보고서 정보
주관연구기관 |
한컴지엠디 |
연구책임자 |
양정웅
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보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 |
한국어
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발행년월 | 2017-10 |
과제시작연도 |
2016 |
주관부처 |
산업통상자원부 Ministry of Trade, Industry and Energy |
등록번호 |
TRKO201800040160 |
과제고유번호 |
1415148584 |
사업명 |
소재부품기술개발 |
DB 구축일자 |
2018-10-13
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키워드 |
무선충전.근거리통신.소프트웨어.플랫폼.모바일.
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초록
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핵심기술
NFC 와 멀티모드 무선충전 표준(WPC, Airfuel)를 만족하는 송수신 SOC와 멀티모드 통합 안테나를 장착한 무선충전 시스템 개발, 융합 서비스 개발
최종목표
o NFC와 무선충전 융합서비스 구현에 필요한 NFC 통신기능 융합 멀티모드 무선 충전 시스템 개발
o NFC 통신기능이 융합되고, 다수의 무선충전 기술 규격을 만족하는 융복합 SoC 개발
o NFC와 무선충전 융합 서비스 환경과 멀티모드 무선충전 기기에서 요구되는 특성을 만족하는 NFC/무선충전 겸용 부품개발
o NFC
핵심기술
NFC 와 멀티모드 무선충전 표준(WPC, Airfuel)를 만족하는 송수신 SOC와 멀티모드 통합 안테나를 장착한 무선충전 시스템 개발, 융합 서비스 개발
최종목표
o NFC와 무선충전 융합서비스 구현에 필요한 NFC 통신기능 융합 멀티모드 무선 충전 시스템 개발
o NFC 통신기능이 융합되고, 다수의 무선충전 기술 규격을 만족하는 융복합 SoC 개발
o NFC와 무선충전 융합 서비스 환경과 멀티모드 무선충전 기기에서 요구되는 특성을 만족하는 NFC/무선충전 겸용 부품개발
o NFC와 멀티모드 무선충전 융합서비스 플랫폼과 소프트웨어 기술개발
개발내용 및 결과
o 본 사업에서는 NFC 와 무선충전기능의 융복합 부품 및 서비스 플랫폼 개발을 목표로, 자기유도방식의 WPC 1.2.2 15W 급 무선 충전 칩과 자기공명 방식의 Airfuel 지원 칩셋, 상용 NFC 칩과 융합을 위한 MCP를 제작 완료함
o 이를 검증하기 위한 WPC/Airfuel 멀티 모드 지원 송신 안테나와 NFC/WPC/Airfuel를 지원하는 통합 수신 안테나를 제작
o 또한, 개발된 무선충전칩과 안테나를 이용한 각각의 기능 검증을 위해 무선충전 송 수신기를 제작하였고, 이 위에 WPC/PMA 무선 충전 Protocol를 표준 사양에 맞게 구현하였음
o 50W 무선충전을 위한 송수신 세트 및 데모 시연 세트 구현하여 11월 대한민국 R&D 대전 전시회에 전시 예정
o NFC 기능은 상용 3A Logics 칩셋 기반으로 FW 및 SW를 개발하여 정량적 목표인 10cm을 달성
o 무선 충전을 위한 표준 Spec 파악 및 시장의 요구에 따른 15W 급 WPC/PMA 기반 핵심 IP 블록을 설계 하고, 이를 Silicon Proven 하는 부분을 집중하였고 표준에 맞는 WPC/PMA Protocol 개발 과 이를 통한 무선 충전동작을 검증하였으며, 상용활릉 위한 신뢰성 TEST , EMI 테스트를 수행함
o NFC 와 무선충전 연동 APP 3종 고도화 작업 , 업그레이드 개발 및 구글 APP Store 에 상용화
o 본 연구 활동을 통해 논문 3건 (목표 2건) 및 특허 3건(목표 3건) 출원하여 정성적 연구 성과를 초과 달성함
o 본 연구 활동을 통해 총 7명의 신규 채용 고용창출 효과가 발생함
o 4년간의 연구 개발을 통해 WPC 및 airfuel 관련 표준에 부합하는 무선충전송수신 SOC 및 송수신 보드, 안테나까지 플랫폼 전체를 구현하였음
o TTA 에서 WPC 및 AIrfuel 관련 표준 인증을 위한 공인시험을 진행함
o NFC 의 FW 튜닝으로 NFC 통신 거리 10cm 구현하고, 무선충전 칩과 MCP부품을 개발함
o 양산성 검증을 위해 칩 자체 신뢰성 평가와 보드 레벨 신뢰성 평가를 진행하고 무선 통신 특성상 EMI 평가를 진행하였음
o 수요기업에서 컨소시엄에서 개발된 칩셋과 안테나 모듈송신기 세트를 평가하여 상용화 가능성 여부를 면밀히 검토하고 상용화 추진 예정
기술개발 배경
o 현재까지의 무선 기술은 상당 부분이 통신 부분에 집중되어 왔으며,그 기술의 발전 덕분에 세계 각국에서 일어난 일들을 집안에 앉아서 인터넷 검색 및 데이터 통신이 가능해짐
o 이에 따라, 1세대 통신의 중요한 요소를 차지하였던 음성 통신은 부가적인 요소가 되고 그 외에 데이터 통신 기술이 현재 다양하게 응용이 되고 있다.
또한, Bluetooth, Zigbee, RFID, NFC 등을 이용하여 여러 주변 기기들의 무선화가 이루어져가고 있음
o 특히, 애플의 아이폰 3GS 모델 발표와 더불어 전 세계적으로 폭발적인 성장을 거듭하고 있는 스마트폰과 태블릿 등의 모바일 기기 시장은 산업 구조의 변화를 발생시킴은 물론, 사용자 삶의 패턴 변화를 불러일으키는 등 사회전반에 큰 영향을 미치고 있음
o 이들 기기는 기존 무선기기와 비교하여 고성능 프로세서의 도입, 고용량 메모리 탑재, 초고속 데이터망 사용 등으로 배터리 소모량이 크게 증가하였으며, 이는 배터리 교환이 어려운 모바일 기기의 초박형 디자인 추세와 더해져 배터리 용량이 주요 기기 사양으로 부각되는 직접적인 원인이 됨
o 이를 위해 전자파 기술을 이용한 무선 전력 전송기술은 배터리를 탈부착하지 않고 별도의 유선 전원 연결 없이 모바일 기기를 자유롭게 충전할 수 있게 하는 기술로, 사용자 편의성 향상은 물론 기기 사용 시간 증가로 인한 always connected and computing을 가능하게 하여 다양한 IT 산업 창출 및 활용을 크게 높일 수 있다는 점에서 미래 사회의 중요한 기반 기술로 평가됨
o 최근 들어 애플, 삼성 전자, LG 전자, 노키아 등의 스마트폰 제조업체는 물론 퀄컴, TI 등 스마트폰용 칩셋 제조업체까지 관련 기술 확보 및 제품 개발에 집중 하면서 급격한 기술 발전을 이룩하고 있음
o 세계 무선충전 표준이 자기유도의 WPC와 자기공명의 Airfuel 로 양분되고,삼성 갤럭시폰에서 WPC 방식으로 무선충전이 상용화 되고, LG 및 기타 스마트와치 등에서 무선충전이 활용되고, 추후 출시되는 애플폰에도 무선충전이 적용될 것으로 예상되어, 본 기술 개발은 큰 시장성 및 향후 성장성이 매우 큰 기술 개발 배경을 가지고 있음
핵심개발 기술의 의의
o 본 과제의 NFC와 무선충전 기능의 융복합 부품 및 서비스 플랫폼은 국내 통신단말기 제조업체, 통신서비스업체 등에 기술 이전되어 수입대체, 수출증대 및 신규 시장 창출에 크게 기여할 것으로 기대됨
o 무선충전 표준화에 따라 WPC 및 Airfuel을 모두 지원하는 통합 SOC 를 신규 개발하여 시장 창출 및 NFC 와 통합 부품으로 경박단소 하여 두께 및 사이즈를 줄이는 역할을 감당함
o TI , IDT , NXP 등 대형 칩셋 업체에서 시장을 리드하고 있는 기술 진입장벽이 높은 기술에 대한 개발 난이도를 극복하고, 인증 및 상용화를 위한 신뢰성 및 EMI 테스트까지 진행함
o 50W 노트북을 충전하기 위한 고출력 기술 개발을 진행하여 시제품 개발함
o 표준 프로토콜 처리를 위한 CPU 로 해외 IP 인 ARM 과 MIPS를 사용하여 범용성을 확보하여 양산화 가능하도록 개발 완료함
o NFC와 무선충전 기능의 융복합 부품은 통신단말기 시장뿐만 아니라 노트북, 인체 이식형 의료장치, 로봇 등의 분야로 기술적 확산이 예상됨
o NFC와 무선충전 융합 플랫폼 기술은 이동통신 사업자들이 고객들의 요구에 부합하는 새로운 서비스 발굴에 매우 유용하게 활용될 것임
o 본 과제를 통해 발굴된 특허 기술과 구현 기술들은 국내외 단말기 업체,이동통신 서비스 업체 등에 기술이전을 통해 기술료 수입이 가능함
적용 분야
o 멀티모드 무선충전 SoC와 고출력 송신 시스템은 무선충전 기술 방식 간 상호 호환성 부재에 따른 사용자의 불편을 해소하고, 주방기기 등에 적용되어 노약자의 화재 위험과 감전 사고를 방지하는 등 국민편익 증진에 기여
o 휴대기기에 대한 편의성이 증대되어 단말기 중심의 생활패턴이 더욱 강하게 형성될 것이며, 휴대기기를 이용한 엔터테인먼트 서비스 분야, 데이터 처리 및 저장 서비스 서버 분야, 의료기기 분야 등 다양한 분야에 파급효과가 나타날 것으로 보임
o NFC와 무선충전 융복합 서비스 플랫폼을 활용한 새로운 비즈니스 모델을 통하여, 모바일 마케팅 및 광고를 위한 수단을 제공하는 등 무선충전 및 NFC 관련 산업의 활성화를 촉진.
o 이외에도 본 과제에서 제안한 기술을 응용하여 여러 무선기기에 탑재되는 무선 충전 장치를 종래의 기술보다 더 소형화하고 효율을 높여서 상용화가 가능하며 하기와 같은 무선기기와 생활방수가 반드시 필요한 기기에 본 기술이 적용될 것으로 판단됨
( 출처: 최종보고서 초록 - 3. 개발결과 요약 5p )
목차 Contents
- 표지 ... 1
- 제 출 문 ... 2
- 기술개발사업 최종보고서 초록 ... 3
- 기술개발사업 주요 연구성과 ... 17
- 목차 ... 22
- 제 1 장 서론 ... 23
- 제 1 절 과제의 개요 ... 23
- 제 2 장 과제 수행의 내용 및 결과(기술개발 내용 및 방법) ... 23
- 제 1 절 최종 목표 및 평가 방법 ... 23
- 제 2 절 단계 목표 및 평가 방법 ... 31
- 제 3 절 연차별 개발 내용 및 개발 범위 ... 32
- 제 4 절 수행 결과의 보안등급 ... 75
- 제 5 절 유형적 발생품(연구시설, 연구장비 등) 구입 및 관리 현황 ... 76
- 제 3 장 결과 ... 79
- 제 1 절 연구개발 최종 결과 ... 79
- - 연구개발 추진 일정 ... 79
- - 연구개발 추진 실적 ... 83
- - 기술개발 결과의 유형 및 무형 성과 전체를 기재 ... 88
- 제 2 절 연구개발 추진 체계 ... 121
- - 각 기관/기업별 역할 및 추진 내역 ... 123
- 제 3 절 고용 창출 효과 ... 124
- 제 4 절 자체보안관리진단표 ... 126
- 제 4 장 사업화 계획 ... 133
- 제 1 절 시장 현황 및 전망 ... 133
- 제 2 절 사업화 계획 ... 133
- - 사업화 소요기간, 예상 매출 규모, 시장 점유율, 마케팅 계획 등을 기재 ... 133
- 제 3 절 향후 추가 기술 개발 계획(개발기술 응용 등) ... 140
- 끝페이지 ... 142
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