月: 2026年9月

理化学研究所（理研）のチームが、100京分の1秒という極めて短い光のパルス「アト秒レーザー」を、1マイクロメートルに満たない極小の点に、従来の100倍以上の強さで集めることに成功した。研究チームはこの成果を、物質中の電子の動きを「観測する」研究から、その動きを「変化させて利用する」研究への拡張と位置づけている。将来的には、材料をナノスケールで加工する技術や、次世代の電子デバイス・新素材の研究にもつながりうる基礎技術だ。

「アト秒科学」とは何か

アト秒（as）は100京分の1秒（10のマイナス18乗秒）という、人間の感覚では想像しづらい時間の単位だ。原子の中を電子が動く時間はこのアト秒スケールにあり、その一瞬を切り取って観測する技術は2023年のノーベル物理学賞の対象にもなった。理研が今回生み出したのは、レーザー光から高次高調波発生という現象を経て取り出した「孤立アト秒パルス」。今回の成果は、このパルスを「観測」の道具から「加工・制御」にも使える道具へと広げるための、集光技術の大幅な底上げにあたる。

従来比100倍以上、卓上型として世界最高水準

理研光量子工学研究センターの今坂光太郎基礎科学特別研究員らのチームは、表面粗さをサブナノメートル級（約0.892nm）まで抑えた高精度な楕円面の多層膜ミラーを新たに開発し、焦点位置をリアルタイムで安定させる仕組みと組み合わせた。この結果、水平460±130ナノメートル、垂直360±120ナノメートルという1マイクロメートル未満のスポットへの集光に成功し、パルスのピーク時には1平方センチメートルあたり3.0×10の15乗ワット（3,000兆ワット）という光のパワーが集中した。これはテーブルトップ型光源による孤立アト秒パルスのピーク強度として世界最高値で、従来のテーブルトップ型光源と比べて100倍以上の値だという。

研究チームは、この成果を「電子の動きを”観測する”研究から、電子の動きを”変化させて利用する”新しい超高速・高強度光科学への道を開くもの」と位置づけている。

成果を裏付ける形で、国際的な研究広報サービスのEurekAlert（米国科学振興協会運営）も同時期にこの研究を紹介し、パルスのピークパワーが1.1ギガワットに達したことを伝えている。同誌によれば、手法を煮詰めれば理論上は1平方センチメートルあたり2.6×10の16乗ワット（今回の約8.7倍）まで強度を高められると試算されているという。ただしこれはあくまで将来の見積もりだ。研究成果は学術誌「Ultrafast Science」に2026年9月23日付でオンライン掲載された。

何の役に立つのか

光を強くすると、物質の光への応答が単純な比例関係ではなくなり、通常とは異なる現象が現れる。これが「非線形光学」と呼ばれる領域だ。強度と集光精度が上がったことで、この現象をアト秒スケールで起こす「非線形アト秒光学」の実験が、気体だけでなく固体・液体などの凝縮系物質でも可能になる。研究チームは、材料表面のナノ加工や、凝縮系物質中の超高速な電子の動きの研究に道を開くとしており、将来的には電子材料・デバイス研究への波及も期待される。ただし現時点はあくまで基礎研究の段階であり、製品・産業応用にはさらなる研究開発が必要となる。

出典: 理化学研究所 プレスリリース、EurekAlert!（米国科学振興協会）、Ultrafast Science誌 掲載論文

論文情報:Imasaka, K. ら, “Submicrometer Focusing of Isolated Attosecond XUV Pulses Approaching 10¹⁶ W/cm²”, Ultrafast Science (2026), DOI: 10.34133/ultrafastscience.0198

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たった1件の特許が、エンジニア個人にとって数百億円規模の法的な権利になり得るとしたら、どうでしょうか。青色LEDを発明した中村修二氏は、当初はわずか2万円の社内報奨金しか受け取っていませんでしたが、後の裁判では発明への貢献分だけで約604億円という金額が算定されました。特許は「技術者の名誉」のような抽象的なイメージを持たれがちですが、企業にとっても発明者個人にとっても、れっきとした「稼ぐ仕組み」なのです。ここでは特許が会社の利益にどう結びつくのかを整理したうえで、1つの特許が桁違いの利益を生んだ実例として、日亜化学工業の青色LED特許を紹介します。

そもそも特許とは何か

特許は、新しい発明をした人・企業に対して国が与える「一定期間、その発明を独占的に使える権利」です。日本では出願から原則20年間、特許権者以外はその発明を無断で製造・販売できません。つまり特許は、技術そのものではなく「その技術を他人に使わせない・使わせるなら対価を取る」という権利を売買・行使できる資産なのです。

特許が企業の利益に効く4つの仕組み

独占による高収益(競合が同じ製品を作れないため、価格競争にならず高い利益率を確保できる)、ライセンス収入(自社で製造しなくても、他社に使用を許可して使用料(ロイヤリティ)を得られる)、訴訟・交渉力(無断使用する企業に損害賠償を請求したり、和解交渉を有利に進められる)、無形資産としての価値(保有特許は財務諸表に表れない企業価値として、株価や資金調達・M&Aの評価に影響する)の4つです。このうち特に威力が大きいのが「独占による高収益」です。

事例:青色LED特許が生んだ“1兆円ビジネス”

1993年、日亜化学工業の技術者だった中村修二氏は、世界で初めて実用レベルの高輝度青色LEDを開発しました。それまで赤色・緑色しかなかったLEDに青色が加わったことで、光の三原色がそろい、フルカラーディスプレイや、青と黄色を組み合わせた「白色LED照明」が実現します。白熱電球や蛍光灯に代わる省エネ照明として世界中に普及し、日亜化学は青色LED関連の特許を武器に世界市場で圧倒的なシェアを獲得しました。

この特許の“値段”を数字で示したのが、2004年の東京地方裁判所の判決です。中村氏が発明の対価(職務発明の報酬)を求めて日亜化学を訴えた裁判で、裁判所は次のように特許の価値を算定しました。日亜化学の青色LED関連の累計売上:約1兆2,086億円。そのうち特許が守っていた部分にロイヤリティ率20%を掛けた独占利益:約1,208億円。発明者(中村氏)の貢献度を50%として算定した対価:約604億円。裁判所はこの604億円のうち、中村氏が請求していた200億円の支払いを日亜化学に命じました。最終的には2005年の東京高裁で、遅延損害金を含め約8億4,391万円を日亜化学が支払うことで和解しましたが、当初の“社内報奨金”はわずか2万円だったことを考えると、1件の発明・1件の特許がいかに巨大な経済価値を持ちうるかがわかります。中村氏は2014年、この発明によりノーベル物理学賞を受賞しました。

当初の社内発明報奨金は2万円。しかし裁判所が算定した中村氏の貢献分は約604億円 ―― その差はおよそ300万倍にのぼる。

その後、職務発明のルールはどう変わったのか

職務発明は、特許法第35条が定めています。2015年の特許法改正(2016年4月1日施行)では、契約や勤務規則などで「あらかじめ会社に権利を取得させる」と定めておけば、特許を受ける権利が発明が生まれた時点から会社に帰属するようになりました(第35条第3項)。改正前は権利がいったん発明者に帰属し、会社が譲り受ける形でした。共同研究での手続の煩雑さや、発明者が権利を第三者に二重に譲渡してしまう問題を解消することが狙いとされています。

一方で、従業者には「相当の利益」を受ける権利が残ります(第35条第4項)。「相当の利益」は金銭に限らず、ストックオプション、昇進・昇格、法定や就業規則を超える有給休暇、留学の機会なども含まれますが、表彰状のように名誉を表すだけのものは含まれません。会社が契約や勤務規則で相当の利益の基準を定める場合、その基準にもとづいて利益を与えることが不合理と認められるものであってはなりません(第35条第5項)。不合理かどうかの判断では、基準を決める際の「協議」、決めた基準の「開示」、個別の発明について利益を決める際の「意見聴取」という3つの手続の状況などが考慮され、これらが適正に行われていれば、会社があらかじめ定めた基準が尊重されます。経済産業大臣は、この手続の適正な在り方について指針を定めています(第35条第6項)。

自社の規程で確認したい5つのポイント

• 契約や勤務規則に、「権利を会社に初めから取得させる」旨の定めがあるか
• 相当の利益の基準を決める際に、従業者側と協議する機会があったか
• 基準が、見ようと思えば見られる状態で開示されているか(内容や付与条件が具体的か)
• 個別の発明について利益を決める際に、意見や不服を述べられる機会があるか
• 金銭以外の利益の場合、その内容が具体的に示されているか

なお、2016年4月1日より前に生まれた職務発明には原則として旧法が、同日以降に生まれた職務発明には改正後の法が適用されます。個別の事案の判断は、会社の知財部門や弁理士・弁護士に相談してください。本記事は一般的な情報であり、法的助言ではありません。具体的な進め方は、特許を知らないエンジニアのための実践ガイドでも解説しています。

第35条の残りの項:通常実施権と、利益の算定の考え方

第35条第1項は、従業者が職務発明について特許を受けた場合でも、会社がその特許を無償で実施できる「通常実施権」を持つと定めています。研究環境や設備を会社が提供している、という考え方にもとづくものです。

第2項は、職務発明ではない発明について、あらかじめ会社に権利を取得させる契約や勤務規則の定めを無効としています。仕事と無関係な個人の発明まで、規程によって自動的に会社のものにすることはできません。

第7項は、相当の利益についての定めがない場合や、定めどおりに利益を与えることが第5項により不合理と認められる場合を扱います。このとき相当の利益の内容は、その発明により会社が受けるべき利益の額、その発明に関連して会社が行う負担、貢献、従業者の処遇などを考慮して定めなければならないとされています。発明の価値と、会社・発明者それぞれの貢献を比べて金額を考える、という発想で、金額が争われる場面で意識される考え方です。

まとめ

特許は「技術の証明書」であると同時に、独占・ライセンス・訴訟・企業価値という複数の経路で会社の利益に直結する経営資源です。青色LEDの事例が示すように、時代の転換点となる技術をいち早く特許で押さえられれば、その1件だけで兆円規模の事業を築くことも可能になります。だからこそ企業は、研究開発と同じくらいの熱量で特許戦略に投資しているのです。

東京地方裁判所2004年1月30日判決(青色LED訴訟、日亜化学工業 対 中村修二)
ITmedia NEWS「青色LED訴訟、日亜が8億4391万円支払いで和解」
日亜化学工業「東京高等裁判所 平成16年(ネ)第962号、同第2177号の和解について」

参考:特許庁「職務発明制度について」

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スマートフォンやAI、自動車に搭載される最先端半導体は、台湾や韓国のメーカーが作っていると思われがちですが、その半導体を「つくるための機械」を供給できる国はごく一部に限られています。日本はこの供給網の急所(チョークポイント)を静かに握っており、東京エレクトロンやSCREENホールディングス、ディスコといった企業が世界シェア上位を占めています。この強さは特許の世界にもそのまま表れており、特許庁や特許分析専門会社のデータをもとに、日本メーカーの特許動向とそこから見える知見、そして象徴的な特許を1件紹介します。

特許の「量」と「質」で世界トップ

特許分析会社パテント・リザルトが発表した2025年の「半導体製造装置業界 特許資産規模ランキング」では、東京エレクトロンが登録特許814件・スコア22,256.5ptで世界1位となりました。2位は米アプライドマテリアルズ(586件・18,413.5pt)、3位はSCREENホールディングス(329件・7,836.9pt)です。この「特許資産規模」とは、単純な出願件数ではなく、各特許の注目度(被引用数など)と残存期間を掛け合わせて算出する指標で、量だけでなく「効いている特許をどれだけ持っているか」を測るものです。

さらに興味深いのが、2024年の「他社牽制力ランキング」です。これは、審査官が他社の特許出願を拒絶する際の根拠(先行技術)として、実際に何回引用されたかを集計したものです。ここでも東京エレクトロンが937件でトップ、SCREENホールディングス428件、アプライドマテリアルズ347件、ディスコ277件、アルバック154件と、上位5社中4社を日本企業が占めました。他社の新しい発明が「もうそれ、先にウチが特許を取ってますよ」と跳ね返される回数が多いほど、その企業の技術が業界の土台になっていることを意味します。

特許データから読み取れる3つの知見

1. 「出願件数の多さ」より「引かれる特許の多さ」が実力を示す
半導体製造装置のように技術が積み重なっていく分野では、基礎的で応用範囲の広い発明ほど、後発の出願を退ける根拠として繰り返し使われます。東京エレクトロンが2つのランキングでともに1位なのは、単に出願数が多いだけでなく、他社が避けて通れない基盤技術を押さえている証拠といえます。

2. 前工程(成膜・エッチング・洗浄)に強みが集中
上位に挙がる特許の中身を見ると、成膜・エッチング・洗浄といった、ウエハーに直接手を加える「前工程」の技術が中心です。半導体の微細化が進むほど、ナノメートル単位の精密な加工・洗浄技術の価値が上がるため、この領域での特許の厚みがそのまま競争力につながっています。

3. 最初から世界を見て出願している
東京エレクトロンの公式発表によれば、同社のグローバル特許出願率(海外にも出願する割合)は6年連続で約75%を維持しています。日本国内だけでなく米国・中国・韓国・台湾など主要な半導体生産国・地域に同時に権利を確保する姿勢が、世界市場でのシェアと足並みを揃えていることがわかります。

特徴的な特許を1件:「洗浄装置」が業界最多の”壁”に

特許は本数だけでなく「どれだけ他社の出願を止めているか」で価値が変わります。その好例が、東京エレクトロンが持つ、ウエハーの表面・面取り部(角の斜めに削られた部分)・裏面をひとつの洗浄装置でまとめて洗浄できる技術に関する特許です。パテント・リザルトの2024年調査によれば、この特許は他社の特許審査で拒絶理由として最も多く引用された1件で、競合メーカーの新しい洗浄技術の出願が、このアイデアの前に何度も阻まれてきました。

一見地味な「洗浄」という工程ですが、半導体は目に見えないゴミ(パーティクル)が1つ付くだけで不良品になってしまいます。表・裏・角という異なる形状の面を1台の装置で効率よく洗い上げる発想は、微細化が進むほど価値が増す基盤技術であり、派手さはなくても業界を陰で支える”詰まりどころ”になっている好例です。

まとめ

半導体そのものの派手な報道の裏側で、それを「つくる装置」を支える日本企業は、特許の量・質の両面で世界トップ級の存在感を保っています。今後もAIや先端ロジック向けの需要拡大にともない、成膜・エッチング・洗浄といった前工程技術での特許競争はさらに激しくなりそうです。

パテント・リザルト「【半導体製造装置】特許資産規模ランキング2025 トップ3は東京エレクトロン、AMAT、SCREEN」
パテント・リザルト「【半導体製造装置】他社牽制力ランキング2024 トップ3は東京エレクトロン、SCREEN、AMAT」
東京エレクトロン「知財・無形資産」

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肥料の原料として世界の食料生産を支えるアンモニアは、その合成に地球規模で膨大なエネルギーを消費している。京都大学福井謙一記念研究センターなどの研究チームは、大気中に豊富にある窒素分子(N₂)を比較的穏やかな条件でアンモニアに変える分子触媒について、これまで未解明だった反応の仕組みを解明したと発表した。

世界のエネルギー消費の1〜2%を占める合成法

現在、工業的なアンモニア合成のほぼすべてはハーバー・ボッシュ法によっている。窒素と水素を約400〜500℃・数百気圧という高温高圧下で反応させる必要があり、原料の水素は主に天然ガスから作られるため大量の二酸化炭素排出を伴う。世界のアンモニア生産は世界のエネルギー消費のおよそ1〜2%を占めるとされ、より穏やかな条件で窒素を固定する技術が長年求められてきた。

水を“強力な水素の運び手”に変える仕掛け

研究チームが着目したのは、モリブデン(Mo)分子触媒に、ヨウ化サマリウム(SmI₂)と水を組み合わせる反応系である。通常、水のO-H結合を切って水素(プロトンと電子を組にして渡す、化学的には「プロトン共役電子移動(PCET)」と呼ばれる過程)を触媒に引き渡すには大きなエネルギーが必要だが、水がサマリウムイオンと結合して[SmI(H₂O)(thf)₅]Iという錯体を作ると、このO-H結合の解離自由エネルギーが劇的に低下することを理論計算によって突き止めた。

自由な水分子のO-H結合解離自由エネルギーは107.2kcal/molだが、サマリウム錯体の中では36.1kcal/molまで低下する ── およそ3分の1にまで下がる計算だ。

反応の“通り道”を初めて解明

さらに実験と理論計算を組み合わせ、モリブデン上で窒素がニトリド(Mo≡N)からイミド(Mo=NH)、アミド(Mo-NH₂)を経てアンモニア錯体へと段階的に変化していく反応経路を解明した。計算上、最もエネルギー障壁が高い段階はイミド形成の段階で、その活性化自由エネルギーは5.1kcal/molと算出された。イミドやアミドに対応する構造モデルとなる中間体(窒素上にメチル基を導入した類縁化合物)は実際に単離され、構造も決定されている。

研究チームと、今回の研究の位置づけ

研究は、京都大学福井謙一記念研究センターの吉澤一成研究員(九州大学名誉教授)、東京大学大学院工学系研究科の西林仁昭教授、大同大学の田中宏昌教授、京都工芸繊維大学の中村泰司助教らによるものです。西林教授らのグループは、モリブデン分子触媒を使って常温・常圧で窒素と水からアンモニアを合成できること(反応系にはヨウ化サマリウムも使われます)を以前に報告しており、今回は、その反応が「なぜ進むのか」という詳しい仕組みの解明に取り組みました。

実験と理論計算で、反応の途中経過を確かめた

反応の途中でできる「反応中間体」を、安定な化合物として実際に取り出して構造を確かめることで、提案した反応経路を実験で裏づけました。さらに、量子化学計算(量子力学に基づいて、コンピューターで分子の振る舞いを予測する手法)によって、実験では直接観察しにくい過程を調べ、ヨウ化サマリウムと水の複合体の構造や、プロトン共役電子移動がアンモニア生成で重要な役割を果たすことを確認しています。京都大学の発表によると、反応全体で最も進みにくい段階は、イミドができる段階です。

実用化に向けた課題

今回の成果は反応の仕組みの解明であり、そのまま工業的な製造法になるわけではありません。研究グループは、機構の理解を手がかりに、少ないエネルギーでアンモニアを作れる高性能な触媒の開発を目指すとしています。また、持続可能なアンモニア製造には、触媒の性能向上に加えて、再生可能エネルギーの利用や製造コストの低減に向けた反応条件の検討も必要だと述べています。

京都大学の発表によると、この成果は、NEDOのグリーンイノベーション基金事業(幹事企業は出光興産)の成果の一部です。同基金には、アンモニアを燃料として使うサプライチェーンの構築プロジェクトもあり、事業用の石炭火力発電所のボイラーで、アンモニアの混焼率50%以上の技術を確立して商用運転の可否を判断する実証(2021〜2028年度)などが含まれています。ただし、混焼の実証は、今回の触媒機構の研究そのものとは別のテーマです。アンモニアは肥料の原料であるとともに、水素の運搬・貯蔵の媒体や燃料としても注目されています。

用語メモ

• 窒素固定:空気中の窒素分子(N2)を、生物や産業で利用できる窒素化合物に変える反応
• ハーバー・ボッシュ法:窒素と水素からアンモニアを工業的に合成する方法。高温・高圧が必要
• 触媒:反応を速めたり、穏やかな条件で進めたりする物質
• プロトン共役電子移動:電子の移動と水素イオン(プロトン)の移動が協調して進む過程
• ヨウ化サマリウム(SmI2):電子を与える性質があり、還元剤として使われる化合物

この成果をどう読むか:実用化までの距離

今回の成果は、反応の「仕組み」を解明したものであり、ハーバー・ボッシュ法を直ちに置き換える工業プロセスが完成した、という発表ではありません。この反応系では、ヨウ化サマリウムが電子を渡す役を担い、反応が進むにつれて消費されます。実用化に向けては、触媒の効率や寿命、還元剤の扱いなど、解決すべき課題が残ると考えられます。

それでも、水の強い結合を弱めて水素を触媒に渡せる理由と、窒素がアンモニアに変わる途中の姿が分かったことは、より優れた触媒を設計するための地図になります。アンモニアは肥料としてだけでなく、水素を運ぶ手段や燃料としても注目されており、穏やかな条件でつくる技術の基礎が深まる意義は小さくありません。

まとめ

反応機構が明らかになったことで、触媒をさらに改良するための設計指針が得られる。研究チームが開発してきた類縁の分子触媒では、モリブデン原子1個あたり最大6万当量ものアンモニアを生成した実績もあり、今回の知見が次世代の窒素固定技術につながることが期待される。研究成果は2026年9月24日付でNature Communications誌に掲載された。

出典

京都大学「次世代型アンモニア合成法の触媒機構を解明」
Nakamura et al., “Unveiling full mechanistic picture of Mo-catalysed nitrogen fixation driven by SmI2–H2O system”, Nature Communications 17, 9927 (2026)

論文情報:Nakamura, T. et al., “Unveiling full mechanistic picture of Mo-catalysed nitrogen fixation driven by SmI2–H2O system”, Nature Communications (2026), DOI: 10.1038/s41467-026-77505-0

参考:京都大学 研究成果、NEDO「燃料アンモニアサプライチェーンの構築」

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私たちが日々恩恵を受けているAI技術の進化は、半導体チップの性能向上に支えられていますが、その心臓部にあたる極細の「配線」で長年主役を務めてきた銅(Cu)が微細化の限界に近づきつつあり、このままではチップの高速化や省電力化が頭打ちになりかねません。半導体チップの中には、トランジスタ同士をつなぐ髪の毛の1万分の1以下の細さの「配線」が張り巡らされています。2025年6月に京都で開かれた国際学会「VLSIシンポジウム」では、東京エレクトロンとベルギーの研究機関imecが共同で、銅に代わる次世代配線材料についての研究成果を発表しました。この学会発表から、半導体の配線技術がいま何を目指しているのかを紹介します。

銅配線が限界に近づく理由

銅は電気を通しやすく加工もしやすいことから、長年チップ内配線の定番として使われてきました。ところが配線の線幅が40nm(ナノメートル、1nmは10億分の1メートル)程度以下まで細くなると、銅の抵抗値がかえって上昇してしまうことが分かっています。配線が細くなるほど、電子が配線の表面や粒の境目にぶつかって進みにくくなるためです。抵抗が上がれば信号の伝わる速度が遅くなり、消費電力も増えてしまいます。半導体の微細化がこの先も続く以上、「銅をどう置き換えるか」は業界共通の課題になっています。

学会発表のテーマ ―― ルテニウムと「セミダマシン」配線

東京エレクトロンとimecがVLSIシンポジウム2025で発表したテーマは、「A10世代以降の配線に向けた、選択的成膜とルテニウムのスーパーフィル技術」です。ルテニウム(Ru)は、細い配線にしても銅ほど抵抗が上がりにくい金属として注目されている材料です。

ポイントは「セミダマシン」と呼ばれる作り方です。従来の銅配線は、あらかじめ掘った溝に金属を埋め込んでから表面を平らに削る「ダマシン」という製法が主流でした。これに対しセミダマシンでは、金属膜をまず配線層全体に成膜したうえで、不要な部分をエッチング(化学的・物理的に削り取る加工)によって取り除き、配線パターンを直接形作ります。溝を掘ってから埋め込むという工程を経ないため、より微細で複雑な立体配線に対応しやすくなります。今回の発表は、この製法でルテニウムを使う際に、配線の細い隙間までムラなく成膜する(スーパーフィル)技術的な見通しを示したものです。

この研究が重要な理由

AIチップのように演算回路がぎっしり詰まった半導体では、配線での電力損失や遅延がチップ全体の性能を左右します。装置メーカーである東京エレクトロンが、材料研究の国際拠点imecと組んで配線プロセスそのものを共同研究している事実は、次世代配線の実用化が「材料をどう供給するか」ではなく「どう成膜し、どう加工するか」という装置技術の勝負になっていることを物語っています。

ルテニウムが有望とされる理由

配線材料としての比較では、銅は細くなるほど不利になります。imecがIEDM 2020で行った講演(EE Times Japanの連載で紹介)によると、14nmのビア(配線層どうしをつなぐ縦の接続)を、厚さ2nmのバリア層つきの銅で作った場合の抵抗を1(基準)としたとき、10nmの銅ビアは2.16と2倍以上になるのに対し、ルテニウムは14nmで0.59(バリア層なし)と計算されています。これは特定の寸法・構造を仮定した計算上の比較で、実際の製品の抵抗値を直接比べたものではありません。ルテニウムは、抵抗が低いこと、銅のようなバリア層(銅の拡散を防ぐ薄い膜)が不要なこと、エッチングで加工できることが評価されています。

imecが示した16nmピッチのルテニウム配線

imecは2025年6月3日、国際会議IITC 2025での発表として、セミダマシン工程で作った16nmピッチのルテニウム配線を報告しました。平均抵抗は656Ω/µmで、16nmピッチの構造の40%が、薄膜の抵抗率から予測される目標抵抗を満たしたとされています(8nm幅のローカル配線に相当)。18〜22nmピッチでは、ウエハー全面での歩留まりが90%以上と報告されています。対象は、A7世代以降のロジック半導体の、最初のローカル配線層(M0)です。なお、この発表は、本記事で紹介した東京エレクトロンとimecのVLSIシンポジウムでの発表とは別の学会でのものです。

実用化に向けた課題

imecの発表でも、16nmピッチで目標抵抗を満たしたのは構造の40%にとどまり、歩留まり90%以上が得られたのは18〜22nmピッチの範囲です。今後の課題として、ルテニウムのパターニングの最適化や、熱による形態変化の抑制の検討が挙げられています。銅からルテニウムへの置き換えは、まだ研究段階です。

用語メモ

• ピッチ:隣り合う配線の中心どうしの距離
• ビア:上下の配線層をつなぐ縦方向の接続
• バリア層:銅が周囲の絶縁膜に拡散しないようにする薄い膜
• スーパーフィル:細い溝や隙間にも、金属をムラなく埋めていく成膜
• A10・A7:半導体の次世代ノードの呼び名(Åはオングストローム、1Å=0.1nm)。実際の寸法そのものを表すとは限りません

読み解くポイント:研究段階の成果と、量産までの距離

「ダマシン」という名前は、金属を溝に埋め込む象嵌細工(ダマスカス細工)にちなんだものとされています。これに対しセミダマシンは、先に金属膜を成膜して不要部分を削る方式で、ルテニウムのように削って形を作りやすい金属と相性がよいと考えられています。

ただし、今回の内容は学会で報告された研究段階の成果です。量産ラインで実際にどの世代から採用されるかは、成膜の均一性、エッチング後の形状の精度、コストなどを含めて今後の検証にかかっています。配線材料の転換は、成膜装置やエッチング装置を手がける装置メーカーにとっても、新たな需要が生まれる分野です。

AIチップにとって配線が重要な理由

AIの計算は、膨大な数のトランジスタが大量のデータをやり取りすることで成り立っています。トランジスタが速くなっても、それらをつなぐ配線の抵抗が大きいと、信号が遅れ、発熱や消費電力も増えます。配線は、チップ全体の性能を左右する「道路」のようなものと言えます。

そのため、銅に代わる材料の探索は、トランジスタの微細化と並んで、半導体の進化に欠かせない課題になっています。今回のようにルテニウムを細い溝や隙間にむらなく成膜できる見通しが立つことは、次世代の配線を現実的な選択肢にするための一歩です。

まとめ

半導体の配線材料が銅からルテニウムへと置き換わるかどうかは、まだ研究段階です。しかし国際学会での発表内容を追うと、次世代の半導体がどこで詰まり、装置メーカーがどこに解決の糸口を見出そうとしているかが見えてきます。地味に見える「配線」という部品こそ、AI時代の半導体性能を左右する最前線の一つです。

東京エレクトロン ニュースルーム「2025 IEEE Symposium on VLSI Technology and Circuits」
imec「Semi-damascene metallization: an inflection point in back-end-of-line processing」

参考:imec プレスリリース(2025年6月3日)、EE Times Japan「福田昭のデバイス通信(319)」

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• 空気からアンモニアを、より穏やかな条件で

日本銀行は2026年9月18日の金融政策決定会合で、無担保コールレート（オーバーナイト物）の誘導目標を、従来の1.0％程度から1.25％程度へ引き上げることを決定しました。今年6月の会合以来、3カ月ぶりの利上げです。政策金利の変更は、住宅ローンの変動金利や企業の資金調達環境、為替相場などを通じて家計や企業活動に影響を及ぼす可能性があります。

これにあわせて、日銀が金融機関から受け入れる当座預金のうち、所要準備額を超える部分（超過準備）に適用する「補完当座預金制度」の適用利率も1.25％に、金融機関への貸出金利の上限として機能する「基準貸付利率」（補完貸付制度の適用金利）は1.5％に、それぞれ引き上げられました。今回の変更は9月24日から適用されています。

決定は政策委員9人のうち7人の賛成、2人の反対で承認されました。反対した委員は、消費者物価上昇率が2％に届いていない状況や、経済・物価情勢が加速している証拠に乏しいことを理由に、政策金利の据え置きが望ましいと主張しました。実際、総務省が公表した2026年8月の全国消費者物価指数（生鮮食品を除く総合）は前年同月比1.7％の上昇にとどまっています。

これに対し日銀は、賃金上昇の販売価格への転嫁や人手不足を背景とした賃金と物価が相互に上昇するメカニズムなどを踏まえ、「基調的な物価上昇率は2％に近づいており、今後も徐々に高まっていく」との見方を示し、「金融緩和の度合いを調整することが適切である」と説明しています。あわせて、グローバルなAI関連需要の増加や政府の各種施策が国内経済を下支えするとの認識も示しました。

反対した2人の委員は何を問題にしたのか

日銀が公表した決定文によると、反対票を投じたのは浅田委員と佐藤委員の2人です。浅田委員は、足元の消費者物価(生鮮食品を除く)の上昇率が2％を下回り、経済の状況も必ずしも強くないとして、政策金利は据え置くことが望ましいと主張しました。佐藤委員は、経済・物価情勢が現時点でこれまでと比べて大きく加速しているわけではなく、このタイミングでの利上げは適切ではないとしています。2人の意見はいずれも「今回の会合で動くべきかどうか」という時期の判断に関わるものです。

日銀が示した景気・物価の判断

決定文は、景気について、中東情勢の影響から一部に弱めの動きもみられるものの緩やかに回復しており、労働需給は引き締まった状態が続いているとしています。グローバルなAI関連需要の堅調な増加を背景に、輸出と鉱工業生産は緩やかに増加に転じ、企業収益は高水準で推移しているとの認識です。個人消費は、家計マインドに弱さがみられるものの、雇用・所得環境の改善を背景に底堅く推移していると評価しました。一方で、住宅投資は減少傾向にあるとも指摘しています。

物価については、消費者物価(生鮮食品を除く)の前年比が、エネルギー負担緩和策の効果がある一方で輸入物価上昇の影響を受け、足元では1％台後半まで伸びが拡大していると説明しています。先行きは、2026年度後半以降に2％をはっきり上回る水準まで伸び率が高まり、その後は2％程度に向けて縮小していく見通しです。中長期の予想物価上昇率も上昇しているとしています。

見通しをめぐっては別の角度からの反対も

決定文によれば、経済・物価情勢の展望(見通し)の取りまとめには、高田委員と田村委員も反対しています。高田委員は、基調的な物価上昇率を含め、消費者物価はすでに概ね「物価安定の目標」に達する水準にあるとしました。田村委員も、基調的な物価上昇率は目標と概ね整合的な水準で推移しているとの見方です。「まだ2％に届いていない」とする意見と、「基調はすでに目標に近い」とする意見の両方が、委員会の中にあったことになります。

今後の焦点――中東情勢、AI関連需要、為替

日銀は、今後の調整のタイミングやペースについて、中東情勢、AI関連需要、為替の影響を含め、見通しが実現する確度やリスクを点検しながら検討するとしています。最近の円安は耐久財などの価格上昇につながっており、AI関連需要も半導体価格などを通じて物価を押し上げていると指摘されました。日銀はさらに、基調的な物価上昇率が2％を超えて上振れるリスクにも触れ、2％程度で安定させる観点が重要だとしています。

家計や企業への影響については、実際にどの金利がいつ、どれだけ動くかは、各金融機関の判断によって変わります。変動金利型の住宅ローンなどを利用している方は、ご自身の契約条件と、金融機関の発表を確認することが大切です。

物価の実勢がまだ目標の2％に届いていないなかでの利上げは、足元の指標だけでなく、賃金と物価の好循環が続くかという「基調」を重視した判断といえます。今後の利上げの時期やペースについて日銀は、経済・物価情勢の実現度合いやリスクを点検しながら検討するとしており、住宅ローン金利や為替相場への波及を含め、次の一手の行方が注目されます。

出典：日本銀行「金融市場調節方針の変更について」（2026年9月18日） https://www.boj.or.jp/mopo/mpmdeci/mpr_2026/k260918a.pdf

総務省統計局「2025年基準 消費者物価指数 全国 2026年（令和8年）8月分」 https://www.soumu.go.jp/menu_news/s-news/01toukei08_01000351.html

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「子どもの頃の食生活が、その後何十年もの健康を左右する」という考え方は、疫学の分野で「DOHaD（ドーハッド）仮説」などとして以前から知られてきました。しかし、幼少期の栄養状態がなぜ長期間にわたって体に影響を及ぼすのか、その分子レベルの仕組みは十分にはわかっていませんでした。2026年9月24日、理化学研究所（理研）の研究グループが、ショウジョウバエを用いた実験でこの謎の一端を明らかにした成果を科学誌Natureに発表しました。子どもの頃に摂った栄養がどのように体内に「記憶」され、大人になってからの体づくりに使われるのかを示す興味深い内容です。

実験:幼虫期だけ、食事を変える

研究グループ(理研 生命機能科学研究センター 栄養応答研究チームの小幡史明チームディレクター、小坂元陽奈氏ら)は、ショウジョウバエの幼虫期だけタンパク質を制限した餌を与え、成虫になってからは通常の餌に戻して一生飼育する実験系をつくりました。完全合成餌による栄養の操作、代謝の分析、安定同位体(質量は異なるが化学的性質はほぼ同じ原子)を使った栄養の追跡、遺伝学的な手法を組み合わせています。

結果1:寿命は最大で約2割延びた

幼虫期だけタンパク質を制限すると、成虫になって通常の餌を食べ続けても、寿命が最大で2割ほど延びました(オス・メスの両方で確認)。完全合成餌で幼虫期のアミノ酸の摂取だけを制限した場合も、最大で2割ほどの延長が見られました。一方で、成虫の体は1割ほど小さくなり、メスの産卵数は3割ほど減っており、寿命の延長は成長や生殖とのトレードオフを伴う点には留意が必要です。

結果2:幼虫期のアミノ酸は、大人になっても体の材料として残っていた

安定同位体で標識したアミノ酸(タンパク質の材料)を追跡すると、幼虫期に取り込まれたアミノ酸は成虫になっても多くのタンパク質の構成成分として残っており、成虫6日齢の時点でも、全タンパク質の約半分が、幼虫期に取り込まれたアミノ酸を材料にしてつくられていました(解析には、細胞分裂の影響が少ない頭部を使用)。特に、細胞内でタンパク質を合成する装置「リボソーム」の部品に、幼虫期のアミノ酸が多く使われていました。幼虫期に栄養制限を受けたハエでは、成虫初期のリボソームが減り、タンパク質を合成する力(翻訳活性)も下がっていました。この低下は最初の1週間ほどに限られ、14日齢では差がなくなっています。研究グループは、この適度な翻訳の抑制が、寿命延長の主要な経路だと考えています。

結果3:鍵は貯蔵タンパク質「Lsp2」

幼虫期に取り込まれたアミノ酸は、貯蔵タンパク質「Lsp2」として体内にとどまり、成虫初期にリボソームを新たに作る材料として再利用されていました。幼虫期にタンパク質を制限すると、このLsp2の量が減り、その減少は成虫初期まで続きます。遺伝子操作(ノックダウン)でLsp2だけを減らすと、栄養制限をしたときと同じようにタンパク質合成が低下して寿命が延び、しかも成長や生殖にはほとんど影響が見られませんでした。研究グループは、Lsp2が寿命の制御の中心的な役割を担うと結論づけています。

Lsp2は、チロシンやフェニルアラニンなどの芳香族アミノ酸を豊富に含みます。幼虫期にこれらのアミノ酸のどちらか一方だけを制限した場合でも、Lsp2の減少と寿命の延長が再現されました。研究グループは、貯蔵タンパク質が幼少期の栄養状態を「記憶」し、その情報を成虫期まで持ち越して寿命を制御するという、新しい仕組みを提唱しています。

DOHaD仮説とヒトへの示唆

この成果は、「胎児期や乳幼児期の栄養状態が、成人後の生活習慣病などのリスクに影響する」とするDOHaD仮説の分子メカニズムを考えるうえで、新たな手がかりを示す研究として注目されます。ヒトにそのまま当てはまるかどうかは今後の検証が必要ですが、栄養状態と老化の関係を分子レベルで理解する手がかりになると期待されます。

理研は、アミノ酸の貯蔵量の低下が「栄養の減少(腹八分目)」として体に認識される可能性や、ヒトの血液中に多いアルブミンやグロブリンなど、似た働きをする可能性のあるタンパク質にも言及しています。ただし、哺乳類で同様の仕組みがあるかどうかは今後の検証課題で、ショウジョウバエの結果をそのままヒトの食事に当てはめることはできません。

用語メモ

• DOHaD(ドーハッド)仮説:胎児期や乳幼児期の栄養状態が、成人後の健康や病気のリスクに影響するという考え方
• Lsp2:ショウジョウバエの幼虫期に大量につくられ、成虫になっても体内に残る貯蔵タンパク質
• リボソーム:細胞内でタンパク質を合成する装置
• 翻訳:遺伝情報をもとにタンパク質を合成する過程(タンパク質合成)
• ノックダウン:遺伝子操作によって、特定の遺伝子の働きを弱めること

出典・原著論文

出典：理化学研究所 プレスリリース「幼少期の栄養が寿命を左右する仕組み」（2026年9月24日） https://www.riken.jp/press/2026/20260924_1/index.html

原著論文：Kosakamoto, H. et al. “Lsp2 links early-life diet to adult translation and lifespan in Drosophila.” Nature (2026). DOI: 10.1038/s41586-026-11031-3

人間にもそのまま当てはまるのか

この研究はショウジョウバエでの結果であり、ヒトで同じ仕組みが働くかどうかは、今回の成果だけでは分かりません。寿命の延長は、体の小型化や産卵数の減少というトレードオフを伴っており、「子どもの食事を制限すれば長生きできる」という意味でもありません。

一方で、幼少期に取り込んだ栄養が体の部品として長く残り、大人になってからのタンパク質合成の状態を左右する、という見方は、DOHaD仮説が示してきた「早期の環境が長期の健康を左右する」という考え方に、分子レベルの手がかりを与えるものです。今後、哺乳類でも同様の仕組みがあるのかが調べられていくと考えられます。

要点を整理する

①幼虫期のタンパク質制限だけで、成虫期の寿命が最大で約2割延びた。②幼虫期に取り込まれたアミノ酸は成虫の体の材料として残り、リボソームの部品にも多く使われていた。③その結果、成虫初期のタンパク質合成(翻訳活性)が一時的に下がり、これが寿命の延長に関わっていた。

この流れの中で、論文タイトルにある「Lsp2」というタンパク質が、幼虫期の食事の情報と成虫期の翻訳活性、寿命をつなぐ役割を果たすことが示されました。栄養の「量」だけでなく、いつ摂ったかというタイミングが、一生の健康を左右しうるという点が、この研究の大きな示唆です。

なお、ここで述べた内容は理研の発表とNature掲載論文にもとづくものです。詳細な実験条件や統計は、原論文をご確認ください。

今回の成果は、食事と寿命の関係を考えるうえで、「何を食べるか」だけでなく「人生のどの時期に食べるか」という視点を加えるものです。ヒトへの応用を考えるには、さらに多くの研究の積み重ねが必要です。

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