当社は国産CAE/CFDプラットフォームと3Dモデル検索ソフトウェアの開発に注力しており、バイオメディカルと病気の伝染、ハイエンド材料製造、クリーンルームエンジニアリング、データセンター、エネルギー貯蔵と熱管理、重工業などの分野において、設計の最適化、エネルギー消費と排出量の削減、コストの削減と効率の向上を実現するデジタルシミュレーションと設計ソリューションの提供に特化しています。
半導体製造、バイオメディカル、精密光学といったハイエンド製造分野では、微細な塵埃粒子1個が製造プロセス全体の不具合を引き起こす可能性があります。研究によると、集積回路チップの製造において、0.3μmを超える塵埃粒子が1立方フィートあたり1,000個増加するごとに、チップの欠陥率は8%増加することが示されています。無菌医薬品製造においては、浮遊細菌のレベルが過剰になると、製品バッチ全体の廃棄につながる可能性があります。現代のハイエンド製造の礎であるクリーンルームは、ミクロンレベルの精密な制御によって革新的な製品の品質と信頼性を守ります。数値流体力学（CFD）シミュレーション技術は、従来のクリーンルーム設計および最適化手法に革命をもたらし、クリーンルームエンジニアリングにおける技術革命の原動力となっています。半導体製造：ミクロンスケールの塵埃との戦い。半導体チップ製造は、クリーンルーム要件が最も厳しい分野の一つです。フォトリソグラフィー工程は0.1μmという小さな粒子に対して非常に敏感であるため、従来の検出装置ではこれらの超微粒子を検出することは事実上不可能です。高性能レーザーダスト粒子検出器と高度なクリーン技術を採用した12インチウェーハファブにより、0.3μm粒子の濃度変動を±12%以内に制御し、製品歩留まりを1.8%向上させることに成功しました。
バイオメディシン：細菌生産の守護者
無菌医薬品およびワクチンの製造において、クリーンルームは微生物汚染の防止に不可欠です。バイオメディカルクリーンルームでは、粒子濃度の制御だけでなく、交差汚染を防ぐために適切な温度、湿度、圧力差を維持することが求められます。あるワクチン製造業者は、インテリジェントクリーンルームシステムを導入した後、クラスAエリアにおける浮遊粒子数の標準偏差を8.2個/m³から2.7個/m³に削減し、FDA認証審査サイクルを40%短縮しました。
航空宇宙
航空宇宙部品の精密加工と組立にはクリーンルーム環境が必要です。例えば、航空機エンジンブレードの加工では、微細な不純物が表面欠陥を引き起こし、エンジンの性能と安全性に影響を与える可能性があります。航空宇宙機器における電子部品や光学機器の組立にも、宇宙空間の過酷な環境下での適切な動作を確保するために、クリーンな環境が必要です。
精密機械・光学機器製造
高級時計のムーブメントや高精度ベアリングの製造といった精密加工において、クリーンルームは精密部品への粉塵の影響を軽減し、製品の精度と寿命を向上させることができます。また、リソグラフィーレンズや天体望遠鏡レンズといった光学機器の製造・組立もクリーンな環境で行うことで、傷や穴あきなどの表面欠陥を防ぎ、光学性能を確保します。
CFDシミュレーション技術：クリーンルームエンジニアリングの「デジタルブレイン」
数値流体力学（CFD）シミュレーション技術は、クリーンルームの設計と最適化における中核ツールとなっています。数値解析手法を用いて流体の流れ、エネルギー伝達、その他の関連する物理的挙動を予測することで、クリーンルームの性能を大幅に向上させます。気流最適化のためのCFD技術は、クリーンルームの気流をシミュレートし、給気口と還気口の位置と設計を最適化することができます。ある研究によると、ファンフィルターユニット（FFU）の位置と還気パターンを適切に配置することで、末端のHEPAフィルターの数を減らしても、クリーンルームの性能評価を高め、大幅な省エネを実現できることが示されています。
今後の開発動向
量子コンピューティングやバイオチップなどの分野における飛躍的な進歩に伴い、清浄度要件はますます厳しくなっています。量子ビット製造には、ISOクラス0.1のクリーンルーム（粒子サイズ1立方メートルあたり≤1μm、≥0.1μm）が求められます。将来のクリーンルームは、より高い清浄度、よりインテリジェントな環境、そしてより持続可能な環境へと進化していきます。1. インテリジェントアップグレード：機械学習によって粒子濃度の傾向を予測するAIアルゴリズムを統合し、風量とフィルター交換サイクルをプロアクティブに調整します。2. デジタルツインアプリケーション：3次元清浄度デジタルマッピングシステムを構築し、VR遠隔検査をサポートし、実際の試運転コストを削減します。3. 持続可能な開発：低炭素冷媒、太陽光発電、雨水リサイクルシステムを活用することで、二酸化炭素排出量を削減し、「ゼロカーボンクリーンルーム」を実現します。
結論
ハイエンド製造業の「見えざる守護者」であるクリーンルーム技術は、CFDシミュレーションなどのデジタル技術を通じて絶えず進化を続け、技術革新のためのよりクリーンで信頼性の高い生産環境を提供しています。技術の継続的な進歩に伴い、クリーンルームはよりハイエンドな分野でかけがえのない役割を果たし続け、技術革新の1ミクロン単位の精度を守り続けるでしょう。半導体製造、バイオメディカル、光学機器・精密機器製造など、クリーンルームとCFDシミュレーション技術の相乗効果は、これらの分野を前進させ、より多くの科学技術の奇跡を生み出すでしょう。
投稿日時: 2025年9月18日