1980年、製造業では半導体の技術競争が激化しつつあった。
この年、「画期的セラミックス材料を開発して、トクヤマの新事業の一つにしよう」との信念のもと、神奈川県藤沢市に新設された研究所において、新しい研究がスタートした。
「どの材料を選択するか迷いながら、まずは、酸化物をカーボンで還元する方法でいろいろな窒化物や炭化物を試作することから始めた」と語るのは、当時、研究にあたった倉元信行（現・取締役 研究開発部門長）。
倉元は、1977年から約2年、科学技術庁の「無機材質研究所」へ派遣され、サイアロンというセラミックス（Si-Al-O-N）を常圧焼結（緻密化）する研究に取り組んだ実績があった。「ファインセラミックスを高温で焼き固めると、さまざまな機能を持ったセラミックスに変貌する……」そんなセラミックス研究の醍醐味が、倉元のトクヤマでの研究心に火を着けたのである。

基礎研究の段階で、材料が新規品であることに起因し、化学物性・物理物性評価法の開発も必要となった。それらを一つずつ自社技術として構築していくことに、研究者としての苦労があったが、同時に次なるステップへの礎となった。
研究を重ねたある日。アルミナを原料として初めて合成したAlNの粉末をホットプレスしたとき、今までの黒いものとは様子の違うものができあがったのである。薄く削って日にかざすと、倉元の指の影が動いた。

「超高純度でシャープな分布のAlN粉末を焼結すれば、透光体ができる！」
「その熱伝導をはじめとする物性は、単結晶に近い理想的なものになる！」

倉元と谷口（現・理事 つくば研究所長）は、歓喜の声をあげた。81年暮れのことだった。 以降、二人の研究は、「透光性AlNセラミックスと、その原料粉末の開発」へとシフト。約1年の実験を経て、遂に透光性の焼結体が完成した。アルミナをカーボンで還元しながら窒化する事によって高純度のAlN粉末を合成し、これを原料として工業的な量産法である常圧焼結法によって超高純度で緻密な新セラミックスを製造することに成功したのである。

この透光性AlNセラミックスの熱伝導率を測定した結果、金属アルミ二ウムとほぼ同等という値を達成。さらに、高強度、半導体シリコンに近い熱膨張率などの特徴を有することが判明した。

「これなら、高出力ICチップの放熱問題も解決できる！」

新セラミックスの優れた特性は、高熱伝導・絶縁AlN基板開発への大きなステップとなった。 トクヤマでは、この新しい高純度窒化アルミニウム粉末（※1）とセラミックスを物質特許として申請。これは単一の窒化物の透光体を常圧焼結で作った世界最初の事例となった。84年、トクヤマは、AlN粉末（※2）、AlN顆粒（※2）、そして『シェイパルR』（※3）と名付けられた透光性AlNセラミックスの技術資料を公開し、世界的な注目を集めることとなった。 半導体実装の現場では、半導体の高密度化、ハイパワー化の流れの中で、半導体から発生する熱をどう処理するかが大きな問題点となっていた。このような時に絶縁性でかつ高い放熱性を有するAlNの出現は、まさに時代のニーズを捉えたのである。

トクヤマではこの発明を基に、工業材料として実績のなかったAlNの事業化に世界にさきがけて取り組み、品質面での評価にめどを得たことから量産化に踏み切る。AlN原料粉末、セラミックス、さらにはAlNセラミックス上に金属や合金の薄膜あるいは厚膜を施したメタライズ基板の製品化に成功し、多くの実装実績を上げている。
具体的には、大型コンピューターやスーパーコンピュータの冷却部材、ドイツ新幹線を始めとする国内外の電車の電源用絶縁板、ＤＶＤなどに使用するレーザーダイオード用の基板、ハイブリッド・カーなどの自動車のコントロール・モジュール用基板など多くの最先端半導体の実装に、このAlNが使用され、工業材料としての地位を固めるまでになった。 さらに、トクヤマでは、本特許を米国の大手化学メーカーなどにライセンスを供与している。 98年にはそうした実績が認められ、「高機能AlNセラミックスの発明（特許第1579756号）」により、「内閣総理大臣発明賞」（※4）を受賞した。

AlNは、高熱伝導率・高絶縁性という特性を生かした放熱基板用素材として、新しい用途開発が行われてきた。従来はセラミックス(アルミナやベリリア)・金属材料等が放熱基板として用いられていたが、これらの材料との比較でその優位性が認められ、市場への浸透が進んできた。
これからは、耐プラズマ特性や高周波特性など、AlNならではの機能を活かした分野への展開に大きな期待がもたれている。AlNは、情報処理分野、自動車・車両分野、光通信分野、半導体分野をはじめ、最先端技術を要する幅広い分野で、さまざまなニーズに応える素材として活用され続けることだろう。