CEATEC JAPAN 2011

　

　半導体市場において、星の数ほどもあるアナログ半導体ベンダ。その中において、独創的なアイデアを盛り込んだアナログおよびミクスドシグナル半導体を提供するMaxim Integrated Productsの日本法人マキシム・ジャパンが10月4日より幕張メッセにて開催されたCEATEC JAPAN 2011にブースを出展した。

　CEATEC JAPANにおける大規模ブースを出展する半導体ベンダの数は景気後退のあおりを受けるなどの影響で年々減っており、今年は遂に同社を除けば純然たる半導体ベンダと呼べる企業はロームとその子会社であるラピスセミコンダクタ(旧OKIセミコンダクタ)のみとなってしまった。なぜ、そうした時期に大々的にブースを出展しようと思ったのかなどについて、マキシム・ジャパンの代表取締役社長である滝口修氏に話を聞く機会を得たので、その狙いなどをお伝えしたい。

　マキシム・ジャパン代表取締役社長の滝口修氏

　–アナログ/ミクスドシグナル半導体ベンダはかなり多くありますが、現在の状況をどう見ていますか
　滝口氏:確かにアナログ半導体を提供する半導体ベンダは星の数ほど多い。しかし、以外にもそれだけの数でも競合しない企業の方が多い。それだけアナログ半導体が他分野で用いられている証拠だと思っている。

　我々がターゲットとする部分は、ハイエンドニッチでも、マスマーケットでもないミドルレンジだ。ハイエンドニッチは競合が少ないが、数も出ない。かといってマスマーケットだと、数は多く出るが、競合も多く、性能で差をつけにくい。そのため、敢えてその中間、ミドルレンジを狙ったビジネスを中心に行っている。

　例えば、ハイエンドニッチな分野に先端的な技術をつぎ込み強みを持っているアナログ半導体ベンダが電気自動車(EV)市場で現在シェアが高いとしても、まだEVそのものが一般的ではない。我々は今回の展示でも、EVに活用されているバッテリモニタIC(BMIC)などの紹介を行っているが、我々のデバイスを活用することで、マスマーケットにEVを落とし込むことができるようになり、そうした先行企業をキャッチアップできるというメッセージを出している。

　–では、自社の強みはどこにあると考えます?
　滝口氏:Maximのカルチャーは、他社の持っている製品は作るな、というもので、非常に技術指向が強い企業であり、現在のCEOも2代目だが、カリスマエンジニアと呼ばれたほど技術に精通している。

　そのため、製品に対するこだわりは強く、例えばBMICでは、EVでは重要となるバッテリを痛めずに急速充電できるような工夫が施されていたり、残量の計算も一般的には精度が高くないため多めにマージンを取っておくが、我々は極限までマージンを減らす努力をしており、携帯機器などでの採用も進んでいる。

　このように技術に強みを持っていて、かつ妥協を許さないからこそ、他社との差別化ができる。例えば、Texas Instruments(TI)が300mmウェハを用いたアナログ半導体の生産を行うことをアナウンスしているが、すでに我々は2010年秋に自社プロセス(0.18μm)を採用した300mmウェハによる量産出荷を開始しており、彼らの先を進んでいると思っているし、タッチスクリーンコントローラ1つ取っても、我々のアナログフロントエンド(AFE)で採用している技術による出力波形と、他社の波形を比べれば、我々の波形にはほぼノイズが乗っていないことがカスタマには分かってもらえる。我々としては”やりたいことは分かっていても、そこに追いつけない、真似できない、そういった製品を作りたい”と思い製品開発を行っており、それを実現してきた。

　また、今、2代目のCEOの元で、Maxim全社でカルチャーチェンジを進めようという取り組みをしている。これを一言で表すと「フィールド志向」、つまりカスタマニーズに声を傾けて、それに見合った製品を提供していくということ。当たり前のように聞こえるが、前にも言ったが、技術指向が強すぎて、「良い製品を作れば売れる」という状態が続いていた。実際にそれで60%を超す粗利益率を維持し続けてきたこともあり、なかなかそうしたカスタマニーズを大前提に、ということは頭では分かっていても、実際に行うことができていなかった。それを今、変えようとしている。

　–そうした一環でのCEATECへの初参加が決まったと?
　滝口氏:それもあるし、日本の機器メーカーなども東日本大震災などの影響含めて、色々と変わろうとしている。そうした状況にあって、日本での浸透度が逆に低い我々にはチャンスがある。

　また、EVのような多数の部品が用いられる分野や、スマートグリッドといった規格決めが重要になる分野で我々が相対するプレーヤは現場の技術に精通したプロのエンジニアではなく、極端な話でいうと技術が分からない政治家だったりする。そうした人達が部品やさまざまなメーカーから出される規格などを選別する際の判断基準の1つはやはり知名度があること。そうした意味では、そういった人達も多く来場するCEATECに出展することは大きな意味がある。

　–最後に、日本のカスタマおよびエンジニアの皆さんに対するメッセージを
　滝口氏:私もエンジニアとして、30年程度ずっとデジタルの画像処理をやってきて、マキシム・ジャパンの社長に就任したのは実は1年半ほど前だ。この間の感想としてはアナログ半導体は面白い、ということ。

　特に我々はアナログ/デジタル混載のミクスドシグナルに強みを持っているが、同様のミクスドシグナル系の半導体に強みを持っているベンダの多くがマイコンを中心に、その補佐役としてアナログを周辺に配置している。しかし、我々はアナログを中心に置き、そのおまけとしてマイコンをつけている。

　こうした独創的な発想を元にした技術は、Maximが純然たる技術屋集団だからことできること。今後もアナログ半導体ベンダだからこそ、できる面白い表現などをしていければと思っているので、興味を持ってくれる機器メーカーなどがあれば、是非、協力して面白いものを世の中に出して行ければと思っている。

　–ありがとうございました。

北大など、栄養の乏しい海域であってもサンゴ礁が形成される機構を解明

　

　北海道大学(北大)などで構成される研究グループは、生物生産に不可欠な栄養塩が少ない熱帯・亜熱帯の海でどのように生態系を形成しているのか、造礁性サンゴの骨格の化学分析により明らかにできることを発見し、沖ノ鳥島サンゴ礁における栄養塩供給源を特定したことを発表した。同成果は、北海道大学大学院理学院の山崎敦子氏、同理学院研究院の渡邊剛氏、海洋研究開発機構の小川奈々子氏、同 大河内直彦氏、東京大学の白井厚太朗氏、東海大学の虎谷充浩氏、東京大学の植松光夫氏および北大大学院理学研究院の角皆潤氏らによるもので、「Journal of Geophysical Research – Biogeosciences(米国地球物理学連合学会誌)」に掲載された。

　熱帯・亜熱帯の海は全海洋の75%以上を占めるが、生物生産に不可欠な栄養塩(生物の生育に必要な元素:窒素、リン、ケイ素)が少ない貧栄養海域で、栄養塩の観測に困難が伴う。しかし、熱帯・亜熱帯域に分布するサンゴ礁は、そうした環境ながら豊かな生態系を育んでおり、今回の研究では、サンゴをはじめとするサンゴ礁の生物が取り入れる栄養塩がどこから来ているのか、サンゴ骨格の化学分析から明らかにすることを試みた。

　サンゴ礁の分布(緑色)と海洋表層の硝酸濃度の分布。サンゴ礁は硝酸濃度が低い(白い部分)に分布している

　具体的には、サンゴ骨格に微量に含まれる有機物の窒素同位体比に着目し、その測定法を開発した。主要な栄養塩の1つである窒素の化合物はそれぞれ固有の窒素同位体比組成を持っているため、サンゴ骨格の窒素の起源物質が特定できれば、その起源物質の窒素同位体比の変動をサンゴ骨格から読み取れると考えたというわけである。

　実際に、石垣島の白保サンゴ礁・轟川河口において、サンゴの主な窒素起源物質と考えられている海水中の硝酸とサンゴ骨格の窒素同位体比の分布を比較した結果、両者の分布が一致することが確認された。

　石垣島白保サンゴ礁・轟川河口の海水硝酸とサンゴ骨格の窒素同位体比分布

　この結果は、過去に形成されたサンゴ骨格の化学分析から、海水中に含まれる硝酸の起源を調べることが可能であることを示唆するもので、研究グループではさらに日本最南端の沖ノ鳥島のサンゴ骨格を用いて、窒素同位体比の季節変動を調査した。

　沖ノ鳥島は外洋の孤島であり、陸からの栄養塩供給がないため、サンゴは相当な貧栄養の状態で生息していると考えられる。実際に沖ノ鳥島サンゴの窒素同位体比を測定した結果、低水温の時に窒素同位体比が高くなり、高水温の時に窒素同位体比が低くなる傾向が見られ、この結果から沖ノ鳥島では低水温のときに、海水の混合が起き、栄養塩が豊富な海洋深層から表層へ、窒素同位体比の高い硝酸が運ばれていることが判明した。

　また、沖ノ鳥島を通過する台風が海水を撹拌し、栄養塩が湧昇する可能性も示されたほか、高水温(貧栄養状態)のときには、海洋表層で窒素固定が活発化し、表層の硝酸の窒素同位体比は低くなることも判明したことから、これにより、沖ノ鳥島のサンゴ礁では栄養塩が少ない状態でも生物生産が可能なシステムが存在することが分かった。

　 沖ノ鳥島サンゴ礁の硝酸供給過程の模式図。有光層より深くなると栄養塩は豊富になる。低水温時には表層水と深層水が混合するが、高水温時は表層を暖かい海水が覆うため、栄養塩が供給されない。その結果、表層の海水硝酸の窒素同位体比が変化し、その同位体比がサンゴ骨格に記録されると考えられる

　造礁性サンゴの群体は数百年間の間、生息環境を骨格に記録しており、今回の技術を用いることで、栄養塩の観測記録が少ない海域や時代の情報が得られることが期待できるようになるという。

　海洋表層の栄養塩濃度は生物生産をコントロールし、大気中の二酸化炭素の濃度にも大きな影響を及ぼすことから、海洋における栄養塩濃度の推移と気候変動との関係をサンゴ骨格記録から明らかにできる可能性があると研究グループでは説明している。また、近年、人為起源の栄養塩負荷によるサンゴ礁の衰退が懸念されているが、サンゴ骨格の窒素同位体比から、サンゴ礁を汚染する物質の起源を特定することで、サンゴ礁汚染対策の手助けになる可能性もあるという。

ZMP、9軸モーションセンサ「e-nuvo IMU-Z」が「MATLAB/Simulink」に対応

　

　ゼットエムピー(ZMP)は、同社の9軸ワイヤレスモーションセンサ「e-nuvo IMU-Z」が、MathWorks製数値計算ソフトウェア「MATLAB/Simulink」で使用可能となるオプションソフトウェア「IMU-Z MATLABコネクション」の販売を開始するとした。すでに受注受け付けは開始されている。

　e-nuvo IMU-Zは、加速度、ジャイロ、地磁気の各センサをそれぞれ3軸ずつ備え、小型で軽量な点が特徴のワイヤレスモーションセンサ。自動車などの車両の挙動やドライバーの運転姿勢の計測、ヒトや物体の3次元動作計測、モーションキャプチャなどに活用されている。

　そのe-nuvo IMU-ZにIMU-Z MATLABコネクションを加えることで、車両の運動制御やロボットの姿勢制御など、前述の3種のセンサを利用したアプリケーションの構築やセンサ情報の収集・解析をMATLAB/Simulink上で進めることが可能となる。MATLAB/Simulinkのブロックを提供する形で、C言語のようなテキストでのプログラミングではなく、ブロックダイアグラムによるアプリケーション開発が可能となるわけだ。また、データの取得、表示、ロギングのサンプルプログラムも提供。これらにより、研究から製品開発までを一貫したシステムで進められることになり、研究・開発効率の向上につながるとしている。

　価格は一般が2万1000円で、アカデミックが1万500円。なお、e-nuvo IMU-Zは同梱されていないので別途購入する必要がある。e-nuvo IMU-Z自体の価格は、本体にアプリケーションとSDKが同梱で一般が31万2900円、アカデミックが20万7900円。

　なお、11月29日(火)に東京・外苑の機械産業記念事業財団(先端技術館＠TEPIA)で行われる「第3回ZMPフォーラム」で製品展示とデモが行われる予定だ。

　画像1。IMU-Z MATLABコネクションを利用することで、e-nuvo IMU-Zで取得したデータをMATLAB/Simulinkで取り扱えるようになる

三菱電機、消費電力を約50%低減した10Gbps伝送用モジュールを発売

　

　三菱電機は、データセンター間などの高速・大容量通信の光伝送装置に使用される光送信モジュールとしてXMD-MSAに準拠したCAN型10Gbps伝送用「EML-TOSA(FU-613REA)」を発表した。

　同製品はEML素子の高温動作の実現により、冷却用の熱変換素子を小型化した。これにより、消費電力は0.6Wと同社製品比約50%に低減した。また、新たに開発したEML素子により低い伝送ペナルティと高い消光比・マスクマージンを実現。これにより、40kmの伝送を実現した。さらに、従来のボックス型から生産が容易で量産性に優れたCAN型パッケージ採用している。

　2011年10月31日よりサンプル出荷を開始する予定で、サンプル価格は3万円となっている。

　三菱電機の10Gbps伝送用EML-TOSA「FU-613REA」

豊田合成など、高分子を用いた次世代の「誘電アクチュエータ」を開発

　

　新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)、豊田合成、アドバンスト・ソフトマテリアルズ(ASM)の3社は、低電圧で駆動する高分子アクチュエータの一種である「誘電アクチュエータ」の開発に成功したことを共同で発表した。合わせて、浜市総合リハビリテーションセンターのアドバイスをもとにその誘電アクチュエータを組み込んだ義手のプロトタイプも開発し、駆動にも成功したことも発表された次第だ(画像1)。

　画像1。誘電アクチュエータを搭載した義手のプロトタイプ

　代表的なアクチュエータには電磁モータや圧電素子があるが、電磁モータは駆動源の重量に対する出力比が小さく、軽量化に限界があると共に、磁石に使われる希少金属確保の難しさや有害物質の使用制限などの問題を持つ。一方の圧電素子については変位量が小さいため、小型モータの代替えとして使用するには難しいという弱点がある。

　こうした既存アクチュエータの課題を解決する、まったく新しい原理基づく高性能アクチュエータの開発が社会的にも産業的に求められているのが現状だ。高分子を用いた誘電アクチュエータは次代のアクチュエータとして研究されているものの1つで、軽量・高変位・高エネルギー効率を実現する可能性が最も高いと考えられてきた。しかし、駆動電圧の高さがネックとなり、これまで実用化を妨げていたのである。

　豊田合成とASMは、NEDOの「ナノテク・先端部材実用化研究開発」の一環として、新規高分子材料の「スライドリング・マテリアル」(SRM)樹脂を用いたアクチュエータの開発に取り組み中だ。

　SRMとは、2000年に東京大学の伊藤耕三教授の発明した架橋点が自由に動く新規高分子材料のことで、柔軟性や伸縮性に優れ、へたりがほとんどないという革新的なエラストマー材料である。

　今回2社は、そのSRM樹脂をフィルム状に形成し、直径12mm、長さ60mmのロール状に巻き取った円筒形で、電圧を印加することで駆動する仕組みを持つ誘電アクチュエータを開発した(画像2)。ASMが開発したSRM樹脂と豊田合成の誘電アクチュエータ技術を組み合わせることで、従来の直動型モータよりも軽量で静粛性が高く、高エネルギー効率の誘電アクチュエータが実現したという次第だ。駆動電圧を従来技術に比べて大幅に低減できたのが特徴である。

　画像2。SRMの特徴と、SRM樹脂を用いた誘電アクチュエータ

　その理由は、SRMが柔らかく「ヒステリシスロス」(ゴムに力を急激に加えたり除いたりすると、変形が遅れて起こる現象。ロスが大きいとアクチュエータのレスポンス性が損なわれる)の極めて小さいJ字型の応力伸長特性を示し、高い誘電率を持つことから低電圧でも大きく変形するためだ。

　また、既存の電磁モータを搭載した筋電義手の場合、重量があることが課題だったが、今回の誘電アクチュエータを使用した義手の場合は、それを解決。しかも、使用時に発生する動作音がより静粛かし、滑らかにものをつかむことができるなど、より人に優しい装具となったとしている。

　今後は、さらなる低電圧駆動かと出力向上を目指すと共に、義手適用への優位性について検討を続けていくとしている。具体的には、2012年度末までに、材料、構造、製造プロセスの最適化を行い、誘電アクチュエータの特性が生かせる義手などの福祉・健康機器向け、製造用ロボット向け、サービス分野向けなどの幅広い分野で使われる部材となるよう、出力10N/変位5mmの実現を目指していくとした。

　なお、10月22日(土)から23日(日)に東京ファッションタウンビルで開催される第27回日本義肢装具学会において、今回のプロトタイプ義手の展示と実演が行われる予定だ。