定期刊行物

　内容目次　

≪注目市場フォーカス≫
次世代機能性薄膜の動向（２）～光機能薄膜～　（3～43ページ）
～次世代光機能薄膜として、従来より格段に性能の優れた有機薄膜太陽電池や光触媒薄膜などが脚光を浴びている～

1. 次世代光機能薄膜とは
2. 注目される次世代光機能薄膜の事例
2-1. 有機薄膜太陽電池（OPV）
2-2. 光触媒薄膜
2-3. 有機薄膜レーザー
2-4. その他の光電変換素子
2-5. 光メモリー薄膜
3. 次世代光機能薄膜の市場規模予測
【図・表1．次世代光機能薄膜の国内およびWW市場規模予測（金額：2020-2030年予測）】4. 次世代光機能薄膜に関連する企業・研究機関の取組動向
4-1. 学校法人工学院大学
(1) 分子プレカーサー法
【図1. 分子プレカーサー法の原理を示した模式図】
【図2. 分子プレカーサー法による薄膜形成プロセスの典型的なフロー】
(2) 分子プレカーサー法で形成した高い光触媒活性をもつアナターゼ薄膜
(3) 分子プレカーサー法で作製した透明薄膜リチウムイオン電池
【図3. 透明薄膜LIBのセルの構成と組み立ての模式図】
【図4. 分子プレカーサー法で形成した透明薄膜LIB】
【図5. 電源を用いた透明薄膜LIBの充電反応】
【図6. 光を用いた透明薄膜LIBの充電反応】
4-2. 学校法人中部大学
(1) CeO2-PTFEハイブリッド多機能膜の開発と応用
【図7. 開発した樹脂製窓材の断面構造イメージ】
【図8. CeO2-PTFE膜の表面硬度データ　組成と表面硬度の関係(左)及び表面処理による表面硬度向上(右)】
【図9. PTFE(CF2)のスパッタ膜のXPSスペクトル】
【図10. CeO2-5%PTFEのTEM像】
4-3. 国立大学法人東京工業大学
(1) 酸素とフッ素を構成元素に含む可視光応答型の光触媒および水分解光電極（https://www.titech.ac.jp/news/2018/041587.html、https://www.titech.ac.jp/news/2019/045456.html）
【図11. Pb2Ti2O5.4F1.2の結晶構造(左)と光吸収特性(右)】
【図12. 可視光応答型光電極による水分解】
(2) 酸化チタンと水酸化コバルトを組み合わせた可視光駆動型水分解電極（https://www.titech.ac.jp/news/2020/046257.html）
【図13. 酸化チタンと水酸化コバルトからなる複合材料を用いた可視光照射下での光電気化学的水分解の模式図(左)と可視光吸収能(右)】
4-4. 国立大学法人東京大学(1)
(1) 光触媒微粒子
【図14. 光触媒による水素と酸素の発生原理】
(1)-1. Al-doped SrTiO3（Al:SrTiO3）
【図15. 外部量子収率96%の光触媒の構造】
(1)-2. Y2Ti2S2O5
(2) 光触媒シート
【図16. 粒子転写法による水分解用光触媒シートの作製方法】
(3) 水分解用光触媒パネル
【図17. 水分解用光触媒パネルの構造（左）と1m×1mの反応器（右）】
(4) 水素製造パイロットプラント
【図18. 水素＋化学エネルギー製造プラント予想図（25km2)】
4-5. 国立大学法人東京大学(2)
(1) ツイスト2層グラフェンの電子状態
【図19. 2層グラフェンがねじれてできた準結晶状態】
【図20. 準結晶状態の複数バンド構造】
【図21. パルスレーザー光励起時間分解光電子分光装置の模式図 [2]】
【図22. 2層グラフェンの層間における電荷移動】
4-6. 国立大学法人東北大学
【図24. MnTe化合物で観察される変位型相変態による可逆的な結晶多形変化】
【図25. MnTe化合物を電極で挟み込んだメモリー素子に観察された可逆的な電気抵抗スイッチング現象とレーザー加熱による光学反射率変化】
4-7. 国立大学法人横浜国立大学
(1) 新規光表面レリーフ形成材料の創製と機能化
【図26. アゾベンゼンの異性体とその相互変換】
【図27. 表面レリーフの可逆的形成の模式図】
【図28. 可逆的な表面レリーフ形成】
4-8. 国立研究開発法人理化学研究所
(1) アルミニウムのナノ構造体で「色」を作る（https://www.riken.jp/press/2017/20170426_1/）
【図29. 「色」を作り出すメタマテリアルの構造　a.(i)目的のメタマテリアル構造。(ii)実際のできあがったメタマテリアルの電子顕微鏡写真。スケール：D＝260nm、P＝440nm、G＝180nm】
【図30. 開発したメタマテリアルで作製した理研のロゴマーク　(左)理研ロゴの元画像、(中)メタマテリアルで作製した理研ロゴの光学顕微鏡写真、(右)中の電子顕微鏡写真】
【図31. 開発したメタマテリアルで作製したカラーチャート　(左)Al薄膜を塗布する前の光学顕微鏡写真。(右)Al薄膜の塗布後】
【図32. 赤・緑・青のメタマテリアルの混合で実現できる黒色　(a)赤・緑・青の各色を出すメタマテリアルの反射スペクトル。(b) (c)のメタマテリアルの反射スペクトル。(c) (a)の各色を出すメタマテリアルを集積して黒色になるようにしたパターンの電子顕微鏡写真】
5. 光機能薄膜技術は次世代光フォトニクスの基盤技術を開拓する

新・産業用センサーシリーズ（6）磁気センサー市場の動向　（44～78ページ）
～車載用や産機用の高精度化要請に対応して様々な新型製品が登場するホットな市場で、2023年頃から新たなステージへ移行する～

1．はじめに
1-1．磁気センサーの種類と特性
（1）多数の環境磁場が存在する
【図1.環境中の磁場の発生要因とその強度（単位：T、G）】
（2）磁場には貴重な情報がある
①第1世代磁気センサー
a)電磁誘導式コイル（サーチコイル）
b)複合磁性ワイヤ型磁気センサー
c)リードスイッチ
【図2.リードスイッチの構造と製品例】
②第2世代磁気センサー
a)ホール式センサー
【図3.ホール素子の利用例（BLDH：左、手振れ補正機構：右）】
b)磁気抵抗（MR）式AMRセンサー
③第3世代磁気センサー
a)磁気抵抗（MR）式GMRセンサー
【図４.AMR素子、GMR素子、TMR素子の構造と電流の方向】
b)磁気抵抗（MR）式TMRセンサー
【表1.AMR素子、GMR素子、TMR素子に磁気センサの特性比較】
c)磁気インピーダンス（MI）式センサー
【図5.主要磁気センサーの感度域】
d)GSRセンサー
④その他の磁気センサー
a)フラックスゲート式センサー
b)スキッド（SQUID）センサー
2．磁気センサー市場の現状と見通し
2-1．総市場規模の推移・予測
【図・表1.主要磁気センサーの種類別WW 市場規模（金額：2019 年）】
【図・表2.主要磁気センサーの種類別WW 市場規模推移・予測（金額：2019-2024 年予測）】【図・表3.主要磁気センサーWW 市場規模の利用分野別シェア（金額：2019 年）】
2-2．磁気センサーのタイプ別市場概況
（1）ホール式センサーの市場動向
【図・表4.ホール式センサーWW 市場の主要用途別シェア（（金額：2019 年）】
（2）MR（磁気抵抗）式センサーの市場動向
【図・表5.MR 式センサーWW 市場のタイプ別シェア（金額：2019 年）】
（3）TMR素子とHDD ／MRAMの動向
（4）その他の磁気センサーの市場動向
①リードスイッチ市場
【図6.パワーリードスイッチの構造】
②MI式 ／フラックスゲート式センサー市場
2-3．車載用磁気センサーの市場動向
【図・表6.車載用磁気センサーWW 市場のタイプ別シェア（金額：2019 年）】
3．磁気センサー関連企業と新型製品
3-1．ホール素子・MR素子の注目企業
（1） TDK株式会社
【図7.TDKグループの磁気センサー（ホール式：左・中 ／ TMR系：右）】
【図8.TMR電流センサの新製品「CUR423x」の構造（左）と外観（右）】
【図9.TDKと東京大学が開発中の超高感度常温MRアレイセンサ】
（2） 旭化成エレクトロニクス株式会社
【表2.旭化成エレクトロニクスのホール素子材料の種類と特性】
【図10.世界最小級のBLDC用ラッチ型ホールICとその応用分野（右）】
【図11.コアレス電流センサーICのパッケージ構造の比較】
3-2．新型磁気センサー開発と関連企業
【表3.新型磁気センサー関連の注目企業とその取り組み①】
【表4.新型磁気センサー関連の注目企業とその取り組み②】
（1）ホールセンサー／MRセンサー関連
①Allegro MicroSystems Inc.
②Crocus Technology International Corp.
③エイブリック株式会社
【図12.BLDC用ホールICの検知方式の比較】
（2）その他の新型磁気センサー関連
①マグネデザイン株式会社.
【図13.GSR素子（左・中）とGSRセンサー（素子＋ASIC）の試作例（右）】
②愛知製鋼株式会社／ ローム株式会社
【図14.MIセンサの「高性能度」とモジュール製品】
【図15.磁場検出型電流センサーの従来型（左・中）とMI型（左）の比較】
【図16.自動運転支援「磁気マーカーシステム」の主要デバイス】

ポリマー圧電材料の動向　（79～123ページ）
～ポリマー圧電材料は薄膜大面積化が容易という特長を活かし、ウェアラブルエレクトロニクスをはじめとする種々の用途展開が想定される～

1．ポリマー圧電材料とは
2．ポリマー圧電材料の種類
2-1. ポリフッ化ビニリデン／共重合体〔PVDF/P(VDF-TrFE)〕
2-2. ポリ乳酸（PLA）
2-3. ポリシアン化ビニリデン（PVDCN）
2-4. ポリ尿素
2-5. 奇数ナイロン
3. 圧電性PVDFの作製方法
3-1. 延伸法
3-2. 溶融結晶化
3-3. 溶媒キャスト法
3-4. 共重合法
3-5. フィラーとのコンポジット
4. ポリマー圧電材料の市場規模予測
【図・表1．ポリマー圧電材料の国内およびWW市場規模推移と予測（金額：2019-2024年予測）】
【図・表2．ポリマー圧電材料の需要分野別WW市場規模推移と予測（金額：2019-2024年予測）】
5. ポリマー圧電材料に関連する企業・研究機関の取組動向
5-1. 公立大学法人大阪市立大学
(1) PVDFの結晶構造
【図1. PVDFⅠ型、Ⅱ型、Ⅲ型の結晶構造】
(2) 単一溶媒によるPVDF I型、Ⅱ型、Ⅲ型の作製
【図2. 溶媒キャスト法による実験方法】
(3) PVDF/PMMAブレンドの溶融混練法によるPVDFの結晶構造制御
【表1. PVDF/PMMAにおけるプロセス条件とPVDFの結晶構造との関係】
5-2. 国立大学法人岡山大学
(1) ソフトアクチュエーター
【図3. 大湾曲ラバーアクチュエーターの構造】
【図4. 大湾曲ラバーアクチュエーターの動作の様子】
【図5. 把持検出センサーを搭載したアクチュエーター】
【図6. 把持検出センサーを搭載したアクチュエーターの湾曲動作確認】
(2) 筋音センサー
【図7. 吸盤型筋音センサーの構造】
【図8. 筋音センサーの評価実験の概要】
【図9. 等尺性収縮時の筋音測定実験の様子】
5-3. 株式会社クレハ／株式会社クレハトレーディイング
(1) PVDF樹脂「KFポリマー®」
(2) 「KFポリマー®」から得られた高分子圧電・焦電体「KFピエゾフィルム」
【図10. 「KFピエゾフィルム」の結晶構造と圧電体としての性能を示す模式図】
【図11. PVDFの化学式（左）と結晶構造（右）】
【図12. PVDFの応用例　各種センサー類（左）と音響センサー（右）】
5-4. 一般財団法人小林理学研究所（小林理研）
(1) 高分子の電気物性[1]
(2) ポリマー圧電材料PVDFに関する先進的な取組
(3) 楽器用高分子センサーの開発
【図13. Atmosfeel™イメージ(上)　操作パネル(下)　エレクトリックアコースティックギターFG/FS Red Labelシリーズ(右)】
【図14. 多孔性ポリマーが圧電素子として機能する模式図】
【図15. ミクロボイドの帯電による圧電特性の発現(左)とコンタクトセンサーとしての働き(右)】
(4) おわりに
5-5. テクノアルファ株式会社
(1) Piezotech社製PVDF系強誘電性材料「Piezotech®」
(2)「Piezotech® FC」シリーズ
【図16. FCシリーズのD-Eヒステリシス曲線】
(3) 「Piezotech® RT」シリーズ
【図17. RTシリーズのD-Eヒステリシス曲線】
(4) 「Piezotech®」のアプリケーション事例
(4)-1. 圧力センサー
【図18. 「Piezotech®」を用いた圧力センサー事例】
(4)-2. 表面弾性波フィルター
【図19. 表面弾性波フィルター事例】
(4)-3. ハプティクス
【図20. ハプティクス事例】
(4)-4. マイクロポンプ
【図21. マイクロポンプ事例】
5-6. 株式会社村田製作所
(1) ポリマー圧電材料の変位センサーとしての応用
【図22. リーフグリップリモコンの外観(左)と断面模式図(右)】
(2) タッチプレッシャーパッドとしての応用
【図23. タッチプレッシャーパッドの外観(左)と検知原理の模式図(右)】
(3) 圧電フィルムセンサーで「曲がるスマホ」を実現
【図24. 圧電フィルムを貼り付けたフレキシブル無機ELシートの事例】
【図25. 歪を検知するボタンレス筐体用小型押圧センサーの事例】
(4) 世界で初めて電気の力で抗菌性能を発揮する繊維を開発
【図26. 抗菌メカニズムを示した繊維断面模式図】
【図27. 「PIECLEX」使用の繊維商品開発の事例】
5-7. 国立大学法人和歌山大学
(1) プラスチック製ガス管の欠陥検査[1]
【図28. セラミックス製およびポリマー製超音波探触子の比較】
【図29. 断面画像によるPEガス管EF継手融着部の健全性評価】
【図30. 超音波探触子を用いた断面撮像による欠陥検出結果　断面写真(左)　セラミックス製探触子による検査結果(中)　ポリマー探触子による検査結果(右)】
(2) ベアリングのフレーキング損傷検査[2]
【図31. 集束探触子による漏洩レイリー波の発生と受信】
【図32. 開発した分割型集束探触子(左)と漏洩レイリー波の検出(右)】
(3) 符号化開口超音波アレイトランスデューサによる瞬時断面撮像[3]
【図33. 2チャンネルM系列符号化開口超音波アレイ探触子】
【図34. 単一のM系列符号化開口（片側チャンネル）によるワイヤー線（2本）の瞬時撮像】
(4) 符号化送信技術を用いたパルス圧縮超音波計測[4]
【図35. 7ビット長Ｍ系列符号化積層探触子の構造(左)と送信波形(右)】
【図36. 7ビット長Ｍ系列変調波のパルス圧縮波形(左)と送受信角度依存性(右)】
6. 優れた特性を発揮するポリマー圧電材料がメジャーになる日は近い

≪次世代トレンド≫
先進的なOTAの動向と市場推移（1）　（124～135ページ）
～OTAは次の時代に、クルマのスマート化が進む道筋が見えてきた～

1．OTAは次の段階へ
1-1．テレマティックス全般
【図1．クルマにおけるOTA、OTA Advancedの位置づけ】
（1）レガシーなテレマティックスの概観
（2）OEM主導の先進的なテレマティックスの概観
【表1．自動車メーカーが推進してきたテレマティックス全般】
【図2．テレマティックス・先進テレマティックス・OTA Advancedの関係】
1-2．取り扱うデータなどの種類
【表2．テレマティックスとOTA等が扱うデータサービス内容一覧】
（1）アップロードデータおよびそれを利用する機能
（2）車両 - センターで情報交換を行なう各種機能
（3）情報取得（ダウンロード）およびそれを利用する機能

≪特別レポート≫
スマートシティ・プロジェクト　（136～164ページ）
～矢野経済研究所のスマートシティへの取り組み～

1. 産業別に発展してきた従来型スマートシティ
図表1　エネルギーに特化した実証事業例
2. データ連携とアーキテクチャが鍵を握るスマートシティの今
2.1　近年の動向
図表2　各産業の動向
2.2　アーキテクチャの進展
図表3　デジタルスマートシティのアーキテクチャモデル
図表4スマートシティリファレンスアーキテクチャの全体像
3. ターニングポイントとなる2020年
3.1　停滞かチャンスか
3.2　新型コロナウイルス対応がスマートシティに生きる
3.3　スーパーシティ構想の推進で飛躍するか
図表5　スーパーシティ構想の全体像
4.2025年、2030年のスマートシティ像とは
4.1　未来のスマートシティ像に向けて
4.2　2025年のスマートシティ像
図表6　2025年のスマートシティ像
4.3　2030年のスマートシティ像
図表7　2030年のスマートシティ像
5. 矢野経済研究所は調査能力をもってスマートシティに参画する
図表8　各産業分野の動向と統合的な観点からみたレポートを提供
6．産業別動向（これまでの動向、2025年／2030年展望）
6.１　都市OS・まちづくりIT
これまでの動向
中期的目標・予測と課題（2025年頃）
図表9　データ利活用型スマートシティの普及拡大に関するアクションプラン
長期展望（2030年頃）
6.2　モビリティ
これまでの動向
図表10　自動運転の定義と概要
中期的目標・予測と課題（2025年頃）
長期展望（2030年頃）
6.3　健康・医療
これまでの動向
中期的目標・予測と課題（2025年頃）
長期展望（2030年頃）
図表11　PHRサービスの全体像
6.4　エネルギー
これまでの動向
図表12　地域エネルギーシステム概要
中期的目標・予測と課題（2025年頃）
長期展望（2030年頃）
6.5　金融・決済
これまでの動向
中期的目標・予測と課題（2025年頃）
長期展望（2030年頃）
図表13　キャッシュレスIDと紐づいたデータプラットフォームの概念図
6.6　物流
これまでの動向
中期的目標・予測と課題（2025年頃）
長期展望（2030年頃）