旭化成のスマートラボラトリー|半導体材料「パイメル」の開発効率と実験数への影響

MONOist 日本
概要
旭化成は、AIと自動化技術を統合し、材料開発プロセスを自律的に行うプラットフォーム「スマートラボラトリー」を開設する。これにより、半導体向け感光性絶縁材料「パイメル」の開発実験数を従来の約4倍に拡大させる計画だ。材料設計から評価、学習までのサイクルを自動化することで、複雑化する次世代半導体材料の探索スピードを劇的に向上させる。
詳細

主要成果

旭化成は、AI(人工知能)と自動化技術を駆使して材料開発の全プロセスを自律的に実行する「スマートラボラトリー」を新設する。このプラットフォームの導入により、半導体向け感光性絶縁材料「パイメル」の開発において、一定期間に検討可能な組成数(開発実験数)を従来の約4倍にまで拡大できる見込みだ。これにより、微細加工性、形状安定性、高信頼性、高解像度化といった、相反する複数の性能を高次元で両立させる新材料の発見というブレークスルーを目指す。

技術・詳細

本施設は、単なる一部工程の自動化ではなく、「材料設計→実験→評価→学習」というサイクル全体を1つの自律的な実験システムとして運用することを特長とする。具体的には、以下のプロセスを自動で実行する。

  • 実験計画の策定およびスケジューリング
  • 多種原料の調合および試料作製
  • 顧客の半導体パッケージ製造工程を想定した加工および性能評価

得られたデータは再び学習・解析され、次の組成や実験条件の提案へとフィードバックされる。また、マテリアルズインフォマティクス(MI)の活用に向けたデータ基盤も整備しており、蓄積された膨大な実験データに公知データを加え、研究者の知見やシミュレーション、理論科学と掛け合わせることで、従来の常識では見過ごされていた新たな組成の探索を効率的に行う。

背景・業界の文脈

本施設は、静岡県富士市の支社内に開設され、2027年1月から稼働する予定である。背景には、生成AIの普及に伴う先端半導体の技術革新があり、顧客が求める性能水準の向上や、複数性能の両立という難易度の高い要求が増えていることが挙げられる。これにより、検討すべき原料の組み合わせや実験条件が激増し、開発プロセスが複雑化していた。また、層間絶縁膜市場は年平均約8%で成長しており、2030年ごろまでこの傾向が続くと予測されている。旭化成は「中期経営計画2027 〜Trailblaze Together〜」において、パイメルを含むエレクトロニクス事業を重点成長事業と位置づけており、需要拡大に応えるための生産能力増強とともに、開発手法の進化が不可欠となっていた。

今後の展望

旭化成は、パイメルの研究開発を通じて自律実験システムの技術的ノウハウを蓄積し、これを他の電子材料事業へ展開する方針だ。将来的には、マテリアル領域の他の製品への活用拡大も検討している。今後は、研究者とAIが対話しながら開発目標を実現するプロセスを洗練させ、新たな技術開発の可能性を追求していくとしている。

元記事: https://monoist.itmedia.co.jp/mn/articles/2611/06/news014.html

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