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.
 

저비용 양립으로 반도체 제조에 기대

도레이는 범용 수지인 2축 연신 폴리프로필렌(OPP) 필름 분야에서 160℃의 고온을 견디는 ‘Torayfan’을 개발했다. 폴리프로필렌은 본래 열에 취약한 소재이지만, 이번 개발을 통해 엔지니어링 플라스틱에 육박하는 고내열성을 구현했다.

이로 인해 그동안 값비싼 불소계 필름에 의존해 왔던 반도체나 탄소섬유 강화 플라스틱(CFRP) 제조 공정에 적용될 것으로 기대된다. 도레이는 2027년도에 쓰치우라공장(이바라키현)에서 양산을 시작할 계획이며, 2030년에는 매출액 10억 엔 달성을 목표로 하고 있다. 규제가 점차 강화되고 있는 PFAS(유기 불소 화합물)에 대한 대응과 제조 원가 절감을 동시에 달성하겠다는 계산이다.

-- 핵심은 ‘탈불소’와 ‘비용 절감’ --
회로 기판 제조나 항공기용 CFRP 성형 공정 중에는 160℃ 전후의 고온을 견디면서도, 잘 떨어지는 성질인 ‘높은 이형성(離型性)’이 요구되는 공정이 있다. 기존에는 이러한 공정에는 성능은 뛰어나지만 가격이 비싼 불소계 필름이 주로 사용되어 왔다.

이번에 새롭게 개발한 필름은 불소를 전혀 사용하지 않은 올레핀계 소재이면서도, 160℃ 환경에서의 열 변형량을 기존 OPP 필름의 약 10분의 1 수준으로 억제했다. 이를 통해 환경 규제 리스크를 회피하는 동시에 재료비 부담을 낮출 수 있게 되었다.

도쿄도 조례에 대응

“도시 지역의 녹지 설계에 필요한 정보 제공을 통해 설계자를 지원한다”. 건설 업체 안도하자마(安藤ハザマ)가 이러한 컨셉 아래 녹지 계획 설계를 지원하는 시스템을 개발했다. 도쿄도 조례 등에서 요구되는 녹지화 면적과 수목 수를 산출해 자동으로 배식(配植)을 제안한다.

이 시스템의 이름은 ‘웰(UUell)’. 도쿄도의 자연보호조례 등을 기반으로 한 녹지화 기준이 반영된 시스템으로, 3D 모델링 소프트웨어에 도입되어 있다. 주요 기능은 (1)필요한 녹지화 면적 등의 자동 계산 (2)수목의 자동 배식 (3)수종(樹種) 제안 (4)알림 기능 등, 총 4가지이다.

자동 계산 기능에서는 부지 면적 등 건물의 조건을 설정하면 필요한 녹지화 면적과 수목 수를 산출할 수 있다. 설계자는 조건을 충족하기 위한 요건을 즉시 파악할 수 있어 효율적으로 설계를 진행할 수 있다.

자동 배식 기능에서는 녹지로 만들고 싶은 범위를 설정하면 높이가 3m 이상인 고목, 2m 이상인 중목, 높이가 낮은 저목을 자동으로 배식. 수목의 성장을 고려해 건물이나 다른 수목과의 간격도 자동으로 확보한다.

수종 제안 기능에서는 내음성(耐陰性)·내염성(耐塩性) 등 환경 조건과 지역의 식생은 물론, 식용·약용 등 목적에 맞는 수종을 자동으로 리스트업한다. 수목의 개화 시기도 확인할 수 있다. 일조를 분석하여 건물 그늘의 영향을 고려한 최적의 수종을 선정할 수 있다.

알림 기능은 배식한 위치나 수종을 변경했을 때, 간격 등의 조건을 충족하지 못한 경우에 통지하는 기능이다. 설계자에 의한 수종 등의 변경을 자동으로 체크해 고려해야 할 사항의 누락 등을 방지한다.
 

2028년에 레벨 4 자율주행을 목표로

NTT가 자율주행 서비스의 사업화에 본격적으로 나서고 있다. 2025년 12월 15일, 자율주행 전문 완전 자회사 NTT모빌리티(도쿄)를 설립. 2028년에 특정 조건 하에서 운전자 개입이 필요 없는 ‘레벨 4’ 자율주행을 우선 노선버스에 적용해 전국 각지에서 서비스를 개시할 계획이다. 대중교통기관 및 교통 인력 부족이 심각해지고 있는 지역에 자율주행 차량 도입을 목표로 하고 있다.

NTT모빌리티는 자율주행 차량의 조달과 도입, 운행을 위한 모니터링 시스템 등을 지자체와 교통 사업자에게 제공한다. NTT 그룹은 지금까지 NTT동일본, NTT서일본, NTT도코모, NTT도코모비즈니스 등의 사업 회사들이 각각 자율주행에 관련된 실증 사업을 추진해 왔다. NTT모빌리티는 각 사업 회사들이 축적해 온 지식과 기술을 통합해 시스템의 공통화 등을 실시하여 사업화를 원활히 진행하는 역할을 맡고 있다. 사업 회사들은 계속해서 지역의 기업들과 연대해 서비스를 제공한다.

국토교통부는 2030년에 레벨 4 자율주행이 가능한 버스와 택시, 트럭을 1만 대로 확대한다는 목표를 내걸고 있다. 이에 발맞춰 대형 통신 업체인 소프트뱅크 그룹과 KDDI도 자율주행을 목표로 한 프로젝트를 진행하는 등 적극적인 자세를 보이고 있다. 자동차 산업 분야에서의 풍부한 업무 경험도 가지고 있는 NTT모빌리티의 야마시타(山下) 사장은 “2030년대에 시장 점유율 10% (1,000대)를 획득해 수백억 엔 규모의 매출 달성을 목표로 하고 있다”라고 언급했다.
 

전체 제철소·제조소의 2억 스텝이 대상
당초 계획보다 2년 앞당긴 5년 2개월 만에 완전 이행

JFE스틸은 2026년 2월 26일, 일본 국내 전체 제철소·제조소의 기간계 시스템의 오픈화를 완료했다고 발표했다. 전국에 위치한 제철소·제조소의 메인프레임 위에서 가동되던 총 약 2억 스텝 규모의 시스템을 5년 2개월에 걸쳐 오픈 환경으로 완전 이행했다. 총 투자액은 약 1100억 엔이며, 당초 계획보다 2년 앞당겨 시스템 현대화 프로젝트를 완료했다.

JFE 스틸은 2020년 10월에 프로젝트에 착수했다. 2022년 10월에 완료된 센다이 제조소의 오픈화를 시작으로, 서일본제철소(구라시키 지구), 동일본제철소(게이힌 지역) 순으로 프로젝트를 순차적으로 진행해 왔다. 2025년 12월에 서일본제철소(후쿠야마 지구)와 동일본제철소(지바 지구)의 이행을 끝으로, 모든 제철소·제조소에서 메인프레임 이용을 종료했다.

이행 대상이 된 시스템은 제품의 수주부터 제조, 출하 및 납품에 이르는 데이터를 유지 관리하고, 업무를 수행하기 위한 다양한 기능을 갖추고 있다.

오픈 환경으로 이행하기 전의 시스템 규모는 약 2억 스텝에 달했다. COBOL이나 PL/I, 어셈블러 등 이른바 레거시 개발 언어로 작성되어 있던 프로그램을 Java 등 오픈 소스 계열 언어로 리라이트했다. 이행 대상지는 프라이빗 클라우드인 ‘J-OSCloud’다. 오픈화 과정에서는 기존 시스템의 유지보수 등을 담당하던 JFE 시스템즈를 비롯해, 개발 언어의 변환 노하우를 보유한 액센츄어와 TIS의 지원을 받았다.
 

범용 반도체로 소비전력 10분의 1

도시바가 양자 분야에서 획기적인 성과를 잇달아 내고 있다. 자율주행에 양자 계산을 적용해 소비전력을 대폭 줄이는 기술과, 대륙 간 장거리 전송이 가능한 양자 암호 통신 등을 개발했다. 또한 양자 컴퓨터 실용화에 요구되는 높은 정밀도를 구현할 수 있는 소자도 시제품으로 제작하는 등, 양자 분야에서의 사업 확대에 탄력을 붙이고 있다.

도시바는 2026년 2월 5일, 자사 종합연구소에서 언론을 대상으로 기술 설명회를 개최하고 다양한 연구개발 성과를 공개했다. 그 중에서도 시간을 할애해 강조한 것이 양자 기술 분야의 성과다. 설명회에 참석한 최고기술책임자(CTO) 사다(佐田) 씨는 “신산업 창출을 기대할 수 있다”고 말하며, 양자 기술 연구개발의 의의를 설명했다. 본 기사에서는 이 설명회에서 공개된, 주목할 만한 양자 기술 연구개발 성과 4가지를 설명한다.

기능 안전성을 높여 차량용 겨냥

르네사스 일렉트로닉스는 3nm(나노미터) 세대 SoC(System on a Chip)에 혼재 탑재를 목표로 하는 컨피규러블(configurable) TCAM(Ternary Content Addressable Memory)을 개발했다. 기능 안전성을 높여 차량용 SoC에 혼재 탑재하는 것도 검토하고 있다. 반도체 국제학회 ‘ISSCC 2026(International Solid-State Circuits Conference 2026)’(2026년 2월 15~19일, 미국 샌프란시스코)에서 발표했다.

TCAM은 SRAM이나 DRAM과 같은 일반 메모리와는 반대로 동작한다. 일반 메모리는 주소를 지정해 해당 데이터를 출력하지만, TCAM은 데이터를 입력하면 일치하는 주소가 출력된다. 르네사스에 따르면 TCAM은 오래전부터 네트워크 허브 장비에 사용되어 왔으며, IP(Internet Protocol) 주소의 고속 검색에 활용되고 있다고 한다.