▲ 일본 JAXA(宇宙航空研究開発機構) 빌딩 [출처=홈페이지]일본 JAXA(宇宙航空研究開発機構)에 따르면 2009년 발사헸던 H-IIA 로켓의 상단 부분 촬영에 성공했다. 위성 발사에 사용된 후 현재 우주 쓰레기로 취급되며 지구의 궤도 위에 떠돌고 있다.쵤영된 이미지에 따르면 로켓의 파편은 지구의 중심 방향으로 자세를 잡고 있었다. JAXA가 사전에 예상한 것과 동일한 결과다.또한 로켓의 표면에 사용한 단열재도 발사 당시에는 오렌지색이었지만 예상과 같이 짙은 갈색으로 변해 있었다. 태양 자외선의 영향으로 변색됐기 때문이다.우주 쓰레기를 포집하는 위성을 운용하려면 표면 재료의 열화 상황에 대한 정보를 정확하게 파악해야 한다. 위성과 랑데뷰하거나 거리를 측정하는 센서의 성능을 결정하기 위한 목적이다.JAXA는 벤처기업인 아스트로스케일(アストロスケール)와 같이 우주 쓰레기를 제거하는 위성인 'ADRAS-J'를 발사했다. 이번 JAXA가 공개한 H-IIA 로켓의 잔해를 촬영한 것이다.

▲ 일본 반도체 및 전자재료회사인 레조낙(Resonac) 빌딩 [출처=홈페이지]일본 반도체 및 전자재료회사인 레조낙(Resonac)에 따르면 오픈 이노베이션을 통한 '공창형 화학회사'를 목표로 하고 있다.공창은 고객 뿐 아니라 원재료 제조업체, 장비 제조업체 등과 합께 공동으로 창조를 진행한다는 의미다. 레조작이라는 회사 명칭 자체가 공명한다(Resonate)와 화학(chemistry)의 조합한 용어다.레조낙은 2023년 기준 1조2889억 엔의 매출액을 기록했다. 매출액 중 26%는 반도체 및 전자재료에서 나왔을 정도로 중요한 사업이다.특히 반도체를 제조하는 초기 단계에 필요한 특수 가스, 표면을 매끄럽게 하는 재료, 반도체를 굳히는 수지, 반도체 각층의 접착제 기판 재료, 외층의 보호재료 등을 제조 및 판매한다.일본 반도체 업계는 한국과 대만에 의해 협공을 당해 어려운 상황에 처해 있다. 하지만 약 1조 달러에 달하는 반도체 시장에서 점유율을 높이기 위해 증산 능력을 확보하고 연구개발 능력을 강화하고 있다.일본 정부도 반도체 관련 업체의 협력과 연계를 강화하기 위해 'Manufacturing Japan Summit 2024'를 개최했다. 업계와 업종을 넘어 광범위한 협력을 이끌어 내기 위함이다.참고로 레조낙은 2023년 히타치화성과 쇼와전공이 합병해 탄생했다. 히타치화성은 반도체 재료의 복합화와 평가기술에 강점을 갖고 있었다. 반면에 쇼와전공은 특수수지 등 화학제품의 경쟁력이 우수했다.

▲ 일본 닛산자동차(日産自動車)이 판매하는 자동차 [출처=홈페이지]일본 닛산자동차(日産自動車)에 따르면 2028년까지 전고체 전지를 실용화할 계획이다. 2024년 연말까지 파일럿 생산라인을 완성해 연구개발을 진행한다는 방침이다.전고체 전지는 기존 전지와 비교해 약 2배 이상 되는 높은 에너지 밀도, 우수한 충방전 성능에 의한 충전 시간의 단축, 비교적 저렴한 재료의 조합으로 배터리 제작 비용의 절감 등이 장점이다.파일럿 생산라인을 활용해 전기자동차(EV)용 전고제 전지를 실용화하기 위해 혁신적인 공법을 도입한다. 생산 과정에서 부딪히는 다양한 난제를 해결하기 위해 연구개발을 강화하고 있다.닛산자동차는 글로벌 연구 네트워크를 활용하는 장기 비전 'Nissan Ambition 2030'을 수립했다. 참고로 파일럿 생산라인은 가나가와현 요코하마시 가나가와구에 위치해 있다. 

▲ 일본 다이세이건설(大成建設) 직원 이미지 [출처=홈페이지]일본 다이세이건설(大成建設)에 따르면 7축 자유도의 이동식 3D 프린터를 개발했다. 기존의 겐트리형 3D 프린터를 대폭 쇄신해 이동식 3D 프린터를 만들었다.이동식 3D 프린터는 2018년 건설용 프린팅 기술과 7축 자유도의 다관절 로봇을 연계하며 개발을 시작했다. 대형 조형물을 3D 프린터로 만들려면 노즐을 광범위하게 이동해야 한다.노즐이 자유롭게 이동할 수 있어야 함은 물론 노즐에서 토출하는 재료의 양도 정미랗게 제어할 필요가 있다. 로봇 팔 자체를 수평 이동하면서 완벽하게 제어하는 것은 매우 어렵다.3D 프린터와 다관절 로봇은 이미 개발된 일반적인 제품이다. 범용적인 용도로 개발된 로봇팔과 3D 프린터를 조합해 완벽하게 제어하는 것이 핵심 기술이다.개발이 완료된 이동식 3D 프린터는 대형으로 복잡한 곡선 형상을 가지는 구조체, RC벽, 라멘 고가교 등의 구조물을 현장에서 직접 프린터할 수 있다.이동식 3D 프린터의 특징은 물질을 내뿜는 노즐을 움직이는 로봇 팔 전체를 레일에 올려 수평 방향으로 이동이 가능하다는 점이다.따라서 겐트리 내 혹은 로봇팔이 닿는 범위 내에서만 프린트할 수 있었던 종래와 비교해 시공 범위가 대폭 확대됐다. 토출 포인트도 노즐을 기울려 접근이 가능해져 최적의 철근 덮개도 만들 수 있다.  

▲ 일본 후지필름 빌딩 [출처=홈페이지]일본 후지필름(富士フイルム)에 따르면 2024년 1월25일 구마모토 공장에서 반도체 연마제의 생산을 시작했다. 약 20억 엔을 투자해 구마모토현 기쿠요초에 있는 기존 공장에서 생산라인을 증설했다.이번에 생산한 반도체 연마제는 반도체 제조 전 공정에서 사용하는 연마제인 'CMP 슬러리'다. 반도체 표면을 균일하게 연마하기 위해 사용하는 재료로 후지필름의 글로벌 시장 점유율이 1위다.지금까지 CMP 슬러리는 한국, 대만, 미국에서 생산했지만 국내에서도 제조하기로 결정한 것이다. 구마모토현에 건설된 대만 반도체업체인 TSMC의 공장에 납품하기 위한 목적이다. 후지필름은 대만에 있는 TSMC 공장에도 반도체 연마제를 납품하고 있다. 구마모토 공장에서 반도체 연마제가 생산되면 공급량은 기존에 비해 20% 늘어난다.후지필름은 구마모토 공장에서 이미지센서용 컬러 필터 재료를 생산하기 위해 약 60억 엔을 투자할 예정이다. 제조설비와 더불어 최첨단 검사기기를 도입해 2025년 봄 가동할 방침이다.일본 정부는 한국과 대만에 뒤쳐진 반도체산업을 육성하기 위해 대대적인 지원을 쏟고 있다. 구마모토현을 포함해 나가사키, 사가현 등 큐슈 전체를 실리콘 아일랜드로 집적화시키기 위해 노력 중이다.

▲ 일본 자동차 제조업체인 혼다의 전기자동차 이미지 [출처=홈페이지]일본 자동차 제조업체인 혼다(ホンダ)에 따르면 2024년 1월25일부터 미국 GM과 합작공장에서 차세대 연료전지 시스템을 양산하기 시작했다. 이 공장은 미국 미시간주 디트로이트 근교에 있다.새로운 연료전지 시스템은 재료의 교체 등으로 생산비를 기존의 3분의 1까지 대폭 줄였다. 또한 내구성도 2배로 높아져 마이너스 30도에서도 가동이 가능하다.혼다는 2024년 새로 개발한 연료전지 시스템을 장착한 다목적 스포츠카(SUV) 전기자동차를 출시할 계획이다. 신형 전기자동차는 일본과 미국에 동시 발매된다.혼다는 자체 전기자동차 제조용으로도 새로운 연료전지 시스템을 활용할 뿐 아니라 다른 자동차 제조업체에도 판매할 방침이다.참고로 2050 탄소중립이라는 목표를 실천하기 위해 전기자동차 및 수소사업에도 역량을 집중하고 있다. 수소는 친환경적이지만 제조비용이 높아 상용화가 어려운 실정이다.

▲ 일본 내각부(内閣府) 빌딩 [출처=홈페이지]일본 내각부(内閣府)에 따르면 2024년 3월 국내 19개 기업을 중심으로 핵융합협의회(核融合産業協議会)를 발족할 계획이다. 국내 핵융합산업의 발전으로 목표로 한다.참가하는 기업은 미츠비시중공업, NTT, IHI, 미쓰이물산, 스미토모상사, 교토퓨저니어링, 엑스-퓨전, 헬리컬 퓨전 등으로 19개에 달한다.핵융합발전은 수소 등 원자의 핵끼리 강한 힘으로 융합시켜 발생하는 에너지를 열로 추룰해 발전에 이용한다. 화력발전소와 달리 전기를 생산함에 있어 이산화탄소가 발생하지 않는다.문제는 발전기에 섭씨 1억도 이상을 유지할 필요가 있으며 에너지를 생산하기 위해서는 초전도 재료나 고온에 견디는 고로 등의 재료를 개발해야 한다. 발전을 하는 과정에 소량의 방사선 물질로 발생한다.일분 선진국 기업은 2030년대 상용화하겠다는 목표로 연구개발에 매진하고 있다. 전 세계가 핵융합산업에 대해 관심이 높아 관련 기업을 연결해 협의회를 발족하려는 것이다.내각부는 3월 국내 핵융합산업의 발전을 목표로일반사단법인인 '(가칭)퓨전에너지포럼'을 발족할 계획이다.  미츠비시중공업, NTT 등이 주도해 정관을 수립하고 사단법인의 간사도 맡을 예정이다.

▲ 일본 오사카대(大阪大)에서 개발한 양자컴퓨터 이미지 [출처=홈페이지]일본 오사카대(大阪大)에 따르면 2023년 12월22일부터 초전도 양자컴퓨터 국산 3호기의 클라우드 서비스를 시작할 계획이다. 국산 부품이나 소프트웨어를 검증해 개선하기 위한 목적이다.42개 기관이 참여한 '양자소프트웨어컨소시엄'은 양자컴퓨터의 사용 사례를 탐색하고 사용자의 요구나 의견을 반영해 시스템을 발전시킬 방침이다.양자컴퓨터는 기존 컴퓨터와 비교할 수 없을 정도로 짧은 시간에 많은 문제를 해결할 수 있다. 공동연구그룹은 양자컴퓨터를 초전도 양자비트로 구축해 클라우드를 통해 이용할 수 있는 서비스를 구축했다.연구자는 원격지에서 양자 알고리즘을 실행하고 소트트웨어의 개량·동작 확인을 하거나 사용 사례를 탐색할 수 있다. 개발된 양자컴퓨터는 이화학연구소(理化学研究所)가 제공한 64 양자 비트칩을 사용하고 있다.이화학연구소는 2023년 3월27일 초전도 양자컴퓨터 초호기의 칩을 클라우드에 공개했다. 당초 3호기에 이화학연구소가 공개한 16양자 비트칩을 장착했다가 동년 11월3일 64양자 비트칩으로 교체했다.3호기는 초호기에서 사용했던 해외에서 수입한 부품을 사용하던 것을 대폭 국산 부품으로 치환했다. 냉동기, 저잡음전원, 저온증폭기, 자기실드 등 많은 부품을 국산으로 교체했지만 높은 수준의 양자 비트 성능을 실현했다.양자컴퓨터는 1980년대부터 이론적으로 연구하기 시작했다. 신재료 개발, 금융, 신약 개발, 기계학습 등을 위해서는 계산을 고속화할 필요가 있기 때문이다.현재 구글, IBM, 중국과학기술대, 중국저장대, 미국의 스타트업인 리제티(Rigetti) 등만이 59양자비트 이상의 제어를 실현했다. 다수 기업과 대학이 이러한 목료로 도전했지만 성공한 사례를 찾아보기 어렵다.일본 정부는 2023년 3월 이화학연구소, 후지츠, 오사카대, 산업기술총합연구소 등이 공동으로 50 양자비트 이상의 제어에 성공했다. 직접 개발한 2차원 집적회로와 수직배선패키지를 사용했다. 

▲ 일본 전자 대기업인 도시바(東芝) 빌딩 [출처=위키피디아]일본 전자 대기업인 도시바(東芝)에 따르면 2023년 11월28일 새로운 5볼트(V)급 정극 리튬(Li) 이온 이차전지(LIB)를 개발했다고 발표했다. 2028년까지 상용화할 계획이다.고전위 정극 재료인 스피넬 구조의 니켈망간 산화물(LNMO)과 고용량이며 고출력의 부극 재료인 니오부티탄계 산화물(TiNb2O7 : NTO)을 사용했다.신형 LIB는 기존 LIB와 달리 코발트(Co)를 전혀 사용하지 않는다. 따라서 부극에 Li가 수상으로 석출돼 단락학 가능성이 거의 없다. 또한 부반응에 의한 가스도 발생하지 않는다.에너지 밀도는 인산계 리튬계 LIB(LFP)와 같거나 약간 높고 충전·방전이 매우 빨라진다. 안전성도 높아 기존 LIB의 약점을 커버할 수 있다.충전·방전 사이클 수명은 약 6000회로 긴 편이다. 전지의 용량은 1.5Ah로 대용량이다. 5분만에 0%에서 80%까지 충전할 수 있을 정도로 효율성이 높다.도시바는 2021년 LTO 음극 대신에 NTO 음극을 이용해 에너지 밀도를 크게 개선했다. NTO는 전위나 급속 충전과 방전 서능이 LTO와 거의 같다. 따라서 전류 용량 밀도가 약 3배 높다. 

▲ 일본 에네코트테크놀로지스의 공장 전경 [출처=홈페이지]일본 신재생에너지업체인 에네코트테크놀로지스(エネコートテクノロジーズ)에 따르면 2024년부터 자체 개발한 차세대 태양전지인 '페로브스카이트 태양전지'의 실증실험을 시작할 계획이다. 약 1년 동안 진행한다.실증실험을 시작할 장소는 홋카이도 도마코마이시의 물류시설이다. 이 사업에 이휘, 도마코마키부두 등이 참여하며 이휘는 에네코트테크놀로지에 투자했다.페로브스카이트 태양전지는 페로브스카이트로 불리는 결정구조를 이용한 차세대 태양전지다. 실리콘계 태양전지에 비해 얇고 가벼우며 플렉시블하기 때문에 설치 대상이나 장소가 무한하다.부두에 있는 물류창고의 지붕, 벽면 등에 태양전지판을 설치해 발전 효율, 염해·강설 지역에서의 내구성, 기존 건물의 지붕이나 건물 곡면에 설치하는 방법 등을 검증할 방침이다.도마코마이시는 흐린 날이 많고 항만 지역 자체가 습도가 높고 염도가 있어 태양전지를 설치하기에 적당한 지역은 아니다. 하지만 저조도에 악조건 속에서 진행하는 실험이라 좋은 데이터를 확보할 수 있을 것으로 전망된다.에네코트테크놀로지는 교토대에서 시작한 스타트업으로 태양전지의 재료에 대한 기술과 성막 기술의 개발에 주력하고 있다. 2023년 4월 모듈 변환 효율이 19.4%에 달하는 고효율 필름형 페로브스카이트 태양전지를 개발했다.