本分野の審議と洞察が示す論点は、重要鉱物・部素材の安全保障が採掘地の多角化でなく分離・製錬という川下能力の掌握で決まり、日本は世界で唯一握る高性能磁石の製造力を不可欠性の楔として守りへ転じる点にある。
政府の目標・KPI
- 輸出規制の現実化と調達先多様化・国内製錬の確保(H1(2025-2028))
- 省レアアース・代替材料・リサイクルの実装と循環の確立(H2(2029-2035))
- 自律した素材供給基盤と不可欠性に立つ成長(H3(2036-2050))
注目の投資機会(可能性 高)
- 重要鉱物の確保・製錬(分離精製の国内・有志国確保)
- 高性能磁石(省レアアース・脱レアアース)
- 電池材料(正極・負極・電解液・セパレータ・全固体)
見落としやすいリスク・盲点
投資機会は採掘地の確保でなく、分離・製錬・磁石製造という川下工程の能力を国内と有志国で構築する点に集中する。
本分野でいま開かれている投資機会を、機会の大きさ(可能性)と実証の確からしさ(確度)の2軸で位置づける。右上=大きく確実なほど優先度が高い。下図に代表テーマを配置し、続けて要点と全テーマを示す。
- 1重要鉱物の確保・製錬(分離精製の国内・有志国確保)近
- 2高性能磁石(省レアアース・脱レアアース)近
- 3電池材料(正極・負極・電解液・セパレータ・全固体)近
- 4半導体材料・パワー半導体(SiC・GaN)近
- 5リサイクル・都市鉱山・マテリアルズインフォマティクス(代替材料)遠
- 重要鉱物の確保・製錬(分離精製の国内・有志国確保)(H1-H2(2025-2035)):海外権益・長期オフテイク契約・製錬/分離プラント・備蓄・有志国連携(MSP)。環境負荷の小さい製錬法(水素還元等)。資源国の資源
- 高性能磁石(省レアアース・脱レアアース)(H1-H3):省レアアース磁石(粒界制御)・鉄窒化物等の代替磁石・磁石リサイクル・モーター設計。EV/風力の需要拡大と中国依存低減の両にらみ。
- 電池材料(正極・負極・電解液・セパレータ・全固体)(H1-H3):正極材(NMC/LFP)・負極(黒鉛/シリコン)・電解液・セパレータ・全固体電池の固体電解質。EV・電力貯蔵の拡大と内製化の必要
- 半導体材料・パワー半導体(SiC・GaN)(H1-H2):ウェハ・レジスト・高純度ガス・研磨剤・封止材・SiC/GaN基板とデバイス。半導体投資の拡大が需要を生む。日本の部素材の不可欠性
全テーマの根拠・確度・射程・学術接地を開く代表5件+全10件
投資機会テーマの全体(10件・一覧)
本一覧はC章の技術ロードマップ(レアアース確保・製錬/リチウム・ニッケル・コバルト/半導体材料/電池材料/高性能磁石/パワー半導体・炭素繊維/マテリアルズインフォマティクス/リサイクル・都市鉱山・代替材料)と、日本のマテリアル戦略(経済安全保障推進法の特定重要物資・JOGMEC・元素戦略)・米国IRA/MSP・EU CRMA・中国の輸出規制という地政学に接地して導出。代表例は射程・確度と日本の不可欠性(半導体材料・磁石・炭素繊維)で抜粋。採る・分ける・置き換える・守るの四軸で読む。
市場規模は調査会社で定義が割れ横並び比較できず、経済性はまず20鉱物中19鉱物で中国が最大製錬国という供給集中で測られる。
重要鉱物と部素材の需要は脱炭素と電動化で急増し、半導体材料・電池材料・磁石への期待が高まっている。しかし市場規模は調査会社ごとに定義が異なり、半導体材料は600億から1兆ドル超まで推計が割れて横並び比較ができない。では経済性は何で測るべきか。国際エネルギー機関によれば、20の戦略鉱物のうち19鉱物で中国が最大の製錬国であり、製錬・精製の上位3カ国平均シェアは2024年に86%へ集中した。経済性は市場規模でなく、誰が製錬・加工を握るかという供給集中で読むべきである。
市場データ・図表の詳細を開くSECTION F
重要鉱物・部素材の経済性は、市場規模よりまず供給集中で読むべき分野である。脱炭素・電動化で需要が急増する一方、本当のリスクは『誰がどれだけ作るか』でなく『誰が製錬・加工を握るか』にある。国際エネルギー機関(IEA)によれば、20の戦略鉱物のうち19鉱物で中国が最大の製錬国(平均約70%)、製錬・精製の上位3カ国平均シェアは2024年に86%へ集中した。希土類は採掘で中国が約7割、酸化物分離から金属精製・磁石製造までの川下は9割超を握る。ガリウム・ゲルマニウムは精製の約98%を中国が占める。ここでは①重要鉱物の供給集中(中国シェア・一次)②部素材の市場規模(半導体材料・磁石・SiC・電池材料・二次情報=定義差大)③各国の公的支援・政策目標(一次)④リサイクル・都市鉱山(二次)を分けて示す。市場規模は調査会社ごとに定義が異なり横並び比較は不可。
重要鉱物の供給集中(中国シェア)※一次情報(IEA)
部素材・重要鉱物の市場規模 ※二次情報(定義差大)
各国の公的支援・政策目標 ※一次情報
リサイクル・都市鉱山 ※二次情報
産業インテリジェンス — 20カテゴリの実データIIDB 識別子接続
産業インテリジェンスDB の「リチウムイオン蓄電池サプライチェーン」から、市場規模・産業構造・Porter 5 Forces・利益プール・人材・規制など 20 カテゴリの実データを引いた。全 496 件のうち出典の生存が確認できているのは 424 件。★この接続は接続元が宣言したものではなく、こちらで中身を読んで割り当てたものである(識別子照合ではない)。★検証状態は接続元の値をそのまま表示している(こちらで格上げしていない)。
M&A・資本提携・再編21件
PESTLE マクロ環境10件
Porter 5 Forces19件
エコシステム指標53件
バリューチェーン構造25件
人材・労働市場・スキル27件
価値移行・BMの変化32件
市場規模・成長12件
技術ロードマップ・破壊的脅威37件
政策・予算・産業戦略20件
未来洞察・シナリオ34件
注目シグナル・弱信号10件
産業構造・集中度21件
産業連関・経済波及46件
研究・知識基盤22件
競合プレイヤー・シェア26件
規制・法制度24件
財務・収益性ベンチマーク27件
顧客セグメント・需要ドライバー30件
掲載企業の研究領域 — 全社ベースCLR 法人番号接続
上の企業一覧に載る上場企業について、有価証券報告書の研究開発活動から抽出した全社の研究領域を引いた。★これは会社全体の研究であって、本分野に限った研究ではない。(例: 造船の企業でも、水素ガスタービンや原子炉が並ぶ。本分野の研究と読み替えないこと。)★法人番号での接続だが、その法人番号自体は社名の一致で当てたものであり、同定の強さは社名一致に留まる。
プロテリアル(旧 日立金属)6件
住友金属鉱山7件
信越化学工業9件
電池リサイクルと省レアアース磁石が近未来の本命であり、二次資源の質量確保が重要鉱物の自律性を左右する。RMP 技術ロードマップDB 接地
重要鉱物の自律性は供給源の多角化だけでは完結しない。採掘地を増やしても、レアアースを減らす省レアアース磁石や二次資源の循環が進まなければ依存は残る。では、どの技術が近未来の本命となるのか。本分野の洞察では、2026年前後に電池リサイクルの本格化と直接リチウム抽出のパイロット、循環EV電池の設計標準が観測され、2030年代には湿式回収効率90%と市場拡大が予測される。永久磁石の不可欠性と二次資源の質量確保が、自律性を左右する軸となる。
- 12025Nickel-rich NCA/NCM recycling procTRL6→7
- 22025Pyrometallurgical recycling faciliTRL6→7
- 32025Circular EV battery design standarTRL5→6
- 42025Thermal runaway recycling containmTRL5→6
- 52025Solid-state battery recycling piloTRL3→5
- 62025Indium recovery from LCD waste >80TRL5→7
- 72025Critical mineral supply risk dashbTRL4→6
- 82025Circular battery swappable standarTRL5→7
- 92025Direct lithium extraction (DLE) piTRL5→7
- 102027van der Waals ferromagnetic deviceTRL4→6
- 112028Skyrmion dynamics (topological magTRL4→6
- 122028Iron-pnictide superconductor wire TRL6→8
- 132028Photonic quantum computer 100 logiTRL5→6
- 1420282D heterostructure integration staTRL6→8
- 152028Van der Waals heterostructure LED TRL6→8
- 162028High-entropy alloy industrial prodTRL6→8
- 172028Room-temperature nitrogen vacancy TRL5→6
- 182035AM-enabled on-orbit satellite compTRL4→7
- 192035Scalable AM for housing constructiTRL5→8
- 202037Topological quantum bits (non-AbelTRL2→6
- 212037Solid-state battery critical minerTRL4→7
- 222038Materials-by-design automated factTRL4→8
- 232038Post-lithium-ion circular economy TRL2→5
全マイルストーンの一覧(TRL遷移・反証条件・一次出典)を開く24件
| 射程 | 実現年 | TRL | マイルストーン |
|---|---|---|---|
| 近(〜3年) | 2025 | TRL6→7 | Nickel-rich NCA/NCM recycling process TRL7 pilot期日経過反証条件: Published technical report or patent with operational data from pilot plant processing ≥10 出典 |
| 近(〜3年) | 2025 | TRL6→7 | Pyrometallurgical recycling facility certified EU BREF期日経過反証条件: EU BREF document or competent authority certification acknowledging pyrometallurgical LIB 出典 |
| 近(〜3年) | 2025 | TRL5→6 | Circular EV battery design standard ISO 24496期日経過反証条件: ISO 24496 or equivalent international standard published and adopted by ≥3 major EV OEMs f 出典 |
| 近(〜3年) | 2025 | TRL5→6 | Thermal runaway recycling containment ISO standard期日経過反証条件: ISO 23104 or equivalent standard published on damaged battery recycling containment, adopt 出典 |
| 近(〜3年) | 2025 | TRL3→5 | Solid-state battery recycling pilot TRL5期日経過反証条件: Published technical report describing ASSB laboratory recycling protocol with material rec 出典 |
| 近(〜3年) | 2025 | TRL5→7 | Indium recovery from LCD waste >80%期日経過反証条件: Commercial LCD recycling facility operating at ≥100 ton/yr throughput with >80% indium rec 出典 |
| 近(〜3年) | 2025 | TRL4→6 | Critical mineral supply risk dashboard ICMM launch期日経過反証条件: ICMM-published dashboard or interactive tool tracking critical mineral supply concentratio 出典 |
| 近(〜3年) | 2025 | TRL5→7 | Circular battery swappable standard China GB/T adoption期日経過反証条件: Published China GB/T standard for battery swapping with circular design; ≥3 OEMs launching 出典 |
| 近(〜3年) | 2025 | TRL5→7 | Direct lithium extraction (DLE) pilot deployment期日経過反証条件: Pilot facility commissioning with monthly production data >80 t/month published for 6+ mon 出典 |
| 近(〜3年) | 2025 | TRL6→8 | Pyrometallurgical battery recycling (80% efficiency)期日経過反証条件: Published process validation: combined Li+Ni+Co+Mn recovery mass balance ≥80% 出典 |
| 中(3〜10年) | 2027 | TRL4→6 | van der Waals ferromagnetic devices (heterostructure MRAM)反証条件: Room-temperature magnetization switching via electric field <10 V; write energy <1 fJ/bit; 出典 |
| 中(3〜10年) | 2028 | TRL4→6 | Skyrmion dynamics (topological magnet device)反証条件: Skyrmion motion velocity >100 m/s; trajectory control via spin current; logic gate operati 出典 |
| 中(3〜10年) | 2028 | TRL6→8 | Iron-pnictide superconductor wire commercial availability反証条件: Commercial product announcement with wire availability, Ic >10 A at 4.2K in 10T, price <10 出典 |
| 中(3〜10年) | 2028 | TRL5→6 | Photonic quantum computer 100 logical qubits milestone反証条件: Announcement of operational photonic qubit processor with ≥100 logical qubits, error per g 出典 |
| 中(3〜10年) | 2028 | TRL6→8 | 2D heterostructure integration standard manufacturing process反証条件: Industry standard or ISO specification published for 2D heterostructure manufacturing with 出典 |
| 中(3〜10年) | 2028 | TRL6→8 | Van der Waals heterostructure LED commercialization反証条件: Commercial product announcement (datasheet + samples) of 2D heterostructure LED with emiss 出典 |
| 中(3〜10年) | 2028 | TRL6→8 | High-entropy alloy industrial production scaling反証条件: Public announcement of high-entropy alloy production >100 tons/year, with material certifi 出典 |
| 中(3〜10年) | 2028 | TRL5→6 | Room-temperature nitrogen vacancy diamond quantum memory反証条件: Publication demonstrating NV center memory coherence time T2 > 1 second at room temperatur 出典 |
| 遠(10〜30年) | 2035 | TRL4→7 | AM-enabled on-orbit satellite component manufacturing反証条件: 国際宇宙ステーションでAM装置が正常稼働し、少なくとも1つの実用部品が製造・テスト実績報告されること 出典 |
| 遠(10〜30年) | 2035 | TRL5→8 | Scalable AM for housing construction (1000+ houses/year)反証条件: 複数建設企業が1000棟/年レベルの商用運用を実績報告し、建築許可・竣工実績が公開されること 出典 |
| 遠(10〜30年) | 2037 | TRL2→6 | Topological quantum bits (non-Abelian anyons)反証条件: Braiding statistics match non-Abelian predictions; topological error correction demonstrat 出典 |
| 遠(10〜30年) | 2037 | TRL4→7 | Solid-state battery critical mineral reduction (Li content -30%)反証条件: Solid-state EV battery spec: Li content per kWh ≤30% vs Li-ion baseline 出典 |
| 遠(10〜30年) | 2038 | TRL4→8 | Materials-by-design automated factory (AI-driven synthesis)反証条件: 100+ novel compounds synthesized/month; >70% predicted success rate; industrial adoption b 出典 |
| 遠(10〜30年) | 2038 | TRL2→5 | Post-lithium-ion circular economy framework (2040+ plan)反証条件: UN/WTO framework agreement defining post-Li battery recycling standards & targets 出典 |
予測の本文一覧(機関・目標年・出典)を開く14件
- MIT Technology Review〔2026年〕 1.0ranking:MIT Technology Review identifies additive manufacturing in top 10 breakthrough technologies by 2026 出典
- OECD〔2026年〕 100.0%:OECD member states regulate quantum-resistant cryptography adoption by 2026 出典
- IRENA〔2026年〕 25.0%:Perovskite solar cell efficiency reaches 25% by 2026 出典
- Gartner Hype Cycle〔2026年〕 18.0%:Graphene adoption in electronics and composites reaches 18% by 2026 出典
- NIST〔2026年〕 15.0countries:Negative index metamaterial regulations finalized in 15 countries by 2026 出典
- IRENA〔2026年〕 45.0lm/W:Halide perovskite LED efficiency reaches 45 lm/W by 2026 出典
- IRENA〔2026年〕 18.0%:Double perovskite solar cells reach 18% efficiency by 2026 出典
- IRENA〔2026年〕 18.0%:Lead telluride thermoelectric device efficiency reaches 18% by 2026 出典
- Goldman Sachs Research〔2026年〕 1000.0hours:Halide double perovskite stability exceeds 1000 hours at 85°C by 2026 出典
- IRENA〔2026年〕 150.0Wh/kg:Graphene-enhanced batteries achieve 50% higher energy density by 2026 出典
- NIST〔2026年〕 0.0005error rate:Superconducting qubits will achieve error rates below 10^-3 by 2026 through improved materials and fabrication 出典
- Gartner Hype Cycle〔2027年〕 62.0%:Adoption of in-situ quality monitoring in AM reaches 62% of industrial facilities by 2027 出典
各盲点の根拠・反証基準・出典を開く12件
- 重大ロボット協働化で労働安全性が未検証:協働ロボットは『安全』と謳うが、実装現場では不具合時の予期しない動作で軽傷事故が多発。ISO/TS 15066の速度制限が守られない工場が40%超。反証基準: 協働ロボット導入後12ヶ月の労働災害件数が導入前同期比で増加しないことを統計実証 出典
- 重大粉末AM環境汚染:吸入粒子の長期健康影響未評価:EOS粉末工場では作業者が微粉を吸入。5~10μm粒子の肺沈着メカニズム未解明。労働環境基準が各国でばらばらで、WHO/ILO勧告なし。反証基準: AM粉末作業者の10年追跡調査で肺機能低下が非曝露者と同等であることを統計実証 出典
- 重大AM造形品の内部欠陥検査技術が検出率不十分:X線CT、超音波検査は2mm以下の孔隙検出が困難。金属AM部品で1mm未満欠陥見逃しが多発。100%品質保証は現技術では不可能。反証基準: AM造形品内部の0.5mm以下欠陥を検査技術で90%以上検出することを実装例で実証 出典
- 重大バイオプリント(バイオインク)の市販製品が治療効果未実証:Organovo, L&W Biotech等のバイオプリント製品は動物実験段階。ヒト臨床試験での安全性・有効性データなし。FDA認可パス不明確。反証基準: バイオプリント医療製品がFDA/PMDA承認を取得し、市販されること 出典
- 重大医療用骨AM製品の生体適合性が単体試験のみ:Zimmer Biomet, Stratasys Medical の骨代替物は材料単体でのBiocompatibility試験実施。実装後の感染・拒絶反応リスク評価が不十分。反証基準: AM骨製品の臨床試験で10年以上の長期安全性データが公開されること 出典
- 重大金属AM信頼性未成熟:航空宇宙部品での金属3D印刷品は内部欠陥(気孔、層状分離)が多く、疲労寿命予測が困難。NDT検査技術も確立されていない。量産化の信頼性基準が未達成。反証基準: 金属AM部品が従来鋳造品と同一の疲労寿命を持つことを統計的に証明可能か 出典
- 重大デジタルファクトリーセキュリティ脆弱:IoT/クラウド接続されたAM装置はサイバー攻撃に脆弱。設計データ盗難、無許可改造、生産停止のリスク。セキュリティ標準が産業ごとに異なり、統一基準なし。反証基準: AM装置のセキュリティ侵害が報告される確率が年1%未満になるか 出典
- 重大在家AM装置の品質管理破綻:医療(人工関節、歯科補綴物)や銃部品など、規制が緩い領域での在宅3D印刷。品質保証なしに身体埋植物や武器が製造され、医療事故と犯罪のリスク増加。反証基準: 無許可3D印刷医療機器の感染症・不具合報告がゼロに達するか 出典
- 重大サプライチェーン分散化の脅威:AM により製造分散化進行時、品質管理・知財保護が困難化。DfAM設計ファイルの盗難、無許可複製、偽造品流通のリスク増。国家規制の空白地帯形成。反証基準: 3D印刷製品の偽造品・不正複製を法執行で0%に削減できるか 出典
- 重大軍事転用・デュアルユース懸念:民間AM技術の軍事兵器化(無人機、小型爆発物、銃部品)への転用が容易。エクスポートコントロール・検査体制が整備途上で、規制回避がほぼ可能。反証基準: AM 設計ファイルの軍事転用を技術的・法的に完全に阻止できるか 出典
スタートアップ情報は本DBに乏しく、注目の焦点は直接リチウム抽出や都市鉱山回収など川下技術を実装する主体に置かれる。JPS 国内スタートアップDB 接地
国内スタートアップ正本(法人番号主キー)から、大学発・具体技術・資金調達をシグナルに非自明性スコアで選別した(著名な大手は減点し、見落とされがちな深い技術を前面に)。各社の中核技術・大学/研究室・直近調達(額・リード投資家)・上場状況を実データで示す。
規制は経済安保推進法・IRA・重要原材料法・中国の輸出管理が交錯し、特定重要物資の指定と脱中国調達要件が投資判断を規定する。
重要鉱物は経済安全保障の中核物資となった。中国は2023年以降、ガリウム・ゲルマニウム・黒鉛・希土類の輸出管理を段階的に拡大し、精製の約98%を握るガリウムで供給網を揺らした。各国はこれにどう応じているのか。日本は経済安全保障推進法で重要鉱物・蓄電池・永久磁石を特定重要物資に指定しJOGMECが負担額の半額を助成、米国はIRAで2027年に重要鉱物の80%を脱中国調達へ義務化、EUは重要原材料法で2030年に域内製錬40%を掲げる。規制が投資の前提を規定する。
規制ロードマップの全項目を開く7件
連携の核はマテリアルズインフォマティクスと元素戦略を担う物質・材料研究機構・東北大学・東京科学大学の磁石と全固体電池の研究に集まる。RID 研究者DB(正規)接地
研究者正本(RID / 31.1万人版・本体23.5万人はKAKEN照合)から本分野の研究テーマに語の一致で抽出した日本人研究者を h-index 順に掲載する(国際研究者は除外)。★抽出は語の一致であって、この分野の研究者であることの同定ではない。★件数は全17領域で300名に固定されており、適合の閾値ではなく定員である。 ★無作為標本 20 名(乱数種 20260831・判定基準を抽出前に固定)で構成を実測した。判定基準は「マテリアル(重要鉱物・部素材)そのものの研究か」。この領域の中核に当たるのは 20/20(95%信頼区間 84〜100%)。20/20 が材料・触媒。無関係 0/20。★ただし重要鉱物・部素材の狭義は薄く、触媒研究が中心。判定は Claude(単独判定・二重判定なし)。
- 久保田 正広h-index 3研究者詳細ページ ▸研究テーマ:粉末冶金法で作る高機能な医療用金属材料久保田正広教授は、粉末冶金法(粉末を固めて材料を作る技術)を使い、医療用のチタン合金(体にやさしい金属)の性能を高める研究を行っています。特に、メカニカルミリング(粉末を機械的に混ぜる方法)で粉末の性質を改善し、材料の硬さやしなやかさ(弾性率)、強さを自由に調整できる技術を開発しました。これにより、患者の体に合った丈夫で安全な人工関節やインプラントの材料作り
- 佐藤 博h-index 2研究者詳細ページ ▸研究テーマ:ガスハイドレート安定化とナノ材料制御の研究佐藤博氏の研究は、自然界にある特別な氷のような物質「ガスハイドレート」が壊れにくくなる仕組みを調べています。これは新しいエネルギー資源を安全に使うために大切です。また、小さな粒子(ナノ粒子)や結晶がどのようにできるかを詳しく調べて、粒の大きさや形をうまくコントロールする方法を開発しています。こうした研究は、環境にやさしい新素材やエネルギーの効率的な利用につな
- 鈴木 治h-index 2研究者詳細ページ ▸研究テーマ:骨再生を促進する生体材料の革新鈴木治氏の研究は、骨再生を促進する生体材料の開発に焦点を当てています。特に、リン酸八カルシウム(OCP)を用いた新しい骨補填材の創出を目指し、骨芽細胞の活性化や骨形成の促進を図っています。高齢化社会において、骨粗鬆症や骨折のリスクが増加する中、効果的な骨再生治療法の開発は急務です。鈴木氏の研究は、これらの課題に対処し、患者の生活の質を向上させることを目指して
- 中野 英之h-index 2研究者詳細ページ ▸研究テーマ:光で動く分子材料を使った新しい小型機械の開発中野英之教授の研究は、光に反応して動く特殊な分子材料(フォトクロミックアモルファス分子材料)を使い、光が当たることで物質が動く仕組みを詳しく調べています。特に、光の向きに沿って分子が動く理由を解明し、その動きを利用した小さな機械(光駆動微小機械)を作ることを目指しています。また、光で表面に細かい模様(表面レリーフ回折格子)を作る技術や、力を加えると光る材料(
- 河本 洋二h-index 2研究者詳細ページ ▸研究テーマ:希土類光機能材料の薄膜化と高密度化技術の革新河本洋二氏の研究は、特別なガラス(フッ化物ガラスや硫化物ガラス)を使って、光を使う新しい材料を作ることに取り組んでいます。普通の方法では作れない薄いガラスの膜を、新しい方法(ゾル・ゲル-フッ化法やプラズマCVD法)で作り出し、その中に特別な元素(希土類元素)を入れて、光を増やしたり変えたりする性質を高めています。また、ガラスを高い圧力で押し固めて密度を上げる
- 中島 英治h-index 2研究者詳細ページ ▸研究テーマ:金属のゆっくり変形と耐熱材料の寿命改善中島英治氏の研究は、高温で使われる金属が時間とともにゆっくりと変形する「クリープ」という現象を詳しく調べています。特に、変形が急に速くなる「加速クリープ」の仕組みや、金属の中の小さな境界(亜粒界)が材料を強くする仕組みを解明しようとしています。また、非常にゆっくりとした変形を正確に測る方法や、長く使われた材料の残りの寿命を評価する技術も開発しています。さらに
- 吉田 衣里h-index 1研究者詳細ページ ▸研究テーマ:光を使わない抗菌ナノ材料で医療感染防止吉田衣里氏の研究は、光がなくても細菌を殺すことができる新しいナノ材料「チタン酸ナノシート(TNS)」の開発に取り組んでいます。従来の抗菌材料は光が必要なものが多く、暗い場所では効果が弱いという問題がありました。TNSは光を使わずに抗菌効果を発揮し、黄色ブドウ球菌や大腸菌などの細菌に対して安全に作用します。さらに、人体に害がないかどうかも厳しく調べています。こ
- 西村 仁h-index 1研究者詳細ページ ▸研究テーマ:発光特性制御による高性能放射線検出材料の開発西村仁氏の研究は、放射線を検出するための材料「CsIシンチレータ」の性能を良くすることを目指しています。CsIシンチレータは放射線を光に変える装置ですが、今のものは効率が低く、光が出る時間も長いため、もっと良くする必要があります。研究では、材料に圧力をかけたり、別の元素(Rb)を混ぜたりして、光の出方を調べています。これにより、材料の中で電子がどう動くかを理
- 酒井 鎮美h-index 1研究者詳細ページ ▸研究テーマ:有機金属錯体で創る安定無機材料酒井鎮美氏の研究は、従来の無機材料の原料が不安定である問題を解決するため、金属と炭素がしっかり結びついた「有機金属錯体」(金属と有機分子が結合した化合物)を設計・合成し、それを無機材料に変える方法を探っている。これにより、より安定で機能的な材料を作り出すことが可能となる。研究では、錯体の表面の性質や薄膜の形成、さらに高温での分解による磁性を持つ微細な粉末の作
- 中澤 知男h-index 1研究者詳細ページ ▸研究テーマ:分子の形と電子特性で拓く有機材料設計中澤知男氏の研究は、ヘプタレン系という特別な分子の形や電子の動きを詳しく調べることに焦点を当てています。分子の形(立体配座)や電子の循環(芳香族性)、電子のやり取り(電子授受性)を調べることで、新しい機能を持つ有機材料の設計に役立つ基礎知識を得ています。特に、NMRという分光技術を使い、分子の中でどのように原子が結びつき、動いているかを熱の影響も含めて解析し
- 草加 勝司h-index 1研究者詳細ページ ▸研究テーマ:磁歪材料開発で脆さ克服を目指す技術草加勝司氏の研究は、磁界に応じて形が変わる磁歪材料の脆さという問題を解決することを目指しています。従来の超磁歪合金は壊れやすく、実用的な装置への応用が難しいため、強くて壊れにくい別の磁性合金と組み合わせて新しい複合材料を作っています。粉末を機械的に混ぜて高温で固める技術を使い、材料の強さと変形性能を両立させることに成功しました。さらに、独自の装置で材料の変形
- 稔野 宗次h-index 1研究者詳細ページ ▸研究テーマ:形状記憶合金の変態機構解明による材料革新稔野宗次氏の研究は、形状記憶合金(特定の温度で形が変わる金属)の中で起こる「相変態」(金属の内部構造が変わる現象)を電子顕微鏡で直接観察し、その仕組みを詳しく調べることにあります。特に、応力が集中する部分で新しい結晶ができる「核生成」の過程を明らかにし、従来の結晶構造の見直しも行っています。これにより、材料の性能や耐久性を高めるための基礎知識を提供し、医療機
- 小野 大輔h-index 1研究者詳細ページ ▸研究テーマ:骨再生医療を革新する自然模倣材料の開発小野大輔氏の研究は、骨を増やすための新しい材料の開発に取り組んでいます。現在、骨の不足を補うためには自分の骨を移植する方法が主流ですが、骨を取る場所に負担がかかり、形を合わせるのも難しいという問題があります。そこで、小野氏は自然の骨の構造を真似た特別な材料(β-TCP)を作り、強さがあり、早く骨ができるように工夫しました。この材料は単独で骨を増やせるため、患
- 栗岩 貴寛h-index 1研究者詳細ページ ▸研究テーマ:低温環境でも使える水素貯蔵材料の開発本研究は、水素を効率よく安全に貯めるための新しい材料の開発を目指しています。特に、寒い場所でも水素をしっかりと放出でき、長く使っても性能が落ちにくい「水素をためる金属の合金(V系プロチウム合金)」の改良に取り組んでいます。研究成果として、マイナス30度の低温でも十分な圧力で水素を放出し、200回の繰り返し使用後もほぼ性能を維持できる世界最高レベルの材料を作り
- 有馬 寛h-index 1研究者詳細ページ ▸研究テーマ:高圧環境で進める新しい材料解析技術有馬寛准教授の研究は、非常に高い圧力の中で物質の内部を詳しく調べる技術の開発に取り組んでいます。特に、中性子という特殊な粒子を使った3Dスキャン(中性子CT)で、物質の形だけでなく密度や成分も正確に測ることを目指しています。また、炭酸カルシウムの結晶ができる過程や、ランダムに並んだ原子の構造をX線と中性子を組み合わせて調べることで、物質の性質と構造の関係を明
- 松田 武久h-index 1研究者詳細ページ ▸研究テーマ:生体適合性材料による血管再建革新松田武久氏の研究は、血管再建技術の革新を目指し、特に生体適合性材料を用いた新しい血管再建手法の開発に焦点を当てています。彼の研究は、血管内皮前駆細胞を活用した技術や、微分接着能を持つ人工細胞外マトリックスの開発を通じて、従来の人工血管が抱える血栓形成や内膜肥厚といった課題を解決することを目指しています。これにより、心血管疾患の治療における新たな選択肢を提供し
- 赤井 久純h-index 1研究者詳細ページ ▸研究テーマ:第一原理計算で拓く次世代スピントロニクス材料設計赤井久純教授の研究は、物質の電子の動きや磁気の性質を物理の基本法則から正確に計算し、理解することに取り組んでいます。特に、電子が温度や磁気の影響でどのように散乱するかを調べ、電気の流れや磁気の性質を予測します。また、不規則な構造を持つ材料や磁石の性質を持つ半導体(希薄磁性半導体)など、次世代の電子機器に使われる材料の設計にも応用しています。これらの研究は、よ
- 辰巳 敬h-index 1研究者詳細ページ ▸研究テーマ:多孔質材料で拓く持続可能な触媒革新辰巳敬氏の研究は、ゼオライトやメソポーラスシリカといった「多孔質材料」(小さな穴がたくさんある物質)を使い、環境にやさしい「固体触媒」(化学反応を助ける物質)を開発することに焦点を当てています。特に、木材などの植物から取れる「キシロース」(バイオマス)を効率よく変換し、役立つ化学品を作る技術を目指しています。触媒の穴の大きさや形、表面の性質を細かく調整するこ
大学施策は物質・材料研究機構を中核に元素戦略とマテリアルズインフォマティクスで代替材料を探索し、産業技術総合研究所が量産化へ橋渡しする。
日本は鉱山を持たず、技術で資源制約を補う道を選ぶ。だが希少元素に頼る磁石・電池・触媒は、代替材料の探索に膨大な試行を要する。研究拠点はどこに知を集めているのか。物質・材料研究機構を中核に、マテリアルズインフォマティクスと元素戦略で代替材料を探索し、東北大学が脱レアアース磁石、東京科学大学が全固体電池の固体電解質を担い、産業技術総合研究所が量産技術への橋渡しを進める。AIと材料データ基盤が新材料の探索を加速する。
大学・研究機関施策の一覧を開く大学・研究機関 10
国内 大学・研究機関施策(8機関)
海外 大学・研究機関施策(2機関)
政府方針は供給多角化と国家備蓄に加え、日本が唯一握る高性能磁石製造を不可欠性の梃子に据える二本柱で進む。
内閣官房 日本成長戦略本部の方針と、各審議会の議事に基づく公式一次情報(捏造ゼロ)。担当体制・主要目標(KPI)を要約し、有識者名簿・審議内容の原文は折りたたみに格納する。
- 類型
- 自律性・不可欠性を起点とした成長
- 担当大臣
- 経産大臣(出席)
- 検討体制
- 産業構造審議会 製造産業分科会等(有識者15名)
- 関係府省
- 関係省庁(科技)、内閣府(科技)、外務、環境
- レアアースをはじめとする重要鉱物等の自律性確保に向け、供給源の多角化・生産能力拡大を進めるとともに、供給側だけでなく需要側による調達切替えも検討し供給と需要のバランスを取りながらサプライチェーン強靱化を図ることがドライバーとなる。重要鉱物は蓄電池・モーター・半導体等の生産に不可欠で、特定国依存からの脱却が課題。同志国との国際連携を進める。
- 永久磁石はレアアースを用いた代表的製品で最終的にモーターになりEV等に使われ、高性能磁石の製造能力を有するのは特定国以外では日本のみという不可欠性を持つ。自律性確保と欧米に対する不可欠性のため、原材料の安定調達(調達先多角化・リサイクル・省レアアース磁石・レアアースフリー磁石)と磁石製造能力の増強・設備投資の2つの柱が分野を駆動する。
- 半導体などの成長産業で高機能な革新的金属部素材が求められるが市場規模が限定的で量産技術開発が難しく民間単独では進まない。素材探索と量産加工技術確立への技術開発・設備投資、秘匿計算技術等を用いたAI駆動素材開発プロジェクト、欧州の脱炭素要請に対応する低炭素金属部素材の国内生産技術・リサイクル基盤構築が分野を駆動する。炭素繊維・半導体材料で高い競争力。
- 二次資源である再生材の質・量確保と利用拡大、中下流企業と連携した調達切替促進がドライバーとなる。技術ロードマップDBではEUの電池リサイクル規制(EU電池規則 EU2023/1542・拘束力ある回収目標)が高確度で観測され、リチウム・銅等の回収効率向上が進む。グローバルな循環経済規制が、再生材を国内サプライチェーン強靱化に取り込む流れを駆動する。
- H1
- 2025-26年に技術ロードマップDBではEU電池リサイクル規制の施行、乾式・湿式リサイクルのパイロット(80%回収効率)、循環EV電池設計標準ISO24496、直接リチウム抽出(DLE)パイロットが観測される。日本は重要鉱物の供給多角化・国家備蓄強化と並行して、再生材の質量確保・調達切替を進め、永久磁石の製造能力増強・設備投資に着手する射程。
- H2
- 2028-30年にかけて技術ロードマップDBではアルミ自動車用途リサイクル65%、リチウム回収効率90%(湿式)、ブロックチェーン追跡40%、銅電子廃棄物回収82%が予測され、電池リサイクル容量2.3Mt/年(2030・IEA)、市場185億ドル(2030)へ拡大する。日本は革新的金属部素材の量産加工技術確立、低炭素部素材の国内生産・リサイクル基盤構築で素材自律性を高める射程。
- H3
- 長期射程では、重要鉱物の供給多角化・国家備蓄・有志国共同備蓄・緊急時相互融通と、二次資源の循環利用が定着し、レアアース・重要鉱物の自律性が確保される。永久磁石・革新的金属部素材・低炭素部素材で欧米に対する不可欠性を確立し、経済安全保障の中核として情報通信・資源循環・レジリエンスの複線的国家戦略に組み込まれる射程。材料代替の波(rmp disruption)も構造を変え得る。
有識者リスト(15名)
| 氏名・職 | 所属 | 研究テーマ |
|---|---|---|
| 白坂 成功 教授(分科会長) | 慶應義塾大学大学院 | source_grounded |
| 市川 奈緒子 社外取締役 | 株式会社TSIホールディングス | source_grounded |
| 江藤 名保子 教授 | 学習院大学法学部政治学科 | source_grounded |
| 鎌倉 夏来 准教授 | 東京大学大学院総合文化研究科 | source_grounded |
| 清田 耕造 教授 | 慶應義塾大学大学院経済学研究科 | source_grounded |
| 筑本 学 代表取締役社長 | 三菱ケミカル株式会社 | source_grounded |
| 東海 明宏 校長 | 独立行政法人国立高等専門学校機構 新居浜工業高等専門学校 | source_grounded |
| 長島 聡 取締役会長 | きづきアーキテクト株式会社 | source_grounded |
| 長田 志織 社外取締役 | 日本電気株式会社(NEC) | source_grounded |
| 縄田 和満 名誉教授 | 東京大学 | source_grounded |
| 箱守 英治 自動車セクター担当アナリスト | 大和証券株式会社エクイティ調査部 | source_grounded |
| 橋本 美奈子 取締役社長 | 日本濾水機工業株式会社 | source_grounded |
| 松川 晃代 代表取締役 | 株式会社東立製作所 | source_grounded |
| 森 雅彦 取締役社長 | DMG森精機株式会社 | source_grounded |
| 吉高 まり 客員教授 | 東京大学教養学部 | source_grounded |
出典: https://www.cas.go.jp/jp/seisaku/nipponseichosenryaku/kaigi/dai2/shiryou1-2.pdf
審議内容(13件・委員/大臣の発言・論点・決定)
各国は中国依存の引き下げへ数値目標と税控除で川下能力を競い、日本は資源を持たない国の四軸で対抗する。
重要鉱物の覇権は採掘でなく製錬・加工で決まりつつある。中国が多くの鉱物で製錬の7割から9割を握り、ここが供給網の真の関門となっている。資源を持たない国はどう戦うのか。豪州は加工コストの10%を税控除し鉱石輸出国からの脱却を図り、韓国は核心鉱物の特定国依存度を2030年に50%台へ下げ、EUは単一第三国への依存を65%以下に抑える。日本は採る・分ける・置き換える・守るの四軸で、分離・製錬能力を有志国とともに確保する。
各国の戦略・統合シナリオの詳細を開くSECTION B
各国 各国の政策一覧
各機関 各機関のシナリオ
この分野とつながる成長分野
本分野は他の成長分野と技術ロードマップ・スタートアップを共有している。下記は実データ(共通の技術テーマ・共通の企業)で結ばれた関連分野で、投資・連携の波及はこの隣接関係に沿って広がる。
技術・学術の詳細レポート — 参考文献・学術的裏付けこの DB の特徴
以降は専門家向けの深掘り(参考文献つき)。技術ロードマップ・学術分野レンズ・シナリオ検証と盲点・産業相互影響・シグナル/リスクを、技術知と社会科学の学術知で裏打ちする。各小節末に著者・年・出典つきの参考文献を一覧。
技術・学術の詳細レポート(参考文献つき)を開くこの DB の特徴
① 技術ロードマップ詳細(学術知接地)
電気自動車や風力発電の高性能磁石に欠かせないレアアース(希土類)。採掘は世界に分散しつつあるが、酸化物への分離・金属への製錬は中国が9割超を握る。日本にとっては採掘地の多様化と、分離・製錬の国内・有志国での確保が課題になる。
レアアース(希土類)は、ネオジム・プラセオジム・ジスプロシウム・テルビウムなど17の元素の総称で、電気自動車のモーターや風力発電の高性能磁石、研磨材、蛍光体などに欠かせない。名前は『希』とつくが、地殻にはそれなりに存在する。問題は採掘ではなく分離・製錬にある。複数の希土類は化学的性質が似ていて分けにくく、酸化物への分離と金属への精製には高度な技術と環境負荷の大きい工程が要る。国際エネルギー機関(IEA)によれば、2024年に中国は希土類の採掘で約7割を占める一方、酸化物分離から金属精製、磁石製造までの川下では9割超を握る。磁石用のネオジム・プラセオジム・ジスプロシウム・テルビウムでは、中国の採掘シェアは約60%だが、本当の強みは製錬・加工の支配にある。日本はかつて2010年の日中対立で対中依存の危うさを痛感し、豪州ライナス社との連携やJOGMEC(エネルギー・金属鉱物資源機構)による権益確保、リサイクルで分散を進めてきた。採掘地を増やすだけでなく、誰が分離・製錬を担うかが安全保障の核心である。
電気自動車の蓄電池に欠かせないリチウム・ニッケル・コバルト。採掘は資源国に偏り、製錬は中国・インドネシアに集中する。日本は権益確保・調達先多様化・リサイクルで、電池サプライチェーンの上流を押さえようとしている。
蓄電池(リチウムイオン電池)の正極材に使うリチウム・ニッケル・コバルトは、電気自動車(EV)と電力貯蔵の拡大で需要が急増している。これらは採掘段階から偏在が大きい。リチウムはオーストラリア(鉱石)と南米チリ・アルゼンチンの塩湖(かん水)に、コバルトはコンゴ民主共和国に、ニッケルはインドネシアに集中する。さらにIEAによれば、製錬・精製の段階では上位3カ国の平均シェアが2024年に86%に達し、ニッケルはインドネシア、それ以外は中国がほぼ供給増を独占している。つまり鉱石が採れても、電池に使える純度に精製する工程が中国・インドネシアに偏る。日本は経済安全保障推進法でリチウム・ニッケル・コバルトを含む重要鉱物を特定重要物資に指定し、JOGMECによる権益取得・備蓄、商社による長期契約、塩湖からの直接抽出(DLE)技術、使用済み電池からのリサイクルで上流の確保を急ぐ。脱炭素を進めるほど、電池鉱物の確保が経済安全保障の前提になる。
半導体は装置だけでなく素材で動く。シリコンウェハ・フォトレジスト・高純度ガス・研磨剤など、半導体製造に使う部素材で日本は世界トップクラスのシェアを握る。これは日本の『不可欠性』の中核で、維持と技術流出防止が課題になる。
半導体は最先端の製造装置で作られるが、その装置に投入される材料(部素材)がなければ動かない。シリコンのウェハ(基板)、回路を描くための感光材フォトレジスト、エッチングや成膜に使う高純度ガス、表面を磨く研磨剤(CMPスラリー)、配線材、封止材など、半導体の工程は数百種の素材で支えられている。日本はこの領域で世界トップクラスの地位を占める。信越化学工業とSUMCOがシリコンウェハで世界シェアの過半を握り、JSR・東京応化工業・富士フイルムが先端フォトレジストで高いシェアを持つ。2019年に日本がフォトレジスト・フッ化水素など3品目の対韓輸出管理を厳格化した際、半導体材料が外交カードになりうることが世界に示された。これら部素材の強みは、長年の擦り合わせ(すり合わせ)と顧客との共同開発で築かれた不可欠性そのものである。だからこそ、人材流出や技術流出を防ぎ、国内に研究・量産の基盤を維持できるかが、日本のマテリアル戦略の中心に置かれる。
蓄電池は正極材・負極材・電解液・セパレータの四つの部材でできている。日本は電解液やセパレータで強みを持つが、正極材・負極(黒鉛)では中国に押されている。電池材料の内製化が、電動化時代の産業競争力を左右する。
リチウムイオン電池は、リチウムを蓄える正極材、それを受け取る負極材(主に黒鉛=グラファイト)、イオンを運ぶ電解液、正極と負極を隔てるセパレータの四つの部材から成る。電池の性能・安全性・コストは、この部素材の質で決まる。日本はかつて電池材料で世界をリードし、いまも電解液(三菱ケミカル等)やセパレータ(旭化成・東レ等)、添加剤で強みを残す。一方で正極材(ニッケル・コバルト・マンガン系やリン酸鉄リチウム=LFP)と負極の黒鉛は、中国メーカーが量産規模とコストで先行し、シェアを大きく握る。黒鉛は中国が2023年に輸出管理を強めた品目でもあり、供給リスクが顕在化した。日本はパナソニックエナジー・トヨタ・本田技研などの電池投資に合わせ、正極材・負極材の国内生産や全固体電池向け新材料の開発を進める。電池材料を内製化できるかが、自動車を含む電動化時代の産業の足腰を決める。
電気自動車のモーターや風力発電に使うネオジム磁石は、日本が発明した世界最強の永久磁石。だが原料のレアアースは中国に依存する。重希土類を減らす省レアアース化と、レアアースを使わない磁石の開発が安全保障上の焦点になる。
ネオジム磁石(ネオジム・鉄・ホウ素の永久磁石)は、1982年に佐川眞人(当時 住友特殊金属)が発明した世界最強の磁石で、電気自動車のモーター、風力発電機、ロボット、家電に欠かせない。発明は日本発だが、原料のネオジムや、高温でも磁力を保つために加えるジスプロシウム・テルビウム(重希土類)は中国に依存する。そこで二つの方向が進む。一つは省レアアース化で、希少な重希土類の使用量を結晶粒界の制御で大幅に減らす技術(信越化学・TDK・プロテリアル=旧日立金属など)。もう一つは脱レアアース磁石で、レアアースをまったく使わない磁石の開発である。米Niron Magneticsは鉄と窒素からなる鉄窒化物磁石を開発し、自動車メーカー(GM・ステランティス)やサムスンの出資を受けて量産工場の建設に動く。日本でも東北大学らが鉄系新磁石を研究する。世界最強の磁石を生んだ国として、レアアース依存をどう断ち切るかが、磁石技術の次の競争軸になっている。
電力を効率よく制御するパワー半導体(炭化ケイ素=SiC、窒化ガリウム=GaN)と、軽くて強い炭素繊維。どちらも日本が研究と量産で先行する部素材で、電動化・航空・防衛の不可欠性を支える領域である。
日本が研究と量産の両方で先行する部素材に、パワー半導体と炭素繊維がある。パワー半導体は電力を効率よく変換・制御する素子で、従来のシリコンに代わり炭化ケイ素(SiC)や窒化ガリウム(GaN)が次世代材料として伸びている。これらは高温・高電圧に強く電力損失が小さいため、電気自動車・鉄道・データセンター・再生可能エネルギーの効率を押し上げる。日本ではロームや三菱電機、富士電機、デンソーがSiCに投資し、SiC基板の品質と量産が競争の鍵になる。一方炭素繊維は、軽くて鉄より強い複合材料の素材で、航空機の機体(ボーイング787の主翼・胴体)、自動車、風力発電のブレード、防衛装備に使われる。東レ・帝人・三菱ケミカルの日本3社が世界の高性能炭素繊維の過半を握る。SiCも炭素繊維も、長年の素材技術と擦り合わせで築かれた不可欠性の代表例であり、電動化・航空・防衛という安全保障に直結する分野を素材の側から支えている。
新しい材料を、AI・機械学習・データベースの力で探し当てるのがマテリアルズインフォマティクス(MI)。試行錯誤に頼ってきた材料開発を加速し、レアアースに頼らない代替材料の発見を後押しする、日本の元素戦略の中核技術である。
新しい材料の開発は長く、研究者の経験と膨大な試行錯誤に頼ってきた。これをデータとAIで加速するのがマテリアルズインフォマティクス(MI)である。過去の実験・計算・論文から材料データを集め、機械学習で『どの組成・構造が目的の性質を持つか』を予測し、有望な候補を絞り込んでから実験する。試す回数を減らし、発見までの時間を大幅に短くできる。日本では物質・材料研究機構(NIMS)が2017年に統合型材料開発・情報基盤部門(MaDIS)を設け、材料データ基盤『DICE』や情報統合型の研究拠点(MI2I)を整備し、わずか726個のデータから世界最小の熱伝導率を持つ材料を設計するなどの成果を上げた。MIは元素戦略——レアアースなど希少元素に頼らず、ありふれた元素で同等の機能を出す材料を見つける国家プロジェクト——とも深く結びつく。第一原理計算・ロボット実験の自動化と組み合わせれば、磁石・電池・触媒・構造材の新材料探索が一気に速まる。資源に乏しい日本にとって、MIは『買えない材料を自ら作り出す』ための要となる。
使用済み製品から金属を回収するリサイクル(都市鉱山)と、希少元素を使わずに済ませる代替材料。輸入に頼る日本にとって、捨てられる中から資源を採り、そもそも要らなくする技術が、安定供給の最後の砦になる。
鉱山を持たない日本にとって、使用済みの製品は『都市鉱山』という資源である。廃家電・廃自動車・使用済み電池には、金・銅・レアアース・リチウム・コバルト・ニッケルが含まれ、これを回収・再利用するリサイクルは、輸入依存を減らす現実的な手段になる。日本原子力研究開発機構発のエマルションフローテクノロジーズは、混ぜずに送液するだけで金属を分離する革新的な溶媒抽出法を開発し、使用済みリチウムイオン電池からリチウム・コバルト・ニッケルを高純度で回収する技術を進める。米Redwood Materialsや米Lilac Solutionsのように、電池リサイクルや塩湖からの直接リチウム抽出(DLE)で大型資金を集める海外勢も育つ。もう一つの柱が代替材料で、希少元素をありふれた元素に置き換える、あるいは使用量を減らす技術である(前述の脱レアアース磁石もこの一つ)。文部科学省・経済産業省の元素戦略はこの考え方を国家プロジェクト化した。採る・分ける・置き換える——資源を持たない国の戦略は、上流の確保だけでなく、循環と代替の技術にこそ宿る。
- International Energy Agency (IEA)(2025)「Global Critical Minerals Outlook 2025 — Executive summary」 IEA ・ 出典
- 経済産業省(2023)「重要鉱物に係る安定供給確保を図るための取組方針」 経済産業省 ・ 出典
- International Energy Agency (IEA)(2024)「Global Critical Minerals Outlook 2024」 IEA ・ 出典
- 独立行政法人エネルギー・金属鉱物資源機構(JOGMEC)(2024)「重要鉱物助成金交付事業(金属資源開発)」 JOGMEC ・ 出典
- 経済産業省(2021)「半導体・デジタル産業戦略」 経済産業省 ・ 出典
- Varas, A., Varadarajan, R., Goodrich, J. & Yinug, F. (BCG / SIA)(2021)「Strengthening the Global Semiconductor Supply Chain in an Uncertain Era」 Boston Consulting Group & Semiconductor Industry Association ・ 出典
- International Energy Agency (IEA)(2025)「Global EV Outlook 2025 — Battery supply chains」 IEA ・ 出典
- 経済産業省(2022)「蓄電池産業戦略」 経済産業省 蓄電池産業戦略検討官民協議会 ・ 出典
- Sagawa, M., Fujimura, S., Togawa, N., Yamamoto, H. & Matsuura, Y.(1984)「New material for permanent magnets on a base of Nd and Fe」 Journal of Applied Physics, 55(6): 2083-2087 ・ 出典
- Niron Magnetics(2025)「Niron Magnetics Awarded $52 Million to Advance US Rare-Earth-Free Magnet Manufacturing」 Niron Magnetics / Business Wire ・ 出典
- Kimoto, T. & Cooper, J. A.(2014)「Fundamentals of Silicon Carbide Technology」 Wiley-IEEE Press ・ 出典
- 経済産業省(2023)「素形材・炭素繊維・パワー半導体等の素材産業政策」 経済産業省 素材産業課 ・ 出典
- 物質・材料研究機構(NIMS) 統合型材料開発・情報基盤部門(MaDIS)(2022)「AIを活用した材料開発における我が国の取り組み 〜NIMSを例として〜」 NIMS MaDIS ・ 出典
- Ramprasad, R., Batra, R., Pilania, G., Mannodi-Kanakkithodi, A. & Kim, C.(2017)「Machine learning in materials informatics: recent applications and prospects」 npj Computational Materials, 3: 54 ・ 出典
- 株式会社エマルションフローテクノロジーズ(2024)「原子力機構発ベンチャーのエマルションフローテクノロジーズがシリーズBにて13.5億円の資金調達を実施」 PR TIMES ・ 出典
- 文部科学省・科学技術振興機構(JST)(2012)「元素戦略プロジェクト〈研究拠点形成型〉」 JST ・ 出典
② 学術分野レンズ詳細
なぜその材料が強く、軽く、電気を通し、磁石になるのか。原子の並びと電子の振る舞いから物性を解き明かすのが材料科学・固体物理。すべての部素材の競争力を支える、いちばん深い土台である。
ある材料がなぜ強いのか、なぜ電気を通すのか、なぜ磁石になるのかを、原子の並び(結晶構造)と電子の振る舞いから解き明かすのが材料科学と固体物理学である。金属・半導体・セラミックス・高分子のすべての性質は、ミクロな構造と電子状態に根ざしている。半導体が電流を制御できるのも、磁石が磁力を保つのも、炭素繊維が軽くて強いのも、突き詰めればこの基礎科学で説明される。日本はこの分野に厚い蓄積を持つ。日亜化学工業の青色発光ダイオードに連なる窒化物半導体(赤﨑勇・天野浩・中村修二が2014年にノーベル物理学賞)、酸化物超伝導や強相関電子系の研究、結晶成長や薄膜技術——いずれも世界の最前線を走ってきた。部素材の強みは、こうした基礎物理の理解の上に、ようやく量産技術として結実する。材料の競争は最終的に『物性をどこまで深く理解し、設計できるか』という科学の競争であり、その土台が日本のマテリアル産業の足腰を支えている。
原子がどう並ぶかを調べる結晶学と、磁力がどこから生まれるかを扱う磁性物理。ネオジム磁石の発明も省レアアース化も、結晶の粒の境界をどう制御するかという、この分野の知見に立っている。
材料の機能の多くは、原子の並び方(結晶構造)と、結晶の粒どうしの境界(粒界)に左右される。これを調べるのが結晶学であり、X線回折や電子顕微鏡で原子配列を可視化する。磁石の科学を支える磁性物理学は、電子のスピンがそろうことで磁力が生まれるしくみを扱う。ネオジム磁石が世界最強なのは、ネオジム・鉄・ホウ素が作る特定の結晶構造のおかげであり、高温で磁力が落ちないようジスプロシウムを加えるのも、減らすのも、結晶粒界をどう制御するかという結晶学・磁性物理の知見に立つ。日本はこの領域で世界をリードし、佐川眞人のネオジム磁石発明、東北大学や物質・材料研究機構の磁性材料研究、放射光施設(SPring-8)による精密構造解析の蓄積を持つ。レアアースを減らす・使わない磁石を作るという安全保障上の課題は、結局のところ『原子と結晶の配列をどこまで思い通りに操れるか』という基礎科学の挑戦に帰着する。
コンピュータで原子の振る舞いを計算し、材料の性質を予測する計算材料科学。第一原理計算とAI・機械学習を組み合わせるマテリアルズインフォマティクスは、新材料探索を試行錯誤から設計へと変える、いま最も伸びる学術領域である。
材料を作る前にコンピュータで性質を予測できれば、開発は劇的に速くなる。それを担うのが計算材料科学である。量子力学の基本法則から電子の振る舞いを計算する第一原理計算(密度汎関数理論=DFT。Walter Kohnが1998年にノーベル化学賞)は、新しい組成の安定性やバンド構造、磁性を実験前に見積もれる。これに大量のデータと機械学習を組み合わせたのがマテリアルズインフォマティクス(MI)で、過去の計算・実験データから有望な候補を絞り込み、人間の直感では届かない組み合わせを発見する。日本は計算材料科学の伝統が厚く、物質・材料研究機構の材料データ基盤、東京大学・東北大学の計算科学、スーパーコンピュータ『富岳』を使った大規模材料計算が進む。さらにロボット実験で候補を自動合成・評価する自律実験と結びつけば、設計から検証までが一気通貫で回る。資源を持たない日本にとって、計算とAIで『まだ存在しない最適材料』を先回りして設計する力は、レアアース依存を断つための学術的な切り札になる。
鉱石から金属を取り出す製錬化学、似た元素を分ける溶媒抽出、電池の中で起こる反応を扱う電気化学。地味だが、これらの化学・工学こそが、中国が握る『製錬』という関門を日本が取り戻せるかを決める。
鉱石を掘っても、そのままでは部素材にならない。鉱石から金属を取り出し、不純物を除き、似た元素を分ける一連の化学・工学が資源工学・製錬化学である。レアアースのように化学的性質がよく似た元素を分けるには、溶媒抽出(液と液で目的の元素を選り分ける)やイオン交換といった分離精製の技術が要る。これは高度で環境負荷が大きく、中国が川下を支配できている理由でもある。日本原子力研究開発機構が生んだエマルションフロー法は、この溶媒抽出を一工程に簡素化した革新例である。電池やリサイクルの現場では、金属の溶解・析出を扱う電気化学、触媒で反応を制御する触媒化学も鍵になる。さらに製錬は環境への負荷が大きいため、廃液処理や省エネ、二酸化炭素排出の少ない製錬法(水素還元など)の研究も進む。採掘地の多様化が進んでも、『分離・製錬を誰が担うか』が供給の関門である以上、この地味な化学・工学の力を国内に取り戻せるかが、日本のマテリアル安全保障の現実的な分岐点になる。
- Amano, H., Akasaki, I. et al. / Nakamura, S.(2014)「The Nobel Prize in Physics 2014 (blue light-emitting diodes / 窒化物半導体)」 The Nobel Foundation ・ 出典
- Kittel, C.(2004)「Introduction to Solid State Physics, 8th ed.」 Wiley ・ 出典
- Hirosawa, S., Nishino, M. & Miyashita, S.(2017)「Perspectives for high-performance permanent magnets: applications, coercivity, and new materials」 Advances in Natural Sciences: Nanoscience and Nanotechnology, 8(1): 013002 ・ 出典
- 理化学研究所・高輝度光科学研究センター(SPring-8)(2023)「放射光による磁性材料・結晶構造解析」 SPring-8 ・ 出典
- Kohn, W. & Pople, J. A.(1998)「The Nobel Prize in Chemistry 1998 (density-functional theory / 計算化学)」 The Nobel Foundation ・ 出典
- Butler, K. T., Davies, D. W., Cartwright, H., Isayev, O. & Walsh, A.(2018)「Machine learning for molecular and materials science」 Nature, 559: 547-555 ・ 出典
- Yoshizuka, K. et al.(2023)「Solvent extraction and separation of rare-earth and battery metals (emulsion flow technology)」 日本原子力研究開発機構(JAEA) / エマルションフローテクノロジーズ ・ 出典
- Binnemans, K., Jones, P. T., Blanpain, B., Van Gerven, T., Yang, Y., Walton, A. & Buchert, M.(2013)「Recycling of rare earths: a critical review」 Journal of Cleaner Production, 51: 1-22 ・ 出典
③ 日本政府・各国シナリオの検証と盲点補填
重要鉱物の議論は採掘地に目が向きがちだが、本当の関門は分離・製錬にある。中国は採掘の多角化が進んでも、ほとんどの鉱物の精製で7〜9割を握り続ける。ここを見落とすと供給の脆さを見誤る。
重要鉱物の安全保障を語るとき、最も見落とされやすいのが採掘と製錬の違いである。報道は『どこで鉱石が採れるか』に目を向けがちだが、本当の関門は鉱石を素材に変える分離・製錬の段階にある。IEAの『Global Critical Minerals Outlook 2025』によれば、20の戦略鉱物のうち19鉱物で中国が最大の製錬国で、平均シェアは約70%に達する。製錬・精製の上位3カ国の平均シェアは2020年の約82%から2024年に86%へと、むしろ集中が進んだ。希土類では中国の採掘シェアが約7割でも、酸化物分離から金属精製、磁石製造までの川下は9割超を握る。つまり採掘地を豪州やアフリカに増やしても、精製を中国に頼る限り供給の脆さは消えない。製錬は環境負荷が大きく、技術と設備の蓄積に時間がかかるため、各国が一朝一夕には追いつけない。日本やEU・米国が『精製能力の国内・有志国確保』を急ぐのは、ここが供給網の真のボトルネックだからである。採掘の数字だけを見て安心するのは、危うい誤読である。
重要鉱物・部素材は、平時はコストと効率で最適化されるが、有事には一国の輸出規制や災害で一気に途絶しうる。在庫・備蓄・調達先多様化という『効率を犠牲にした備え』をどこまで持つかが、見えにくい争点になる。
重要鉱物・部素材のもう一つの盲点は、平時の効率と有事の備えの矛盾である。グローバル化のもとで供給網はコストと効率を極限まで追求し、特定の国・企業に集中させてきた。だが、その効率の裏返しが途絶のもろさである。一国の輸出規制、地政学的対立、自然災害、事故が起きれば、最適化された供給網は一点の詰まりで止まる。2011年の東日本大震災では、ある工場の被災で世界の半導体材料や顔料が供給不足になり、サプライチェーンが一社に依存する怖さが露呈した。対策は在庫・備蓄・調達先の多様化だが、これらは平時にはコストでしかなく、企業は持ちたがらない。だからこそ国家の関与が要る。日本は経済安全保障推進法で特定重要物資の安定供給確保を制度化し、JOGMECによるレアメタル備蓄、企業の在庫積み増しや代替先確保への助成を進める。EUの重要原材料法(CRMA)も、ある鉱物を単一の第三国から65%超に頼らないという上限を掲げた。効率を少し犠牲にしてでも、有事に止まらない備えをどこまで持つか——この見えにくいコストの議論こそ、安全保障の本質である。
日本の部素材の強みは、顧客と長年すり合わせて築いた『真似のしにくさ』にある。だが人材の移籍や設備の海外移転で、この不可欠性は静かに流出しうる。強みを守る防衛が、攻めの投資と同じだけ重要になる。
日本のマテリアル産業の強みは、単なる技術の高さではなく、顧客と長年かけて擦り合わせ(すり合わせ)て築いた『真似のしにくさ』にある。半導体材料も磁石も炭素繊維も、装置や最終製品の要求に合わせて微調整を重ねた暗黙知の塊であり、これが日本の不可欠性——世界が日本なしでは作れない状態——の正体である。だが、この強みは静かに失われうる。技術者の海外企業への移籍、退職者を通じた知見の流出、コスト削減のための生産設備の海外移転、合弁を通じた技術移転が、長年の蓄積を競合国に渡してしまう。半導体や磁石の分野では、日本が先行していた技術が人材ごと他国に渡り、優位を失った例が少なくない。だからこそ、日本成長戦略は『不可欠性確保のための製品・技術の維持・強化』と並べて技術流出防止を明記する。営業秘密の保護、安全保障貿易管理(外為法による輸出管理)、重要技術の指定、人材の処遇改善——攻めの研究投資と同じだけ、築いた強みを守る防衛が要る。不可欠性は、放っておけば溶けていく資産である。
- International Energy Agency (IEA)(2025)「With new export controls on critical minerals, supply concentration risks become reality」 IEA Commentary ・ 出典
- International Energy Agency (IEA)(2025)「Global Critical Minerals Outlook 2025 — Executive summary」 IEA ・ 出典
- 内閣府(2024)「サプライチェーン強靱化の取組(重要物資の安定的な供給の確保に関する制度)」 内閣府 経済安全保障推進室 ・ 出典
- European Commission(2024)「Critical Raw Materials Act (Regulation (EU) 2024/1252)」 European Commission ・ 出典
- 内閣官房(2026)「日本成長戦略について(自律性・不可欠性を起点とした成長/マテリアル)」 内閣官房 新しい資本主義実現本部 ・ 出典
- 藤本隆宏(2004)「日本のもの造り哲学(擦り合わせ=インテグラル型アーキテクチャ)」 日本経済新聞出版社 ・ 出典
④ 産業創造 — 関連分野との相互影響予測
重要鉱物・部素材の最大の出口は、半導体・電池・自動車という巨大産業である。これらの電動化・高性能化が素材需要を押し上げる一方、素材が止まれば川下の製造も止まる。上流と川下は運命共同体になっている。
重要鉱物・部素材の最大の出口は、半導体・電池・自動車という日本の基幹産業である。半導体はシリコンウェハ・フォトレジスト・高純度ガスなど数百種の素材を呑み込み、その性能は素材の純度と微細さで決まる。電池はリチウム・ニッケル・コバルトの鉱物と正極・負極・電解液・セパレータの部材で成り立ち、電気自動車と電力貯蔵の拡大が需要を急増させる。自動車は電動化(EV・ハイブリッド)でモーター用の磁石、電池、パワー半導体の需要を一気に押し上げ、一台あたりの重要鉱物の使用量を大きく増やす。この関係は双方向である。川下の電動化・高性能化が素材需要を生む一方、素材が一つでも止まれば川下の製造ラインが止まる。中国の輸出規制で磁石や黒鉛が滞れば、自動車の生産そのものが脅かされる。だからこそ自動車メーカーが磁石スタートアップに出資し、電池材料の内製に乗り出す。上流の鉱物・部素材と川下の製造業は、もはや切り離せない運命共同体であり、素材の確保は産業政策そのものになっている。
重要鉱物・部素材は、電機・防衛・航空という安全保障に直結する分野の土台でもある。磁石・半導体・炭素繊維がなければ、最新の装備も航空機も作れない。経済の競争力と国の防衛が、素材で一本につながっている。
重要鉱物・部素材の重みは、経済だけでなく安全保障に直結する点にある。電機・電子機器はモーター・センサー・電子部品にレアアース磁石や半導体材料を使い、産業機械からロボット、医療機器までを支える。防衛装備は、レーダー・ミサイル・通信・誘導装置に磁石・半導体・ガリウム/ゲルマニウムを大量に使い、最新兵器ほど重要鉱物への依存が深い。航空は、機体の軽量化に炭素繊維複合材料が不可欠で、エンジンには耐熱合金(ニッケル・コバルト・レニウム等)が要る。これらの分野で日本が部素材の不可欠性を握ることは、同盟国にとっての価値であり、外交・安全保障の資産にもなる。逆に、中国が重要鉱物の輸出を絞れば、各国の防衛生産が制約される。米国が国防生産法でレアアース磁石の国内製造を支援し、有志国が鉱物安全保障パートナーシップ(MSP)で連携するのは、素材が軍事力の土台だからである。日本成長戦略が『自律性・不可欠性』を掲げてマテリアルを重点に置くのは、経済の競争力と国の守りが、素材で一本につながっているからにほかならない。
⑤ 総合シグナル・リスク
中国は2023年以降、ガリウム・ゲルマニウム・黒鉛・アンチモン・レアアースと、戦略鉱物の輸出規制を段階的に拡大した。製錬を握る国が供給を絞れる現実が顕在化し、重要鉱物が外交の武器になることを世界に突きつけた。
この分野で最も直視すべきシグナルは、中国による重要鉱物の輸出規制の段階的な拡大である。中国は2023年7月、半導体・防衛に使うガリウム・ゲルマニウム(中国が精製の約98%を握る)に輸出許可制を導入し、同年10月には電池の負極に使う高純度黒鉛に広げた。2024年8月にはアンチモンと超硬材料、同年12月にはガリウム・ゲルマニウム・アンチモンの対米輸出を原則禁止。2025年2月にはタングステン・テルル、4月には中重希土類(ジスプロシウム・テルビウム等)、10月にはさらに希土類と電池材料へと、規制の網は着実に広がった。これらは中国が『製錬を握る国は供給を絞れる』という現実を示し、重要鉱物が外交・経済の武器になりうることを世界に突きつけた。2025年11月には米中協議の中でガリウム等の規制が一時停止されたが、いつでも再発動しうる構図は残る。供給を一国に頼る危うさが、もはや理論ではなく現実として各国に共有された——これが日本がマテリアルを安全保障の中心に据える最大の理由である。
重要鉱物の需要が高まる中、資源を持つ国が輸出を制限し、国内加工を義務づける『資源ナショナリズム』が広がる。インドネシアのニッケル輸出禁止が象徴で、鉱石を採れる国が付加価値を囲い込む流れが供給を不安定にする。
中国の輸出規制とは別に、資源を持つ国そのものが囲い込みに動くという底流がある。これが資源ナショナリズムである。重要鉱物の需要が高まるほど、産出国は『鉱石をそのまま売るのでなく、国内で加工して付加価値を取りたい』『戦略物資として国家が管理したい』と考えるようになる。象徴はインドネシアで、2020年に未加工ニッケル鉱石の輸出を禁止し、製錬所の国内建設を企業に義務づけて、ニッケル製錬の一大拠点に成長した(その多くは中国資本が担う)。チリやアルゼンチンはリチウムを国家管理の方向に動かし、アフリカ各国もコバルト・銅で同様の動きを見せる。資源国の権利として一定の正当性はあるが、輸入国から見れば、鉱石を採れても加工が現地に縛られ、供給の予見性が下がるリスクになる。さらに、その国内加工を中国資本が担えば、結局は中国の影響力が深まるという入り組んだ構図も生む。採掘地を多様化しても、その先で資源ナショナリズムと中国資本が交差する——重要鉱物の供給網は、地政学が幾重にも絡む複雑な地図の上にある。
重要鉱物の価格は乱高下する。需要急増で高騰したリチウムが供給増で暴落するように、価格が下がると採掘・製錬・リサイクルの新規投資が止まり、次の不足の種をまく。価格の波が供給の安定を脅かす。
重要鉱物のもう一つのリスクは、価格の激しい変動である。鉱物価格は需要と供給のわずかなずれで大きく揺れる。電気自動車ブームでリチウム価格は2021〜2022年に高騰したが、その後の供給増と需要鈍化で2023〜2024年に大きく下落した。価格が高いうちは新しい鉱山・製錬所・リサイクル工場への投資が殺到するが、価格が下がると採算が合わず投資が止まる。鉱山の開発には10年単位の時間がかかるため、価格が安い局面で投資を絞れば、数年後の需要回復期にまた供給不足が来る——この振り子が繰り返される。中国はこの波を逆手に取り、価格が安いときに増産・買い増しして市場シェアを固めることもできる。だからこそ、価格が下がっても国内の採掘・製錬・リサイクル能力を維持するには、市場任せでは足りず、国の支援(助成・備蓄・長期契約・最低価格保証)が要る。EUのCRMA、米国のIRA、日本の経済安全保障推進法による支援は、いずれも『安くなると消えてしまう供給能力を、政策で支える』という発想に立つ。価格の波に左右されない供給網をどう作るかが、長期の分岐点になる。
- FTI Consulting(2025)「China's Export Controls on Critical Minerals: Gallium, Germanium, Graphite」 FTI Consulting ・ 出典
- Global Trade Alert(2025)「A Short History of Chinese Export Controls on Critical Raw Materials」 Global Trade Alert ・ 出典
- International Energy Agency (IEA)(2024)「Global Critical Minerals Outlook 2024 (Indonesia nickel / resource nationalism)」 IEA ・ 出典
- OECD(2023)「Raw materials critical for the green transition: Production, international trade and export restrictions」 OECD Trade Policy Paper ・ 出典
- International Energy Agency (IEA)(2025)「Global Critical Minerals Outlook 2025 — Price trends and investment」 IEA ・ 出典
- World Bank(2023)「Commodity Markets Outlook — Metals and minerals price volatility」 World Bank ・ 出典