Yano E Plus 2025년 4월호(No.205)(일본어판)

Yano E-plus 2025년 4월호(No.205)

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≪차세대 시장 트렌드≫

양자 기술 시리즈(3 )~양자포토닉스~(3~31페이지)

~빛의 파동성, 입자성을 이용하는 기존의 포토닉스에 대하여,

광자의 양자 특성을 이용하여 정보를 전달하고 처리하는 기술~

 

1. 양자포토닉스란

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2. 양자포토닉스의 두드러진 기술

2-1. 양자점

2-2. 양자얽힘 광자쌍 생성기술

2-3. 광자 양자비트

2-4. 집적형 양자포토닉스

2-5. 광자-물질 상호작용의 제어

2-6. 양자포토닉스에 의한 초해상도 이미징

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3. 양자포토닉스에 관한 시장규모

【그림·표1. 양자포토닉스에 관한 일본 및 세계 시장규모 예측(금액: 2030-2050년 예측)】

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4. 양자포토닉스와 관련된 기업·연구기관의 대응 동향

4-1. 국립대학법인 가가와대학

(1)실리콘 광집적 회로와 광집적 양자회로

【그림1. 간섭계를 다단으로 조합한 프로그래머블한 실리콘 집적 광양자회로의 사례】

(2)비선형 광학효과를 적극적으로 이용한 광집적 양자회로

【그림2. 실리콘 기판 위에서 구현한 광양자회로】

(3)광집적회로를 이용한 양자분류기 범용 양자분류기 원리검증실험에 성공~실리콘 포토닉스에 의한 양자기계학습을 향한 첫걸음~

【그림3. 연구그룹이 실장한 실리콘 광집적 양자회로】

【그림4. (a)교사 데이터와 (b)분류결과】

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4-2. 국립대학법인 규슈대학

(1)광정보처리에서의 양자점(QD) 엔지니어링

(2) QD를 이용하여 광 논리 연산장치를 만들다

(3)광파장 변환 재료로서의 QD

【그림5. 균일하게 제작된 나노포토닉 드롭렛의 SEM 상】

【그림6. 드롭렛의 외관 SEM 상(왼쪽)과 QD가 내부에 균일하게 채워진 내부 구조 TEM 상(오른쪽)】

(4) QD를 이용한 리시버 컴퓨팅

【그림7. QD 리시버의 시간-공간 형광출력에 기반한 리시버 컴퓨팅의 모식도】

【그림8. QD 리시버 컴퓨팅의 실행 예】

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4-3. 국립대학법인 전기통신대학

(1)양자미래창생디바이스개발센터 신설

【그림9. 양자미래창생디바이스개발센터의 개요】

(2)분자선 에피택시(MBE)에 의한 양자 나노구조(QD) 제작

【그림10. InAs/GaAs계 QD의 PL 반치폭과 QD 밀도의 관계】

(3)세계 최고 밀도의 QD 구현으로 반도체 레이저 개발

【그림11. (a)면내 초고밀도 InAs QD층을 도입한 리지 도파로형 레이저의 단면 모식도

(b)GaAs Sb/GaAs 층 위의 InAs QD의 AFM 사진】

【그림12. 면내 초고밀도 QD 레이저 실온에서의 발광 스펙트럼(주입전류: 30mA, 60mA, 70mA)】

(4)실리콘 기판 상에서 고밀도, 고균일한 III-V족 반도체 양자 나노와이어 제작

【그림13. 고밀도·고균일한 InAs 양자 나노와이어 SEM 상(위),

InAs 양자 나노와이어 직경의 히스토그램(아래) 】

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4-4. 국립대학법인 도카이국립대학기구 나고야대학

(1)양자점(QD)의 특징

【그림14. 양자 사이즈 효과에 의한 양자점(QD)의 전자 에너지 구조의 변화(모식도)】

(2)저독성 원소로 구성된 다원 반도체 QD 개발

【그림15. I-III-VI족 반도체를 기반으로 하는 다원 반도체 구성 원소의 일례.

CdS 중의 Cd2+를 Ag+, Zn2+, In3+로 등전자 치환함으로써 4원소 Zn–Ag–In–S 반도체를 제작 가능】

【그림16. 다른 조성을 가진 Zn–Ag–In–SQD의 발광 스펙트럼(a)과 자외광하에서의 Zn-Ag-In-SQD 클로로포름 용액의 발광 모습(b)[2]. 입자조성을 (AgIn)xZn2(1-x)S2로 나타냈을 때의 x값을 그림에 표시】

(3)저독성 다원 QD 발광 피크의 첨예화 및 디바이스 응용

【그림17. Ag-In-Ga-Se QD를 피하주사한 마우스의 3차원 근적외선 발광 이미징[3]】

【그림18. Cu-In-Ga-S(CIGS) QD를 발광층에 사용하는 EL 소자의 구조 모식도[4]】

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5. 양자포토닉스에 관한 과제와 장래 전망

5-1. 과제

5-2. 장래 전망

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베릴륨구리 및 대체 재료(32~58페이지)

~고강도·고전도성 동합금 중 기계적 특성 및 도전성이 우수한

스프링 선재와 커넥터 접촉부 등에 폭넓게 적용~

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1. 전형적인 고강도·고전도성 구리합금으로서의 베릴륨구리

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2. 베릴륨구리의 주요 용도

2-1. 전기전자부품분야

2-2. 자동차산업분야

2-3. 정밀기계분야

2-4. 의료기계분야

2-5. 항공우주산업분야

2-6. 군사·방위분야

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3. 베릴륨구리 대체재

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4. 베릴륨구리에 관한 시장규모

【그림·표1. 베릴륨구리의 일본 및 세계 시장규모 예측(금액: 2025-2030년 예측)】

【그림·표2. 베릴륨구리 용도분야별 세계 시장규모 예측(금액: 2025-2030년 예측)】

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5. 베릴륨구리 및 대체 재료 관련 기업·연구기관의 대응 동향

5-1. Materion Corporation[미국](머터리온재팬 주식회사)

(1) Materion 베릴륨구리 사업 특징

(2) Materion의 베릴륨구리합금 특성

【표1. Materion의 베릴륨구리 라인업의 대표 조성】

【표2. Materion의 베릴륨구리의 대표적 물리 특성】

①고강도 합금

②고전도 합금

③고강도·고전도 합금

(3)베릴륨구리 제품

①베릴륨구리 전신재

②플라스틱 금형재 '몰드맥스'

【그림1. '몰드맥스'의 특성】

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5-2. MTA합금 주식회사

(1)구리-철 합금이란

【그림2. 철과 구리의 비율을 자유자재로 바꾼 구리-철 합금의 외관】

【그림3. Fe-(10-30)% Cu 합금의 SEM 상 (As Cast)】

(2)'MTA 합금'의 특성

【표3. 'MTA 합금'의 조성별 특성】

(3)하이사이클 금형재MTA-FeX2

【표4. 'MTA-FeX2'의 기계 특성】

【그림4. 냉각 및 코어 삽입 모델(위)과 다른 금형 재료의 냉각 상태 비교(아래)】

【그림5. FeX2(Fe30Cu-Cr)의 SEM 상】

【그림6. 'MTA-FeX2'(왼쪽)과 베릴륨구리(오른쪽)의 특성 비교】

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5-3. 국립대학법인 시마네대학

(1)Cu-Ti 합금의 시효 석출-신선가공에 따른 조직 변화

【그림7. Cu-3.6at. %Ti 합금 피크 시효재의 미세조직】

【그림8. Cu-3.6at. %Ti 합금 과시효재의 미세조직】

【그림9. Cu-3.6 at.% Ti 합금 과시효재의 다이스 신선가공에 따른 미세조직 변화

(φ3.0mm 선재가 출발재. 이미지는 선재 횡단면에서 관찰)】

【그림10. 과시효 처리한 Cu-4.2 at.% Ti 합금의 라멜라 조직을 구성하는 β-Cu4Ti와 Cu 사이의 경계 계면 영역의 HRTEM 상. [001]축을 따라 본 사방정 β-Cu4Ti 상(왼쪽) 및 [011]축을 따라 본 fcc Cu 상(오른쪽). β-Cu4Ti 상의 결정 구조 이미지를 왼쪽 끝에 참고 표시】

(2) Cu-Ti 합금 과시효-신선가공재의 인장강도와 도전성

【그림11. 과효 처리로 전면 라멜라 조직화한 Cu-Ti 합금을 신선가공(φ3.0mm→φ0.3or0.1mm까지)한 선재의 인장강도와 도전성】

(3) Cu-Ti 과시효 합금을 이용한 장척 선재 및 박판재 시제작

【그림12. 범용 실기에 의한 장척 시료의 시제작】

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5-4. 도와메탈텍 주식회사

(1)고강도 동합금 라인업

【그림13. DOWA 메탈테크의 구리합금 라인업】

(2)기존 합금을 대체하는 고강도 구리합금 제안

【그림14. 기존 합금을 대체하는 고강도 구리합금 제안】

①고강도 콜슨합금: C7035

【그림15. C7035의 특성 그래프】

②티타늄구리합금: YCuT

【그림16. Cu-Ti 합금 YCuT-FX의 90° 굽힘가공성(왼쪽)과 내응력 완화 특성(오른쪽)】

③초고강도 구리합금: DCNA®

【그림17. 초고강도 구리합금 DCNA®의 피로 특성】

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6. 베릴륨구리 및 대체 재료에 관한 과제와 장래 전망

6-1. 과제

6-2. 장래전망

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《주목 시장 포커스》

커넥티드 디바이스 시스템 시리즈(1) 자동차 UI/UX 디바이스 시장①(59~82페이지)

~2040년 AI(지능화) 자동차의 가치 ‘UI/UX’~

~메타버스(=리얼+IT/가상) 시대의 AI 자동차,

UI/UX 컨트롤러는 8조 7,000억 엔 시장으로!~

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1. 2040년 자동차의 매력 경쟁은 UI/UX앱 -본 연재의 목적-

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2. 자동차 AI를 활용하는 자동차 UI/UX 애플리케이션

【표1. 자동차 AI를 활용하는 자동차 UI/UX 애플리케이션】

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3. 메타버스 산업에서 AI 자동차란 어떤 것인가

【그림1. 메타버스 산업(리얼 산업+가상/IT 산업)의 AI 자동차】

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4. 피지컬 AI에 의한 자동차 UI/UX

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5. ‘메타버스 산업의 AI 자동차’로 변모하고 있는 세계의 기업 일람

【표2. ‘메타버스 산업의 AI 자동차’를 향해 변모하는 세계의 기업】

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6. 메타버스 자동차에서 일본기업의 강점을 살린다

【그림2. 메타버스 산업에 의한 자동차의 데이터 순환】

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7. 변화하는 E/E 아키텍처와 자동차 UI/UX 컨트롤러 시장 예측

7-1. E/E 아키텍처 변화로 자동차의 모습이 바뀐다

(1)~2025년 현재 분산형 아키텍처

(2)2026년~ 도메인형 아키텍처

(3)2030년~ 존형 아키텍처

(4)2035년 이후~ 클라우드 원격 아키텍처

【그림3. E/E 아키텍처의 진화】

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7-2. 중국·베트남·터키의 신흥 BEV 제조사는 '존형'으로 전환

(1)분산형

(2)도메인형

(3)존형

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7-3. 3개의 자동차 UI/UX와 시장규모 산출방법

【표3. 4종류의 자동차 UI/UX 기능】

【표4. 3종류의 자동차 UI/UX용 디바이스(HPC/컨트롤러)】

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7-4. 메타버스 산업시대의 세계 자동차 UI/UX 컨트롤러는 2040년 8조 7,000억 엔 시장

【표5. OTA가 가능한 컨트롤러/HPC 유닛】

(1)보디 도메인 컨트롤러(BDC) 개요

【그림4. 보디 도메인 컨트롤러】

(2)존형 HPC(BDC)의 개요

【그림5. 존형 HPC(보디 컨트롤러)】

(3)BDC의 WW(세계) 시장규모~2040년

【그림·표1. BDC (보디 도메인 컨트롤러/존형 HPC) 세계 시장규모 예측(수량: 2022-2040년 예측)】

【그림·표2. BDC의 세계 시장규모 예측(수량·금액: 2022-2040년 예측)】

(4)콕핏 도메인 컨트롤러(CDC)의 세계 시장규모~2040년

【그림6. 콕핏 도메인 컨트롤러 (CDC)】

【그림·표3. CDC의 세계 시장규모 예측(수량·금액: 2022-2040년 예측)】

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7-5. BDC/CDC의 세계 참여기업

【표6. BDC(보디 도메인 컨트롤러)】와 존형 HPC(하이 퍼포먼스 컴퓨터)의 세계 참여기업 일람】

【표7. 콕핏 도메인 컨트롤러(CDC)의 세계 참여기업 일람】

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SDV의 성립과 향후 동향(3)(83~96페이지)

~시스템 아키텍처가 SDV에 대한 대응의 첫걸음~

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1. 지난 번의 정리

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2. 내비게이션 정보서비스

2-1．CarPlayとAndroid Auto

【그림1. CarPlay(왼쪽)과 Android Auto(오른쪽) 화면 예】

2-2. 독자적인 내비게이션 시스템

(1)내비게이션의 종류

(2)도요타의 순정 내비게이션

【그림2. T-Connect 내비킷 초기화면(코롤라 크로스 예)】

【표1. T-Connect 무료 앱(Apps)】

【표2. T-Connect의 유료 앱】

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3. 자동차 정보계 시스템

(1)내비게이션의 킬러 앱

(2)자동차의 E/E 아키텍처

【그림3. 도메인형 아키텍처 예】

(3)더욱 중요해지는 정보계 시스템

(4)선택되는 아키텍처란

【그림4. 테슬라의 TAS와 기존 OEM의 EAS 비교(재게재)】

【그림5. 존형 아키텍처 예】

【그림6. 새롭게 정보계 도메인을 확장한 자동차 아키텍처 예】

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≪타임리 콤팩트 리포트≫

자동차용 필름·시트 시장(97~103페이지)

~CASE와 환경 대응을 충족시킨 제품을 '상상/창조'해

지속적인 성장 실현을!~

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1. 자동차용 필름··시트 시장이란

2. 시장 개황

3. 분야별 동향

3-1. 내장용 가식필름

3-2. 외장용 가식필름

3-3. 윈도우필름

3-4. 래미네이트유리용 중간막

3-5. 자동차 디스플레이 커버 패널용 수지시트

4. 주목 토픽

4-1. 자동차 디스플레이 커버 패널용 반사방지필름

5. 장래 전망

【그림1. 자동차용 필름·시트 시장규모 추이·예측(수량: 2021-2025년 예측)】

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≪타임리 기업 동향 리포트≫

주식회사 아미카테라(104~111페이지)

~식물 유래, 생분해성 플라스틱 대체소재 modo-cell®로

폐재, 잔사, 간벌재 등 미이용 자원의 업사이클 제안~

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1. 가식재료 및 연료화 가능재료를 사용하지 않고 미이용된 식물 유래 자원을 유용하게 활용

【그림1. modo-cell® 펠릿】

【그림2. modo-cell® 원료 섬유 예】

2. 원료·가공·제품 각 단계에서 modo-cell®만의 우위성 발휘

【그림3. modo-cell® 성형 플로우】

【그림4. modo-cell® 성형방법】

【그림5. modo-cell® 성형품 예】

3. 구마모토 제1공장은 쇼룸적인 역할을 하여 빨대를 생산

제2공장 이후 펠릿 특화로 modo-cell® 용도개발 강화

【표1. modo-cell® 생산체제】