Yano E plus 2019년 7월호(NO.136)
토픽
싱글 보드 컴퓨터와 응용 전개
~내장형 웹서버를 비롯해 고정밀 화상처리와 산업용 제어시스템 등, IoT의 필수 아이템으로!~
~내장형 웹서버를 비롯해 고정밀 화상처리와 산업용 제어시스템 등, IoT의 필수 아이템으로!~
싱글 보드 컴퓨터와 응용 전개
싱글 보드 컴퓨터(SBC: Single Board Computer)는 싱글 프린트 기판 상에 필요한 기능에 모두 넣은 CPU와 주변 부품, 입출력 인터페이스와 커넥터 등이 있는 매우 간소한 컴퓨터이다. 소형, 저가격, 저소비전력으로, CPU는 메인 스트림의 마이크로프로세서보다도 마이크로컨트롤러 또는 SoC(System on Chip)와 같은 필요한 주변 기능의 대부분이 함께 들어가 있는 칩 타입인 경우가 많다.
SBC는 원 보드 마이크로컴퓨터와 거의 같은 것이라고 할 수 있는데, 원 보드 마이크로컴퓨터가 오로지 평가용 및 내장 시스템 개발용이 많은 데 비해, 메인 스트림의 PC와 비교해 낮은 성능에 상응하는 적당한 가격이면서, Linux를 채용하거나 경량 프로그래밍 언어를 이용할 수 있으며, GUI(Graphical UserInterface)를 사용할 수 있고, 웹 브라우저가 작동하는 일상적인 PC 용도에 실용적으로 사용할 수 있는 동시에, 범용 입출력(GPIO: General Purpose Input/Output) 기능 등을 갖추어, 일반적으로 원 보드 마이크로컴퓨터보다 고성능·고기능이라는 특징이 있다.
최근에는 내장형 Web 서버를 비롯해 고정밀 화상처리나 산업용 제어시스템 등, AI 및 IoT 관련으로도 자주 사용하게 되고 있어, IoT 등을 시작할 때 필수 아이템이 되고 있다고 할 수 있다.
싱글 보드 컴퓨터(SBC: Single Board Computer)는 싱글 프린트 기판 상에 필요한 기능에 모두 넣은 CPU와 주변 부품, 입출력 인터페이스와 커넥터 등이 있는 매우 간소한 컴퓨터이다. 소형, 저가격, 저소비전력으로, CPU는 메인 스트림의 마이크로프로세서보다도 마이크로컨트롤러 또는 SoC(System on Chip)와 같은 필요한 주변 기능의 대부분이 함께 들어가 있는 칩 타입인 경우가 많다.
SBC는 원 보드 마이크로컴퓨터와 거의 같은 것이라고 할 수 있는데, 원 보드 마이크로컴퓨터가 오로지 평가용 및 내장 시스템 개발용이 많은 데 비해, 메인 스트림의 PC와 비교해 낮은 성능에 상응하는 적당한 가격이면서, Linux를 채용하거나 경량 프로그래밍 언어를 이용할 수 있으며, GUI(Graphical UserInterface)를 사용할 수 있고, 웹 브라우저가 작동하는 일상적인 PC 용도에 실용적으로 사용할 수 있는 동시에, 범용 입출력(GPIO: General Purpose Input/Output) 기능 등을 갖추어, 일반적으로 원 보드 마이크로컴퓨터보다 고성능·고기능이라는 특징이 있다.
최근에는 내장형 Web 서버를 비롯해 고정밀 화상처리나 산업용 제어시스템 등, AI 및 IoT 관련으로도 자주 사용하게 되고 있어, IoT 등을 시작할 때 필수 아이템이 되고 있다고 할 수 있다.
내용목차
《차세대 전지 시리즈》
●차세대 전지 시리즈(8) Li-S전지의 동향~시장편~(3~21페이지)
~LIB에도 사용할 수 있는 고용량 유황계 전극재와 전해질로 큰 성과,
소형 고성능 리튬 유황 전지는 조기 실용화도∼
●차세대 전지 시리즈(8) Li-S전지의 동향~시장편~(3~21페이지)
~LIB에도 사용할 수 있는 고용량 유황계 전극재와 전해질로 큰 성과,
소형 고성능 리튬 유황 전지는 조기 실용화도∼
1. 머리말
1-1. 용량 밀도는 혁신형 전지에서 톱 클래스
(1) 유황계 전지는 Na-S전지가 선행
【그림1. 공업용 유황 제품(왼쪽：괴상 유황, 중：소상 유황,오른쪽：유황분말)】
(2) 유황계 양극재 용량은 LIB의 약 10배
1-2. Li-S전지의 전극 반응과 개량 과제
(1) 특유의 전극 반응으로 용량이 확대
【표1. 리튬이온전지와 Li-S전지의 전극 반응】
(2) redox shuttle이 큰 문제
【그림3. Li-S의 원리도(왼쪽)와 유기 전해액 중 양극 S8유황의 반응(오른쪽)】
【표2. Li-S전지의 이점과 개량과제】
1-3. 주요 부재의 개발 동향
(1) 유기 유황계 양극의 개발성과
①유황·탄소(S-C) 복합체 양극재
②폴리황화탄소 양극재
【표3. 폴리황화탄소 양극((CS) n)와 다른 양극재의 특성 비교(시작 LIB)】
③유황변성 폴리아크릴니트릴 양극재
【그림4. 「SPAN」의 외관·전현상(왼쪽)과 주요 특징】
④타이어 성분 유래 유기유황계 양극재
【그림5. 폐기 타이어(유황함유 고무)로부터 전극재에 이르는 흐름】
(2) 무기 유황계 양극의 개발성과
①금속 다황화물 양극재
【그림6. VS4(금속 다황화물) 양극의 8 Ah급 셀(왼쪽)과 그 충방전 곡선】
②황화리튬계 고용체 양극재
【그림7. Li2S베이스 고용체와 전고체화에 의한 용출방지】
【그림8. Li2S베이스 고용체 양극의 전고체 전지와 액체계 Li-S전지의 사이클 특성】
(3) 전해질의 개발 성과
①유기 전해액과 고체 전해질
②용매화 이온 액체 전해액
【그림9. 용매화 이온 액체의 구조와 연소시험, 다황화 리튬의 용해도(오른쪽)】
(4) 분리막의 개발 성과
【그림10. MOF(금속유기구조체)에 의한 Li-S전지용 분리막】
1-4. 고에너지 밀도화와 저비용화
【그림·표1. Li-S전지의 전극 용량의 현상과 전망(JST-LCS의 평가 시나리오)
(수량：현상-2030년 예측)】
【그림·표2. Li-S전지와 LIB의 에너지 밀도의 비교(수량：현재, 2030년 예측)】
【그림·표3. Li-S전지와 LIB의 제조 코스트의 비교(금액：현재, 2030년 예측)】
1-1. 용량 밀도는 혁신형 전지에서 톱 클래스
(1) 유황계 전지는 Na-S전지가 선행
【그림1. 공업용 유황 제품(왼쪽：괴상 유황, 중：소상 유황,오른쪽：유황분말)】
(2) 유황계 양극재 용량은 LIB의 약 10배
1-2. Li-S전지의 전극 반응과 개량 과제
(1) 특유의 전극 반응으로 용량이 확대
【표1. 리튬이온전지와 Li-S전지의 전극 반응】
(2) redox shuttle이 큰 문제
【그림3. Li-S의 원리도(왼쪽)와 유기 전해액 중 양극 S8유황의 반응(오른쪽)】
【표2. Li-S전지의 이점과 개량과제】
1-3. 주요 부재의 개발 동향
(1) 유기 유황계 양극의 개발성과
①유황·탄소(S-C) 복합체 양극재
②폴리황화탄소 양극재
【표3. 폴리황화탄소 양극((CS) n)와 다른 양극재의 특성 비교(시작 LIB)】
③유황변성 폴리아크릴니트릴 양극재
【그림4. 「SPAN」의 외관·전현상(왼쪽)과 주요 특징】
④타이어 성분 유래 유기유황계 양극재
【그림5. 폐기 타이어(유황함유 고무)로부터 전극재에 이르는 흐름】
(2) 무기 유황계 양극의 개발성과
①금속 다황화물 양극재
【그림6. VS4(금속 다황화물) 양극의 8 Ah급 셀(왼쪽)과 그 충방전 곡선】
②황화리튬계 고용체 양극재
【그림7. Li2S베이스 고용체와 전고체화에 의한 용출방지】
【그림8. Li2S베이스 고용체 양극의 전고체 전지와 액체계 Li-S전지의 사이클 특성】
(3) 전해질의 개발 성과
①유기 전해액과 고체 전해질
②용매화 이온 액체 전해액
【그림9. 용매화 이온 액체의 구조와 연소시험, 다황화 리튬의 용해도(오른쪽)】
(4) 분리막의 개발 성과
【그림10. MOF(금속유기구조체)에 의한 Li-S전지용 분리막】
1-4. 고에너지 밀도화와 저비용화
【그림·표1. Li-S전지의 전극 용량의 현상과 전망(JST-LCS의 평가 시나리오)
(수량：현상-2030년 예측)】
【그림·표2. Li-S전지와 LIB의 에너지 밀도의 비교(수량：현재, 2030년 예측)】
【그림·표3. Li-S전지와 LIB의 제조 코스트의 비교(금액：현재, 2030년 예측)】
《차세대 시장 트렌드》
●차세대 첨단 디바이스 동향(3) 초격자 디바이스(22~45페이지)
~원자 종류의 선택과 적층의 두께 조절 등으로 그 밴드구조를
비교적 자유롭게 제어 가능, 디바이스에의 응용이 기대되고 있다!~
●차세대 첨단 디바이스 동향(3) 초격자 디바이스(22~45페이지)
~원자 종류의 선택과 적층의 두께 조절 등으로 그 밴드구조를
비교적 자유롭게 제어 가능, 디바이스에의 응용이 기대되고 있다!~
1. 초격자란
2. 초격자 구조의 종류
2-1. 반도체 초격자
2-2. 자성 초격자
3. 초격자 디바이스란
4. 초격자 디바이스의 응용사례
4-1. 퀀텀 웰 레이저(Quantum well laser)
4-2. 태양전지
5. 초격자 디바이스의 시장규모 예측
【그림·표1. 초격자 디바이스의 일본국내 및 세계 시장규모 예측(금액：2020-2040년 예측)】
【그림·표2. 초격자 디바이스의 응용 분야별 세계 시장규모 예측(금액：2020-2040년 예측)】
6. 초격자 디바이스 관련 기업·연구기관의 대응 동향
6-1. 국립연구개발법인 산업기술종합연구소
【그림1. GeTe와 Sb2Te3 박막으로 구성되는 초격자 구조】
6-2. 학교법인 조치대학(上智大学)
6-3. 국립대학법인 도쿄공업대학
(1) 스퍼터법을 이용한 자성 박막 및 자기 기록 기술에 관한 연구
(2) 초격자를 이용해 새로운 전자기능재료와 디바이스를 제작
6-4. 국립대학법인 도쿄대학
【그림2. 페로브스카이트 태양전지의 전형적인 단면 구조】
【그림3. 페로브스카이트 태양전지 CH3NH4PBI3 박막의 냉각과정에서 발생한 정방정(T)과 입방정(C)의 혼재상태】
【그림4. CH3NH4PBI3 박막의 (a) TEM상, (b) 전자선 회절상, (c) 푸리에 변환상】
6-5. 국립대학법인 도호쿠대학
【그림5. NITE법에 따르는 FeNi 초격자의 합성 스킴】
6-6. 국립연구개발법인 물질·재료연구기구(NIMS)
6-7. 국립대학법인 홋카이도대학
【그림6. R-SPE법에 의한 InGaO3(ZnO)m단결정 박막의 제작 프로세스와 TEM상】
【그림7. (a) 인공 초격자의 열전변환 모식도 (b) 크게 확대된 전자를 좁은 공간에 가둠으로써
더욱 큰 열전능 증강이 발생하는 것을 나타내는 이론】
6-8. 국립대학법인 요코하마국립대학
【그림8. QD초격자 태양전지의 개념도】
【그림9. Si기판상에 제작한 다수의 역 피라미드공 SEM사진】
【그림10. 역 피라미드공 템플릿에 의한 QD초격자 형성의 모식도】
【그림11. (a) 패싯(Facet)을 가진 QD의 TEM상, (b) QD형상과 캐리어 이동이 용이함의 관계 모식도】
6-9. 국립연구개발법인 이화학연구소
7. 초격자 디바이스의 장래 전망
2. 초격자 구조의 종류
2-1. 반도체 초격자
2-2. 자성 초격자
3. 초격자 디바이스란
4. 초격자 디바이스의 응용사례
4-1. 퀀텀 웰 레이저(Quantum well laser)
4-2. 태양전지
5. 초격자 디바이스의 시장규모 예측
【그림·표1. 초격자 디바이스의 일본국내 및 세계 시장규모 예측(금액：2020-2040년 예측)】
【그림·표2. 초격자 디바이스의 응용 분야별 세계 시장규모 예측(금액：2020-2040년 예측)】
6. 초격자 디바이스 관련 기업·연구기관의 대응 동향
6-1. 국립연구개발법인 산업기술종합연구소
【그림1. GeTe와 Sb2Te3 박막으로 구성되는 초격자 구조】
6-2. 학교법인 조치대학(上智大学)
6-3. 국립대학법인 도쿄공업대학
(1) 스퍼터법을 이용한 자성 박막 및 자기 기록 기술에 관한 연구
(2) 초격자를 이용해 새로운 전자기능재료와 디바이스를 제작
6-4. 국립대학법인 도쿄대학
【그림2. 페로브스카이트 태양전지의 전형적인 단면 구조】
【그림3. 페로브스카이트 태양전지 CH3NH4PBI3 박막의 냉각과정에서 발생한 정방정(T)과 입방정(C)의 혼재상태】
【그림4. CH3NH4PBI3 박막의 (a) TEM상, (b) 전자선 회절상, (c) 푸리에 변환상】
6-5. 국립대학법인 도호쿠대학
【그림5. NITE법에 따르는 FeNi 초격자의 합성 스킴】
6-6. 국립연구개발법인 물질·재료연구기구(NIMS)
6-7. 국립대학법인 홋카이도대학
【그림6. R-SPE법에 의한 InGaO3(ZnO)m단결정 박막의 제작 프로세스와 TEM상】
【그림7. (a) 인공 초격자의 열전변환 모식도 (b) 크게 확대된 전자를 좁은 공간에 가둠으로써
더욱 큰 열전능 증강이 발생하는 것을 나타내는 이론】
6-8. 국립대학법인 요코하마국립대학
【그림8. QD초격자 태양전지의 개념도】
【그림9. Si기판상에 제작한 다수의 역 피라미드공 SEM사진】
【그림10. 역 피라미드공 템플릿에 의한 QD초격자 형성의 모식도】
【그림11. (a) 패싯(Facet)을 가진 QD의 TEM상, (b) QD형상과 캐리어 이동이 용이함의 관계 모식도】
6-9. 국립연구개발법인 이화학연구소
7. 초격자 디바이스의 장래 전망
●CASE의 시장동향(3)：Autonomous(46~56페이지)
~ 「레벨2+, 레벨3-」와 운전의 원격조작 수요가 증가?~
~ 「레벨2+, 레벨3-」와 운전의 원격조작 수요가 증가?~
1. 자율주행의 현상과 과제
1-1. 자율주행의 현상
1-2. 자율주행과 스마트시티
1-3. 레벨 2＋(플러스), 레벨3-(마이너스)와 원격조작
(1) 과제
2. 새로운 동향
2-1. 레벨2+, 레벨3-
2-2. 원격조작
2-3. 물류에서의 자율주행
3. 일본국내 상황과 과제
3-1. 일본국내 자율주행의 현상
【표1. 일본국내 Autonomous 참가기업과 연구·개발·사업의 개요】
3-2. 주목되는 사례
(1) 자율주행 플랫폼(Tier Ⅳ)
(2) 택배 로봇(ZMP)
3-3. 과제
4. 자율주행 시장의 동향
4-1. 시장동향과 시장규모
【그림1. 일본국내 Autonomous 시장의 각 분야의 추이 예측(2017-2035년도 예측)】
【그림·표1. 일본국내 Autonomous 시장의 추이 예측(수량：2017-2022년 예측)】
1-1. 자율주행의 현상
1-2. 자율주행과 스마트시티
1-3. 레벨 2＋(플러스), 레벨3-(마이너스)와 원격조작
(1) 과제
2. 새로운 동향
2-1. 레벨2+, 레벨3-
2-2. 원격조작
2-3. 물류에서의 자율주행
3. 일본국내 상황과 과제
3-1. 일본국내 자율주행의 현상
【표1. 일본국내 Autonomous 참가기업과 연구·개발·사업의 개요】
3-2. 주목되는 사례
(1) 자율주행 플랫폼(Tier Ⅳ)
(2) 택배 로봇(ZMP)
3-3. 과제
4. 자율주행 시장의 동향
4-1. 시장동향과 시장규모
【그림1. 일본국내 Autonomous 시장의 각 분야의 추이 예측(2017-2035년도 예측)】
【그림·표1. 일본국내 Autonomous 시장의 추이 예측(수량：2017-2022년 예측)】
《주목 시장 포커스》
●싱글 보드 컴퓨터와 응용 전개(57~84페이지)
~내장형 웹서버를 비롯해 고정밀 화상처리와
산업용 제어시스템 등, IoT의 필수 아이템으로!~
●싱글 보드 컴퓨터와 응용 전개(57~84페이지)
~내장형 웹서버를 비롯해 고정밀 화상처리와
산업용 제어시스템 등, IoT의 필수 아이템으로!~
1. 싱글 보드 컴퓨터란
2. 대표적인 SBC와 그 특징
2-1. Raspberry Pi
2-2. Arduino
2-3. mbed
2-4. Tessel
2-5. Electron
2-6. BeagleBone
2-7. ATOMIC Pi
2-8. SPRITZER
3. SBC의 IoT 활용 이미지
4. SBC의 시장규모 추이와 예측
【그림·표1. SBC의 일본국내 및 WW시장규모 추이와 예측(금액：2017-2022년 예측)】
【그림·표2. SBC의 수요 분야별 WW시장규모 추이와 예측(금액：2017-2022년 예측)】
5. SBC의 시장 점유율
【그림·표3. SBC의 WW시장의 기업 점유율(금액：2018년)】
6. SBC를 이용해 응용전개를 하고 있는 기업의 대응동향
6-1. asmec 주식회사
【그림1. LattePanda Alpha가 패키지】
6-2. 주식회사 ADTEC
【그림2. Arm 베이스 세미 커스텀 SBC의 예】
【그림3. ADTEC의 세미 커스텀 보드】
【그림4. SIM와 통신 모듈을 탑재한 사례】
6-3. 주식회사 XSHELL
【그림5. 도선해석 엣지 AI카메라·하드웨어】
【그림6. 도선해석 엣지 AI카메라·해석결과】
6-4. Xilinx 주식회사
【그림7. Virtex® UltraScale+™ XCVU29P-L2FSGA2577EES9818 FPGA 평가 키트】
【그림8. Virtex® UltraScale+™ XCVU37P-L2FSVH2892E FPGA 평가 키트】
6-5. Jasmy 주식회사
【그림9. Jasmy가 제공하는 디바이스의 예 (왼쪽) LTE-Single Board Computer (오른쪽) LTE-Wearable】
【그림10. SKC와 SG의 콘셉트 개략도】
6-6. NEUSOFT Japan 주식회사(NEUSOFT)
(1) 편리성 향상
(2) 오픈 플랫폼의 구축
(3) IoT 교육 교재로서 최적
6-7. Positive One 주식회사
6-8. MechaTracks 주식회사
【그림11. Raspberry Pi관련기기의 대표 예】
【그림12. Raspberry Pi용 전원관리/사활감시 모듈 「slee-Pi」】
【그림13. Raspberry Pi전용 고정밀도 A/D변환 모듈 「ADPi」】
7. IoT 개발에 필수 SBC
2. 대표적인 SBC와 그 특징
2-1. Raspberry Pi
2-2. Arduino
2-3. mbed
2-4. Tessel
2-5. Electron
2-6. BeagleBone
2-7. ATOMIC Pi
2-8. SPRITZER
3. SBC의 IoT 활용 이미지
4. SBC의 시장규모 추이와 예측
【그림·표1. SBC의 일본국내 및 WW시장규모 추이와 예측(금액：2017-2022년 예측)】
【그림·표2. SBC의 수요 분야별 WW시장규모 추이와 예측(금액：2017-2022년 예측)】
5. SBC의 시장 점유율
【그림·표3. SBC의 WW시장의 기업 점유율(금액：2018년)】
6. SBC를 이용해 응용전개를 하고 있는 기업의 대응동향
6-1. asmec 주식회사
【그림1. LattePanda Alpha가 패키지】
6-2. 주식회사 ADTEC
【그림2. Arm 베이스 세미 커스텀 SBC의 예】
【그림3. ADTEC의 세미 커스텀 보드】
【그림4. SIM와 통신 모듈을 탑재한 사례】
6-3. 주식회사 XSHELL
【그림5. 도선해석 엣지 AI카메라·하드웨어】
【그림6. 도선해석 엣지 AI카메라·해석결과】
6-4. Xilinx 주식회사
【그림7. Virtex® UltraScale+™ XCVU29P-L2FSGA2577EES9818 FPGA 평가 키트】
【그림8. Virtex® UltraScale+™ XCVU37P-L2FSVH2892E FPGA 평가 키트】
6-5. Jasmy 주식회사
【그림9. Jasmy가 제공하는 디바이스의 예 (왼쪽) LTE-Single Board Computer (오른쪽) LTE-Wearable】
【그림10. SKC와 SG의 콘셉트 개략도】
6-6. NEUSOFT Japan 주식회사(NEUSOFT)
(1) 편리성 향상
(2) 오픈 플랫폼의 구축
(3) IoT 교육 교재로서 최적
6-7. Positive One 주식회사
6-8. MechaTracks 주식회사
【그림11. Raspberry Pi관련기기의 대표 예】
【그림12. Raspberry Pi용 전원관리/사활감시 모듈 「slee-Pi」】
【그림13. Raspberry Pi전용 고정밀도 A/D변환 모듈 「ADPi」】
7. IoT 개발에 필수 SBC
《타임리 콤팩트 리포트》
●금속분말사출성형(MIM) 시장(85~91페이지)
~SIP가 선도, 실용화 단계로, 용도확대가 진행되어 승기를 잡을 기회 도래~
●금속분말사출성형(MIM) 시장(85~91페이지)
~SIP가 선도, 실용화 단계로, 용도확대가 진행되어 승기를 잡을 기회 도래~
1. 시장 개황
2. 분야별 동향
2-1. 다방면에 걸친 용도분야가 일본국내 시장의 특징
(1) 정보통신기기
(2) 산업기계·기기
(3) 의료기기
(4) 자동차·이륜차 부품
(5) 미싱 부품
(6) 시계 부품 분야
(7) 기타
3. 주목 토픽
3-1. 참가 각사의 설비투자 의욕은 왕성
3-2. SIP 선도로 항공기 부품에 적용
3-3. 시장확대와 함께 주요 메이커 점유율은 저하
3-4. 제법인지를 위한 대응이 계속
4. 장래 전망
【그림1. 일본국내 금속분말사출성형(MIM) 시장규모 추이와 예측(금액：2015년-2025년도 예측)】
【그림2. 2025년도 일본국내 금속분말사출성형 시장 메이커 점유율 예측(상위 3사)(금액：2025년도 예측)】
2. 분야별 동향
2-1. 다방면에 걸친 용도분야가 일본국내 시장의 특징
(1) 정보통신기기
(2) 산업기계·기기
(3) 의료기기
(4) 자동차·이륜차 부품
(5) 미싱 부품
(6) 시계 부품 분야
(7) 기타
3. 주목 토픽
3-1. 참가 각사의 설비투자 의욕은 왕성
3-2. SIP 선도로 항공기 부품에 적용
3-3. 시장확대와 함께 주요 메이커 점유율은 저하
3-4. 제법인지를 위한 대응이 계속
4. 장래 전망
【그림1. 일본국내 금속분말사출성형(MIM) 시장규모 추이와 예측(금액：2015년-2025년도 예측)】
【그림2. 2025년도 일본국내 금속분말사출성형 시장 메이커 점유율 예측(상위 3사)(금액：2025년도 예측)】
《후서》
독자 앙케트 「흥미를 가진 리포트」 톱3 예상(92페이지)
독자 앙케트 「흥미를 가진 리포트」 톱3 예상(92페이지)
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