안녕하세요. 김상규 전문가입니다.
Q. 반도체는 언제 어디서 최초 발견,개발됫나요
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.반도체의 최초 개발 시점과 삼성이 반도체를 시작한 이유에 대해 간략하게 나열해보면1. 반도체의 최초 개발 시점반도체의 최초 개발은 1947년 벨 연구소(Bell Labs)에서 시작되었습니다. 이 때, 윌리엄 쇼클리(William Bradford Shockley), 존 바딘(John Bardeen), 월터 브래튼(Walter Brattain) 3인에 의해 처음으로 반도체 기반 트랜지스터가 만들어졌습니다. 이 발명은 전자 산업의 발전을 촉진시켰으며, 이후 트랜지스터는 집적회로로 발전하여 현대의 반도체 산업의 기초를 마련했습니다2. 삼성이 반도체를 시작한 이유국가적 필요성: 이병철 회장은 반도체 사업을 ‘사업보국(事業報國)’의 꿈을 실현시킬 수 있는 산업으로 여겼습니다. 그는 국가적 필요성이 무엇이냐, 국민의 이해가 어떻게 되느냐, 또 세계시장에서 경쟁할 수 있을까 하는 것이 기준이었으며, 21세기를 개척할 산업혁신의 핵심인 반도체를 개발하는 것을 목표로 하였습니다세계시장에서의 경쟁: 삼성이 반도체 사업을 시작한 또 다른 이유는 세계시장에서의 경쟁입니다. 당시 일본의 반도체 기술이 세계적으로 선도적이었고, 미국의 IBM이 반도체 시장의 판세를 주도하고 있었습니다. 이병철 회장은 IBM을 분석하고, 반도체 시장의 흐름을 읽어 사업의 맥을 짚어나갈 수 있도록 하였습니다기술 개발과 투자: 삼성이 반도체 사업을 시작한 것은 기술 개발과 투자의 결과입니다. 1983년 3월 15일, 이병철 회장은 언론을 통해 반도체 사업 진출을 공식 발표하였고, 기흥부지를 확보하여 범국가적 지원 체제를 유도했습니다. 삼성이 첫 번째 메모리 제품으로 D램(Dynamic Random Access Memory)을 선정하였으며, 대량 생산이 가능한 D램이 적합하다고 판단했습니다
Q. 웨어러블 기기에 자가충전형 에너지 시스템을 구현하는 데 가장 큰 기술적 도전은 뭔가요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.말씀대로 웨어러블 기기는 충전 후 지속시간의 짧음에 대한 문제가 있습니다.이러한 웨어러블 기기의 충전 지속 시간 문제를 해결하기 위해 자가충전형 에너지 시스템 구현이 필요할 때 발생하는 기술적 문제에 대하여 간단히 열거해 보면1. 에너지 하베스팅 기술의 제한에너지 수집 효율: 에너지 하베스팅 기술은 인체의 움직임, 열, 마찰 등에서 발생하는 에너지를 수집하여 전기 에너지로 변환합니다. 그러나 이러한 기술의 수집 효율은 아직 충분하지 않으며, 다양한 환경 조건에 따라 변동이 심합니다2. 배터리 기술의 제한배터리 용량: 현재의 배터리 기술로는 충전 지속 시간이 충분하지 않습니다. 특히, 소형 배터리의 용량이 제한적이며, 충전 시간이 길어질 수 있습니다. 이를 해결하기 위해 새로운 재료 개발 및 배터리 형태 변형이 필요합니다3. 전원 공급 장치의 필요성무선 전력 전송: 기존의 웨어러블 기기는 배터리 등 별도의 전원 공급 장치가 필요합니다. 이를 해결하기 위해 무선 전력 전송 기술이 개발되고 있습니다. 그러나 무선 전력 전송의 안정성 문제가 여전히 해결되지 않은 상태입니다4. 재료 개발의 필요성유연성 및 신축성: 웨어러블 기기에 사용되는 재료는 유연성과 신축성이 필요합니다. 그러나 이러한 재료는 전도율이 높아 열 손실이 발생할 수 있습니다. 이를 해결하기 위해 고성능의 열전소재 개발이 필요합니다5. 모듈화 기술의 필요성모듈화 기술: 에너지 하베스팅 기술과 배터리 기술을 모듈화하여 융합하는 것이 필요합니다. 이를 통해 시너지 효과를 내고 원천 기술 개발부터 실증, 실생활 응용까지 모두 고려할 수 있습니다
Q. 비행기가 비상착륙할떄 비행기 자체가 무거우면 착륙시 사고가 날수 있다고 하는데 그 이유가 뭔가요??
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.비행기가 너무 무겁게 되면 착륙 시 여러가지 위험에 노출됩니다.사고발생 여지를 줄이기 위해 연료를 버리는 경우를 대입해서 전체적으로 설명해보면1. 착륙 거리 감소무게의 영향: 비행기가 너무 무거울 경우, 착륙 거리가 길어집니다. 이는 비행기가 제어하기 어렵고, 더 긴 착륙 거리가 필요할 수 있습니다. 연료를 버리면 비행기의 무게가 가벼워져서 착륙 거리가 짧아집니다2. 착륙 속도 감소연료 버리기: 연료를 버리면 비행기의 무게가 가벼워져서 착륙 속도가 낮아집니다. 이는 비상 상황에서 필수적인 요소로, 비행기가 더 짧은 거리를 필요로 하며, 이는 비상 상황에서 필수적인 요소입니다3. 안전성 향상착륙 시 안정성: 연료를 버리면 비행기의 무게 감소로 인해 착륙 시에 안정성이 향상됩니다. 비상 상황에서의 급착륙은 평소의 착륙과는 다른 상황이므로, 무게를 감소시켜 안전한 착륙을 도와줍니다4. 착륙 장비 및 시스템 보호무게의 부담: 무게가 높은 상태로 착륙하게 되면 착륙 장비 및 시스템에 더 큰 부담이 가해질 수 있습니다. 연료를 버리면 무게 감소로 인해 착륙 장비와 시스템에 가해지는 부담을 줄일 수 있습니다5. 화재 위험 감소연료 유출 위험: 비상 착륙 시 연료를 버리는 것은 화재의 위험을 줄이기 위한 조치입니다. 연료가 유출될 수 있는 위험이 줄어들어, 비상 착륙 후의 안전을 높이는 데 도움이 됩니다따라서, 비행기가 너무 무거워서 사고발생 여지를 줄이기 위해 연료를 버리는 것은 비상 상황에서 필수적인 조치로, 비행기의 안전을 보장하는 데 중요한 역할을 합니다
Q. 현대자동차가 전기차를 만드는 공정은 무엇인가요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.전기차의 생산 공정은 내연기관 자동차와 달리 다양한 첨단 기술과 자동화 시스템을 활용하여 수행됩니다. 전기차의 생산 공정의 주요단계를 간단히 나열해 보면1. 차체 제조 (Body Shop)자동화된 로봇 시스템: 금속 판넬을 프레스하고 용접하여 차체를 조립합니다. 고강도 강철 및 알루미늄을 사용하여 경량화와 강성을 동시에 추구합니다2. 도장 (Paint Shop)환경 친화적인 수용성 도료: 차체를 클린룸에서 전처리한 후, 여러 층의 도장 과정을 거칩니다. 도장 공정은 환경 친화적인 수용성 도료를 사용하며, 도장 후 품질 검사를 통해 색상 및 마감 상태를 확인합니다3. 전장 부품 설치 (Electrical Components Installation)배터리 시스템, 전기 모터, 인버터: 전기차의 핵심인 배터리 시스템, 전기 모터, 인버터 등을 설치합니다. 전기 배선 및 하네스를 차량에 설치하며, 이 과정은 정밀한 작업이 요구됩니다4. 파워트레인 및 배터리 설치 (Powertrain and Battery Installation)고성능 배터리 팩: 현대차의 전기차는 고성능 배터리 팩을 차량 하부에 설치하여 무게 중심을 낮추고 주행 안정성을 높입니다. 전기 모터와 구동축을 연결하고, 필요한 모든 전기적 연결을 완료합니다5. 차내 인테리어 및 엑세서리 설치 (Interior and Accessories Installation)품질 관리 강화: 차내 인테리어 및 엑세서리를 설치하며, 현대차는 품질 관리를 강화하고, 효율적인 생산을 위해 지속적으로 공정 개선을 추구합니다6. 전기차 전용 플랫폼 E-GMPE-GMP 플랫폼: 현대차그룹 전기차 전용 플랫폼 E-GMP를 사용하여, 에너지 밀도를 크게 높여 부피를 최소화한 배터리 모듈을 구성합니다. 이 플랫폼은 전기차의 동력원으로 사용되며, 다양한 전기차 모델에 적용됩니다7. 자동화 설비와 로봇 활용자동화 설비와 로봇: 전기차의 배터리 팩 조립은 6축 다관절 로봇이 컨베이어에 셀을 차곡차곡 쌓아 모듈로 만드는 과정을 거칩니다. 모든 설비 동작은 적절한 가압을 유지하며, 셀의 위치가 배터리 품질에 결정적인 영향을 미치기 때문에 0.2mm 편차 범위 내에서 정확한 위치에 셀을 옮깁니다8. 무인 운반 장치 AGVAGV 활용: 무선통신 및 추돌방지 센서 기반 자율 주행 운반 시스템을 통해 생산성을 높임과 동시에 작업 환경과 안정성 개선, 공장 환경 최적화 및 부품 품질 관리가 용이한 스마트 팩토리 시스템을 활용합니다
Q. 자기부상 기술을 소형 기계 장치에 적용하면 어떤 실용적 이점이 있을까요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.자기부상 기술은 단지 열차와 같은 큰 기계장치 외에도 소형 기계장치에 적용 가능성과 상용화 가능성이 있습니다. 자기부상 기술은 전자기력을 이용하여 기계를 공중으로 부상시키는 방식으로, 다양한 분야에서 활용될 수 있으므로관련된 가능성 들을 간단히 열거해 보겠습니다.1. 소형 기계장치의 적용 가능성소형 자기베어링: 자기베어링은 소형 기계장치에서 특히 유용합니다. 이는 기계의 마찰을 최소화하고, 진공 및 청정 환경에서 작동할 수 있도록 합니다. 예를 들어, 반도체 장비의 고온, 진공, 청정 환경에서 사용하는 기계에 자기베어링을 적용하여 정밀한 동작을 가능하게 합니다2. 소형 자기부상열차소형 자기부상열차: 소형 자기부상열차는 도시철도 운송에 적합합니다. 이는 회전 반경이 작고 상승 능력이 뛰어나기 때문입니다. 소형 자기부상열차는 전자기력을 이용하여 지구의 중력을 상쇄시키고, 선로에 매달려 움직입니다. 이는 소음이 적고, 저에너지 소비, 무공해, 안전 및 편안함을 제공하는 새로운 유형의 운송 수단으로 간주됩니다.3. 소형 기계장치의 상용화 가능성소형 자기베어링의 상용화: 자기베어링은 다양한 분야에서 상용화될 수 있습니다. 예를 들어, 로봇 제어기 개발에서 자기베어링을 사용하여 안정적인 동작을 가능하게 할 수 있습니다. 또한, 반도체 공정에서 고속 모션 제어를 위해 자기베어링을 적용하여 정밀한 동작을 가능하게 할 수 있습니다4. 기술적 해법자기부상 정밀도: 자기부상 기술의 핵심적인 요소인 자기베어링 제어 기법을 통해, 진동 문제를 해결하고, 안정적인 자기부상 정밀도를 확보할 수 있습니다. 이는 실제적인 자기부상 동작 영역에서 안정적인 동작을 가능하게 합니다위에 열거한 바와 같이자기부상 기술은 열차와 같은 큰 기계장치 외에도 소형 기계장치에 적용 가능성과 상용화 가능성이 있는 것으로판단됩니다.