다이아몬드 반도체의 실용화 근접, 사가대학이 최대 120GHz 구동 성공

다이아몬드 세미컨덕터, 샘플 제품의 제조·판매 개시

사가대학과 우주항공연구개발기구(JAXA) 등 연구팀은 2025년 12월 8일, 차세대 반도체 소재인 다이아몬드를 활용한 고주파 반도체 디바이스를 제작했으며, 최대 120 GHz에서 증폭 구동을 확인했다고 발표했다.

다이아몬드 반도체 디바이스가 가진 특성은 6세대 이동통신 시스템(6G) 기지국이나 위성 통신 등 고주파·고출력 용도에 적합하다. 2026년 1월부터, 사가대학발 스타트업 기업인 다이아몬드 세미컨덕터(사가시)가 샘플 제품의 제조·판매를 시작한다. 이 반도체 디바이스의 출하는 전 세계 최초라고 한다.

연구 그룹을 이끄는 사가대학의 가스 교수(사가대학 이공학부 다이아몬드반도체연구센터 센터장)에 따르면, “120GHz까지의 고주파 동작은 세계 최고 수준이다. 마이크로파 대역(3~30 GHz)부터 밀리미터파 대역(30~300 GHz) 통신까지 적용할 수 있다”고 밝혔다.

이들 주파수 대역에서는 현재도 일부에서 진공관이 사용되고 있다. 다이아몬드 반도체로 대체될 경우, 통신 장비의 신뢰성과 수명을 향상시킬 수 있다는 기대가 있다.
 

차세대 OS로 AGL∙ Zephyr 검토

혼다가 올해 업데이트하는 전자 아키텍처에 가상화 기술을 도입해 복수의 기본 소프트웨어(OS)를 하나의 전자제어유닛(ECU)에 탑재한다. ECU를 통합해 소프트웨어의 대규모화와 무선 업데이트를 실현. 향후에는 OS에 오픈소스 채택을 늘려 코스트 절감을 도모할 방침이다.

혼다는 올해 발매되는 차세대 전기자동차(EV) 시리즈 ‘제로 시리즈’부터‘CORE(Centralization Oriented Reconfigurable E&E) 아키텍처’라고 불리는 새로운 전자 아키텍처를 채택한다. “파워트레인과 섀시 등 복수의 주요 기능을 제어하는 통합 ECU에 ‘하이퍼바이저(Hypervisor)’라고 불리는 가상화 기술을 도입한 것이 특징이다”(혼다 SDV 사업개발 통괄부의 히사기(久木) 엑시큐티브 수석 엔지니어)라고 한다.

기존의 전자 아키텍처는 부품 별로 ECU를 마련하는 경우가 많았다. 하지만, ADAS(첨단 운전자 보조 시스템)나 차량용 인포테인먼트(IVI)가 고도화되면 많은 부품의 연계가 필요해 분산형인 기존의 전자 아키텍처로는 개발 효율이 떨어진다. 더 나아가 ADAS 소프트웨어 등을 무선으로 업데이트하는 OTA(Over The Air) 실현도 어려워진다. 복수의 ECU 소프트웨어를 일제히 업데이트하는 기술적 난이도가 높기 때문이다. 혼다는 하이퍼바이저를 활용해 통합형 전자 아키텍처를 실현함으로써 개발 효율 향상과 OTA 도입을 도모할 계획이다.

Part 6 이산화탄소 회수

CO₂ 회수의 비장의 카드로 기대를 모으고 있는 MOF(금속유기골격체)가 기초 연구 단계에서 사회 구현 단계로 진입했다. 2030년경의 실용화를 목표로 기업과 연구기관들이 준비를 진행하고 있다. MOF를 활용하면 기존 대비 10배 이상의 CO₂를 회수할 수 있을 것으로 보인다.

“MOF를 충진한 탱크는 이전에 비해 약 18배 양의 CO₂를 저장할 수 있다”. 2025년 노벨 화학상을 수상한 미국 캘리포니아대학교 버클리캠퍼스의 야기 교수는 수상 기념 강연에서 MOF의 CO₂ 저장 능력을 강조했다. MOF는 가스를 안전하고 컴팩트하게 저장하는 데 뛰어나다.

현재, CO₂ 회수에 일반적으로 사용되는 방법은 ‘아민 흡수법’이다. 아민 흡수법의 에너지 효율은 낮지만, 설비 도입 비용은 비교적 저렴하다. 또한, 수십 년에 걸친 운용 실적도 있다. 한편, MOF의 이론상 에너지 효율은 높지만, 재료 비용과 설비 도입 비용이 매우 높다.

AI가 할인 금액 제시

점포 오퍼레이션의 30% 감축을 목표로 기술을 활용한다. 업무 부담이 큰 ‘발주’, ‘상품 진열’, ‘고객 대응’의 3대 핵심 업무에서 적용을 확대한다. 특히 AI를 활용한 신규 발주 시스템은 하루 매출 증가에 기여했다.

로손은 2031년 2월기까지의 중기 경영계획에서 점포 오퍼레이션 시간의 30% 삭감을 목표로 내걸고 있다. 이미 오랜 기간 효율화해 온 점포 오퍼레이션을 추가로 개선하는 일은 쉽지 않다. 그래서 기술을 효과적으로 활용함으로써 점포 오퍼레이션의 효율화를 도모하고 있다.

편의점 직원은 수많은 업무를 처리해야 한다. 로손은 각 업무에서 기술을 활용한 개혁을 추진하고 있다. 편의점 직원의 업무 중 특히 중요한 ‘매장 발주’, ‘상품 진열’, ‘계산대에서의 고객 응대’의 3대 업무에서 로손이 어떻게 ‘리얼×테크’를 구현하고 있는지 설명한다.

발주 업무를 효율화하기 위해 로손은 새로운 발주 시스템 ‘AI.CO(아이코)’를 개발하여, 2024년 7월에 전국 점포에 도입을 완료했다. AI를 활용해 발주 시 품목 구성과 발주 수량을 제안한다. 이에 더해 해당 상품이 재고로 남아 있을 때 적절한 할인 시점과 최적 할인액을 직원에게 제시한다. 이를 통해 발주 업무의 수고를 줄이는 동시에 기회손실을 최소화하고 식품 폐기량 감소를 목표로 한다.
 

NVIDIA의 Groq 인수에 주목해야

이전 칼럼에서 필자는 NVIDIA의 GPU(Graphics Processing Unit, 그래픽 처리 장치)의 발열이 문제가 될 수 있다고 지적했다. 이때 현행의 GPU가 생성 AI(Artificial Intelligence, 인공지능)에 있어 최적의 처리 아키텍처가 아닐 수 있다는 생각이 들었다.

-- 극저온의 액체 냉각 필요 없어 --
어느 정도의 지식을 가진 사람들은 이미 이 정도 수준의 문제 의식은 가지고 있을 것이다. 올해 초에 NVIDIA는 세계 최대 기술 박람회인 ‘CES 2026’에서 차세대 GPU 아키텍처 ‘Rubin’의 양산 개시를 발표했다. 이 자리에서 NVIDIA의 젠슨 황 CEO는 Rubin을 핵심으로 한 시스템 아키텍처(‘Rubin Platform’이라고 부름)의 냉각 메커니즘은 “온수 냉각만으로 충분하다”라고 말했다. 현행의 Blackwell 세대 GPU가 사용된 최신 대규모 AI 데이터센터에서는 극저온 액체를 사용한 냉각이 필요하다고 알려져 있다.

Rubin Platform의 냉각 메커니즘을 실현한 배경에는 서버 랙 단위로 액체 냉각을 하는 설계와 직류 급전 등의 기술들이 포함되어 있다. 이러한 기술들을 통해 추론당 소비되는 전력을 1/8 수준으로 낮췄다고 한다.
 

냉각이 필요 없는 집적화도 실현

미쓰비시전기(三菱電機)가 1층의 탄소 원자로 구성된 2차원 재료인 그래핀을 사용해 기존 대비 약 100배의 감도를 가진 적외선 수신 소자를 개발했다. 실온에서 동작하기 때문에 냉각이 필요 없으며, CMOS(상보형 금속 산화막 반도체) 기술로 배열(Array)해 적외선 이미지센서를 제작하는 것도 가능하다고 한다. 미쓰비시전기는 2026년 1월 28일, 이번 기술 개발에 관한 논문을 발표했다.

이번에 개발된 것은 유전체층에 니오브산리튬(LiNbO₃)을 사용한 전계 효과 트랜지스터(FET) 타입의 수광 소자이다. 동작에는 주로 ‘초전광게이트 효과(Pyro-photogate Effect)’라고 불리는 현상을 사용. 파장 5μ~20μm의 중원적외선을 상정하고 있다.

풀 전동으로는 어려운 장거리 비행 및 쾌적성 실현을 목표로 1부

“배터리에만 의존하는 풀 전동 기체보다 항속거리가 훨씬 길고, 쾌적성과 편리성도 뛰어나다”.

혼다의 연구개발 자회사인 혼다기술연구소(이하 혼다)가 2030년대 초반의 상용화를 목표로 차세대 플라잉카(eVTOL: 전동 수직이착륙기) 개발을 추진하고 있다.

혼다는 2021년에 차세대 eVTOL 개발을 발표한 이래 외부에 개발 상황을 공개하지 않았다. 하지만 2025년 11월, 아랍에미리트(UAE)의 두바이에서 열린 항공우주산업 국제전시회 ‘Dubai Airshow 2025’(2025년 11월 17~21일)에서 처음으로 실물 크기의 캐빈 목업과 실물의 약 3분의 1 크기의 기술 실증 모델, 가스터빈 엔진과 발전기를 결합한 ‘터보 제너레이터(Turbo Generator)’를 선보였다. 2025년 12월 말에는 개발 담당자가 닛케이크로스테크와의 인터뷰에서 자세한 내용을 소개했다.