材料設計から顧客の製造工程を想定した評価まで一貫して行うスマートラボラトリーを開設　感光性絶縁材料「パイメル™」の開発実験数を約4倍へ拡大

旭化成株式会社（本社：東京都千代田区、社長：工藤 幸四郎、以下「当社」）は、このたび、静岡県富士市の当社支社内に、AIや自動化技術を活用し、材料開発の一連の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」（以下「本施設」）を開設することをお知らせします。2027年1月から稼働予定であり、半導体向け感光性絶縁材料「パイメル™」の製品開発に活用します。

本施設では、材料設計から実験、顧客の半導体パッケージ製造工程を想定した加工・性能評価、その結果を次の材料設計に反映するまでの一連のサイクルを、一つの実験システムとして自律的に繰り返します。「パイメル™」の多種原料の調合や、加工・性能評価の工程を自動化することで、開発実験数（一定期間にできる組成数）を従来の約4倍に拡大することができます。

１． 開設の背景

旭化成は、「中期経営計画2027 ～Trailblaze Together～」において、「パイメル™」などの電子材料を含むエレクトロニクス事業をグループ全体の利益成長を牽引する「重点成長」事業の一つと位置付けています。

「パイメル™」は、長年培ってきた技術開発力と品質保証体制に加え、顧客ニーズを的確に捉え、迅速に製品化へとつなげる力を強みとしています。層間絶縁膜市場は、足元で年平均約8％成長しており、2030年ごろまでこの勢いが続くと見込まれています。当社は、こうした需要拡大に応えるため、さらなる生産能力拡大を進めています。

一方、生成AIを背景とした先端半導体の技術革新に伴い、顧客から求められる性能水準や複数性能を両立する難易度が上がってきています。その結果、検討すべき原料の組み合わせや実験条件・評価項目が増え、材料開発プロセスが複雑化しています。そうした中、顧客の次世代ニーズを先回りし、従来の延長線上ではない新たな材料を生み出し続けるには、研究者の経験や発想による開発手法からさらに一歩踏み出し、膨大な可能性を広く、かつ効率的に探索する新しい開発のあり方へと抜本的に進化させる必要性があると考えました。

２． 旭化成のスマートラボラトリーの特長

（１）材料開発プロセス全体をつなぐ自律実験システム

現在世界で進む自律実験は、対象とする材料が限定されているものや、開発プロセスの一部工程のみを対象としたもの、学術的な実証にとどまるものが多く、開発プロセス全体に適用されている例は限られています。

これに対し、当社のスマートラボラトリーは、一部の工程にとどまらず、「材料設計から実験・評価、学習」のサイクルを通じて、施設全体を一つの実験システムとして自律的に運用することが特長です。実験計画・スケジューリングから、原料の調合、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・評価までを自動で行います。そして、得られた実験結果・評価データは、再び学習・解析され、次の組成や実験条件の提案へと繋がります。この実験と学習のサイクルを自律的に繰り返すことで、開発実験数（一定期間に検討できる組成数）を拡大することができます。

（２）長年蓄積した膨大なデータが高度な予測精度を実現

MI（マテリアルズ・インフォマティクス）による材料探索では、実験データの量や蓄積が予測精度を高める上で重要となります。当社は、「パイメル™」の開発を通じて蓄積した膨大な実験データをMIで活用できるデータ基盤を整備してきました。こうしたデータ基盤に新たな実験から得られるデータを加えて公知データとともに学習し、研究者の知見、シミュレーション、理論科学と掛け合わせることで、従来常識では見過ごされてきた新たな組成を探索します。そして、さらにその周辺の組成や条件を重点的に検証し、繰り返し学習することで予測精度が高まります。

３．「パイメル(TM)」の技術開発力をさらに強化

スマートラボラトリーの活用により、「パイメル™」の材料開発は、スピードの向上はもちろん、開発実験数（一定期間に検討できる組成数）を従来の約4倍へと拡大し、材料候補をより幅広く検証できるようになります。これにより、微細加工性と形状安定性、高信頼性と高解像度化など複数の性能を高いレベルで満たす新たな有望材料の発見などブレークスルーにつなげます。当社はこれからも、最先端半導体顧客のニーズを先取りした製品開発を加速することで、最先端半導体のさらなる進化に貢献します。

４．旭化成グループにおける今後の展望

「パイメル™」のスマートラボラトリー運用を通じて、自律実験システムに関する技術やノウハウを蓄積し、当社が手掛ける他の電子材料事業へ展開、さらに将来的には、マテリアル領域の他の製品への活用拡大を検討していきます。更に今後は、研究者とAIとの対話により開発目標を実現するプロセスを磨くことで、新たな技術開発の可能性を追求します。

当社は創業以来、さまざまな事業で培った技術や知見を組み合わせ、新たな価値の創出につなげてきました。AIは、こうした多様な技術・データ・知見を結び付け、新たな可能性を探索する力をさらに高めるものと考えています。「パイメル™」から始まる技術開発の革新を、他の事業へと広げ、研究者の力とAIを活かして技術・データ・知見の新たな可能性を探索するアプローチを、ヘルスケア領域や住宅領域を含むグループのさまざまな研究開発へと発展し、当社ならではの新たな価値創出につなげていきます。