Yano E plus 2025년 6월호(No.207) (일본어판)

Yano E-plus 2025년 6월호(No.207)

 

발행빈도: 월 1회 발행(연 12회)

 

≪차세대 시장 트렌드≫

양자기술시리즈(5)~양자생명과학~(3~27페이지)

고전물리학으로는 설명할 수 없는 생물학적 현상을 이해하기 위해,

양자역학 원리를 생명과학 분야에 응용하는 학제적인 연구영역~

 

1. 양자생명과학이란

2. 양자생명과학의 주목분야 ~가시화, 조작, 재구축의 최전선 ~

2-1. 생체 나노 양자 센서

2-2. 초고감도MRI ╱NMR

2-3. 양자 계측·제어를 통한 세포 내 프로세스의 실시간 가시화

2-4. 양자 이미징과 생체기능의 구조화 파악

2-5. 양자 시뮬레이션에 의한 생명 프로세스의 재구축

2-6. 양자론적 생명현상의 설명과 모방 응용

3. 양자센싱과 생명관의 전환

3-1. 양자센싱의 기본원리

3-2. 양자센싱 기술의 진전

3-3. 생명과학에의 응용가능성

3-4. 양자 이미징의 기초와 응용

3-5. 동적 구조로서의 생명관 대두

3-6. 생명의 "동적구조" 의 재구축

4. 양자생명과학의 시장규모

【그림·표 1. 양자생명과학의 일본 및 WW 시장규모 예측

(금액 : 2030-2050년 예측)]

5. 양자생명과학 관련 기업·연구기관의 대응 동향

5-1. 공립학교법인 오사카공립대학

(1)플라즈모닉 구조와 포토닉 구조의 합체

【그림 1. AuNR ╱PCS 하이브리드 구조】

(2) AuNR ╱ PCS 하이브리드 구조 제작

【그림2. AuNR ╱PCS 하이브리드 구조의 제작 방법(위)과 완성된 구조(아래)】

(3) AuNR ╱ PCS 하이브리드 구조의 광학 특성 평가

【그림 3. AuNR ╱ PCS 하이브리드 구조의 광학 특성 결과】

(4) AuNR ╱ PCS 하이브리드 구조의 광학 특성 평가

【그림 4. AuNR ╱PCS 하이브리드 구조에 의한 DNA 분석 결과】

5-2. 국립대학법인 오사카대학

(1) FMO법과 그 활용 분야

【그림5. FMO 계산 과정을 나타낸 모식도】

【그림6. FMO법 계산으로 알 수 있는 것의 일례①】

【그림7. FMO법 계산으로 알 수 있는 것의 일례②】

(2) HPCI를 활용한 FMO 신약 플랫폼 구축

[그림 8. 계산 가능한 모델 사이즈 예]

5-3. 국립연구개발법인 양자과학기술연구개발기구(QST)

(1)양자생명과학연구소

(2)생체 나노 양자 센서

【그림 9. 생체 나노 양자 센서의 다양한 기능】

【그림 10. 양자 센서의 크기와 세포 내의 계측 대상과의 관계】

(3)생체 나노 양자 센서의 응용 전개

【그림 11. 생체 나노 양자 센서의 재생 의료에 대한 응용 전개 사례:

iPS 세포 등의 단일 줄기세포 내 국소온도 계측 재생치료용 세포의 기능 평가】

6. 양자생명과학의 과제와 장래 전망

6-1 과제

6-2. 장래전망

(1) 단기적 전망 (향후 5~10년)

(a)기술의 진화와 응용 확대

(b)기초 연구의 심화

(2)중장기적 전망(향후 1020년)

(a)혁신적인 바이오테크놀러지 확립

(b)바이오일렉트로닉스와 양자 디바이스의 융합

(c)새로운 바이오 재료와 에너지 기술

6-3. 총괄

 

스마트 에너지(2)~디지털 기술을 활용한 스마트 에너지 설계·예측 기술~(28~62쪽)

~스마트그리드, 데이터해석, 에너지효율과 예측기술이 융합

차세대 에너지 전략으로 2050년 탄소 중립 실현으로 이끈다~

 

1. 스마트 에너지 설계 및 예측에 도움이 되는 디지털 기술

1-1. 디지털 트윈

1-2. AI·기계학습

1-3IoT

1-4. 빅데이터 분석

1-5. 블록체인 기술

1-6. 클라우드 컴퓨팅

1-7. 엣지 컴퓨팅

1-8. 증강현실 ╱ 가상현실(AR ╱VR)

1-9. 스마트 미터와 자동 검침 (AMR)

1-10. 최적화 알고리즘

2. 디지털 기술을 활용한 에너지 설계 및 예측 기술 개요

2-1. 에너지 매니지먼트 시스템 (EMS)

2-2. 배전관리 시스템 (DMS)

2-3. 수요예측 시스템

2-4. 스마트그리드 제어 시스템

2-5. 디지털 트윈 기술

2-6. P2P 에너지 거래 플랫폼

2-7. AI 기반 에너지 최적화 도구

2-8. 에너지 데이터 분석 플랫폼

2-9. IoT 센서 네트워크와 스마트 미터

2-10. 클라우드 기반 에너지 관리 소프트웨어

3. 디지털기술을 활용한 스마트에너지 설계 및 예측기술에 관한 시장규모

[그림·표1. 디지털 기술을 활용한 스마트 에너지 설계·예측 기술의

일본 및 WW 시장규모 예측(금액:2030-2050년 예측)]

4. 디지털 기술을 활용한 스마트 에너지 설계 및 예측 기술과 관련된 기업·연구기관의 대응 동향

4-1. 국립대학법인 오사카대학

(1)커뮤니티에서의 에너지 매니지먼트

【그림1. Grid-Interactive Efficient Buildings의 기술 레이어】

(2)스마트 에너지 매니지먼트 시스템 구축

【그림2. 스마트 에너지 관리 시스템의 개념도】

4-2. 국립대학법인 도쿄대학

(1)재생 에너지를 이용한 수소 에너지 시스템

[그림3. 재생에너지를 이용한 수소 에너지 시스템의 개념도]

(2)수소 공급망 구축

【그림 4. 수소의 공급망】

[그림 5. 해외로부터의 그린 수소 수입]

(3)수소흡장합금을 이용한 수소 저장

【그림 6. 수소흡장합금을 이용한 'eneloop'

4-3. 학교법인 도쿄도시대학

(1)직관적 AI·설명 가능한 AI(xAI)로 개척하는 지속 가능한 사회와 Well-being 통합 접근법

(2)에너지·생활 및 경제·환경의 삼중고 요소와 행동 이념·홈베이스의 개념

【그림 7. 삶의 힘과 탐구 과학력】

(3)시나리오 분석

(4)정리

4-4. 학교법인 도쿄이과대학

(1)강화 학습을 이용한 수급 밸런스를 유지하는 부하 주파수 제어(LFC)

【그림 8. SARSA-LFC 모델 (위)과 실험 회로 (아래)】

(2)에너지 소비의 최적화 제어에 관한 빌딩 매니지먼트 시스템(미쓰비시전기 주식회사와의 공동 연구)

【그림 9. 실험에 이용한 배전 시스템】

[그림 10. 실험 결과: 에너지 소비의 RMSE와 오차율]

(3)블록체인 기술을 응용한 분산형 PV 잉여 전력 거래 시스템 제안

【그림 11. 어카운트 수가 변화했을 때의 Gas (왼쪽) 및 Gethelapsed (오른쪽)】

【그림 12. 입찰수가 변화했을 때의 Gas (왼쪽) 및 Gethelapsed (오른쪽)】

4-5. 국립대학법인 요코하마국립대학

(1)세계 에너지 시스템 모델

[그림13. 세계 에너지시스템 모델의 지역분할 및 에너지 운송 루트]

(2)일본의 에너지 시스템 모델

【그림 14. 일본 에너지 시스템 모델의 분석 사례: 2050년의 전원 구성】

(3)에너지 흐름과 광물자원 흐름의 통합

【그림 15. 에너지·광물 수급 모델의 시스템 개념도】

【그림16. 3원계 리튬이온전지를 가정한 경우 세계 승용차 제고 계산 예(ICEV: 내연기관차, HEV: 하이브리드차, FCEV: 수소연료전지차)】

(4)재생에너지자원의 지리적 평가

【그림 17. 지리정보를 이용하여 토지 경합을 고려한 태양광·풍력발전 적지】

5. 디지털 기술을 활용한 스마트 에너지 설계·예측 기술에 관한 과제와 미래 전망

5-1. 과제

(1)데이터의 정밀도와 일관성 확보

(2)실시간 데이터 처리의 복잡성

(3)사이버보안 확보

(4)고비용과 도입의 복잡성

(5)재생에너지의 변동성에 대한 대응

(6)데이터 프라이버시 확보

(7)에너지 시스템의 상호 운용성

(8)장기적인 운용 보수의 과제

(9)전문 인력의 부족

5-2. 미래전망

(1)AI에 의한 고정밀 에너지 예측

(2)디지털 트윈을 통한 가상 시뮬레이션 실현

(3)분산형 에너지 자원(DER)과의 통합

(4)실시간 데이터를 활용한 에너지 최적화

(5)블록체인을 통한 에너지 거래의 안전성 향상

(6)고도의 사이버 보안 강화

(7)엣지 컴퓨팅 도입을 통한 분산 처리

(8)에너지 데이터를 활용한 레질리언트 도시 계획

 

《주목시장 포커스》

커넥티드 디바이스 시스템 시리즈 (1) 자동차 UI/UX 디바이스 시장 ③ (63~90페이지)

~자동차 커넥티드&콘텐츠화~

~세계 커넥티드카용 통신/V2X 기기 시장 예측과 자동차 앱·콘텐츠 산업화 "온고지신분석"~

 

들어가며

1. 커넥티드카 앱과 시장 예측

1-1. 스마트폰 OS 벤더를 추종해 온 커넥티드카

1-2. 커넥티드카의 WW 시장규모

[그림, 표 1. 커넥티드카의 WW 시장규모 (수량: 2022-2040년 예측)]

2. 커넥티드카 탑재 통신기기별 WW 시장규모

[그림·표2. 커넥티드카 탑재 통신기기별 WW 시장규모(수량:2022-2040년 예측)]

【표 1. 차량용 셀룰러 기기의 WW 참가 기업 일람】

3. V2X의 보급과제와 WW 시장예측

3-1. V2X 접속처별로 본 앱 목록

【표 2. V2X의 접속처별로 본 앱 일람】

3-2. V2X 통신규격별 WW 시장규모~2040년 예측

[그림, 표3. V2X 통신규격별 WW 시장규모(수량:2022-2040년예측)]

3-3. V2X 보급의 과제

3-4. 커넥티드카용 통신기기 / V2X기기의 세계시장 진출 업체

【표 3. 차량용 DSRC기의 WW 참가 기업 일람】

【표 4. C-V2X 차재기의 WW 참가 기업 일람】

3-5. DSRC와 C-V2X 중 어느 것을 채용할 것인가

(1)DSRC와 C-V2X 중 어느 것을 채용할 것인가

(2) C-V2X 진영 동향

(3)DSRC 진영 동향

(4)해외의 지역별 동향

【표 5. 세계 지역별 DSRC와 C-V2X의 채용 동향】

4. 비지상계 네트워크 확대

4-1. 위성인터넷 'Starlink Mobility(스타링크 모빌리티)'의 출범

4-2. 비지상계 네트워크(NTN: Non-Terrestrial Network)

5. "온고지신분석" "하드웨어→앱·콘텐츠" 전환으로 보는 자동차의 미래

5-1. "온고지 신분석" Apple과 소니의 휴대음악 플레이어

【표 6. Apple & 소니 "HW → 서비스 사업 전환 "성공·실패의 이유"

(1)1999년: 소니가 휴대형 음악 플레이어로 MP3 미지원

(2)2001년: Apple, iPod 중심으로 콘텐츠 사업 성공

(3)2006년: 소니가 워크맨 휴대폰으로 라디오 대응

(4)2007년: 아이폰&앱스토어에서 서비스, 콘텐츠 플레이어 모으기

【그림 1. 모바일 비즈니스 시장 구조의 "하드웨어⇒앱·서비스"로의 변화】

5-2. "온고지신분석" IT/Tech 벤더의 자동차 진입과 커넥티드 서비스 사업화

【표7. 세계의 주요 IT/Tech 벤더의 자동차 산업 "HW → 서비스 사업 전환"의 목적】

(1)2012년: 테슬라는 OTA 서비스로 자동차의 정의를 바꾸었다

(2)2019년: BYD는 커넥티드 "DiLink"로 지능화 전면 전개

(3)2020년: 화웨이는 스마트카 시스템 '하이카'로 서비스

(4)2022년: 화웨이가 스마트 EV 플랫폼 'CHN' 제휴 전략

(5)2023년: Waymo(Google의 그룹사) 자율주행 차량 공유 서비스 개시

(6)2026년: 소니 혼다 모빌리티가 자율주행 차량 공유 서비스 개시

5-3. "온고지신분석" IT/Tech벤더의 자동차산업 ①삼층구조 ②에코시스템별 신규 참여 동향

【표 8. 주요 IT/Tech 벤더의 자동차 산업 ①삼층 구조 · ②에코시스템별 신규 참여 동향】

 

차량 탑재 소프트웨어 클라우드화 동향(2)(91~103페이지)

~클라우드화는 반도체 메이커와 소프트웨어 벤더의 경업으로 성립된다~

 

1. 5월호 게재자료 정리

1-1. Virtual-ECU（V-ECU）

1-2. V-ECU와 존 계열 아키텍처

1-3. 클라우드에 의한 소프트웨어 개발

【그림1. 클라우드 + V-ECU를 이용하는 장점】

2. 반도체업체 임베디드 소프트웨어 개발 솔루션

2-1. Infinon의 RISC-V기반 차량용 마이크로컴퓨터

(1) Infinon의 개요

【표 1. Infinon Technologies의 대표 제품】

(2) Infinon의 RISC-V 기반의 차량용 마이크로 컴퓨터

2-2. NXPのS32 CoreRide

(1)NXP의 개요

【표 2. NXP의 대표 제품】

（2）NXP의 S32 CoreRide

2-3. STMicroelectronics의 Stellar

（1）STMicroelectronics의 개요

【표 3. STMicro의 대표 제품】

（2）STMicroelectronicsのStellar

2-4. Qualcomm의 Snapdragon Ride 플랫폼

(1)Qualcomm 개요

【표 4. Qualcomm의 대표 제품】

(2)Qualcomm의 Snapdragon Ride 플랫폼

2-5. 르네사스의 R-Car VPF

(1)르네사스

【표 5. 르네사스의 대표제품】

(2)르네사스의 R-Car VPF

2-6. ARMのSOAFEE

(1)ARM의 개요

【표 6. ARM의 대표 제품】

 

≪시기적절한 콤팩트 리포트≫

에너지 하베스팅 디바이스 시장(104~108페이지)

~들어갈 수 없는 현장은 없다!

기존 제품도 적절한 사용으로 부가가치 향상으로~

 

1. 에너지 하베스팅 디바이스란

2. 시장 개황

3. 세그먼트별 동향

3-1. 플레이어에 한정되는 전자파 발전이지만, 활용할 수 있는 범위가 매우 광대하다

4. 주목 토픽

4-1. 속속 등장하는 신발전 방식으로 활용 기대

4-2. 원리는 변하지 않고 애플리케이션 측의 제안으로 확산되는 용도

5.장래전망

【그림1. 에너지 하베스팅 디바이스 세계 시장규모 추이 · 예측(수량:2021-2032년 예측)】