스탠퍼드 대학교 연구원들은 구리보다 우수한 전도성을 보이는 두께 1.5나노미터의 새로운 니오브 인화물(NbP) 박막을 발견했습니다. 기존 금속과 달리 나노 스케일에서는 저항이 증가하지만, NbP의 저항은 두께가 감소함에 따라 감소합니다. 이는 벌크보다 표면이 더 전도성이 높기 때문입니다. 이러한 '위상 반금속' 거동은 에너지 효율적인 집적 회로를 약속합니다. 그러나 필름 두께의 정밀 제어 등 상용화에는 과제가 남아 있습니다.
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이 글은 "10배 엔지니어" 신화를 반박하며, 엔지니어 생산성을 측정하는 단일 지표는 오해의 소지가 있으며 팀워크의 중요성을 간과한다고 주장합니다. 저자는 소프트웨어 개발이 개인 영웅의 무대가 아니며 팀 전체의 효율성이 중요하다고 지적합니다. 고성능 엔지니어링 조직은 평범한 엔지니어도 상당한 가치를 창출할 수 있도록 하고, 훌륭한 시스템 설계와 팀 문화를 통해 더 뛰어난 엔지니어를 육성해야 합니다. 소위 "천재"에 과도하게 의존하는 대신에.
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메르세데스-벤츠와 팩토리얼 에너지는 EQS 전기 세단에서 반고체 배터리 도로 테스트를 진행 중입니다. 젤 또는 액체로 주입된 고체 전해질을 사용하는 이 배터리는 391Wh/kg의 에너지 밀도를 자랑하며, 기존의 유사한 리튬이온 배터리보다 25% 증가한 620마일 이상의 주행거리를 제공합니다. 중요한 점은 이 기술이 기존 생산 라인과 호환되어 대규모 채택이 가능하다는 것입니다. 2030년까지 출시를 목표로 하고 있으며, 이 혁신은 전기 자동차 및 기타 응용 분야에 혁명을 일으킬 것으로 기대됩니다.
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2024년 운영 개시를 목표로 했던 세계 최초의 암모니아 연료 전소선인 바이킹 에너지는 암모니아 연료 인프라 구축의 복잡성으로 인해 2026년까지 연기되었다. 암모니아의 독성, 폭발성, 부식성으로 인해 특수한 배관, 저장 시설, 운송 수단이 필요하며, 암모니아 연소 시 발생하는 질소 산화물에 대한 대책도 필요하다. 과제는 많지만 전문가들은 암모니아 연료가 주류가 될 것으로 예상하며, 연료 공급과 조선의 과제 해결을 위해 항만을 대체 연료의 생산, 저장, 거래 거점으로 하는 것을 제안하고 있다.
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뇌졸중은 전 세계적으로 사망과 장애의 주요 원인입니다. 뉴질랜드의 Wellumio사는 뇌졸중 진단의 시간적 제약을 해결하기 위해 설계된 휴대용 MRI 스캐너 Axana를 개발했습니다. Axana의 소형 크기와 사용자 친화적인 인터페이스는 최소한의 교육만으로 응급실에서 즉시 머리 스캔이 가능하도록 하여 진단 지연을 크게 줄이고 치료 결과를 개선합니다. 다양한 주파수의 자기장을 사용함으로써 펄스 구배 코일이 필요 없어지므로 비용과 복잡성이 감소합니다. 현재 해상도는 낮지만, 대략적인 해부학적 분석에는 충분하며, 향후 버전에서는 해상도가 향상될 예정입니다. Axana는 특히 의료 자원이 부족한 지역 사회에서 접근성, 저렴한 가격, 사용 편의성을 통해 뇌졸중 치료에 혁명을 일으킬 것으로 기대됩니다.
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나노 기술과 달리 양자 공학은 독자적인 번영하는 산업으로 발전했습니다. 이 기사에서는 고전 물리학과 근본적으로 다른 수학과 현상을 다루는 양자 공학의 독창성을 고찰하고, 양자 암호화 등 기존 방식으로는 불가능했던 일들을 가능하게 합니다. 또한 양자 컴퓨팅과 양자 센싱 분야의 최근 발전과 양자 전문 지식을 갖춘 전기 기술자의 증가하는 수요를 강조합니다. IEEE 양자 위크는 양자 분야를 지향하는 엔지니어에게 학습과 네트워킹의 장을 제공합니다.
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18세기 중반, 벤자민 프랭클린은 번개의 성질을 밝히고 피뢰침을 주장했습니다. 그러나 1세기가 지난 후에도 영국 해군은 여전히 회의적이었습니다. 윌리엄 스노우 해리스 박사는 선박용 피뢰침 시스템을 발명하고 금박을 사용한 인터랙티브 일러스트가 들어간 정교한 소책자로 그 원리를 증명했습니다. 수십 년간의 노력, 데이터, 실험, 그리고 중요한 낙뢰 사고에도 불구하고 해군은 이를 거부했습니다. 정치적 작업 끝에 해리스는 마침내 1842년에 성공하여 영국 해군의 모든 함선에 피뢰침을 설치하게 되었습니다. 하지만 그 승리는 오래가지 못했습니다. 철갑선의 등장으로 피뢰침은 불필요해졌습니다. 이 이야기는 과학적 발견과 정치적 의사결정 사이의 지속적인 투쟁을 보여줍니다.
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이 글에서는 저자와 연구팀이 초신성 폭발에 대한 이해를 활용하여 극자외선 리소그래피에서 오랫동안 문제가 되었던 주석 파편 문제를 해결한 방법을 설명합니다. 초신성 폭발로 인한 충격파와 플라즈마 파편을 그들의 EUV 광원과 비교하여 수소 가스 흐름을 교묘하게 사용하여 주석 파편을 제거했습니다. 이를 통해 EUV 광원의 안정성과 신뢰성이 향상되었고, 고급 칩 제조에 크게 기여했습니다. 이 이야기는 다학제적 지식의 매력과 기초 과학 연구가 실용적인 응용으로 이어지는 원동력을 보여줍니다.
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전기 자동차의 대중화는 비싸고 복잡한 충전 인프라에 의해 방해받고 있습니다. 이 기사는 현재 EV 충전 시스템이 안전을 위해 절연 변압기를 사용하지만 이로 인해 비용과 크기가 증가한다고 주장합니다. 저자들은 이중 접지와 접지 연속성 감지 기능을 통해 절연 변압기를 제거함으로써 비용을 절감하고 효율성을 높이며 안전성을 향상시키는 "직접 전력 변환 (DPC)"이라는 새로운 접근 방식을 제안합니다. 이를 통해 충전소 비용이 크게 줄어들고 전기 자동차로의 전환이 가속화됩니다.
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DARPA가 자금을 지원한 연구에 따르면, 인간은 100대가 넘는 자율 주행 지상 및 항공 차량의 이종 군집을 효과적으로 관리할 수 있으며, 복잡한 다일간 도시 환경 임무 중 과부하 상태는 전체 임무 시간의 3%에 불과했습니다. 연구원들은 제어자의 생리적 반응을 모니터링하여 수천 개의 가상 위험과 정보 과부하에도 불구하고 역량을 초과하는 경우는 드물고 짧다는 것을 발견했습니다. 이러한 발견은 인간의 로봇 제어 능력을 제한하는 기존 이론에 도전하며 미래 드론 기술과 규제에 대한 정보를 제공합니다.
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웰링턴 빅토리아 대학교의 파이하우-로빈슨 연구소는 고온 초전도체(HTS)를 사용한 자기 플라즈마 역학(AF-MPD) 추진기를 개발했습니다. 이 혁신적인 추진기는 기존 구리 전자석에 비해 전력 소비량이 99% 감소하고 자기장 세기는 3배 증가했습니다. 기술 시연 장치인 'Hēki'는 ISS로 이동 중이며, 우주 환경에서 HTS 자석과 플럭스 펌프 전원의 신뢰성을 검증하고 방사선 차폐 실험을 수행할 예정입니다. 이는 더 효율적인 'Kōkako' 추진기 개발의 길을 열어 우주 산업의 화학 로켓 의존도를 크게 줄일 것으로 기대됩니다.
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노벨상 수상자 루이스 알바레스의 뮤온을 이용한 피라미드 탐사에 영감을 받아 저자는 약 100달러로 뮤온 검출기를 직접 만들었습니다. 두 개의 가이거 계수기와 Arduino Nano를 사용하여 정교한 동시 계수법으로 우주선 뮤온과 저에너지 입자를 구별합니다. 실험을 통해 이 장치가 각도에 따른 뮤온 플럭스 변화를 감지하고 금광 깊숙한 곳의 암석 두께 변화, 심지어 수직갱의 존재까지 감지할 수 있음을 확인했습니다. 이는 간단한 장비를 이용한 지구 내부 구조 탐사의 가능성을 보여줍니다.
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Quantum Catalyzer (Q-Cat)는 다이아몬드의 양자 결함을 활용하여 양자 컴퓨터의 가장 큰 장벽인 노이즈를 강점으로 바꾸는 센서를 개발하고 있습니다. 이 센서들은 환경적 노이즈를 이용하여 자기장과 전기장의 미세한 변화를 감지하며 다양한 분야에 응용됩니다. 첫 번째 스핀오프 기업인 EuQlid는 마이크론 단위의 해상도로 자기장을 이미징하는 양자 다이아몬드 현미경을 개발하여 비침습적이고 고정밀 분석을 반도체 전류 검출, 미술품 보존, 그리고 종양 검출과 같은 바이오메디컬 분야에 제공합니다. 이 기술은 다양한 산업에 혁명을 일으킬 것으로 기대됩니다.
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SpaceX는 Intuitive Machines의 달 착륙선을 탑재한 Falcon 9 로켓을 발사할 예정입니다. 착륙선에는 겨우 1kg에 불과하지만 8TB의 SSD 스토리지를 자랑하는 미니 데이터센터가 포함되어 있습니다. 이는 Lonestar Data Holdings가 달 기반 데이터센터를 현실로 만들기 위한 개념 증명 미션입니다. 장점은 많습니다. 지구상의 재난이나 분쟁으로부터의 고도의 데이터 보안, 국가 간 제한을 우회하는 데이터 주권, 저온 작동으로 인한 에너지 효율 향상 및 성능 개선 등입니다. 하지만 과제도 남아 있습니다. 높은 지연 시간, 어려운 유지 관리, 사이버 보안 문제 등입니다. 그럼에도 불구하고 전문가들은 달 기반 데이터센터의 미래에 대해 낙관적이며, 우주 기술 개발의 원동력이 될 가능성이 있다고 보고 있습니다.
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독일의 화이트햇 해커들이 최근 미국 이리듐 위성 통신 시스템을 통해 전송된 문자 메시지를 가로채고 약 4km의 정확도로 사용자 위치를 파악하는 방법을 시연했습니다. 일반적으로 구매 가능한 이리듐 안테나, 소프트웨어 정의 라디오 수신기, 표준 컴퓨터와 같은 장비를 사용하여 독일 외무부 직원을 포함한 사용자의 메시지와 위치 정보를 가로챘습니다. 이 취약점은 구형 이리듐 위성 모델의 취약한 암호화에 기인합니다. 이리듐은 더욱 안전한 2세대 위성 시스템을 도입했지만, 여전히 많은 민간 장치가 암호화되지 않은 레거시 프로토콜을 사용하고 있어 수만 명에서 수십만 명에 달하는 사용자가 심각한 위험에 처해 있습니다. 이는 위성 통신 보안의 중요성과 시대에 뒤떨어지고 안전하지 않은 프로토콜에 대한 의존의 위험성을 보여줍니다.
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모바일 대역폭 확장을 위한 세계적인 경쟁이 끝나가고 있을지도 모릅니다. 데이터에 따르면, 지상 및 모바일 데이터 성장이 둔화되고 있으며, 향후 몇 년 안에 데이터 속도 수요는 1Gbps 미만으로 정점에 달할 가능성이 있습니다. 현재 주류 소비자 애플리케이션은 1Gbps를 훨씬 밑도는 대역폭만 필요로 합니다. Microsoft Flight Simulator 2024와 같은 대역폭을 많이 필요로 하는 애플리케이션조차도 1Gbps를 훨씬 밑돕니다. AI, 자율 주행, 메타버스와 같은 미래 기술이 대역폭 수요를 증가시킬 수 있지만, 현재로서는 기존 4G 및 5G 네트워크로 충분한 것으로 보입니다. 따라서 통신 회사는 대역폭 확장에서 비용 관리 및 서비스 개선으로 연구 개발의 초점을 전환하여 대역폭 성장 둔화라는 새로운 현실에 적응해야 합니다.
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몇몇 미국 기업들이 중국의 거의 완벽한 지배에 도전하기 위해 국내 희토류 자석 산업 구축을 시도하고 있다. 새로운 공장들이 생겨나고 있지만, 그들의 생산 능력은 중국의 대규모 생산과 비교하면 미미하다. 중국은 세계 시장의 90% 이상을 장악하고 수직적으로 통합된 공급망을 보유하고 있다. 국방부가 자국 시스템에 국내 조달 자석을 요구하는 것은 비용 증가로 이어질 수 있으며, 반면 중국의 생산 과잉은 가격 경쟁으로 이어질 수 있다. 미국의 희토류 자석 제조업체의 성공은 비용과 기술적 장벽을 극복하고 강력한 정부 지원을 받을 수 있는지 여부에 달려 있다.
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시드니 UNSW와 멜버른 대학교 연구진은 실리콘 칩에 내장된 안티몬 원자를 이용해 새로운 양자 비트를 개발했습니다. 기존 양자 비트와 달리 안티몬 원자의 8개 핵 스핀 상태는 6개의 보조 상태를 허용하여 오류 누적을 크게 줄입니다. 두 개의 상태는 정보(0과 1)를 인코딩하고, 오류는 양자 비트를 보조 상태로 밀어 정보 손실을 지연시킵니다. 마치 '일곱 생명의 고양이'와 같습니다. 이 접근 방식은 오류 허용 양자 컴퓨팅을 위한 새로운 길을 제시하며, 연구 결과는 Nature Physics에 게재되었습니다.
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베이징의 과학자팀이 에너지 저장 분야에 혁명을 일으킬 가능성이 있는 새로운 알루미늄 이온 배터리를 개발했습니다. 이 배터리는 안정적인 고체 전해질을 사용하여 기존 알루미늄 이온 배터리가 가지고 있던 부식, 안전성, 짧은 수명주기 문제를 극복했습니다. 이 고체 전해질은 알루미늄 불화물 염과 액체 전해질로 구성되며, 다공성 3D 구조를 통해 액체를 흡수하고 안정화시키면서 이온 이동을 가능하게 하여 전도성을 높이고 누출을 방지합니다. 테스트 결과, 이 배터리는 10,000회 충방전 사이클 후에도 원래 용량의 99%를 유지하며 리튬 이온 배터리를 훨씬 능가합니다. 또한 안전성, 재활용성, 저렴한 비용이라는 장점을 가지고 있으며, 전기 자동차와 재생 가능 에너지의 보급을 가속화할 가능성을 가지고 있습니다.
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2차 세계 대전에서 유럽의 승리 후, 앨런 튜링의 조수인 도널드 베일리는 비밀 프로젝트인 휴대용 음성 암호화 시스템 '딜릴라'의 존재를 알게 되었습니다. 최근 튜링의 전시 문서인 '베일리 문서'가 약 50만 달러에 경매로 팔리면서 '딜릴라'의 비밀이 밝혀졌습니다. 이 컴팩트한 39kg의 장치는 의사 난수열을 사용하여 음성 신호를 암호화했으며, 핵심은 튜링이 설계한 멀티바이브레이터 기반의 키 생성기였습니다. 이는 당시 매우 혁신적인 기술적 업적이었습니다. 이 문서들은 튜링의 뛰어난 전기 공학 능력을 보여주며, 수학과 컴퓨터 과학을 넘어선 그의 유산에 새로운 측면을 더하고 있습니다. 창의적이고 독창적인 엔지니어로서의 그의 능력을 강조하고 있습니다.
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SiTime은 AI 작업 부하에 최적화된 새로운 클럭 칩을 개발했습니다. 기존의 쿼츠 크리스탈 대신 MEMS 기술을 사용하여 AI 학습 및 추론의 에너지 소비량과 비용을 크게 줄였습니다. 기존 컴퓨터 클럭은 고속 정밀 클럭과 여러 GPU 간 동기화된 클럭으로 크게 나뉘지만, AI는 두 가지 모두를 동시에 필요로 합니다. SiTime의 Super-TCXO 클럭은 두 가지를 결합하여 3배 향상된 동기화 성능, 800Gbps 대역폭, 4분의 1 크기를 제공합니다. 더욱 정확한 타이밍으로 GPU를 더 효율적으로 사용할 수 있으며, 데이터 대기 중에는 슬립 모드로 전환하여 상당한 에너지를 절약합니다. 이 혁신은 데이터 센터의 시간 관리에 혁명을 일으키고 AI의 가능성을 더욱 확장할 것입니다.
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버스 운전 기사 부족과 자율 주행 택시의 비효율성 문제에 직면하여 자율 주행 버스가 유망한 해결책으로 등장하고 있습니다. 교통 체증을 악화시키는 자율 주행 택시와 달리 자율 주행 버스는 효율성을 높입니다. 산호세에 본사를 둔 Imagry사는 이스라엘에서 레벨 3 자율 주행 버스를 성공적으로 구축했으며 전 세계적으로 레벨 4 기술을 확장하는 것을 목표로 하고 있습니다. 비용 효율적인 접근 방식에서는 카메라와 머신 러닝을 사용하여 고해상도 지도를 생성하여 안전하고 신뢰할 수 있는 자율 주행을 실현합니다. MAN, Karsan, Iveco와 같은 경쟁사들도 자율 주행 버스 기술을 적극적으로 개발하고 있으며, 유럽과 아시아 정부도 지원하고 있습니다. 자율 주행 버스의 보급은 대중 교통에 혁명을 일으킬 수 있습니다.
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1970년대, 소련 해군의 부상은 미국에 큰 위협이 되었습니다. 강력한 신형 소련 군함에 대응하기 위해, 극비의 스파이 위성 프로젝트 Parcae가 시작되었습니다. 미국 해군 연구소에서 개발한 Parcae는 소련 함선의 위치 정보를 실시간으로 제공하여 신호 요격부터 정보 보고까지 걸리는 시간을 단 몇 분으로 대폭 단축했습니다. 이 거의 즉각적인 정보는 군사적 의사 결정에 필수적이었습니다. 여러 위성이 연동하여 대량의 데이터를 처리하기 위한 고도의 컴퓨터 시스템을 사용함으로써, Parcae는 냉전 중 전략적 균형 유지에 기여했습니다. 그 기술은 현대의 위성 신호 정보 시스템에도 영향을 미치고 있습니다.
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현대 기술의 끊임없는 방해 속에서 Calm Tech 인증이 해결책으로 등장합니다. Amber Case가 설립한 Calm Tech Institute는 주의, 주변, 내구성, 조명, 사운드, 재료의 6가지 범주에 걸쳐 81개의 표준을 설정하여 집중과 최소한의 방해를 목표로 하는 제품을 시상합니다. 최초의 인증 제품에는 reMarkable Paper Pro 태블릿과 Mui Board Gen 2 스마트홈 기기가 포함되며, 두 제품 모두 미니멀한 디자인과 알림 감소를 우선시합니다. Calm Tech Institute는 UI 디자인에서의 인지적 요구를 더 잘 이해하기 위해 추가 연구와 신경 과학자들과의 협력을 계획하고 있습니다.
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1997년 토요타 프리우스 출시는 세계 최초의 양산형 하이브리드 자동차로서 자동차 산업 역사의 중요한 전환점이 되었습니다. 내연 기관과 전기 모터를 결합하여 연비와 배출량을 대폭 줄였으며, 효율적인 하이브리드 파워트레인 설계, 배터리 기술 관리, 소비자의 회의론 해소 등의 큰 기술적, 시장적 과제를 극복했습니다. 프리우스의 성공은 친환경 자동차의 새로운 기준을 세운 것은 물론, 다른 자동차 제조업체들도 하이브리드 개발을 가속화하여 자동차 산업의 판도를 근본적으로 바꾸었습니다. 현재에도 프리우스는 연비 기록을 경신하며 혁신을 주도하고 있습니다.
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스탠퍼드 대학교와 킹 압둘아지즈 석유광물대학교 연구원들은 외부 전원 없이 주변 공기와 수증기로부터 암모니아를 생성하는 획기적인 장치를 개발했습니다. 촉매 코팅된 메쉬를 사용하여 대기 중 질소와 수증기를 결합하여 상온 및 상압에서 암모니아를 생성합니다. 이 암모니아는 비료로 직접 사용하거나 지속 가능한 친환경 연료로 가공할 수 있으며, 비료 생산과 발전에 혁신적인 접근 방식을 제공합니다. 이 기술은 개발도상국과 산업 응용 분야 모두에 큰 영향을 미칠 것으로 기대됩니다.
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칩 업계의 에너지 효율 병목 현상은 가역 컴퓨팅 기술로 극복될 수 있을지도 모릅니다. 이 기술은 정보 삭제를 교묘하게 피함으로써 에너지를 절약하고, 이론적으로 최대 4000배의 에너지 효율 향상을 달성합니다. Vaire Computing은 30년 동안 학계에 머물러 있던 이 기술의 상용화에 주력하고 있으며, 2025년 1분기에 산술 회로에서 사용되는 에너지를 회수하는 최초의 가역 컴퓨팅 칩 프로토타입을 출시할 계획입니다. 향후에는 AI 추론을 위한 에너지 효율적인 프로세서도 개발할 계획입니다. 과제는 남아 있지만, 이 기술은 무어의 법칙 둔화 이후의 컴퓨팅 분야에 새로운 희망을 불어넣습니다.
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EPFL 연구원들은 새와 같은 다리를 가진 생체 모방 드론인 RAVEN을 개발했습니다. 이 드론은 걷고, 뛰고, 심지어 다리를 이용해 공중으로 점프하여 이륙할 수 있습니다. 이 연구는 새의 점프 이륙 효율성을 보여줄 뿐만 아니라 고정익 드론의 이륙 방식에 대한 새로운 접근 방식을 제시합니다. RAVEN은 다리를 이용해 에너지를 저장하고 방출하여 기존 방식보다 에너지 효율적이고 빠른 이륙을 실현합니다. 미래 응용 분야로는 화물 배송 등이 있습니다.
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영국 스타트업 Deep은 2027년 완공 예정인 모듈형 수중 서식지 'Sentinel' 프로젝트를 통해 수중 생활의 선구자 역할을 하고 있습니다. 첨단 3D 프린팅과 용접 기술을 사용하는 Sentinel은 과학자들이 수심 200미터까지 장기간 생활하고 작업할 수 있도록 합니다. 2025년에 출시될 소형 이동식 서식지 'Vanguard'는 테스트베드 역할을 합니다. Vanguard는 최대 3명의 다이버를 1주일간 수용할 수 있으며, 기후변화에 직면한 해양 생태계에 대한 이해를 높이기 위한 해양 연구의 효율성을 크게 높일 수 있는 가능성을 보여줍니다.
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캐논은 14나노미터의 정밀도를 달성하는 나노 임프린트 리소그래피(NIL)라는 칩 제조 기술을 발표하여 현재 ASML이 독점하고 있는 극자외선 리소그래피(EUV) 기술에 도전장을 던졌습니다. NIL은 비용이 저렴하고, 에너지 소비량이 적고, 공정이 간소하며, '스탬프' 방식으로 실리콘 웨이퍼에 회로 패턴을 전사합니다. 20년의 개발 기간을 거쳐 레지스트 제어, 기포 제거, 정렬 정확도 등의 과제를 극복하고 첫 번째 상용 시스템이 제공되었습니다. 앞으로 특히 비용 효율성과 효율성을 중시하는 용도에서 메모리 및 로직 칩 제조 분야에서 NIL이 자리매김할 것으로 기대됩니다.
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