計測分析機器 概要 平成 30 年 2 月 2 日 岡田明彦 技術戦略研究センターナノテクノロジー 材料ユニット国立研究開発法人新エネルギー 産業技術総合開発機構
計測分析機器技術分野の俯瞰図 レイヤー : 社会課題 計測分析シーン 安全 安心 2 ページ 品質 ラボ 狭義の計測分析装置 計測分析対象時間 重さ 家庭 光 長さ 計測分析機器 X 線分析装置顕微鏡技術要素 IT 放射光質量電子ビーム分光計検出器分析計カンチレバーレーザー磁気共鳴表面分析装置装置 力 熱量 医療 生産 磁気 温度 環境 健康長寿 流通 出所 :NEDO 技術戦略研究センター作成 (2017) 2
計測分析機器のバリューチェーン 海 外 輸入 輸出 技術 情報 大学 国研部品メーカー計測分析機器メーカー計測分析機器ディーラー大学 国研分析会社企業 ( 製造業 ) メーカー 流通 ユーザー 計測分析シーン : ラボ 生産 流通 家庭 医療 出所 :NEDO 技術戦略研究センター作成 (2017) 社会課題 : 品質 環境 安全 安心 健康長寿 3
計測分析機器に関する技術戦略策定の経緯 計測分析機器は我が国の科学や産業技術の発展を支える重要な基盤 計測分析機器産業は 要素技術の開発投資と機器の社会実装のサイクルにより発展 海外巨大メーカーの攻勢が我が国計測分析機器産業を脅かしている NEDO 技術戦略研究センターでは 計測分析機器産業分野の国際競争力強化を目的として技術戦略の策定を開始 (H27 年 11 月 ) 国内市場の飽和 国内計測分析機器メーカー 開発資金不足 20 ページ 海外巨大メーカー 海外製品 競合 計測分析機器社会実装 計測分析要素技術開発 海外国家 PJT 海外要素技術 技術導入の遅れ 出典 :NEDO 技術戦略研究センター作成 (2017) 4
主要計測分析機器の市場規模 ( 国内 世界 ) および日本シェア 日本では市場優位な分野も 海外では競合している 6 ページ 出所 : 計測分析機器ワークショップ資料より NEDO 技術戦略研究センター作成 (2017) 5
計測分析機器の国内生産と輸出動向 ラボ用計測分析機器の国内生産はほぼ横ばい ラボ用計測分析機器の輸出額は微増 医用検査機器 システム ( 参考 ) は国内生産額も輸出額も伸びがみられる ( 生産の多くが輸出 ) 4 ページ 出所 : 日本分析機器工業会統計より NEDO 技術戦略研究センター作成 (2017) 6
特許出願から見る計測分析機器の研究開発傾向 主要な分析機器に関する日本の特許出願件数は中国に次ぐ第 2 位 高い技術開発能力 計測対象ごとに各国の比較を行うと 国ごとの注力分野に特徴がみられる日本 : 顕微鏡 X 線表面 放射線関係米国 : 生物 資源関係欧州 : 磁気共鳴中国 : 分光 環境 品質検査 4000 件数 ( 件 ) 3000 2000 出願件数の経年変化 米国 中国 欧州 日本 細胞 細菌 生物 (558) 国籍別特許出願件数の相対比較 (2010-2015) 資源探査 (2359) 放射線 (333) 顕微鏡 (4198) 80.0% 60.0% 40.0% 20.0% 0.0% X 線 表面分析 (3738) 9,10 ページ 質量分析 (1783) 磁気共鳴 (2605) 1000 大気 排ガス 水質 (1038) 元素分析 (1262) 中国 0 2010 2011 2012 2013 品質検査用計測 (569) プロセス 現場用計測 (290) 分光分析 (1555) 熱分析 (1591) () 内は出願件数 日本米国欧州 出所 :Thomson Reuter データより NEDO 技術戦略研究センター作成 (2015) 7
計測分析機器産業の主要企業 国内メーカー ( 赤枠内 ) は専門化の傾向が見られ 同一カテゴリの競合が多くない 海外メーカーは M&A で大型化 多角化を図る それぞれのカテゴリで国内 海外の競合関係が見られる 7 ページ 会社名 光学顕微鏡 走査電子顕微鏡 透過電子顕微鏡 表面分析装置 走査プローブ顕微鏡 X 線回折装置 蛍光 X 線分析装置 核磁気共鳴装置 FTIR 分光装置 ラマン分光装置 蛍光分光光度計 無機微量分析装置 MALDI 質量分析計 LC 質量分析計 GC 質量分析計 島津製作所 日立ハイテク 日本電子 オリンパス ニコン リガク 堀場製作所 日本分光 アルバック ファイ 欧米 Thermo Fisher FEI FEI Nicolet 米日 Agilent 米 Waters 欧米 Danahar Leica SCIEX 米 Perkin Elmer 欧米 Bruker 独 Carl Zeiss 欧 Spectris PANalytical PANalytical 出所 :NEDO 技術戦略研究センター作成 (2017) 8
論文から見る計測分析機器の研究開発傾向 1 透過型電子顕微鏡 (TEM) 走査型電子顕微鏡 (SEM) 13ページ X 線回析装置 (XRD) X 線吸収微細構造 (XAFS) 出所 :NEDO 技術戦略研究センター作成 (2017) 9
論文から見る計測分析機器の研究開発傾向 2 蛍光 X 線分析装置 (XRF) 核磁気共鳴装置 (NMR) 13 ページ 分光分析装置 質量分析装置 (MS) 出所 :NEDO 技術戦略研究センター作成 (2017) 10
計測分析プロジェクト立案の観点と狙い 計測分析技術のプロジェクト立案に関しては いろいろな観点と方向性が考えられる 計測技術に関する CRDS の分類に基づくと 第 4 領域における成果 (= アウトプット ) を第 6 第 5 領域に展開 (= アウトカム ) するという立案スキームが成立しうる 出所 :CRDS 調査報告書 科学における未解決問題に対する計測ニーズの俯瞰調査 (2011) 11
計測分析技術をベースとした周辺分野への展開例 走査型電子顕微鏡 (SEM) から半導体検査機能に特化した測長 SEM を開発 2007 年に量産が開始されて以来 2012 年現在で世界市場の約 90% のシェアを占めるに至っている 1 台当たりの価格が約 4 億円 年間販売台数が 100 台程度として 測長 SEM は 400 億円程度の市場を創出 SEM 測長 SEM + 測長標準 { 校正機能 } + 製造ラインへ組み込み 画像例 12
社会実装の進展が計測分析機器産業を活性化する レイヤー : 社会課題 品質 検査機の普及 研究開発用途の機器の普及 生産 ラボ 新材料 素材の普及促進 全数検査による光製造コストの削減 IoT 予防保全 ( 保守 ) 長さ 計測分析シーン 計測分析対象時間 磁気 計測分析機器 重さ X 線分析装置顕微鏡技術要素 IT 放射光質量電子ビーム分光計検出器分析計カンチレバーレーザー磁気共鳴表面分析装置装置 温度 家庭 力 熱量 安全 安心 医療 低侵襲 非侵襲検査の普及 個別ヘルスケアの普及 環境 健康長寿 技術の横展開 流通 その場検査による食品ロスの削減 食品価値向上 出所 :NEDO 技術戦略研究センター作成 (2017) 13
計測分析機器開発をめぐる状況まとめ 社会ニーズ 新材料開発のために計測分析技術のレベルアップが必要とされている 検査 評価などの手段として計測分析技術が応用展開されている 既存プロジェクト 材料開発に付随した技術開発 個々の計測分析技術を個別に支援 技術シーズ 市場 技術開発が旺盛に実施されている 有力な国内企業が存在する 計測分析技術開発における学術アクティビティー高くない 市場は小さい バリューチェーンが自発的に形成されにくい 開発対象の材料等を考慮すると波及効果は大きい 民間では克服できないギャップに着目し 支援する必要がある 14
参考 経済産業省の取り組み 我が国が強みをもつ計測分析機器を勘案しながら 個社でできない領域を開発対象に設定 ラボシーンで使用する機器を対象とした開発にフォーカス 15