資料1 米国フォトニクス製造産業振興 （本ページ以下）
資料2 海外フォトニクスセンター
資料3 SU2P program
資料4 photonics 21
資料5 ACTMOST
資料8 フォトニクス医療機器の世界市場
資料1 米国フォトニクス製造産業振興
本文書は、米国商務省に所属する米国立標準技術研究所のATP（先進技術プログラム）事業が取り上げた表記テーマの説明です（January 1999 Last Update: February 26, 2007）。古い文書で状況は変化していますが、米国のフォトニクスの位置づけ、戦略などの参考資料として掲載します。フォトニクス製品開発については他のプロジェクトに分散しており、本文書ではフォトニクス製造技術に焦点をあてています。ATPは、研究室と市場の橋渡しを目的としています。
出典：http://www.atp.nist.gov/focus/photonics.htm
日本語資料作成：フォトニクスセンター
米国の経済的利益に与える潜在力
フォトニクスは、オプトエレクトロニクスとも呼ばれ、光をガイド、生成、変調、導く、増幅し、そして検出する技術の一群にわたる。これらは、電気通信から医療用イメージング、そして運輸のさまざまな分野の進展を推し進める原動力となる"源泉（enabling）"技術です。（以下略：例えば、光ファイバーケーブルは、銅の電話線またはその他の伝送技術に比べて、はるかに高い帯域幅、容量を有し、より豊かで洗練されたリアルタイムマルチメディアアプリケーションなどのサポートできます。）
フォトニクスは、フォトニクスコンポーネント全体の売上高が四年ごとに倍増する成長産業です。現時点では、これらのコンポーネントのほぼ75％が日本製です。米国はフォトニクスの強力な研究基盤を維持し、主にディスプレイなどの軍事アプリケーション向けの低ボリュームで高性能コンポーネントと機器を生産しています。技術は、民生品にも使えますが、米国フォトニクス製造コストは市場性の高い製品を製造するためには大幅に削減する必要があります。例えば、家庭やオフィスを光ファイバリンクで結ぶための最大の障壁は、顧客の電子機器を光ネットワークに接続する器機のコストが高いことである。
製品コストを削減し、商業フォトニクス市場で国際的に競争するために、米国のメーカーはフォトニクス部品や装置をすばやく開発し、大量に効率的にそれらを製造する能力を獲得する必要があります。製造ラインの資本コストを75％、モジュールテスト時間を90％削減し、不良率を下げる必要があります。新しい製造技術は、特にパッケージング、組立技術、シミュレーション、モデリング•ツール、および処理機器や材料が不可欠です。
光学素子を整列させ、フォトニクスやエレクトロニクスコンポーネントを集積するパッケージングは現在、製造経費の60から80パーセントを占めています。これらの費用は、自動アライメント技術、コンポーネント最適化設計などの技術革新により減少させることが可能です。シミュレーションとモデリングツールは、生産開始前に、プロセスから製品までの設計のテストを効率化・簡素化し、生産コスト削減につながります。コストは、信頼性の高い適確なプロセス技術や、光部品に使用される化合物半導体を作るための材料（例えば、ガリウム砒素）の無毒性、純粋な原料の開発によりさらに削減されるだろう。
効率的で大量生産向きのフォトニクス製造プロセスの開発は、米国経済の多くの分野を刺激するだろう。これらのプロセスの商業的利用は、すでに1500億ドルと見積もられ、グローバル経済に大きな比重を占める情報関連製品やサービスの価値を大幅に高めるだろう。米国企業が市場シェアで、控えめに1パーセントの増加を獲得した場合でも、国の経済は大きな恩恵を受けるだろう。新技術は、パフォーマンスを向上させ、他のアプリケーションのなかでもとりわけ"スマート"な車や道路、レーザー手術機器、デジタルカメラ用センサーのコストを削減するために使用することができるでしょう。
米国は現在160億ドルのフォトニクス部品製造市場のわずか9％を占有する一方、製品の約40％を消費しています。米国の生産と消費の均衡の回復は、多くの職を作り出します。
テクノロジー•チャレンジ•産業コミットメント
多くの技術的課題に対処する必要があります。パッケージング分野では、現在サブミクロンの光学素子のアライメント許容値を緩和するための新しい方式は、実験室で検討されているが、未だ実際の製造プロセスに技術移転されていない。電気配線に類似の導波路によるコンポーネントの光接続は、アライメント、材料設計、およびアセンブリへの新たなアプローチが必要になります。対環境要件を満たすために、カプセル化や特殊コーティングが、高価でしばしば非実用的なハーメティックシールを代替するために必要とされます。
製造装置の開発も必要不可欠である。先進コンピュータ支援設計ツールは、広い温度範囲でのフォトニクスデバイスの動作や化合物半導体材料の成長の高度なモデリングを可能にします。他の業界で一般的なロボットによるフォトニクス技術の取扱の自動化は可能ですが、光ファイバーを有するモジュールの製造の自動化には、新しい規格や機器が必要とされる可能性が高い。
また、化合物半導体の製造に使用する材料（例えば、ガリウムひ素は有毒なヒ素を含む）の毒性を軽減するための研究が必要です。ガスの代わりの固体などの非毒性元材料の開発、又はこれらの化合物の改善された成長プロセスは、資本コストを削減し、安全性を高めるでしょう。
ATP資金の意義
新しい製造技術の開発は高価であり、本来的に危険を伴います。一般に、商業的に成功しない可能性があるプロジェクトのすべての開発費用を単独で進んで負担する企業はないでしょう。フォトニクス業界では極度に資金不足です。というのも、ほとんどの自動化製造装置メーカーは中小企業で、いかなる種類の研究も実施する余裕がありません。フォトニクス大企業は、競合他社に利益をもたらす可能性がある投資を行うことに消極的であるため、共同研究はほとんどありません。
ATPプログラムは、危険性は高いが広範な米国フォトニクス産業の利益に役立つプロジェクトに対応するために、フォトニクスメーカー、サプライヤー、大学や政府の研究所の間でコンソーシアムの形成を促進します。投資は、長期の軍用フォトニクスに対する連邦政府の投資を補完します。これは優れた技術を生みましたが、製造に向けた多くの課題が残されています。
歴史は、製造インフラの比較的小さな投資が一連の製品の開発を可能にすることを示しています。本プログラムでは、フォトニクス技術が他の多くの分野で新たな製品の開発につながるために、てこ入れ効果は比類無く高まります。
