鄭有院士：ハイエンドセンサー技術のブレークスルーが科学技術強国への強固な基盤を築く

センサーは情報取得の源として、物理世界とデジタル世界をつなぐ架け橋となり、情報化社会に欠かせない基盤となっています。脳はさまざまな物理量、化学量、生物学的特性を検出可能でデジタル化された電気信号に変換し、世界を知覚するための主要なツールとなります。センサーは、科学研究、工業生産、国防安全保障、医療保健などの分野で重要な役割を果たします。

中国工程院の院士であり、中国計測器学会の会長である鄭有氏

技術の継続的な進歩により、センサーは個別のデバイスから、情報の取得、処理、伝送、電源供給などの機能を統合したインテリジェントなセンシングマイクロシステム、つまりデジタル化、小型化、インテリジェント化が顕著なハイエンドセンサーへと進化しました。しかし、ハイエンドセンサーは、その高精度かつ高度な特性ゆえに、我が国が直面する中核的な「ボトルネック」技術となっている。

ハイエンドセンサーが「ボトルネック」技術となった理由は3つあります。第一に、多くの新しい原理、新しい材料、新しいデバイスが関係しており、基礎科学と基礎技術の革新と密接に関係しています。同時に、完全な設備に直接適用され、エンドユーザーにサービスを提供し、あらゆる生活分野と密接に関係しています。第二に、センサーは複数の分野の最先端技術を結集し、学際的な統合を特徴とし、大規模な産業投資が行われ、技術集約型かつ資本集約型です。最後に、センサーには幅広い用途、複雑な技術カテゴリ、幅広い製品と業界の分布があり、各ソリューションには独自の特別な要件があります。

では、ハイエンドセンサーは私たちに何をもたらすのでしょうか?最先端の技術革新において、センサーは「先駆者」です。科学技術の発展の歴史を振り返ると、コアセンサー技術の飛躍的進歩が世界の科学センターの形成を促進し、多くのノーベル賞の受賞は最先端のセンサーや機器のサポートと切り離せないものとなっています。国民経済の主戦場において、センサーは「乗数」となる。それは社会の生産と生活のほぼすべての側面に浸透しています。たとえば、スマートフォンには多数のセンサーが統合されており、携帯電話の機能が大幅に向上し、新しいインテリジェント時代が到来しました。さらに、センサー業界自体の市場規模も巨大であり、それが牽引する上流・下流の産業チェーンが生み出すアウトプット価値はさらに驚異的です。

国家戦略プロジェクトにおいては、センサーが決定的な要素となります。その性能と品質が、主要装備品や戦略製品の性能と品質を直接決定します。高速鉄道を例にとると、センサーは列車の監視とメンテナンス、線路の健全性監視、列車の安全保護に不可欠な役割を果たします。ヘルスケアにおいて、センサーは医師の診断と治療の基礎となる「ダイヤモンドドリル」です。国家防衛と安全保障において、センサーは「戦闘力」を表します。ある意味で、現代の戦争はセンサーの戦争です。さまざまな高性能センサーが、精密誘導、状況認識、目標攻撃において決定的な役割を果たします。

しかし、我が国のハイエンドセンサーの現状は楽観的ではありません。我が国のセンサー市場規模は拡大を続けていますが、国内市場シェアの約60％を世界有数の企業が占めています。特にハイエンドセンサー市場では、我が国のセンサーの約80％が輸入に依存しています。さらに、我が国のセンサー産業におけるイノベーションエコシステム、設計ツールや研究開発プラットフォーム、先端材料やコア部品、ハイエンドチップやプロセス機器には依然としてギャップが存在します。

センサー大国になるために、我が国は以下の方面で努力を続ける必要がある。第一に、「産学融合」に重点を置き、人材育成と産業発展の深いつながりと融合を強化し、ハイエンドの人材を育成し、技術革新を促進する。 2つ目は、政府、企業、大学、研究機関、ユーザー、金融機関など、さまざまなイノベーション要素の連携を強化し、計画を調整し、合理的に配置することで、センサー業界全体の効率的な運営と持続可能で健全な発展を実現することです。 3つ目は、実証アプリケーションを増やし、国家の主要な工程課題、重要な戦略装備、社会経済のニーズを中心に組織的にイノベーションを実行し、産業集積を促進し、センサー産業のエコロジカルチェーンを形成することです。

つまり、情報化社会の礎として、センサーの重要性は自明です。ハイエンドセンサーの「ボトルネック」技術に直面している我が国は、投資を増やし、イノベーションを強化し、センサー産業の急速な発展を促進し、科学技術強国になるという目標に貢献する必要があります。

著者： You Zheng （中国工程院院士、中国計測器学会会長）