반도체 공급망 강화 전략

식량, 석유, 그리고 반도체. 21세기의 반도체는 전략 물자

대량의 데이터 분석 능력이 기업이나 국가 경쟁력과 직결되는 지금, 고성능 반도체가 없으면 고도의 데이터 분석도 할 수 없으며 과학기술의 발전도 기대할 수 없다. 

|한편, 미ㆍ중 갈등과 우크라이나 위기, 대규모 재해 등 반도체 공급망에 큰 타격을 주는 사태들이 최근 잇따라 발생하고 있다. 국가의 존망을 걸고 세계 각국이 최첨단 반도체 확보에 나서기 시작했다.

Part1. 일본 동향
TSMC 구마모토 유치는 초석 다지기, 3D 구현 및 광전(光電)융합으로 승부

일본의 반도체 분야에서의 쇠퇴가 이어지고 있는 가운데, 경제산업성이 반도체 재건에 나섰다. 그 첫 행보가 구마모토(熊本) 현으로의 유치에 성공한 대만 TSMC(台湾積体電路製造)의 반도체 신공장 건설 건이다. 무어의 법칙이 한계에 직면한 이후 중요해진 3D 패키징 기술 및 광전융합 기술의 선행 개발을 통해 게임 체인지를 노린다는 전략이다.

경제산업성은 이번 대만 TSMC의 신공장 유치를 계기로 일본 반도체 산업 재건을 도모하고 있다. 경제산업성의 주된 유치 목적은 2가지로, 반도체의 국내 확보와 미래의 반도체 인재 육성이다.

전해액에 이온 액체 채용, 2025년에 양산 시작

리튬이온 2차전지(LIB)의 발화 사고가 끊이지 않는 가운데, 엘리 파워(ELIIY Power, 도쿄)가 타지 않는 LIB의 개발에 도전한다. 엘리 파워는 2006년에 설립된 정치용 대형 LIB 전문 개발 업체다. 높은 안전성을 자랑하는 엘리 파워의 LIB는, 못을 박아도, 눌러도, 과충전해도, 발화하지 않는다고 한다.

엘리 파워의 정치용 대형 LIB ‘HY 배터리’는 양극재에 올리빈 구조인 리튬인산철(LFP)을 사용한다. LFP는 스마트폰용으로 널리 보급된 리튬코발트산화물을 사용하는 LCO계나 전기차에 사용되는 니켈-망간-코발트(NMC)계 양극재와 비교해 동작 전압과 에너지 밀도가 낮다. 엘리 파워의 LIB 셀은 전압 3.2V(NMC계는 3.7~3.8V), 질량 에너지 밀도 125Wh/kg로 NMC계의 절반 정도다.

반면 LFP는 충방전을 반복해도 배터리 용량이 쉽게 저하되지 않는 긴 수명과 높은 안전성이 특징이다. 엘리 파워의 LIB는 1만 7,000회의 반복 충방전 후에도, 방전 용량 유지율 70%를 자랑한다. 이것은 가정용 축전지로서의 이용을 상정하면, 20년 이상의 수명을 전망할 수 있다고 한다.

안전성에서는 독일 TUV Rheinland가 책정한 안전검사에 합격. 대형 LIB로서 세계 최초로 'TUV-S' 마크를 취득했다. 풀 충전한 LIB에 못을 박아 강제로 내부 단락(쇼트)시키는 시험이나 24시간 연속으로 과충전 상태를 유지하는 시험에서도 발연∙발화가 인정되지 않았다.

일본의 2022년도 ICT 정책

건설 DX(디지털 트랜스포메이션)를 위해 2022년도는 ICT(정보통신기술) 정책이 단숨에 움직이기 시작한다. 국토교통성은 소규모 현장에서도 사용할 수 있는 ICT 시공 요령을 정리해 ICT 건설기계 인정 제도를 시작한다. 중소기업의 DX에 훈풍이 불 것 같다. 경영 사항 심사의 전자신청화나 감리기술자의 겸임을 인정하는 제도 개정 등도 삼간다. 주목해야 할 정책의 내용과 전망을 해설한다.

Part 1. 중소기업에도 ICT 시공 촉구
저가로 도입할 수 있는 기술을 시공 요령에 담다

▶정책 포인트
-국토교통성이 소규모 현장용 ICT 시공의 요령을 공표
-저가 기술을 열거해 중소기업에 도입을 촉구
-ICT 건설기계 인정 제도도 운용 시작. 22년 9월에 제1탄 공표 예정

국토교통성은 국가나 지방자치단체가 발주하는 소규모 현장에 대해 이용이 부진한 ICT(정보통신기술) 시공을 지원한다. 2022년 3월 31일에 저렴하고 범용적인 ICT 기기를 소규모 현장에서 도입할 때의 방침을 기재한 실시요령이나 적산요령 등을 공표. 22년 6월에 요령 대상 공사를 확대한다. 

모조 CEO가 직접 착용해 기능 확인

미국 모조비전(Mojo Vision)은 6월 28일, 자사 개발한 AR(증강현실) 콘택트렌즈 '모조렌즈(Mojo Lens)'의 시제품을 퍼킨즈 CEO(최고경영책임자)가 직접 착용해 그 기능을 확인했다고 자사 블로그에서 발표했다.

기본적인 기능의 동작은 확인했으며, 향후 미국 식품의약국(FDA)의 인가 취득을 서두르는 동시에 소프트웨어의 충실을 도모해 파트너 기업과 구체적인 제품화를 추진할 방침이고 한다.

이 모조렌스는 콘택트렌즈 위에 한 변이 약 0.48mm의 초소형 마이크로 LED 디스플레이, 무선통신 기능, 초소형 카메라, 시선 트래킹 기능, 가속도 센서, 그리고 초소형 2차전지 등을 구현한 것이다. 올 3월에 이러한 기본적인 기능 개발 및 구현을 거의 완료했다고 발표했다.

모조렌스 개발은 모조비전이 설립된 2015년 이후 7년째 계속되고 있으며, 그 동안 요소 기술의 개발과 구현을 착실히 진행해왔다고 한다.

이번 발표는 퍼킨스 CEO가 실제로 눈에 모조렌즈를 착용해 동작을 확인했다는 내용이다. 3월 시점에서는 급전용 유선 케이블이 아직 부착되어 있었지만, 이번 발표에서는 그것을 제거하고 무선 급전으로만 가동시켰다. 

Non-Terrestrial Network

NTN이란 상공에 날린 인공위성이나 무인항공기에서 지표면으로 전파를 발신하여, 지상의 기지국에서 커버할 수 없는 장소에서도 통신을 가능하게 하는 네트워크 시스템을 말한다. 사막이나 산악지역, 해상 등 통신 인프라가 아직 정비되지 않은 영역이나 광범위에서 기지국이 정지된 구역에서 통신회사 등이 통신 서비스를 제공하는데 사용한다.

국제전기통신연합(ITU)에 따르면, 인터넷을 한 번도 이용하지 않은 사람은 세계 인구의 37%에 해당하는 29억 명에 이른다. NTN은 이러한 디지털 격차(digital divide)의 해소나, 재해 시의 통신 수단 확보에 도움이 된다는 이유로 다양한 기업이 신규 진입을 준비하고 있다.

앞서고 있는 기업 중 한 곳이 일론 머스크가 이끄는 미국의 스페이스X다. 위성 인터넷 접속 서비스 ‘Starlink’의 시험 제공을 21년에 시작했다. 22년 2월에는 러시아의 침공을 받은 우크라이나 정부의 요청에 따라 곧바로 우크라이나에 서비스 제공을 시작하면서 단숨에 유명해졌다.

NTN의 상용화에서는 스페이스X 이외에도, 영국 정부와 소프트뱅크 그룹이 출자한 영국 원웹(OneWeb), 미국 아마존닷컴 등이 위성 발사 등의 인프라 정비를 착착 진행하고 있다.

대기환경 문제에 대한 리모트 센싱의 역할
도쿄도립대학 시스템디자인학부 시바타 야스쿠니(柴田 泰邦) 교수

1. 머리말
최근에 이상 기상이 증가하고 있다. 그 원인으로서 중위도 편서풍의 사행(蛇行), 온난화에 따른 해수면 수온의 상승에 의한 적란운이나 태풍에 대한 수증기 공급량의 증대 등 전 지구적인 기후 변동이 초래하는 큰 영향을 지적하고 있다. 이들 요인은 장기적인 지구의 자연 기후 변동이 요인의 하나로 생각되지만 산업혁명 이후의 인간 활동에 의한 영향이 크다.

지구의 기후 상태를 조사하고, 이해하고, 평가하는 것이 장기적인 기후 변동 예측 및 인간 활동의 영향을 억제하는 정책을 실시하는 데 있어서 매우 중요하다. 또한 황사나 화산재 등 국소적으로 자연 발생하는 대기오염 물질은 바람을 타고 먼 곳으로 이동하기 때문에 지구 규모로 계측할 필요가 있다.

인공위성 관측은 지구를 주기적, 계속적으로 계측하는 것이 가능한 유일한 수단이다. 지구 전체의 기후를 관측적으로 평가하는 베이스 데이터 취득의 관점에서 매우 중요한 관측 방법이라고 할 수 있다.

현재, 지상 장치로 직접 계측할 수 있는 영역은 한정적이며, 선박에 의한 해상 계측이나 항공기에 의한 공간 계측은 한정적이라는 과제가 있다.

기업 네트워크가 새로운 시대로

기업의 네트워크를 새로운 시대로 끌어가는 2가지의 무선 네트워크가 나타났다. 첫번째는 5G SA(Stand Alone)로, 코어 네트워크 등이 4G였던 과거와는 달리 모든 것이 5G화 한다. 이 5G SA의 등장으로 5G는 드디어 진가를 발휘하기 시작했다.

다른 하나는 Wi-Fi 6E로, 지금까지는 2.4/5GHz 대역에 더해서 6GHz 대역이 이용 가능하게 되어 무선 LAN의 대역폭은 일거에 2배로 확대된다. 무선 LAN의 퍼포먼스가 압도적으로 향상되는 것이다. 기업의 DX전략에 중대한 임팩트를 주는 5G SA와 Wi-Fi 6E에 대해 철저하게 분석한다.

Part 1. 5G와 SA로 어떻게 변하는가 – Stand Alone 방식에 대해 알아본다
Part 2. 국내 통신업체의 5G SA 전략 – 네트워크는 오더 메이드로
Column. 미국 통신업체의 5G SA
Part 3. 5G SA 기업 활용은 영상부터 – 슬라이싱과 MEC의 조합으로 업무 개혁
Part 4. 단말의 시점에서 본 SA의 진화 – ‘Sub6 + 밀리파’ 스마트폰도 등장 예상