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　トピックス　

人工光合成技術動向
～「人類史上もっともエキサイティングな発明」
2050年代には人類の主要なエネルギー供給源の一つになると期待

すべての生物にとって、エネルギーをいかにして得るかは死活問題である。同様に、人類にとっても、エネルギー問題から逃れることはできない。人類は、現在、化石燃料の枯渇問題に直面しており、さらに、今ある化石燃料も地球環境変動の原因の一つになっているといわれている。
そこで、再生可能エネルギーへのシフトが進んでいる。さまざまな再生可能エネルギーが検討されているが、その中でも圧倒的な部分を占めているエネルギーの源が太陽光エネルギーである。太陽光エネルギーは、地球上に絶え間なく降り注いでおり、地域によって晴れたり曇ったりの天候の変化はあったとしても、上空に存在する雲の量は常に一定であり（この正確な理由はいまだに解明されていない）、よって、地上に降り注ぐ太陽エネルギーは毎秒420兆kcalとほぼ一定である。
そのエネルギーは、ざっと計算しても、水力エネルギーの8万倍以上、風力エネルギーの500倍弱程度となる。全人類が1年間に消費するエネルギーは、地球上に照射される太陽光エネルギーのわずか1時間分に過ぎない。つまり、ほぼ無尽蔵に降り注ぐ膨大な太陽光エネルギーを利用しない手はない。
実際、自然界の植物は、光合成という形で太陽光エネルギーを有用な栄養分に転換して活用している好例である。
地球表面にほぼ無尽蔵に降り注ぐ太陽光を、クリーンなエネルギー源として利用する人工光合成は、植物が行なっている光合成をそのまま真似るのではなく、それにヒントを得て、新たなエネルギーシステムとして確立しようというものである。
つまり、光触媒や光電極などを用いて、人工的に光合成と同じように、水から水素（H2）を得て、それをそのまま利用してもよし、さらに、これに、二酸化炭素（CO2）を反応させて、有用な化学物質・化学エネルギーなどに転換してもよし、というのが人工光合成の考え方である。
人工光合成は、今日の環境・エネルギー問題の解決に向けた切り札として注目されており、その実現に向けて、世界中で活発な研究開発が行なわれている。
天然の光合成の仕組みが、太陽光エネルギーを活用して生命活動に必要な物質を合成するのに対し、人工光合成は、人工的に構築した物質・システムを用いて、太陽光エネルギーから人類の活動に必要なエネルギーの産出を目指すものである。
人工光合成は段階的な反応の組み合わせなので、人工光合成の研究も、光捕集系、水の光分解によるH2や酸素（O2）の発生、CO2の還元やメタノール合成などに分類される。また、それらを担う材料として、無機半導体系光触媒や、複数の電子を授受可能な金属錯体などが使用される。
 

　内容目次　

《産業用センサーシリーズ》
●産業用センサーの動向　外界用②：光学式センサー関連市場（2）　（3～29ページ）
～様々なタイプの光学式三次元測定機需要が急拡大
今後は製造業の全数自動検査や建設業界での導入も進む～

1．はじめに
1-1．産業用三次元測定機の特徴
(1)光学式三次元測定機の注目方式
【表1．三次元測定機の代表的な測定方式】
①光切断方式は細いスリット光を使う
②パターン投影カメラ方式は需要が拡大
【図1．パターン投影カメラ方式の製品事例】
③TOF方式は建築業界でも導入が進む
【図2．エリアスキャナーの事例（直接TOF式：左/中、位相差式：右）】
④フライングドット方式や光コム方式も伸長
(2)三次元測定機の外観・形状の注目点
①据置型三次元測定機
【図3．据置型CMMの外観（左：門型系、右：直交型系）】
②可搬型三次元測定機
（a）多関節アーム型
【図4．多関節アーム型三次元測定機の外観と使用例】
（b）その他のタイプ
【表2．三次元測定機の主要方式の特性比較】
2．光学式三次元測定機の市場動向
2-1．グローバル市場規模の推移・予測
【図・表1．産業用三次元測定機の総WW市場規模推移・予測（金額：2016-2021予測）】
【図・表2．三次元測定機市場に占める光学式製品WW市場比率（金額：2017年）】
【図・表3．光学式三次元測定機に占めるアクティブ型WW市場比率（金額：2017年）】
2-2．三次元測定機の国内市場の概況
【図・表4．アクティブ型の光学式三次元測定機の国内市場規模推移・予測
（数量・金額：2016-2021年予測）】
【図・表5．三次元測定機の国内市場における非接触製品の比率（金額：2017年）】
【図・表6．アクティブ型光学式三次元計測機国内市場の内訳（金額：2017年）】
【図・表7．アクティブ型光学式三次元計測機国内市場の内訳（数量：2017年）】
3．注目企業・機関の最新動向
3-1．光学式三次元計測機関連企業
(1)ファロージャパン株式会社
【図5．ファローの多関節アーム型製品「QuantamS」の利用例】
(2)ヘキサゴン・メトロジー株式会社
【図6．ヘキサゴン・メトロジーの三次元計測機（製品事例）】
(3)レボックス株式会社
【図7．レボックス社の3D自動検査装置（自社開発品）】
【図8．Automation Technology社製3Dセンサー（C5-CSシリーズ）】
(4)東京貿易テクノシステム株式会社
【図9．ベクトロンのハイエンド製品と非接触式プローブ（ApiScan）】
【図10．東京貿易テクノシステムの自動計測ソリューションの製品事例】
(5)株式会社光コム
【図11．光コムレーザーの周波数特性と光コム発生モジュール】
【図12．光コムの三次元形状測定システム（製品事例）】
3-2．その他の注目企業・機関
(1)レニショー株式会社
【図13．レニショーの三次元測定機用プローブ（接触式）の事例】
(2)一般社団法人 三次元スキャンテクノロジー協会
【表3．三次元スキャンテクノロジー協会の活動概要】

《次世代市場トレンド》
●人工光合成技術動向　（30～61ページ）
～「人類史上もっともエキサイティングな発明」
2050年代には人類の主要なエネルギー供給源の一つになると期待～

1．人工光合成とは
2．人工光合成の研究開発経緯とインパクト
【図1．エネルギー資源の予測と人工光合成】
3．光合成のZ-スキームモデル
【図2．光合成のメカニズムを示したZ-スキームモデルの模式図】
4．人工光合成の市場規模予測
【図・表1．水素の用途別WW市場規模予測（金額：2030-2050年予測）】
【図・表2．人工光合成のWW市場規模予測（金額：2030-2050年予測）】
5．人工光合成のワールドワイド動向
5-1．米国
5-2．欧州
5-3．中国
5-4．日本
6．人工光合成に係わる企業・研究機関の取組動向
6-1．公立大学法人大阪市立大学
6-2．国立大学法人大阪大学
6-3．国立大学法人岡山大学
6-4．国立大学法人京都大学
6-5．国立研究開発法人産業技術総合研究所（産総研）
【図3．可視光を用いた水の完全分解メカニズムの模式図】
【図4．Z－スキーム型の2段光励起反応】
【図5．太陽光と光電極による高付加価値な酸化剤およびH2の製造】
6-6．公立大学法人首都大学東京
【図6．人工光合成における水の2電子酸化活性化プロセスの模式図】
【図7．ポルフィリン誘導体分子触媒を用いて、水から過酸化水素を生成する光合成プロセスの模式図】
6-7．国立大学法人筑波大学
6-8．国立大学法人東京工業大学
6-9．国立大学法人東京大学／人工光合成化学プロセス技術研究組合（ARPChem）
【図8．粉末光触媒シートを作製する方法を模式的に示した図】
【図9．水分離パネルのテストモジュール】
6-10．学校法人東京理科大学
6-11．株式会社東芝
【図10．東芝が開発した人工光合成技術の原理を示した模式図】
6-12．株式会社豊田中央研究所
6-13．株式会社富士通研究所
6-14．大学共同利用機関法人自然科学研究機構 分子科学研究所
6-15．学校法人明治大学
6-16．国立研究開発法人理化学研究所
7．人工光合成の将来展望

《注目市場フォーカス》
●MCU（マイコン）市場　（62～89ページ）
～IoTの急拡大が起爆剤となり高パフォーマンス・低コスト化が促進、
　市場拡大に拍車をかける！～

1．MCU（マイコン）とは
2．IoTの波に乗るMCU
3．MCUの需要動向
4．MCUの市場規模推移と予測
【図・表1．MCUの国内およびWW市場規模推移と予測（金額：2016-2021年予測）】
【図・表2．MCUのWW市場規模推移と予測（数量、金額：2016-2021年予測）】
【図・表3．MCUのbit別WW市場規模推移と予測（金額：2016-2021年予測）】
【図・表4． MCUの需要分野別WW市場規模推移と予測（金額：2016-2021年予測）】
5．MCUの市場シェア
【図・表5．MCU全体のWW市場における企業シェア（金額：2017年）】
【図・表6．汎用MCUのWW市場における企業シェア（金額：2017年）】
【図・表7．車載MCUのWW市場における企業シェア（金額：2017年）】
6．MCUに係わる企業・研究機関の取組動向
6-1．アナログ・デバイセズ株式会社（ADI）
（1）高精度MCU（高性能AFE搭載）：「ADuCM350」
（2)超低消費電力MCU：「ADuCM3029」
【図1．「ADuCM302x」外観】
（3)超低消費電力MCU：「ADuCM4050」
6-2．STマイクロエレクトロニクス株式会社（ST）
【図2．STマイクロエレクトロニクスの汎用MCUのラインナップ】
【図3．32bit MCU「STM32」ファミリーのソフトウェアライブラリー】
【図4．STの「Nucleo簡易評価キット」】
6-3．セイコーエプソン株式会社
6-4．東京エレクトロンデバイス株式会社（TED）
【図5．Azure IoT PoCキット1】
6-5．東芝デバイス＆ストレージ株式会社
【図6．「TXZ™」シリーズの特長】
【図7．IoT向け製品の典型事例】
6-6．ネクスティアドバンステクノロジーカンパニー
（1）「AURIX™」
【図8．機能安全サポートSolution（PRO-SIL™）の外観】
（2）「ePower」
【図9．「ePower」機能ブロック図
（3）「iMOTION™」
6-7．HappyTech
【図10．NXP Semiconductorsの「LPC8xx」テンプレート資料の概要】
6-8．ラピスセミコンダクタ株式会社
【図11．ラピスセミコンダクタMCUシリーズのラインナップ】
【図12．ラピスセミコンダクタの超低消費電力技術】
【図13．ラピスセミコンダクタの水晶振動子内蔵技術】
6-9．ルネサスエレクトロニクス株式会社（ルネサス）
6-10．Cypress Semiconductor Corporation（Cypress／米国）
6-11．Microchip Technology Inc.（Microchip／米国）
6-12．NXP Semiconductors N.V.（NXP／オランダ）
7．MCUの見通し

●車載音声認識市場の動向(1)　（90～99ページ）
～加速する車載HMIの中心的なサービスの進展状況～

1．クルマの室内が変わる
1-1．自動化が進む運転席まわりの機能
1-2．自動運転の可能性が見えてきた
1-3．HMI（ヒューマン・マシン・インターフェース）
2．クルマの音声認識の事例
2-1．2014年頃までの音声認識の動き
（1）2000年頃まで（特許庁の資料を参考）
（2）2000年以降の動き
【表1．音声言語処理技術の産業分野】
（3）FordSyncの登場
（4）Nuanceの台頭と車載音声認識の実例
（5）Nuanceの実績
2-2．会話形音声認識技術(NLU)

●チェンソー市場　（100～110ページ）
～プロ用に加えて業務用や家庭向けも需要が上向きで、小型・軽量
タイプの生産・販売量は堅調に伸長しており、今後も期待される。～

1．チェンソー市場の現状
1-1．チェンソーの種類と特徴
【表1．チェンソーの種類と特徴】
2．チェンソーの市場規模
【図・表1．チェンソーの国内およびWW市場規模（数量：2013-2017年度）】
2-1．チェンソーの世界地域別規模構成
【図・表2．チェンソーの世界地域毎の規模（数量：2017年度）】
2-2．チェンソーの駆動源別規模構成
【図・表3．チェンソーの駆動源別構成割合・全世界（数量：2017年度】
【表2．日本国内のチェンソーの所有状況推移（数量：2006-2015年）】
2-3．主なメーカーシェア（ワールドワイド）
【図・表4．チェンソーの主なメーカーシェア（WW）（数量： 2017年度】
3．チェンソー市場に係る企業・団体の取組動向
3-1．ハスクバーナ・ゼノア株式会社
3-2．京セラインダストリアルツールズ株式会社
3-3．日本チェンソー協会
4．チェンソー市場の将来展望
【図1．チェンソーの今後の製品トレンド】
【図2．チェンソーの将来需要の要因検討】
【図3．チェンソーの販売流通チャネル】
【図・表5．日本国内の木質系バイオマス原燃料供給量（単年度）の推移予測（金額：2017-2030年度）】

●TMS（配送管理システム）市場　（111～130ページ）
～クラウド化とIoT、AIの導入により物流に革新を起こす～

1．TMS市場の動向
1-1．TMS市場概況
1-2．TMS市場規模の推移
【図1．TMS市場規模推移の予測】
2．TMS市場のプレイヤー動向
2-1．プレイヤーの種類
2-2．主要企業の動向
（1）NECソリューションイノベータ株式会社
【図2．WMS-TMS連携オプション】
（2）シーオス株式会社
【図3．シーオスの配送管理プラットフォーム】
（3）住友電工システムソリューション株式会社
【図4．住友電工システムソリューションの物流ソリューション】
（4）株式会社セイノー情報サービス
【図5．輸配送管理ASPITSの概要】
（5）株式会社ナビタイムジャパン
【図6．ビジネスナビタイム動態管理ソリューションの画面】
（6）株式会社Hacobu
【図7．MOVOプラットフォーム】
（7）株式会社パスコ
【図8．配車支援システムと運行管理システムの連携】
（8）日立物流ソフトウェア株式会社
【表1．日立グループの物流ソリューション】
【図9．ONEsLOGI輸配送管理システムの概要】
3．市場の展望
【図10．トラックの積載効率の推移】

《あとがき》
読者アンケート「興味を持ったレポート」トップ3 予想 （131ページ）