住友電気工業株式会社 研究開発活動 (2017年3月期)

当社及び連結子会社は「技術を創造し、変革を生み出し、絶えざる成長に努めます」という経営理念の下、伸長分野に焦点を合わせ、オリジナリティがありかつ収益力のある新事業・新製品の開発に努めております。また、将来の技術ニーズを踏まえ、当社グループの次代の成長を担う新規研究テーマの発掘・育成にも積極的に取り組んでおります。
自動車関連事業、情報通信関連事業、エレクトロニクス関連事業、環境エネルギー関連事業、産業素材関連事業他の各事業分野における当連結会計年度の主な成果は以下のとおりであります。
また、当連結会計年度における研究開発費の総額は115,155百万円であります。
(1) 自動車関連事業
ワイヤーハーネス及び車載エレクトロニクス機器については、当社、住友電装㈱及び両社の共同出資による㈱
オートネットワーク技術研究所を中心に、当社固有の材料技術・解析技術を活かして安全、快適、環境のニーズに対応した新製品の開発を行っております。
ワイヤーハーネスについては、次世代車載システムにパワー供給や情報伝送するためのハーネスアーキテクチャを構築し、それに必要な要素技術の開発を進めております。また、環境対応としてハーネスの軽量化に取り組んでおり、銅に比べ軽量なアルミを使ったワイヤーハーネスの量産、さらに高強度な電線の開発によるエンジンルーム等への適用範囲拡大を進めております。市場規模が拡大してきた電気自動車(EV)・ハイブリッド自動車(HEV)用高圧ハーネスやコネクタ、バッテリー内配線モジュールの開発等にも取り組んでおります。車載エレクトロニクス機器に関しては、電源系、情報系のネットワーク化に対応すべく、電源制御機器や半導体デバイス、ボディ制御ECU、さらにゲートウェイなど、次世代車載LAN(Local Area Network)製品の開発を進めております。
一方、新製品の開発効率化や高いレベルの品質確保に向け、要素技術開発や信頼性確保に不可欠な試験・分析・評価・解析技術の開発を推進しております。環境試験装置や分析装置等の評価設備の充実を図るとともに、CAE(Computer-Aided Engineering)技術を用いたシミュレーション技術も充実させております。
住友理工㈱では、事業を取り巻く環境がダイナミックに変化する中、将来の成長・発展に結びつく新事業の創出に向けて、コア技術である高分子材料技術と総合評価技術をベースに外部技術の融合・協業を促進し、スピー
ディーな新技術の創出とタイムリーな商品開発を目指しており、既存事業のコア技術を進化させる材料技術研究所と、先行技術研究所に体制を変更しました。自動車分野においては、新規顧客開拓を推進する体制を整え、「防振ゴム」「ホース」「ウレタン製品(制遮音品・内装品)」の既存3分野以外の自動車用新商品を開発・育成していくために、「自動車新商品開発センター」を設置しました。体圧を検知する「スマートラバー(SR)センサ」を自動車のシートに埋め込み、呼吸や心拍などのバイタル情報によってドライバーの異変を検知、危険を回避する乗員状態検知機能の実用化に向けた開発や、EV及び燃料電池自動車(FCV)向けの環境対応製品の技術開発などにも取り組んでおります。
当事業に係る研究開発費は70,894百万円であります。

(2) 情報通信関連事業
光通信関連製品、ネットワーク・システム製品などの分野において、総合的に研究開発を行っております。
光通信関連製品では、光ファイバ通信のさらなる高速化・長距離化に向けて、海底ケーブル用途の低損失低非線形光ファイバの研究開発を進め、量産安定化技術とさらなる特性向上に取り組んでおります。その一例として、
2016年度は光ファイバの低損失世界記録更新に成功し、2017年3月に光通信関係の国際学会(OFC)での発表とプレスリリースを行いました。
また、伝送容量の飛躍的な拡大に向けて、1本の光ファイバに複数本のコアが形成されたマルチコア型光ファイバの開発に取り組み、光ファイバ構造・製造方法の検討、複数のコアへの光入出力デバイスなど、実使用上の課題解決に向けた研究を進めております。
一方で、データセンタにおける情報機器内や情報機器間の高速大容量伝送に適した光配線製品を従来のテレコム光通信で培った技術で開発を進めております。特に、データセンタ内で使用される新型光コネクタや情報機器内の高密度光配線を実現する光部品などの製品開発を進めております。
これらの一例として、上記マルチコア型光ファイバと高密度光コネクタを組み合わせ、世界最高となる256コアを一括接続できる超高密度多心光コネクタも実現可能であることを2017年3月のOFCで発表しました。
そのほか、光ファイバ製造技術を活用した新材料の開発、光ファイバ実装・光学設計などの基盤技術を活用した新製品の開発を進めており、エレクトロニクス、環境・エネルギー、ライフサイエンスなどの新たな分野への光技術の展開を図っております。
デバイス関連分野では、数十mの短距離伝送から数千kmの長距離伝送に対応するハイエンドの光通信用デバイス及び高効率、高出力特性を有する無線通信用電子デバイス技術を活かして、新製品をいち早く市場に投入することにより、事業拡大に努めております。
光通信用デバイス関連製品においては、イーサネットに代表される支線系用10/100Gbpsの製品開発を終え、100Gbps対応では、さらなる小型省電力化、長距離化を目指し、開発を継続しております。高性能受発光素子、広帯域内製IC、波長多重機能を高密度集積した超小型光サブアセンブリ(OSA)を開発し、CFP4/QSFP28(現行製品比、容積約1/10、消費電力約1/3)と呼ばれる光トランシーバを製品化するとともに、次世代の400Gbps対応開発も進めております。数百kmから数千kmの幹線系対応として、コヒーレント伝送デバイスを開発しております。波長多重技術を用いることにより、数Tbps伝送を可能とします。構成要素である波長可変半導体レーザ、光多値位相変調デバイス、ホモダイン光受信デバイスは、化合物半導体を用いた光集積回路技術を用いて製品化しつつあります。それらを用いた光トランシーバの開発も進めております。ごく短距離の数十mの建屋内配線市場においても、100Gbps以上の大容量化が検討されており、キーデバイスとなる超低消費電力で光学実装性の優れた面発光型半導体レーザ(VCSEL)の高速化、多波長化を進めております。
無線通信デバイス関連製品では、世界に先駆けて高効率・高出力のGaN(窒化ガリウム)トランジスタを開発し、携帯基地局用途に製品化しました。本製品は低消費電力化やLTEへの移行など市場の要請に合致し、国内外で既存のSi(シリコン)トランジスタからGaNへの移行を牽引しました。現在は、LTEに次ぐ第5世代携帯無線用途を見据え、更なる効率改善を図るとともに、微細化技術開発を推し進めることにより、20GHzから80GHz帯までを視野に入れた高周波/広帯域化を実現する計画としております。
さらに、レーダ用途を目指し10GHz帯での高出力・高効率化を図るとともに、20GHz帯、80GHz帯(ミリ波帯)でのMMIC(Microwave Monolithic IC)の開発を進めております。これらのデバイスは、小型化、経済化を目指した、当社独自の3次元配線技術及びWLCSP(Wafer Level Chip Size Package)の特徴を生かして、適用領域の拡大、新規分野への展開を進めてまいります。
これらデバイス技術の蓄積を活かし、ライフサイエンス、環境関連、インフラや工業プロセス管理など多様な分野への応用が期待できる高感度な近赤外イメージセンサ(～3μm)の実用化開発を行うとともに、さらなる用途拡大を目指し、中赤外領域(3μm～)の量子カスケードレーザ(QCL-LD)、超格子型イメージセンサの開発も進めております。
ネットワーク・システム関連分野では、情報通信技術の革新により、安全・安心・快適かつ持続可能な社会の実現を目指した情報通信機器の研究開発を推進しております。
有線通信システム関連では、10G-EPON等、より高速化した次世代システムの研究開発に、無線通信システム関連では、携帯基地局向けの高周波増幅器モジュールの開発と第5世代通信システム向けの新製品の検討に取り組んでおります。交通インフラ関連では、信号制御アルゴリズム、自動走行支援を含む高度走行支援システムの開発を行っております。生産技術分野では、IoTに向けた高度なサービス実現の基盤となる省電力無線センサ技術、AI・データ分析技術を用いた設備故障の予兆診断等の研究にも取り組んでおります。また、超高精細映像技術分野では、8Kの普及促進に向け、大容量画像の圧縮伝送技術に取り組んでおります。
当事業に係る研究開発費は16,931百万円であります。

(3) エレクトロニクス関連事業
マイクロ・ナノテクノロジーを駆使して、広範な新材料や部品の開発を行っております。
化合物半導体では、情報通信を支える高速通信用の光デバイスや無線通信用電子デバイスなどに用いられるインジウムリン及びガリウムヒ素系エピタキシャルウエハの新製品開発を進めております。また、青紫色レーザダイ
オード、白色LEDやパワーデバイス等に応用されるGaN基板の高品質化に加え、それら材料からデバイス技術の研究とその応用製品の開発も行っております。これまでの発光特性と高周波特性に着眼した材料開発に加え、さらに、全く新しい機能を有する光デバイスや電子デバイス用途の半導体材料の開発にも取り組んでおります。
エレクトロニクス関連部材では、独自の液相還元プロセスで合成した金属ナノ粒子粉末を用いた回路形成用ナノインク及び高精度印刷技術による微細回路基板を開発しており、携帯電子機器用の次世代微細回路基板への応用開発を行っております。さらに、固有の絶縁材料技術や接着材料技術を活用した車載向けの高耐熱性電子回路基板、配線部材の開発にも取り組むとともに、金属材料とセラミックスを複合化した電子デバイス用の低線膨張率の高放熱素材、独自の多孔化技術を適用した半導体用途向けの微細多孔質フッ素樹脂膜の開発にも注力しております。
当事業に係る研究開発費は3,420百万円であります。

(4) 環境エネルギー関連事業
超電導や次世代送電網の分野でのネットワーク技術を活用したエネルギーソリューション事業など、新しい分野への進出を図るとともに、蓄電池などエネルギー分野での積極的な開発を推進しております。
超電導分野では、ビスマス系高温超電導線材の特性と量産性を大幅に向上させ、世界各国のケーブルプロジェクトやモータ、マグネット用などに線材を納入するなど、商業ベースでの販売本格化を図りつつあります。2015年4月、従来と比較し、約50～60%の引張り強度の向上を実現した400メガパスカル級の超高強度超電導線材の開発に成功し、販売を開始しました。これにより、核磁気共鳴(NMR)装置などの超高磁場マグネットへの適用範囲が広がりました。
超電導ケーブル交流送電システムでは国立研究開発法人 新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)の「高温超電導ケーブル実証プロジェクト」に参画し、2012年10月から2013年12月まで1年以上にわたり、日本初の系統連系試験を成功裏に完了いたしました。また、2014年6月から本プロジェクトの後継プロジェクトとして「次世代送電システムの安全性・信頼性に係る実証研究」に参画し、実用化への研究開発に取り組んでおり、2017年3月末から約1年の予定で系統接続を再開し、順調に運転しております。
産業応用では超電導マグネットシステムの開発を進めており、2014年7月に小型軽量冷凍機冷凍型マグネットシステム(±6T-Φ70mm)の販売を開始し、磁気特性評価装置への適用、さらに産業界での実用化、用途開拓に注力しているところであります。またビスマス系とは異なる次世代の超電導線材の研究も行っており、結晶配向した金属基板、中間層、超電導層からなる薄膜超電導線の特性向上にも注力しております。
次世代送電網の分野では、自然エネルギーの導入、省エネルギー、電力網の分散管理といった社会ニーズに対応すべく、2011年6月から、当社大阪製作所において、複数の自然エネルギー発電装置と小型レドックスフロー電池(蓄電池)等を直流電力ケーブルで連結したマイクロスマートグリッドシステムの実証試験を実施しております。2012年7月から、当社横浜製作所において、メガワット級の出力・容量を有するレドックスフロー電池と出力100kWの集光型太陽光発電(CPV)から成る大規模蓄発電システムを開発し、実際の工場電力運用の中で、製品化のための実証運転を実施しております。2015年12月からは、北海道電力㈱南早来変電所において、大型蓄電システム(レドックスフロー電池、容量60MWh)の実証試験を実施しております(経済産業省の大型蓄電システム緊急実証事業に北海道電力㈱と共同で応募し、採択されたものです)。2016年11月には、モロッコ王国において出力1MWのCPVプラント運用実証を開始しました。2017年3月には、米国カリフォルニア州において容量8MWhのレドックスフロー電池の実証運転を開始しました(これは当社がNEDOより実証委託を受け、実施するものです)。また、電力需給逼迫時に電力使用量の調整を行うデマンドレスポンス自動化
サーバ、宅内の電力使用量を最適化するシステム(HEMS)、電力線通信(PLC)によるメガソーラー監視システム、非常用の小型蓄電池やパワーコンディショナ等の開発にも注力しております。
蓄電池分野では、リチウムイオン電池やキャパシタなどの蓄電デバイスの高性能化に貢献する集電材料として、当社独自の溶融塩めっき技術を用いた金属多孔体「アルミセルメット」を開発しており、量産化に向けた生産技術開発に注力するとともに、ニーズの調査、顧客での評価を進めております。また、EVやHEV等の環境対応車の分野では、固有の高分子材料の合成技術を駆使し、駆動モータ等に適用する高性能平角巻線の開発にも取り組んでおり、モータの高性能化に貢献する薄肉皮膜で高度な電気絶縁性を発揮する次世代平角巻線の開発に注力しております。
住友電設㈱では、社会や顧客の多様化するニーズに応えるべく、太陽光発電システム用保守監視システム、監視・エネルギー管理等のビル・マネジメントシステム、工場向け総合セキュリティシステム、異常通報システム、超電導冷却システム、蓄電池システム、バーチャルパワープラントなど、最新技術、情報化技術を活用し、省エネ技術、新工法、各種システムの開発に取り組んでおります。
日新電機㈱では、電力機器分野をはじめ、ビーム・真空応用分野、新エネルギー・環境分野、ライフサイクルエンジニアリング分野にかかわる技術開発・製品開発並びにソリューション開発に注力しております。電力機器分野においては、縮小化及び環境負荷の低減を狙いとした製品開発とともに、太陽光発電をはじめ、多様な分散電源の増加を受けて、電力品質を維持・向上する技術研究や製品開発並びにシステム実証に取り組みました。ビーム・真空応用分野においては、新たなコーティング薄膜やその用途拡大に向けた研究開発、半導体製造用イオン注入装置や電子線照射装置などの次世代製品の研究開発に注力しております。また、新エネルギー・環境分野においては、太陽光発電用パワーコンディショナの縮小化及び環境負荷の低減を狙いとした製品開発に注力するとともに、エネルギー管理システム(EMS)関連やIoT関連の技術研究を進めております。
当事業に係る研究開発費は16,022百万円であります。

(5) 産業素材関連事業他
超硬合金、ダイヤモンド、立方晶窒化硼素、コーティング薄膜、特殊鋼線、セラミックスや鉄系焼結部品に関する当社固有の材料技術とプロセス技術を駆使し、切削用工具や超精密加工用工具、各種自動車機構部品・機能部品、家電部品等の開発を進めております。
切削用工具開発においては、今後、市場が伸長していく航空機分野を重点ターゲットとし、革新的な粉末冶金技術、コーティング技術、超高圧技術により超硬合金製品、CBN製品の研究開発を進めております。
ダイヤモンドでは、15万気圧、2000℃以上の新しい超高圧技術と独自の新プロセスにより合成した、数十nmサイズの超微細粒よりなる高硬度ナノ多結晶ダイヤモンドが従来のダイヤモンドを大きく凌駕する機械的特性を有することを実証し、次世代の高性能精密加工用工具として実用化開発に注力しております。
焼結部品の関連では、ディーゼルエンジン用燃料噴射装置部品など高周波域で優れた磁気特性を持つ圧粉軟磁性材応用製品の開発、EV・HEVなどの自動車の電動化に対応した高性能圧粉軟磁性材料の製品開発に注力しております。
また、切削工具分野で培った超硬合金技術、コーティング技術を展開すべく、新接合手法として注目されている摩擦撹拌接合ツールの開発に取り組み、非切削分野での新市場開拓を目指しております。
当事業に係る研究開発費は7,888百万円であります。

今後の成長を担う新規分野への挑戦としては、農業分野において、当社独自の砂栽培、情報通信技術(ICT)及び環境制御技術を組み合わせることで抜本的な生産性の改善を目指し「農業の工業化」に取り組んでおります。ライフサイエンス分野では当社の既存技術の応用可能性を探索しております。また次世代の電線材料として期待される導電性カーボン単結晶線の長尺化にも独自製法で取り組んでおります。そのほか、材料に強みを持つ当社の特長を活かして、省エネに対応した新たなパワーデバイスであるSiCパワーデバイスを基板から一貫して開発しており、国立研究開発法人 産業技術総合研究所と協力して、つくばにSiC専用6インチ・ラインを立ち上げ、事業化に向けた活動を展開しております。

以上の5分野他の研究開発及びグループ全体の生産、品質などを支える解析技術の分野では、ナノスケールの構造解析や、ポリマーの分子構造解析など、世界トップレベルの分析を行っております。さらに、SPring-8などの放射光施設を利用した最先端の原子レベル解析により、レアメタルのリサイクル技術開発や知的財産権の強化などに寄与しております。なお、放射光利用の拡大を図るため、佐賀県が運営する九州シンクロトロン光研究センターに当社グループ専用のビームラインを建設し、2016年度下期に稼働を開始しました。また、高度な計算機シミュレーションを用いたCAE技術の開発にも注力しており、2016年度には、社内のCAE用並列計算
サーバを増強し、処理能力を4倍以上に高めました。加えて、国立研究開発法人 理化学研究所が保有する「京」など、外部のスーパーコンピュータも利用しながら、生産プロセスの改善や各種新製品の設計にCAE技術を活用することで他社との差別化につながる解析技術の開発を推進しております。

そのほか、大阪製作所内の研究本館「WinD Lab」を研究・開発活動の中核とし、さらなる事業の成長を目指します。また、グループ全体として、これらの研究開発成果を早期に確保すべく努めるとともに、企業の社会的責任を自覚し、省エネ、省資源、環境保護に関する研究にも注力してまいります。