Nikkei Electronics_2018.11 특집 요약 (p28~45)

Breakthrough
우주 비즈니스, 소니 등의 승산
신 우주시대를 비행하는 민생 기술

제1부: 찬스의 도래
대량의 소형위성이 상공으로, 신(新)우주시대를 비행하는 민생 기술

소니 및 캐논전자 등 대형 전자기기 제조업체가 잇따라 우주 비즈니스로의 참여를 표명했다. 향후 수 년 안에 기존의 인공위성보다 월등히 저렴한 소형위성이 한 프로젝트에서 수 천기에 달하는 규모로 지구 주위를 순회하게 될 것으로 예상되기 때문이다. 이에 따라 높은 신뢰도와 저렴한 가격의 위성 개발 및 발사 기술이 요구되고 있다. 대형 전자기기 제조업체는 민생기술을 앞세워 새로운 사업 기회를 노리고 있다.

소니는 2018년 2월, 우주 사업으로의 참여를 표명했다. 당사가 원하는 것은 현행의 광파이버 망보다 실시간성이 높은 차세대 인터넷 인프라이다. 데이터의 가치가 점점 높아지는 데이터 이코노미 시대에서 기존의 광파이버 통신 시스템을 진부화시키는 잠재력이 내재되어 있다. ‘Blu-ray’ 등의 광 디스크 기술을 발판으로 라이벌 기업이 따라 올 수 없는 위성 통신 시스템의 핵심 기술을 손에 넣을 목적이다.

-- 광속의 한계를 끄집어내어 실시간 망으로 --
“광파이버 통신은 확실히 빠르지만, 진공 중의 광통신보다는 느리다. 광속은 굴절률로 규정(반비례)되기 때문이다. 우리는 광속이 물리의 상한이 되는 진공 중에서의 광통신 기술에 의해 궁극을 추구한다”. 이렇게 말하는 것은 당사의 우주용 광통신 시스템의 개발을 이끌고 있는 소니 컴퓨터 사이언스 연구소(소니CSL) SOL프로젝트 연구 리더의 이와모토(岩本) 씨이다.

광파이버 속의 광속은 광을 전반(傳搬)시키는 코어부의 굴절률을 1.5(석영유리의 일반적인 값)로 한 경우에 20만 km/초가 된다. 한편, 진공의 우주는 30만 km/초이다. 따라서 우주 공간에서의 광통신은 위성을 경유해도 2지점 간의 지연이 광파이버 통신보다 저(低)지연이 가능한 경우가 있다. 예를 들어 1만km 떨어진 2지점을 광파이버로 통신한 경우의 지연 시간은 약 50ms. 상공 1,000km 바로 위를 비행하는 위성을 사용해 어림잡아 1만2,000km의 진공 중과 공기 중(굴절률이 약 1.00)을 투과하는 경우의 지연시간은 40ms가 된다.

저 지연의 광통신망에서는 위성으로부터 다화소(多画素)의 이미지 센서로 지구를 촬영해 그 화상 데이터를 지상에서 실시간으로 활용할 수 있는 환경을 목표로 한다. 우주로부터 얻을 수 있는 정보를 지상에서 구축한 IoT 시스템과 동일하게 사용할 수 있는 IT환경이라고 말할 수 있다. 예를 들어, 슈퍼 컴퓨터 등 지상의 고속연산 리소스(자원)를 해석하는데 활용해 그 결과를 토대로 특정 장소의 상세한 영상을 그 자리에서 촬영하도록 요구해 해석 정밀도를 높여갈 수 있다.

-- 위성은 소형이며 저가, 대량으로 --
이런 새로운 통신 서비스에 당사가 기대를 거는 이유는 인공위성의 모습이 앞으로 크게 달라질 것이라고 생각하기 때문이다. “소니로서는 향후 우주 환경에 있어서(다수의 지구순회위성이 협조해 역할을 해 내는) 콘스텔레이션이 전개될 것으로 보고 있다. 콘스텔레이션에는 소형위성이 사용될 전망이다. 그렇게 된다면 지상과 위성, 위성과 위성간을 잇는 통신기기를 얼만큼 작게 만들 수 있을까가 중요해 진다” (소니 CSL의 이와모토 씨).

-- “통신은 무선에서 광으로” --
-- 캐논전자, 소형위성부터 영상에 이르기까지 --
-- 소형 위성군(群)이 민간 수요를 창출 --
-- 지상 데이터와 AI로 크로스 해석이 급성장 --
-- 위성은 수작업부터 양산까지 --
-- 뒤처진 일본의 기술력, 만회를 노린다 --

제2부: 사업 활동의 사례
대형 전자기기는 위성 데이터에 조준, 우주 이외의 응용에도 기대

우주 비즈니스에 새롭게 참여한 소니 및 캐논전자에 대해, 노포(老鋪)의 우주관련기업인 미쓰비시덴키(三菱電機) 및 NEC, 반도체∙전자부품 제조업체, IT기업 등의 사업 방침은 어떤 것일까? 대부분은 주역인 소형위성에 동반되는 변화에 대응해 나간다는 방침이다. 후지쓰(富士通)는 위성 데이터의 활용에 주력, 샤프는 주특기인 태양전지 기술을 전기자동차 등 비(非) 우주분야로 전개해 나간다.

■ 소니
광통신은 솔루션 사업으로

소니는 소니 컴퓨터 사이언스 연구소(소니 CSL)의 연구 성과를 통해 소형위성 간 및 소형위성과 지상 간의 광통신 시스템을 위성 시스템 기업에 외판하는 사업을 검토 중에 있다. 또한 저 지연으로 위성 영상을 AI(인공지능)로 분석하는 솔루션(포괄적 시스템) 및 위성 통신망의 운용을 AI로 최적화하는 시스템의 제공을 생각하고 있다.

사업화 시기는 5~10년 앞으로 보고 있다. 소니 본사에게는 미래의 사업이 되기 때문에 소니CSL이 ‘기술 리스크를 감수’(소니 CLS의 SOL프로젝트 연구 리더인 이와모토 씨)한 연구를 추진하고 있다.

광통신 시스템에 관련해 JAXA(우주항공연구개발기구)와의 공동 연구를 시작한 것은 2016년 3월. 지상에서의 실증실험을 포함한 2년간의 프로젝트였다. 그러나 우주에서만 검증할 수 있는 것이 있기 때문에 2017년 10월에 국제우주 스테이션의 일본 실험동 ’기보’ 에서의 실험에 돌입하기로 결정했다.

장래의 기술에 일찍부터 착수하는 이유는 기술에서 업계 표준이 되기 위해서이다. “(개발 중의 광통신 시스템의 잠재 고객인) 위성 서비스의 사업자 입장에서 생각한다면, 1개의 부품에 위험을 감수하면서까지 새로운 부품을 채택하고 싶어하지 않는다”(이와모토 씨). 우주에서의 실적을 쌀아 올림으로써, 고객의 입장에서 리스크가 없는 제품으로 인식, 업계에서 가장 빨리 제공할 수 있게 해 놓는다. 소니 제품만이 우주에서 사용 실적이 있는 상황에 놓이게 된다면 표준적인 제품이 될 가능성이 높아진다.

그러나, 광통신 시스템의 단품 판매는 생각하고 있지 않다. 광통신 시스템에서의 특성을 살린 AI 등에 의한 해석 서비스를 솔루션으로서 제공해 나가려는 취지이다. 서비스의 구체적인 내용은 향후 검토할 예정이다.

■ 캐논전자
위성과 더불어 로켓도 개발

일찍이 우주 비즈니스로의 참여 기회를 모색해 온 캐논전자는 2030년에 1,000억엔의 매출을 목표로 하고 있다. 당사 전체의 2018년도 예상 매출액은 850억엔. 우주 비즈니스에 쏠리고 있는 기대의 크기를 짐작할 수 있는 대목이다.

초기에는 2020년 전후부터 보급이 예상되는 소형위성의 상업용 위성 콘스텔레이션 판매를 주력으로 할 방침이다. 주력 상품으로는 민생용 기술로 키워 온 부품 및 제조 노하우를 활용한 저가이면서 짧은 납기의 초소형 위성이다. 위성의 저 비용화와 짧은 납기화를 위해 표준적인 기구를 설치한 다음, 고객의 요구에 부응한 고객사양을 포함시킨다. 수요 동향을 감안해 위성 영상 데이터도 판매해, 매출 목표를 달성시킨다는 계획이다.

■ 미쓰비시덴키(三菱電機)
위성의 생산 능력을 1.8배로

국내 대기업 위성 제조업체인 미쓰비시덴키는 위성 및 지상 설비를 다루는 ‘우주 시스템 사업’을 성장의 견인 사업으로 자리매김한다. 2017년도에 약 1,100억엔이었던 해당 사업의 매출을 2021년도에 1,500억엔으로 늘린다는 계획이다.

따라서 위성의 새로운 공장을 당사의 가마쿠라(鎌倉)제작소(가나가와 현)에 건설 중이며 위성의 조립과 실험을 실시할 예정이다. 가동 개시는 2019년 10월. 당사가 주력하는 대형위성으로 환산한 병행 생산능력은 기존의 10기였던 것에서 18기가 된다. 당사의 공장용 IoT기반인 ‘e-F@ctory’를 도입해 시험공정을 자동화시켜 대형위성의 비용을 30% 낮춘다는 계획이다.

해당 생산동(棟)은 질량이 수 백kg으로 당사에서는 소형위성의 생산도 내다보고 있다. 소형위성용 생산 설비는 당사에는 설치하지 않고 차후에 설치할 예정이다. 다만, “100kg 이하 위성의 개발은 생각하지 않고 있다”(미쓰비시덴키 전자시스템 사업본부 우주 시스템 사업부장인 나카구로(中畔) 씨). 실용에 견디는 성능이나 내용연수 등을 고려하면, 100kg이하의 위성보다 수 백kg의 위성이 크게 확산될 것으로 당사는 보고 있다.

■ NEC
표준화로 위성이 저렴, 데이터 판매도

미스비시덴키와 어깨를 나란히 하는 위성 제조 대형 업체인 NEC는 소형위성의 수요 증가에 대응해 위성의 저 비용화 기술에 주력하고 있다. 위성 영상 데이터의 판매도 2018년 10월에 본격적으로 시작한다.

저비용화를 위해 시도하는 것은 위성의 기본 기능을 제공하는 ‘버스’라고 불리는 모듈의 표준화이다. 당사가 개발하고 있는 위성은 1톤이 넘는 것이 많지만, 개발한 버스는 수 백kg으로 비교적 소형위성을 대상으로 하고 있다. 표준 버스를 사용함으로써 대상이 되고 있는 다양한 위성의 개발 시기와 개발 비용이 절감된다고 한다(우주 시스템 사업부 사업부장 대리 이토(伊藤) 씨).

또한 지상에서 위성을 운용하기 위한 소프트웨어는 패키지 소프트웨어로서 재이용이 가능하다. 해당 소프트웨어를 이용해 시스템을 구축함으로써 “운용을 포함해 시스템 개발에 드는 비용을 약 1/2로 삭감할 수 있다”(당사 내셔날 시큐리티 솔루션사업부 마쓰오(松尾) 매니저).

■ 후지쓰(富士通)
위성 센싱으로 매출 1.5배로

위성의 궤도 해석 시스템 등을 JAXA에 제공해 온 실적이 있는 후지쓰는 향후 위성에 의한 지표의 센싱 데이터를 활용한 신 사업에 기대를 모으고 있다. 위성에 탑재한 광학 센서 및 SAR이 취득한 영상 데이터를 활용한다. 이런 데이터를 다루는 과학 시스템 솔루션 총괄부 우주관련의 매출을 1.5배로 만드는 것을 목표로 한다. 후쿠이(福井) 현의 위성 데이터 활용으로 새로운 사업의 창출을 노리는 ‘현민(県民) 위성 프로젝트’에 참가해 데이터의 활용 방법을 검토하고 있다.

당사는 소형위성의 보급에 의해 시간적, 공간적으로 세밀한 촬영이 가능할 뿐만 아니라, 위성 영상 데이터의 가격이 낮아져 수요가 확대될 것으로 보고 있다. 슈퍼컴퓨터 ‘케이(京)’ 등 고속연산이 가능한 컴퓨터에 의한 해석을 강점으로 하고 있다. 지상에서 얻을 수 있는 기존의 데이터와 조합해 AI로 해석한다.

■ 사쿠라 인터넷
위성 데이터 활용 기반의 운용 개시

우주관련 사업에서는 신참기업인 사쿠라 인터넷은 위성 데이터의 폭넓은 사용자를 위한 사업을 전개해 나가고 있다. 클라우드 상에서 위성 데이터 및 그 해석 툴을 제공하는 위성 데이터의 활용 기반인 ‘Tellus(텔러스)’의 운용을 시작한다. 2018년 10월부터 한정된 이용자를 위한 크로즈 베타 버전, 같은 해 12월에서 2019년 초에 오픈 베타 버전을 공개한다. 2019년 4월에 본격적인 운용을 목표로 한다. 그 기반은 정부가 소유하는 위성 데이터를 사용자가 이용하기 쉬운 형태로 제공하는 클라우드 서비스이다. 향후에는 정부의 위성 데이터뿐만 아니라, 외부기관 및 민간 데이터도 취급할 수 있게 함으로써 데이터의 유상 제공에도 대응해 나갈 예정이다.

■ 르네사스
수지 봉지재(封止材) 내방사선(耐放射線) IC로 공세

차재 마이크로컴퓨터 등을 만드는 르네사스 일렉트로닉스는 2017년에 매수한 미국 Intersil의 제품으로 우주분야의 IC사업을 강화해 나간다. Intersil이 매수 전부터 60년 이상에 걸쳐 우주용 IC를 제공해 온 실적을 강점으로 하고 있다. “미국 Space X의 최신 우주관련기기에는 Intersil의 IC가 100만 달러 이상 탑재되어 있다” 르네사스 일렉트로닉스 대표이사 겸 CEO인 오 씨).

방사선으로부터 영향을 거의 받지 않는 SOI(Silicon On Insulator) 프로세스에 의한 반도체를 ‘업계에서 최초로 제공’하고 있으며 최근에는 수지 봉지재이면서 방사선에 강한 IC도 제품 라인으로 구성하고 있다.

■ 일본항공전자공업
가속도 센서를 벤처에게

우주분야에 센서 등을 1950년대의 창업 당시부터 제공하고 있는 노포 업체인 일본항공전자공업은 새로운 우주사업에 참여한 벤처기업으로의 영업활동을 시작하는 등, 민간 수요를 포함시켜 추진하고 있다. 1년~2년 전부터 위성 벤처를 위해 영업활동을 시작했다. 벤처 기업을 중심으로 위성 데이터를 활용하는 분위기가 고조되어 위성용 부품 수요가 장기적으로 높아질 것으로 보고 있기 때문이다.

■ 샤프(SHARP)
충전리스 EV로의 전개

샤프는 인공위성 등 우주용 태양전지를 전기 자동차(EV) 및 드론 등의 지상 용도로 전개해 나간다. 위성용 발전 효과가 30% 이상인 고성능 제품을 지상용의 큰 수요를 활용함으로써 가격을 낮춘다. 가격이 떨어지면 그대로 위성용 등의 우주용도 저렴하게 공급할 수 있을 것으로 기대하고 있다. “지상 용도로 대량 생산함으로써 생산비용을 최종적으로 1/10~1/100까지 낮출 수 있다”(당사 비즈니스 솔루션 사업본부 화합물사업추진부 다카모토(高本) 씨).

당사는 인공위성용 태양전지의 두께를 기존의 155㎛에서 27㎛로 만들었다. 기판은 15㎛ 두께로 얇게 만듦으로써 질량은 1/14 이하가 된다. 박(薄)형∙경량을 통해 위성의 질량을 작게 만들 수 있어 태양전지 패널을 대면적화∙대전력화 할 수 있다. 이에 따라 고속통신에 대응하기 위한 대전력화 및 추진기구에 전기만을 사용하는 전전화(全電化)에 적합하다.

■ Mach Corporation
내 방사선 카메라를 지상에도

우주관련기기의 개발을 하고 있는 마하 코퍼레이션(요코하마 시)은 우주에서의 이용이 가능한 내방사선성을 갖춘 카메라를 우주 이외의 용도에 전개하려 하고 있다. 이 카메라는 JAXA와 공동으로 개발한 것이다.

“기존에는 200~1000그레이였다”(당사 대표취제역 사장인 아카쓰카 씨)라는 내방사선 카메라 성능을 수천 배인 250만그레이 이상으로 끌어 올렸다. 실현이 불가능하다고 했던 원자로의 폐로 작업용 로봇 및 원자력 발전소의 안전시스템 등에 응용하는 것을 목표로 하고 있다.

 -- 끝 --