2022年版 MEMS技術市場の現状と展望

MEMS製品は機械・電子・光・化学などの多様な機能の集積化デバイスとなっている。すでに半導体分野などで確立されたSi微細加工製造技術をベースとして活用しているが、マルチスケールの視点で最終製品を見つめ直し経験的な材料技術の蓄積をうまく利用することにより、社会に貢献する革新的な機能性マイクロデバイスが実現できると期待されている。今後は従来の枠組にとらわれず、さらに多様化してゆく道を辿ることが予想されるため、参入各社は当該分野での需要獲得に注力している。
本レポートではこのようなMEMS技術市場にフォーカスする。これらの分野はその要求特性として、コストよりも性能が重視される傾向が強いことから、特に次世代技術について着目したい。

発刊日
2022/12/19
体裁
A4 / 240頁
資料コード
C64122000
PDFサイズ
66.0MB
PDFの基本仕様
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調査資料詳細データ

調査概要
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調査目的:MEMS技術市場の事業化に向けた取り組みを進めている企業や研究機関の現在動向と今後の事業施策を調査することで、MEMS技術の現状と今後の動向を把握することを目的とする。
調査対象
対象区分(総論、材料、微細加工技術、デバイス、システム(需要分野)、ファウンドリー)
対象企業、研究機関(上記対象品目関連の生産・販売・取り扱い企業、及び技術研究機関)
調査方法:弊社専門調査員による直接面談取材による
調査・分析期間:2022年4月~2022年10月
※月刊誌「Yano E plus」(2022年6月号~2022年11月号)での関連特集をベースに編集、市場数値なども抜粋

調査結果サマリー
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MEMSデバイス世界市場に関する調査を実施(2022年)
2025年のMEMSデバイス世界市場規模は2兆360億円に拡大を予測
~MEMSデバイスは幅広い分野の多様な製品で高付加価値化を支えるキーデバイスへ~

資料ポイント
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MEMSの定義も時代とともに流動化
多種材料に展開していく可能性、高まる

  • 総論:シリコン基板上に微細加工技術で集積化したデバイスとして発展
  • 材料:ナノテク、バイオ技術の融合により機能や複合的な機能を有したデバイスの出現を促す
  • 微細加工技術:ナノプロセス技術との融合により、より微細で高度な加工が可能
  • ファウンドリー:状況の変化に応じて、生産能力を分配/シフト
  • デバイス:幅広い分野における多様な製品の高付加価値化を支えるキーデバイス
  • システム:アプリケーションに直結した部分に注目

※月刊誌「Yano E plus」(2022年6月号~2022年11月号)での関連特集をベースに編集、市場数値なども抜粋

リサーチ内容

調査結果のポイント

第1章 総論

1.MEMSとは
2.MEMS要素技術
3.相次いで日本で開催されるMEMS分野の伝統的な国際会議
  3-1.IEEE MEMS
  3-2.Transducers
  (International Conference on Solid-State Sensors,Actuators and Microsystems)
4.MEMSに関する市場規模予測
    図・表1.MEMS/総市場の国内およびWW市場規模推移と予測(金額:2020-2025年予測)
    図・表2.MEMS/総市場の区分(IDM/ファウンドリー)別国内市場規模推移と予測
    (金額:2020-2025年予測)
    図・表3.MEMS/総市場の区分(IDM/ファウンドリー)別WW市場規模推移と予測
    (金額:2020-2025年予測)
    図・表4.MEMS/総市場の材料(Si/Si以外)別WW 市場規模推移と予測
    (金額:2020-2025年予測)
    図・表5.MEMS/総市場の微細加工技術別WW市場規模推移と予測
    (金額:2020-2025年予測)
    図・表6.MEMS/総市場のデバイス別WW市場規模推移と予測(金額:2020-2025年予測)
    図・表7.MEMS/総市場の需要分野別WW市場規模推移と予測(金額:2020-2025年予測)
    図・表8.MEMS/総市場の地域別WW市場規模推移と予測(金額:2020-2025年予測)
    図・表9.MEMS/総市場のメーカーシェア(金額:2020年)
5.MEMSに関連する企業・研究機関の取組動向
  5-1.NEDO(国立研究開発法人 新エネルギー・産業技術総合開発機構)
    (1)NEDOにおけるMEMS開発の歩み
    【図1.BEANSプロジェクトの概要[6]】
    【図2.グリーンMEMSを用いたセンサーネットワークシステムのイメージ[8]】
    (2)MEMS最新開発事例:MEMS技術を用いて薄型・小型の新型電子部品の開発に成功[9]
    ①MEMSコネクター
    【図3.開発したMEMSコネクター】
    【図4.MEMSコネクター接続部、
    既存品とMEMSコネクターの大きさの比は実際の寸法をイメージしている】
    ②半導体ソケット
    【図5.ロジック系半導体パッケージ】
    【図6.開発した半導体ソケット】
  5-2.国立大学法人京都大学
    (1)MEMSの機械的信頼性評価
    ①引張強度評価
    【図7.静電チャックを用いた引張試験】
    【図8.(110)単結晶Si引張強度に及ぼす加工の影響】
    ②疲労特性評価
    【図9.面内曲げ疲労試験片(左)と疲労寿命データ(右)】
    (2)センサー・アクチュエーター
    ①静電容量型加速度センサー
    【図10.静電容量型加速度センサーの全体像(左)と拡大した櫛型電極部分(右)】
    ②光MEMS
    【図11.MEMS可変形状ミラーのデバイス構造】
    【図12.MEMS光チョッパーの構造】
    (3)微細加工技術
    【図13.へき開で創成したナノギャップ】
    【図14.へき開ナノギャップを一体化したMEMS事例】
    (4)マイクロシステムを用いたナノ計測
    (5)リザバーコンピューティング
    【図15.リザバーコンピューティングの概念】
    【図16.MEMSセンサー構造に機械学習機能を一体化したニューロセンサーの実現】
  5-3.国立大学法人東北大学
    【図17.田中研究室のコア技術と異分野統合】
    (1)MEMS・マイクロシステム
    (2) 高性能センサー(MEMSジャイロスコープ、集積化触覚センサー)
    【図18.システムレベル・デバイスレベルで高性能化したMEMSジャイロスコープ】
    【図19.ロボットハンドに実装した集積化触覚センサー】
    (3)MEMS-LSI集積化プラットフォーム
    【図20.MEMS-LSI集積化プラットフォーム(TSV付きLSIによる気密封止)】
    (4)HAL SAWデバイス、BAWデバイス
    【図21. HAL SAWデバイス。従来のSAWデバイス(左)、HAL SAWデバイス(右)】
  5-4.国立大学法人立命館大学
    (1)ソフトマイクロマシン:マシンと生体とのインタラクション
    ①マイクロフィンガーロボットハンド
    【図22.人工筋肉マイクロアクチュエーターからマイクロロボットハンドを擁した
    拡張現実システムへ】
    ②バイオメディカルへの応用展開
    【図23.マイクロハンド技術のバイオメディカル応用展開】
    (2)「細胞ーグ」:マシンと生体との融合
    ①細胞シグナル計測デバイス
    【図24.細胞ネットワーク解析用マイクロチップ】
    ②コンピューター制御可能なバイオハイブリッドOoCシステム
    【図25.コンピューター制御可能なOoCによる「細胞ーグ」】
    (3)ソフトマイクロマシンと「細胞ーグ」のさらなる融合
    【図26.中を開けて観察できる“人工腸管マイクロマシン”】
6.MEMSの将来展望

第2章 材料

1.MEMSと材料
2.MEMSで用いられるSi以外の材料
  2-1.金属
  2-2.半導体
  2-3.セラミックス
  2-4.ポリマー
3.MEMS/材料に関する市場規模推移と予測
    図・表1.MEMS/IDMの国内およびWW市場規模推移と予測(金額:2020-2025年予測)
    図・表2.MEMS/IDMの材料別WW市場規模推移と予測(金額:2020-2025年予測)
    図・表3.MEMS/IDMの地域別WW市場規模推移と予測(金額:2020-2025年予測)
    図・表4.MEMS/IDMのメーカーシェア(金額:2020年)
4.MEMS/材料に関連する企業・研究機関の取組動向
  4-1.国立大学法人 大阪大学
    (1)強相関電子系酸化物の巨大相変化
    【図1.VO2の金属-絶縁体相転移と構造相転移】
    (2)酸化物セラミックスの3次元的立体構造の作製
    【図2.TiO2/VO2のフリースタンディングナノワイヤのSEM像】
    (3)相変化材料の局所ジュール加熱によるMEMS共振周波数変調デバイスの作製
    【図3.電気接点とレーザースポット板を含む3次元立体構造共振器デバイス】
    (4)電気的振動と機械的振動の間の共鳴を用いた共振器デバイスの作製
    【図4.路図(右上)、Ti/Au電極とVO2ギャップを構造マイクロブリッジの
    光学顕微鏡像(左下)、バイアス電圧と周波数の関係を示すカラーマップ(右)】
    【図5.電気的交流周波数と構造固有周波数の非共鳴時(左)、共鳴時(右)】
  4-2.学校法人 永守学園 京都先端科学大学
    (1)マイクロ~ナノ材料の物性計測・評価
    【図6.独自開発したマイクロ力学試験技術例】
    【図7.ナノ材料のSEM内引張試験の様子】
    (2)自己伝播発熱材料の開発
    【図8.金属多層膜の自己伝播発熱反応】
    【図9.自己伝播発熱多層膜の接合応用の一例】
  4-3.国立大学法人 東京工業大学
    【図10.MEMSに適用される磁石の寸法効果とターゲットサイズ】
    (1)磁石の微細加工(成膜)
    【図11.磁石成膜の微細加工例】
    (2)磁石の微細着磁
    【図12.パルス着磁法の原理(上)と実施例(下)】
    【図13.レーザーアシスト着磁法の原理(上)と実施例(下)】
    (3)磁気MEMSによる超薄型モーターの開発
    ①2自由度駆動リニアモーター
    【図14.碁盤の目状多極磁石を用いた2自由度リニアモーター
    2自由度リニアモーターの構成(上)、2自由度リニアモーターの上面図(左下)、
    N/Sからなる永久磁石の碁盤の目状パターン(右下)】
    ②超薄型モーター
    【図15.超薄型モーターの原理を示した模式図(上)および製作結果(下)】
  4-4.国立大学法人 東北大学
    (1)ナノ・マイクロ振動子のセンサー応用
    【図16.振動型磁気力(磁気共鳴)センサー(左)、
    および測定したポリマー微粒子中のラジカル分布(右)】
    (2)熱電素子/蓄電素子/常温発電&自立センサーシステム
    【図17.ナノ微粒子による複合熱電膜(Bi2Te3)の作製。
    メッキによる膜形成装置の模式図(左)、作製された熱電膜の顕微鏡像(中央上)と
    模式図(中央下)、および作製した集積化熱電素子(サイズは12×12mm2)(右上)と
    フレキシブル熱電素子(右下)】
    【図18.グラフェンナノウォールを用いたスーパーキャパシター(左)、
    蓄電したスーパーキャパシターでLEDを点灯した様子(右)】
    【図19.常温発電素子を内蔵し、環境の温度変化で発電して自立動作する
    無線センサユニット(左上)。環境の温度変化と発電出力の関係(右)。
    無線センサーで取得した温度センサーの情報(下)
    (40日間にわたってセンサーが自立動作している)】
  4-5.公立学校法人 兵庫県立大学
    (1)圧電型MEMSの特徴
    (2) PZT-MEMSの独自技術開発
    ①直列接続
    【図20.直列接続の様子(左)と電圧特性(右)】
    ②多層膜
    【図21.スパッタリング法で形成した単層膜(左)および多層膜(右)】
    ③既加工面上へのPZT成膜
    【図22.傾斜面へのPZT成膜】
    (3) PZT-MEMSを用いたアプリケーション
    ①PZT要素の直列接続による3軸加速度センサー
    【図23.PZT要素の直列接続による3軸加速度センサー】
    ②多層PZT-MEMSハーベスター
    【図24.多層PZT-MEMSハーベスター】
    ③多層PZT-MEMSによる低電圧駆動触覚デバイス
    【図25.多層樹脂/PZT積層構造による低電圧駆動触覚デバイスの
    実物写真(左)と積層構造の模式図(右)】
  4-6.国立研究開発法人 物質・材料研究機構(NIMS)
    (1)ダイヤモンドMEMSシステム
    【図26.ダイヤモンドーオンーダイヤモンドの独創的な方法で形成した
    単結晶ダイヤモンドMEMSの作製プロセス(左)、
    およびダイヤモンドMEMSカンチレバーの光学画像(右)】
    【図27.単結晶ダイヤモンドカンチレバーとブリッジ
    (a)カンチレバー、(b)ブリッジ、(c)3端子ナノマシンスイッチのSEM像】
    【図28.革新的な高信頼性MEMSセンサーチップの駆動原理
    (a)センシング回路、 (b)センシングカップリング、
    (c)オンチップ共振周波数性能、(d)センシング出力の駆動電圧依存性】
    【図29.ダイヤモンドMEMSチップの外観(a)および拡大(b)】
    (2)高温ダイヤモンドMEMS磁気センサー
    【図30.ダイヤモンドMEMS磁気センサーの動作原理】
    【図31. (a)FeGa/Ti/diamondカンチレバーの異なる温度での外部磁場応答、
    (b)共振周波数の外部磁場および温度に対する依存性】
5.MEMS/材料の将来展望

第3章 微細加工技術

1.MEMS/微細加工技術とは
2.MEMS/微細加工技術の種類
  2-1.薄膜形成
  2-2.リソグラフィー
  2-3.エッチング
  2-4.接合・接着
  2-5.3次元(3D)加工
  2-6.組立技術
3.MEMS/微細加工技術に関する市場規模推移と予測
    図・表1.MEMS/IDMの国内およびWW市場規模推移と予測
    (金額:2020-2025年予測)
    図・表2.MEMS/IDMの微細加工技術別WW市場規模推移と予測
    (金額:2020-2025年予測)
4.MEMS/微細加工技術に関連する企業・研究機関の取組動向
  4-1.国立大学法人 群馬大学
    (1)ポリマーMEMSによる3Dリソグラフィー
    【図1.3Dリソグラフィーの位置づけ】
    【図2.通常のリソグラフィー(左)と比較した3Dリソグラフィーの
    加工原理(右)】
    【図3.3Dリソグラフィー装置】
    【図4.Dリソグラフィー加工例のSEM像】
    (2) 3Dリソグラフィーによって作製したMEMSデバイス事例:
    IoT向け振動発電デバイス
    【図5.メタマテリアル構造を用いた振動発電用カンチレバーモデル
    (左)と実物写真(右)】
    (3)加工形状予測シミュレーター
    【図6.加工形状予測シミュレーターによる計算結果と作製事例】
  4-2.国立大学法人 電気通信大学
    (1)プラズモニック構造を利用したMEMSモノリシック赤外分光センサー
    【図7.SPRを電気的に検出する仕組み】
    【図8.作製した光検出構造。俯瞰図(左上)、拡大図(左下)、SEM像(右)】
    【図9.完全MEMS化で可能になった小型の分光器】
    (2)メタマテリアル偏光フィルター
    【図10.機械的に変形を生じる機構から得られた
    マイクロらせんメタマテリアル構造断面形状(上)、表面形状(下)】
  4-3.国立大学法人 鳥取大学
    【図11.低侵襲ロボット鉗子の開発風景と鉗子把持力センシング原理図】
    (1)非平面微細加工技術の開発
    【図12.次世代低侵襲医療デバイスには円筒形状へ機能付加する
    プロセスが必要】
    【図13.円筒露光システム】
    【図14.直径1mmのチューブにコイルを作製した事例】
    (2)非平面微細加工技術の応用
    ①低侵襲電磁駆動単一光ファイバー細径内視鏡
    【図15.光ファイバー内視鏡の構造(a)と駆動原理(b)】
    【図16.光ファイバー内視鏡の試作品】
    ②体腔内MRIプローブ
    【図17.体腔内MRIプローブの全体像(上)、コイルのデザイン(中)、
    コイルの実物写真(下)】
    【図18.体腔内MRIプローブの撮像結果(側方視)】
  4-4.国立大学法人 長岡技術科学大学
    (1)フェムト秒レーザーを用いた3D金属微細造形の特長
    【図19.熱加工における連続波発振・ナノ秒レーザー(左)と
    フェムト秒レーザー(右)の違い】
    【図20.フェムト秒レーザーを用いた還元描画プロセス】
    (2)Cu-rich/Cu2O-rich選択描画
    【図21.レーザー描画速度によるCuOナノ粒子の還元度評価】
    (3)磁性材料への応用
    【図22.Ni/Cr2O3コンポジット材料の作成例】
    (4)3D流量センサーの積層造形
    【図23.3D流量センサーの造形プロセス】
  4-5.国立大学法人 東海国立大学機構 名古屋大学
    (1)コンビナトリアル技術による新材料創成
    ①コンビナトリアルアークプラズマ蒸着法
    【図24.アークプラズマ蒸着法の模式図(左)と装置外観(右)】
    【図25.アークプラズマ蒸着法を用いた組成探索・最適化
    アモルファス組成探索例(左)、耐熱組成探索例:723K-50h(中)、
    723K-100h(右)】
    ②コンビナトリアル新対向ターゲットスパッタ(Combi-NFTS)法
    【図26.Combi-NFTSによる三元系材料の組成傾斜膜形成
    Combi-NFTS 装置の模式図(左)、出力変化による組成変化(右)】
    ③各種ハイスループット評価技術
    【図27.サーモグラフィーによる結晶化開始温度測定法の模式図(左)と
    ハイスループット評価結果(右)】
    (2)新しいマイクロ・ナノ加工技術
    ①薄膜金属ガラスの微細成形技術
    【図28.焼きなまし法による平面構造。焼きなまし有(上)、
    焼きなまし無(下)】
    【図29.変形加熱法による立体構造】
    ②逆リフトオフ法による厚膜構造体加工技術
    【図30.逆リフトオフ法を用いたコイルパターンの形成】
    【図31.逆リフトオフ法を用いた厚膜金属ガラスMEMSミラー構造SEM像(左)、
    デバイス外観(右)】
  4-6.国立大学法人 新潟大学
    (1) Si以外のDRIE加工装置、プロセス技術
    【図32.卓上型DRIE加工装置】
    【図33.様々な材料のMEMS加工事例】
    (2)水晶MEMSセンサー技術
    【図34.水晶加工用DRIE装置】
    【図35.DRIE加工例:逆メサとコンベックス形状を有する水晶振動子(左)、
    ガウシアン形状に加工した水晶振動子(右)】
    (3)MEMS触覚複合センサー、触覚䛾数値化・再現
    【図36.MEMS触覚センサーの試作品例】
5.MEMS/微細加工技術の課題と展望

第4章 デバイス

1.MEMS/デバイスとは
2.主なMEMS/デバイスの種類
  2-1.センサー
    (1)圧力センサー
    (2)加速度センサー
    (3)角速度センサー(ジャイロセンサー)
  2-2.光デバイス
  2-3.高周波(RF)デバイス
  2-4.発電デバイス
  2-5.マイクロ流体デバイス
3.MEMS/デバイスに関する市場規模推移と予測
    図・表1.MEMS/IDMの国内およびWW市場規模推移と予測(金額:2020-2025年予測)
    図・表2.MEMS/IDMのデバイス別WW市場規模推移と予測(金額:2020-2025年予測)
4.MEMS/デバイスに関連する企業・研究機関の取組動向
  4-1.セイコーエプソン 株式会社(エプソン)
    (1)エプソンの加速度センサーのラインナップ
    【表1.セイコーエプソンの加速度センサーラインナップ】
    (2)エプソンの加速度センサーの特長
    【図1.加速度センサーの計測フロー】
    【図2.加速度センサーM-A352の外観】
    【図3.センサー部の構造模式図。双音さ水晶振動子の形状(上)と
    メカニズム(下)】
    【図4.双音さ水晶振動子のSEM像】
    (3)加速度センサーの優れた特性を支えるエプソンの技術
    【図5.「M-A352」のノイズスペクトル密度の周波数依存性】
    (4)振動センサーとしての応用価値が高いエプソンの加速度センサー
    【図6.「M-A352」の振動計測データ:トリバタイトグラフと
    VC(Vibration Criterion)曲線】
    (5)加速度センサーのアプリケーション事例
  4-2.国立大学法人 東京大学
    (1)MEMS/マイクロ流体デバイス
    ①マイクロ流体デバイスによって方向制御されたナノファイバーの作製
    【図7.マイクロ流体デバイスを用いるナノファイバー作製プロセス】
    ②小型遠心器によるマイクロゲルビーズの作製
    【図8.マイクロゲルビーズ作製プロセス】
    ③3次元マイクロ流路
    【図9.3次元マイクロ流路の模式図】
    ④細胞ビーズを用いたダイナミックマイクロアレイ
    【図10.ダイナミックマイクロアレイを実現するマイクロ流体デバイスの原理】
    ⑤ハイドロゲルによる細胞の均一直径マイクロカプセル化
    【図11.ハイドロゲルによる細胞の均一直径マイクロカプセル化】
    (2)MEMS/マイクロ流体デバイス技術の3次元組織構築への応用
    ①細胞ビーズによる3次元細胞構造の構築
    【図12.細胞ビーズによるヒト型の3次元細胞構造の構築例】
    ②細胞ファイバー
    【図13.繊維芽細胞から作製した細胞ファイバーの写真】
    ③階層化された3次元組織構造のプリンティング
    【図14.3次元組織構造プリンティングの例(上)、およびプリンティング装置(下)】
  4-3.学校法人 日本大学
    (1)大気開放型MEMSタービン
    ① MEMSタービンの試作
    【図15.MEMSタービンの構造模式図。外観(左)、断面(中)、
    タービン内の流路(右)】
    【図16.MEMSタービンの外観写真】
    ②低沸点媒体を用いた動作確認
    【図17.MEMSタービン実験装置の概略図】
    ③相変化の観察
    【図18.低沸点媒体の相変化の観察実験の模式図】
    (2)閉鎖型MEMSタービン
    ①閉鎖型MEMSタービンの試作
    【図19.閉鎖型MEMSタービンの構造(左) 流路横断面(右上)と縦断面(右下)】
    ②回転・発電実験
    【図20.閉鎖系MEMSタービンの回転実験装置】
  4-4.公立大学法人 兵庫県立大学
    (1)「ERATO前中センシング融合プロジェクト」
    (2)エネルギーハーベスタシステム
    【図21.静電型エネルギーハーベスタデバイスの構造模式図(上)と
    実際に作製したデバイスの外観(下)】
    (3)ウェアラブル/バイタルセンサー
    【図22.作製したバイタルセンサー。外形(上、左下)、装着例(右下)】
  4-5.MEMS-on Technologies株式会社
    【図23.Siウェハー上に形成されたMEMSセンサー・回路部全体(左)、
    単体センサー(右)】
    【図24.カンチレバー構造を用いた差圧センサーの検出原理】
    【図25.気圧検知式小型高度変化計「AMBD04」。
    モジュール全体の外観(左)、MEMSセンサー部(右)】
  4-6.横河電機株式会社
    (1)Siレゾナントセンサー
    ①Siレゾナント圧力センサー
    ②Siレゾナント気圧センサー
    【図26.Siレゾナント気圧センサー。気圧センサーの断面デモル(左)、
    振動子部の断SEM像(中)、センサーチップの断面写真(右)】
    ③Siレゾナントひずみセンサー
    【図27.試作したひずみセンサー。ひずみセンサー内部構造(左)、
    ひずみセンサー外観(右)】
    (2) MEMS波長可変レーザー分光
    ①MEMS技術を用いた高速波長可変面発光レーザー(VCSEL)
    【図28.波長可変VCSELの模式図】
    ②MEMS波長可変レーザー分光ガス分析計
    【図29.レーザー分光式分析計の光学系】
  4-7.学校法人立命館大学
    (1)超小形MEMS触覚センサーの特長
    【図30.超小型触覚センサーの動作原理】
    【図31.開発した超小型触覚センサーの実物写真】
    (2)超小形MEMS触覚センサーの作製プロセス
    【図32.MEMS触覚センサーの作製プロセス】
    (3)超小形MEMS触覚センサーの応用事例
    ①応力とせん断力に対する応答
    【図33.応力とせん断荷重印加に対するMEMS触覚センサーの応答】
    ②凹凸の検知
    【図34.MEMS触覚センサーによる紙幣凹凸の検知】
    ③光学近接計測機能
    【図35.MEMS触覚センサーの光検知による距離計測。
    センサー検出部の断面(左)、 光照射によるインピーダンス変化(右)】
5.MEMS/デバイスの将来展望

第5章 システム(需要分野)

1.MEMS/システムとは
2.MEMSの需要分野
  2-1.民生機器
  2-2.自動車
  2-3.通信
  2-4.ヘルスケア・バイオ
3.MEMS/システムに関する市場規模推移と予測
    図・表1.MEMS/IDMの国内およびWW市場規模推移と予測
    (金額:2020-2025年予測)
    図・表2.MEMS/IDMの需要分野別WW市場規模推移と予測
    (金額:2020-2025年予測)
    図・表3.MEMS/IDMの地域別WW市場規模推移と予測
    (金額:2020-2025年予測)
    図・表4.MEMS/IDMのメーカーシェア(金額:2020年)
4.MEMS/システムに関連する企業・研究機関の取組動向
  4-1.国立大学法人 香川大学
    (1) IoT時代を変革する農業センサープラットホームの実現に向けた
    超小型維管束系センサーの開発
    ①本研究の着眼点と解決すべき社会課題
    【図1.研究の着眼点と解決すべき社会課題】
    ②超小型道管流センサー
    【図2.開発した道管流センサーの構成要素と基本特性】
    ③超小型水分含有量センサー
    【図3.トウガラシを用いた圃場での道管流速・水分含有量の同時測定結果】
    ④超小型栄養物質動態センサー
    【図4.植物のヘルスケアセンシングのためのpH/EC同時計測センサー】
    (2)光駆動ナノツールを工具とした生体分解と構築
    ①光駆動ナノツール
    【図5.光駆動ナノツール】
    ②生体分解
    【図6.光駆動ナノツールを用いた物理的操作例(模式図)】
    【図7.光駆動ナノツールを用いた物理的操作例(実物写真)】
    【図8.光学駆動ナノニードルの形状と寸法】
    ③生体構築
    【図9.臓器組み立て】
    (3)指先感覚の記録・分析にむけた「ナノ触覚センサー技術」
    ①プレーナ集積型ナノ触覚センサーの開発
    【図10.プレーナ集積型ナノ触覚センサーの構造】
    【図11.「微細凹凸」「すべり」「硬さ」の知覚の限界(左)と、
    それを再現・超越する技術(右)】
    ②皮膚表面の形状・硬さを独立して計測
    【図12.皮膚表面の形状と硬さの独立的取得に成功した事例】
    ③脈波による皮膚変位の計測
    【図13.ナノ触覚センサーによる脈波の精密計測】
    ④毛髪手触りの計測
    【図14.高分解能型ナノ触覚センサーによる毛髪表面計測】
  4-2.学校法人 永守学園 京都先端科学大学
    (1)表面増強ラマン散乱(SERS)手法の活用
    【図15.SERSの原理】
    (2) DNAオリガミ技術と極小ギャップを有する金ナノ粒子二量体作製
    【図16.DNAオリガミを犠牲層として利用する
    SERSセンシング用GNPダイマーの作製方法】
    (3)機能性ナノコンポーネントを実現するDNAの活用
  4-3.国立大学法人 京都大学
    (1)原子時計チップ
    【図17.開発したアルカリ金属封入ガスセルの構造(左)と
    ガスセルのSi部に形成された凹凸形状(右)】
    【図18.4インチSiウェハーに形成されたガスセルの全体(左)と
    単体の拡大写真(右)】
    (2)マイクロ流体技術を用いた生体模倣システム
    【図19.ヒト体内の循環システムを模倣したBoC(左)と実証実験の概要(右)】
    【図20.TEER計測用のマイクロ流体デバイス例】
  4-4.国立大学法人 東京大学
    (1)バイオロボティクス
    ①バイオロボティクスへのアプローチ
    ②バイオロボティクスに必須な要素
    (2)水晶振動式荷重センサー
    【図21.水晶振動式荷重センサーの外観】
    【図22.水晶振動式荷重センサーの製造プロセス】
    (3)水晶振動式荷重センサーのアプリケーション
    ①体重と脈波の同時計測
    【図23.体重の計測結果(上)、拡大すると脈波が計測できている(下)】
    ②眼底部接触力の高精度計測
    【図24.網膜硝子体手術用のバイオニックアイモジュール模式図(左)、実物写真(右)】
    ③ミニ臓器モデルの硬さ計測
    【図25.ミニ臓器モデルの硬さ計測結果
    時間に対して計測された力(左)、変形に対して計測された力(右)】
  4-5.学校法人 東京都市大学
    (1)環境の微小振動から発電するMEMSデバイス
    【図26.エレクトレットによる発電方法の模式図】
    【図27.デバイスとパッケージの実物写真】
    【図28.インターボーザーの効果を確認する実験】
    (2)電子顕微鏡中の「その場」観測によるナノ材料の可視化と物性評価
    【図29.MEMS-in-TEMの実験装置】
    【図30.針先の状態と電界放出電流の関係をその場観察】
  4-6.国立大学法人 東北大学
    (1)光ファイバー圧センサー
    【図31.光ファイバー圧センサーシステムの構成(左)と
    圧力センサー部写真(右上)】
    (2)前方視体腔内超音波プローブ
    ①圧電単結晶(PMN-PT)を用いた血管内前方視超音波内視鏡の開発
    【図32.前方視超音波内視鏡の使用イメージ(左)と
    超音波デバイスの断面構造図(右)】
    ②陽極接合可能なセラミック貫通配線基板を用いたCMUTsの開発
    【図33.貫通配線セラミック基板との陽極接合を用いたCMUTsの断面構造(左)と
    赤外透過画像(右)】
    (3)形状記憶合金を用いた能動屈曲カテーテル、能動屈曲内視鏡
    【図34.SMAを用いた能動カテーテルの概念図(左)と
    能動屈曲電子内視鏡を腸モデル内に挿入した様子(中央)および先端の
    イメージャから腸モデル内を観察した様子(右)】
    (4)皮膚微小還流による生体成分モニタリングシステム
    ①皮膚微小還流システムのメカニズム
    【図35.皮膚微小還流システムに用いるデバイス(左)と
    皮膚微小還流の原理を示した模式図(右)】
    ②計測事例
    【図36.マウスを用いた計測方法】
  4-7.公立大学法人 広島市立大学
    (1)生体情報極限計測技術
    【図37.気道内肺機能測定を可能にするカテーテルシステム[1]】
    【図38.大規模災害等に対応した口元気流からのバイタルサイン一括計測】
    (2)医薬用集積化MEMSセンサー技術
    【図39.生体内埋め込み式センサー[2]】
    【図40.気管内挿管チューブシステム[3]】
    (3)次世代経皮吸収剤技術
    【図41.マイクロニードルを用いた薬剤投与(経皮吸収剤)[3]】
5.MEMS/システムの将来展望

第6章 ファウンドリー

1.MEMS/ファウンドリーとは
2.MEMS/ファウンドリーの特長と優位性
3.MEMS/ファウンドリーに関する市場規模推移と予測
    図・表1.MEMS/ファウンドリーの国内およびWW市場規模推移と予測
    (金額:2020-2025年予測)
    図・表2.MEMS/ファウンドリーの材料別WW市場規模推移と予測
    (金額:2020-2025年予測)
    図・表3.MEMS/ファウンドリーの微細加工技術別WW市場規模推移と予測
    (金額:2020-2025年予測)
    図・表4.MEMS/ファウンドリーのデバイス別WW市場規模推移と予測
    (金額:2020-2025年予測)
    図・表5.MEMS/ファウンドリーの需要分野別WW市場規模推移と予測
    (金額:2020-2025年予測)
    図・表6.MEMS/ファウンドリーの地域別WW市場規模推移と予測
    (金額:2020-2025年予測)
    図・表7.MEMS/ファウンドリーのメーカーシェア(金額:2020年)
4.MEMS/ファウンドリーに関連する企業・研究機関の取組動向
  4-1.YITOAマイクロテクノロジー 株式会社
    (1) LiDAR向けMEMSミラーの概要
    【図1.機械回転式ミラー(左)とMEMS式ミラー(右)の違い】
    【図2.MEMSミラー開発事例】
    (2)電磁駆動方式MEMSミラーの駆動原理
    【図3.電磁駆動方式MEMSミラーの実物写真(左)と構造模式図(右)】
  4-2.株式会社協同インターナショナル
    (1)MEMSファウンドリー
    ①Si電極TSV (Sil-Via™)
    【図4. Si電極TSV (Sil-Via™)の事例】
    ②Cu電極TSV (Met-Cap™)
    【図5.Cu電極TSV (Met-Cap™)の事例】
    ③ガラスビア
    【図6.ガラスビアの事例】
    ④PZT膜
    【図7.スパッタリング法によるPZT成膜の事例】
    (2)ポリマーMEMS
    【図8. ポリマーMEMSの応用事例 薄膜熱電対(左)、切り紙構造体(中)、
    3Dメンブレン(右)】
  4-3.株式会社KRI
    (1)スマートマテリアル研究センター フェロ&ピコシステム研究室について
    【図9.フェロ&ピコシステム研究室のコア技術と事業領域】
    (2)磁気粘弾性材料の触覚センサーへの応用
    【図10.磁気粘弾性材料を用いた磁性体層の作製(左)および
    高感度触覚センサーの構成(右)】
    【図11.磁気粘弾性材料を用いた触覚センサーの構造と原理】
    (3) IoT時代における電池不要の環境発電
    【図12.磁気粘弾性材料を用いた振動発電】
    【図13.磁性エラストマー発電実験結果】
  4-4.シチズンファインデバイス 株式会社
    【図14.シチズンファインデバイスのコア技術】
    (1)シチズンファインデバイスのMEMS事業
    (2) MEMS製品・技術事例
    ①Optical MEMS(光スキャナー)〔共同開発:日本信号(株)〕
    【図15.電磁駆動型光スキャナー】
    ②Sensor MEMS(方位センサー)
    【図16.FG型磁気センサー+傾斜センサー】
    ③Package MEMS(水晶パッケージ)
    【図17.温度補償型水晶発振器・水晶振動子のWLP Siパッケージ(上)、
    セラミックスパッケージ(下)】
    ④治具
    【図18.治具】
    ⑤マイクロ流路
    【図19.マイクロリアクターにおける均一微粒子形成】
    ⑥Si精密金型&成型
    【図20.マイクロニードル】
    ⑦細菌分析プレート
    【図21.MALDI-TOF質量分析向けディスポプレート】
    ⑧再生医療向けマイクロ流路鋳型〔共同開発:山梨大学〕
    【図22.加齢黄斑変性などの治療に用いられる細胞を
    ゼラチンで包埋するマイクロ流路鋳型】
  4-5.ヤマナカヒューテック株式会社
    (1)MEMS受託加工サービス事業の経緯
    【図23.マイクロ化学チップの構造(左)と実物写真(右)】
    (2) MEMS事業の特長
    ①「研究開発型」企業としての製品・サービス開発力
    ②ワンストップで問題解決
    (3)MEMS技術
    ①リソグラフィー
    【図24.露光パターニング例。全体イメージ(左)、
    ハニカムパターン(中)、ラインパターン(右)】
    ②エッチング
    【図25. エッチング加工例。石英ピラー加工(左)、
    Si DRIE加工(中)、石英段差形成加工(右)】
    ③成膜
    ④その他加工
  4-6.国立大学法人東京工業大学
    (1) OFCマイクロプロセス部門の設立経緯
    【図26.OFCマイクロプロセス部門のクリーンルーム】
    【図27.メカノマイクロプロセス室とOFCマイクロプロセス部門が
    関係する研究分野(上)メカノマイクロプロセス室の
    運営員会の教職協働体制(下)】
    (2) OFCマイクロプロセス部門の運営
    【図28.メカノマイクロプロセス室の運営のコンセプト】
    (3)研究支援と人材養成
    【図29.OFCマイクロプロセス部門の研究支援の考え方(左上)
    研究と研究支援のポジティブなループの形成(右下)】
  4-7.国立大学法人東北大学
    (1)μSICの設立目的・経緯
    (2)μSICの組織
    【図30.μSICの組織】
    (3)施設
    【図31.μSICの2階クリーンルームのレイアウト】
    (4)「試作コインランドリ」
    【図32.「試作コインランドリ」ユーザー一覧(成果公開利用)】
    (5)マテリアルDXの推進
5.MEMS/ファウンドリーの将来展望

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