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Yano E plus 2018년 3월호(NO.120)

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 토픽 

《차세대 시장 트렌드》
●전자파에서의 에너지 하베스팅의 동향

에너지 하베스팅(Energy Harvesting)이란 환경에 존재하는 미약한 에너지를 포착하여, 이용할 수 있는 전기 에너지로 변환하는 기술이다.

넓은 의미에서는 태양광발전, 풍력발전, 지열발전과 같은 한 대규모 상용 전력을 조달할 수 있는 기술도 에너지 하베스팅과 기본적인 원리는 같지만, 놓치기 쉬운 에너지원에서 μW~mW 오더의 매우 작은 전력을 끄집어내는 기술을 에너지 하베스팅이라고 부르고 있다.

에너지 하베스팅을 실현하는 에너지원으로서는 역학적 에너지, 열에너지, 전자파 에너지, 실내광 에너지 등이 있다.

전형적인 역학적 에너지로서 역학적 에너지가 물체에 닿아 발생하는 진동을 에너지원으로 하는 진동 발전 등이 있다. 진동 발전의 원리로서는 물체에 힘을 가하면 전압이 발생하는 압전효과를 이용한 것이 많다.

열에너지를 사용한 발전에는 제벡효과(Seebeck effect)를 이용한 것이 많다. 제벡효과란 물체의 양 끝에 온도차가 있으면 전압이 발생하는 현상이다. 제벡효과를 지닌 반도체 및 금속 등의 재료를 사용하여 온도차에서 전기를 끄집어낼 수 있다.

전자파를 이용한 에너지 하베스팅은 공간에 넓고 얇게 존재하는 전자파를 에너지원으로 하고 있다. 방송·통신이나 무선 LAN 등 옥외, 옥내에 상관없이 다양한 전파가 난무하고 있다. 이러한 환경에서 안테나를 이용해 전력을 하베스트하는 기술이 개발되고 있다.

실내광 에너지를 사용하는 발전은 기본 원리가 옥외 태양광발전과 동일하지만, 파장 특성을 태양광이 아닌 실내광에 적합하도록 조정한 태양전지 등을 이용하게 된다. 실내광을 사용하는 발전은 손목시계 및 계산기용으로서 이미 채용되고 있지만, 다른 애플리케이션에서의 응용은 비교적 적다. 이것은 실내 조명광에서 얻을 수 있는 전력이 너무 작은 것이 한가지 이유지만, 에너지 하베스팅으로서는 충분히 성립한다.

 내용 목차 

《산업용 센서 시리즈》
●산업용 센서의 동향 외계용①:초음파 센서 관련 시장(2) (3~26페이지)
    일본에서도 자동차용 및 옥외용 단소자 센서의 수요가 증가하면서,
    MEMS 어레이 센서가 초음파 센싱의 영역을 확대한다
   1. 머리말
   1-1. 어레이 센서 탑재 제품의 점유율(WW시장)
   【그림·표1. 초음파 센서 응용 제품에 차지하는 어레이 센서 탑재품의 비율(금액:2016년(WW)】
   2. 일본의 초음파 센서 관련 시장의 동향
   2-1. 총 시장규모의 추이·예측
   【그림·표2. 초음파 센서 응용 제품의 일본 시장규모 추이·예측(금액:2016-2021년 예측)】
   2-2. 이용 분야별 시장동향
   【그림·표3. 초음파 센서 응용 제품 일본 시장의 상세(금액:2016년)】
   (1) 초음파 진단 장치 관련 시장
   (2) 수중 초음파용 제품 시장
   (3) 초음파 탐상기 시장
   (4) 공중 초음파용 제품 관련 시장
   【그림·표4. 일본의 공중 초음파 제품 시장의 상세(금액:2016년)】
   ①FA/PA용 초음파 센서 시장
   ②초음파 계측기기 시장
   ③자동차용 초음파 센서 시장
   【표1. 각종 자동차용 센서의 특징 비교】
   ④옥내/옥외 초음파 센싱 시장
   3. 주목 기업·기관의 최신 동향
   3-1. 단소자계 공중 초음파 센서/계측기 관련
   (1) OHMIC전자 주식회사
   【그림1. OHMIC전자/옥외용 OM시리즈의 제품 사례】
   (2) 초음파공업 주식회사
   【그림2. 초음파 레벨계(분리형:좌/2선 전송식:중)과 초음파 농도계(우)】
   (3) 일본세라믹 주식회사
   【표2. 일본세라믹의 센서 제품의 개요】
   (4) 린에이세이키 주식회사
   【그림3. Baumer사의 초음파 센서(제품 사례)】
   3-2. 페이즈드 어레이식 공중 초음파 센서 관련
   (1) 주식회사 프로어시스트
   (2) 지방독립행정법인 오사카산업기술연구소(ORIST)
   【그림4. PZT 박막형 초음파 센서(단소자)의 다이어프램 구조의 사례】

《차세대 시장 트렌드》
●차세대 실장 기술 WLP/PLP의 동향 (27~50페이지)
   ~차세대 실장 기술의 대표격으로서 향후의 발전이 기대되며
    그 동향이 주목되고 있다!~
   1. 소형·박형화 니즈가 FO-WLP를 만들어 냈다!
   【그림1. FI-WLP(좌)와 FO-WLP(우)의 차이】
   【그림2. Flip Chip(좌)와 FO-WLP(우)의 차이】
   【그림3. 반도체 패키지 기술의 발전】
   2. FO-WLP 실장 기술은 패키지의 혁명이다!
   3. 차세대 실장 기술의 특징
   3-1. FO패키지
   【표1. FO패키지의 분류】
   3-2. FO-WLP
   3-3. FO-PLP
   4. FO-WLP/PLP의 시장규모 예측
   【그림·표1. FO패키지의 종류별 WW시장규모 추이와 예측(금액:2016-2021년 예측)】
   【그림·표2. FO-WLP의 타입별 WW시장규모 추이와 예측(금액:2016-2021년 예측)】
   5. FO-WLP의 시장점유율
   【그림·표3. FO-WLP의 WW시장에서의 기업 점유율(금액:2016년)】
   6. 차세대 실장 기술 FO-WLP/PLP와 관계되는 기업·연구기관의 대응 동향
   6-1. APIC YAMADA 주식회사
   6-2. 주식회사 ULVAC
   6-3. 오우메일렉트로닉스 주식회사
   【그림4. WLP의 배리에이션과 신 기술개발을 모식적으로 나타낸 그림】
   【그림5. CP-WLP의 단면 구조】
   【그림6. CP-WLP의 제조 플로우 모식도】
   6-4. 주식회사 에바라 제작소
   6-5. 캐논 주식회사
   6-6. 주식회사 제이디바이스
   6-7. 주식회사 스크린반도체솔루션즈
   6-8. TOWA 주식회사
   6-9. 일본케이덴스디자인시스템즈사
   【그림7. Cadence의 WLP 패키징·솔루션 관련 제품 일람】
   6-10. 히타치카세이 주식회사
   6-11. 멜텍스 주식회사
   【그림8. Ti 시트층 에칭 후 RDL 형성의 SEM상】
   6-12. Advanced Semiconductor Engineering, Inc.(ASE):대만
   6-13. Applied Materials, Inc.(AMAT):미국
   6-14. Samsung Electronics Co., Ltd.(Samsung):한국
   6-15. Taiwan Semiconductor Manufacturing Company(TSMC):대만
   7. 차세대 실장 기술 FO-WLP/PLP의 전망

●전자파에서의 에너지 하베스팅의 동향 (51~70페이지)
  ~증가가 전망되는 센서 네트워크용 전원 등 환경 속에 존재하는
   전자파에서 얻을 수 있는 미소 전력을 이용하는 시도가 주목된다!~
   1. 에너지 하베스팅이란
   2. IoT와 에너지 하베스팅
   3. 전자파 에너지 하베스팅의 우위성
   4. 에너지 하베스팅의 시장규모 예측
   【그림·표1. 에너지 하베스팅의 일본 및 WW시장규모 예측(금액:2020-2040년 예측)】
   【그림·표2. 에너지 하베스팅의 종류별 WW시장규모 예측(금액:2020-2040년 예측)】
   5. 전자파에서의 에너지 하베스팅과 관계되는 기업·연구기관의 대응 동향
   5-1. 주식회사 NTT데이터경영연구소
   【그림1. 교량에서의 센서 설치 이미지】
   【그림2. 국소집중형 초저소비전력 라디오커뮤니케이션 기술의 스펙】
   【그림3. Backscatter기술에 의한 울트라 로파워 메카니즘】
   5-2. 학교법인 가나자와공업 대학
   5-3. 도쿄일렉트론디바이스 주식회사(TED)
   5-4. 국립대학법인 도쿄공업대학
   5-5. 국립대학법인 도쿄대학
   【그림4. 도쿄타워에서 송출되는 텔레비전 방송파의 에너지 회수 실험장치】
   5-6. 학교법인 일본공업대학
   【그림5. 기존의 소자 안테나(위)와 지향성 안테나(아래)의 차이를 나타낸 모식도】
   【그림6. 지향성 안테나로 회수 전력이 향상한 시뮬레이션 결과】
   5-7. 국립대학법인 후쿠이대학
   5-8. 학교법인 후쿠오카공업대학
   5-9. 국립대학법인 홋카이도대학
   6. 에너지 하베스팅을 둘러싼 과제

●차세대 내장 시스템 「CPS」와 시장동향(2) (71~80페이지)
   ~가까운 미래의 CPS로서 받아들여지는 자동차 내장 시스템,
    기타(건설 플랫폼)~
   1. CPS의 사례
   1-1. 자동차 내장 시스템의 경우
   (1) 자동차 내장 시스템과 사이버 공간의 제휴
   【그림1. 차의 엔진의 컴퓨터 제어】
   【그림2. 제어 시스템과 운전자와의 관계(개관)】
   【그림3. 제어 시스템과 운전자와의 관계(블럭)】
   【그림4. 자율주행 자동차의 모식도(블럭)】
   (2) 과제
   (3) CPS로서 자동차 내장 시스템의 이미지
   【그림5. CPS의 관점에서 본 자율주행·커넥티드카】
   1-2. 건설 플랫폼 「LANDLOG」
   (1) 고마쓰의 기계 가동 시스템 「KOMTRAX」
   (2) 스마트 컨스트럭션

《주목 시장 포커스》
●용사(溶射) 시장 (81~89페이지)
   ~표면 개질의 기초 기술
    왕성한 설비 투자의 영향에 의해 시장은 크게 신장~
   1. 용사란
   1-1. 용사와 그 종류
   【그림1. 용사 방법의 주된 구분·분류】
   1-2. 용사의 응용 분야
   【표1. 용사의 주된 응용 분야】
   2. 용사의 시장규모
   【그림·표1. 용사의 일본 및 WW시장규모(금액:2018-2022년 예측)】
   2-1.주 된 용도(수요 분야)별 구성
   (1) 주된 용도(수요 용도)
   【그림·표2. 용사의 주된 용도(수요 분야)별 구성 비율(금액:2018년 예측)】
   2-2. 주된 용사 방식별 구성
   【그림·표3. 주된 용사 방식별의 구성 비율(금액:2018년 예측)】
   3. 용사 시장과 관련되는 기업의 대응 동향
   3-1. TOCALO 주식회사
   3-2. Praxair Surface Technoligies 주식회사
   3-3. 닛네쓰스미킨하드 주식회사
   4. 용사 시장의 장래 전망

《후서》
독자 앙케트 「흥미 있는 리포트」 톱3 예상 (90페이지)

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2018-10-15 91
2 Yano E plus 2018년 10월호(NO.127)
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