nikkei_special 06

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社會元器件 Special對談

強化企業的社會意識題
穩步推進社會基礎設施的技術革新

"節能"、"少子老齡化"、"基礎設施老化"、"防災減災",最近,重大社會課題接連不斷地在日本涌現。與這些課題一同受到關注的,還有解決這些問題的電子元器件技術。也就是"社會元件"。圍繞社會元件未來的可能性,作為代表性社會基礎設施——鐵路領域的技術先鋒,鐵路綜合技術研究所會長正田英介、與強調企業的社會意識,發展先進電子元器件的羅姆代表董事社長澤村諭展開了討論。

正田英介 公益財團法人 鐵路綜合技術研究所 會長
正田英介
公益財團法人 鐵路綜合技術研究

澤村: 近年來,關系到人類可持續發展的全球性社會問題接連浮現。多數問題都不能利用以往的思路和傳統技術的延伸來簡單對應。我覺得,在這樣的情況下,企業的作用也應該發生轉變。作為半導體和電子部件企業,羅姆準備在追求"節能"、"小型化"技術的同時,通過多樣化的形式為社會做貢獻。作為基本社會基礎設施之一,鐵路領域直面新社會課題的場面是不是也越來越多?

正田: 無論是今天、過去,還是未來,追求極致的"安全"、"可靠"都是鐵路的根本課題。我們眼下最關注的課題大致有三個。一是"能源"。不管是哪一個領域,減少利用能源的過程中產生的環境負荷是全世界共通的重大課題。鐵路同樣回避不了這個問題。尤其是日本,東日本大地震發生后,構筑可強化能源供應的體制變成了一大課題。因此,我們不得不愈發重視能源問題。

另一個課題是"維護安全"。鐵路是巨大的系統。使其保持安全狀態絕非易事。而且,在目前維護安全的機制中很多地方還依賴人工。這種狀態下,安全維護的技術水平就會存在極限。所以我們認為需要建立一種新的機制。

第三個課題是加快引進ICT(信息通信技術)。例如,現在越來越多的人希望在搭乘鐵路移動的過程中使用移動產品。這就需要建立完善的ICT環境,滿足乘客的這種需求。這對于維持鐵路用戶數量也同樣重要。在人口集中的日本城市,自然有許多人搭乘鐵路出行。但在人稱"汽車社會"的美國,不少人并不一定搭乘鐵路。隨著注重可使用移動產品環境的人越來越多,如果滿足不了這樣的需求,用戶有可能就會減少。

所以需要企業利用多樣化的媒體傳播信息,利用ICT技術創造與用戶的新交流機制。

以電力危機為契機提高意識

澤村: 最近,越來越多的企業開始重視CSV(Creating Shared Value)理念,也就是在兼顧社會價值和企業價值的同時,通過企業的業務活動解決社會問題。在此背景下,羅姆一直在關注社會的同時開展業務。羅姆的"企業目的"和"經營基本方針"中,明確提出了要為社會做貢獻。以此為基礎,在開發產品的時候,不但關注如何在使用產品時節約能源,還注重在產品開發中如何節約能源和材料。

世界最小級別的RASMID®系列
圖1:世界最小級別的RASMID®系列

比如,提高AC-DC轉換器和DC-DC轉換器等變電元件中必不可少的模擬IC器件和功率半導體的效率,可以直接削減電子產品的耗電量。

另外,利用新開發的加工技術實現的世界最小級別的小型電阻器和二極管"RASMID®系列"(圖1)如今已經得到了智能手機等移動產品的采用,這種產品有助于節約材料。部件小型化之后,可安裝的基板和外置部件也能隨之縮小,可進一步擴大節約材料的效果。

不只是制造產品的環節,我們還十分注重減少制造過程中的環境負荷、貫徹可追溯性和不使用沖突礦產的原則。以東日本大地震及其后續的電力危機為契機,我們的社會意識得到強化。公司現在每名員工都帶著社會使命感從事制造工作。

您剛才提到了鐵路領域的課題,與之相關的研發已經開始了嗎?

正田: 已經開始了。例如供電線使用的超導電纜就是一個例子?,F在,電線使用銅作為材料。但銅線存在電阻,在通電的時候,電阻會在電線中產生能量損失。而且,電線越長,電阻越大,損失也就越大。而使用超導電纜的話,電線的電阻基本可以歸零。也就是說,電線產生的能量損失可以縮小到零。投入實用后,不僅可以實現鐵路供電系統的合理化,還能大幅提高節能水平。

為了提高維護管理的效率,我們還在探討使用電子和ICT技術。比方說,研究使用多種傳感器來管理車輛和鐵路狀態的技術。在鐵路的維護管理中,很多操作都依賴人類的五觀。比如,目測檢查是用眼睛查看外觀和內部、錘擊檢查通過鐵錘敲擊發出的聲音檢查是否存在異常。要想在第一時間檢測到異常,氣味也是一種重要的信息。通過利用多種傳感器,把原本依賴人類感覺的這些操作自動化,就能提高這些維護操作的效率。而且,這樣還能使依靠感覺的技術經驗可視化,對于傳承現場技術也十分有利。在開展系統實用化的進程中,相信羅姆的技術一定會發揮巨大的作用。

澤村: 是的。從基礎設施的管理算起,我們已經擁有了許多有助于解決社會課題的產品。與社會基礎設施有著密切關系的客戶正在穩步增加。將自然界的各類信息數字化的傳感器、用來匯總傳感器收集到的信息的無線通信系統等就屬于此類?,F在,智能手機等移動產品、安全系統、醫療器械、土木建筑等廣泛領域對于此類產品的需求越來越大。此類產品也有助于實現前面提到的基于傳感器的維護管理系統。

在無線通信技術方面,我們還在發展一項獨特的技術,那就是超低功耗無線通信"EnOcean"。這項技術能夠結合把環境中的光和動能等轉換成電能的能量收集(環境發電)技術,實現無需電源和布線的無線開關。只要利用這項技術,在所有地方設置開關,就能建立起按需隨時開關電源的環境。

與基礎設施的融合激發需求

澤村諭 羅姆 代表董事社長
澤村諭
羅姆
代表董事社長

正田: 羅姆大力發展的功率元件是與能源相關的一個重要領域。

澤村: 沒錯。我們對發展這一業務尤為重視。功率元件是變電產品的核心部件,只要是用電的電器大都要使用功率元件。舉個例子,大多數的電器不是直接使用發電站傳輸來的電力,而是按照家庭和事務所中使用的電器需求,對電壓進行各種轉換。電器內部也嵌入了形形色色的轉換處理電路,用來調節電流和電壓。也就是說,電子系統到處都需要轉換電路。但在變電過程中,必然會出現電力損耗,也就是損失。只要能減少損失,就能提高節能的程度。

為此,羅姆目前正在開發使用新一代半導體材料,也就是碳化硅(SiC)的功率元件。SiC功率元件與傳統的半導體器件相比,不僅損耗小,而且可靠性高。用其替換過去的功率元件,可以大幅提高能源的利用效率,并使冷卻機構一舉縮小。

這種功率元件雖然從幾年前就已經投入實用,但全面普及才剛剛開始。純電動汽車、混合動力車等新一代汽車,以及工業設備、光伏發電系統等眾多領域都已經開始采用。其實,在SiC功率元件的產品化方面,羅姆是世界的領頭羊之一。我們希望通過進一步強化功率元件,為社會的節能做出貢獻。

引領業界的羅姆SiC功率元件
圖2:引領業界的羅姆SiC功率元

正田: 變電技術和相關器件估計今后會愈發重要。舉例來說,鐵路、電網等基礎設施之前一直是各自獨立進化的。今后,為了追求效率化和合理化,這些基礎設施估計會走向整合。到那時,光伏發電和風力發電等可再生能源或許也將整合進來。由此誕生的大規模系統應該隨時隨地需要變電。鑒于此,用于變電的功率元件會非常重要。

單是鐵路市場,功率元件的需求估計就會有相當大的增加。因為在新興市場國家,鐵路建設的速度在今后將會加快。全世界在鐵路建設方面的年投資額據說高達20萬億日元。從保護地球環境的角度出發,今后建設的鐵路將以電氣化鐵路為主。倘若果真如此,單是鐵路建設就能帶來相當大規模的功率元件市場。


改變社會的技術不斷涌現

澤村: 除了功率元件之外,我們還發展很多有助于解決社會課題的新技術和新產品。比如,作為一項新業務,我們與Aquafairy合作開發的固體氫源型燃料電池就可以作為應急電源使用。這是一種在發電時不產生有害廢棄物和噪聲的清潔能源。而且,與現有的電池相比,這種電池重量輕,能夠保存20年之久?,F在,面向移動產品的小型電池、內置鋰離子充電電池的混合高輸出功率型電池、適用于連續工作半年以上的測量儀器的長時間工作電池等均已經完成了試制。

隨著社會老齡化的加重,解決醫療和保健領域的課題也成為了人們關注的焦點,而我們開發的眾多傳感技術,應該能夠為解決這些課題做出貢獻。我們目前正在開發的傳感器中,有能夠利用唾液檢測健康狀況的數字免疫芯片、能夠在不傷害人體的前提下拍攝體內情況的大帶寬CIGS圖像傳感器、能夠隨時隨地檢查身體狀態的可穿戴式脈搏波傳感器,以及能夠檢測有害紫外線的UV傳感器等。

與其他領域的交流加速

正田: 如何把這些技術與具體需求相結合,將會是利用技術造福社會的一個關鍵。

澤村: 是如此。我們在推進開發許多前景廣闊的技術,但還沒有完全發現利用這些技術發揮作用的需求。我們尚不知道的需求或許就遍布在社會的每一個角落。因此,我們打算增加與之前很少接觸的其他領域和其他行業交流的機會。借此擴大我們的技術應用范圍,為社會的發展做出更大的貢獻。

非常感謝您今天能在百忙之中前來座談。

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