Yano E plus 2020년 11월호(NO.152)
내용목차
≪주목시장 포커스≫
차세대 기능성 박막 동향(2) ~ 광기능 박막 ~(3~43페이지)
~차세대 광기능 박막으로 기존보다 훨씬 성능이 뛰어난 유기박막 태양전지와 광촉매 박막 등이 각광받고 있다~
1. 차세대 광기능 박막이란
2. 주목되는 차세대 광기능 박막 사례
2-1. 유기박막 태양전지(OPV)
2-2. 광촉매 박막
2-3. 유기박막 레이저
2-4. 기타 광전변환소자
2-5. 광메모리 박막
3. 차세대 광기능 박막의 시장규모 예측
【도표1. 차세대 광기능 박막의 국내 및 WW 시장규모 예측(금액: 2020~2030년 예측)】
4. 차세대 광기능 박막 관련 기업·연구기관의 대응 동향
4-1. 학교법인 고가쿠인대학
(1) Molecular Precursor Method (MPM)
【그림1. Molecular Precursor Method (MPM)의 원리를 나타낸 모식도】
【그림2. Molecular Precursor Method (MPM)에 의한 박막 형성 프로세스의 전형적인 흐름】
(2) Molecular Precursor Method (MPM)으로 형성한 높은 광촉매 활성을 가진 아나타아제 박막
(3) Molecular Precursor Method (MPM)으로 제작한 투명 박막 리튬이온전지
【그림3. 투명박막 LIB의 셀 구성과 조립 모식도】
【그림4. Molecular Precursor Method (MPM)으로 형성한 투명 박막 LIB】
【그림5. 전원을 이용한 투명박막 LIB의 충전 반응】
【그림6. 빛을 이용한 투명박막 LIB의 충전 반응】
4-2. 학교법인 주부대학
(1) CeO2-PTFE 하이브리드 다기능막 개발과 응용
【그림7. 개발한 수지제 창재의 단면 구조 이미지】
【그림8. CeO2-PTFE 막의 표면경도 데이터 조성과 표면경도의 관계(왼쪽) 및 표면처리에 의한 표면경도 향상(오른쪽)】
【그림9. PTFE(CF2) 스패터막의 XPS 스펙트럼】
【그림10. CeO2-5%PTFE의 TEM상】
4-3. 국립대학법인 도쿄공업대학
(1) 산소와 불소를 구성원소에 포함한 가시광 응답형 광촉매 및 물분해 광전극
(https://www.titech.ac.jp/news/2018/041587.html, https://www.titech.ac.jp/news/2019/045456.html)
【그림11. Pb2Ti2O5.4F1.2의 결정구조(왼쪽)와 광흡수 특성(오른쪽)】
【그림12. 가시광 응답형 광전극에 의한 물분해】
(2) 산화티타늄과 수산화 코발트를 조합한 가시광 구동형 수분해 전극
(https://www.titech.ac.jp/news/2020/046257.html)
【그림13. 산화티타늄과 수산화 코발트로 조합된 복합재료를 이용한 가시광선 조사 하에서의 광전기 화학적 물분해 모식도(왼쪽)와 가시광선 흡수능(오른쪽)】
4-4. 국립대학법인 도쿄대학(1)
(1) 광촉매 미립자
【그림14. 광촉매에 의한 수소와 산소의 발생 원리】
(1)-1. Al-doped SrTiO3(Al: SrTiO3)
【그림15. 외부 양자수율 96%의 광촉매 구조】
(1)-2.Y2Ti2S2O5
(2) 광촉매 시트
【그림16. 입자전사법에 의한 물분해용 광촉매시트의 제작방법】
(3) 물분해용 광촉매 패널
【그림17. 물분해용 광촉매 패널 구조(왼쪽)와 1m×1m의 반응기(오른쪽)】
(4) 수소 제조 파일럿 플랜트
【그림18. 수소+화학 에너지 제조 플랜트 예상도(25km2)】
4-5. 국립대학법인 도쿄대학 (2)
(1) 트위스트 2층 그래핀의 전자 상태
【그림19.2층 그래핀이 뒤틀려 만들어진 준결정 상태】
【그림20. 준결정 상태의 복수 밴드 구조】
【그림21. 펄스 레이저 광여기 시간 분해광전자 분광장치 모식도 [2]】
【그림22.2층 그래핀의 층간 전하 이동】
4-6. 국립대학법인 도호쿠대학
【그림24. MnTe 화합물에서 관찰되는 변위형 상변태에 의한 가역적인 결정 다형 변화】
【그림25. MnTe 화합물을 전극으로 끼워 넣은 메모리 소자에 관찰된 가역적인 전기저항 스위칭 현상과 레이저 가열에 의한 광학 반사율 변화】
4-7. 국립대학법인 요코하마국립대학
(1) 신규 광표면 릴리프 형성 재료의 창제와 기능화
【그림26. 아조벤젠의 이성질체와 그 상호변환】
【그림27. 표면 릴리프의 가역적 형성의 모식도】
【그림28. 가역적인 표면 릴리프 형성】
4-8. 국립연구개발법인 이화학연구소
(1) 알루미늄의 나노구조체로 "색"을 만든다. (https://www.riken.jp/press/2017/20170426_1/)
【그림29. "색"을 만드는 메타물질의 구조 a.(i)목적의 메타물질 구조. (ii)실제로 완성된 메타물질의 전자현미경 사진. 스케일: D=260nm, P=440nm, G=180nm】
【그림30. 개발한 메타물질로 제작한 리연의 로고마크 (왼쪽)리켄로고의 원래 이미지, (중앙)메타물질로 제작한 리켄로고의 광학 현미경 사진, (오른쪽)안의 전자 현미경 사진】
【그림31. 개발한 메타물질로 제작한 컬러차트 (왼쪽)Al박막을 도포하기 전의 광학현미경 사진. (오른쪽)Al박막 도포 후】
【그림32. 빨간·녹색·파란의 메타물질의 혼합으로 실현할 수 있는 흑색 (a)빨간·녹색·파란의 각 색을 내는 메타물질의 반사 스펙트럼. (b)(c)의 메타물질의 반사 스펙트럼. (c)(a)의 각 색을 내는 메타물질을 집적해 흑색이 되도록 한 패턴의 전자 현미경 사진】
5. 광기능 박막기술은 차세대 광포토닉스의 원천기술을 개척한다.
신·산업용 센서 시리즈(6) 자기 센서 시장 동향(44~78페이지)
~자동차용과 산업기기용 고정밀도화 요청에 대응해 다양한 신형 제품이 등장하는 핫한 시장에서 2023년경부터 새로운 단계로 이행~
1. 머리말
1-1. 자기센서의 종류와 특성
(1) 다수의 환경 자기장이 존재
【그림1. 환경 속의 자기장 발생 요인과 그 강도(단위:T, G)】
(2)자기장에는 귀중한 정보가 있다
①제1세대 자기센서
a) 전자 유도식 코일(서치 코일)
b) 복합자성 와이어형 자기센서
c) 리드 스위치
【그림2. 리드 스위치의 구조와 제품 예】
②제2세대 자기 센서
a) 홀식 센서
【그림3. 홀 소자의 이용 예(BLDH: 왼쪽, 손떨림 보정 기구: 오른쪽)】
b) 자기저항(MR)식 AMR 센서
③ 3세대 자기 센서
a) 자기저항(MR)식 GMR 센서
【그림4. AMR 소자, GMR 소자, TMR 소자의 구조와 전류 방향】
b) 자기저항(MR)식 TMR 센서
【표 1. AMR 소자, GMR 소자, TMR 소자에 자기 센서의 특성 비교】
c) 자기 임피던스(MI)식 센서
【그림5. 주요 자기 센서의 감도영역】
d)GSR센서
④기타 자기센서
a) 플럭스 게이트 센서
b) SQUID(초전도 광자 간섭계) 센서
2. 자기센서 시장의 현황과 전망
2-1. 총 시장규모의 추이·예측
【그림·표1. 주요 자기센서 종류별 WW 시장규모(금액: 2019년)】
【도표2. 주요 자기센서의 종류별 WW 시장규모 추이, 예측(금액: 2019-2024년 예측)】【도표3. 주요 자기센서 WW 시장규모 이용분야별 점유율(금액: 2019년)】
2-2. 자기센서 타입별 시장개황
(1)홀식 센서의 시장동향
【도표4. 홀식 센서 WW 시장의 주요 용도별 점유율】
(2) MR(자기저항)식 센서의 시장 동향
【그림, 표5. MR식 센서 WW 시장의 타입별 점유율(금액: 2019년)】
(3)TMR 소자와 HDD/MRAM의 동향
(4) 기타 자기센서의 시장동향
①리드 스위치 시장
【그림6. 파워리드 스위치의 구조】
②MI식/플럭스 게이트 센서 시장
2-3. 자동차용 자기센서의 시장동향
【도표6. 자동차용 자기센서 WW 시장 타입별 점유율(금액: 2019년)】
3. 자기센서 관련기업과 신형제품
3-1. 홀소자·MR소자 주목기업
(1) TDK 주식회사
【그림7. TDK 그룹의 자기센서(홀식: 왼쪽·중앙 / TMR계열: 오른쪽)
【그림8. TMR 전류 센서의 신제품 「CUR423x」의 구조(왼쪽)와 외관(오른쪽)】
【그림9. TDK와 도쿄대학이 개발 중인 초고감도 상온 MR 어레이 센서】
(2) 아사히카세이일렉트로닉스 주식회사
【표 2. 아사히카세이일렉트로닉스의 홀 소자 재료의 종류와 특성】
【그림10. 세계 최소급의 BLDC용 래치형 홀 IC와 그 응용분야(오른쪽)】
【그림11. 코어리스 전류 센서 IC의 패키지 구조 비교】
3-2. 신형 자기센서 개발과 관련 기업
【표 3. 신형 자기센서 관련 주목기업과 그 대응】
【표 4. 신형 자기 센서 관련 주목기업과 그 대응 ②】
(1)홀센서/MR센서 관련
①Allegro MicroSystems Inc.
②Crocus Technology International Corp.
③ABLIC 주식회사
【그림12. BLDC용 홀 IC의 검지방식 비교】
(2) 기타 신형 자기센서 관련
①Magnedesign 주식회사
【그림13. GSR 소자(왼쪽, 중앙)와 GSR 센서(소자+ASIC)의 시작 예(오른쪽)】
②아이치제강 주식회사/ROHM 주식회사
【그림14. MI 센서의 "고성능도"와 모듈 제품】
【그림15. 자기장 검출형 전류 센서의 구형(왼쪽·중앙)과 MI형(왼쪽)의 비교】
【그림16. 자율주행 지원 "자기 마커 시스템"의 주요 디바이스】
《차세대 시장 트렌드》
커넥티드/자율주행과 자동차보험 동향(1)(123~132페이지)
~텔레매틱스 보험이 서서히 침투, 커넥티드의 유망한 성과 중 하나가 된다~
1. 커넥티드카와 텔레매틱스보험
1-1. 텔레매틱스 자동차보험이란
(1)개인 이용자의 경우
(2)법인이용인 경우
1-2. 텔레매틱스 보험이란
2. 텔레매틱스 자동차보험용 시스템
【그림1. 운전의 거동을 자동차보험에 반영하는 구조】
【표1. Aioi Nissay Dowa Insurance와 도요타의 텔레매틱스 보험】
3. 텔레매틱스 자동차보험의 시장동향
【표2. 각사의 텔레매틱스 보험의 사례】
【그림·표1. 텔레매틱스 자동차보험 일본국내 시장규모 추이 예측(금액: 2019-2025년 예측)】
《타임리 콤팩트 리포트》
폴리머 압전 재료 동향(79~123페이지)
~폴리머 압전재료는 박막대면적화가 용이하다는 특징을 활용해 웨어러블 일렉트로닉스를 비롯한 다양한 용도전개가 상정된다~
1. 폴리머 압전재료란
2. 폴리머 압전재료의 종류
2-1. 폴리플루오르화 비닐리덴/공중합체[PVDF/P(VDF-TrFE)]
2-2. 폴리젖산(PLA)
2-3. 폴리청화비닐리덴(PVDCN)
2-4. 폴리요소
2-5. 홀수 나일론
3. 압전성 PVDF의 제작방법
3-1. 연신법
3-2. 용융 결정화
3-3. 용매캐스트법
3-4. 공중합법
3-5. 필러와의 컴포지트
4. 폴리머 압전재료 시장규모 예측
【그림·표1. 폴리머 압전재료의 국내 및 WW 시장규모 추이와 예측(금액: 2019-2024년 예측)】
【그림·표2. 폴리머 압전재료 수요 분야별 WW 시장규모 추이와 예측(금액:2019-2024년 예측)】
5. 폴리머 압전재료 관련 기업·연구기관의 대응 동향
5-1. 공립대학법인 오사카시립대학
(1) PVDF의 결정구조
【그림1. PVDFⅠ형, Ⅱ형, Ⅲ형의 결정구조】
(2) 단일 용매에 의한 PVDFI형, II형, III형의 제작
【그림2. 용매 캐스트법에 의한 실험방법】
(3) PVDF/PMMA 블렌드의 용융혼련법에 의한 PVDF의 결정구조 제어
【표 1. PVDF/PMMA의 프로세스 조건과 PVDF의 결정 구조와의 관계】
5-2. 국립대학법인 오카야마대학
(1) 소프트 액추에이터
【그림3. 대만곡 러버 액추에이터의 구조】
【그림4. 대만곡 러버 액추에이터의 동작 모습】
【그림5. 파지 검출센서를 탑재한 액추에이터】
【그림6. 파지 검출센서를 탑재한 액추에이터의 만곡동작 확인】
(2) 근음(筋音) 센서
【그림7. 흡반형 근음센서의 구조】
【그림8. 근음센서의 평가실험 개요】
【그림9. 등척성 수축 시 근음측정 실험 모습】
5-3. 주식회사 크레하/주식회사 크레하트레이딩
(1) PVDF 수지 "KF 폴리머®"
(2) 'KF 폴리머®'로부터 얻은 고분자 압전·초전체 'KF PIEZO FILM'
【그림10. 「KF PIEZO FILM」의 결정구조와 압전체로서의 성능을 나타내는 모식도】
【그림11. PVDF의 화학식(왼쪽)과 결정구조(오른쪽)】
【그림12. PVDF의 응용 예 각종 센서류(왼쪽)와 음향 센서(오른쪽)】
5-4. 일반재단법인 고바야시이학연구소
(1) 고분자의 전기 물성[1]
(2) 폴리머 압전재료 PVDF에 관한 선진적인 대응
(3) 악기용 고분자 센서 개발
【그림13. Atmosfeel™이미지(위) 조작패널(아래) 일렉트릭 어쿠스틱 기타 FG/FSRedLabel시리즈(오른쪽)】
【그림14. 다공성 폴리머가 압전소자로 기능하는 모식도】
【그림15. 마이크로보이드의 대전에 의한 압전 특성 발현(왼쪽)과 콘택트센서로서의 기능(오른쪽)】
(4) 마지막
5-5. Techno Alpha 주식회사
(1) Piezotech사 제작 PVDF 계열 강유전성 재료 "Piezotech®"
(2) 'Piezotech®FC' 시리즈
【그림16. FC 시리즈의 D-E 히스테리시스 곡선】
(3) 'Piezotech®RT' 시리즈
【그림17. RT 시리즈의 D-E 히스테리시스 곡선】
(4) 'Piezotech®' 애플리케이션 사례
(4)-1. 압력 센서
【그림18. "Piezotech®"를 이용한 압력 센서 사례】
(4)-2. 표면 탄성파 필터
【그림19. 표면 탄성파 필터 사례】
(4)-3. 햅틱스
【그림20. 햅틱스 사례】
(4)-4. 마이크로펌프
【그림21. 마이크로펌프 사례】
5-6. 주식회사 무라타제작소
(1) 폴리머 압전 재료의 변위 센서로서의 응용
【그림22. Leaf Grip Remote Controller의 외관(왼쪽)과 단면 모식도(오른쪽)】
(2) touch pressure pad로서의 응용
【그림23. touch pressure pad의 외관(왼쪽)과 검지 원리 모식도(오른쪽)】
(3) 압전 필름 센서로 '플랙시블 스마트폰'을 실현
【그림24. 압전 필름을 부착한 플렉서블 무기EL 시트 사례】
【그림25. 왜곡을 검지하는 버튼리스 케이스용 소형 압압센서의 사례】
(4) 세계 최초로 전기의 힘으로 항균성능을 발휘하는 섬유를 개발
【그림26. 항균 메커니즘을 나타낸 섬유단면모식도】
【그림27. 「PIECLEX」 사용 섬유상품개발 사례】
5-7. 국립대학법인 와카야마대학
(1) 플라스틱 가스관 결함 검사[1]
【그림28. 세라믹제 및 폴리머제 초음파 탐촉자 비교】
【그림29. 단면 이미지에 의한 PE가스관 EF 이음매 융착부의 건전성 평가】
【그림30. 초음파 탐촉자를 이용한 단면 촬영에 의한 결함 검출 결과 단면 사진(왼쪽) 세라믹제 탐촉자에 의한 검사결과(중앙) 폴리머 탐촉자에 의한 검사결과(오른쪽)】
(2) 베어링의 플레이킹 손상 검사[2]
【그림31. 집속 탐촉자에 의한 누설 레일리파의 발생과 수신】
【그림32. 개발한 분할형 집속 탐촉자(왼쪽)과 누설 레일리파의 검출(오른쪽)】
(3) 부호화 개구 초음파 어레이 트랜스듀서에 의한 순간 단면 촬영 이미지[3]
【그림33.2 채널M 계열 부호화 개구 초음파 어레이 탐촉자】
【그림34. 단일 M계열 부호화 개구(한쪽 채널)에 의한 와이어선(2개)의 순간 촬영】
(4) 부호화 송신기술을 이용한 펄스 압축 초음파 계측[4]
【그림35. 7비트 길이 M계 부호화 적층 탐촉자의 구조(왼쪽)와 송신파형(오른쪽)】
【그림36. 7비트 길이 M계 변조파의 펄스 압축 파형(왼쪽)과 송수신 각도의존성(오른쪽)】
6. 우수한 특성을 발휘하는 폴리머 압전 재료가 메이저가 될 날이 머지않았다.
≪차세대 트렌드 ≫
선진적인 OTA 동향과 시장 추이 (1)(124~135페이지)
~OTA는 다음 시대에, 자동차의 스마트화가 진행되는 길이 보이기 시작했다~
1. OTA는 다음 단계로
1-1. 텔레매틱스 전반
【그림1. 자동차에서 OTA, OTA Advanced의 위치설정】
(1)전통적인 텔레매틱스의 개관
(2) OEM 주도의 선진적인 텔레매틱스 개관
【표 1. 자동차 메이커가 추진하는 텔레매틱스 전반】
【그림2. 텔레매틱스·선진 텔레매틱스·OTA Advanced의 관계】
1-2. 취급하는 데이터 등 종류
【표 2. 텔레매틱스와 OTA 등이 취급하는 데이터 서비스 내용 일람】
(1) 업로드 데이터 및 이용하는 기능
(2) 차량 - 센터에서 정보를 교환하는 각종 기능
(3) 정보취득(다운로드) 및 이용하는 기능
≪특별 리포트≫
스마트시티 프로젝트(136~164페이지)
~야노경제연구소의 스마트시티에 대한 대응~
1. 산업별로 발전한 기존 스마트시티
도표1 에너지에 특화된 실증사업 사례
2. 데이터 연계와 아키텍처가 열쇠를 쥐고 있는 스마트시티의 지금
2.1 최근 동향
도표2 각 산업의 동향
2.2 아키텍처의 진전
도표3 디지털 스마트시티 아키텍처 모델
도표4 스마트시티 레퍼런스 아키텍처의 전체상
3. 전환점이 되는 2020년
3.1 정체인지 기회인지
3.2 코로나19 대응이 스마트시티에 활용된다
3.3 슈퍼시티 구상 추진으로 비약할 것인가
도표5 슈퍼시티 구상의 전체상
4. 2025년, 2030년의 스마트시티상은
4.1 미래 스마트시티상을 향해
4.2 2025년 스마트시티상
도표6 2025년의 스마트시티상
4.3 2030년 스마트시티상
도표7 2030년의 스마트시티상
5. 야노경제연구소는 조사능력으로 스마트시티에 참가한다
도표8 각 산업분야의 동향과 통합적인 관점에서 본 리포트를 제공
6. 산업별 동향 (지금까지의 동향, 2025년/2030년 전망)
6.1 도시 OS·도시조성 IT
이제까지의 동향
중기적 목표·예측과 과제(2025년경)
도표9 데이터 이용·활용형 스마트시티 보급 확대에 관한 액션플랜
장기 전망(2030년경)
6.2 모빌리티
지금까지의 동향
도표10 자율주행의 정의와 개요
중기적 목표·예측과 과제(2025년경)
장기 전망(2030년경)
6.3 건강·의료
지금까지의 동향
중기적 목표·예측과 과제(2025년경)
장기 전망(2030년경)
도표11 PHR 서비스의 전체상
6.4 에너지
지금까지의 동향
도표12 지역 에너지 시스템 개요
중기적 목표·예측과 과제(2025년경)
장기 전망(2030년경)
6.5 금융·결제
지금까지의 동향
중기적 목표·예측과 과제(2025년경)
장기 전망(2030년경)
도표13 캐시리스 ID와 결합된 데이터 플랫폼 개념도
6.6 물류
지금까지의 동향
중기적 목표·예측과 과제(2025년경)
장기 전망(2030년경)
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