Yano E-plus 2025년 10월호(No.211)

Yano E-plus 2025년 10월호(No.211)

 

발행빈도: 월 1회 발행(연 12회)

≪차세대 시장 트렌드≫

머티리얼 DX 시리즈(3) ~AI, 기계 학습을 통한 재료설계~(3~29페이지)

~기존 경험칙과 시행착오에 의존하던 재료설계 프로세스를 혁신하여

재료과학에 패러다임 변화를 가져온다~

 

1. 머티리얼 DX의 AI·기계학습을 통한 재료설계 개요

2. AI 및 기계학습을 통한 재료설계 세부사항

2-1. 기계학습

2-2. 뉴럴네트워크

2-3. 심층학습

2-4. 기타 중요한 수법

3. 머티리얼 DX의 AI·기계학습을 통한 재료설계 적용 사례

3-1. 신재료 탐색의 가속

3-2. 촉매재료 최적화

3-3. 고성능 폴리머의 설계

3-4. 재료 프로세스 조건의 최적화

4. 머티리얼 DX에 대한 데이터과학 시장규모 예측

【그림·표1. 머티리얼 DX에서의 데이터 과학 일본 및 WW 시장규모 예측(금액: 2025-2050년 예측)】

5. 머티리얼 DX의 데이터 과학과 관련된 기업·연구기관의 대응 동향

5-1. 산업기술종합연구소

(1)멀티 모달 AI란

【그림1. 데이터 구동형 기술 개발의 위상】

【그림2. 개발한 범용 가상 실험 AI의 개요】

(2)생성 AI를 통한 구조 정보 학습

【그림3. GAN을 사용한 이미지(왼쪽 아래) 및 분광 스펙트럼(오른쪽 아래)의 생성 사례와 실측 데이터의 비교】

(3)역설계 기술

【그림4. 요청을 변환하여 입력하고 역설계 AI를 구동시켜 최적조건 도출과 이유의 설명을 출력한 사례】

(4)실험 자동화·자율화

【그림5. 사전 데이터·인간의 제어에 의하지 않는 Closed-Loop 자율 프로세스】

5-2. Datachemical 주식회사

(1)「Datachemical LAB」란

(2)Datachemical LAB의 특징

①다양한 업계·영역에서 활용 가능

【그림6. 'Datachemical LAB' 특징: 폭넓은 업계·영역에서 활용 가능】

②확실한 예측 정확도와 풍부한 해석 기능

【그림7. 「Datachemical LAB」 특징: 확실한 예측 정밀도와 풍부한 해석기능】

③기술을 습득할 수 있는 교육 지원 시스템

【그림8. 「Datachemical LAB」 특징: 기술을 습득할 수 있는 교육 지원 시스템】

(3)기업과의 연계 강화

(4)활용실적과 향후 전망

5-3. 국립대학법인 나라첨단과학기술대학원대학

(1)리서치 트랜스포메이션(RX) 사이클【1】

【그림9. 재료 생성에 RX 사이클을 구현한 경우】

①전자 랩 노트

【그림10. 전자 랩 노트를 이용한 RX 사이클 운용의 전형적인 모습】

【그림11. 전자 랩 노트를 이용한 RX 사이클 운용의 전형적인 모습】

②소프트 센서

【그림12. 소프트 센서의 역할】

(2)지역 핵심∙특색 연구대학 강화 촉진사업(J-PEAKS)

【그림13. J-PEAKS의 개요】

5-4. 국립연구개발법인 물질·재료연구기구(NIMS)

(1)NIMO의 의의

【그림14. 재료 탐색용 AI와

로봇 실험의 심리스 연계를 나타낸 NIMO의 모식도】

(2)NIMO의 기능

(3)실증 실험

【그림15. NAREE와 베이즈 최적화의 조합에 의한 리튬 금속 전극용 전해질의 실증실험 결과】

(4)향후 전개

5-5. 미쓰이화학 주식회사

(1)생성 AI/GPT와 자체 시스템의 융합을 통한 DX의 새로운 접근 방식

①빅데이터와 DX를 활용한 신규 용도 탐색의 고정밀화와 고속화

【그림16. 모빌리티 용도로 사용되는 재료의 기능 특성과 Watson 분석 결과】

②생성 AI의 내제화 활용으로 신규 용도 발견 수가 2배 증가

(2)Crowd Chem과 공동개발을 통한 생성 AI 활용의 심화

【그림17. 생성 AI를 활용한 신규 용도 탐색의 흐름】

(3)생성 AI를 활용한 AI 채팅 플랫폼 내제 개발

【그림18. AI 채팅 플랫폼의 기능】

【그림19. AI 채팅 구성】

6. 머티리얼 DX의 AI·기계학습을 통한 재료설계에 관한 과제와 장래 전망

6-1. 과제

(1)데이터의 질과 양의 확보

(2)해석성과 투명성의 결여

(3)실험·이론과의 통합 부족

6-2. 장래전망

(1)데이터 구동 과학과 실험의 융합 심화

(2)생성 AI 기술의 재료설계 응용

(3)설명 가능 AI(XAI)의 도입 촉진

 

촉력각(햅틱스) 시장성 탐색(3)

진동+압각+온도+XR+데이터화=리얼 햅틱스(30~50페이지)

~햅틱스기술4분류, 1990~2030년대 진화스토리,

기원전부터 UI의 역사와 촉력각, 리얼 햅틱스 시스템 구조~

 

머리말

1. 촉력각/햅틱스 기술을 탐재한 HW 솔루션

【그림1. 촉력각/햅틱스기술을 탐재한 HW·솔루션 일람】

2. 촉력각/햅틱스기술 활용의 역사와 진화 예측 스토리

【표1. 촉력각/햅틱스기술 활용의 역사와 장래 스토리】

3. "진동(UI적 사용법)"⇒"진동(UI적 사용법)+α"로의 진화

3-1. UI(사용자 인터페이스)에서의 촉각의 역할

3-2. UI와 함께 보급되는 "표면 햅틱스", "서멀 햅틱스"

3-3. UI 탄생의 역사와 촉각/햅틱

【표2. UI 탄생 역사와 HW, SW 콘텐츠 등에 대한 영향】

3-4. VR/AR 시대의 UI에서 필수적인 촉각/햅틱스

3-5. UI 시점에서 바라본 촉각/햅틱스 기술의 현재와 장래

(1)2015년: 「iPhone6s/6cPlus」에 햅틱스기술 「3D Touch」채용

(2)2017년: 닌텐도가 컨트롤러에 'HD 진동'

(3)2000년대 이후~2020년대 후반: BMW는 자동차 기기용 조작 다이얼에 촉각/햅틱스 기술 투입

(4)2000년대 이후~2020년대 후반: 스마트폰 시장의 포화와 새로운 촉각/햅틱스의가능성

(5) 2030년대~: 촉각/햅틱스 기술을 탑재한 30년대 디바이스

(6) 2030년대~: 자동차 업계가 주목하는 촉각/햅틱스 기술의 역할

4. 촉각 디스플레이

4-1. 촉각 디스플레이란

(1)정전 촉각 디스플레이

(2)액추에이터식 촉각 디스플레이

(3)초음파 촉각 디스플레이

4-2. 촉각 디스플레이의 개요와 시각장애인을 위한 동향

4-3. 촉각 디스플레이의 일본 메이커 동향

【표3. 일본 주요 촉각 디스플레이 메이커와 각사 동향 일람】

5. 리얼 햅틱스

5-1. 리얼 햅틱스란

5-2. 햅틱스⇒ 리얼 햅틱스 ⇒ 원격 햅틱스의 관계성

【그림2. 촉력각/햅틱스 기술을 탐재한 HW·솔루션 일람】

5-3. 리얼 햅틱스로 세계적 문제를 해결하는 AI로봇

5-4. 도해 ‘리얼 햅틱스 시스템 사례’

【그림3. '리얼 햅틱스란?'

(햅틱스 활용을 통한 "자동 스폰지 케이크 잡기 로봇" 시스템 구조)】

6. VR/AR용 등 새로운 UI로서

6-1. VR(가상현실)의 촉각의 역할

6-2. VR/AR과 IoT가 햅틱을 찾아 나섰다

 

《주목시장 포커스》

마이크로파 디바이스 시리즈(1)~통신 디바이스~(51~77페이지)

~다양한 주파수 대역을 구사하여 방대한 데이터량을

효율적으로 전송하는 통신을 지원하는 핵심적 요소에서

 

1. 통신에서 마이크로파 디바이스의 위상

2. 통신용 마이크로파 디바이스의 기술동향

2-1. 기본기술의 진전

2-2. 재료기술의 진화

2-3. 패키징 모듈 기술의 진화

2-4. 설계·해석 기술의 고도화

3. 통신용 마이크로파 디바이스의 시장전개 동향

3-1. 5G 보급과 시장 성장

3-2. 주요 시장 분야

3-3. 지역별 시장동향

3-4. 시장환경과 구조적 과제

4. 통신용 마이크로파 디바이스에 관한 시장규모

【그림·표1. 통신용 마이크로파 디바이스의 일본 및 WW 시장규모 예측(금액: 2025-2030년 예측)】

5. 통신용 마이크로파 디바이스와 관련하는 기업·연구기관의 대응 동향

5-1. 국립대학법인 규슈대학

(1)배터리리스 센서 플랫폼

(2)태양광 발전을 이용한 가축의 바이탈 센싱

【그림1. 가축 바이탈 센싱용 배터리리스 플랫폼】

(3)무선 통신용 미약 전자파를 이용한 마이크로 에너지 하베스터 회로

【그림2. 미약한 전자파를 에너지원으로 한 하베스터 회로의 전체상(상단) 및 안테나(하단 왼쪽), 임피던스 정합 회로(하단 중앙), 정류 회로(하단 오른쪽)】

(4)의료로의 응용

【그림3. 임플랜트에 전원 공급(위)와 내시경 크기의 시작 회로(아래)】

5-2. 학교법인 시바우라공업대학

(1)고효율 마이크로파 전력 증폭기

【그림4. 고조파 처리 기술】

【그림5. CRLH 선로를 이용한 고조파 처리의 진전】

【그림6. F급 PA에 CRLH 선로를 적용한 예】

【그림7. 시작한 2GHz대 6W GaN HEMT F급 PA.

외관(왼쪽) 및 CRLH 선로 확대 사진(오른쪽)】

(2)연속 모드 PA

【그림8. 다양한 클래스의 연속 모드 PA】

【그림9. 시작한 PA회로의 외관. 연속 F급(왼쪽)과 연속 역 F급(오른쪽)】

【그림10. 시작한 PA의 평가 결과. 연속 F급(왼쪽)과 연속 역 F급(오른쪽)】

5-3. 국립대학법인 전기통신대학

(1)세계를 놀라게 한 필터 특성 개선 기술과 초소형 평면형 필터 개발

【그림11. 연구실에서 시작한 세계 최소 초소형 평면형 필터】

(2)고주파화의 도전과 제조 정밀도

(3)아날로그 RF 필터의 가치와 젊은 연구자에 대한 교훈

(4)국제 공동연구와 도전의 궤적

【그림12. 기업과 연계하여 시작한 세계 최소 UWB 듀얼 밴드 필터】

(5)정리

5-4. 국립대학법인 무로란공업대학

【그림13. 구조 최적 설계 분류】

(1)토폴로지 최적 설계

①함수전개법에 의한 구조표현

【그림14. 함수 전개법에 의한 구조 표현】

②설계 변수 최적화 기법

(a)공분산 행렬 적응 진화 전략(CMA-ES)

(b)베이즈 최적화

(2)최적 설계 예~광도파로 디바이스의 최적 설계~

【그림15. 3분기 디바이스의 설계 모델】

【그림16. 3분기 디바이스의 최적화 구조와 전파계 (상단: 제약 없음, 하단: 제약 있음)】

6. 통신용 마이크로파 디바이스에 관한 과제와 장래 전망

6-1. 과제

(1)고주파 대응 장치의 고성능화와 비용 균형

(2)전력 소비 및 열 설계

(3)프론트엔드의 집적도 향상과 설계 복잡화

(4)재료 공급 리스크와 공급망

6-2. 장래 전망

(1) Beyond 5G/6G에 대한 대응

(2) AI·기계학습을 통한 설계 혁신

(3)지속가능성 및 환경 대응

(4)지역별 전략과 국제경쟁

 

SDV의 AI 이용 동향(3)(78~89페이지)

~2025년, OEM은 「외부 Apps」를 확보하려고 하고 있다~

 

1. 1~2 정리

1-1. 애플리케이션 구분

1-2. 서로 다른 벤더가 제공하는 Apps

1-3. AI를 이용한 앱스

2. 외부 Apps 개요 및 AI 이용 현황

2-1. 외장 기기∙시스템과 외부 Apps

(1)내비게이션 시스템

【표1. AI를 이용한 내비게이션 시스템의 사례】

(2)IVI 등을 이용한 서비스

【표2. IVI의 구성요소로 알려져 있는 것】

【표3. AI를 이용한 IVI 현황 서비스 개요】

【표4. AI를 이용한 IVI 사례】

(3)컨시어지

【표5. 내비게이션·IVI·컨시어지 비교】

【표6. 컨시어지 서비스의 사례】

(4)차량 외부정보 수집·발신

【표7. 차량 외부 정보 수집·발신 센서 종류】

【표8. 차량 외부 정보 수집·발신 장치·시스템 사례】

(5)텔레마텍스 보험

【표9. 텔레매틱스 보험 서비스의 사례】

(6)블랙박스

【표10. 블랙박스의 기기·시스템 구성】

【표11. 블랙박스의 종류와 기능】

【표12. 블랙박스 기기·시스템의 AI 이용 사례】

【표13. 블랙박스 기기·시스템의 사례】

2-2. 정리

 

≪시기적절한 콤팩트 리포트≫

페로브스카이트 태양전지 및 부재 시장(90~95페이지)

~GW급 발전량 확보는 2040년 전후?

기존 태양전지와 해외기업과는 "싸우지 않는 전략"에 일본 승리조건이 있음~

 

1. 페로브스카이트 태양전지·부재란

2. 시장개황

3. 분야별 동향

3-1. 페로브스카이트 태양전지: 졸속 확대지향은 가격경쟁으로 이어진다

3-2. 배리어 필름: 실온 환경에서 10-4g/㎡/day가 스펙 최저선

3-3. 투명 전극 필름: 현재의 생산 체제에서 1GW분의 생산 캐파 확보가 곤란한 상황에

3-4. 기타 필름: PSC 효율 향상, 고내구화 실현으로 이어지는 필름 검토 진행

4. 주목토픽

4-1. 일본만의 고부가가치 전개

5. 장래전망

【그림1. 일본 태양광 발전 신규 도입 용량과 페로브스카이트 태양전지에 의한 신규 도입 용량 예측(수량: 2030-2050년도 예측)】

 

«시기적절한 기업 동향 리포트»

XELA Robotics 주식회사(96~101페이지)

~높은 센싱 기능을 보유하여 실적 다수

소프트웨어 개발도 담당하여 학술·산업으로 전개~

 

1. 회사소개

2. 제품전개

2-1. 촉각센서(uSkin 센서)

【그림1. XELA Robotics 촉각 센서 이미지】

(1)USkin 패치

(2)uSkin 커브형

(3)uSkin 프로텍트

(4)u Skin 멀티벤트

2-2. UAi 소프트웨어

(1)기본기능

(2)포스트 프로세싱 기능

(3)추가 파지 기능

(4)추가 물체 파악 기능

2-3. 로봇핸드&그리퍼용 구현 솔루션

【그림2. 동사 촉각 센서를 장착한 로봇핸드와 그리퍼 이미지】

 

관련 마켓 리포트

2024년판 페로브스카이트 태양전지 및 부재시장의 전망과 전략