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Techスナイパーが世界一の技術と巡り合った vol.2 ギネスも知らない世界一! ニッチを極めた技術屋たち
エンジニアなら誰もが、かかわってみたい世界ナンバーワン、オンリーワンの技術開発。今回はニッチながらも“本物の最先端”を手がけている企業に突撃。テクノロジーのトップランナーと呼ばれる人々の熱いハートをレポートする。
(取材・文/井元康一郎 総研スタッフ/関洋子)作成日:07.07.24
世界をリードする技術系企業に出合いたい
 景気回復に伴い、日本企業が好調さを増している。業績が上向きというだけではない。技術開発をみてもIT、電子、自動車、材料など、多くの分野で「世界一」という言葉が飛び交っており、テレビ、新聞、雑誌などのメディアも日本企業のパワーを連日のように報じている。

 が、本当に日本における技術開発は、手放しで喜べるような状況なのだろうか。量産品ではない“本物の最先端”を手がけている科学者、識者からしばしば聞かれるのは、「日本の有力企業は儲けが出にくい先端技術には冷淡」「バイオやエネルギーなど、大事な分野で後れを取っている。日本は大事なニッチ技術を育てられない」といった声だ。

 そこで私、Techスナイパーは考えた。「日本においてニッチな最先端技術をモノにして、世界をリードしている企業はどんな仕事をしているのだろうか」と。さっそく興味本位で資料をあたってみると……。厳しい環境のなか、元気に研究開発をやっているニッチ企業はやはり存在した。まだまだ日本の未来は捨てたモンじゃない!さっそく現場を訪問し、テクノロジーのトップランナーたちに話を聞き、元気を分けてもらった。
Techスナイパー・井元康一郎
Techスナイパー・井元康一郎
鹿児島県出身、年齢不詳。経済誌や自動車誌などで、自動車、宇宙、航空……などを得意とする技術&マニア系ジャーナリスト。技術をこよなく愛すがゆえに、Techスナイパーに。心優しき音楽家という別の顔も持つ。
世界一の技術に携わるエンジニアたち
 世界を圧するニッチな先端テクノロジーという、いささかマニアックな基準で選んだのは、プラネタリウム業界において世界ブッチギリの性能と世界シェア約4割を達成した五藤光学研究所と、ナノテクノロジーの研究開発に不可欠な電子ビーム描画装置のほぼすべてを作っているエリオニクスの2社。世界最先端の研究開発スピリットを探る。
世界シェアNo.1のプラネタリウム投影装置 五藤光学研究所
五藤光学研究所 世界一の技術と会社概要
 天文台建設や天体望遠鏡をはじめとする観測機器、プラネタリウムなど、宇宙に関するさまざまな商品開発を手がけてきた“スペースクリエーター”五藤光学研究所。うち、メイン事業として大きく花開いたのは、ドーム内に美しい星空を映し出すプラネタリウム投影装置だ。今日の世界シェアは約4割で業界トップ。世界のプラネタリウムの半分近くが五藤光学研究所製ということになる。また、性能面でも世界トップを達成。今年発表、納入を開始した最新鋭機「ケイロン」は、何と1000万個もの星を投影できるという。まさに星空のファンタジスタと言うべき企業だ。
製品がお客様のもとに届くという実感がうれしい
 プラネタリウムの老舗として知られる五藤光学研究所(以下五藤光学)が今年6月より納入を開始した、投影可能恒星数が実に1000万個、明るさにして13.5等星(22cm径の大型望遠鏡でようやく見える程度)までの暗い星を映し出すという超ハイテクのプラネタリウム投影装置「ケイロン」。直径わずか70cmというコンパクトな球状の本体を構成する部品の数は、実に1万点以上に及ぶ。その凝縮感は、まさにミクロコスモスという感がある。
「プラネタリウムづくりは純粋に楽しい。大量生産、大量消費の製品と違って、一つひとつ丹念に手作りした製品がお客様のところに届いているという実感を常にもてるのが、この仕事の面白みだと思います」
 ケイロンの開発責任者、笠原誠R&D主幹は語る。笠原氏は85年、プラネタリウムの開発を志して入社。最初はプラネタリウムのアクセサリー(本体以外の機能部品)設計を手がけ、その後天体望遠鏡開発を経てプラネタリウムの開発全体を見るようになった。光学製品の楽しさ、難しさを熟知しているベテランエンジニアだ。
「開発中はもちろん、いろいろな困難にぶつかります。例えばプラネタリウムの投影可能恒星数を増やすことひとつとっても、単に精密に作ればいいというものではないんです」(笠原氏)
約1000万個の星を投影する超ハイテク光学式プラネタリウム「ケイロン」 cGOTO
約1000万個の星を投影する超ハイテク光学式プラネタリウム「ケイロン」 ©GOTO
ケイロンとデジタル映像システムを組合わせたハイブリッド・プラネタリウムで映し出される、美しい映像 (C)GOTO
ケイロンとデジタル映像システムを組合わせたハイブリッド・プラネタリウムで映し出される、美しい映像 ©GOTO
最高性能を実現するため、すべてを自社開発
 光学式プラネタリウムが星を映す原理は、光源を細かい穴が無数に開いた原板で遮蔽し、穴から漏れ出た光がドームに映るというもの。この穴の大きさによって、星の明るさが決まってくるのだ。ケイロンが映せるもっとも暗い13.5等星は、夜空のなかで最も明るく輝く恒星、おおいぬ座のシリウス(-1.5等星)の100万分の1の光でしかない。原板にはそれこそ、肉眼でも見えないような細かい穴を開けなければならないのだ。
「今は半導体現像などの技術が発達していますから、微細加工自体はそう難しくはありません。しかし、1μ以下といった小さな穴の場合、大きな穴のときには表れなかった問題が出てくるんです。光が波の性質をもっているということはよく知られていますが、普通にサブミクロンの穴を開けただけでは、光波が拡散して星像がぼやけてしまうんです。詳細は企業秘密なのですが、そうした干渉が起こらないよう光学設計の限界を狙って設計、製造をしています」(笠原氏)
 五藤光学では原板、レンズ、機構、制御用ソフトウェアなど、プラネタリウムを構成する要素技術のほぼすべてを自社で開発している。光を透過させた原板を100倍以上に拡大して投影し、なお星を微細な点で表現できることが要求されるレンズは、カメラ用レンズとはケタがいくつも違ってしまうほどの高精度。そのレンズの研磨も自社で行うという徹底ぶりだ。
「完成したときは、自分で作ったものながら感動しましたよ。公害のない夜空では、天の川ってこんなに明るく光るものだったのだなあと。自分の頭にある星空を再現するために、あらゆる技術を駆使する。そのプロセスもプラネタリウム開発の楽しみです」(笠原氏)
ゼロからのモノづくりが好きな人なら必ずやれる
 宇宙を投影するプラネタリウムづくりの仕事は、高度な専門知識を必要とする、極めて特殊なものに見える。が、笠原氏は決してそんなことはないと言う。
「プラネタリウムづくりにおいてもっとも重要な素養は、モノを作ることが好きということだと思います。ウチに入社してくる人材で、プラネタリウムを専門に勉強してきたなどという人はまずいません。プラネタリウムの技術はかなり特殊なものだからです」(笠原氏)
 もっとも、笠原氏が言うモノづくりは、単なる設計や生産の経験とはいささか趣向が異なる。
「プラネタリウムづくりは、ゼロから自分の目指す装置を作り上げるという行為。何かベースとなる技術があって、それを地道に改良していくというスタンスのモノづくりとはまるで違います。自分の得意分野をもつことは大事なのですが、それ以上に、専門以外のことについてでき
R&D主幹 笠原誠氏
R&D主幹 笠原誠氏
大学では応用理化学を専攻。五藤光学研究所に入社後、プラネタリウム、天体望遠鏡など天文関連機材の開発を手がけた。現在はR&D主幹として、技術開発全般を統括。
るだけ多くの知識、イメージをもてるかが大事なんです。プラネタリウムはこれからも進化を続けていく商品。自分のイメージでまったく新しい表現を可能とするシステムを考えてみたいといった人は、ぜひウチの門をたたいてほしい」(笠原氏)
 世界シェア約4割をもつ世界最大のプラネタリウムメーカーだが、笠原氏はそのことにはあまり興味を示さない。
「もっといろいろなことをやりたい。小型の人工衛星にカメラを載せて、宇宙からの映像をプラネタリウムに直接配信したりとか、ね」(笠原氏)
 トップランナーのエンジニアが関心をもつのは、どうやら自分自身が開拓していく技術の未来像だけのようだ。
映像をより美しく自然に映し出すためのアルゴリズムを電車の中でも考えています
R&D 山腰哲氏
 子供のころから星が大好きで、プラネタリウム開発を志しました。入社後は制御用コンピュータ上で動くプログラムや、オペレータのコマンドをプラネタリウムに受け渡すインタフェースを作っています。最新モデルの「ケイロン」は、光学式とデジタルプロジェクターのハイブリッド機なのですが、操作レスポンスの異なるデジタル画像と光学式の星像を、いかに絶妙に同調させるかといったチューニングには徹底的にこだわりました。電車の中でも制御アルゴリズムやアプリなどをどう作るか考えたりしています。実際、ソフトのアイデアの3割はオフのときに思いついたものです。プラネタリウムづくりの楽しさを味わうとやめられませんね。
R&D 山腰哲氏
大学ではソフトウェア工学を専攻。五藤光学研究所に入社後、プラネタリウムの制御ソフトウェアやコンソールのインタフェースなどの設計全般に携わってきた。
世界No.1の性能をもつ電子ビーム描画装置 エリオニクス
エリオニクス 世界一の技術と会社概要
 極めて細い電子ビームを制御して超微細加工を行う電子ビーム描画装置は、IT、エネルギー、環境、医療などさまざまな分野に革新をもたらすナノテクノロジーの先端研究を行ううえで欠かせない装置だ。その電子ビーム描画装置で世界最高性能を実現しているのが、電子、イオン、X線を使用したシステムのエキスパート、エリオニクスである。世界でただ1社、線幅5nm(ナノメートル)という超極細の線を描画できる装置を実用化しているが、現在さらに高精細かつ高速なマシンを開発中。まさにナノ領域のトップランナーだ。
量産品向けとはオーダーが1ケタ違う超微細加工を実現
 世界で最も細いという5nm幅の線を引くことができる、エリオニクスの電子ビーム描画装置。線幅5nmといえば、ヒト細胞のDNAの2倍強程度という細さで、市販されている最新の半導体製造プロセスの約10分の1のオーダー。量産品向けの機材とは微細の度合いが1ケタ違う、ナノテクの最先端研究に使われる機材だ。
まさに特異なスペックをもつ電子ビーム描画装置は、装置を構成する数々の要素技術も一般的な工業製品とはまったく異なるものが多い。エリオニクスは、それらの技術のほぼすべてを自社で開発。また部品調達も自社で行っているという。
「例えば電子銃に電力を供給する電源。当社製品に使われている電源の加速電圧は100キロボルトという超高電圧ですが、電流のほうはというと、わずか10ナノアンペア以下。そんな電源は世の中にはありません。必然的に自分で開発することになります」
 本目精吾社長は語る。もちろん構成技術だけでなく、それらをアセンブリーするノウハウも独特だ。物質の分子まで見えてきそうな超微細領域では、サンプル部分がごくわずかに動いてしまうだけで、いとも簡単に大きな誤差が生じてしまう。
「描画装置の電子線とサンプルの位置は、理屈のうえでは絶対に動いてはいけない。しかし、実際にはこの地球上で、絶対に動かないものなどあり得ません。それをどううまく最適化させるかがノウハウなんです」(本目氏)
線幅5nmと世界で最も細い線を描く超高精度電子ビーム描画装置「ELS-7000」
線幅5nmと世界で最も細い線を描く超高精度電子ビーム描画装置「ELS-7000」
世界最高レベルの性能をもつフィールドエミッション電子線三次元粗さ解析装置「ERA-8900FE」
世界最高レベルの性能をもつフィールドエミッション電子線三次元粗さ解析装置「ERA-8900FE」
「半導体の密度を100倍に」から始まった挑戦
 エリオニクスは大手理化学機器メーカー出身のエンジニア7人が1975年に発足させたメーカー。日本初となる走査型電子顕微鏡の開発を行っていた本目氏も創業時からのメンバーのひとりだ。80年代までは半導体製造装置の開発が主体だったが、半導体の競争が激化した90年代になって、ナノテクノロジーへと本格的に転向した。
「人がやらないこと、できないことがあるとやってみたくなるんですよ」と言う本目氏が世界最高性能の電子ビーム描画装置の開発に乗り出したのも、90年代のことだった。当時、半導体の製造プロセスは130nm前後だったが、そのときITの先端技術を手がけている複数の研究者から、「半導体の密度を今の100倍くらいにしたい。そのために半導体に10nm以下の溝を作りたいんだ。それが可能な装置は作れないか」ともちかけられた。
「当時の世界最高スペックのマシンで30nm。それを一気に3分の1にするのは、かなり大胆なチャレンジでした。が、技術屋として何かいい方法がありそうだなという気もしていたこともあって、開発に乗り出したんです」(本目氏)
 当時、最も細い電子顕微鏡用の電子源をベースに開発。電子顕微鏡とはケタ違いの高エネルギーと安定性の両立に悪戦苦闘した揚げ句、98年に世界のライバルを圧倒する10nm幅の電子描画装置、ELS-7700が完成した。現在は線幅5nm、そして開発部門では今、さらなる微細化と高速化を両立させるという次世代モデルのプロトタイプの製作が着々と進んでいる。その開発速度に追従できる企業は、今のところ存在しない。
トップランナーだからこそ楽しい
 エリオニクスが世界最先端の技術開発へのこだわりを強く見せているのは、エンジニアから経営者となった本目氏のキャラクターの影響も大きい。
「私は初モノが好きなんです。何を作るにしても、初めてというのは楽しいじゃないですか。初めてのモノは作り方も自由。何か面白そうな特性をもつ部品が考案されたと聞いたら、じゃあ試しにそれを使ってみよう、と積極的に試すもよし。あるいは、こういう構造ならもっと良くなるはずだというアイデアが浮かんだら、それもすぐに試せばいい。大勢の人が普通に考える方法を使っても面白くない。新しいから面白い」(本目氏)
技術的に独走しているとはいえ、他メーカーも電子ビーム描画装置の性能向上に必死に取り組んでいる。トップランナーは常にチャレンジを受け
代表取締役社長 本目精吾氏
代表取締役社長 本目精吾氏
神奈川大学工学部を卒業後、日本電子に入社。走査線型電子顕微鏡などの開発に従事した。75年エリオニクスの創業と同時に入社、92年に社長に就任し、現在に至る。
て立つ立場であり、勝たなければならないというプレッシャーも大きくなりがちである。が、本目氏の言葉からはそうした深刻さは微塵も感じられない。むしろ、トップランナーだからこそ楽しいと言わんばかりだ。
「究極の半導体は、電子1個が動けばデジタルの0か1かが判定できるもの。現状は1ビットにつき1万個くらい電子が長距離を移動しているので、効率は悪いし発熱も大きいのですが、ナノテクが発達すれば、究極により近づくことができます。そういう研究に役立つ機材を、これからもどんどん作っていきたいですね」(本目氏)
 21世紀の基幹技術のひとつといわれるナノテクノロジー。その進化を支える技術開発のトップランナーを務めることは、エンジニア冥利に尽きるというものだろう。
先端分野における機構上の工夫はクリエーティブです
開発技術部 機械技術課 雨宮弘直氏
 量産型技術ではなく、もっと先端的な技術開発に携わりたいと思い、エリオニクスの門をたたきました。電子ビーム描画装置のテクノロジーは、入社するまではまったく想像できなかった世界。今でも社内を歩いていると、いろいろな技術に出合うことができて楽しいですね。現在は電子ビーム描画装置の照射系の機構設計をやっています。電子ビームの向きを、磁界を作ることで微調整するといった機構上の工夫は、本当に創造性にあふれています。何を言われても耳に入らないほど熱中してしまうくらいの魅力がこの技術にはありますね。
開発技術部 機械技術課
雨宮弘直氏
大学では精密機械加工を専攻。卒業後、大手自転車部品メーカーで生産技術を担当したが、設計業務に携わりたいと考えてエリオニクスに転職。現在は電子ビーム描画装置の機構開発を担当。
まだまだある日本の“世界一”技術
 ニッチ分野の開拓が苦手といわれる日本だが、ニッチな技術で世界を席巻している企業も決して少なくはない。YAGレーザー技術を得意とする片岡製作所は、リチウムイオン電池のレーザー溶接機で世界シェア約5割。海水の塩分、温度測定器を主力とする鶴見精機は、船舶からの投入型海洋観測装置で世界シェア10割。宇宙観測機器、医療機器で知られる三鷹光器は、脳外科手術用顕微鏡スタンドで世界シェアナンバーワンだ。大阪のテクノスジャパンは、重度障害者向けの脳波スイッチを世界で初めて商品化。回転ずしの自動給茶装置付きコンベヤーを考案した石野製作所は、回転ずしシステムの世界シェア6割。船舶のスクリューを手がけるかもめプロペラは、船舶のCO2排出量削減効果が期待できる可変ピッチプロペラで世界首位となっている。さらにギネスにも認定された沖縄・美ら海水族館や大阪・海遊館などの大型アクリルパネルの製造・施工を行う日プラは、世界シェアの5割を超える。
 もともとモノづくりを得意としてきた日本だけに、こうした光るニッチ商品は数多く存在するが、一方で利益率だけを優先する“資本の論理”の横行で、こうした草の根ハイテクへの育成はむしろ衰退傾向にあると指摘する声が増えているのも事実。ぜひこうしたニッチなハイテクを、国を挙げて育てていっていただきたい。Techスナイパーとしても、これらの技術を応援するため、またいつか潜入取材を敢行したい。
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関洋子(総研スタッフ)からのメッセージ 関洋子(総研スタッフ)からのメッセージ
今回、関東近郊の「世界一」技術を、いろいろ探してみました。すると、ニッチな分野とはいえ、さまざまな世界一技術をもつ企業が出てきました。今回はほんの2社しか紹介できませんでしたが、またいつかの機会にTechスナイパーとともにみなさんに紹介したいと思います。みなさんからの、「こんな企業を取材してほしい」というリクエストもお待ちしております。

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