クリーンルームの誕生
あらゆる技術の出現と発展は、生産ニーズに起因しています。クリーンルーム技術も例外ではありません。第二次世界大戦中、米国で航空機航法用に製造された空気軸受式ジャイロスコープは、品質が不安定だったため、10個あたり平均120回も修理を余儀なくされました。1950年代初頭の朝鮮戦争では、米国で16万台の電子通信機器に搭載された100万個以上の電子部品が交換されました。レーダーの故障率は84%、潜水艦ソナーの故障率は48%でした。これは、電子機器や部品の信頼性が低く、品質が不安定だったためです。軍と製造業者は原因を調査し、最終的に様々な側面から、不衛生な生産環境が原因であると結論付けました。費用を惜しまず、生産現場を閉鎖するなど様々な厳格な対策が講じられましたが、効果は限定的でした。こうしてクリーンルームが誕生したのです。
クリーンルーム開発
第一段階：1950年代初頭まで、人体に有害な放射性粉塵の捕集という課題を解決するために、1951年に米国原子力委員会によって開発に成功したHEPA（高効率粒子状空気フィルター）が、生産工場の送気システムに適用された。空気ろ過は、まさに現代的な意義を持つクリーンルームの誕生をもたらした。
第2段階：1961年、米国サンディア国立研究所の上級研究員であったウィリス・ホワイトフィールドは、当時層流と呼ばれ、現在では一方向流と呼ばれるクリーンエアフローの組織計画を提唱し、実際のプロジェクトに適用しました。それ以来、クリーンルームはかつてないほどの清浄度を達成しました。
第3段階：同年、米国空軍は世界初のクリーンルーム規格であるTO-00-25-203「クリーンルームおよびクリーンベンチの設計と運用特性に関する規格」を策定・発行した。これに基づき、クリーンルームを3つのレベルに分類した米国連邦規格FED-STD-209が1963年12月に発表された。こうして、完璧なクリーンルーム技術の原型が形成されたのである。
上記の3つの重要な進歩は、現代のクリーンルーム開発の歴史における3つの画期的な出来事としてしばしば称賛される。
1960年代半ば、米国では様々な産業分野でクリーンルームが次々と登場しました。軍事産業だけでなく、エレクトロニクス、光学、マイクロベアリング、マイクロモーター、感光フィルム、超高純度化学試薬などの産業分野でも普及が進み、当時の科学技術産業の発展に大きく貢献しました。そこで、以下では国内外のクリーンルームについて詳しくご紹介します。
開発比較
海外：1950年代初頭、人体に有害な放射性粉塵の捕集問題を解決するため、米国原子力委員会は1950年に高効率粒子状空気フィルター（HEPA）を導入し、これがクリーン技術開発史における最初のマイルストーンとなった。1960年代には、米国の電子精密機械工場などでクリーンルームが急増した。同時に、産業用クリーンルーム技術を生物学的クリーンルームに移植するプロセスが始まった。1961年には、層流（一方向流）クリーンルームが誕生した。世界最古のクリーンルーム規格である米国空軍技術教義203が策定された。1970年代初頭には、クリーンルーム建設の焦点が医療、製薬、食品、生化学産業へと移り始めた。米国に加え、日本、ドイツ、英国、フランス、スイス、旧ソ連、オランダなどの先進工業国もクリーンテクノロジーを重視し、積極的に開発を進めている。1980年代以降、米国と日本はろ過目標0.1μm、捕集効率99.99%の新型ウルトラHEPAフィルターの開発に成功した。そしてついに、0.1μmレベル10および0.1μmレベル1のウルトラHEPAクリーンルームが建設され、クリーンテクノロジーの発展は新たな時代を迎えた。
中国：1960年代初頭から1970年代後半にかけての10年間は、中国のクリーンルーム技術の黎明期であり、基礎段階でした。海外よりおよそ10年遅れ、経済が弱く、強国外交も存在しないという、非常に特殊で困難な時代でした。このような困難な状況下で、精密機械、航空計器、電子産業のニーズを中心に、中国のクリーンルーム技術者たちは自らの起業の道を歩み始めました。1970年代後半から1980年代後半にかけて、中国のクリーンルーム技術は明るい発展段階を迎えました。中国のクリーンルーム技術の発展過程において、多くの画期的で重要な成果がほぼすべてこの段階で生まれました。指標は1980年代に外国の技術レベルに達しました。1990年代初頭から現在に至るまで、中国経済は安定的かつ急速な成長を維持し、国際投資が継続的に流入し、多くの多国籍企業が中国に多数のマイクロエレクトロニクス工場を次々と建設しました。そのため、国内の技術者や研究者は、海外のハイレベルなクリーンルームの設計コンセプトに直接触れる機会が増え、世界の先進的な設備や装置、管理・保守などを理解する機会も増える。
科学技術の発展に伴い、中国のクリーンルーム企業も急速に発展しています。人々の生活水準は向上し続け、生活環境や生活の質に対する要求はますます高まっています。クリーンルーム技術は、家庭用空気清浄にも徐々に適用されてきました。現在、中国のクリーンルームプロジェクトは、電子機器、電気製品、医薬品、食品、科学研究などの産業だけでなく、家庭、公共娯楽施設、教育機関などでも利用される可能性が高くなっています。科学技術の継続的な発展に伴い、クリーンルーム技術企業は徐々に数千世帯にまで普及し、国内のクリーンルーム設備産業の規模も日々拡大しており、人々はクリーンルーム技術の恩恵を徐々に享受し始めています。
投稿日時：2023年9月20日