「物理学の常識を覆す大発見」から生まれた新型センサー 東北大学発リアルテックベンチャー・ボールウェーブ社を訪問しました! | 【ICC】INDUSTRY CO-CREATION

「物理学の常識を覆す大発見」から生まれた新型センサー 東北大学発リアルテックベンチャー・ボールウェーブ社を訪問しました!

Pocket

平日 毎朝7時に公式LINE@で新着記事を配信しています。友達申請はこちらから!
ICCの動画コンテンツも充実! Youtubeチャネルの登録はこちらから!

4月16〜17日、ICCパートナーズは、下見旅行以外で初となる東北への視察旅行へと出かけました。当記事では、2日目に訪れた東北大学発ベンチャー企業「ボールウェーブ」の訪問レポートをお届けします。最先端テクノロジーが生まれ、磨かれる現場を見学させていただきました。ぜひご覧ください!

ICCサミットは「ともに学び、ともに産業を創る。」ための場です。毎回200名以上が登壇し、総勢900名以上が参加する。そして参加者同士が朝から晩まで真剣に議論し、学び合うエクストリーム・カンファレンスです。次回 ICCサミット KYOTO 2019は2019年9月3〜5日 京都開催を予定しております。参加登録は公式ページをご覧ください。


ICC特別企画 山形・宮城ツアーの2日目。宮城県山元町の「ICHIGO WORLD」から車で北上すること1時間。ICCパートナーズ一行が次にたどり着いたのは、東北大学西澤潤一記念研究センターです。

国立大学法人東北大学 西澤潤一記念研究センター

巨大な液体窒素のタンクに一同驚く

ここに、ICCサミット FUKUOKA 2019「リアルテック・カタパルト」で3位入賞に輝いた赤尾慎吾さんが代表を務めるボールウェーブ株式会社のオフィスがあります。

▶編集注:リアルテック・カタパルトのプレゼンテーションは以下よりご覧いただけます。
ボールウェーブは、小型・高速・高感度な「ボールSAWセンサー」で世界のケミカルセンシングを革新する!(ICC FUKUOKA 2019)【文字起こし版】

ICCパートナーズ社員+運営チームスタッフの9名でお邪魔しました

この西澤潤一記念研究センターは、半導体の世界的権威である故・西澤潤一教授が静電誘導トランジスタ(SIT)の発明などで得た私財を投じて建設し、やがて東北大学に寄贈された研究所だそうです。西澤潤一教授は東北大学総長や首都大学東京学長などを歴任され、その業績や多数の特許から「ミスター半導体」とも呼ばれました。

“ミスター半導体”が遺した「西澤三箇条」とは?

赤尾さんにご案内いただいた会議室の一画に、その西澤教授が遺されたという額縁が飾られていました。

元東北大学総長・西澤潤一教授による「西澤三箇条」

この額縁について、赤尾さんが次のように解説してくださいました。

ボールウェーブ株式会社 代表取締役社長の赤尾慎吾さん

赤尾さん「これは僕たちが『西澤三箇条』と呼んでいる格言です。

この格言の主語は『研究』です。

研究は、未だやられていない事でなければならない、
研究は、他処より早く発表しなくてはならない、
研究は、他人がやり直しをせねばならない様ではならない。

ただボールウェーブを起業して、この『研究は』の部分はそっくりそのまま『事業は』に置き換えられると気がつきました。

事業は、未だやられていない事でなければならない、
事業は、他処より早く発表しなくてはならない、
事業は、他人がやり直しをせねばならない様ではならない。

どれもそのとおりです。特に最後の一文は重要で、ビジネスはアイデアだけ出してそれで終わりではだめで、最後までやりきる必要がありますよね。

私たちにとってこの三箇条はすごく普遍的なメッセージで、社内でもこの言葉をよく使わせてもらっています。」

きっかけは、大学の研究室で生まれた「偶然の発見」

ボールウェーブが設立されたのは2015年11月。そのきっかけとなったは今から20年前、1999年に東北大学大学院工学研究科の山中一司教授(現ボールウェーブ取締役研究・開発部長)が発見した、ある現象でした。

赤尾さん「当時、山中教授はボールベアリング(ハードディスクなどに用いられる精密部品)の凹みをレーザーで検出しようとして、たまたま、そのボール上を超音波が拡散せずにグルグルと何周も伝搬する不思議な現象に出会いました。

科学的には『球の弾性表面波の自然なコリメートビーム』と表現されるこの現象を、山中先生は“むちゃくちゃ面白い!”と思いました。というのもその現象が、波が物質上を伝播する際の“物理学の常識”を覆す大発見だったからです。

現在私たちのコア技術になっている「ボールSAW」のスタートは、この偶然の発見でした。」

「そもそもそれを発見して、“むちゃくちゃ面白い!”と感じられるのが凄いですよね」とICCパートナーズの小林。

赤尾さん「多くのスタートアップの方々がおっしゃるように、世界の課題を解決したい、そういう思いもあります。

ですが多くのリアルテックベンチャーのドライビング・フォースの1つは、まずはサイエンスとして面白い発見があり、それを何らかの形で社会実装したい、そういう思いなのかなと思います。

もちろん、ご想像のとおり発見と社会のニーズをあわせるのは非常に大変です。そのため僕らも20年間色々とあがき苦労しました。」

ここで、ICCサミット FUKUOKA 2019「リアルテック・カタパルト」でのプレゼンテーション資料から、ボールウェーブが開発する「ボールSAWセンサー」の概要を紹介したいと思います。

ボールSAWセンサーは、1〜3ミリの球体表面をSAW(surface acoustic wave:弾性表面波)と呼ばれる波が多重周回する性質を利用してガス分子を検出するケミカルセンサーです。

小型・高速・高感度の3つの特長をもつ優れたケミカルセンサーで、半導体製造において問題となる微量水分を測定するための超微量水分計「FalconTrace」として商品化もされています。

このように革新的な発見を元に商品開発を進めるボールウェーブですが、大学発ベンチャーとして、これまでどのように歩んで来られたのでしょうか?「20年間あがき続けた」と語る赤尾さんに、その辺りを伺いました。

ボールSAWを応用した水素センサー、ガスクロマトグラフを開発

赤尾さん「山中教授によるボールSAWの発見のあと、最初は、発見された現象がそもそも本当に正しいものなのか、数学を駆使した論文がたくさん書かれた時代が続きました。

そして発見から4年後、ようやく凸版印刷とボール・セミコンダクター社、測定機器の山武(現アズビル)と様々な開発を進めることになりました。ボール・セミコンダクター社は実は凄い会社で、半導体大手のテキサス・インスツルメンツ社で上級副社長を務めた石川明さんが米国で立ち上げた、球状半導体を開発するベンチャー企業でした。

残念ながらその後、ボール・セミコンダクター社は事業を畳んでしまうのですが、そんなこともあり、私たちの研究室には世界で唯一の球体露光機があり、しかもそれをコーディング過程から全てできるゴリゴリのゴリテックに成長しました。

おおむね方向性の定まってきた私たちは、2004年にJST(科学技術振興機構)の振興調整費で水素センサーの開発を、2年後の2006年にはJST CRESTの研究費でガスクロマトグラフ(気体分析装置)の開発を行いました。」

ボールウェーブが設立されるだいぶ前に、すでにボールSAWを活用した水素センサーやガスクロマトグラフがすでに開発されていたとは驚きでした。その後、どのような経緯で会社設立に至ったのでしょうか?

実は、赤尾さんは当時勤めていた凸版印刷を退職してボールウェーブを設立されました。その詳細は“オフレコ”とのことでしたので、差し障りのない範囲でご紹介したいと思います。

2015年、東北大学発ベンチャー「ボールウェーブ」誕生!

赤尾さん「ボールウェーブ設立の直接的なきっかけとなったのは、文部科学省の『大学発新産業創出拠点プロジェクト(START)』でした。これは、大学の研究室と事業プロモーターが二人三脚となって大学発のビジネス創出を目指すプログラムで、私たち東北大学山中研究室は日本戦略投資株式会社を事業プロモーターとして事業化を進めました。

STARTでは、利益相反の都合からプロジェクト終了後に研究室側が技術移転を受ける形となります。ただ当時、センサーに関わる特許が凸版印刷にも帰属していたりと数十の特許が散らばっている状況でした。

そこで東北大学のTLO(技術移転機関)のサポートも受けながら、特許技術の実施権をボールウェーブの承認を必要とする形にもっていくなど、色々と工夫をしました。

それがボールウェーブ設立の前夜です。そして、じゃあ誰が社長になるのかとなったときに、山中先生が『赤尾が社長候補です』と事業プロモーターに推薦してくださいました。正直事業経験もなければ事業アイデアもない身でしたが、ボールSAWセンサーを社会実装できるならばと僕が社長になり、ボールウェーブ株式会社が設立されました。それが2015年のことです。」

そして2017年、最初の商品となる超微量水分計「FalconTrace」の販売を開始し、翌年2018年には小型化した「FaclconTrace mini」も発表しました。

後ほどその実機を見せていただいたのですが、ずらりと並ぶ「FaclconTrace mini」を前に、赤尾さんは「これで勝負をかけています」と力強い口調でおっしゃいました。

というのも去る2018年11月、ボールウェーブは量産体制整備と次なるセンサー開発に向けて、東北大学ベンチャーパートナーズ株式会社、リアルテックファンド、大和企業投資株式会社、三菱UFJキャピタル株式会社、SMBCベンチャーキャピタル株式会社から合計6億円の資金調達を実施しました。その中にはICCサミットでもお馴染みのリアルテックファンドのお名前もあります。

赤尾さん「おかげさまで様々な株主の方に入っていただいていますが、昨年の増資の際から出資いただいているリアルテックファンドさんとの出会いは、同ファンド共同代表の丸幸弘さん(リバネス代表取締役グループCEO)が東北大学にたまたま講義に来られたのがきっかけでした。

その時、僕らの技術を見てくれた丸さんが「これめちゃくちゃ面白いね!ちょっと来なよ」と言ってくださり、そこからリアルテックファンドとのご縁が生まれ、さらにICCサミットの登壇機会にもつながったのです。」

▶編集注:リアルテックファンドは、ユーグレナ取締役副社長の永田暁彦さんが務めるリアルテックベンチャー特化型のファンド。ICCサミットの「リアルテック・カタパルト」を共同企画いただいています。

研究の中で生まれた偶然の発見とそれに対する「面白い!」という興奮から始まったボールSAWの研究とボールウェーブの設立ですが、リアルテックファンドや私たちICCとのつながりもまた、リバネス丸さんの「面白い!」がきっかけだったとは。

30分に渡って研究のこと、そして事業のことを話してくださった赤尾さんを見ながら、赤尾さんをはじめボールウェーブに関わる皆さんの研究を楽しむ姿勢こそが、そうした“セレンディピティ”を生んだのかなと感じました。ちなみにオフレコとして伺った赤尾さんが凸版印刷を退職する際のお話は、研究者としての赤尾さんの心を強く感じさせるものでした。

センター内の博物館で、“故きを温ね新しきを知る”

赤尾さんのレクチャーを受けた私たちは、次にセンター内にある「近代技術史博物館」をご案内いただきました。この施設は、東北大学マイクロシステム融合研究開発センターの江刺正喜教授が、現在使用されている電子技術の“ルーツ”を学べるようにと様々な実験器具や製品を大学に寄贈して開設されたミニ博物館です。

世界初テンキー式卓上電子計算機「キヤノーラ130」(キヤノン製、1964年販売)

ポスターによる解説つきでした

上記の写真をご覧いただいて分かるように、この博物館のほとんどの展示物は特にケースに入れられているわけでもなく、実際に触れることができる状態です。

赤尾さん「この博物館では、江刺先生の“過去の叡智を手で触れて学べるように”という思いから基本的に展示物に直接触れるようになっています。

ちなみにこれは毛髪湿度計といって、湿気によって髪の毛の長さが変化することを利用した昔の湿度計です。実際に人毛が使われてます。僕らが微量水分計を開発した際、あるシャンプーメーカーの研究員の方が『髪の中の湿度を測りたい』と訪ねてきました。

「毛髪湿度計」について解説する赤尾さん

それを聞いて、アイデアとしては髪の毛を焼いて蒸発した水分量を測る方法も考えられましたが、大変そうだなと思いました。

そこでこの博物館にお連れしてこの毛髪湿度計をお見せしたところ「なるほど、髪を引っ張ればいいのか!」と言って帰って行ったことがありました。実際にその後、彼らは引張試験でシャンプー後の湿度変化を測定して、見事実験を進めることができたそうです。」

最新の研究が繰り広げられる研究センターの中に、こうした“温故知新”を実際に触れながら体験できる場所があるとは何とも素晴らしいことでしょうか!

なお、この博物館は入り口の看板に記載のとおり誰でも自由に出入りすることが可能です。しかし赤尾さんによると「このセンターの入り口自体が入りづらい雰囲気になっているので、人はほとんど来ませんね(笑)」とのことでした。

もし近代技術史博物館の見学にご興味のある方は、こちらをご覧ください!

蓄積したノウハウを企業に開放「試作コインランドリ」

ここで赤尾さんに、研究センターが学外へ開放しているもう1つの取り組みをご紹介いただきました。

それは「試作コインランドリ」と呼ばれる共用施設。MEMS(微小電気機械システム)を中心とした各種の半導体試作開発に用いる80近い実験装置を、企業の方に時間制で安価に開放する取り組みです。

赤尾さん「皆さんも製品開発をする場合は試作をするかと思いますが、半導体開発の現場ではちょっとした実験でも数千万円の機械が何台も必要になりますし、高度なノウハウが必要です。

そこで、半導体研究の振興のために東北大学ではこのように施設を開放していて、場合によっては東北大学の教官が使用方法などを直接指導することも可能になっています。

東北大学「試作コインランドリ」ウェブページ

この試作コインランドリを使って企業が開発した商品は、東北大学が関与することなく自由に販売してもよいとしています。ここはオープン・イノベーションの場であり、大学はコインランドリの使用料をもらうだけです。

さらにこのセンターでは、メムス・コアという会社をつくりました。これはMEMSの開発を受託する会社なのですが、お客様の“アイデア”さえあれば、試作から設計・開発までのすべてを受託しています。

MEMSは1つ1つの実験が非常にハイレベルなため、技術力を必要とします。アイデアがあっても技術力がないがために、そこから生まれるはずだった新しい発見が生まれないのは悲しいですよね。先ほどの“西澤三箇条”でもお話ししましたが、MEMSでもやりきる力が何よりも大事です。そういう訳で、「やりきる」ことのお手伝いをしているのがこの会社です。

ここは東北大学の機関ではありますが半分独立した機関でもあり、MEMSの振興のためにこのようなことを行っています。」

ついに潜入!「ボールSAWセンサー」の開発現場

そして最後にご案内いただいたのは、東北大学発ベンチャー・ボールウェーブの研究室です。

赤尾さん「僕は昔から研究室をディズニーランドにしたいと思っていて、いつ誰が来てもいいように開発している商品やデモ用の機材などを常に置くようにしています。

「手狭になってきたので近々拡張予定です」と赤尾さん

ちょっと近づいてみて欲しいのですが、ここにあるのがボールSAWデバイスに用いるボールです。これを年間1,000個生産しています。

ボールSAWデバイスに用いるボール

そしてこちらの手のひらサイズのガラス球は、山中先生の発見の後に最初に開発した「世界初のボールSAW素子」を再現したものです。このオシロスコープの画面でピョンピョンと見えるピークが、球の表面を周回している波の振動です。」

オシロスコープを用いた「ボールSAW」の実演

模型を使って波の伝播を説明する赤尾さん

次々と飛び出す専門用語に、ICCパートナーズ一同からの質問が続きます。「なぜ波が真っ直ぐ進むんですか?」「波を周回させることが大事だとして、どうしたらより多重周回にできるのですか?」といった質問に、模型を使いながら丁寧に説明してくださいました。

そしていよいよ、このボールを実際に作製している部屋(上記写真の背景に映る区画)を見せていただきました。

赤尾さん「この部屋はイエロールームといって、イエローカーテンで紫外線をカットしています。天井の照明も紫外線をカットするフィルターがついたものを使用しています。

ボールの表面に微細なパターンをつくる際に、レジストと呼ばれる材料を塗布して紫外線を照射する『露光』というプロセスがあります。紫外線があるとその工程に影響を与えてしまうので、ボールを作製する作業はこのイエロールームで行う必要があるのです。」

そしてこの後、実際の露光デモを見せていただきました。球を回しながら紫外線を照射し、テストパターンを露光している様子がモニターで映し出されます。

次の写真で、中央の棒の先に設置されている球体が露光を終えたボールです。当然ながら目視では見えない細かさで、顕微鏡を覗いてようやく、細かなパターンが刻まれていることが分かりました。

「露光」を終えた3ミリのボール

ボール表面には文字を刻むことができるらしく、ボールウェーブのボールSAWデバイスには全て固有のIDが印字されているとのことです。

赤尾さん「このように、年間1,000個のボール生産能を有していて、かつMEMS回路の作製ができ、そしてDSP(デジタルシグナルプロセッサ)技術までのすべてをカバーしているのがボールウェーブのコアコンピタンスになっています。

最後にこちらの機械を見ていただきたいのですが、僕らはボール全体に加工を施さなければならないので、普通のやり方ではどうしても“影”ができてしまします。それを解決するために開発したのが……」

すみません!一同が「なるほど!」と声を上げた自作デバイスのご紹介でしたが、ここは残念ながら企業秘密。

この他にも、一番最初に作製した微量水分計のプロトタイプや、その性能を24時間にわたって評価可能な「微量水分発生装置」、そしてボールSAWセンサーを用いた小型ガスクロマトグラフィー装置など、ボールウェーブの開発現場をくまなく見学させていただきました。

センサーの性能評価に用いる(全て自作の!)微量水分発生装置

ガスクロマトグラフィ装置について力説する赤尾さん

◆ ◆ ◆

以上、1時間半以上にわたって行われた東北大学発リアルテックベンチャー「ボールウェーブ」の見学ツアーは興奮のうちに終了しました。

研究室をディズニーランドに例えられた赤尾さんは、ご自身の研究内容について終始楽しそうに話してくださいました。私たちの些末な質問にも「それすごくいい質問ですね!実は……」とニコニコと回答いただき、経営者でありながら、やはり生粋の研究者なのだなと心から感じました。

途中でご案内いただいた「近代技術史博物館」や「試作コインランドリ」の取り組みなども、オープンイノベーションや“開かれた大学”の視点からも素晴らしいものでした。一方で、赤尾さんもおっしゃっていましたがこれらの取り組みが広く知られているか?というと決してそうではないのが非常に残念でもあります。

そうした取り組みを社会に広く知っていただき、皆さまが「ともに学び、ともに産業をつくる」一助となるよう、ICCパートナーズも引き続き頑張ってまいります!

赤尾さん、ボールウェーブの皆さま、貴重な機会をありがとうございました!

(終)


<今回ご案内いただいた赤尾さんのプロフィール>

赤尾 慎吾
ボールウェーブ株式会社
代表取締役社長

1999年筑波大学大学院理工学研究科修了。同年10月凸版印刷株式会社入社総合研究所配属。2003年より凸版印刷総合研究所でボールSAW関連の研究開発に従事。2009年東北大学大学院工学研究科材料システム工学専攻博士課程後期終了。同年より東北大学未来科学共同研究センター客員准教授。2014年に凸版印刷を退職、文部科学省STARTプロジェクト「ボールSAW微量水分計の開発」に東北大学未来科学共同研究センター特任准教授として参画。2015年11月ボールウェーブ株式会社設立、代表取締役就任。


平日 毎朝7時に公式LINE@で新着記事を配信しています。友達申請はこちらから!
ICCの動画コンテンツも充実! ICCのYoutubeチャネルの登録はこちらから!

編集チーム:小林 雅/尾形 佳靖/戸田 秀成/ICCパートナーズ

更新情報はFacebookページのフォローをお願い致します。

Pocket

ICCパートナーズ

ICCパートナーズ

ICCパートナーズ(ICC Partners Inc.)は産業を共に創る経営者・経営幹部のためのコミュニティ型カンファレンス「Industry Co-Creation サミット/ICCサミット」の企画・運営および新規事業創出・アライアンスなどのアドバイザー業務を行っています。