MEMSとは
MEMSとは、微小なチップの内部に機械的な可動部を持つデバイスの総称です。 産業技術総合研究所(産総研)の公式ウェブマガジンは、MEMSをMicro Electro Mechanical Systemsの略とし、可動する機械的な構造を持つ微小デバイスの総称としています。
MEMSは半導体チップと同じものとして受け取られやすい言葉です。産総研の記事は、両者に本質的な違いがあるとし、半導体が電子の流れを制御する静的な構造にとどまるのに対して、MEMSは機械的な可動部を持ち、物理現象と電気信号を相互に変換する機能を備えると述べています。
言い換えると、MEMSはチップの中に動く部品が入っています。加速度センサーであれば、くし状の構造が力の加わり方によって変形し、その重なり面積の変化が電気容量の変化として検出されます。同記事はこの例を挙げたうえで、動きや音を検知する加速度センサー・ジャイロセンサー・マイクロホン、電気信号を機械の動きへ変えるインクジェットヘッドやスピーカー、電波を選り分けるBAWフィルターなどが、こうした物理的構造を土台にしているとしています。
作り方は半導体と同じで、大きさの桁が異なります
Section titled “作り方は半導体と同じで、大きさの桁が異なります”産総研の記事は、MEMSの製造方法が半導体と基本的に同じとしたうえで、レジスト塗布、露光、現像、エッチングといった工程を繰り返して、ウェハ上に立体的で複雑な構造を作ると述べています。異なるのは寸法です。同記事は、3ナノ、10ナノといったレベルの半導体よりも大きく、数マイクロメートル以上のスケールとしています。
もう一つの違いが、掘る方向です。同記事は、半導体がほぼ表面の領域に機能を集積する一方で、シリコンを垂直方向に深く掘るTSV(シリコン貫通電極)などにMEMS製造発祥の技術があるとしています。金沢村田製作所も技術紹介で、薄膜を細かく加工する手法を深く掘る向きへ広げ、立体的に形を作る加工としてMEMSの研究と製品化に使ってきたと記しています。
工場の規模も半導体と地続きです。産総研は共用施設の案内で、つくば東事業所内に200/300mm(8/12インチ)ウェハによるMEMSプロセスラインと、集積化や特性を測るための設備を整備し、企業や大学へ開放していると記しています。産総研の記事が、製造方法の共通点から多くの半導体メーカーがMEMSも生産していると述べる背景が、ここにあります。
電気回路と一体にすると、利点と難しさが同時に増えます
Section titled “電気回路と一体にすると、利点と難しさが同時に増えます”電子情報通信学会の知識ベース「1章 MEMS技術の基礎」は、集積化デバイスの大きな利点として、小型化、高性能化(高感度化)、多機能化の3つを挙げています。同章は初期の事例として、直径50mmのシリコン基板の上に1.5mのガス流路とガスの注入バルブ、ガス成分の検出部までをまとめたガスクロマトグラフィーが1975年に発表されたことを紹介しています。流路と発熱体と温度センサを微細加工で小型化した流量センサでは、応答速度を従来の100倍以上へ高めることが可能になったとも記しています。
電気回路をセンサと集積化する利点として、同章は小型化、寄生容量の抑制、消費電力の削減、多量に生産されたときのコスト削減を挙げます。課題としては、センサと電気回路の両方を同時に最適化する難しさと、集積回路を載せたセンサは応用が限られる点を挙げています。小さく敏感にする方向と、汎用に作る方向が引き合う関係です。
村田製作所は「MEMS技術の基礎知識」で、自社の容量式センサの材料に単結晶シリコンとガラスを選び、半導体業界で育った製造技術を持ち込むことで量産のしやすさと価格の折り合いをつけたうえで、ウェハボンディングやシリコンの深掘り反応性イオンエッチング(DRIE)といったMEMS特有の技術も併せて使うと述べています。同社の記述は自社製品についてのものです。
身の回りのどこにあるのでしょうか
Section titled “身の回りのどこにあるのでしょうか”産総研の記事は、MEMS技術の最初の牽引役として自動車を挙げ、1990年代から圧力センサー、加速度センサー、ジャイロセンサーが自動車へ搭載されるようになったこと、2000年頃にインクジェットヘッドが作られるようになったこと、2010年代からスマートフォン、家庭用ゲーム機、ドローン向けに爆発的に普及したことを述べています。同記事は、スマートフォン1台の中に何十個ものMEMSが載るようになったともしています。今後については、自動運転の発展により、レーザー光を使うLiDAR向けの光MEMSの需要が伸びると見込まれるとしています。
センサとしてのMEMSは、素子と回路の組で使われます。ロームの技術資料は、MEMS加速度センサが一般に、加速度を検出する素子と、素子からの信号を整える信号処理回路で構成されると述べ、主な方式として静電容量方式、ピエゾ抵抗方式、熱検知方式の3つを挙げています。
よくある質問(FAQ)
Section titled “よくある質問(FAQ)”MEMSとは何ですか?
Micro Electro Mechanical Systemsの略で、微小なチップの内部に機械的な可動部を持つデバイスの総称です。産総研の公式ウェブマガジンは、可動する機械的な構造を持つ微小デバイスの総称としています。
半導体チップとMEMSはどこが異なりますか?
動く部分の有無です。産総研の記事は、半導体が電子の流れを制御する静的な構造にとどまるのに対し、MEMSは機械的な可動部を持ち、物理現象と電気信号を相互に変換する機能を備えると述べています。
MEMSはどうやって作りますか?
半導体と同じ工程で作ります。産総研の記事は、レジスト塗布、露光、現像、エッチングといった工程を繰り返してウェハ上に立体的で複雑な構造を作ると述べ、寸法は数マイクロメートル以上のスケールとしています。
なぜ半導体メーカーがMEMSも作るのですか?
製造方法が近いためです。産総研の記事は、製造方法が似ていること、TSVなどMEMS由来の技術が半導体製造にも応用されていることから、多くの半導体メーカーがMEMSも製造していると述べています。
MEMSにはどんな種類がありますか?
加速度センサー、ジャイロセンサー、マイクロホン、インクジェットヘッド、スピーカー、BAWフィルターなどがあります。産総研の記事はこれらを挙げたうえで、自動運転で使うLiDAR向けの光MEMSの需要が今後伸びると見込まれるとしています。
MEMSと電気回路を一体にすると何が良いのですか?
電子情報通信学会の知識ベースは、小型化、寄生容量の抑制、消費電力の削減、量産時のコスト削減を利点として挙げています。課題としては、センサと電気回路の両方を同時に最適化する難しさと、集積回路を載せたセンサは応用が限られる点を挙げています。
MEMSの試作ラインはどこにありますか?
産総研は共用施設の案内で、つくば東事業所内に200/300mm(8/12インチ)ウェハによるMEMSプロセスラインと、集積化や特性を測るための設備を整備し、企業や大学へ開放していると記しています。
比較・違いを学ぶ
Section titled “比較・違いを学ぶ”- 加速度センサとは ── MEMSの代表例として、可動部の変位を静電容量で読み取る側
- DRIE(深堀り反応性イオンエッチング)とは ── MEMSの立体構造を垂直に掘る加工
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- 産総研マガジン「MEMSとは?」(2026年8月30日にリンク生存を実測、200)── MEMSの総称としての意味、半導体との本質的な違い、製造工程と寸法、TSVの由来、用途と普及の時期
- 電子情報通信学会 知識ベース「1章 MEMS技術の基礎」(2026年8月30日にリンク生存を実測、200)── 集積化デバイスの3つの利点、電気回路と集積化する利点と課題、1975年のガスクロマトグラフィーと流量センサの事例
- 村田製作所「MEMS技術の基礎知識」(2026年8月30日にリンク生存を実測、200)── 単結晶シリコンとガラスの容量式センサ、ウェハボンディングとDRIE
- 金沢村田製作所「金沢ムラタの技術」(2026年8月30日にリンク生存を実測、200)── 深掘エッチングを三次元微細加工技術としてMEMSへ活用した経緯
- 産総研 共用施設「MEMS研究開発拠点」(2026年8月30日にリンク生存を実測、200)── つくば東事業所の200/300mmウェハMEMSプロセスライン
- ローム TechWeb「加速度センサの分類とMEMS静電容量方式加速度センサ」(2026年8月30日にリンク生存を実測、200)── MEMS加速度センサの構成と3つの検出方式