住友電気工業株式会社 研究開発活動 (2021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、社会の変革・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118,820百万円であります。
(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。
特に近年のCASEの流れに対応するため体制を強化し、従来の枠にとらわれないコンセプト・企画から技術開発まで一貫して行い、ハーネスをコアとした新事業創出のスピードアップを進めております。
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、システム設計を行うとともに、それに必要な要素技術の開発を進めております。例えば自動運転等で必要になる高速通信用ハーネスやコネクタ技術の開発を進めております。また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、パワー系ネットワークに対応すべく電源制御機器や半導体デバイスなどを開発し、また情報系ネットワークに向けてはゲートウェイ、情報セキュリティ技術などの高速大容量通信に適用可能な次世代車載LAN(Local Area Network)製品の開発を進めております。さらに当社事業であるエネルギーや通信の社会基盤と車が繋がる変革に対応した新製品・新技術の開発にも取り組んでおります。
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。
また、交通インフラ関連では、信号制御アルゴリズム、自動運転支援を含む高度走行支援システムやインフラミリ波レーダの開発を行っております。
住友理工㈱では、CASEをはじめとした技術革新に対応した製品や関連技術などについて、研究開発・技術確立を進めております。新商品開発センターでは、圧力の検知により、呼吸や心拍などの生体情報(バイタルデータ)を測定することが可能な独自開発の「スマートラバー(SR)センサ」を応用し、ドライバーモニタリングシステムのプロトタイプを2021年3月に完成させました。国立研究開発法人産業技術総合研究所(産総研)との連携研究室を2020年10月に設立し、実証実験を継続しているほか、収集したバイタルデータを活用したサービス展開も視野に、事業拡大を図っております。さらに、EVで注目される熱マネジメントへの対応製品として、車室内の断熱効果を高める薄膜高断熱材「ファインシュライト™ 」を2020年9月に発売したほか、冷却系ホースや電池用の断熱材などの開発にも着手しており、省エネや環境負荷軽減に貢献できる製品で、さらなる技術開発を進めます。
当事業に係る研究開発費は71,153百万円であります。
(2) 情報通信関連事業
光通信関連製品、通信用デバイス・化合物半導体材料、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品質改善及び生産性向上に取り組んでおります。
また、伝送容量の飛躍的な拡大に向けて、1本の光ファイバ中に複数本のコアを有するマルチコア型光ファイバの実用化検討を進めており、光ファイバのみならず、周辺光部品や接続技術の開発にも力を注いでおります。
一方で、従来のテレコム光通信で培った技術の展開として、データセンター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開発しております。特に、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と市場開拓を進めております。
デバイス関連分野では、光通信用デバイス及び無線通信用電子デバイス関連の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では、データセンター用機器等に搭載される支線系対応製品や、長距離幹線機器に対応したコヒーレント伝送用デバイスを開発しております。無線通信デバイス関連製品では、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ておりますが、5G用にさらなる効率改善、高周波/広帯域化に取り組んでおります。また、これらデバイス技術の蓄積を活かし、多様な分野への応用が期待できる近赤外、中赤外領域の製品開発も進めております。
化合物半導体では、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。
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る、Society5.0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、都市ネットワークやデータセンター間接続を支える光伝送システムの研究開発に、無線通信システム関連では、産業用途を含めあらゆるものを繋げるIoTの実現に向けた、5G向けの新製品の研究開発に、通信事業者とも連携しながら、取り組んでおります。
当事業に係る研究開発費は21,134百万円であります。
(3) エレクトロニクス関連事業
当社固有の材料技術、マイクロ・ナノテクノロジーをベースに、FPC、電子ワイヤー製品、照射架橋製品、多孔質ふっ素樹脂膜製品など広範な新材料や部品の開発を行っております。FPCでは、携帯機器等向けの次世代微細回路製品、車載向けの高耐熱性電子回路製品、5Gやミリ波など高周波用途向け部材の開発に取り組んでおります。また、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や水処理向けの微小孔径の多孔質ふっ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3,280百万円であります。
(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、MRIやNMRなどのマグネット用や、世界各国のケーブルプロジェクト用などに線材を納入するなど、商業ベースでの線材販売の本格化を図りつつあります。機械強度を大幅に向上した高強度超電導線材は、超高磁場発生用の超電導マグネットに採用され、30Tを超える磁場発生に貢献しております。
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、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。一方、レアアース系次世代超電導線材の実用化にも取り組んでおります。本線材では超電導接合技術を開発し、国立研究開発法人理化学研究所他とともに永久電流モード高温超電導コイルの実現と同コイルを用いた核磁気共鳴信号の取得に世界で初めて成功しました。
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、レドックスフロー電池(蓄電池)について、大規模システムによる実証運転を実施しております。また、分散型電源を統合的に監視し最適な制御を行うためのエネルギーマネジメントシステム、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装置とAIによる異常診断サービス、家庭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、販売を開始しております。
HEVなどの環境対応車に多用されるニッケル水素電池の集電体として上市しているニッケル製セルメットを各種燃料電池向けに展開するため、高温耐久性を付与した耐熱セルメットや、耐強酸性を高めた耐食セルメットを開発しております。
一方、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、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。
電力ケーブルの技術開発では、長距離直流連系線、再生エネルギー関連の需要伸長に対応すべく、超高圧直流
ケーブル、洋上風力向けケーブルや送電線路の効率的な保守監視を支援するシステム製品を開発しております。
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、省エネルギー技術、IoTや5Gを活用した監視・エネルギー管理等のビル・マネジメントシステム、工場向け統合セキュリティシステム、バーチャルパワープラント、HACCP*による食品衛生管理をクラウドで一元管理するシステムなど、最新技術、情報化技術を活用し、新技術、新工法、各種システムの開発に取り組んでおります。
* HACCP:Hazard Analysis and Critical Control Point
日新電機㈱では、電力システム改革の進展や環境意識の向上、持続可能な社会に向けた動きに対応すべく、研究開発に取り組んでおります。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共に、太陽光発電をはじめ、多様な分散型電源が導入拡大される社会を支えるための技術研究や製品開発、並びにソ
リューション開発に取り組んでおります。ビーム・真空応用分野では、新たなコーティング薄膜や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、社会を支える材料・部品・デバイスの進化に資するべく、技術研究や製品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、太陽光発電の導入などに資するパワーエレクトロニクス応用製品の開発、工場・水処理設備の進化に資する監視制御システム、EMS(エネルギー管理システム)関連やIoT関連の技術研究や製品開発、並びにソリューション開発を進めております。
当事業に係る研究開発費は15,256百万円であります。
(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、鉄系焼結部品やセラミックス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、計算科学を活用した硬質合金の開発、コーティング技術開発を進めております。また切削加工のIoT化に向け、切削工具に各種センサを内蔵させたセンシングツールの開発にも取り組んでおります。
ダイヤモンドでは、超精密加工や高品位加工用工具素材として使用することを目的として、独自の原料技術や超高圧技術で機械特性を向上させた単結晶ダイヤモンド素材や新材料の開発及び精密金型・航空機部品・医療に用いられる難削材の精密加工技術の開発に注力しております。
焼結部品の関連では、粉末冶金技術の特長である均質性や組成自由度を活かした高強度焼結ギアの開発や、自動車の電動化ニーズに対応し磁気特性と造形性に優れた圧粉軟磁性材料を使った小型・高出力モータの開発に注力しております。
当事業に係る研究開発費は7,997百万円であります。
今後の成長を担う新規分野への挑戦として、水素エネルギー社会を実現する技術開発を行っております。また次世代の電線や高強度材料として期待されるカーボンナノチューブの長尺化にも独自製法で取り組んでおります。新しい軽材料として当社が世界で初めて開発に成功した、アルミ9%と亜鉛1%を添加したマグネシウム合金板材は、国内外の複数の大手パソコンメーカーの筐体での採用が進んでおります。
そのほか、当社の持つ材料技術を活かして、省エネルギー化のために期待されているSiCパワーデバイスを、結晶(基板)から、エピ、デバイスまで一貫して開発しております。2020年度は、高精度シミュレーションなどを取り入れた当社独自技術 "MPZ®"を駆使した高品質結晶成長技術の活用、硬脆性なSiCに適した加工技術構築により、低転位密度かつ厚みバラツキや反りが低減されたSiCパワーデバイス用の6インチ(150mm径)基板(製品名 "CrystEra®")の製品化に成功いたしました。デバイスについては、当社独自構造のV溝型トランジスタの低損失かつ高信頼性を有する特長を生かし、車載分野や産業機械分野への製品展開を進めております。また、産総研と共同で開発した、世界最小のオン抵抗をもつトランジスタなど次世代デバイスの製品化に向けた開発も行っております。
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。これに加え、公益財団法人佐賀県産業振興機構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、放射光施設を利用した世界トップ水準の原子スケール解析を実現し、製品開発の加速や知的財産権の強化などに利用しております。また、高速計算機を用いた高度な計算機シミュレーション技術の開発にも注力しており、生産プロセスの改善、革新と多くの製品の信頼性に直結する構造解析、電磁波解析など、各種新製品設計に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。その他、中国・蘇州市に中国解析センターを設置し、当社グループのグローバル展開を支えております。
IoT・AI技術の分野では、グループ全体のモノづくり力強化に向け、生産性向上、検査自動化、設備故障予兆診断、安全性向上をテーマに、各種センシング、無線通信、AI・ビッグデータ分析技術の開発に取り組んでおります。
2020年度に伊丹製作所内に「CRystal Lab.」を開所し、部門横断的な研究開発の加速に取り組んでおります。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、米国カリフォルニア州のICS(Innovation Core SEI)等を海外での研究拠点として、広い視野で事業の成長を目指します。
また、グループ全体として、これらの研究開発の成果を早期に収穫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、環境保護を一層前進させる研究にも注力してまいります。