材料シミュレーションソフトの最適な選び方を徹底解説！おすすめの製品も紹介

選び方に入る前に、材料シミュレーションソフトが何を計算するのかを押さえます。役割が分かると、製品ごとの違いを読み解きやすくなるでしょう。基本的な用語は、材料シミュレーションソフトとはの記事でも整理しています。

材料シミュレーションソフトが担う役割

このソフトは、物質をつくる原子や分子の振る舞いを、コンピュータ上で計算します。電子状態から物性を求める第一原理計算や、原子の動きを追う分子動力学が代表的な手法です。

合金の状態や組織の変化を扱う熱力学計算も、このカテゴリに含まれます。実験の前に条件を絞り込めるため、試作や実験の回数を減らす用途で使われます。

製品形状の解析との違い

製品の形状に生じる強度や熱を調べるのは、CAEソフトや構造解析ソフトの役割です。材料シミュレーションは、その手前にある材料そのものの性質を計算します。

配合レシピを管理する配合管理システムとも、役割が異なります。材料シミュレーションは、配合を決める前に、材料の候補を絞り込む道具です。

計算手法と得意な材料

電子や原子の単位で計算する手法と、合金の相の安定性を計算する手法では、扱う対象が異なります。手法の名前が同じでも、製品ごとの計算範囲は同じではありません。

高分子、電池材料、半導体材料、合金など、得意とする材料も製品ごとに違います。手法の名前よりも、自社の材料を扱えるかを先に確認しましょう。

編集部コメント：材料シミュレーションソフトは、計算手法ごとに製品が分かれています。自社の材料と知りたい性質を先に書き出すと、候補を絞り込みやすくなるでしょう。

材料シミュレーションソフトは、計算の対象と手法によって、大きく5つに分けられます。どの型を選ぶかで、必要な計算環境も、費用の構成も変わります。

• 量子化学・第一原理計算型
• 統合GUI・ワークフロー型
• 高分子・マルチスケール・微細構造型
• AI力場・分子動力学型
• 合金の熱力学計算・組織型

量子化学・第一原理計算型

電子の状態から、材料や分子の性質を計算する型です。QuantumATKは、DFTから機械学習力場までを1つの環境で使い分けられます。半導体の界面の計算にも使えます。

Gaussian 16、BIOVIA TURBOMOLE、Q-Chemは、量子化学プログラムです。分子の電子状態を計算します。用途を絞った製品もあります。分子の配座を探すCONFLEXや、溶解度を推算するBIOVIA COSMOthermが例です。

統合GUI・ワークフロー型

複数の計算プログラムを、1つの画面から使う型です。Winmostarは、GAMESSやLAMMPSなどを1つのGUIで扱えます。Advance/NanoLaboは、Quantum ESPRESSOなどを1つのGUIで扱えます。

MedeAは、VASPやLAMMPSを統一GUIから使う統合システムです。Scienomics MAPSは、外部の計算プログラムを統一された操作で使う設計です。Schrödinger MS Maestroは、量子力学・分子動力学と機械学習を同じ画面で扱えます。

高分子・マルチスケール・微細構造型

原子から材料の組織まで、スケールをまたいで計算する型です。J-OCTAは、量子計算から粗視化・連続体までをつなぎます。高分子・複合材料に向いた製品です。Simcenter Culgiは、量子化学からフェーズフィールドまでを1つのソフトで扱えます。

GeoDictは、CT画像から作った微細構造で、電池やフィルター材の物性を計算します。原子・分子レベルの計算は扱わないため、注意が必要です。

AI力場・分子動力学型

機械学習で作った力場を使い、原子の動きを速く計算する型です。Matlantisは、96元素に対応した学習済みモデルを使うクラウドです。教師データを用意せずに、計算を始められます。

Advance/NeuralMDは、第一原理計算の結果から力場を作り、分子動力学を行う製品です。既存の力場がない材料にも使えます。ただし、教師データの計算を先に行う必要があります。

合金の熱力学計算・組織型

合金の組成から、相や組織を計算する型です。Thermo-Calcは、CALPHAD法で相平衡と物性を計算します。Pandatは、多元系の状態図と凝固・拡散を計算するソフトです。

JMatProは、鉄鋼のTTT・CCT曲線など、工業材料の物性を計算します。MatCalcは、析出物の核生成から粗大化までを追う製品です。熱処理や鋳造の条件を検討する場面で使われます。

同じ材料シミュレーションソフトでも、何を計算したいかで優先する条件が変わります。材料開発でよくある3つの目的を取り上げました。目的が複数あるときは、条件の厳しいものに合わせて検討します。

新材料の物性を原子・分子レベルで予測したい

触媒や半導体、電池材料などの候補を、実験の前に評価する目的です。電子状態から計算できる手法が必要です。固体か分子かで、候補が分かれます。

固体や界面ではQuantumATKやMedeAが候補になります。分子ではGaussian 16やQ-Chemが候補です。既存の力場がない材料は、Matlantisのように機械学習力場で計算する選択肢もあります。

合金の組成と熱処理条件を絞り込みたい

金属材料では、組成と温度から、どの相が現れるかを計算する目的です。状態図や凝固、析出の計算が必要になります。

Thermo-Calcは相図や物性図を、MatCalcは時効条件の検討に使えます。JMatProは、鉄鋼のTTT・CCT曲線に対応した製品です。時間変化の計算には、追加モジュールが必要な製品もあります。Pandatは、状態図の計算と最適化が標準で付きます。

高分子・複合材料・電池材料の特性を検討したい

樹脂や複合材料、電池の電極などは、分子から微細構造までスケールをまたぐ計算が必要です。マテリアルズインフォマティクスと組み合わせる使い方もあります。

J-OCTAとSimcenter Culgiは、分子からメソスケールまでをつなぐ製品です。電池電極やフィルターの微細構造は、GeoDictがCT画像から計算します。

見たい点は、研究する人、プロセスを管理する人、計算環境を整える人で異なります。導入に関わる3つの部門で整理しました。複数の部門で使うときは、使用頻度の高い部門に合わせます。

材料研究・開発部門

新材料の候補を探し、計算結果を実験計画に生かす部門です。計算手法の幅と、計算手順を再利用しやすいかが条件になります。

MS Maestroは、計算手順をワークフローとして共有・再利用できます。Winmostarは、複数の計算ソフトを1つのGUIにまとめた製品です。MedeAには、結晶構造データベースの検索ツールがあります。

生産技術・プロセス部門

熱処理や鋳造、溶接などの条件を決める部門です。組成から相変態や物性を求め、試験の回数を減らせるかが条件になります。

JMatProは、鉄鋼のTTT・CCT曲線を計算できます。Thermo-Calcは、熱処理・鋳造・溶接の条件の絞り込みに向いた製品です。Pandatには、国内代理店が提供する銅合金・はんだ用などの独自データベースもあります。

情報システム・計算基盤の部門

計算を回すサーバーやクラウドを整える部門です。対応するOSと、クラウドや高性能計算機を使えるかが条件になります。

Matlantisは専用クラウドの製品で、GPUを自社で用意する必要がありません。Q-ChemにはAWS上のQ-Cloudが、GeoDictにはGeoDict Cloudがあります。MedeAは、独自のジョブ管理で、Grid EngineやSLURMなどと連携する製品です。

企業規模そのものより、規模から来る制約が判断を分けます。計算を担当する人数、導入予算の通し方、既存の計算環境の3点です。自社の体制に近いところから読み進めてください。

中小企業

専任の計算担当が少なく、まず小さく始めたい段階です。価格が公開されていて、無償版や試用がある製品が検討しやすくなります。

Winmostarは、民間企業向けの年間使用権が税別360,000円からです（2026年時点）。無償版と学生版もあります。Advance/NanoLaboの年間ライセンスは、Baseが税抜50万円です。1カ月間の無料トライアルもあります。

中堅企業

計算を担当する人が複数になり、用途が広がる段階です。計算手法の追加やサポートの範囲を確認し、段階的に広げられる製品が候補になります。

CONFLEXの年間ライセンスは、シングルコア版（1台）が税抜400,000円です。永久ライセンスも選べます。Pandatは、拡散や凝固などのモジュールを、別売で追加できます。Advance/NeuralMDは、NanoLaboとの同時購入で、定価から2割引です。

大企業

複数の部門や拠点が計算を使い、社内の計算機で大規模に回す段階です。ジョブ管理や、ほかのシステムとの連携が条件です。

MedeAは、社内の計算機でのハイスループット計算に対応します。MS Maestroは、共同作業用のLiveDesignと連携します。Thermo-CalcのTC-Pythonは、計算を他のプログラムに組み込むSDKです。JMatProにもAPIが用意されています。メーカーごとの特徴は、材料シミュレーションソフトのメーカーの記事で整理しています。

目的・部門・規模で方向が見えたら、具体的な仕様に落とし込みます。確認の順番が大切です。上から順に見ていくと、手戻りを減らせるでしょう。

• 扱う材料と知りたい性質を決める
• 対応する計算手法を確認する
• 操作画面と計算手順を確認する
• 計算資源と動作環境を確認する
• 価格・ライセンスとサポートを確認する

扱う材料と知りたい性質を決める

最初に、金属・合金、高分子、電池材料、半導体材料のどれを扱うのかを決めます。知りたい性質が、物性値か、相の安定性か、組織の変化かも書き出しましょう。

例えば高分子や有機分子を扱うなら、Thermo-CalcやJMatProは対象外です。合金の状態図を計算したいなら、Advance/NanoLaboやCONFLEXは対象外になります。

対応する計算手法を確認する

第一原理計算、分子動力学、熱力学計算のどれが必要かを確認します。複数の手法を使うなら、1つの製品で扱えるか、組み合わせるかも決めましょう。

MS Maestroでは、MS JaguarやMS Desmondが別製品です。Gaussian 16でも、GUIのGaussViewは別製品になります。必要な計算に合わせて、構成を確認しましょう。

操作画面と計算手順を確認する

GUIで操作するか、Pythonなどで計算を自動化するかを決めます。担当者の経験によって、使いこなせるかが変わります。

MatlantisはJupyter NotebookとPythonで操作する製品です。GUIだけでは使えません。Thermo-CalcとMatCalcは、Pythonとの連携で計算を自動化できます。

計算資源と動作環境を確認する

計算を自社のPCやサーバーで回すか、クラウドや高性能計算機を使うかを確認します。動作するOSも、製品によって異なります。

JMatProの動作環境はWindowsで、Linuxでは計算できません。MatCalcはWindows・Linux・macOSに対応します。Intel CPUのMacは、Q-Chem 6.3以降ではサポート対象外です。Advance/NanoLaboも、Ver. 3.1でサポートが終わりました。

価格・ライセンスとサポートを確認する

2026年時点で、当サイトの20製品のうち、金額がある製品は4製品です。公式の価格表で確認できたのは、WinmostarとCONFLEXの2製品です。NanoLaboとNeuralMDの2製品は、製品マスタに金額の記述があります。ほかは、構成を固めてから問い合わせましょう。

ライセンスの種類や保守の条件も、見積もりで確認します。MatCalcは、国内代理店の案内で、2年目以降に料金の20%の年間保守が必要です。詳しくは、材料シミュレーションソフトの費用の記事をご覧ください。

製品データとして数値化できる4項目を、評価スコアで横並びにしました。品質管理・工程管理・原価管理・中小適合の4つを5段階で評価しています。並びは中小適合の高い順です。同点の場合は残りの3項目の順に、最後は製品名で並べました。価格は2026年時点の製品マスタの記述で、金額の記述がない場合はその旨を記しました。製品ごとの詳しい比較は、材料シミュレーションソフトの比較記事で扱います。

導入でつまずく例には、共通した型があります。事前に知っておけば、仕様確認の段階で対策を取れるでしょう。よくある4つを、回避策とあわせて挙げます。

手法の違いを確認せず、対象外の製品を選ぶ

合金向けの製品で高分子を計算しようとする例があります。Thermo-CalcとJMatProは、高分子や有機分子の計算に向きません。GeoDictは、原子・分子レベルの計算を扱いません。

回避策：扱う材料と知りたい性質を一覧にして、製品ページの対応範囲と突き合わせます。試用版やデモ版で、自社の材料を計算できるかも確かめましょう。

基本機能と追加費用の範囲を見落とす

基本の環境に、手法ごとのモジュールを足す構成の製品があります。Pandatの拡散・凝固・フェーズフィールドは別売です。Advance/NeuralMDは、Advance/NanoLaboとは別のライセンスが必要です。

回避策：必要な計算を一覧にして、見積もりに含まれる範囲を確認します。後から追加する場合の費用も、聞いておきましょう。

計算環境とOSの条件を後から確認する

導入後に、動作環境が合わないと分かる例があります。Advance/NeuralMDのGPU版（Pro）は、Windowsでは使えません。Matlantisは専用クラウドで提供され、社内サーバーに入れるオンプレミス型ではありません。

回避策：使うOSと、計算を回す場所を先に決めます。そのうえで、製品ごとの動作環境を問い合わせましょう。

計算の準備にかかる手間を見落とす

計算を始めるまでに、準備の作業が要る製品があります。Advance/NeuralMDは、力場を作る前に、第一原理計算で教師データを用意します。Simcenter Culgiの日本語ページは、自動翻訳での表示です。

回避策：試用で、最初の計算までの手順を実際に試します。日本語の資料やサポートの有無も、あわせて確認しましょう。

材料シミュレーションソフトの選定は、扱う材料と知りたい性質を書き出すことから始まります。種類は5つです。量子化学・第一原理計算型と、統合GUI・ワークフロー型があります。高分子・マルチスケール・微細構造型と、AI力場・分子動力学型、合金の熱力学計算・組織型も加わります。目的・部門・規模のどこから見ても、先に確認したいのは、対応する材料と計算手法です。

方向が定まったら、5つの条件を順に確認します。材料と性質、計算手法、操作画面、計算資源、価格とサポートです。製品の一覧は、材料シミュレーションソフトのカテゴリページから確認できます。