、経済産業省、文部科学省などの連携が必要
・H19 年度：BEANS 研究体のあるべき姿を調査し提言する（NEDO と現在具体化に向け協議中)
・H19 年度：内閣府、文部科学省（JST)、経済産業省（NEDO）との連携のあり方の検討を継続する
・上記プロジェクト前半で具体的連携の姿を提案し、実行に移す

図４ BEANSの市場価値
BEANSの市場価値

２．産業競争力上の効果（組み込まれる機器の高付加価値化）
組み込まれる機器の高付加価値化）

２−１ BEANS が創出する市場価値
平成 18 年度 NEDO からの委託を受け(財)マイクロマシンセン
ターが実施した MEMS 市場動向調査から 2015 年における◆BEANSの市場価値◆
BEANSそのものの市場規模ではなく、組み込まれる機器の小型化・高機能化による高付加価値化、商品力アップにより評価

BEANS の市場価値を算出した。BEANS デバイスそのものの市
場は 2．4 兆円であるが、競合するデバイスを全て BEANS に置
き換えた場合市場規模は 6．5 兆円となる。
しかし、BEANS の市場価値は BEANS によって差別化、高付加価値化される機器による産業競争力向上であるから、BEANS が寄与する市場全体は 18．6 兆円となる。

BEANSの市場価値寄与する市場全体
18.6兆円
BEANS
ﾎﾟﾃﾝｼｬﾙ市場
6.5兆円

２−２ 取り組むべき BEANS デバイス

BEANS
市場
2.4兆円

BEANS は画期的なイノベーションを創出するデバイスであるが、その代表例を以下に示す。図６にはイノベーションの一例としてイノベーション 25 で示された代表例と BEANS との関連を示す。

（財）マイクロマシンセンター市場動向調査より①オンサイト環境浄化デバイス②エネルギーハーベスティング③環境物質センシング④雰囲気伝送・再生⑤壁紙型アンビエントインテリジェントデバイス ⑥シート型健康管理デバイス⑦体内埋込デバイス

３． 産官学の役割分担
図６に示すように BEANS 開発推進には、ポリシーから R＆D、事業化、認可に至るまで産官学の緊密な連携が重要な役割を持つ。
◆ポリシー立案
・内閣府・総合科学技術会議主導のイノベーション戦略に BEANS 構想を提言し反映させる◆基礎研究
・科学技術振興調整費を活用した関連研究投資、JST のさきがけ、CREST 等と分担・連携し推進する◆基盤研究・実用化
・経済産業省の MEMS 分野技術戦略マップ立案に参画し、学会のシーズ、産業界のニーズを反映させる・基盤技術開発プロジェクトへの産学共同で参画し推進する・大学、産総研、企業が連携し BEANS 研究体へ参加。成果創出、人材育成を通じ産業競争力を強化する◆承認・認可・規制・指導
・医療・セキュリティ・通信に関し、開発段階からの関係省庁との情報共有、協働推進が先端技術開発成果の円滑な実用化に結びつく

図６ 産官学連携による推進
ポリシー

基盤・実用化

基礎研究

承認・認可・規制・指導

経済産業省
内閣府

総合科学
技術会議

文部科学省

総務省

産業技術環境局
製造産業局
商務情報政策局

JST

NEDO「さきがけ」「CREST」「先端融合
ｲﾉﾍﾞｰｼｮﾝ創生拠点」「MEMS-ONE」「fine MEMS」
・
・

厚生労働省

BEANS研究体
BEANS研究体 （産学連携）
・３D BEANSｾﾝﾀｰ
BEANSｾﾝﾀｰ
・Eco BEANSｾﾝﾀｰ
BEANSｾﾝﾀｰ
企画への参加・Macro BEANSｾﾝﾀｰ
BEANSｾﾝﾀｰ
・Life BEANSｾﾝﾀｰ
BEANSｾﾝﾀｰ

企業：16
社，大学：11
11，産総研：，産総研：2
2部門5Gr.
企業：16社，大学：
部門5Gr.

MEMS協議会
MEMS協議会 （産業界主導：産官学連携）
産業競争力懇談会（COCN）

メンバー
アフィリエート

企業：51
社
企業：51社
公設試・クラスター：10
公設試・クラスター：10
研究機関・大学研究室：52
研究機関・大学研究室：52

フェロー：14名
フェロー：14名
学会・団体：23
学会・団体：23
海外関係団体：7
海外関係団体：7

目

次

はじめに
１．第 3 世代 MEMS としての革新的デバイス BEANS の提案 ·············· １ページ
１−１ BEANS のねらいとインパクト
１−２ BEANS 基盤技術開発プロジェクトの提案
１−３ BEANS により実現するイノベーション

２．MEMS の現状 ················································· ５ページ
２−１ MEMS の特長
２−２ MEMS の基本的な認識
２−３ わが国科学技術戦略における MEMS の位置づけ

３．BEANS の狙いと市場価値 ······································· ９ページ
３−１ MEMS 産業・技術のロードマップ
３−２ MEMS デバイスの応用例
３−３ BEANS がめざすもの：新しいライフスタイルの創造
３−４ プロジェクト検討体制
３−５ MEMS 市場の推移
３−６ BEANS の市場価値

４．BEANS とは················································· １６ページ
４−１ 狙いのデバイス
４−２ 開発のアプローチ
４−３ デバイスの特長とマイクロナノ統合製造技術

５．BEANS 実現のための方策提案 ································ ２０ページ
５−１ デバイス／プロセステーマのマトリクス運営
５−２ 研究開発ロードマップ
５−３ BEANS 研究体による推進体制
５−４ BEANS 研究体と先端融合領域イノベーション創出拠点構想との比較

６．イノベーションスーパーハイウェイ構想の産官学連携による推進 ···· ２５ページ
６−１ 産官学連携による推進戦略
６−２ ポリシー立案から事業化まで、府省との連携による推進

資料（１）MEMS 分野の技術戦略マップ（一部抜粋） ······················· ２８ページ（２）米国・欧州・中国におけるマイクロ・ナノ分野関連プロジェクト ······· ３３ページ

はじめにMEMS（微小電気機械）技術は、自動車、各種製造機器、情報機器、通信機器、セキュリティ、バイオ、医療環境などの広範囲な分野において、各種物理量センサ、ディ
スプレイ用ミラー、マイクロ TAS（Total Analysis Systems）等のデバイスが事業化され、わが国の産業競争力強化に貢献している。現在 MEMS は高集積化・複合化による高機能化・低コスト化を推進し、その役割を拡大させようとしている。
一方で、社会にイノベーションを起こし、MEMS をわが国の産業競争力の源泉として大きく育成していくためには、従来の概念にとらわれない新しいアプリケーションを創出し、20 年後の社会に革新的インパクトを与え、新たなライフスタイルを創造するデバイス（未来デバイス）の開発が不可欠である。そして、この未来デバイス実現のキーとなるのが、わが国のお家芸である微細加工技術と、近年進展著しいナノテク、バイオとの融合であるプロセスインテグレーションであると目されている。
本懇談会では、「MEMS フロンティア・未来デバイス技術の提唱」を産業競争力強化につながるものとして懇談会のテーマとして 2006 年 11 月採択した。
本懇談会では未来デバイスを将来の国家・社会的課題である「環境・エネルギー」、「医療・福祉」、「安心・安全」に対応するグリーンデバイス、ホワイトデバイス、ブルー
デバイスと定義し、その未来デバイスのビジョンを、ユーザーニーズと研究シーズ双方から検討し提示した。また、未来デバイス創生の基盤となるプロセスインテグレーシ
ョンをトップダウンプロセスである微細加工と、ボトムアッププロセスであるナノ・バイオ
プロセスとを融合したマイクロナノ統合製造技術と捉え、デバイスとプロセスとのマトリクス運営により研究開発を推進する技術開発戦略を策定した。
その結果未来デバイスとは第 3 世代 MEMS であり、ナノ・バイオと電気機械を融合し、自律分散で機能するデバイス・システムであるとし、ＢＥＡＮＳ（Bio Electro-mechanicalAutonomous Nano Systems）と称することを提案する。そして BEANS を実現するための戦略を実行に移す開発体制等の検討を含む、イノベーションスーパーハイウェイ構想に則った産官学一体の科学技術政策、産業政策を提言した。
第 3 世代 MEMS：BEANS は「産業のマメ」として様々な分野の機器、システムの高付加価値化を実現するキーデバイスとして、さらに「イノベーション」政策を実現していく産業競争力強化の基盤として期待されている。本提言が総合科学技術会議をはじ
め政策会議、政府関係機関及び教育研究の現場において、有効に活用していただけ
ることを期待している。
２００７年４月
産業競争力懇談会
会長 野間口 有

プロジェクト推進メンバー
ﾌﾟﾛｼﾞｪｸﾄﾘｰﾀﾞｰ

久間 和生（三菱電機）

ｻﾌﾞﾘｰﾀﾞｰ

古田 一吉（セイコーインスツル）

藤田 博之（東京大学）

ﾒﾝﾊﾞｰ

不破

竹内 芳美（大阪大学）

耕（アルバック）

五十嵐泰史（沖電気工業）

小寺 秀俊（京都大学）

渡辺 秀明（オムロン）

三木 則尚（慶應義塾大学）

長谷川友保（オリンパス）

諸貫 信行（首都大学東京）

水田 千益（数理システム）

新野 秀憲（東京工業大学）

田中 浩一（ソニー）

下山川原 伸章（デンソー）

竹内 昌治（東京大学）

吉原 邦夫（東芝）

三田 吉郎（東京大学）

塚田 修大（日立製作所）

杉山

橋本 廣和（フジクラ）

石田 敬雄（産業技術総合研究所）

友高 正嗣（富士電機システムズ）

青柳 桂一（マイクロマシンセンター）

久保 雅男（松下電工）

小池 智之（マイクロマシンセンター）

最所 祐二（松下電工）

阿出川俊一（マイクロマシンセンター）

佐藤 淳史（みずほ情報総研）

安達 淳治（マイクロマシンセンター）

福本

磯川 俊彦（マイクロマシンセンター）

宏（三菱電機）平田 隆昭（横河電機）

勲（東京大学）進（立命館大学）

グリーンデバイス分科会

ホワイトデバイス分科会

ﾘｰﾀﾞｰ

三木 則尚（慶應義塾大学）

竹内 昌治（東京大学）

ｻﾌﾞﾘｰﾀﾞｰ

古田 一吉（セイコーインスツル）

長谷川友保（オリンパス）

ﾒﾝﾊﾞｰ

古賀 章浩（東芝）

細野 靖晴（東芝）

塚田 修大（日立製作所）

岩崎 拓也（みずほ情報総研）

高野 仁路（松下電工）

興津

福本宏（三菱電機）鈴木 隆文（東京大学）

宮崎 康次（九州工業大学）

芳賀 洋一（東北大学）

安達千波矢（九州大学）

小西

下山

藤田 博之（東京大学）

勲（東京大学）

輝（京都大学）聡（立命館大学）

石田 敬雄（産業技術総合研究所）

松本 壮平（産業技術総合研究所）

ブルーデバイス分科会

ﾌﾟﾛｾｽｲﾝﾃｸﾞﾚｰｼｮﾝ分科会

ﾘｰﾀﾞｰ

三田 吉郎（東京大学）

諸貫 信行（首都大学東京）

ｻﾌﾞﾘｰﾀﾞｰ樋口 誠良（オムロン）

益永 孝幸（東芝）

ﾒﾝﾊﾞｰ

入江 康郎（みずほ情報総研）

細野 靖晴（東芝）

出尾 晋一（三菱電機）

不破

平田 隆昭（横河電機）

五十嵐泰史（沖電気工業）

杉山 正和（東京大学）

水田 千益（数理システム）

染谷 隆夫（東京大学）

田中 浩一（ソニー）

木股 雅章（立命館大学）

川原 伸章（デンソー）

杉山

橋本 廣和（フジクラ）

進（立命館大学）

石田 敬雄（産業技術総合研究所）

耕（アルバック）

友高 正嗣（富士電機システムズ）
久保 雅男（松下電工）
浅海 和雄（みずほ情報総研）
橋口

原（香川大学）

寒川 誠二（東北大学）
竹内 芳美（大阪大学）
小寺 秀俊（京都大学）
新野 秀憲（東京工業大学）
芦田

極（産業技術総合研究所）

銘苅 春隆（産業技術総合研究所）

１． 第3世代MEMSとしての革新的デバイスBEANSの提案

1

１−１ BEANSのねらいとインパクト
BEANS：第3世代MEMS
Bio & Electro-mechanical Autonomous Nano Systems
ナノ・バイオとメカロトニクスを融合、自律分散で機能するデバイス・システム

20年後の社会に革新的インパクトを与え、イノベーションを実現する
日本発のキーデバイス：BEANSが新しいライフスタイルを創造◆BEANSによる新産業創出
・2005年：国内MEMS市場
4,400億円
・2015年：国内BEANS市場
2兆4,000億円
BEANSのポテンシャル市場
6兆5,000億円
BEANSが寄与する市場全体 18兆6,000億円
・自動車、情報通信から
アミューズメント、医療・福祉、環境・エネルギー、
バイオへ広がる◆BEANSの市場価値◆
BEANSそのものの市場規模ではなく、組み込まれる機器の小型化・高機能化による高付加価値化、商品力アップにより評価

BEANSの市場価値寄与する市場全体
18.6兆円
BEANS
ﾎﾟﾃﾝｼｬﾙ市場
6.5兆円
BEANS
市場
2.4兆円

◆BEANSによるものづくり革命
・『垂直統合』と『周辺技術との摺り合わせ』：2つの強みでアジア・欧米にまねのできないものづくり
・３つのキープロセス：3次元ナノ構造、ナノ・バイオ界面制御、大面積化・連続化2

１−２ BEANS基盤技術開発プロジェクトの提案
H20(’08)（１）BEANS実現のため平成20年度から5年間の基盤技術開発プロジェクトを実施を要望する
・イノベーション25を担う産官学連携の委託研究プロジェクト・予算規模：5年間１００億円規模（経済産業省他）
・マイクロ加工技術にナノ・バイオを融合する
世界初のプロセス、デバイスを開発

H21 (’09)

H22 (’10)

H23 (’11)

H24 (’12)

H27 (’15) H28 (’16) H29 (’17)

H30 (’18)

fine MEMS

商品開発

高集積・複合MEMS

応用技術開発BEANS: 第３世代MEMS

イノベーションスーパーハイウェイ構想の実現¾研究の初期段階から実用化の観点からプロジェクトマネジメントする¾テーマは企画段階から実用化までナノ材料・バイオとの連携で推進¾出口を見据え、fine MEMSからシームレスなアウトプット創出

実用化研究
（分散研）

企 業
ベンチャー企業
産総研
基盤技術研究大 学

実用化研究

基盤技術研究エネルギーハーベスティング

有望テーマはプロジェ
クトからスピンアウトさせ実用化を加速

化学物質センシング

ォ
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3D

BE

先

端
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Ma
cr
o

ロ
３次
セ
AN
ス
元
Sセ
開
プ ナ
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ロ ノ
タ
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セ 構
ー
ス 造
び
プ
開 形
ラ
発 成
ッ

B

ー

ム
EA
大
化
NS
プ 面
セ
ロ 積
ン
セ ・連
タ
ス
ー
開 続
発

シート型健康モニタ

BEANS
研究体

発
開
ー
ス
タ
イ
ン
バ
セ
デ
NS
の
合
A
プ
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BE
オ 開
トッ
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イ ス
界
Li
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る
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よ
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Sセ
端
ギ 発
AN
先
ル 開
BE
ネ イス
o
・エ バ
Ec
境 デ
環 ンサ
・セ

（３）より大きな成果を創出するため府省連携による取り組みを要望する・イノベーション推進のためには
内閣府、経済産業省、文部科学省などの連携が必要
・H19年度：BEANS研究体のあるべき姿を調査し提言する（NEDOと具体化に向け協議中)・H19年度：内閣府、文部科学省（JST)、経済産業省（NEDO）との連携のあり方の検討を継続する
・プロジェクト前半で具体的連携の姿を提案し、実行に移す

H26 (’14)

第2世代MEMS（集中研）（２）イノベーションスーパーハイウェー構想に沿った
プロジェクト推進母体としてBEANS研究体の設立を要望する・プロセス、デバイス、バイオ等機能別のBEANS開発センターを開発拠点とする・複数のセンターをBEANS研究体が束ねて推進・トップに民間企業の研究所長経験者を据え事業化を常に念頭に置いた、人・物・金を含む
研究開発マネジメントを実施

H25 (’13)3

１−３ BEANSが実現するイノベーションの一例 ： − イノベーション２５ の代表例 −例５．世界の環境リーダー

例４．空気を綺麗にする自動車

例７．外国人とコミュニケーション

例９．一家に１台家庭ロボット

例１０．キャッシュレス・ワールド

4

1 2 3

4 2 3

4 3 2

3 5

例６．不毛の砂漠に緑のオアシス

例８．サイバーワールドで世界体験

1 2 3

4 3
例１１．折りたたみ式ディスプレイ

例３．がん・心筋梗塞・脳卒中を克服

7 6 3

⑦
体内埋込
デバイス
生体機械
ﾊｲﾌﾞﾘｯﾄﾞﾃﾞﾊﾞｲｽ

①
オンサイト
環境浄化デバイス
CO2固定
水・空気

5 4
②
エネルギー
ハーベスティング

BEANS
ナノ・バイオとの融合
自律分散して機能例２．高齢者でも丈夫な身体

7 6 4 3

⑥
シート型
健康管理
デバイス

③
環境物質
化学物質
五 感
センシング

例１２．食物の安全情報キャッチ

3 5

④
雰囲気
伝送・再生
デバイス

⑤
壁紙型
アンビエントインテリジェンス

例１３．製造現場の頭脳ロボット

3 4

例１．カプセル１錠で健康診断

7 6 3 4 2

例１８．地震発生後の１５秒緊急対応

例１６．リニアモーターカー

2 3 4

3

例２０．ロボットが月旅行

例１９．２００平米２００年住宅

例１７．土砂・洪水災害を予測

例１５．衝突できない車

例１４．センサネットワークで守る安全

4 3 2 14 3 5 1

2 3

3 4 2

3 2

4

２． MEMSの現状

5

２−１ MEMSの特長
Micro Electro Mechanical System:微小電気機械システム
信号処理 IC

センサー

ｱｸﾁｭｴｰﾀ（駆動端）

出力

入力

電気信号
ｴﾈﾙｷﾞｰ
機械変位
物理量
光信号
化学量
等

電気信号
ｴﾈﾙｷﾞｰ
機械変位
物理量
光信号
化学量
等

ｼﾘｺﾝﾁｯﾌﾟ
NEDO発表資料より

MEMSは微小な３次元構造体を持ち、様々な入・出力信号（量）を取扱うシステム

OLYMPUS
松下電工

ミラーデバイスOLYMPUS

カンチレバー

松下電工

OMRON
OMRON

圧力センサ
加速度センサRF MEMSスイッチ6

２−２ 【MEMSの基本的な認識】
我が国製造業の基幹部品の国際競争力強化のための重要分野

１．情報通信、医療・バイオ、自動車など

通信素子（０．０１倍）多様な分野に適用される
電池（０．１倍）
単機能デバイス(HDD)

高集積ＭＥＭＳ

２．小型、高精度で省エネルギー性に優れた高性能のキーデバイス- 光（スイッチ、導波路等）- 高周波（スイッチ、フィルタ、アンテナ等）- 流体・気体制御- センサ（力、加速度、赤外線等）

３．我が国製造業の基幹部品の高付加価値化、差異化による国際競争力強化に資する
経済産業省発表資料より

7

２−３ わが国の科学技術戦略におけるMEMSの位置づけ
第3期科学技術基本計画
理

念

技術戦略マップ：経済産業省

目 標

重点推進4分野，推進4分野

①飛躍知の
発見・発明

ライフサイエンス

半導体

情報通信

ライフサイエンス

策定分野

理念１
人類の英知を生む②科学技術の限界突破
環③環境と経済の両立

境

ナノテクノロジー・材料

理念２
国力の源泉を創る④イノベーター日本

ものづくり技術エネルギー⑤生涯はつらつ生活
理念３

社会基盤

健康と安全を守る⑥安全が誇りとなる国

フロンティアMEMS
・高機能化
・立体形状自由加工技術
・ナノ機能材料選択的形成技術
・機能性表面形成技術
・低コスト化・ナノインプリンティング技術
・パッケージ技術・技術基盤
・プロセス解析技術
・多品種・少量・省エネ・
フレキシブル加工技術
・情報通信、医療・バイオ、自動車等
わが国の主要産業を高付加価値化し国際競争力をさらに強化する

8

３． BEANSの狙いと市場価値

9３−１ MEMS産業・技術ロードマップ
BEANS
Bio & Electro-mechanical Autonomous Nano Systems
ナノ・バイオと電気機械を融合、自律分散で機能するデバイス・システム

産業高度化︵
技術の発展と市場の拡大︶

2兆4,000億（2015年)

第3世代：BEANS −新たなライフスタイル創出−
・MicroとNano-Bioとの融合
・自律分散システムのキーデバイス

グリーンデバイス： 環境・エネルギー
ホワイトデバイス： 健康・医療ブルーデバイス： 快適生活空間

1兆1,700億円（2010年)

第2世代

・MEMS/ナノテク機能の複合技術

ファインMEMS
4,400億円（2005年）・MEMS/半導体の一体形成技術
多機能デバイスの創出（高機能・小型化・信頼性） ・MEMS/MEMSの高集積化技術

第1世代
現状
黎
期
明

単機能デバイス−既存部品の置き換え（既存部品の小型化の進展）
２００５

２０１０

２０１５

･3次元マイクロ加工を中心に日本発MEMSがインハウス、
ファンドリーの両輪で発展
２０２０

２０２５

10

３−２ MEMSデバイスの応用例
第３世代MEMS：BEANS
第2世代MEMS
集積化・複合化による多機能・超小型デバイス

オンサイト
環境浄化デバイス
CO2固定
水・空気

新たなライフスタイルの創生
エネルギー
ハーベスティング

・MEMS/ナノテク機能複合

第1世代MEMS

CNT応用スイッチ

環境物質
化学物質
五 感
センシング

雰囲気
伝送・再生
デバイス
シート型
健康管理
デバイス

自動車
1,350億円
エアバッグ
車両安定制
エンジン制御 横転防止

・MEMS/半導体一体形成
MEMS
RF MEMS

ステアリングセンサ

体内埋込
デバイス
生体機械
ﾊｲﾌﾞﾘｯﾄﾞﾃﾞﾊﾞｲｽ

赤外線カメラエアバックセンサ

圧力センサ

情報通信
1,490億円

インクジェット
プリンター
HDDヘッドアクセルセンサ
空気流量計

壁紙型
アンビエントインテリジェンス

LSI

プロジェクター（ＤＭＤ）

・MEMS/MEMS高集積化
光学系

車高制御センサ
ヨーレートセンサ &
加速度センサＬＳＩ

ミリ波レーダーステアリングトルクセンサ

センサ系

O2センサ

ホイール速度センサ11

３−３ BEANSがめざすもの
20年後の社会に革新的インパクトを与える

新しいライフスタイルの創造
健康・医療
環境・エネルギー
完全循環型社会
周囲環境エネルギーの有効活用
周囲環境エネルギーの有効活用

生涯はつらつ生活
テーラーメイド・予防医療
テーラーメイド・予防医療

快適・安心・安全
見守られている社会
ハイパーコミュニケーション

新産業創造◆製品の高付加価値化、差別化のキーデバイス
・エネルギーハーベスティングデバイス：電池レスのワイヤレスセンサネットワークを実現する
・体内埋込デバイス：糖尿病等生活習慣病の診断・治療のあり方を革新する
・BEANS IDタグ：IDのみでなく流通途中の環境等を記録、履歴管理し、流通を見える化する◆有機/無機/バイオの界面制御による異種融合等の先端技術が新産業を創出
・ナノレベルの界面制御はリバースエンジニアリング困難で強固な国際競争力を有する◆多様な産業分野に適用（情報通信, 自動車から健康・医療, ロボット, 航空・宇宙, 食品, 流通に拡大）
・多品種・少量のアプリケーションが多く、個々の市場規模は大きくないが全体規模は大きい・プロセスのプラットフォーム化をすすめ、装置産業を含む日本の産業構造を革新する

3次元ナノ構造形成
大面積・連続プロセス

ものづくり革命マイクロナノ統合製造技術

異種融合技術ナノ・バイオ界面制御
12３−４ プロジェクト検討体制
COCN
実行委員会

MEMS協議会
MEMSフロンティア
未来デバイス技術PJ
リーダ：三菱電機 久間
委員長：東京大学教授 藤田副委員長：セイコーインスツル 古田
メンバー：大学11校・産総研・企業16社

グリーンデバイス
WG（分科会）

ホワイトデバイス
WG（分科会）

ブルーデバイス
WG（分科会）

プロセスインテグレーション
WG（分科会）

環境・エネルギー分野

健康・医療分野

快適生活
コミュニケーション分野

製造基盤技術

リーダー：三木則尚（慶應大）リーダー：竹内昌治（東京大）リーダー：三田吉郎（東京大）リーダー：諸貫信行（首都大学東京）

九州大学*
九工大
産総研
セイコーインスツル
東芝
日立製作所
松下電工
三菱電機

東京大
京都大*
東北大*
産総研
オリンパス
東芝
みずほ情報総研

立命館大
東京大*
産総研
オムロン
数理システムみずほ情報総研
三菱電機
横河電機

東北大
香川大
産総研
沖電気工業
数理システム
東芝
松下電工
みずほ情報総研
ソニー
デンソー
アルバック
フジクラ

*）有機デバイス*）医学博士*）有機デバイス13

３−５ MEMS市場の推移
国内のMEMS市場は２０００年以降急速に立ち上がり、2005年4,400億円に達し、2010年には1兆1,700億円、2015年には2兆4,000億円に達すると予測される*
さらに大きな発展を狙うには既に大きな市場である自動車、情報通信に加え、医療福祉・バイオ、環境・エネルギー分野への展開が重要
BEANSにより拡大が期待される市場 *MEMS市場の推移予測（中間値）*
農林水産関連分野
航空宇宙関連分野
25000
都市環境整備関連分野

1600

環境関連分野1400

エネルギー関連分野

1200

バイオテクノロジー関連分野

1000

農林水産関連分野

20000

航空宇宙関連分野

15000

医療福祉関連分野

億円

製造技術関連分野

10000

精密機器関連分野億円

都市環境整備関連分野
環境関連分野800
600

エネルギー関連分野

400
バイオテクノロジー関連分野

アミューズメント関連分野

5000

200
民生用電子機器・電気機器関連分野

0

2005年度

2010年度

2015年度情報通信機器関連分野

0

医療福祉関連分野
2005年度

2010年度

2015年度自動車関連分野*（財）マイクロマシンセンター市場動向調査より

14

３−６ BEANSの市場価値：組み込まれる機器の高付加価値化
産業分野分類2015年BEANS（億円）
ポテンシャル 寄与する
BEANS市場
市 場
市場全体

自動車関連分野

8,683.36

16,531.27

36,086.37

情報通信機器関連分野

7,356.35

20,132.85

48,742.84

精密機器関連分野

2,544.84

9,907.84

31,537.17

アミューズメント関連分野

1,372.55

6,178.56

13,487.10

医療福祉関連分野

1,867.99

4,738.67

10,553.42

製造技術関連分野（マイクロファクトリ、
計測・分析、メンテナンス）

1,073.19

2,773.23

12,860.12

民生用電子機器・電気機器関連分野

851.083,359.93

12,542.11

エネルギー関連分野

137.19923.501,140.12

バイオテクノロジー関連分野

80.08

134.54161.73

航空宇宙関連分野

43.18

171.238,940.44

環境関連分野

22.86

73.80

397.83

農林水産関連分野

14.88

148.807,440.00

都市環境整備関連分野

1.61

31.84

2,298.73

24,049.14

65,106.05

186,187.99

合計（財）マイクロマシンセンター市場動向調査より◆BEANSの市場価値◆
BEANSそのものの市場規模ではなく、組み込まれる機器の小型化・高機能化による高付加価値化、商品力アップにより評価

BEANSの市場価値寄与する市場全体
18.6兆円
BEANS
ﾎﾟﾃﾝｼｬﾙ市場
6.5兆円
BEANS
市場
2.4兆円
■BEANS市場：
BEANS本体の市場■BEANSのポテンシャル市場：
BEANSで置き換え可能な市場規模■BEANSの市場価値：
BEANSが組み込まれる機器の総市場

15

４． BEANSとは

16

４−１ 狙いのデバイス
エネルギーハーベスティングオンサイトで光・熱・振動・生体の未利用エネルギーを吸収・蓄電しセンサ・アクチュ
エータにエネルギー供給
キー技術：ナノ構造形成、有機機能材料、バイオ材料、界面制御
メンテフリーのセンサネットワークを実現環境物質センシング
分析装置で行っている物質分析を小型デバイス化
キー技術：ナノ構造形成、ナノ・バイオ融合、界面制御
ポータブル化、ウェアラブル化、センサネットワーク用センサによる快適・安心・安全な生活を実現Greenオンサイト
環境浄化デバイス

大面積シート型デバイス
大面積、フレキシブルシートにセンサ、アクチュエータを印刷しデバイス化
キー技術：プリンタブルエレクトロニクス、有機機能材料、伸縮性配線、表面改質
日常生活で存在を意識しない形で無数のセンサ、アクチュエータが埋め込まれ、快適・安心・安全で健康な生活を実現

CO2固定
水・空気

エネルギー
ハーベスティング
・
環境物質センシングWhiteオンサイト環境浄化デバイス

Blue

体内埋込デバイス
生体機械
ﾊｲﾌﾞﾘｯﾄﾞﾃﾞﾊﾞｲｽ

CO2の固定、水浄化をオンサイトで行うデバイス
キー技術：選択分離膜、ナノ構造形成、微生物利用バイオ技術
排出量のほぼ半数を占めておりながら、回収が全く不可能であった分散排出源からの二酸化炭素を回収することで、地球温暖化防止に対して大きく貢献する体内埋込デバイス・生体機械ハイブリッドデバイス
雰囲気伝送・再生
デバイス
大面積
シート型
デバイス

腹腔や消化器官内に滞在し、自走することで積極的に腫瘍やがん細胞などを発見し、治療する超小型デバイス
キー技術：３次元ナノ加工技術、ナノ界面制御技術、生体適合材料
糖尿病等常時のモニタリングが治療効果を上げる生活習慣病患者の負担が激減し
QOLが飛躍的に向上する

雰囲気伝送・再生デバイス
視覚、聴覚に加え触覚、嗅覚などの雰囲気を伝送再生する超臨場感コミュニケー
ションデバイスキー技術：3次元形成・成膜、ナノ・バイオ融合、界面技術、化学物質・触覚センシン
グ・再生技術 コミュニケーションの質が革新され、外部環境情報に加え体内情報も入手出来、快適・安心・安全で健康な社会を実現する

17

４−２ BEANS開発のアプローチ
集積化・微小化

３次元ナノ構造・界面制御

WhiteGreen:環境浄化デバイス
White:体内埋込デバイス

Green
体内埋込

Blue:雰囲気伝送・再生デバイス

Blue社会へのインパクトは大きい実用化への高いハードルが複数存在
実用化時期：15〜20年後

環境浄化

雰囲気
伝送・再生

将来目標とし基盤技術開発を先行

環境物質
センシング

エネルギーハーベスティング
化学物質センサ
大面積シート型デバイス

エネルギー
ハーベスティング

大面積
シート型
デバイス
高集積
複合
MEMS

並列化

MEMSならではのアプローチ
集積化
微小化
並列化
実現可能なターゲット
実用化目標時期が10年未満のデバイス
応用分野の広いデバイス・プロセス
デバイス開発、プロセス開発を同時推進

大面積・連続プロセス18

４−３ デバイスの特長とマイクロナノ統合製造技術
ー

グ
リ
ン
デ
バ
イ
ス

ー

ブ
ル

デバイス例

特 長

オンサイト環境浄化（CO2固定化）・オンサイトでCO2固定、水質浄化
・分散CO2排出源（約５０％）から15%を固定化

エネルギー
ハーベスティング

・周囲環境からエネルギーを吸収・貯蔵しデ ・ナノピラー・ポーラス構造によりエネルギー ・3次元ナノ構造の大面積化（□10cm）
変換効率を３−４倍に向上
バイスに供給・バイオ発電による体内埋込デバイス電源 ・マイクロ・ナノ印刷によるシートデバイス化
・センサ、アクチュエータの電池レス化

大面積化・連続化

・ウィルス、有機分子等のオンサイト検出
・微生物によるCO2の固定化

環境物質
センシング

・ナノ構造による検出感度1000倍以上を達
現在高価な分析器により評価している環境
成
物質、DNA 、ウィルス等の検出をチップ化、・ウィルス、有機分子等のオンサイト検出
サイズを100万分の1に・匂いの検出・再現・マイクロ・ナノ印刷によるシートデバイス化

壁紙型アンビエント
インテリジェンス
デバイス

・視覚、聴覚、触覚、嗅覚などの雰囲気伝送機能を持つシート状のエレクトロニクスデバ
・ウィルス、有機分子等のオンサイト検出
イス・匂いの検出・再現
・インタラクティブ掲示板としてのコミュニケー
・自己組織的配線
ション機能、異常検知によるセキュリティ機
能を有する・マイクロ・ナノ印刷によるシートデバイス化
・ナノインプリントによる機能素子埋込・電子機能性インク

雰囲気伝送・再生・ナノ構造による検出感度1000倍以上を達成・臭覚、触覚を検出・伝送・再生
・臨場感のあるコミュニケーション、高度な安 ・ナノ材料によるリアリティのある匂い、触感 ・マイクロ・ナノ印刷によるシートデバイス化の再現
全性・遠隔医療等を実現
・有機分子、匂い成分の検出、再現

シート型健康管理
デバイス

・体に貼り付ける健康管理デバイス
・ナノ構造による検出感度向上
・階層に無数のセンサやアクチュエータを埋・非侵襲・低侵襲による体内センシング
め込み体内の情報を表示

デ
バ
イ
ス

ホ
ワ
イ
ト
デ
バ
イ
ス

ナノ・バイオ融合

体内埋込
デバイス

・マイクロ・ナノ印刷によるシートデバイス化
・ナノインプリントによる機能素子埋込・電子機能性インク

・ナノ構造による検出感度1000倍以上を達成・生活習慣病患者の血糖値、中性脂肪、血圧
・3次元ナノ構造による機械構造の実現等を常時モニタリングし治療・人・家畜等の病・ウィルス、タンパク質、有機分子等の検出
気への感染をモニタリング
・生体細胞・分子との適合

19

５． BEANS実現のための方策提案

20

５−１ デバイス／プロセステーマのマトリクス運営
グリーンデバイス

デバイステーマ群

ｴﾈﾙｷﾞｰ
ﾊｰﾍﾞｽﾃｨﾝｸﾞ
ﾃﾞﾊﾞｲｽ

ｵﾝｻｲﾄ
環境浄化
ﾃﾞﾊﾞｲｽ

ホワイトデバイス
環境物質
センサ

体内埋込
デバイス

生体機械 シート型健康ハイブリッド モニタリング
デバイス
デバイス

ブルーデバイス
雰囲気
伝送・再生
デバイス

壁紙型
ｱﾝﾋﾞｴﾝﾄ
ｲﾝﾃﾘｼﾞｪﾝｽ
ﾃﾞﾊﾞｲｽ

万能携帯デバイス固有技術課題
エッチング・成膜
3次元
ナノ構造形成成形

プロセスインテグレーションテーマ群

自己組織化
マイクロ・ナノ印刷
インクジェット
大面積 マイクロ・ナノ印刷
連 続
転写印刷
プロセス
ナノインプリント
分子自己組織化
界面制御
表面改質・修飾

バイオ応用
印刷応用

モデリング マルチスケール
シミュレーション モデリング
検査・評価

界面評価

21

５−２ 研究開発ロードマップ： fine MEMSからBEANSへ
H20(’08)

H21 (’09)

H22 (’10)

H23 (’11)

H24 (’12)

H25 (’13)

H26 (’14)

H27 (’15) H28 (’16) H29 (’17)

H30 (’18)

第2世代MEMS
fine MEMS

商品開発

高集積・複合MEMS

応用技術開発イノベーションスーパーハイウェイ構想の実現¾研究の初期段階から実用化の観点からプロジェクトマネジメントする¾テーマは企画段階から実用化までナノ材料・バイオとの連携で推進¾出口を見据え、fine MEMSからシームレスなアウトプット創出

BEANS: 第３世代MEMS
企 業
ベンチャー企業
産総研
基盤技術研究
大 学

実用化研究
（分散研）

（集中研）

実用化研究

基盤技術研究BEANSデバイス
A
BEANSデバイスA

有望テーマはプロジェ
クトからスピンアウトさせ実用化を加速BEANSデバイス
B
BEANSデバイスB
BEANSデバイスC
BEANSデバイスC・プロセス・デバイス基盤技術研究をマトリクス的に推進・デバイスを選別し応用技術開発を推進

・実用化の可能性をコンセプトモデルによりＦＳ・開発されたプロセス技術の水平展開・装置開発

・有望テーマはＳｐｉｎＯｕｔテーマとして別立てで推進

・早期開発を狙いＳｐｉｎＯｕｔベンチャー企業設立22

５−３ BEANS研究体による推進体制

M

開

ス

発

開

ac

ro

ッ
トフ
プ
ラ
び

３次

造
形
発 成

プ
ロ
セ
AN
ス
元
Sセ
開
プ ナ
ン
発
ロ ノ
タ
、及
セ 構
ー
BE

先
端

3D

◆イノベーションスーパーハイウェイ構想の実現

BEANS
研究体

・プロジェクトリーダーは民間企業研究所長経験者
・マネジメントチームが事業化・研究開発を推進
・予算配分権等、進捗状態対応できる柔軟な運営
・ベンチャー企業の参画による産業育成と地域活性・大学教授・国研部門長による研究評価・指導・世界から研究者を集結、異分野融合人材育成
発
開
ー
ス
タ
イ
ン
バ
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A
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融 発
BE
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Li
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ー
セ
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ロ
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端
ギ 発
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先
ル 開
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ネ イス
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・エ バ
Ec
境 デ
環 ンサ
・セ

ォ
ー
BE
ム
大
化
AN
プ 面
Sセ
ロ 積
ン
セ ・連
タ
ス
ー
続

◆複数のBEANS拠点をBEANS研究体が統括する・強みを活かしたデバイス・プロセスセンターの設立
・出口を明確に意識した研究マネジメント
・横断的な研究テーマ、人材、設備、予算のマネジメント

23

５−４ 「BEANS研究体」構想と「先端融合領域イノベーション創出拠点」構想の比較

BEANS研究体狙い先端融合領域イノベーション創出拠点•長期的な観点からイノベーションの創出を狙う
・ １０〜１５年後の実用化に向けた不連続なイノベーション

対象領域•先端的な融合領域を対象
・マイクロ加工とナノーバイオとの融合

産学官連携•企業からの具体的なコミットメントに基づく連携

人材育成•産学官の協働による次世代を担う研究者・技術者の育成

実用化への
取り組み

•基盤研究と有望テーマの事業化推 •将来的な実用化を見据え基礎的段階
進を同時に行うパラレル研究開発
からの研究開発をシリアルに行う

拠点間の連携•大学・産総研・企業グループの複数拠点（センター）を束ねる研究体•民間企業研究所長経験者をトップ
研究マネジメント とするマネジメント体制•人・物・金を研究所が統括•大学・産総研等の機関単独の拠点•産学共同推進するが大学・研究所がマネジメントのイニシアチブをとる
24

６． イノベーションスーパーハイウェイ構想の産官学連携による推進25

６−１ 産・官・学連携によるMEMS〜BEANSの推進戦略− 経済産業省資料より ー
2004（市場規模） 05年 約0.4兆円 2007（現在）

2010約1.17兆円
プレ普及段階実用化に向けた環境整備
単機能ＭＥＭＳ

市
場

・スイッチ（光、圧力）・センサ（圧力、
加速度、ジャイロ）・インクジェットヘッド
ＤＮＡチップ

高度化単機能ＭＥＭＳの実現・拡大
・ＲＦデバイス・ＳＩＰセンサ・ＤＭＤ（プロジェクター）・スキャナ、スイッチ用ミラー

2015

2025

本格普及段階
複合機能ＭＥＭＳの実現・拡大・高機能複合化通信機器
・安全保障機器、検査機器
・生体センシング機器
・防犯・防災機器・専用製造装置を使った単機能
ＭＥＭＳデバイスの高精度化 ・ＭＥＭＳファウンドリーサービスの提供

・単機能ＭＥＭＳの製造

・設計／評価装置の導入

・ウェアラブルＭＥＭＳ
・インプランタブルＭＥＭＳ
・環境無負荷ＭＥＭＳ

・ＭＥＭＳ専用パッケージサービスの提供

ＭＥＭＳ協議会 〈１８年４月発足〉
産業競争力懇談会（ＣＯＣＮ）の提言

国際標準

専門用語のＩＥＣ規格化
材料の基本特性評価法のＩＥＣ規格化
デバイス特性・耐久性の評価・仕様のＩＥＣ規格化

先行用途開発イノベーション・
スーパーハイウェイ

事業化
支援

・半導体製造装置を使った加工技術の開発

高度化複合機能ＭＥＭＳの実現・拡大

MEMSMEMS-ONE 開発〈04〜06〉
・設計・解析支援ソフト開発
・β版配布（５月予定）

基盤技術開発MEMSプロ
MEMSプロジェクト〈03〜05〉
製造委託拠点の整備、製造技術の開発「技術戦略マップ」の策定・更新・市場規模調査・標準化 等

技術の応用
・市場の創出

地域拠点の整備、ＭＥＭＳ−ＯＮＥの普及
地域拠点の整備、ＭＥＭＳ−ＯＮＥの普及

高集積・複合MEMS
MEMS製造技術開発
製造技術開発 〈06〜08〉
高集積・複合高集積・複合MEMS製造技術開発〈06〜08〉一体集積化技術の開発（①ナノテク機能の複合化、②半導体回一体集積化技術の開発（①ナノテク機能の複合化、②半導体回路の一体化、③単機能ＭＥＭＳの一体集積）
路の一体化、③単機能ＭＥＭＳの一体集積）

新規
MEMS基盤技術開発 （仮称）(08
(08〜
〜12)
（仮称）
新規MEMS基盤技術開発（仮称）(08〜12)

BEANSプロジェクト
に対応
共通基盤の
普及・高度化

・アプリ：エネルギー、医療、環境保全
・アプリ：エネルギー、医療、環境保全
・技術：３次元ナノ構造、連続プロセス、界面制御
・技術：３次元ナノ構造、連続プロセス、界面制御 （08,（08,★億円）★億円）

26

６−２ ポリシー立案から事業化まで、府省との連携による推進
ポリシー

基盤・実用化

基礎研究

承認・認可・規制・指導

経済産業省
内閣府

総合科学
技術会議

文部科学省

総務省

産業技術環境局
製造産業局
商務情報政策局

JST

NEDO「さきがけ」「CREST」「先端融合
ｲﾉﾍﾞｰｼｮﾝ創生拠点」「MEMS-ONE」「fine MEMS」
・
・

厚生労働省

BEANS研究体 （産学連携）
・３D BEANSｾﾝﾀｰ
・Eco BEANSｾﾝﾀｰ
企画への参加・Macro BEANSｾﾝﾀｰ
・Life BEANSｾﾝﾀｰ

企業：16
社，大学：11
11，産総研：，産総研：2
2部門5Gr.
企業：16社，大学：
部門5Gr.

MEMS協議会 （産業界主導：産官学連携）
産業競争力懇談会（COCN）

メンバー
アフィリエート

企業：51
社
企業：51社
公設試・クラスター：10
公設試・クラスター：10
研究機関・大学研究室：52
研究機関・大学研究室：52

フェロー：14名
フェロー：14名
学会・団体：23
23
学会・団体：
海外関係団体：7
海外関係団体：727

資料 （１）
MEMS分野の技術戦略マップ（一部抜粋）

28

（１−１） 技術戦略マップＭＥＭＳ分野の導入シナリオ１(〜2000)

２０００

２００５

●部品産業の国際競争力維持・強化

２０１０●安全・安心・快適社会への貢献

２０１５

２０２５

●新しいライフスタイルの創出

目標●ＭＥＭＳ製造技術の高度化（高性能・高信頼性・低コスト） ●マイクロナノ統合製造技術の確立

市場の動向

単機能ＭＥＭＳ

高度化単機能ＭＥＭＳ

高集積ＭＥＭＳ

光スイッチ、圧力スイッチ、圧力センサ、エアバッグ用加速度セ
ンサ、ジャイロセンサ、インクジェットヘッド、DNAチップ など

ＲＦデバイス、ＳＩＰセンサ、DMD、スキャナ／スイッチ用ミラーなど

機能複合化通信機器、安全保障機器、検査機器、生体センシ
ング機器 防犯機器、防災機器など

企業の取組み半導体製造装置を使った加工技術の開発と単機能ＭＥＭＳの製造・低コスト化とＭＥＭＳプロセス・特性の評価技術の基盤構築

革新的ＭＥＭＳ（ナノバイオ融合・自律分散）
エネルギーハーベスティング、
オンサイト環境浄化デバイス、
シート型健康管理デバイス、
体内埋込デバイス、
雰囲気伝送・再生デバイス、
アンビエントインテリジェンスなど

システム化技術の蓄積
専用製造装置を使った単機能ＭＥＭＳデバイスの高精度化・低コスト化と低環境負荷化
設計・評価装置導入、開発期間短縮、多品種少量への対応
高集積複合ＭＥＭＳの新デバイスへの展開
革新的ＭＥＭＳの展開

基盤技術開発用研究所・部門の設立

ＭＥＭＳ専用製造装置による生産システムの構築
ＭＥＭＳファウンドリーサービスの提供

・CMOS-ＭＥＭＳファンドリー
サービスの提供・ＭＥＭＳ専用パッケージ
サービスの提供
・多数のＭＥＭＳベンチャーの設立

・環境・エネルギー、
医療・福祉分野へのデバイス展開・ナノ・バイオ融合MEMS
プロセスの構築29

（１−２） 技術戦略マップＭＥＭＳ分野の導入シナリオ２(〜2000)

２０００

２００５

研究開発の取組み

高精度３次元ＭＥＭＳ・RFスイッチ製造技術開発
・光可動ミラー製造技術開発
・超小型MEMSセンサ
・製造技術開発

２０１０
高集積・複合化・ナノ機能付加技術開発
・MEMS半導体一体化（CMOS-MEMS）技術
・MEMS・MEMS結合化技術
・MEMS・ナノ機能融合技術

２０１５

２０２５

革新的デバイス基盤技術開発
・ナノ・バイオ融合プロセス
・異種融合・界面制御技術
・大面積化・連続化プロセス
・エネルギーハーベスティング・オンサイト環境浄化
・シート型デバイス
・体内埋込デバイス
・雰囲気伝送・再生（五感）微小機械システム開発

関連施策の取組み

導入普及促進策

製造委託拠点整備

製造委託クラスター・ネットワーク整備

・拠点整備
・製造技術開発 等

・全国へのネットワーク化
・新技術の導入 等

設計支援システム開発

設計支援システム開発

・設計ソフトウェアの開発
・データベース開発 等

・高度化
・知識データベース更新 等

高度製造技術開発
・デスクトップMEMSファクトリー・インテリジェントMEMS製造技術

ナノバイオ融合、自律分散基盤技術開発
・マイクロナノ統合製造技術
・ナノ・バイオ融合、自律分散デバイス
・基盤研究開発拠点設立○ 人材育成技能ライセンス認定制度 （検定組織 ・啓蒙活動 ・認定獲得 等）

環境整備

大学等におけるＭＥＭＳ専門教育の充実
マイクロ・ナノ・バイオ融合研究人材育成
革新研究マネジメント人材育成
ネットワーク構築（人材育成、研究開発、異分野交流）30（１−３） MEMS分野技術戦略マップ：重要技術への反映１
MEMS要素技術
高アスペクト比貫通孔形成技術

高精度・微細エッチング技術

チ
ン
グ
技
術

共通

ディープドライエッチング技術

共通
無線通信、共通

大面積均一エッチング技術

無線通信、バイオ

非シリコン材料加工技術

共通

無損傷加工技術共通

3次元表面加工技術

無線通信

自由曲面加工技術

エネルギー

立体構造上へのパターン形成技術

ナノ機能材料選択的形成技
術

形
成
技
術
機
能
化
・
表
面
改
質

共通

３次元ナノ構造形成技術

ナノ材料ウエハレベル形成技術

共通

ナノデバイスマニピュレーション技術

バイオ

ナノ材料ビルドアップ技術

共通

細胞配置・カプセル化技術
細胞の組織化技術
化学的・バイオ的表面修飾技術︶

機能性表面形成技術（界面制御・表面修飾技術、
加工損傷回復技術）

エネルギー、環境、医療・福祉
エネルギー、環境、医療・福祉
エネルギー、環境、医療・福祉
エネルギー、環境、医療・福祉

分子の自己組織化現象応用界面制御技術

安心・安全

ナノ粒子自己整列技術

共通

脂質二重層形成技術

共通

金属・有機半導体の界面制御技術

共通

有機・絶縁膜の界面制御技術

共通

印刷方式表面修飾技術

共通

加工損傷回復技術

共通

共通

ナノピラー形成技術

共通

ナノポーラス形成技術

共通

ナノプローブ加工技術

ナノプローブ・エッチング加工技術

バイオ、共通ＬＳＩプロセス融合ﾀﾞﾒｰｼﾞﾌﾘｰ
ｴｯﾁﾝｸﾞ技術

ＭＥＭＳ・半導体共存構造の低損傷エッチング技術

共通

LSIプロセス融合成形技術

ＭＥＭＳ・半導体共存構造の成形技術

共通

機能性材料厚膜形成技術

共通、無線通信

可動ナノ構造形成技術

可動ナノ構造の形成技術

共通

界面制御技術環境、医療・福祉

活性細胞融合技術

環境、医療・福祉

機能性材料ナノ薄膜多層形成技術

安心・安全、環境、エネ
ルギー

ナノ・バイオ融合技術

平滑・低残留応力薄膜形成技術-3次元低温成膜技術

光、無線通信、共通

３次元形状表面上成膜技術

光

活性生体分子融合技術

環境、医療・福祉

シングルポイントプロセス技術

共通

異種材料レイアバイレイア積層技術

共通

3次元ナノ構造形成技術
ナノポーラス膜形成技術
ナノピラー形成技術
LSIプロセス融合成膜技術

共通
3次元構造形成技術

共通

ＭＥＭＳ・半導体共存構造の低ストレス・高耐久性薄膜形成
共通技術
ナノインプリンティング技術-低損傷パターニング技術

共通、バイオ

ナノフォーミング技術

共通

ナノ転写・形成複合プロセス技術

共通

異
種
融
合
技
術

マイクロプレス成形技術

マイクロエンボス加工技術
成
形技
術

無線通信、バイオシングルポイントプロセス技術

高品位厚・薄膜成膜技術

成
膜
技
術

生体機能材料形成技術分野

ナノ材料局所形成技術

生体分子配向技術︵

ッエ高アスペクト比ナノトレンチ加工技術

高精度微細エッチング技術

MEMS要素技術

分野
共通

共通

パターン付き成膜および多層化技術

共通

メカ／バイオ／半導体ハイブリッド積層技術

共通

３次元ナノ構造移植・積層技術共通

セルフアライメントによる位置決め技術

共通

マルチCNTプローブ製造技術

共通

ナノホール選択金属成長技術

共通

ナノワイア選択配線技術

共通

CNT成長用触媒粒子の自己組織化配列技術

共通

CNT配線技術共通

自律的配線形成技術

共通

伸縮性導体形成技術

共通

界面制御を利用した自律組立技術

共通

自己組織化技術

光

マイクロ粉体成形技術

ナノ粉体成形加工技術

共通、バイオ

マイクロ鋳造技術

貫通孔埋め戻し技術共通

３次元マイクロ立体型成形技術

共通

３次元表面ナノ加工技術

共通

３次元自由曲面エンボス加工技術

共通

３次元表面修飾技術

共通

３次元形状めっき成形技術

共通

３次元ナノ構造形成技術

異種材料の厚膜積層技術

配線技術

組立技術

界面物理化学評価技術

共通

ナノ領域におけるトライボロジー評価技術

共通

界面物性評価技術

注：

技術名

は、中期的な視点での重要技術

技術名

は、長期的な視点での重要技術

31

（１−４） MEMS分野技術戦略マップ：重要技術への反映2
MEMS要素技術
大面積高密度マルチプローブ加工技術

プ
ロ
セ
ス
連
続
化
・
大
面
積
化
技
術

前・後処
理技術

分野
共通

高品位厚膜の大面積・連続プロセス化（mオーダ）技術

共通

大面積ナノパターン加工技術（ナノ・マイクロ加工技術）

共通

プロセス大面積化技術
高精度アライメント：大面積（mオーダ）サブmm精度アライメ
共通
ント技術
印刷方式表面修飾技術

共通

マイクロナノ印刷技術

共通

印刷による成膜技術

大面積印刷のレジストレーション（重ね合わせ）技術

共通

ナノインプリント連続成形技術（含むローラー式転写技術）

共通

連続EBプロセス技術

共通

連続FIBプロセス技術

共通

構造表面洗浄技術

共通

高精度位置決め技術

共通

MEMS･半導体共存の接合・組立技術

共通

プロセス連続化技術

表面清浄化技術

組立技術

実
装
技
術

接合技術

低温・低応力接合技術
封止技術

光、無線通信、バイオ、共通
光、エネルギー、センサ、共通

高度実装技術共通

トリミング技術

センサ

カッティング技術

共通

形状測定技術共通強度等デバイス特性評価技術

共通システム信頼性評価技術

無線通信

生体情報評価技術

バイオ、
医療・福祉

微小領域における物理量計測技術

共通

検査評価用解析技術

共通

機構解析技術共通

プロセス解析技術

共通

システム化解析技術

共通

パッケージ技術

検
査
・
評
価
技
術

各種検査・評価技術

MEMSシミュレーション技術
設
計
・
解
析
技
術

マルチスケールシミュレーショ
ナノ/マイクロ/マクロ境界領域の解析モデリング技術
ン技術
マルチフィジクスシミュレー
電場・磁場・構造・熱・流体の連成解析技術
ション技術
分子オーダーメゾオーダーま分子オーダーメゾオーダーまでの解析技術
での解析技術データベース構築

製造シス
テム技術

共通
共通
共通

材料・界面・プロセス・知識共通

多品種少量・省エネ・フレキシブル加工システム技術

共通

注：

技術名

は、中期的な視点での重要技術

技術名

は、長期的な視点での重要技術32

資料 （２）
米国・欧州・中国におけるマイクロ・ナノ分野関連プロジェクト

33

（２−１） 米国・欧州・中国のマイクロ・ナノ関連プログラム■米 国
・DARPAのMTO（Microsystems Technology Office）のNano-MEMS Program・Nano/Micro ガス分析
・Micro極低温冷凍機
・Nano/Micro科学技術基盤
・Site Specific Thermal Management
・ナノワイヤーセンサ＆エレクトロニクス
・SERS科学技術基盤
・Nnaoデバイス＆システム■欧 州
EU第７次研究枠組み計画（FP7） 2007-2013
・４つの具体的プログラム
・「協力」が加盟国間の共同研究活動に関連
・「構想」が欧州研究評議会（ERC）を通して実施する基礎研究
・「人材」では、マリーキュリーアクション（人材の流動性関連）や関連の他の活動
・「能力」では、研究インフラ、「知」に基盤を置く地域、中 小企業の支援することを狙う
・９分野の共同研究
・保健・食料・農業・バイオテクノロジー
・情報通信技術
・ナノサイエンス・ナノテクノロジー・材料・新生産技術
・エネルギー・環境（気候変動を含む）
・運輸（航空を含む）
・社会経済科学・人文科学
・安全・宇宙・予算規模
・５３．２Billion EUR （約8兆5,000億円）■中 国
・科学技術省（MOST）のNanoTech Program ２００５−２０１０ ：３００M元・ナノ材料、ナノ構造の作製、自己組織化、及び機能化
・ボトムアップ、トップダウンの組合せによるナノスケール製造技術の構築とマイクロ＆ナノシステムの新技術
・ナノデバイスのコンセプト創生とプロトタイピング
・ナノバイオロジー34

（２−２） 中長期先端技術開発対するDARPAの役割

Science & Technology $ (FY03)■DARPAの科学技術投資の考え方•通常の進化・改良型の技術開発に比べ、はるかに大きな技術イ
ンパクトを有する、想像力に富み、革新的で、しばしばハイリスクな研究のアイディアを生みだす•これらのアイディアを技術可能性の評価からプロトタイプ開発までを遂行する

１０B

５B

Service S&T

DARPA

０

NEAR

MID

・Fundamental Research・Discovery
・System Concept Invention

FAR

35

（２−３） DARPAにおける次世代マクロテクノロジーNEMSの取り組み■MTOが推進するMEMS関連プログラム•Micro Cryogenic Coolers•Nano/Micro S&T Fundamentals•Site Specific Thermal Managemant•Nanowires for Sensors and Electronics•SERS S&T Fundamentals•Nano Enabled Devices and Systems•Adaptive Focal Plane Array•Analog Spectral Processors

Nano-MEMS Program•Micro Gas Analyzers

１．ナノ/マイクロガス分析
２．マイクロ極低温
冷却器

８．その他

７．ナノが可能とする
デバイス＆システム

NEMS

６．表面増強ラマン
基盤研究•Chip-Scale Atomic Clock•3-D Micro Electromagnetic Radio Frequency Systems

３．NEMS/MEMS
基盤研究

４．Site Specific
熱マネジメント

５．ナノワイヤセンサ／エレクトロニクス•Harsh Environment Robust Micromechanical Technology•Hybrid Insect MEMS
•Integrated Sensor IS Structure•Intelligent RF Front-Ends•MEMS Exchange•Micro Isotope Power Sources•Micro-Electric Propulsion•Scalable Millimeter-Wave Architectures for Reconfigurable Transceivers36

（２−４） EUの第７次研究枠組み計画（FP7）欧州委員会の7年間（ 2007年〜2013年まで）にわたる、四項目の具体的プログラム（協力、構想、人材、能力）に基づいた FP7（第七次研究枠組み計画）の提案■こ の四つの具体的プログラム
・「協力」が加盟国間の共同研究活動に関連
・「構想」が欧州研究評議会（ERC）を通して実施する基礎研究
・「人材」では、マリーキュリーアクション（人材の流動性関連）や関連の他の活動
・「能力」では、研究インフラ、「知」に基盤を置く地域、中 小企業の支援することを狙う■共同研究は次の九分野で行われる。
・保健、・食料・農業・バイオテクノロジー
・情報通信技術
・ナノサイエンス・ナノテクノロジー・材料・新生産技術
・エネルギー・環境（気候変動を含む）
・運輸（航空を含む）
・社会経済科学・人文科学
・安全・宇宙■予算規模
・５３．２Billion EUR （約8,500億円）
37

（２−５） EUの第７次研究枠組み計画（FP7）マイクロ・ナノ関連プロジェクト• The European Hydrogen and Fuel Cell Technology Platform (HFP)• ENIAC - European Nanoelectronics Initiative Advisory Council• NanoMedicine - Nanotechnologies for Medical Applications• Water Supply and Sanitation Technology Platform (WSSTP)• The European Technology Platform on Photovoltaics• Technology Platform on Sustainable Chemistry• EuMaT - European Technology Platform for Advanced Engineering Materials and Technologies• The European Technology Platform on Industrial Safety• The Mobile and Wireless Communications Technology Platform (eMobility)• Embedded Systems (ARTEMIS)• The NEM Initiative - European Initiative on NETWORKED and ELECTRONIC MEDIA• EUROP, the European Robotics Platform• Photonics21 - The Photonics Technology Platform• MANUFUTURE - Platform on Future Manufacturing Technologies•Plants for the Future• European Technology Platform for Global Animal Health (GAH)• ERTRAC European Road Transport Research Advisory Council• ERRAC European Rail Research Advisory Council• WATERBORNE Technology Platform (Supported by ACMARE Advisory Council)• Forest Based Sector Technology Platform• Food European Technology Platform “Food for Life”• Innovative Medicines for Europe• Integral Satcom Initiative (ISI)• ACARE - Advisory Council for Aeronautics Research in Europe• The European Space Technology Platform (ESTP)• Networked European Software and Services Initiative (NESSI)• ESTEP - The European Steel Technology Platform• The European Technology Platform for the Future of Textiles and Clothing (ETP-FTC)• The European Construction Technology Platform (ECTP)38

（２−６） 中国におけるマイクロ・ナノ関連投資
中国における■ナノテク関連投資
・２００１−２００５
・約１２００M元・４４０M元：MOST（科学技術省）
・２８０M元：NSFC
・１３０M元：CAS（中国科学院）
・２３０M元：SDRC ナノセンター■科学技術省（MOST） National Basic Research Program「９７３」・１９９９−２００６
・２００M元・Nanoデバイス：Nanoelectronics, Spintronics, 材料・Nano材料・構造：０D,1D,2D材料と機能化
・Nano材料のバイオ安全性■科学技術省（MOST） National Hightechnology Program「８６３」・２００１−２００５
・１４０M元・高品質金属パウダー、酸化物パウダーの製造とその応用
・環境：大気・水処理
・Nanoメディシン：新薬、チップ■科学技術省（MOST）のNanoTech Program・２００５−２０１０
・３００M元・ナノ材料、ナノ構造の作製、自己組織化、及び機能化
・ボトムアップ、トップダウンの組合せによるナノスケール製造技術の構築とマイクロ＆ナノシステムの新技術
・ナノデバイスのコンセプト創生とプロトタイピング
・ナノバイオロジー39

（２−７） 中国におけるマイクロ・ナノ研究開発拠点
中国における
地

域

拠

点

清華大学
華

北

（その他：
CETC13所等） 北京大学

IE CAS中東南

両面ｱﾗｲﾒﾝﾄ・ｴｯﾁﾝｸﾞ装置
ICP、メッキ＆浸食装置、EDM
4インチ、1ミクロンライン
リソグラフィー、 LPCVDPECVD、ICPSi/ガラス接合

MEMSセンサ
東南大学

MEMSシミュレーション、
パッケージング

5ミクロンCMOSライン
クラス１００クリーンルーム

中国科学技術大学

SPM、ナノテクノロジー、
レーザー、マイクロファブ

SEM、STM、AFM、ICP

SIMIT

ハルピン工業大東MEMS、Microfluidics MEMS材料
RF-CMOS、マイクロサテライト
MEMSアプリ、ナノセンサ、ナノデバイス
ナノCMOS、MEMS材料試験・摩擦・摩耗
伝熱、バイオケミカル分析
MEMSデバイスのマシニング・設計・テスト
MEMSアプリ（血液検査）
バイオケミカルセンサ、バイオチップ
真空マイクロエレクトロニック

製造装置

スパッタリング
RIE、SEM、非対称PECVD
エッチング、EB蒸発装置
酸化装置、LPCVD
リソグラフィー
エッチング、デポ、接合装置

上海交通大学

華研究領域

北大連理工大学MOEMS、３D非Siマシンイング、
ナノチューブ、NEMS、マイクロモーター
MEMSパッケージング・テスト、

マイクロセンサ、
マイクロロボティクス、パッケージング
マイクロセンサ、
バイオケミカル＆メディカルセンサ

西

南

重慶大学

MEMS接合、MEMSセンサ、
バイオケミカルセンサ、 MOEMS

西

北

西安交通大学

MEMS、ナノコンパウンド材料

MEMSマシンイング
LIGA

40

産業競争力懇談会（ＣＯＣＮ）
東京都千代田区丸の内一丁目 6 番 6 号 〒100-8280
日本生命丸の内ビル（株式会社日立製作所内）
Tel：03-4564-2382
Fax：03-4564-2159
E-mail：cocn.office.aj@hitachi.com
URL：http://www.cocn.jp/
事務局長 中塚隆雄