矢野経済研究所 月刊誌 Yano E Plus 2018年11月号 テーマ：量子通信・暗号,MEMSスピーカー,Home IoT市場の動向,カーボンニュートラル事業

Yano E plus 2018年11月号(No.128)

 トピックス 

Home IoT 市場の動向
～HEMS、ZEH からスマートハウスへ、Home IoT がもたらす住宅のデータネットワーク

スマートハウスが注目されている。スマートハウスは日本語では“賢い住宅”と翻訳されることが多いが、「IT（Information Technology）を使って家庭内のエネルギー管理が最適化された住宅」と言うことになろう。

スマートハウスを大きな視点で見ると、スマートシティを構成する要素の1 つとして語られることも多く、壮大な次世代の都市計画の一端を担うものとしても取り上げられる。
さて、3.11 震災復興の都市や拠点開発でスマートシティ構想が現実のものとなりつつあるが、既存の都市機能を温存して、スマートシティへと変貌させるには多くの時間がかかるものと考えられる。その点スマートハウスは、新築住宅のスマート化や、既築住宅のリノベーションなどでの対応が可能になると考えられ、そのような事例が散見されるようになった。

多くのスマートエネルギー関連の専門誌では、スマートハウスとスマートホームを同義語として用いている。またZEH やスマートメーターなどをスマートハウスの重要な構成機器/システムとして取り上げる場合もある。

その中でZEH（Net Zero Energy House）はパリ協定に基づくCO2 削減策の一環として、家庭内の温暖化対策の一環として推進されているもので、本来のスマートハウス推進の動機の1 つに過ぎない。また、一般住宅の省エネを奨励（-20％上）し、断熱や省エネ家電の導入などでその基盤を作り、系統電源を利用しない創エネで消費電力を実質ゼロに近づけることを目的としている。

またスマートメーターはスマートグリッドを推進する米国などで普及が進んだものである。家庭の消費電力を測定した計測データを、通信機能を用いセンターで管理できる仕組みのエッジ端末に相当するもので、日本国内の普及では、メーター検針の手間の削減、検針員などの人件費の節約などを動機に推進された。

このように、様々に論じられるスマートハウスは、スマートシティなどの大きな構想や概念の中で語られるケースと、HEMS（Home Energy Management System）やZEH などの関連性は強くあるものの、概念的にはかなり合わない対象を通してイメージされることが多い。つまりそれだけわかりにくいということの裏返しと見ることもできる。

そこでここでは、特にスマートハウスの情報系システム（ホームネットワーク）に焦点を絞り、その変遷とIoT との関連性などを述べることにする。

 内容目次 

《次世代市場トレンド》
●次世代電池シリーズ（1）小型全固体LIB・薄形電池の動向 （3～25ページ）
～以前の薄膜型電池に代わり新タイプの小型電池が続々と登場
 カードやIoT機器、BLEビーコンなどへの搭載が進む見通し～

1．はじめに
1-1．小型全固体LIBの実用化動向
(1)液系LIBと全固体LIB
【表1．既存の液系LIBの問題点と全固体LIBによる対策】
(2)薄膜型と積層型とバルク型
【図1．バルク型全固体LIBの量産品（PLG社の製品事例）】
①薄膜型全固体LIB
②積層型全固体LIB
③バルク型全固体LIB
【表2．全固体LIBのタイプ分類（製法別）と関連企業】
1-2．小型全固体LIB・薄形電池市場の現状と見通し
(1)2020年頃から市場規模が急拡大する
【図・表1．小型全固体LIB・薄形1次電池のWW市場規模予測（金額：2017-2022年予測）】
【図・表2．小型全固体LIB・薄形1次電池のWW市場規模予測（数量：2017-2022年予測）】
【図・表3．小型全固体LIB・薄形1次電池のWW市場売上比（金額：2017年）】
【図・表4．小型全固体LIB・薄形1次電池のWW市場売上比（数量：2017年）】
(2)今後は小型用でも「バルク型」が最も伸長
【図・表5．小型全固体LIB・薄形1次電池のWW市場種類構成（金額：2022年予測）】
【図・表6．小型全固体LIB・薄形1次電池のWW市場利用分野（金額：2022年予測）】
2．注目企業・機関の取り組み
2-1．小型全固体LIB・薄形電池関連企業
（1）FDK株式会社
【図2．薄形リチウム1次電池（左）とその適用例（OTP表示カード）】
（2）TDK株式会社
【図3．TDKの「CeraChargeTM」の外装と断面図】
（3）株式会社スター・エレクトロニクス
【図4．PLG製LCBの基本構造（左）と「FLCB」の柔軟性（右）】
（4）株式会社協同インターナショナル
【表3．協同インターナショナルのLIB用成膜サービスに対応する膜種】
2-2．先端機関の注目成果
（1）国立研究開発法人 産業技術総合研究所
（2）国立大学法人 東京工業大学物質理工学院

●最新量子技術シリーズ(5) 量子通信・暗号 （26～55ページ）
～無力化の危機に直面する現在の暗号システムに必須な技術
 量子暗号通信が確立すれば通信の安全性は飛躍的に高まることに～

1．量子通信・暗号とは
2．量子通信
3．量子暗号
4．量子耐性暗号
5．量子通信・暗号に関する海外動向
5-1．米国
5-2．中国
5-3．日本
6．量子通信・暗号の市場規模予測
【図・表1．量子通信・暗号の国内およびWW市場規模予測（金額：2020-2045年予測）】
【図・表2．量子通信・暗号のアプリケーション別国内市場規模予測（金額：2020-2045年予測）】
7．量子通信・暗号に関連した企業・研究機関の取組動向
7-1．国立大学法人大阪大学
【図1．冷却原子メモリーと通信波長光子の量子ネットワークの概要】
7-2．国立大学法人京都大学
【図2．制御スワップ実験装置の概念を示した模式図】
【図3．制御スワップ実験装置の実物写真】
7-3．国立研究開発法人情報通信研究機構（NICT）
【図4．公開鍵暗号の変遷と格子暗号の位置づけ】
【図5．格子暗号の概念を示した模式図】
7-4．学校法人玉川学園／玉川大学
【図6．光強度変調の構成と動作例。（a）提案手法の構成、（b）2値粗密変調の光強度波形動作例、
（c）2値粗変調＋4値密変調の光強度波形動作例】
【図7．2の14乗 (=16,384)の光強度を持つ10Gb/s Y-00暗号発生の様子】
【図8．量子エニグマ暗号トランシーバーのネットワーク応用実証実験。
（上）HD映像のリアルタイム配信実験、（下）通信障害復旧を想定した経路切替実験】
7-5．国立大学法人東京大学
7-6．国立大学法人東京農工大学
7-7．株式会社東芝
7-8．国立大学法人東北大学
【図9．ダイヤモンド中のNVセンターを用いた無偏光単一光子発生の模式図】
【図10．単一NVセンターから発生する単一光子の動的無偏光性の評価結果】
7-9．日本電信電話株式会社（NTT）
【図11．公開鍵暗号に必要な機能】
【図12．改竄検知のためのアプローチ】
【図13．既存の改竄検知機能と新提案の改竄検知機能の違い】
7-10．株式会社日立情報通信エンジニアリング
【図14．物理層を保護してデータ流出を防止するY-00暗号の効果】
【図15．Y-00方式適用による高セキュアな典型的ネットワーク構成イメージ例】
【図16．商用回線を用いたY-00長期伝送実験および盗聴デモンストレーション】
7-11．国立大学法人横浜国立大学
7-12．学校法人早稲田大学
8．量子通信・暗号の将来展望～量子インターネット実現の可能性～

《注目市場フォーカス》
●MEMSスピーカー動向 （56～74ページ）
～音質が優れ、拡張性が高く、消費電力と熱損失を抑えられるため、
 ウェアラブル機器や車載用途などに最適な音響デバイスとして注目！～

1．MEMSの動向
2．一足先に製品化したMEMSマイクロフォンは好調に推移
3．次はMEMSスピーカーの出番！
【図1．圧電スピーカーの原理を示した模式図】
4．MEMSスピーカーに関する市場規模推移と予測
【図・表1．マイクロスピーカーの国内およびWW市場規模推移と予測（金額：2019-2024年予測）】
【図・表2．MEMSスピーカーの国内およびWW市場規模予測（金額：2019-2024年予測）】
5．MEMSおよびMEMSスピーカーに関連した企業・団体の取組動向
5-1．協同インターナショナル株式会社
【図2．協同インターナショナルのMEMSに関する取組み】
5-2．高千穂交易株式会社
5-3．国立大学法人東北大学
【図3．東北大学の集積化MEMSプラットフォーム】
5-4．ローム株式会社
5-5．Audio Pixels Ltd.（オーストラリア）
5-6．Fraunhofer Institute for Silicon Technology（Fraunhofer ISIT）（ドイツ）
【図4．Fraunhoferが開発したMEMSスピーカーの外観（コインの直径は約22mm）】
5-7．STMicroelectronics NV（ST）（米国）
5-8．Tower Semiconductor Ltd（イスラエル）
5-9．USound GmbH（オーストリア）
6．圧電MEMSの技術課題

●Home IoT市場の動向(1) （75～87ページ）
～HEMS、ZEHからスマートハウスへ、
 Home IoTがもたらす住宅のデータネットワーク～

1．住宅のICTの流れ
1-1．スマートホームとICT環境の関係の概観
【表1．ホームネットワーク時代ごとの動きと関連する情報システム】
【図1．ホームネットワークの概観】
1-2．HEMSの発展経緯
1-3．ZEH（ネットゼロ・エネルギーハウス）
【表2．ゼロエネルギーハウス、ZEHなどの実績例】
1-4．スマートメーター（次世代電力量計）の普及
【図2．通信のセキュリティの漏洩事例（スマートメーターからの通信データ）】
2．ホームネットワークについて
2-1．Home IoTの基本機能、拡張機能
【表3．Home IoT によって提供されるサービス】
2-2．Home IoTの課題点
2-3．Home IoTを提供している事業者区分
【表4．Home IoTの事業者区分】

《ニューコンセプトレポート》
●カーボンニュートラル事業テーマ20 （88～104ページ）
～脱炭素視点で新事業を考える～

Introduction
1．いま、世界は脱炭素へ
2．脱炭素とビジネス
2-1．カーボンプライシングに備えよ
2-2．先進企業のしていること
2-3．カーボンニュートラルビジネス事例
3．カーボンニュートラルへの道と分野別ニーズ
4．脱炭素視点でビジネスを構想する
5．カーボンニュートラル事業テーマ20
〔付録〕reactionする ～気になる・関心のある事業テーマへの投票～

《タイムリーコンパクトレポート》
●非加熱殺菌装置市場 （105～112ページ）
～HACCP対応や感染症対策を背景に装置導入の動きが進む
 市場規模は2020年頃に500億円を超える見込み～

1．市場概況
2．セグメント別動向
2-1．紫外線殺菌装置市場
2-2．殺菌水・殺菌ガス生成装置市場
2-3．高圧殺菌装置市場
2-4．放射線殺菌装置市場
3．注目トピック
3-1．中小型装置の需要増加
3-2．装置運用時のヒューマンエラー対策
3-3．ファインバブルの技術を応用した殺菌
4．将来展望
【図1．非加熱殺菌装置市場規模推移と予測（金額：2015-2020年度予測）】
【図2．非加熱殺菌装置別市場規模推移（金額：2015-2020年度予測）】

《あとがき》
読者アンケート「興味を持ったレポート」トップ3 予想 （113ページ）