電子フッ素化液：テクノロジー産業(yè)の『見えざる守護(hù)者』

現(xiàn)代、テクノロジーが飛躍的に発展する時(shí)代において、半導(dǎo)體チップの精密な製造、データセンターサーバーの効率的な冷卻、新エネルギーバッテリーの安全な保護(hù)など、重要な分野では一見平凡に見えるものの、極めて大きな役割を果たす液體「電子フッ素化液」が欠かせません。
この液體は、現(xiàn)代ハイエンド製造業(yè)における「透明な血液」とも言える存在で、一般にはあまり注目されないものの、5G通信、人工知能、新エネルギーなど最先端産業(yè)の進(jìn)化を支える核心素材の一つとなっています。

電子フッ素化液（Electronic Fluorinated Liquid）は、フルオロカーボン化合物を主成分とする機(jī)能性液體材料の一種です。
その分子構(gòu)造では、水素原子がフッ素原子に高度に置換され、非常に安定な C–F 結(jié)合を形成しています。この獨(dú)特な化學(xué)構(gòu)造により、極めて高い化學(xué)的惰性、卓越した電気絶縁性、優(yōu)れた熱安定性、そして優(yōu)れた放熱性能が実現(xiàn)されています。
また、誘電率は1.8～2.0（參考までに、空気は1）と非常に低く、ほぼ絶縁體であることを意味します。沸點(diǎn)は35℃から275℃の幅広い溫度範(fàn)囲にわたり、場(chǎng)合によっては290℃に達(dá)するため、様々な過酷な工業(yè)環(huán)境にも容易に対応できるのです。

パーフルオロポリエーテルのさまざまなタイプ（PFPE）

PFPE-K	PFPE-Z

(1) 半導(dǎo)體製造の『重要な補(bǔ)助役』

チップ製造工程において、電子フッ素化液は欠かせない役割を擔(dān)っています。
? ウェハー表面のナノレベルの不純物を洗浄し、従來の溶剤による回路腐食のリスクを効果的に回避します。
? 一部のフッ素化液は高純度と低表面張力の特性を活かし、ウェハー洗浄に特化。マランゴニ効果を利用して表面の水分を除去することで、従來使用されていたイソプロピルアルコール（IPA）による安全上の問題を解消し、チップ製造の高精度工程を強(qiáng)力にサポートしています。

(2) データセンターの『冷卻の達(dá)人』

現(xiàn)在、カーボンピークやカーボンニュートラルという背景の下、政府機(jī)関はデータセンターのエネルギー利用効率（PUE）の監(jiān)視を一層厳格に行っています。
2024年7月3日に國(guó)家発展改革委員會(huì)等が発表した『データセンターグリーン低炭素発展特別行動(dòng)計(jì)畫』では、「2025年末までに新設(shè)及び改修?拡張される大型?超大型データセンターのPUEを1.25以內(nèi)、國(guó)家ハブノードのデータセンターは1.2以下に抑える」と定められています。
さらに、AI技術(shù)の急速な発展により計(jì)算能力の需要が指數(shù)関數(shù)的に増加し、高密度GPUサーバーの広範(fàn)な採(cǎi)用でデータセンターのエネルギー消費(fèi)が急上昇。これにより、PUE基準(zhǔn)の達(dá)成は大きな課題となっています。
このような中、冷卻システムのエネルギー消費(fèi)削減が鍵となります。実際、ZTEの液冷技術(shù)ホワイトペーパーによると、典型的なデータセンターでは冷卻システムが総エネルギーの24％以上を占めており、これを低減することでPUEの大幅な改善が期待できます。
相変化浸沒液冷技術(shù)を採(cǎi)用した場(chǎng)合、PUEは1.15～1.05まで低下し、非常に優(yōu)れた省エネルギー効果が実現(xiàn)。電子フッ素化液は、この冷卻プロセスにおいて極めて重要な役割を果たし、データセンターのグリーンで高効率な運(yùn)用を支えています。

浸漬型液體冷卻サーバー

(3) 高圧電力機(jī)器の『絶縁の守護(hù)者』 ?

超高圧変圧器、新エネルギー自動(dòng)車のバッテリーパック、エネルギー貯蔵プラントなど、高電圧が求められる現(xiàn)場(chǎng)では、フッ素化液が絶縁かつ冷卻媒體として活躍。
たとえば、中科微新材料のKEYブランドの電子フッ素化液「KEY-140」は、沸點(diǎn)が275℃、耐電圧が40 kV/mm以上と、高溫環(huán)境下でも安定した性質(zhì)を保持。分解や劣化を防ぐことで、短絡(luò)などの電気的トラブルのリスクを大幅に低減し、高圧電力機(jī)器の安全運(yùn)転を強(qiáng)力にサポートします。

世界初の浸漬型液冷エネルギー貯蔵発電所 - 中國(guó)南方電力網(wǎng)梅州寶湖エネルギー貯蔵発電所

(4) 航空宇宙?軍事分野の『極限環(huán)境への適応者』

その獨(dú)自の物理化學(xué)的特性と、-130℃から275℃という極端な溫度に耐える能力により、電子フッ素化液は戦闘機(jī)のレーダーや衛(wèi)星の電子機(jī)器冷卻システムなど、航空宇宙?軍事分野で広く利用されています。
NASAの公開レポートでも、厳しい宇宙航空機(jī)の環(huán)境下で本液體が示す獨(dú)自の優(yōu)位性と高い実用価値が報(bào)告され、航空宇宙?軍事裝備の極限狀態(tài)での安定運(yùn)用に貢獻(xiàn)していることが明らかにされています。

（1） 卓越した物理化學(xué)的特性

• 化學(xué)的惰性
  電子フッ素化液は、酸、アルカリ、金屬など一般的な物質(zhì)とほとんど反応せず、米國(guó)環(huán)境保護(hù)庁（EPA）の認(rèn)証も取得。その半數(shù)致死量（LD50）は5000mg/kgを超え、実質(zhì)的に無毒と評(píng)価されているため、複雑な応用環(huán)境下でも安定性を保持し、異物混入や望ましくない反応を引き起こしません。
• 卓越した熱管理能力
  熱伝導(dǎo)率は0.06～0.12 W/(m?K)と、空気（約0.026 W/(m?K)）を大きく上回り、放熱効率を飛躍的に向上。これにより、電子機(jī)器運(yùn)転中の熱蓄積問題を効果的に解決し、安定した性能発揮を可能にしています。
• 環(huán)境に優(yōu)しい持続可能性
  新型ヒドロフルオロエーテル（HFE）系のフッ素化液は、オゾン消費(fèi)量ポテンシャル（ODP）が0であり、モントリオール議定書の環(huán)境基準(zhǔn)を完全にクリア。環(huán)境保護(hù)への関心が高まる中で、長(zhǎng)期的な発展性と応用の広がりが期待されます。

（2） 産業(yè)アップグレードに伴う堅(jiān)固な需要

米國(guó)の『チップ?アンド?サイエンス法案』の推進(jìn)や、中國(guó)の「十四五」電子材料発展計(jì)畫の実施により、半導(dǎo)體サプライチェーンの自主性確保やデータセンターのグリーン化が世界的トレンドとなっています。
市場(chǎng)調(diào)査機(jī)関 QYResearch の統(tǒng)計(jì)によれば、2024年の世界電子フッ素化液市場(chǎng)の売上高は13.8億ドルに達(dá)し、2031年には21.27億ドル（2025～2031年の年平均成長(zhǎng)率6.5％）にまで成長(zhǎng)すると予測(cè)されています。
このような市場(chǎng)動(dòng)向の中で、電子フッ素化液は産業(yè)アップグレードにおける重要な位置を占め、その代替困難な特性が一層際立っています。

畫像出典：QRYesearch

これまで長(zhǎng)らく、電子フッ素化液の核心技術(shù)は3Mなどの國(guó)際大手企業(yè)に獨(dú)占されてきました。しかし、近年、中國(guó)のテクノロジー企業(yè)は自社開発を加速し、國(guó)外技術(shù)の封鎖を次第に打破。この「首を絞める問題」を見事に解決しつつあります。
例えば、中科微新材料が開発したKEYシリーズ（KEY-114、KEY-117、KEY-118、KEY-125など）の電子フッ素化液は、すでに業(yè)界認(rèn)証を取得。純度、誘電強(qiáng)度、熱伝導(dǎo)性、沸點(diǎn)、表面張力、粘度といった主要指標(biāo)において國(guó)際先進(jìn)水準(zhǔn)を達(dá)成しており、新エネルギー、リチウム電池、AIデータセンター、半導(dǎo)體製造など多岐にわたる分野で成功裏に採(cǎi)用されています。
これにより、國(guó)産電子フッ素化液は高い評(píng)価を確立し、我が國(guó)がこのキーマテリアル分野で実質(zhì)的な突破を遂げ、世界市場(chǎng)においても一角を占める可能性が大いに期待されています。

電子フッ素化液の価値は、その高度な技術(shù)的ハードルだけでなく、材料科學(xué)と先端製造技術(shù)との架け橋を確実に築いている點(diǎn)にもあります。
私たちが日常で使用するスマートフォンから、データセンターの巨大スーパーコンピューター、新エネルギー自動(dòng)車のバッテリー冷卻システム、さらには宇宙を飛翔する衛(wèi)星の電子保護(hù)裝置に至るまで、この一見『見えにくい』液體は、現(xiàn)代テクノロジー産業(yè)において欠かせない推進(jìn)力として機(jī)能しています。
未來を見據(jù)えると、國(guó)産化の加速に伴い、電子フッ素化液はハイエンド製造分野でますます重要な役割を果たし、その輝かしい未來を切り拓くことでしょう。