電子フッ素化液：テクノロジー産業の『見えざる守護者』

現代、テクノロジーが飛躍的に発展する時代において、半導体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却、新エネルギーバッテリーの安全な保護など、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体「電子フッ素化液」が欠かせません。
この液体は、現代ハイエンド製造業における「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の進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能性液体材料の一種です。
その分子構造では、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 結合を形成しています。この独特な化学構造により、極めて高い化学的惰性、卓越した電気絶縁性、優れた熱安定性、そして優れた放熱性能が実現されています。
また、誘電率は1.8～2.0（参考までに、空気は1）と非常に低く、ほぼ絶縁体であることを意味します。沸点は35℃から275℃の幅広い温度範囲にわたり、場合によっては290℃に達するため、様々な過酷な工業環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) 半導体製造の『重要な補助役』

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担っています。
・ ウェハー表面のナノレベルの不純物を洗浄し、従来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、従来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力にサポートしています。

(2) データセンターの『冷却の達人』

現在、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、政府機関はデータセンターのエネルギー利用効率（PUE）の監視を一層厳格に行っています。
2024年7月3日に国家発展改革委員会等が発表した『データセンターグリーン低炭素発展特別行動計画』では、「2025年末までに新設及び改修・拡張される大型・超大型データセンターのPUEを1.25以内、国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技術の急速な発展により計算能力の需要が指数関数的に増加し、高密度GPUサーバーの広範な採用でデータセンターのエネルギー消費が急上昇。これにより、PUE基準の達成は大きな課題となっています。
このような中、冷却システムのエネルギー消費削減が鍵となります。実際、ZTEの液冷技術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却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。
相変化浸没液冷技術を採用した場合、PUEは1.15～1.05まで低下し、非常に優れた省エネルギー効果が実現。電子フッ素化液は、この冷却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用を支えています。

浸漬型液体冷却サーバー

(3) 高圧電力機器の『絶縁の守護者』  

超高圧変圧器、新エネルギー自動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場では、フッ素化液が絶縁かつ冷却媒体として活躍。
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、沸点が275℃、耐電圧が40 kV/mm以上と、高温環境下でも安定した性質を保持。分解や劣化を防ぐことで、短絡などの電気的トラブルのリスクを大幅に低減し、高圧電力機器の安全運転を強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 - 中国南方電力網梅州宝湖エネルギー貯蔵発電所

(4) 航空宇宙・軍事分野の『極限環境への適応者』

その独自の物理化学的特性と、-130℃から275℃という極端な温度に耐える能力により、電子フッ素化液は戦闘機のレーダーや衛星の電子機器冷却システムなど、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、厳しい宇宙航空機の環境下で本液体が示す独自の優位性と高い実用価値が報告され、航空宇宙・軍事装備の極限状態での安定運用に貢献していることが明らかにされています。

（1） 卓越した物理化学的特性

• 化学的惰性
  電子フッ素化液は、酸、アルカリ、金属など一般的な物質とほとんど反応せず、米国環境保護庁（EPA）の認証も取得。その半数致死量（LD50）は5000mg/kgを超え、実質的に無毒と評価されているため、複雑な応用環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、電子機器運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。
• 環境に優しい持続可能性
  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境基準を完全にクリア。環境保護への関心が高まる中で、長期的な発展性と応用の広がりが期待されます。

（2） 産業アップグレードに伴う堅固な需要

米国の『チップ・アンド・サイエンス法案』の推進や、中国の「十四五」電子材料発展計画の実施により、半導体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。
市場調査機関 QYResearch の統計によれば、2024年の世界電子フッ素化液市場の売上高は13.8億ドルに達し、2031年には21.27億ドル（2025～2031年の年平均成長率6.5％）にまで成長すると予測されています。
このような市場動向の中で、電子フッ素化液は産業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。

画像出典：QRYesearch

これまで長らく、電子フッ素化液の核心技術は3Mなどの国際大手企業に独占されてきました。しかし、近年、中国のテクノロジー企業は自社開発を加速し、国外技術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、すでに業界認証を取得。純度、誘電強度、熱伝導性、沸点、表面張力、粘度といった主要指標において国際先進水準を達成しており、新エネルギー、リチウム電池、AIデータセンター、半導体製造など多岐にわたる分野で成功裏に採用されています。
これにより、国産電子フッ素化液は高い評価を確立し、我が国がこのキーマテリアル分野で実質的な突破を遂げ、世界市場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、その高度な技術的ハードルだけでなく、材料科学と先端製造技術との架け橋を確実に築いている点にもあります。
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、新エネルギー自動車のバッテリー冷却システム、さらには宇宙を飛翔する衛星の電子保護装置に至るまで、この一見『見えにくい』液体は、現代テクノロジー産業において欠かせない推進力として機能しています。
未来を見据えると、国産化の加速に伴い、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、その輝かしい未来を切り拓くことでしょう。