窒化 ガリウム。 窒化ガリウム基板

窒化ガリウム

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最近出てきた新半導体の窒化ガリウム GaN を採用した充電器をご存知ですか? GaNは簡単に言うと発熱を抑えて高効率充電を可能にした半導体素子で、USB充電器がより小型に大出力が可能になり、急速充電やPCを充電するUSB PD Power Delivery 充電器ではGaN採用の充電器が標準になってきています。 ノートPC以外の スマホ・タブレット・Nintendo Switchなどと一緒に持ち歩くには最適な窒化ガリウム GaN 充電器と言えます。 ノートPC用充電はあきらめてください (その場合は4千円ほどでが売ってます)。 ただ、GENKIドックでも充電は不可でもノートPCでもHDMI出力は可能です。 Switchを持っている方は必須アイテムとして、ノートPC以外のスマホやタブレットの急速充電やHDMI出力してお仕事で使う場合に、ポータブルSSDやHDDを持ち歩いている方にもかなりなお役立ちガジェットです。 そもそも窒化ガリウム GaN 採用の充電器とは? 窒化(ちっか)ガリウム GaN が採用されたUSB充電器について簡単にみていきましょう。 (2015年のMacBook(ノートPC)が最初にUSB-C端子のPD充電を採用) 今まではノートパソコンの充電は専用のACアダプターで決まった電力で19. 5Vx2. この電力制御の中心的存在がパワー半導体と言われる素子を、従来は シリコン半導体を使ってて、電力効率が悪いので電力を熱に変えてしまい、発熱も考慮する必要がありました。 そこでシリコン半導体の代わりに最近登場した、電力を通しやすいのであまり熱もでることがない窒化ガリウム GaN 半導体を採用したUSB PD充電器が登場したというわけです。 メリット• 従来のUSB充電器よりコンパクト• 電気を通しやすく高出力• 発熱が少ない デメリット これから紹介する窒化ガリウム GaN 採用のGENKIドックにもデメリットがありますので紹介していきます。 従来(シリコン半導体)のUSB PD充電器と比較 GENKIドックはUSB充電以外にもHDMI出力やデータ通信もできるので、USB PD充電器と単純には比較にはできないと思いますが、参考までにウチにあるUSB PD充電器とサイズを比較すると、おおよそ70%サイズダウンといったところ。 USB PDはそれぞれレビューしてますのでご参考にしてください。 2017年ごろに出た少し小型化した45W USB PD充電器 2016-07-19 17:34 GaNのUSB PD充電器が少しわかったところで、窒化ガリウム GaN を採用した充電器の2ポートとHDMIを合体させたGENKIドックをみていきましょう。 ポケットサイズのNintendo Switch用に開発されたドック• 最近流行りの高速充電USBアダプタに採用されている窒化ガリウム GaN 採用なのでコンパクトで高速充電可能• Switch以外にもスマホやタブレット・PCもHDMI出力可能 Nintendo Switch用のドックとして開発されていますが、スマホやタブレットのお供としても十二分に使えるガジェットです。 簡単にみていきましょう。 GaN採用のUSBアダプタ1ポートのやつでも4~5千円はするので、それだったらHDMIとUSB2ポートあるGENKドックを選んだほうが得ですね。 外出先では、Switchやスマホ・タブレットのUSB充電器としても使えますし、HDMI出力もオマケについているスグレモノ。 HDMI接続で外部ディスプレイでプレイする Nintendo Switchを充電しながらディスプレイに接続して、プレイできる点もいいですね。 スマホやタブレットも同じことができます。 コンパクトで軽量ってことです。 外出時の軽さは正義! ポート ポートは3つUSB-C・USB-A(2つのUSBポートの合計で最大30W ・HDMI ポート USB3. 1 Type-C USB PD 3. 0対応(急速充電可・Max25W) 10Gbpsデータ転送・映像伝送 USB3. 1 Type-A(標準USB端子) 標準充電・10Gbpsデータ転送(Max5W) HDMI2. 0 ディスプレイと接続 FullHD 1920x1080px USB-Cが60W出るタイプでしたらノートパソコンも充電できて最強の窒化ガリウム充電器でした。 今後のバージョンアップを期待しましょう。 (Nintendo Switchの消費電力は16Wほど、Genkiドックで充電しながら遊べます。 ) GENKIドック 開封 GENKIドック本体が届いたので簡単にチェックしていきましょう。 箱 箱がなんといっても特徴的でNintendo Switchカラーなレッド・ブルーの箱 こちらのサンプル品はファウンダーエディションでレビューしたら返すことになっています。 GENKIドックは現在製造中でかなり数が少ないようです。 というより、まだ改良中でサンプル品なので、実際に販売される時には大幅に仕様が変わる可能性もあります。 開封 本体は黒い小さなUSBアダプタといった感じで、側面が少し透けています。 コンセントは折り畳めるタイプなので、モバイルに適している。 HDMI・USB-A・USB-Cが縦に並んでいる。 海外でも使えるように入力は100~240Vで、USB-A:5V1A、USB-C:5V2A・9V2. 44A・15V1. 66A 24. 96W になっています。 やはりUSB-AとUSB-Cと合計でMax30W出力ということですね。 付属品 GENKIドック本体以外に巾着袋のケース・1. 8M USB-Cケーブル(両方USB-C)、シールと各国語の簡単な取説。 GENKIの刻印入のUSB Type-Cケーブル(両端USB-C) 仕様を見るとUSB-Aのほうは5V1Aで、USB-Cは5V2A・9V2. 44A・15V1. 66Aで、合計で30Wのようです。 海外旅行時に便利なグローバルアダプターキット こちらのコンセントアダプターはまだ完成していないようで、 現在GENKI Dockのセットで入っているのは、1. 8mのUSB-Cケーブル・専用ポート・取説・シールのみでした。 現在はアダプタを生産中っぽいです。 充電はUSB-C:急速充電・USB-A:通常充電 USB-CとUSB-Aにスマホをさした時の充電速度が違います。 (ほぼ充電完了時に刺しちゃったので充電完了までの時間は参考になりません・・) 充電速度が違ってきますので、通常はUSB-CのほうにSwitchやスマホ・タブレットをさしましょう。 GENKIドックはモバイルモニタで使えるのか? モニタスタンドは3Dプリンタで作りました。 USB Type-C:スマホ・タブレット• USB-A(標準USB):モバイルモニタの電源• HDMI:モバイルモニタのHDMI WIMAXIT 4KモバイルモニタはGENKIドックで表示されるか? 最初にWIMAXIT 4KモバイルモニタとGENKIドックとスマホを接続してみました。 結果は「No SIGNAL」で映像出力されませんでした・・・GENKIドックが悪いというよりWIMAXITモバイルモニタに原因があるようです。 USB接続をUSB-CとUSB-Aを逆にしてみましたが、どちらにせよ映像出力不可でした。 BliTZWolf モバイルモニタはGENKIドックで表示されるか? 続いてBliTZWolfのタッチ付きモバイルモニタを試してみましょう。 GENKIドックとGalaxy note 10 Plusと接続するとBliTZWolfモバイルモニタで表示されました! Galaxy note 10 PlusのDexも表示されます。 こちらはちょっと無理でした。 やはりUSB Type-C1本で接続するモバイルモニタで、HDMI入力がないのでGENKIドックには向いてないモバイルモニタですね。 ASUS MB16AMT モバイルモニタ こちらのモバイルモニタはタッチ対応で、HDMIでもUSB Type-Cケーブル一本でも使えるスグレモノ。 今回はHDMI接続をやってみたところ。 というよりGENKIドック介さないでスマホとASUS MB16AMTをつなげればいい話ですけど、充電しながらモニタも表示させたいということであればHDMI接続するしかないです。 GENKIドック 気に入ったところ!と気に入らないところ GENKIドックは使っているうちに、けっこう面白い使いみちがあったりして楽しい。 Switchは持ってませんので、スマホや周辺機器でちょっと試してみました。 パワー不足でノートPCは充電不可 USB-CがUSB PD対応なのでノートパソコンも充電できるかな?と思いましたが・・・結果は不可。 Maxで30Wしか出力できないUSBアダプタなのでこれは仕方がない。 GENKI Audio(ゲンキオーディオ)でBTイヤホンが使える こちらはすでに販売開始されている、Nintendo Switchに挿すとワイヤレスイヤホンに対応するアダプター、GENKIドックと一緒に使えます。 完全ワイヤレスイヤホンを使える このGENKI AudioをNintendo Switchに装着すると、完全ワイヤレスイヤホンを使うことができるようになります。 GENKIドック 使ってみた感想 結論として、GENKIドックは外でNintendo Switchをプレイする人には充電器として必須アイテムになります。 さらに友だちのウチでディスプレイにHDMI接続する場合にも必要でしょう。 Switch・スマホのお供としてGENKIドックのメリット スマホ・タブレットのお供としての使いみち• 急速充電可能• 2台同時に充電可能(1台のみ急速充電)• モバイルモニタと電源があれば、どこでもスマホで仕事ができる• 電源なしでSDカード・SSD・USBメモリが使える!• 電源ありでポータブルHDDが使える GENKIドックのデメリット 残念なところは、ノートパソコンの充電器としては使えないところ。 USB-Cのノートパソコンの充電には使えない(60W出るアダプタだったら最高でした。 GENKIドック:Max30W)• 普通のディスプレイでは問題ありません。 Nintendo Switch用ではなく、スマホやタブレットの充電用としても2ポートあるしHDMI付きなので、窒化ガリウム GaN のUSB充電アダプターを買うよりもお得です。 ドコよりも早くクーポン情報がみれます。 ショップの担当者が書いた最大遅延5分以内のクーポン情報が見れて、内部情報も出てしまう・・・のでチェックしてみてください。 カテゴリー• 800• 113• 112• 110• 187• 255.

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GaN(窒化ガリウム,ガリウムナイトライド) 新陽

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窒化ガリウム半導体デバイスの 市場レポートは、最初の手の情報、業界アナリストによる定性的および定量的な評価、バリューチェーン全体で、業界の専門家や業界関係者からの入力をまとめたものです。 レポートは、セグメントごとの市場の魅力とともに、親市場のトレンド、マクロ経済指標、支配要因の詳細な分析を提供します。 レポートはまた、市場セグメントと地域に対するさまざまな市場要因の質的影響をマッピングします。 リンクをクリックして、レポートのサンプルコピーを取得します。 窒化ガリウム半導体デバイス産業の成長を牽引する主な要因には、家電および自動車における窒化ガリウムの広大な対応可能な市場、 革新的なアプリケーションを奨励する窒化ガリウム材料のワイド バンドギャップ プロパティ、RFパワーエレクトロニクスにおける窒化ガリウムの成功などがあります。 世界の窒化ガリウム半導体デバイス市場の トップ企業 :クリー、インフィニオン、Qorvo、マコム、マイクロセミ、三菱電機、効率的な電力変換、ガンシステムズ、ニチア、エピスター、エクサガン、ビジックテクノロジーズ、インテグラテクノロジーズ、トランスフォム、ナビタスセミコンダクター、 Samsung、Analog Devices、Panasonic、Texas Instruments など。 2020年3月2日 : Texas Instruments (TI)(Nasdaq:TXN)は、Automotive Electronics Council(AEC)-Q100規格のグレード0の周囲動作温度仕様に認定された業界初のデジタルアイソレーターを発表しました。 ISO7741E-Q1は、業界をリードする1. 温度グレード1認定の集積回路(IC)がサポートできます。 世界的な 窒化ガリウム半導体デバイス 市場:製品タイプと用途別: このレポートは、 タイプに基づいて市場を分類します。 光 パワー RF アプリケーション に基づいて 、市場は次のように分割されます。 通信 産業 消費者向けオリエンテーション 企業使用 軍事 医療 その他 地域別の分析 のために 窒化ガリウム半導体デバイス市場: 市場のダイナミクスを包括的に理解するために、グローバルな 窒化ガリウム半導体デバイス 市場を 、米国、中国、ヨーロッパ、日本、東南アジア、インドなどの 主要な地域で分析します。 これらの各地域は、市場のマクロレベルの理解のために、これらの地域の主要国全体の市場調査結果に基づいて分析されます。 窒化ガリウム半導体デバイス 市場調査レポートは、戦略的分析、ミクロおよびマクロ市場のトレンドとシナリオ、価格分析、および予測期間の市場状況の全体的な概要を提供し、主要な競合他社を注意深く監視します。 これは、一次および二次ドライバー、市場シェア、主要セグメント、地理的分析に焦点を当てた専門的で詳細なレポートです。 さらに、主要なプレーヤー、主要なコラボレーション、合併、買収、およびトレンドのイノベーションとビジネスポリシーがレポートでレビューされています。 レポートには、2020年から2026年までの市場のグローバルステータスとトレンド、市場規模、シェア、成長、トレンド分析、セグメント、予測に関する基本情報、二次情報、高度な情報が含まれています。 このレポートの詳細については、次をご覧ください。 以下は、 窒化ガリウム半導体デバイス 市場の主要な目次です。 この市場調査は、市場の重要な情報と事実に関するデータを提示し、市場の推進要因、制限、および将来の展望に基づいて、この市場の全体的な統計調査を提供します。 レポートは、ポーターの5つの力の分析とSWOT分析の支援を受けて国際経済競争を提供します。 特定のクライアント要件に基づいてレポートをカスタマイズします。 —選択した5か国の無料の国レベルの分析。 — 5つの主要な市場プレーヤーの無料の競争分析。 —他のデータポイントをカバーするための無料の40時間のアナリスト。 レポートでCovid-19の効果をどのように考慮したか: 私たちがリストするすべてのレポートは、COVID-19の影響を追跡しています。 営業チームに確認してください。 私たちに関しては: MarketInsightsReports は、 ヘルスケア、情報通信技術(ICT)、技術とメディア、化学物質、材料、エネルギー、重工業など を含む業界の垂直市場のシンジケート調査を提供します。 MarketInsightsReports は、グローバルおよびリージョナルマーケットインテリジェンスのカバレッジ、360度のマーケットビューを提供します。 これには、統計予測、競合状況、詳細なセグメンテーション、主要なトレンド、および戦略的推奨事項が含まれます。

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【福田昭のセミコン業界最前線】次世代半導体「酸化ガリウム」開発の旗手「FLOSFIA」を訪ねる

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株式会社FLOSFIAの本社外観 正面入り口から見たところ。 マイコム株式会社 モーター制御機器の開発企業 と同居している。 2階にマイコム、3階にFLOSFIAが入居しており、1階は両社が共有する。 2020年3月12日に筆者が撮影 半導体材料「酸化ガリウム Ga2O3 」が、次世代パワーデバイスの有力候補として急速に注目を集めている 参照。 シリコン Si のパワーデバイスはもちろんのこと、新世代のパワーデバイス用半導体である炭化シリコン SiC と窒化ガリウム GaN を超える性能を理論的には実現できるからだ。 パワーデバイスの理論的な性能を評価する指標として良く使われている「バリガの性能指数」で比較すると、酸化ガリウムの性能指数はシリコンの3,000倍、炭化シリコンの6倍、窒化ガリウムの3倍と高い。 「究極のパワーデバイス」となるポテンシャルを備えている。 この性能の高さが、酸化ガリウムの魅力だ。 酸化ガリウムが注目を集めている理由はほかにもある。 製造コストをシリコンのパワーデバイスに近い水準まで、低減できそうなこと。 それから、デバイスや基板 ウェハ などの研究開発で日本が先行していること。 さらに開発を主導しているのは、大手のパワー半導体メーカーでも大手のパワーエレクトロニクスメーカーでもない。 研究開発を牽引しているのはベンチャー企業と大学、研究開発法人である。 パワーデバイスを想定した酸化ガリウムの研究開発の歴史は、約10年とかなり短い。 国立研究開発法人の情報通信研究機構 NICT : National Institute of Information and Communications Technology とタムラ製作所、京都大学 工学部電気電子工学科の藤田研究室 の3者によって2010年~2011年に研究がはじまった。 その後、NICTとタムラ製作所からはベンチャー企業「株式会社ノベルクリスタルテクノロジー」 埼玉県狭山市 が、京都大学からはベンチャー企業「」 京都府京都市西京区 が誕生した。 このベンチャー企業2社が、日本における研究開発の中核企業だと言える。 ノベルクリスタルテクノロジーとFLOSFIAの概要は、以前に本コラムでご紹介した 参照。 ノベルクリスタルテクノロジーは酸化ガリウムのウェハ開発とデバイス開発、FLOSFIAは酸化ガリウムのデバイス開発に取り組んでいる。 筆者はごく最近になって、FLOSFIAの本社オフィスを訪ねる機会を得た。 同社のキーパーソンとディスカッションしていくつかの知見を得たので、同社における最新の開発状況をご説明したい。 JR京都駅からFLOSFIA本社オフィスまでの道のり FLOSFIAの本社オフィスは、京都大学の桂キャンパスに位置する。 JR京都駅からは、約1時間の道のりだ。 京都市営地下鉄烏丸線で京都駅から国際会館行きに乗り、2つ目の四条駅で下車。 ここで阪急電鉄京都本線に乗り換える。 歩いてすぐに同線の烏丸駅に着く。 大阪方面行き 通常は大阪梅田行き の準急で4つ目、特急で1つ目の桂駅で下車し、西口のバスターミナルに出る。 バスターミナルには3つの停留所が並んでおり、先頭の停留所でバスを待つ。 目的のバス 京都市営バスあるいは京阪京都交通バス は「桂坂中央ゆき」である。 およそ10分ごとに出発するので、かなり使いやすい。 バスの精算方式は後払い方式。 「後部から乗車して整理券を取る、あるいは交通系ICカード SuicaやICOCAなど をリーダに読ませる。 降りるときに先頭部 運転席付近 で現金あるいは交通系ICカードで精算」という方式である。 基本的に「釣り銭」がなく、小銭がないときは運転席付近の両替機で千円札を両替して支払う。 千円札がないと両替ができないので、注意されたい。 バスは出発するとしばらくは平坦な道を走る。 途中から急カーブのある坂道をぐいぐいと登りはじめると、すぐに目的の「桂イノベーションパーク」停留所に到着する。 所要時間は道路が空いていると10分ほどと、かなり短い。 バスの停留所から目的のFLOSFIAまでは、坂道を下り、つぎに交差点で右に曲がって坂道を登る。 しばらくすると右手に3階建のビルが見えてくる。 これがFLOSFIAの本社だ。 バス停からはゆっくり歩いて2分ほどで到着する。 四戸 孝 しのへ たかし 氏 左 と井川 拓人 いがわ たくと 氏。 四戸氏は取締役CTO 最高技術責任者 兼パワーデバイス事業本部長をつとめる。 東北大学理学部を1981年に卒業し、東芝に入社。 GTOサイリスタやIGBT、SiCデバイスなど、数多くのパワーデバイスの開発に携わってきた。 2016年11月に東芝を定年退職。 2017年4月にFLOSFIAのメンバーとなった。 井川氏は、FLOSFIAの母体である京都大学工学部の藤田研究室を修士で卒業後、2012年に伊藤忠商事に入社。 太陽光発電や石炭などのエネルギー分野を担当し、海外駐在を経験した。 2017年1月にFLOSFIAのメンバーとなる。 この写真は筆者が2020年3月12日に撮影した まとめると、FLOSFIAは3つの優位性を備えていることが理解できた。 1つは、「酸化ガリウム」がパワーデバイスとしてほかの材料に比べて理論的に高い性能を備えること。 最後は、原料の溶液を霧 ミスト 状にして反応させる独自の成膜技術「ミストCVD法」を開発したことである。 酸化ガリウムの物性定数。 アルファ相とベータ相を比較すると、理論的にはアルファ相の性能が高い。 出典 : 四戸孝、「ミストCVD法による各種薄膜形成技術」、『THE CHEMICAL TIMES』、2019年、no. 4 通巻254号 、pp. 8-11 発行元 : 関東化学 これら3つの優位性のなかで、後者の2つは密接につながっている。 ミストCVD法は成長させる薄膜の結晶構造が、基板 ウェハ の結晶構造と同じになる。 ウェハにはアルファ相のアルミナ Al2O3 、すなわちサファイアを使う。 サファイアの結晶構造は「コランダム構造」と呼ばれる。 サファイアのウェハにミストCVD法で成長させた薄膜も、「コランダム構造」となる。 酸化ガリウム Ga2O3 も、コランダム構造であるアルファ相が成長する。 ベータ相は成長しない。 サファイアのウェハは、コストが低いという特長を備える。 シリコンウェハに比べるとやや高いものの、炭化シリコンウェハと窒化ガリウムウェハに比べるとずっと低い。 しかもミストCVD法ではウェハを再利用するので、ウェハの実質的なコストはさらに下がる。 製造コストではシリコンのパワーデバイスに近い水準を狙える。 ショットキーバリアダイオード SBD から製品を量産へ 半導体のビジネスには大別すると、特定顧客向けのカスタム品を開発する事業、顧客を特定しない市販品を開発する事業、設計や製造などを請け負う受託事業などがある。 ベンチャー企業は知名度が低いことが多い。 3つの事業モデルのなかではカスタム事業と受託事業が、どちらかと言えばハードルが低い。 ベンチャー企業が入りやすい事業モデルと言える。 FLOSFIAは、顧客を特定しない市販品を手掛ける。 ベンチャー企業としては難度が高い事業モデルである。 国内市場については、電子デバイス商社の伯東と協栄産業を販売代理店とした。 海外市場については検討中である。 まずは国内市場で顧客の反応を見る、ということだろう。 半導体デバイスの顧客にとっては、同じシリコンの半導体デバイスでも、新しいベンダーの製品を採用することはそれほど簡単ではない。 ましてや新しい材料となると、よほどの理由がないかぎり、採用は難しい。 たとえば炭化シリコンのパワーデバイスは今でこそ採用が進んでいるものの、顧客による扱いは当初は厳しいものだった。 「2000年頃は、電源メーカーが炭化シリコンデバイスを評価すらしてくれない状況だった。 それから10年くらいかけて市場が立ち上がってきた」 四戸氏。 意外なことに、こういった苦労は酸化ガリウムのパワーデバイスでは、あまり見られないという。 「国内の顧客企業による期待は高い」 井川氏。 その大きな理由に、顧客企業は炭化シリコンパワーデバイスの採用を通じて新材料の評価方法や試験方法などの経験を積んだことがあるという。 この経験は現在でも生きており、以前に比べると新材料の採用に対するハードルが低くなっている。 これはFLOSFIAにとって幸いな状況だろう。 FLOSFIAが量産をはじめる最初の製品は、ショットキーバリアダイオード SBD である。 民生用で耐電圧600V、電流10Aの中耐圧品を販売する。 定格電力だと数百W~1kWの領域だ。 サーバーやエアコンなどの電源ユニット、それも力率改善 PFC 回路を狙う。 SiCよりも高い性能と低いコストが強みだ。 今年 2020年 の年内には、量産をはじめる予定である。 外部企業を活用して設備投資を抑制 酸化ガリウムSBDは現在、直径2インチ 約50mm のサファイアウェハで製造している。 量産では、直径3インチ 約75mm のサファイアウェハに切り換えてスループットを高めるとともに、製造コストを下げる。 量産時点での製造ラインは外部企業を活用した、いわゆる「ファブライト」方式となる予定である。 ミストCVD法による酸化ガリウム薄膜の成長といったコアとなるプロセスはFLOSFIAで実施する。 それ以外の前工程 ウェハ処理工程 と、後工程 パッケージング工程 は外部企業に委託する。 外部企業の活用によって製造設備への投資金額を抑制する。 なお製造ラインの見学は許可されなかった。 少々残念だ。 酸化ガリウムデバイスの製造工程と外部企業の活用 ファブライト。 出典 : FLOSFIAの英語版会社案内 2017年 じつは今回の訪問では当初、代表取締役CEOの人羅俊実氏へのインタビューを予定していた。 しかし人羅氏の体調が良くなかったことで、インタビューは当日になって中止された 前日の株主総会が影響したのかもしれない。 その代わりに、売上高の見通しに関するコメントをいただいた。 それは「2030年に1,000億円」という非常にアグレッシブなものだ。 市場調査会社の富士経済が2019年6月5日に発表した市場予測では、酸化ガリウム系パワーデバイスの市場規模は2030年に1,542億円に達するという。 この予測が正しければ、1,000億円というのはFLOSFIAが市場シェアで約3分の2を占めるという未来を意味する。 実際にそのようなバラ色の未来が実現するのかどうか。 行方を見守っていきたい。

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