マーケットトレンド の スピントロニクス 産業
消費電力の低減による電子機器でのスピントロニクス需要の増加が市場を牽引する見通し
- スピントロニクスに基づくデバイスが電子デバイスに取って代わり、はるかに低い電力レベルでより優れた性能を発揮することが期待されている。電子デバイスは電子の運動を通信と電力に利用するが、スピントロニクス・デバイスは静止した電子の伝達可能な性質、スピン、すなわち角運動量を利用する。スピントロニクスは、計算やメモリー機能を実行するのに必要な労力を軽減する。
- 東京大学の研究者たちは、スピントロニクスに基づくメモリ・デバイスが、低消費電力で高速を実現する可能性があることを報告した。そこで彼らは、誘導電流の存在下で磁気状態を低電力で素早く切り替えることができる、スピントロニクスに基づく新しいタイプのメモリを開発した。
- 過去10年間、スピントロニクス技術は、技術の微細化と同時に、電子回路における消費電力の増大という現在の問題を解決できることから、大きな注目を集めてきた。スピントロニクスに基づく構造は、低消費電力、スタンバイ・リークゼロ、無限大の耐久性、良好な読み出し・書き込み性能、不揮発性、容易な3次元集積能力など、CMOS技術をベースとする現在の電子回路との融合を可能にする。IoTやスマートデバイスのようなトレンドは、低消費電力で多くの機能を扱えるメモリ部品への需要を高め、スピントロニクスの範囲を拡大している。
- 世界の半導体業界は、ストレージを維持・強化できる材料、システム、デバイスの開発を概説し、将来技術の開発に一貫して投資しており、現在のICの計算能力を向上させながら低消費電力を必要とするため、スピントロニクスの範囲は拡大すると予想される。米国のデータ・ストレージ会社、シーゲイト・テクノロジーは、スピントロニクス・メムリスタの研究を行っている。スピントロニクスに基づくトランジスタは、電子回路基板をスピントロニクスに置き換える可能性もある。スピントロニクスはナノテクノロジーにおける新興分野のひとつであり、急速に成長している。
- DOEのアルゴンヌ国立研究所にある米国エネルギー省科学局ユーザー施設、アドバンスト・フォトン・ソース（APS）を利用する研究者たちは、電子スピンを操作する方法を研究し、スピントロニクス用の新材料を開発している。
- 最近では、アラバマ大学バーミンガム校物理学科の研究者が、磁気トポロジカル系の構造、トポロジカル、磁気転移を引き起こす外圧とひずみのモデリングと予測に関して、米国国防総省空軍科学研究局から3年間で30万米ドルの助成金を獲得した。この研究の成功は、トポロジカル電流を用いた低エネルギー消費スピントロニクスデバイスのための次世代量子計測デバイスの開発に役立つと期待されている。
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北米が大きな市場シェアを占めると予想される
- 北米は、この地域の企業による高度な研究と、この地域のエンドユーザー産業における技術採用の増加により、調査された市場における主要な投資家および採用者の1つとなっている。スピントロニクス市場における主要なエンドユーザー産業の大半は、同地域で高度に発展しているため、ベンダーは予測期間中に大きく成長することができる。例えば、電気自動車や輸送、データセンター、エンタープライズ・ストレージ、サーバーRAID、産業オートメーションやIoT、通信インフラなどの産業がこの地域で大きく成長しており、スピントロニクスのような先端技術へのニーズも高まっている。
- さらに、世界市場の大半のベンダーは米国に拠点を置いているため、この地域には大きな競争力があり、研究市場のイノベーションの最前線に立ち続けている。IBMやインテルのような巨大テクノロジー企業は、スピントロニクス技術の世界的商業化において重要な役割を果たしている。例えば最近、米国エネルギー省（DOE）のブルックヘブン国立研究所とイェール大学の研究者が、磁性材料の厚さを変えることでスピン・ダイナミクスを制御できることを実証した。Nature Materials』誌に掲載された新しい研究は、より小型でエネルギー効率の高い電子機器の実現につながる可能性があり、スピントロニクスの大きな進歩である。
- 国際エネルギー機関（IEA）によれば、米国市場における自動車販売台数の1％が電気自動車によるものと推定されており、同国における電気自動車の利用は急速に増加している。北米では、エネルギーと環境への懸念から電気自動車の需要が顕著に増加しており、電気自動車に組み込まれるスピントロニクス市場が加速している。
- カリフォルニア州で実施されているゼロ・エミッション・ビークル（ZEV）プログラムも、自動車メーカーに電気を動力源とする自動車を一定割合販売することを義務付けることでEV需要を喚起し、同国の市場を活性化している。米国政府は昨年、64万5,000台の自動車とトラックの全車両を米国製の電気自動車に置き換える計画を発表し、政府が年間6,000億米ドルを商品やサービスに支出する際の新たなガイドラインを策定する「バイ・アメリカ大統領令に署名した。これにより、現在米国の道路を走っているEVの総数160万台（政府所有と民間所有を含む）を少なくとも40％上回ると予想されている。
- さらに米国では、豊富な民間企業、学術機関、連邦政府の研究開発研究所が、ナノテクノロジーとMEMSの推進に重点的に取り組んでいる。米国マサチューセッツ工科大学（MIT）の兵士ナノテクノロジー研究所（Institute for Soldier Nanotechnologies）は、米国陸軍研究局との5,000万米ドルの契約によって設立されたケンブリッジの研究センターで、兵士の生存能力を向上させるナノテクノロジーの開発を目的としている。
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