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[퓨처 Eyes(48)]세계 최초, 전자의 움직임 포착하는 '아토현미경' 개발 - 과학계 새 지평 열다
- 미국 애리조나 대학교 연구팀이 세계 최초로 전자의 움직임을 포착하는 투과 전자 현미경, 일명 '아토현미경' 개발에 성공했다. 이 현미경은 찰나의 순간에도 지구를 수십 바퀴 돌 수 있는 전자의 움직임을 포착할 수 있을 정도로 강력하다. 전자는 아주 작은 입자로 원자를 구성하는 기본 요소 중 하나다. 전자는 음(-)의 전하를 띠고 있으며, 원자핵 주변을 빠르게 돌고 있다. 전자의 움직임은 전기, 빛, 화학 반응 등 다양한 현상의 근본적인 원인지 된다. 연구팀은 움직이는 전자의 정지 프레임 화면을 찍을 만큼 강력한 아토현미경 개발이 물리학, 화학, 생명공학, 재료 과학 등 다양한 분야에 획기적인 발전을 가져올 것으로 기대하고 있다. 연구를 주도한 모하메드 하산(Mohammed Hassan) 물리학 및 광학 과학 부교수는 "이 투과 전자 현미경은 최신 스마트폰에 탑재된 고성능 카메라와 같다"며 "이전에는 볼 수 없었던 전자의 움직임을 관찰하고, 이를 통해 과학계가 전자의 행동과 양자 물리학을 더 깊이 이해할 수 있기를 바란다"고 밝혔다. 전자 빔 투과로 상세 이미지 생성 투과 전자 현미경은 빛 대신 전자 빔을 사용하여 물체를 최대 수백만 배까지 확대하는 장비다. 기존 광학 현미경으로는 볼 수 없는 미세한 부분까지 관찰할 수 있어 과학 연구에 널리 활용되고 있다. 다시 말하면, 투과 전자 현미경은 가시광선을 사용하는 대신 전자 빔을 연구 중인 샘플에 통과시킨다. 전자와 샘플 사이의 상호작용은 렌즈로 포착되고 카메라 센서로 감지되어 샘플의 상세한 이미지를 생성한다. 이와 같은 원리를 사용하는 초고속 전자 현미경은 2000년대 처음 개발됐으며, 레이저를 사용해 펄스 전자 빔을 생성한다. 이 기술은 현미경의 시간적 해상도, 즉 시간에 따른 샘플의 변화를 측정하고 관찰할 수 있는 능력을 크게 향상시킨다. 이러한 초고속 현미경에서는 카메라의 셔터 속도에 따라 이미지 품질이 결정되는 대신 투과전자 현미경의 해상도는 전자 펅스의 지속 시간에 따라 결정된다. 펄스가 빠를수록 이미지가 더 선명해진다. 연구팀이 개발한 아토현미경은 펨토초(femtosecond, 1000조분의 1초)보다 훨씬 빠른 아토초(attosecond, 100경 분의 1초-팸토초보다 1000배 더 짧음) 단위로 전자 펄스를 생성한다. 이는 2023년 노벨 물리학상을 수상한 과학자들의 연구를 기반으로 한 것으로, 극자외선 방사선 펄스를 아토초 단위로 측정하는 기술을 응용했다. 아토현미경은 강력한 레이저를 두 개의 초단파 광 펄스로 변환하여 작동한다. 첫 번째 펄스는 샘플에 에너지를 공급하여 전자를 움직이게 하고, 두 번째 펄스는 아토초 단위로 전자 펄스를 생성하여 샘플을 탐색한다. 두 펄스의 정밀한 동기화를 통해 전자의 움직임을 원자 수준에서 실시간으로 관찰할 수 있다. 하산 교수는 "전자 현미경 내부의 시간 해상도 개선은 오랜 숙원이었다"며 "이제 '아토현미경'을 통해 처음으로 전자의 움직임을 볼 수 있게 되었다"고 말했다. 아토현미경 개발의 의미 아토현미경의 개발은 과학계에 새로운 지평을 여는 혁신적인 성과로 평가된다. 전자의 움직임을 실시간으로 관찰할 수 있게 됨으로써, 과학자들은 다음과 같은 분야에서 획기적인 발전을 이룰 수 있을 것으로 기대하고 있다. 1) 물질의 근본적인 특성 규명 아토현미경을 통해 물질 내 전자의 상호작용 및 에너지 전달 과정을 밝혀낼 수 있다. 이는 새로운 소재 개발, 에너지 효율 향상, 촉매 반응 개선 등 다양한 분야에 응용될 수 있다. 2) 생명 현상의 이해 증진 생체 분자 내 전자의 이동 및 화학 반응 과정을 관찰하여 생명 현상의 메커니즘을 밝히고, 질병 치료 및 신약 개발에 기여할 수 있다. 3) 양자 컴퓨팅 기술 발전 양자 컴퓨팅의 핵심 요소인 큐비트의 동작 원리를 이해하고, 양자 컴퓨터 개발에 필요한 기술적 난제를 해결하는 데 도움을 줄 수 있다. 이번 연구 결과는 과학 학술지 '사이언스 어드밴시스(Science Advances)'에 게재됐다.
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- 포커스온
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[퓨처 Eyes(48)]세계 최초, 전자의 움직임 포착하는 '아토현미경' 개발 - 과학계 새 지평 열다
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[먹을까? 말까?(42)] 귀리 속 식이섬유, 비만 치료제와 유사한 효과
- 귀리의 식이섬유가 비만을 치료하는 약물과 동일한 체중 감량 효과가 있는 것으로 나타났다. 미국 애리조나 대학교 연구팀은 귀리에 풍부한 베타글루칸이라는 섬유가 비만 치료제와 유사한 효과를 낸다는 연구 결과를 발표했다고 뉴아틀라스가 전했다. 연구팀은 고지방·고당분 식단을 섭취하는 쥐들을 대상으로 다섯 그룹으로 나누어 셀룰로오스, 펙틴, 베타글루칸, 밀 덱스트린, 저항성 전분 등 5가지 식이섬유를 각각 10%씩 추가해 18주 동안 관찰했다. 연구팀은 실험 쥐의 체중 증가, 지방량 및 순수 근육량의 백분율을 평가했다. 또한 섭취후 최대 2시간까지 혈당 수치에 미치는 영향을 살표봤다. 연구 결과 베타글루칸을 섭취한 쥐 그룹은 고지방, 고당분 식단에도 불구하고 체중 증가가 현저히 적었다. 또한 체지방량은 현저히 적었지만 순수 근육량 유지율은 월등히 높았다. 베타글루칸 섭취 그룹은 또한 18주 동안 인슐린 민감성과 혈당 조절 능력도 향상된 것으로 나타났다. 연구팀은 이러한 효과가 베타글루칸이 장내 미생물 군집을 변화시켜 부티르산(butyrate)이라는 대사산물을 증가시키기 때문이라고 분석했다. 부티르산은 뇌에 포만감 신호를 전달하는 호르몬인 GLP-1 분비를 촉진하고 갈색 지방 연소를 유도해 체중 감소에 도움을 준다. 이러한 작용 기전은 최근 비만 치료제로 주목받는 세마글루타이드(Ozempic)와 유사하지만, 베타글루칸은 식품을 통해 섭취할 수 있고 부작용이 적다는 장점이 있다. GLP-1(Glucagon-Like Peptide-1)은 우리 몸에서 자연적으로 생성되는 호르몬이다. 주로 음식 섭취 후 소장에서 분비되며, 혈당 조절, 식욕 억제, 위 배출 지연 등 다양한 기능을 수행한다. GLP-1의 작용을 모방하거나 GLP-1 수용체를 활성화하는 GLP-1 유사체 및 GLP-1 수용체 작용제(GLP-1 RA)가 개발되어 제2형 당뇨병 및 비만 치료에 사용되고 있다. 대표적인 GLP-1 RA 약물로는 삭센다(Saxenda), 오젬픽(Ozempic), 위고비(Wegovy) 등이 있다. 연구팀은 귀리 이외에도 보리, 쌀, 버섯, 해조류 등에 베타글루칸이 함유되어 있으며, 특히 귀리는 1컵당 3~5%의 베타글루칸을 함유하고 있다고 밝혔다. 연구를 이끈 프랭크 듀카 교수는 "이번 연구 결과는 베타글루칸이 체중 감소 및 혈당 조절에 중요한 역할을 한다는 것을 보여준다"며 "앞으로 베타글루칸을 강화한 식품 개발을 통해 비만 및 대사 질환 예방에 기여할 수 있을 것으로 기대한다"고 말했다. 이 연구는 '더 저널 오브 뉴트리션(The Journal of Nutrition)'에 게재됐다.
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- 생활경제
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[먹을까? 말까?(42)] 귀리 속 식이섬유, 비만 치료제와 유사한 효과
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[우주의 속삭임(30)] 까마귀자리에서 새로운 저질량 은하 발견
- 천 천문학자들은 까마귀자리(Corvus)에서 새로운 은하가 발견됐다고 물리학 전문 PHYS가 전했다. 까마귀자리는 봄철 남쪽 하늘에 보이는 별자리로, 아폴론을 화나게 한 거짓말쟁이 까마귀 카라스의 신화에서 지어졌다. 새로 발견된 은하는 ‘까마귀 A’로 명명됐는데, 상대적으로 질량이 낮고 가스가 풍부하며 고립되어 있다. 은하 발견과 관련된 연구 논문은 이달 초 arXiv에 발표됐다. 낮은 질량의 은하를 다수 발견한 프로젝트 중 하나는 '저해상도 은하에 대한 반자동 기계학습 탐색(SEAMLESS: 심리스)'이라는 이름의 프로젝트였다. 이 프로젝트는 별과 밝은 은하에서 나오는 밝은 빛의 방출을 가리고 다양한 이미지를 필터링함으로써 희미하게 확장된 광원을 식별해 냈다. 까마귀 A 은하는 DESI(암흑에너지 분광장비) 영상 조사에서 처음으로 확인됐다. 최근 투산에 소재한 애리조나 주립대학교의 마이클 존스 천문학자 팀은 마젤란 클레이 망원경(Magellan Clay Telescope) 또는 칼 G. 얀스키 VLA(초거대배열) 시설을 이용해 이 은하에 대한 후속 관찰을 진행했고, 이를 통해 까마귀 A의 저질량 은하 상태를 확인할 수 있었다. 연구진은 논문에서 "까마귀 A는 심리스 프로젝트의 초기 단계에서 확인된 새로 발견된 저질량 은하"라고 썼다. 관측 결과 까마귀 A 항성체는 불규칙한 구조를 가지고 있었으며, 발산하는 빛은 동쪽의 젊은 푸른 별들의 영역에 의해 지배되고 있다는 사실이 밝혀졌다. 연구팀은 까마귀 A 은하의 푸르고 덩어리진, 불규칙한 모습이 '사자자리 P'를 연상시킨다고 말했다. 사자자리를 구성하는 불규칙 은하인 사자자리 P는 약 56만 태양질량(태양 1개의 질량값)으로, 국부 은하에서 가장 질량이 작은 은하로 추정된다. 논문에 따르면 반광 반경이 834광년인 까마귀 A는 사자자리 P보다 질량이 몇 배 더 크고, 나이가 2억 년을 넘지 않는 젊은 별들을 많이 포함하고 있다. 연구에 따르면 까마귀 A는 이온화된 성간 원자 수소 영역(소위 H II 영역)이 없는, 가스가 풍부한 은하라는 사실이 밝혀졌다. 까마귀 A까지의 거리는 약 1130만 광년으로 측정되었다. 또한 까마귀 A로부터 약 330만 광년 이내에는 다른 은하가 없다는 것도 밝혀졌다. 까마귀 A는 주변으로부터 고립된 은하였던 것이다. 천문학자들은 까마귀 A가 전파 및 광학 파장 모두에서 고해상도 후속 관찰의 훌륭한 대상이 될 수 있다고 지적했다. 특히 새로 발견된 저질량 은하의 운동학에 대한 더 많은 정보를 제공해 줄 것이라고 기대했다.
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- IT/바이오
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[우주의 속삭임(30)] 까마귀자리에서 새로운 저질량 은하 발견
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[우주의 속삭임(20)] 소행성 베누 샘플서 생명체 구성요소인 인산염 발견
- 미국 항공우주국(나사·NASA)의 소행성 연구 우주 탐사선 오시리스-렉스(OSIRIS-REx)가 소행성 베누(Bennu)로부터 채취한 4.3온스(121.6g)의 샘플을 분석한 결과 생명체의 구성 요소인 인산염이 발견됐다. 나사는 공식 홈페이지에서 "오시리스-렉스 샘플 분석팀은 소행성 베누가 우리 태양계를 형성하는 성분들을 함유하고 있음을 발견했다"고 밝혔다. 베누의 먼지에는 생명체에 필수적인 구성 요소인 탄소와 질소, 유기 화합물이 풍부한 것으로 나타났다는 것. 지구로 가져온 베누 샘플에는 또한 마그네슘-나트륨 인산염이 포함돼 연구팀을 놀라게 했다. 이는 베누 우주선이 수집한 원격탐사 데이터에서는 나타나지 않았었다. 점토 광물, 특히 사문석(뱀 문양의 돌)이 대부분인 이 샘플은 지구 지각 아래층 맨틀 물질이 물과 만나는 지구의 대양 중간 능선에서 발견되는 암석과 유사한 유형이다. 지구로부터 떨어져 나갔을 가능성을 시사하는 대목이다. 이는 점토 형성에 그치지 않고 탄산염, 산화철, 황화철 등 다양한 광물을 만들었다. 그 중에서도 가장 놀라운 발견은 수용성 인산염의 존재였다. 인산염은 오늘날 지구상에 알려진 모든 생명체의 생화학 구성 요소다. 지난 2020년 JAXA(일본우주항공연구개발기구)의 하야부사2 임무에서 채취한 소행성 류구(Ryugu) 샘플에서도 유사한 인산염이 발견됐었다. 그러나 베누 샘플에서 검출된 마그네슘-나트륨 인산염은 어떤 운석 샘플에서도 유례가 없을 정도로 순도가 탁월하다. 연구진은 이것이 베누의 역사에 대한 귀중한 단서를 제공한다고 지적했다. 연구진의 단테 로레타 애리조나 대학 박사는 "베누 샘플에서 나타난 각종 원소, 특히 인산염의 존재와 상태는 과거 소행성에 물이 존재했음을 암시한다"며 “베누는 과거 한때 습한 행성이었을 수 있지만, 이는 추가 조사가 필요하다"고 말했다. 나사의 제이슨 드워킨 박사도 오시리스-렉스가 과거에는 습했으며 질소와 탄소가 풍부했을 것으로 추정되는 원시 소행성 베누 샘플을 가져왔다"고 밝혔다. 베누는 물이 존재한 역사가 있었을 가능성에도 불구하고, 화학적으로 원소 비율이 태양과 매우 유사한 원시 소행성으로 남아 있다. 로레타는 "가져온 샘플의 구성에서 45억 년 이상 전 우리 태양계 초기 모습을 엿볼 수 있다. 이 샘플은 생성된 이래 녹거나 재응고되지 않은 원래의 상태를 유지하면서 고대의 기원을 보여준다"고 의미를 부여했다. 연구진은 샘플을 통해 소행성 베누에 탄소와 질소가 풍부하다는 사실을 확인했다. 이 원소들은 베누의 물질이 탄생한 환경과 함께, 단순한 원소가 복잡한 분자로 변환하는 화학적 과정을 이해하는 데 매우 중요하다. 지구상의 생명체의 기원을 밝히는 기초를 마련할 가능성도 있다. 태양계 형성의 복잡한 과정과 지구에 생명체가 출현한 프리바이오틱 화학을 밝히는 열쇠를 쥐고 있다는 것이다. 향후 수 개월 안에 미국과 전 세계의 연구소가 휴스턴에 있는 나사의 존슨 우주센터로부터 베누 샘플의 일부를 제공받게 된다. 베누 샘플 분석이 활발해지고, 더 많은 연구 결과가 발표될 것이라는 기대다. 2016년 9월 발사된 오시리스-렉스 우주선은 지구 근처 소행성 베누로 이동해 베누 표면에서 암석과 먼지 샘플을 수집했고 2023년 9월 이 샘플을 지구로 가져왔다. 나사의 고다드 우주 비행센터가 오시리스-렉스 임무를 관리했다. 이 임무는 국제적인 협력 아래 이루어졌으며 CSA(캐나다 우주국), JAXA 등이 함께했다.
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- IT/바이오
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[우주의 속삭임(20)] 소행성 베누 샘플서 생명체 구성요소인 인산염 발견
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[기후의 역습(10)] 치명적인 열돔 강타, "캘리포니아 평년 대비 10도 급등"
- 텍사스 등 미국 남부와 멕시코를 덮친 열돔(Heat Dome)이 북상해 미국 애리조나주와 캘리포니아주 등 서부까지 폭염으로 기온이 급격히 상승하는 열파 현상을 겪을 것으로 예상된다. . 미국 기상청(NWS)은 3일(이하 현지시간) 이번 주 애리조나주와 네바다주, 캘리포니아주 일부 지역에 폭염 경보를 발령한다고 밝혔다. 열돔(heat dome)이라는 기상 현상은 고기압에 의해 뜨거운 공기가 특정 지역에 갇히면서 발생한다. 이 현상은 지난달 멕시코에서 수십 명의 사망을 초래했으며, 이번에는 미국 남서부 지역에 기록적인 고온을 가져올 것으로 예상된다. 다시 말하면 열돔은 찬 공기 이동을 방해해 구름과 비를 몰아내고 산불 발생 가능성을 높인다. 마치 뜨거운 냄비에 뚜껑을 덮으면 더 빨리 끓는 것과 비슷하다고 데일리 메일은 설명했다. NWS는 미 서부의 여러 지역에서 6월 초 기온이 평년보다 10도 이상 높게 오를 수 있다고 경고했다. 특히 캘리포니아 중남부 내륙부터 뜨겁게 달아오를 것으로 예상됐다. 광활한 농장 지대가 있는 캘리포니아 센트럴밸리에서 샌프란시스코 베이 북부의 나파밸리, 로스앤젤레스(LA)의 북쪽 내륙인 팜데일 등 지역에도 4일부터 폭염 주의보가 발효된다. 평소 기온이 크게 오르지 않아 와인 산지로 유명한 나파밸리는 4일 최고 기온이 화씨 96도(섭씨 36도)로 예보됐다. 캘리포니아 주도(州都)인 새크라멘토는 4일 최고 기온이 올해 처음으로 섭씨 38도를 넘을 것으로 예상된다. 이 같은 캘리포니아 중부 지역의 이상 고온은 오는 6일 밤까지 이어질 전망이다. 세계에서 가장 더운 곳으로 알려진 데스밸리 사막 지대는 오는 6일 예상 기온이 섭씨 49도 이상 오를 것으로 관측됐다. 데스밸리는 보통 6월 중·하순에 이렇게 뜨거워지지만, 올해는 더 일찍 고온 현상이 나타나고 있다. 캘리포니아는 최소 1주일 동안 평균 기온보다 섭씨 11도 이상 기온이 높아질 수 있으며, 텍사스 국경 근처 일부 지역은 최대 섭씨 45.5도까지 올라갈 수 있다. 뉴욕 타임스 보도에 따르면, 열돔 현상으로 캘리포니아 센트럴밸리의 기온은 최대 섭씨 43.3도까지 올라갈 것으로 예상된다. 이는 6월 평균 기온보다 섭씨 11도 높은 수치다. 열돔으로 미국 전역 기온 상승 미 기상청은 남서부 지역의 열돔으로 인해 중서부에서 북동부에 이르는 미국 전역의 기온도 상승할 것으로 예상된다고 경고했다. 악시오스 보도에 따르면 일부 지역에서는 열돔이 6월 8일까지만 지속될 것으로 예측하지만, 다른 지역은 이 현상이 6월 내내 지속될 수 있다. 미 기상청은 10일까지 극심한 열파 발생 확률이 40~60%라고 밝혔다. 미 내무부에 따르면, 캘리포니아주 센트럴밸리 지역은 과일, 견과류, 곡물 등 미국 식량의 25%를 생산한다. 이 극심한 열파는 약 14만6400명의 농장 노동자들에게 위험을 초래할 수 있다. 캘리포니아 환경보호국은 성명을 통해 "극심한 열기는 기후변화의 보이지 않는 위험이며, 캘리포니아의 노인과 어린이들은 특히 취약하다"고 공지했다. 이 열파는 또한 아몬드, 토마토, 호두, 견과류, 와인 포도 등 농작물의 생산에 크게 영향을 미칠 수 있다. 텍사스, '열파 주의보' 발령 텍사스에서는 멕시코 국경 근처 남부 및 서부 지역에 열돔이 집중될 것으로 예상된다. 텍사스 주 일부 지역은 앞으로 며칠 동안 최고 기온이 섭씨 43.3도에서 45.5도 사이에 이를 것으로 예상되며, 이는 6월 평균 기온보다 최대 섭씨 5.5도 높은 수치다. 텍사스는 1998년에 기록된 최고 기온 섭씨 42.2도를 뛰어넘어 5월 30일에 섭씨 46.1도를 기록했다. 이러한 극심한 고온은 주 전역에 걸쳐 폭풍우를 유발했다. 텍사스 당국은 라사라, 카메론파크, 브라운즈빌 등 멕시코 국경 근처 도시들을 대상으로 '열파 주의보'를 발령했다. 애리조나 남부와 네바다 남부 일부 지역은 오는 5일부터 낮 최고 기온이 섭씨 43도에 가까워진다. 애리조나주 피닉스는 오는 6일 낮에 섭씨 43도를 찍을 것으로 예상된다. 피닉스의 최고 기온이 화씨 110도(섭씨 43도) 이상으로 예보된 것은 올해 들어 처음이다. 지난해 피닉스에 이 정도 기온의 폭염이 덮친 것은 6월 말부터였다. 이번 열파는 이번 달 멕시코에서 시작되어 20명 이상의 사망자와 심각한 정전을 초래했다. 평균 이상의 기온은 치명적인 위험도 초래할 수 있다. 2023년 미국에서는 최소 1만1000명이 열파로 사망했다. 세계보건기구(WHO)에 따르면, 폭염은 체온 조절 능력의 저하로 인해 심장과 신장에 부담을 주고 심장 마비, 뇌졸중, 신장 기능 장애를 유발할 수 있다. 미국 질병관리본부(CDC)는 매년 약 1220명이 폭염으로 사망한다고 추정하고 있다. 그러나 실제 사망자 수는 이보다 더 높을 가능성이 있다. 미국 기상 전문가 크리스티 달 박사(Climate and Energy program at the Union of Concerned Scientists 소속 주요 기후 과학자)는 영국 일간지 가디언에 "우리는 또 다른 기록적인 날씨를 맞이할 것으로 예상된다. 이미 텍사스와 플로리다 일부 지역에서는 일일 기록이 깨지고 있다"고 우려했다. 지난해 같은 시기 뉴욕시 기온은 섭씨 18.3도에서 21.1도 사이였지만, 올해는 섭씨 22.2도에서 26.7도 사이에 이르고 있다. 2023년 6월 4일 플로리다 마이애미 기온은 섭씨 29.4도였지만, 올해는 섭씨 30도에 이를 것으로 예상된다. 올 여름도 기록적인 폭염 예상 전문가들은 올 여름에도 극심한 열파와 더 많은 기록적인 폭염이 발생할 가능성이 있다고 경고하고 있다. 이번 열파는 열돔의 영향을 크게 받았다. 이번 경우 멕시코 만에서 상승한 뜨거운 공기가 고기압에 의해 텍사스와 캘리포니아 위에 머무르면서 열돔을 형성했다. 태평양 적도부 해수면 온도 변화와 관련된 라니냐(La Niña) 현상도 이번 열파에 영향을 미쳤을 가능성이 있다. 라니냐 현상은 태평양 적도부 동쪽 해수면 온도가 평년보다 낮아지는 현상으로, 이는 북미 지역에서 겨울철 기온이 낮아지고 여름철 기온이 높아지는 경향을 초래할 수 있다. 실제로 2023년 겨울 북미 지역은 평년보다 추운 겨울을 보냈고, 이는 이번 여름철 극심한 열파 발생 가능성을 높였을 가능성이 있다. 한편, 북미 뿐만 아니라 동남아시아 지역에서도 폭염 피해가 심각하다. 인도에서는 최근 북부와 서부 중심으로 섭씨 50도 아팍의 기록적인 폭염이 계속되고 있다. 인도과학대학(IIS)의 구프란 베이그 교수는 로이터통신에 최근 기록적인 기온 상승 등은 결국 기후 변화와 관련돼 있다고 말했다. 전문가들은 기후변화로 인해 홍수 등 남아시아의 자연재해가 해를 거듭할수록 강해지고, 예측하기가 더욱 힘들어진다고 지적했다.
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[기후의 역습(10)] 치명적인 열돔 강타, "캘리포니아 평년 대비 10도 급등"
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[우주의 속삭임(14)] 화성의 신비한 구멍, 채광창인가?
- 화성 표면에 신비한 구멍이 포착돼 우주 과학자들의 주목을 받고 있다. 미 항공우주국(나사·NASA)의 화성 정찰 궤도선이 화성에서 신비한 구멍을 포착했다고 사이언스얼럿과 위온 등 다수 외신이 최근 보도했다. 위의 이미지는 NASA의 화성 정찰 궤도선 MRO에 있는 HiRISE(고해상도 이미징 과학 실험) 카메라로 캡처됐다. 신비한 구덩이 폭은 몇 미터에 불과하며 화성의 아르시아 몬스(Arsia Mons) 지역에 위치하고 있다. 아르시아 몬스는 3개의 화산으로 구성된 타르시스 몬테스(Tharsis Montes)군에 속한 휴화산 중 하나다. 타르시스 벌지(Tharsis Bulge)의 타르시스 지역은 수천 킬로미터에 이르는 광활한 화산 평원이다. 화성의 다른 지역에 비해 고도가 높으며 평균적으로 화성의 평균 고도보다 약 10km(3만3000피트) 높다. 이 지역은 과거에 화산 활동이 활발했던 곳으로, 이번에 포착된 구덩이와 같은 지형은 고대 화산 활동의 직접적인 결과물이다. 구덩이에 대한 과학자들의 다양한 추측 중에 하나는 지하 용암 동굴로 가는 채광창이 될 수도 있다는 것이다. 이 이론은 지구상의 하와이 같은 화산 지역에서 유사한 지형이 목격 되었다는 사실에 근거한다. 이러한 유형의 채광창은 옹암 동굴의 지붕이 무너지고 구멍이 생길 때 형성된다. 화성의 구덩이가 과학자들의 추정과 같이 실제로 채광창이라면 미래에 우주 비행사들에게 자연적인 피난처가 될 수 있다. 이 구덩이는 방사선과 극한 온도, 먼지 폭풍과 같은 극한의 우주 환경에서 우주 비행사들을 보호해 줄 수 있다. 구멍이 지각이나 화산 활동에 의해 형성되었을 가능성도 있다. 이러한 구덩이는 지구에서 흔히 발견되며, 화산 활동으로 생긴 공극(토양이나 암석 속의 비어 있는 부분) 뒤에 있는 땅이 붕괴된 후에 만들어진다. 아르시아 몬스 지역의 몇몇 구덩이는 지하 용암 동굴로 이어지는 것일 수도 있지만 불확실하다. 지하 훨씬 더 깊은 곳에서 일어난 붕괴의 결과일 수도 있다. 화성에 용암동굴이 존재하지 않을 이유는 없다. 화성의 중력은 지구보다 훨씬 약하기 때문에 더욱 큰 용암 동굴이 존재할 수도 있다. 화성 화산의 구덩이 중 하나인 파비스 몬스는 더욱 특이하다. 구덩이 아래에는 일종의 빈 공간이 있지만 그 정체를 파악하기는 어렵다. 용암 동굴로 보기에는 지구상 대부분의 용암 동굴보다는 왜소하다는 지적이다. 앞에서 설명했듯이 구멍이 실제로 용암 동굴로 이어진다면 미래의 우주 탐험가들을 위해 이상적인 거주 가능 지역이 될 가능성이 있다. 더 큰 용암 동굴은 영구 기지 건설에 가장 적합한 광대하고 안정적인 환경을 제공할 가능성이 높다. 또 농업에 적합한 환경을 제공하고 화성에서 인간이 장기적으로 거주하는 데 중요한 생명 시스템을 지원할 수도 있다. 과학자들은 화성에 용암 동굴이 풍부하다는 형태학적 증거를 많이 발견했지만 이번에 발견된 신비한 구덩이가 구체적으로 어떤 것인지는 아직 미스터리로 남아있다고 말했다.
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[우주의 속삭임(14)] 화성의 신비한 구멍, 채광창인가?
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아마존, 애리조나 피닉스 인근 톨레슨에서 '프라임 에어' 드론 배송 개시
- 아마존이 애리조나 피닉스 인근 웨스트밸리 톨레슨(Tolleson) 지역에서 프라임 에어(Prime Air) 드론 배송을 시작한다고 폭스비즈니스 등이 보도했다. 연이어 드론 배송을 미국의 새로운 도시로 확산한다는 계획이다. 반면 탤리포니아 록퍼드에서 운영하던 드론 배송은 중단했다. 드론 배송을 하기에는 거주민이 3500명으로 너무 적었고, 수요도 기대에 미치지 못한 것으로 보인다. 아마존은 이 같은 사실을 공식 인정했다. 아마존은 웨스트밸리 지역의 드론 배송을 올해 말 시작할 계획이라고 밝혔다. 아마존은 연방항공청(FAA)과 지방 정부의 승인을 받는 절차를 진행 중이다. 아마존의 앤디 재시 CEO는 회사의 배송 네트워크가 드론으로 완전히 통합될 것이라고 설명하고, 톨레슨에서의 드론 배송은 당일 배송으로 이루어질 것이라고 부연했다. 톨레슨은 인구가 7000명이 조금 넘는 도시로 피닉스 메트로폴리탄의 서쪽 마리코파 카운티에 위치하고 있다. 하이브리드 주문 처리 센터/배송 스테이션을 통해 아마존 고객에게 당일로 배송한다. 서비스가 공식 시작되면 그 지역 고객에게 미리 공지할 예정이다. 지자체 정부 및 FAA와의 업무 진행 상황에 따라 일정은 달라질 수 있다. 미국에서는 FAA 등 규제 기관의 절차 지연 등의 문제로 인해 드론 배송 서비스 확장이 매우 느리게 진행되고 있다. 올해 톨레슨에서 서비스가 이루어지면 아마존으로서는 유일한 확장이 된다. 케이트 갈레고 피닉스 시장은 드론 배송이 미래 서비스이며 피닉스 지역에서 시작된다는 것은 매우 상징적이라고 강조했다. 그는 탄소배출 제로 상품 배송으로의 전환은 지역의 오염을 줄이는 동시에 혁신 기술 적용의 메카로 자리잡는 데 도움이 될 것이라고 기대했다. 한편 아마존은 2022년 6월 드론 배송이 시작됐던 인구 3500명의 캘리포니아 중부 록퍼드 마을의 프라임 에어 드론 배송은 중단한다. 록퍼드는 텍사스 칼리지스테이션에 이어 아마존의 두 번째 미국 드론 배송 사이트였다. 중단 이유는 자원의 우선순위 재배정 전략이라고 설명했다. 칼리지 스테이션에서의 프라임 에어 드론 배송 서비스는 계속 제공된다.
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- IT/바이오
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아마존, 애리조나 피닉스 인근 톨레슨에서 '프라임 에어' 드론 배송 개시
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GM 자율주행 자회사 크루즈, 로보택시 사업 재개 움직임
- 미국의 자율주행 자동차 기업인 크루즈가 운전자 없이 운행되는 로보택시 사업을 재개한다. 제너럴모터스(GM)의 자율주행 자회사인 크루즈는 9일(현지시간) 보도자료를 내고 애리조나주 피닉스를 시작으로 일부 도시에서 운전자가 탑승한 상태에서 도로 정보를 수집하는 작업을 개시한다고 밝혔다. 크루즈 측은 자율주행이 작동하지 않는 상태에서 운전자가 수동으로 차량을 운전한다고 설명했다. "우리의 목표는 운전자 없는 완전 자율주행을 재개하는 것"이라며 크루즈는 "이번 작업은 자율주행 시스템 검증을 위한 중요한 단계"라고 말했다. 크루즈는 지난해 샌프란시스코에서 로보택시 서비스 시범운영을 시작했으나, 안전 우려로 인해 사업을 중단했다. 작년 10월, 샌프란시스코 시내 한 교차로에서는 한 여성이 로보택시에 치여 중상을 입는 사고가 발생했고, 이후 캘리포니아 주당국은 크루즈의 운행 허가를 취소했다. 그 후 크루즈는 최고경영자(CEO)와 주요 임원들을 모두 교체하고, 모회사 GM은 크루즈에 대한 투자를 대폭 줄였다. 피닉스를 시작으로 이뤄지는 이번 도로 정보 수집 작업은 크루즈가 로보택시 사업을 재개하려는 의지를 드러낸 것으로 해석된다. 크루즈는 "많은 직원이 피닉스에 거주하고 있다"며 "피닉스시의 리더들은 이 지역을 첨단 기술의 인큐베이터로 만들기 위해 노력하고 있다"고 말했다. 한편, 구글의 자율주행 자회사 웨이모 역시 피닉스를 비롯해 로스앤젤레스, 샌프란시스코 등 3개 도시에서 완전 자율주행 로보택시 서비스를 시범 운영 중이다. 애플의 자율주행 전기차 '애플카' 프로젝트는 지난 2월 말 개발 방향과 비용 문제와 관련해 경영진이 결정을 주저하면서 결국 취소됐다. 전기차 업계를 리드하는 테슬라의 경우, 중국의 EV 제조업체와 EV 저가격 경쟁이 치열하게 진행되는 가운데 저가EV가 채산성 확보가 어렵다고 판단해 저가 EV 생산계획을 중단했다는 소식이 지난 4월 초 전해졌다. 테슬라는 대신 같은 소형차 플랫폼에 있어서 완전자율운전차 '로보택시'의 개발을 계속한다는 방침인 것으로 알려졌다. 영국의 반도체 설계업체 Arm(암)은 지난 3월 13일 자율주행차량을 구동할 수 있는 자동차용 반도체 설계를 처음으로 공개했다. 손정의 회장의 소프트뱅크가 지분의 90%를 보유하고 있는 Arm은 이날 자동차제조업체와 부품업체를 겨냥한 새 제품군과 함께 주로 데이터센터에서 사용되는 고성능 '네오버스'급 차량용 애플리케이션을 위한 새 반도체 설계를 처음으로 출시했다. 최근 전기차와 함께 자율주행 시스템이 새로운 트렌드로 떠오르면서 자동차 업계에서는 소프트웨어와 이를 구동할 수 있는 반도체의 중요성이 커지고 있는 실정이다. Arm의 자동차 부문을 이끄는 딥티 바차니는 "자동차 시장은 내연기관 발명 이후 가장 중요한 변화를 겪고 있다"면서 "자동차는 우리 성장과 미래를 담당하는 한 축"이라고 강조했다. Arm은 아마존웹서비스(AWS)와 메르세데스 벤츠, 엔비디아, 텍사스인스트루먼츠 등이 이미 Arm의 새 설계를 자사 제품과 개발 시스템에 적용하고 있다고 전했다. 아울러 최근 투자자들에게 자동차 부문 매출이 4대 주요 부문 가운데 가장 작지만 가장 빠르게 성장하고 있다면서 2022년 자동차 반도체 시장은 190억 달러(약 25조 원)에 달하며 이는 전체 시장 규모 2000억 달러의 10% 수준이라고 Arm은 밝혔다.
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GM 자율주행 자회사 크루즈, 로보택시 사업 재개 움직임
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"미국, 다음 주 삼성전자 반도체 보조금 발표"…60억~70억 달러 추정
- 미국 정부가 반도체지원법에 따라 대만 TSMC에 보조금 66억달러(약 8조9000억원)를 지원한다고 발표한 가운데 삼성전자에 대한 미국 정부의 보조금 규모가 TSMC 다음이 될 것이라고 연합뉴스가 8일(현지시간) 로이터통신을 인용해 9일 보도했다. 한 소식통은 이 매체에 삼성전자의 보조금 규모가 미국 반도체업체 인텔과 대만의 TSMC에 이어 세번째로 큰 규모가 될 것이라고 전했다. 다른 2명의 소식통은 미국 정부가 다음 주에 삼성전자에 대한 60억(약 8조1234억원)~70억달러(약 9조4773억원) 사이의 반도체법 보조금을 발표할 것이라고 말했다고 로이터통신은 보도했다. 소식통에 따르면, 지나 러먼도 상무부 장관이 공개할 보조금은 삼성이 지난 2021년 발표한 텍사스주 테일러시에 짓고 있는 170억 달러(약23조 163억원) 규모의 칩 제조 공장 한 곳과 또 다른 공장 한 곳, 첨단 패키징 시설, 연구개발센터 등 테일러에 4개 시설을 건설하는 데 사용될 예정이다. 대만의 TSMC는 8일 보조금으로 66억 달러(약 8조 9357억원)를 지급받았다. 투자 규모는 250억 달러(약 33조 8475억원)에서 650억 달러(약 88조 35억원)로 확대하고 2030년까지 세 번째 애리조나 공장을 추가하기로 미 정부와 합의했다. 미 상무부는 이날 TSMC에 반도체법 보조금 66억달러를 지원할 예정이라고 발표했다. 반도체 보조금과 관련한 TSMC의 투자 금액도 기존 400억 달러(약 54조1640억원)에서 650억달러로 늘어났다. 투자 금액 대비 보조금 비율은 10.1% 정도이다. TSMC는 반도체법상 보조금과 별도로 투자금에 대한 일부 세액 공제 혜택도 받을 것으로 알려졌다. 월스트리트저널(WSJ)은 지난 5일 삼성전자는 텍사스주 테일러에 170억달러를 투자해 반도체 공장을 건설 중이며 15일에 추가 투자 계획을 발표할 예정이라고 보도했다. 추가 투자 규모까지 포함해 삼성전자의 텍사스주 공장 관련 전체 투자 금액은 440억달러(약 59조 5584억원)가 될 전망이다. 외신은 여기에는 텍사스주 테일러의 새 반도체 공장, 패키징 시설, 연구개발(R&D) 센터에 더해 알려지지 않은 장소에 대한 투자도 포함된다고 전했다. 미국 의회는 지난 2022년 자국내 반도체 생산을 증가시키기 위해 연구 및 제조 분야에 527억 달러(약 71조 3600억원)의 보조금을 제공하는 '반도체 및 과학 법안'을 통과시켰다. 더불어, 의회는 이 보조금 외에도 정부 대출에 750억 달러(약 101조 5575억원)의 권한을 추가로 승인했다. 하지만 삼성은 별도의 대출 지원을 받지 않을 예정이라는 소식이 전해졌다. 미국 반도체산업협회(SIA)에 따르면, 반도체 법안의 주된 목적은 글로벌 시장 내에서 미국의 반도체 제조 분야 점유율이 1990년의 37%에서 2020년에는 12%로 하락한 상태를 개선해 자국내 제조 비율을 증가시키고, 이로 인해 중국 및 대만에 대한 의존도를 감소시키는 것이다. 이날 연합뉴스는 블룸버그통신을 인용해 삼성전자에 이어 미국 반도체 업체인 마이크론도 수주 내 수십억달러의 지원을 받을 것으로 전망된다고 전했다. 한편, 디지타임스는 8일(현지시간) 삼성전자의 첨단 패키징 사업부인 AVP가 엔비디아의 주문을 받았다고 보도했다. 외신에 따르면 AVP는 엔비디아의 차세대 그래픽 카드용으로 인터포저와 2.5D 패키징(I-Cube) 솔루션을 공급할 것으로 예상된다. 이번 주문 확보는 삼성이 TSMC와의 치열한 경쟁 속에서 고급 패키징 기술력을 인정받은 것으로 평가된다. 인터포저는 다수의 칩을 연결하는 다이 간 연결(Interconnect) 기판으로, 칩 사이의 데이터 전송 속도를 높이고 전력 소비를 줄이는 데 도움이 된다. 2.5D 패키징은 인터포저 위에 칩을 쌓아 3D 구조를 만드는 기술로, 더욱 높은 성능과 효율성을 제공한다.
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- IT/바이오
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"미국, 다음 주 삼성전자 반도체 보조금 발표"…60억~70억 달러 추정
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대만 TSMC, 미국내 반도체공장 건설에 116억 달러 보조금·대출 지원 받아
- 미국 정부는 8일(현지시간) 세계 1위 파운드리(반도체 위탁생산) 기업인 대만 TSMC에 보조금 66억 달러(약 8조9000억 원)를 포함해 모두 116억 달러(약 15조7000억 원)를 지원한다고 공식 발표했다. 로이터통신 등 외신들에 따르면 미국 상무부는 이날 TSMC에 반도체 공장 설립 보조금 66억 달러를 지원한다고 발표했다. 보조금 66억 달러는 당초 예상됐던 50억 달러(약 6조8000억원)보다 30% 이상 늘어난 규모다. 상무부는 보조금에 더해 50억 달러 규모의 저리 대출도 TSMC에 제공키로 했다. TSMC는 이 같은 지원에 화답해 당초 400억 달러(약 54조2000억 원)로 계획했던 투자 규모를 650억 달러(약 88조1000억 원)로 확대하고 2030년까지 애리조나주에 세 번째 반도체 생산공장(fab)을 건설한다는 계획을 발표했다. TSMC는 이미 400억 달러를 투자해 애리조나에 반도체 공장 2개를 짓고 있다. 지나 러몬도 상무부 장관은 TSMC의 650억달러 투자는 미국 사상 외국인 직접 투자로는 최대 규모라고 말했다. 러몬드 장관은 또한 TSMC가 생산하게 되는 반도체들이 “모든 인공지능과 우리 경제를 지탱하는 데 필요한 기술을 지탱하는 필수적인 부품이며, 21세기 군사 및 국가 안보(에 필요한) 장치”라고 강조했다. 이날 발표된 잠정합의에 따르면 TSMC는 애리조나주 피닉스에 제 3공장을 건설할 것으로 전망된다. 애리조나주의 제 1, 2공장은 각각 2025년, 2028년에 생산을 돌입할 것으로 예상된다. 미국 정부의 이번 지원패키지는 미국 애플과 엔비디아용으로 반도체를 공급하는 TSMC가 예정하는 3공장의 투자(650억 달러 이상)를 지원하게 된다. TSMC의 3공장은 차세대 회로선폭 2나노미터 프로세스기술을 바탕으로 20년대 후반보다 이전에 가동을 목표로 하고 있다. TSMC는 2025년에 대만에서 우선 2나노 반도체제품을 생산할 계획이다. TSMC의 류더인(劉德音) 회장은 발표문에서 "반도체투자법에 근거한 자금을 받을 수 있게 된다면 TSMC는 전례없는 투자를 벌여 최첨단 제조기술을 가진 우리의 파운드리 서비스를 미국에 제공할 기회를 얻게 된다"고 설명했다. 미 정부의 지원 자금은 2022년 조 바이든 대통령이 미국의 반도체 제조를 되살리기 위해 내놓은 반도체 지원법에 연계된 것이다. 이에 앞서 미 정부는 자국 기업인 인텔에 대해선 195억달러의 파격적인 반도체 보조금을 지급하겠다는 계획을 지난달 발표했다. 글로벌 반도체 공급망을 미국 중심으로 재편하겠다는 계획에 따라 천문학적인 지원금을 해외 기업에도 지급하기로 한 것이다. 당초 반도체 업계에선 TSMC가 50억 달러 정도를 받게 될 것이라고 전망했지만, 투자 금액이 늘면서 최종 보조금 규모도 30% 이상 증가했다. 삼성전자의 경우 지원금이 20억~30억 달러 수준이 되리라는 전망이 많았다. 그러나 블룸버그는 지난달 미 정부 소식통을 인용해 "60억달러 이상을 받게 될 예정"이라고 보도했다. 이후 미 텍사스주 테일러에 반도체 생산 공장을 짓고 있는 삼성전자가 기존 투자액(170억달러)을 440억달러 수준으로 확대할 계획이라는 월스트리트저널(WSJ) 보도가 이어졌다.
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대만 TSMC, 미국내 반도체공장 건설에 116억 달러 보조금·대출 지원 받아
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LG엔솔·GM 합작 얼티엄셀즈, 제2공장 가동…첫 배터리 인도
- LG에너지솔루션과 미국 제너럴모터스(GM)의 합작법인인 얼티엄셀즈 제2공장이 착공 2년 6개월만에 가동을 시작했다. LG에너지솔루션은 1일(현지시간) 미국 테네시주 스프링힐 지역에 위치한 얼티엄셀즈 제2공장이 첫 번째 배터리 셀 생산을 완료해 고객사에 인도했다고 2일 밝혔다. 해당 공장에서 생산된 배터리는 GM의 캐딜락 리릭을 포함한 3세대 신규 전기차 모델에 장착될 예정이다. 얼티엄셀즈 제2공장은 생산 라인을 단계적으로 확장해 총 50기가와트시(GWh)의 생산 능력을 갖추게 될 예정이다. 이는 한 번 충전으로 500㎞ 이상 주행 가능한 고성능 순수 전기차 약 60만 대를 생산할 수 있는 양이다. 이 공장은 자동화·정보화·지능화 등 최첨단 스마트팩토리 시스템을 적용해 생산 효율을 극대화했다. LG에너지솔루션은 자동화된 제조 공정과 설비를 통해 생산 속도를 크게 향상시켰으며, 각 생산 단계에서 최첨단 품질 검사 및 제품 오류 검증 방법을 적용하여 최고 수준의 품질을 확보하기 위한 조치를 취했다고 밝혔다. LG에너지솔루션 관계자는 얼티엄셀즈 제1공장 및 제2공장이 LG에너지솔루션의 풍부한 생산 경험, 고객 가치 중심의 역량, 그리고 최첨단 스마트팩토리 시스템을 통합한 결과물이라고 평가했다. 이 관계자는 초기 가동 단계에서 발생할 수 있는 문제들을 최소화해 안정적인 운영을 지속할 계획이라고 말했다. 얼티엄셀즈는 2022년 11월에 미국 오하이오주에 위치한 제1공장의 가동을 시작해 안정적인 생산을 유지하고 있으며, 미시간주의 제3공장은 내년 가동을 목표로 건설이 순조롭게 진행되고 있다고 밝혔다. 김영득 얼티엄셀즈 제2공장의 법인장은 LG에너지솔루션과 GM의 강력한 파트너십을 기반으로 구축된 제2공장이 제1공장, 제3공장과 함께 북미 전기차 시장의 중심 기지로서의 역할을 수행할 것이라고 말했다. 김 법인장은 또한, 압도적인 기술 리더십을 바탕으로 차별화된 고객 경험을 제공할 것이라고 덧붙였다. LG에너지솔루션은 전 세계적인 경기 침체와 전기자동차(EV) 시장의 수요 감소에도 불구하고, 미래를 대비한 투자를 계속하고 있다고 밝혔다. 이 회사는 얼티엄셀즈 제1공장과 제2공장, 제3공장을 포함해 현대차그룹, 혼다, 스텔란티스 등 여러 파트너와의 합작 공장을 운영하거나 건설 중이다. 또한, LG에너지솔루션은 미국 미시간주와 애리조나주에서 자체 공장을 운영하거나 설립 준비 중에 있다. LG에너지솔루션 관계자는 전기차 수요 둔화를 보이고 있는 현재 경제 상황을 '일시적인 위기'로 평가하며, 북미 시장을 포함한 글로벌 전기차 시장이 본격적인 성장기에 접어들 때 선제적으로 시장에 진입함으로써 큰 이점을 얻을 수 있을 것으로 전망했다. 이 관계자는 회사가 압도적인 기술 리더십과 고객 가치를 기반으로 차별화된 기회를 모색하고 있으며, 이를 위해 전사적인 노력을 기울이고 있다고 강조했다.
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- 산업
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LG엔솔·GM 합작 얼티엄셀즈, 제2공장 가동…첫 배터리 인도
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SK하이닉스, 5조3천억원 투자 미국 인디애나주 반도체 패키징공장 건설
- SK하이닉스가 미국 인디애나주 서부 웨스트 라피엣에 첨단 반도체 패키징 공장을 건설할 계획이다. 월스트리트저널(WSJ)은 26일(현지시간) 소식통을 인용해 SK하이닉스가 반도체공장 건설을 위해 40억 달러(약 5조3000억 원)를 투자하며 2028년 가동을 개시할 계획이라고 보도했다. SK하이닉스 이사회는 조만간 이 결정을 승인할 것으로 알려졌다. 소식통은 이 공장 건설로 800∼1000개의 일자리가 창출되며 미국 연방정부와 주 정부의 세금 인센티브 등 지원이 프로젝트 자금 조달에 도움이 될 것이라고 설명했다. 공장이 들어서는 인디애나주 웨스트 라피엣에는 미국 최대 반도체 및 마이크로 전자공학 프로그램을 운영하는 대학 중 한 곳인 퍼듀대학이 있다. SK하이닉스는 대만 반도체 기업 TSMC와 인텔 공장이 들어서는 등 반도체 산업이 급성장하고 있는 애리조나주도 고려했으나 퍼듀대를 통해 엔지니어 풀을 확보할 수 있다는 이점을 감안해 인디애나주를 최종 선택했다고 소식통은 지적했다. 패키징은 웨이퍼 형태로 생산된 반도체를 자르고 전기 배선 등을 연결해 전자 기기에 탑재할 수 있는 형태로 조립(패키징)하는 반도체 생산의 마지막 단계다. 이에 앞서 지난 1일 영국 파이낸셜타임스(FT)는 SK하이닉스가 인디애나주를 반도체 패키징 공장 부지로 선정했으며, 이 공장은 엔비디아의 그래픽처리장치(GPU)에 들어갈 고대역폭 메모리(HBM) 제조를 위한 D램 적층에 특화한 시설이 될 것이라고 복수의 소식통을 인용해 보도했다. 세미애널리틱스의 딜런 파텔 수석 애널리스트는 "SK하이닉스 공장은 미국에서 대규모 HBM(고대역폭 메모리) 패키징을 위한 첫 번째 주요 시설이 될 것"이라고 예상했다. HBM은 D램 여러 개를 수직으로 연결해 데이터 처리 속도를 혁신적으로 끌어올린 고성능 메모리다. 방대한 데이터를 신속하고 끊임없이 처리해야 하는 생성형 AI를 구동하려면 HBM과 같은 고성능 메모리가 반드시 필요한 것으로 알려졌다. SK하이닉스는 HBM 4세대인 HBM3 시장의 90%를 점유하고 있다. SK하이닉스는 HBM 5세대인 HBM3E도 이달 말부터 AI 칩 선두 주자인 엔비디아에 공급한다고 지난 18일 밝혔다. SK하이닉스의 HBM3E는 초당 최대 1.18테라바이트(TB)의 데이터를 처리한다. 이는 풀-HD급 영화(5GB) 230편 분량이 넘는 데이터를 1초 만에 처리하는 수준이다. SK하이닉스는 현재 국내에서 HBM 칩을 생산해 패키징하고 있는데, 이 중 일부를 새로 들어서게 되는 공장에서 처리하게 되며, 이 시설에서는 또 다른 유형의 첨단 패키징도 처리될 예정이라고 소식통은 전했다.
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SK하이닉스, 5조3천억원 투자 미국 인디애나주 반도체 패키징공장 건설
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중국, 미국 제재 대응 정부기관서 미국반도체 퇴출⋯인텔·AMD 타격
- 중국이 정부 부처, 공기업 등의 PC와 서버에서 인텔·AMD 마이크로프로세서, 마이크로소프트(MS) 윈도를 단계적으로 퇴출시킨다. 파이낸셜타임스(FT)가 24일(현지시간) 소식통을 인용해 미국이 국가 안보를 이유로 중국의 첨단 반도체 및 생산 장비에 대한 접근을 차단함에 따라 중국도 미국에 대항해 이같은 조치를 강구하고 나섰다고 보도했다. FT는 중국 공업정보화부가 지난해 12월 26일 정부용 컴퓨터·서버 조달과 관련한 새 지침을 공개했고 정부 기관들은 올해부터 이를 준수하고 있다고 전했다. 이 지침에서 중국정부는 정부 기관용 컴퓨터는 마이크로소프트(MS) 윈도 등 외국산 운영체제(OS)와 데이터베이스 소프트웨어 대신 중국 제품을 사용하도록 권장했다. 지침 세부 내용을 보면 정부 기관과 향(鄕)급 이상 단위의 중국 공산당 조직은 '안전하고 신뢰할 수 있는' 처리 장치와 OS를 구매하도록 규정하고 있다. 복수의 관계자들은 FT에 "국유 기업들은 감독 기관인 국유자산감독관리위원회로부터 2027년까지 국내 공급 업체로 기술 전환을 완료하라는 지시를 받았다"고 지적했다. 중국정보기술안전평가센터(CNITSEC)가 지난해 12월 공개한 '안전하고 신뢰할 수 있는' 프로세서 18종과 OS 목록은 모두 중국제인 것으로 나타났다. 이 중에는 미국의 제재를 받고 있는 중국 최대 통신 장비 업체 화웨이와 중국 중앙처리장치(CPU) 설계 업체 페이텅 등도 포함된 것으로 알려졌다. 중국 정부의 이번 지침은 군사·정부·국유기관의 기술 자급자족을 위한 국가전략의 일환이다. 제상증권은 정부, 당 기관 및 8대 산업의 정보기술(IT) 인프라를 교체하기 위해 필요한 재원이 2027년까지 6600억 위안(약 122조 원)에 이를 것으로 추산했다. 반면 인텔·AMD는 타격이 불가피하다. 인텔은 지난해 매출 540억 달러 중 27%를 중국에서 거둬들였으며 같은 기간 AMD 역시 매출 230억 달러에서 중국 비중이 15%에 이른다.
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- 포커스온
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중국, 미국 제재 대응 정부기관서 미국반도체 퇴출⋯인텔·AMD 타격
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미국, 반도체 패권 탈환위해 인텔에 200억달러 지원
- 미국 정부가 20일(현지시간) 모두 200억달러(약 26조원) 규모의 지원금을 자국 반도체 업체 인텔에 지원한다고 발표했다. 2022년 반도체법이 제정된 뒤 최대 규모의 보조금이다. 이날 월스트리트저널(WSJ) 등 외신에 따르면 백악관은 성명서를 통해 “미국 상무부가 반도체법에 따라 최대 85억달러(약 11조 3058억원)의 직접 지원금과 110억달러(약 14조 6311억원)의 대출 상품을 제공하기로 잠정 합의했다”며 “이번 자금 지원을 통해 미국 내에서 일자리 약 3만 개가 창출될 것으로 보인다”고 설명했다. 미국 상무부는 애리조나, 뉴멕시코, 오하이오, 오리건 등 4개 주에서 인텔의 공장을 신축하는 데 지원금이 투입될 것이라고 밝혔다. 또 상무부는 인텔의 투자금 중 25%는 세액공제 대상이 될 것이라고 했다. 인텔은 애리조나주에서 200억달러(약 26조 6060억원)를 들여 첨단 반도체 생산설비를 짓고 있다. 반도체 시장에서 미국의 패권을 되찾기 위한 조치다. 삼성전자와 대만 TSMC 등 인텔 경쟁사와의 격차를 좁히기 위해 미국 정부가 전방위적 지원에 나섰다는 평가다. 미국 정부의 인텔 지원은 2022년 제정된 반도체법에 따른 조치다. 당시 미국 정부는 자국 반도체산업을 육성하기 위해 총 390억달러(약 51조8817억원) 규모의 현금 지원과 750억달러(약 99조7725억원) 규모의 대출 지원 예산을 편성했다. 이번 지원은 상무부의 실사를 거쳐 반도체법에 따른 생산 목표와 기준에 따라 단계적으로 이뤄진다. 미 상무부 내 소식통에 따르면 올해 말부터 인텔에 보조금이 지급될 예정이다. 인텔에 대한 지원금은 시장의 예상을 크게 웃돈다. 당초 전문가들은 미국 정부가 인텔에 최대 100억달러(약 13조3000억원)까지 지원할 것이라고 전망했다. 현재 반도체법에 따라 남은 예산이 총 527억달러(70조1173억원)인 것을 감안한 계산이었다. 인텔 보조금은 한국의 삼성전자(60억달러)와 대만의 TSMC(50억달러)의 지원금 추정치를 크게 웃돈다. 반도체법의 최대 수혜자가 인텔이 됐다는 평가가 나오는 이유다. 시장에선 미국 정부가 자국 ‘반도체 카르텔’에 시동을 걸었다는 해석이 나온다. 첨단 반도체 경쟁에서 미국이 패권을 다시 가져오기 위해 지원금을 쏟아붓고 있다는 설명이다. 2022년 반도체법이 제정된 후 지금까지 약 600개 기업이 미국 상무부에 지원금을 신청했다. 이 중 지원이 확정된 곳은 영국 군수업체 BAE시스템즈, 미국 파운드리(반도체 수탁생산) 업체 글로벌파운드리, 미국 반도체 기업 마이크로칩테크놀로지 등 세 곳뿐이다. 이마저 구형 반도체 생산설비를 확장하는 데 지원금이 쓰인다. 첨단 반도체 설비 확장에 지원금을 받는 곳은 인텔이 유일하다. 대만, 한국 등 동북아시아에 치우친 반도체 패권을 미국이 되찾아 온다는 전략이다. 미국에서 반도체를 세계 최초로 개발했지만 2020년 기준 시장 점유율은 12%에 그쳤다. 미국 정부는 이 점유율을 2030년까지 20%대로 끌어올릴 계획이다. 지나 러몬도 상무장관도 이날 "반도체는 경제가 아니라 안보의 문제"라며 "(우리가) 직접 반도체를 디자인하고 생산할 수 있어야 한다. 인텔은 이런 계획의 중심에 있다"고 지적했다. 펫 겔싱어 인텔 최고경영자(CEO)도 TSMC와 삼성전자를 정조준했다. 인텔은 2021년부터 파운드리 시장 진출을 본격화한 뒤 미국 내 생산설비를 공격적으로 늘리고 있다. 애리조나와 뉴멕시코 공장을 시작으로 앞으로 5년간 1000억달러를 들여 첨단 반도체 설비를 증축한다. 겔싱어 CEO는 이날 WSJ에 "미국 반도체 기업이 시장 지배력을 잃는 데 30년 넘게 걸렸다"며 "단기간에 경쟁력을 되찾을 순 없다. 장기간 정부 차원에서 추가 지원해야 지배력을 되찾을 것이라고 믿는다"고 강조했다.
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미국, 반도체 패권 탈환위해 인텔에 200억달러 지원
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애리조나 배린저 운석 구덩이, 빠르게 회전하는 소행성이 만들어낸 신비로운 지형
- 미국 애리조나의 배린저(Barringer Crater) 운석 구덩이는 빠르게 회전하는 소행성이 만들어 낸 결과물이라는 분석이 나왔다. 지구는 달이나 화성과 같이 충돌 흔적이 드물다. 이는 지구를 중간권에서 보호하는 대형 운석체로 인한 것이다. 그렇지만 완전히 충돌이 불가능한 것은 아니다. 최근의 충돌 사례 중 하나는 애리조나 북부 사막지역 플래그스태프 동쪽으로부터 약 37마일 떨어진 곳에 위치한 배린저 충돌지다. 이 충돌지는 약 5만년 전에 형성되었지만, 건조한 환경 덕분에 충돌 현장이 놀랍도록 잘 보존되어 있다. 산업 관련 매체 파퓰러 메카닉스(popularmechanics)는 지난 26일(현지시간)에 브라질 캠피나스 대학교의 과학자들이 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 미국 애리조나 북부 사막 지역의 배린저 운석 구덩이를 분석한 결과에 대해 보도했다. 배린저 운석 구덩이는 미국 애리조나 주 윈슬로 시의 서쪽에 있는 거대한 운석 구덩이로, 직경은 약 1.2km이며, 깊이는 200m, 낙하한 운석의 직경은 약 100m로 추정된다. 연구팀은 논문에서 "다양한 결합 응력, 초기 회전 속도, 초기 높이에서 회전하는 입자 발사체가 응집력 없는 입자와 충돌하는 이산 요소 방법 계산을 수행했다"며 "우리의 연구 결과는 발사체 물질의 분산과 지구 및 다른 행성 환경에서 발견되는 다양한 충돌구 모양을 밝혀준다"고 말했다. 충돌구는 모두 동일한 형태를 띠지 않는다. 일부는 깊고 좁으며(충돌구 내부에는 다양한 지형이 존재함), 다른 일부는 배린저 운석 구덩이처럼 넓고 얕다. 일반적으로 우리가 충돌 현장으로 알고 있는 모습이다. 연구팀은 이러한 다양한 구멍 형성 과정을 이해하기 위해 2000개의 작은 구체로 이루어진 가상 발사체를 사용해 시뮬레이션을 만들었다. 이 디지털 우주 쓰레기는 그 다음 지구 표면을 대신하는 입자층에 떨어뜨렸다. 이 과정을 통해 연그팀은 빠르게 회전하는 소행성이 배린저 운석 구덩이와 유사하게 넓고 얕은 지형을 형성한다는 것을 발견했다. 야구 용어를 빌려 설명하자면, 캐년 디아블로라는 별명을 가진 운석은 스핀이 없는 빠른 공(fastball)보다는 악한 커브볼(curveball)에 더 가깝다고 할 수 있다. 캐년 디아블로는 애리조나 북부의 투 건스 근처에 있는 협곡이다. 그러나 캐년 디아블로를 형성한 구성 암석은 느슨하게 결합되어 있었으며, 운석이 지표에 충돌할 때 일부 충돌 에너지가 암석 간 결합을 깨트리는 데 사용됐다. 암석 조각들은 흩어졌지만, 충돌 에너지는 적었고 깊이까지 파고들지는 않았다. 빠르게 회전하는 소행성은 보다 깊은 충돌구를 형성할 수 있지만, 배린저 운석 구덩이와 달리 구성물은 단단하게 결합되어 있어야 한다. 배린저 운석 구덩이는 세계적으로, 심지어 미국 내에서도 유일한 커브볼 충돌 지형이 아니다. 공룡이 지구를 걷던 1억 년 전에 형성된 테네시 주 게인즈버로의 플린 크리크 충돌구도 비슷한 커브볼 유형의 운석에 의해 생성되었을 가능성이 높다. 태양계 전체에는 다양한 '투구' 특성을 지닌 충돌 지형이 너무 많아서 우주는 최소한 명예 투수상(Cy Young Award, 사이영 상) 후보라고 할 수 있다. 운석의 충돌 과정은 운석의 속도, 회전 속도, 구성 물질의 결합 강도 등에 따라 충돌구 형태가 달라진다. 빠르게 회전하는 소행성은 주로 넓고 얕은 충돌구를 만들 가능성이 높으며, 구성물이 단단하게 결합된 경우 더 깊은 충돌구가 형성될 수 있다.
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애리조나 배린저 운석 구덩이, 빠르게 회전하는 소행성이 만들어낸 신비로운 지형
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[퓨처 Eyes(23)] 콘크리트보다 강하고 환경친화적인 차세대 건축자재 '페록'
- 기존 콘크리트보다 5배 강하고 이산화탄소(CO₂)를 흡수하는 환경친화적인 건축 자재 페록이 개발됐다. 콘크리트가 건축 자재로 사용되기 시작한 시기는 고대 로마 시대로 거슬러 올라간다. 로마인들은 기원전 3세기경부터 콘크리트를 사용하기 시작했으며, 이를 활용해 수많은 건축물, 교량, 도로 등을 건설했다. 로마 콘크리트는 화산재와 석회석을 혼합한 것으로, 현대 콘크리트의 전신이라 할 수 있다. 그 당시에 건설된 많은 구조물들이 오늘날까지도 남아 있어 그 내구성을 입증하고 있다. 미국 애리조나 대학에서 개발된 '페록(Ferrock)'이라는 새로운 건축 자재가 과학 저널을 통해 최근 또 다시 주목받고 있다. '페록(Ferrock)'은 '철'과 '돌'이 결합된 용어다. 시멘트 대용품으로 사용되는 친환경 건축 자재인 페록은 주로 폐철강 분진과 유리 분쇄물에서 나온 실리카 등 재활용 재료로 생산된다. 철강 분진은 이산화탄소와 반응해 탄산철을 생성하고, 이것이 응고되면 페록이 된다. 미국 매체 쿨다운(TCD)에 따르면 페록은 기존 콘크리트보다 강하면서 환경친화적이라는 특징을 지니고 있어 건물이나 인프라 구조물 설계에 혁신을 가져올 수 있다는 평가를 받고 있다. 강철 분진과 실리카의 혼합물을 철암 및 물과 혼합하고 고농도의 이산화탄소에 노출시키면 페록 경화 과정이 진행된다. 페록의 강도는 일반 포틀랜드 시멘트로 만든 콘크리트의 5배에 달한다. 또한 기존 콘크리트에 비해 더 유연하다. 균열 없이 움직임과 압력을 견디는 페록은 콘크리트에 비해 지진에 의한 압축 하중을 더 많이 견딘다. 일반적으로 페록 강도는 34.5 Mpa(메가파스칼)에서 48 Mpa 사이이며 일부 페록 테스트에서는 69 Mpa에 도달했다. 갓 만들어진 페록은 빠르게 굳으며 최대 강도에 도달하는 데 약 1주일이 걸린다. 페록의 개발은 10여 년 전, 데이비드 스톤 박사 연구원이 시멘트 대체재 개발 대회에서 폐철강 분진을 사용해 우승하면서 시작됐다. 2013년 특허를 획득한 스톤 박사는 '아이언쉘(Iron Shell)' 회사를 설립해 페록 상용화에 나섰다. 스톤 박사는 "실험실에서의 우연한 발견에서 시작됐다"라고 말했다. 보다 지속 가능한 건축 산업 혁신은 짚을 포함한 모든 종류의 재료를 사용하는 전 세계 연구자들의 관심사다. 폐 철강도 바로 여기에 속한다. 건설업계 전문지 사이언스다이렉트(ScienceDirect)에 따르면 페록은 기존 콘크리트보다 압축 강도 13.5%, 인장 강도 20%, 휨 강도 18%가 강하다. 또한 주재료인 철강 분진과 유리 분말을 포함해 페록 제조 과정에 사용되는 재료의 95%는 재활용 재료로 이루어져 비용 효율이 높은 것으로 알려졌다. 아울러 경화 과정에서 특별한 화학 반응을 통해 대기 중 이산화탄소를 흡수해 오염을 줄이는 효과도 있다. 전 세계 시멘트 연간 생산량은 40억 톤이며, 제조 과정에서 지구 대기 오염의 8%를 차지한다고 로이터통신은 전했다. 현재 공개된 페록 사진은 벽돌 모양의 슬라브와 굳어서 벽을 형성하는 슬러리 형태를 보여준다. 보고서는 폐철강 확보 등 과제가 아직 남아있지만 소규모 프로젝트부터 적용 가능하다고 전했다. 페록 외에도 콘크리트보다 더 강한 신소재에 대한 연구는 다양한 분야에서 활발히 이루어지고 있다. 그래핀이나 탄소 나노튜브, 고성능 폴리머,금속 매트릭스 복합 재료 등의 신소재들은 건축, 항공, 자동차 등 여러 산업에서의 응용 가능성을 탐색하고 있다. 먼저 그래핀은 탄소 원자가 2차원 평면상에서 벌집 모양의 격자를 이루는 형태로, 강철보다 약 100배 강하면서도 매우 가벼운 물질이다. 그래핀은 높은 전도성, 유연성, 투명성을 가지며, 이러한 특성으로 인해 전자기기, 에너지 저장 장치, 심지어 건축재료에 이르기까지 광범위한 응용이 기대되고 있다. 탄소 나노튜브(Carbon Nanotubes, CNTs)는 그래핀을 원통형으로 말아 만든 나노스케일의 튜브 형태로, 뛰어난 인장 강도와 탄성 모듈러스를 가지고 있다. 이러한 속성으로 탄소 나노튜브는 항공우주, 군사, 스포츠 용품 등의 고성능 재료에 유용하게 활용될 수 있다. 고성능 폴리머 등 여러 고분자 재료들은 새로운 제조 기술과 결합해 콘크리트보다 훨씬 강하면서도 가벼운 신소재를 만드는 데 사용된다. 이들은 높은 내구성, 우수한 열 저항성 및 화학 저항성을 제공한다. 금속 매트릭스 복합재료(Metal Matrix Composites, MMCs)는 금속을 기반으로 해 다른 금속이나 비금속 재료를 강화재로 추가하여 제작된다. 이러한 복합재료는 원래 금속의 좋은 성질에 강화재의 특성을 더해, 더 높은 강도와 경도, 개선된 내구성을 제공한다. 그밖에 세라믹 매트릭스 복합재료(Ceramic Matrix Composites, CMCs)는 세라믹을 기반으로 하며, 강화재로 탄소 나노튜브나 그래핀 같은 나노물질을 사용할 수 있다. 이들은 높은 온도에서의 안정성, 낮은 밀도, 뛰어난 내마모성 등을 제공한다. 이러한 신소재들은 각각의 독특한 특성으로 인해 콘크리트와 같은 전통적인 건축 재료를 대체하거나, 그 성능을 크게 향상시킬 수 있는 잠재력을 가지고 있다. 연구와 개발이 계속됨에 따라, 페록과 그래핀 등 신소재들의 생산 비용이 절감되고, 더 넓은 적용 범위와 함께 실용화될 것으로 기대된다.
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[퓨처 Eyes(23)] 콘크리트보다 강하고 환경친화적인 차세대 건축자재 '페록'
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바이든, 첨단 반도체 산업 육성 위한 수십억 달러 규모 투자 발표 임박
- 선거를 앞두고 대표적인 경제 이니셔티브를 강조하고자 하는 바이든 행정부가 첨단 반도체 산업 육성을 위한 대규모 투자를 발표할 것으로 예상된다고 월스트리트저널이 27일(현지시간) 보도했다. 이 투자는 2022년 초당파적으로 통과된 530억 달러 규모의 '칩 법안(Chips Act)'에 따른 것으로, 첨단 마이크로칩 생산을 재개하고 중국의 칩 산업 성장에 대응하기 위한 목적으로 추진되고 있다. 현재까지 칩 법안의 이행 속도는 다소 느린 편이다. 170여 개 기업이 신청했지만, 지금까지 첨단 칩 제조업체에 지급된 보조금은 단 두 건에 불과하다. 이에 따라 업계에서는 바이든 행정부가 향후 수십억 달러 규모의 훨씬 더 큰 규모의 투자를 발표할 것으로 기대하고 있다. 이러한 투자는 스마트폰, 인공지능, 무기 시스템 등 첨단 기술에 필수적인 첨단 반도체 제조를 시작하기 위한 것으로 알려졌다. 업계 관계자는 "바이든 대통령이 대선 캠페인이 본격화되는 3월 연두교서 연설 전에 몇 가지 성과를 발표하기 위해 노력하고 있다"고 말했다. 싱크탱크인 미국기업연구소의 기술 및 혁신 담당 선임 연구원 윌리엄 라인하트는 "바이든 행정부는 중국의 칩 산업 성장에 대응하기 위해 첨단 반도체 산업을 육성해야 한다는 압박을 받고 있다"고 말했다. 칩 법안, 미국의 산업 정책 실험 미국 의회가 통과한 530억 달러 규모의 칩 법안은 미국의 반도체 산업 경쟁력 강화를 위한 핵심 정책으로 평가받고 있다. 이 법은 제조 보조금, 대출, 대출 보증, 세금 공제 등을 통해 반도체 제조 시설의 신설 및 확장을 지원하는 내용을 골자로 한다. 칩 법안의 시행 방식은 미국의 산업 정책 수행 능력을 시험할 수 있는 중요한 기회가 될 것으로 보인다. 중국, 일본, 독일 등은 이미 오랜 기간 동안 산업 정책을 통해 반도체 산업을 육성해 왔다. 이에 비해 미국은 산업 정책에 대한 경험이 상대적으로 부족하다. 칩 법안의 시행은 바이든 행정부의 재선 추진에도 중요한 영향을 미칠 것으로 예상된다. 이 법은 바이든 행정부의 대표적인 경제 정책 중 하나로, 성공적인 시행은 바이든 행정부의 경제 정책에 대한 국민적 지지를 높이는 데 도움이 될 것으로 보인다. 그러나 칩 법안의 시행에는 아직까지 여러 가지 어려움이 있다. 인력과 국가 안보에 대한 칩 법안의 요구 사항으로 인해 자금 조달 협상이 복잡해지고 있다. 또한, 숙련된 인력 부족도 우려 사항 중 하나다. 세계 최첨단 칩의 약 90%를 생산하는 TSMC는 지난주 애리조나 공장의 두 번째 공장에서 생산이 1~2년 지연될 것으로 예상하면서 미국의 인센티브에 대한 불확실성을 이유로 들었다. 이는 칩 법안의 시행이 예상보다 더 많은 어려움을 겪을 수 있음을 시사하는 대목이다. TSMC는 지난주 미국의 인센티브에 대한 불확실성을 이유로 애리조나 제2 공장의 생산이 1~2년 정도 지연될 것으로 예상한다고 밝혔다. TSMC는 앞서 첫 번째 팹의 개장을 2024년에서 2025년 상반기로 연기한 바 있다. 미국 내 공장 건설에 대한 규제 장애물을 연구해온 연방 태평양 북서부 국립연구소의 보안 및 기술 고문인 존 버와이(John VerWey)는 "가장 큰 이유는 리드 타임과 이들 기업이 가진 대안"이라며 "TSMC가 대만이나 일본에 팹을 건설하고자 할 때 미국보다 훨씬 더 빨리 할 수 있다"고 말했다. 게다가 바이든 행정부의 반도체 제조 공급망 투자 발표로 인한 일자리 창출 효과가 불확실하다는 분석이 제기되고 있다. 투자 발표의 가장 직접적인 위협은 국가환경정책법(NEPA)으로, 아는 연방 정부의 지원을 받는 대규모 프로젝드들이 보조금을 받기 전에 횐경 평가를 성공적으로 통과해야 함을 의미한다. 연방 정부의 보고서에 따르면, 2013년부터 2018년까지 NEPA 평가에는 평균적으로 4.5년이 소요됐다. 비평가들은 평가가 매년 지연될 때마다 번도체 공장 건설 비용이 약 5% 증가한다고 지적했다.
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바이든, 첨단 반도체 산업 육성 위한 수십억 달러 규모 투자 발표 임박
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인텔, 인공지능(AI) 칩 경쟁력 저하로 12% 급락
- 미국 반도체 기업 인텔의 주가가 26일(현지시간) 12% 급락했다. 이는 2020년 7월 이후 약 3년 6개월 만에 최대 폭의 하락세이다. 인텔은 이날 열린 실적 발표에서 올해 1분기 매출을 122억~132억 달러, 주당순이익을 0.13달러로 전망했다. 이는 시장 예상치인 매출 141억5000만 달러, 주당순이익 0.33달러에 크게 못 미친다. 시장에서는 인텔이 인공지능(AI) 반도체 칩 분야에서 경쟁사인 AMD와 엔비디아에 뒤처져 있는 상황이 부진한 실적 전망에 반영된 것으로 보고 있다. 인텔은 PC와 서버용 칩 시장에서 여전히 강세를 보이고 있지만, AI 반도체 칩 시장에서는 AMD와 엔비디아에 점유율을 내주고 있다. 특히 AMD는 최근 AI 반도체 칩인 '젠 4'를 출시해 인텔을 위협하고 있다. 팻 겔싱어 인텔 최고경영자(CEO)는 "핵심 사업인 PC와 서버 부문이 비핵심 사업과 함께 계절적 수요 감소에 직면하고 있다"고 설명했다. 인텔의 주가 하락은 글로벌 반도체 시장의 성장 둔화 우려와 맞물려 있다. 시장조사업체 IDC에 따르면 글로벌 반도체 시장은 올해 10% 성장할 것으로 예상되지만, 이는 지난해의 22% 성장에 비해서는 크게 둔화된 수준이다. 인텔의 주가 하락은 글로벌 반도체 시장의 성장 둔화와 함께 인텔의 인공지능 칩 경쟁력 저하라는 두 가지 요인이 복합적으로 작용한 것으로 보인다. 월가, 인텔의 AI 칩 경쟁력 저하 우려 미국 월가에서는 반도체 업계에서 인공지능(AI) 칩에 대한 강력한 수요로 엔비디아와 같은 일부 업체들이 호황을 누리고 있는 반면, 중앙처리장치(CPU) 같은 서버 부품을 만드는 인텔과 같은 업체들은 성장 모멘텀을 갖지 못하는 것으로 보고 있다. 로젠블라트 증권의 한스 모세만 애널리스트는 인텔 주식에 매도 의견을 제시하며 "AI는 인텔을 제외한 모든 곳에 있는 것처럼 보인다"고 평가했다. 그는 "인텔이 AI 칩 분야에서 경쟁력을 갖추지 못하면 또 다른 과도기적인 해를 맞이할 수 있다"고 우려했다. 온라인 투자플랫폼 AJ벨의 러스 몰드 투자 책임자도 "엔비디아와 AMD와 같은 칩 회사들이 데이터에 굶주린 AI 산업에서 점점 더 중요한 역할을 하고 있는 사이 인텔은 뒤처지고 있다"고 지적했다. 다만, 로이터 통신은 인텔이 전용 AI 칩에서는 아직 경쟁력이 부족하지만, 인텔의 CPU가 종종 엔비디아의 AI 칩과 함께 사용되며 인텔 서버 CPU 중 3분의 1가량이 현재 AI 시스템의 일부로 판매되고 있다는 점을 긍정적으로 평가했다. 로이터는 최소 15개 증권사가 인텔의 목표주가를 상향 조정했다고 전했다. 이들의 목표주가 중간값은 44달러다. 이는 인텔의 실적 전망에 대한 긍정적인 평가로 해석된다.
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인텔, 인공지능(AI) 칩 경쟁력 저하로 12% 급락
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해왕성과 천왕성, 옅은 청록색의 진실
- 우리 태양계의 바깥쪽 가장자리에 있는 얼음 거성인 해왕성과 천왕성의 색깔이 이전에 생각했던 것보다 더 유사할 수 있다는 새로운 연구 결과가 나왔다. 미국 CNN에 따르면, 옥스퍼드 대학의 행성 물리학 교수 패트릭 어윈과 그의 팀은 허블 우주 망원경과 초대형 망원경의 데이터를 사용하여 보이저 2호가 찍은 해왕성과 천왕성의 이미지를 재구성한 결과, 두 행성 모두 옅은 청록색을 띠고 있음을 발견했다. 두 행성 모두 대기 안개가 있지만, 해왕성은 연무층이 더 얇기 때문에 약간 더 파랗게 보인다. 연구팀은 "우리의 모델을 원본 데이터에 적용하여, 우리는 해왕성과 천왕성의 색깔에 대한 가장 정확한 표현을 재구성할 수 있었다"고 말했다. 이 연구 결과는 왕립천문학회 월간지(Monthly Notices of the Royal Astronomical Society)에 발표되었다. 천왕성 색깔 변화, 연무층 두께 변화 때문 천왕성의 색깔은 태양 주위를 공전하는 동안 변화한다. 1950년대에는 옅은 청록색을 띠었지만, 2010년대에는 더 짙은 청색으로 변했다. 이 변화의 원인은 천왕성의 극지방에 있는 연무층의 두께 변화 때문으로 밝혀졌다. 천왕성의 1년은 지구의 84년과 같다. 지구는 하지와 동지에는 더 푸르게 보이지만 춘분에는 더 푸른 색조를 띤다. 천왕성은 옆으로 회전하기 때문에 동지 동안 행성의 극 중 하나가 지구와 태양을 가리킨다. 미국 애리조나주에 있는 로웰 천문대는 1950년부터 2016년까지 천왕성의 이미지를 촬영하고 밝기를 측정했다. 연구팀은 이 데이터를 사용하여 천왕성의 색깔 변화를 분석했다. 연구팀은 천왕성의 극지방과 적도 지역의 빛 데이터를 비교하는 모델을 개발했다. 이 모델은 극지방이 녹색과 적색 파장의 빛에서 더 잘 반사되는 것을 보여주었다. 또한, 연구팀은 천왕성의 동지 동안 극지방에 메탄 얼음으로 만들어진 연무층이 두꺼워지는 것을 관찰했다. 연구팀은 이러한 결과를 바탕으로 천왕성이 동지에 더 푸르게 보이는 이유에 대해 설했다. 얼음 거인, 미스터리 속으로 태양계의 바깥쪽 가장자리에 있는 두 얼음 거성, 해왕성과 천왕성은 아직 많은 미스터리를 품고 있다. 최근 제임스 웹 우주망원경(James Webb Space Telescope)은 천왕성의 새로운 초상화를 공개했다. 이 초상화는 천왕성의 종종 보이지 않는 고리와 대기의 숨겨진 특징을 보여준다. 초상화에서 가장 눈에 띄는 특징은 천왕성의 고리이다. 천왕성의 고리는 토성의 고리보다 훨씬 희미하고 얇다. 초상화는 천왕성의 고리가 총 13개임을 보여주며, 그 중 11개를 구분할 수 있다. 초상화는 또한 천왕성 대기의 다양한 색상을 보여준다. 천왕성의 대기는 주로 수소와 헬륨으로 이루어져 있지만, 메탄과 아산화질소도 함유하고 있다. 메탄은 천왕성의 대기에 푸른 색을 띠게 한다. 연구자들은 천왕성에서 오는 X선을 감지하기도 했다. X선은 천왕성의 대기 상층부에서 발생하는 것으로 보인다. 보이저 2호 데이터를 분석한 결과, 천왕성의 자기장이 거대한 플라스모이드를 형성하고 있다는 사실도 밝혀졌다. 이 플라스모이드는 행성 대기의 일부를 잘라내어 우주로 날려 보낼 수도 있다. 연구팀은 앞으로 수십 년 동안 천왕성 시스템을 탐사하는 것이 우주 기관의 최우선 과제라고 말했다. 지구 기반 연구는 이러한 미래 임무의 발견을 더 넓은 맥락에서 이해하는 데 도움이 될 것이다.
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해왕성과 천왕성, 옅은 청록색의 진실
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대만, 국가별 반도체 시장 점유율 1위⋯한국 2위·일본 3위
- 대만이 올해 글로벌 반도체 시장에서 1위를 차지했다. 한국은 2위로 기록됐으며 그 뒤를 이어 일본이 3위, 미국과 중국이 각각 4위와 5위에 이름을 올렸다. 27일(현지시간) 인사이드몽키는 칩 산업에서의 시장 점유율을 기준으로 한 반도체 시장의 상위 국가 순위를 발표했다. 1위에 오른 대만은 전 세계 반도체 생산량의 60% 이상을 담당하고 있다. 물론, 모든 국가의 정확한 시장 점유율 수치는 공개되지 않았지만, 쉽허브(ShipHub)와 피터슨 국제시장연구소(Peterson Institute for International Markets) 등을 참고하여 작성된 이 목록은 세계적으로 최고의 반도체 제조 국가를 나타내는 중요한 정보다. 또한, 각 국가의 제조 공장 수도 함께 고려해 이 순위가 세워졌음을 밝히고 있다. 칩 산업 시장 점유율 상위 7개 국가를 소개한다. 1. 대만 (반도체 칩 제조 공장 수: 77개) 대만은 전 세계 반도체의 생산량 중 60% 이상을 공급하고 있다. 그 중에서도 90% 이상을 최고 수준의 반도체를 생산하고 있다. 가장 주목받는 기업은 대만반도체제조회사(TSMC, Taiwan Semiconductor Manufacturing Corporation)로, 시가총액 5349억 7000만 달러로 평가되어 전 세계에서 11번째로 가치 있는 기업 중 하나다. TSMC는 세계 반도체 시장에서 약 54%의 점유율을 보유하고 있다. 주요 고객으로는 애플, 퀄컴, 엔비디아 등 대규모 기업이 포함된다. 또한, TSMC는 팬데믹으로 인한 공급망 문제에 대응하기 위해 미국 애리조나주에 새로운 반도체 생산 공장을 설립함으로써 반도체 공급망의 탄력성을 향상시키는 전략적인 조치를 취하여 위기를 성공적으로 극복했다. 2. 한국(제조 공장 수: 15개) 2022년 한국은 총 반도체 수출액이 1292억 달러에 달해 세계 반도체 시장 점유율 2위 자리를 유지했다. 이 중 메모리반도체 수출액은 738억 달러다. 한국은 세계 D램 시장 점유율의 73%, NAND 플래시 시장의 51%를 점유하고 있는 업계 거대 기업인 삼성전자와 SK하이닉스를 중심으로 메모리 칩 제조 분야의 선두 주자로 두각을 나타내고 있다. 3. 일본(제조 공장 수: 102개) 스페리컬 인사이트(Spherical Insights)에 따르면 일본의 반도체 시장 규모는 2022년 428억 6000만 달러에 달했으며, 2022년부터 2032년까지 9.64%의 연평균 성장률을 기록할 것으로 예상된다. 1980년대에 일본은 전 세계 반도체 생산량의 50% 이상을 차지하며 세계 제1의 반도체 생산국으로 우뚝 섰다. 현재 일본의 반도체 시장 점유율은 감소했지만 메모리, 센서, 전력 반도체와 같은 분야에서 상당한 시장 입지와 경쟁력을 유지하고 있다. 로이터 통신의 보도에 따르면 일본은 첨단 칩 제조 분야에서 선도적인 위치를 되찾기 위해 소니 그룹과 NEC와 같은 기술 대기업이 주도하는 반도체 벤처에 5억 달러를 투자하는 등 새로운 산업 전략을 적극적으로 추진하고 있다. 4. 미국(제조 공장 수: 76개) 2022년 전 세계 반도체 매출은 5740억 달러에 이르렀고, 미국 반도체 기업의 매출은 총 2750억 달러로 전 세계 시장 점유율의 약 48%에 달한다. 오랫동안 칩 제조는 동남아시아와 중국에 주로 집중되어 왔으며, 원활한 공급망 운영 기간 동안 기업들은 이 지역 외부에 새로운 공장을 설립하는 동기가 거의 없었다. 그러나 팬데믹 기간 동안 칩 생산 및 유통 문제로 인해 상황이 변하면서, 기업들은 미국 내에 새로운 생산 시설을 탐색하고 팹 위치를 재고하게 됐다. 또한, 반도체 칩 보조금의 가용성은 업계에서 잠재적인 새로운 공장 위치를 검토할 때 중요한 고려 사항으로 부각됐다. 실제로 인텔은 오하이오에 세계 최대의 칩 제조 단지를 구축하기 위해 최대 1000억 달러의 상당한 투자를 계획하고 있다. 이러한 노력은 스마트폰부터 자동차까지 다양한 산업에 영향을 미치는 세계적인 반도체 부족 현상에 대응하여 생산 능력을 강화하는 데 목표를 두고 있다. 미국 정부는 2022년 8월에 통과된 반도체 지원법(CHIPS Act)에 따라, 5년간 총 527억 달러를 반도체 산업에 지원할 계획이다. 이 중 390억 달러는 반도체 생산 설비 투자에 대한 보조금으로, 나머지 132억 달러는 연구개발(R&D)에 대한 지원금으로 사용될 예정이다. 보조금은 미국 내 반도체 생산 설비 투자를 하는 기업에 대해 최대 25%의 비용을 지원하는 방식으로 운영된다. 또한, 반도체 연구개발을 수행하는 기업에 대해서는 최대 50%의 비용을 지원한다. 5. 중국(제조 공장 수: 70개) 중국은 여전히 규모가 큰 반도체 시장 중 하나로, 2022년 매출은 전년 대비 6.2% 감소한 총 1804억 달러를 기록했다. 인공 지능과 양자 컴퓨팅 분야에서 글로벌 선두를 차지하기 위해 노력하고 있는 중국은 그 목표를 달성하기 위해 꾸준한 반도체 공급에 많은 자금을 지원하고 있다. 그러나 미국의 반도체 수출 제재로 인해 중국의 반도체 공급에 심각한 압박이 가해지고 있는 실정이다. 이런 어려움에도 불구하고, 중국 최고의 반도체 기업 중 하나인 SMIC(Semiconductor Manufacturing International Corp.)은 2022년 전년 대비 34% 증가한 72억 달러의 기록적인 매출을 달성했다. 미국의 반도체 수출 제한은 중국의 반도체 계획에 대한 중요한 제동요인으로 작용했다. 그 목표는 중국의 AI 개발 계획을 제한하고 칩 제조 과정에 변화를 주는 것이었다. 이러한 제재는 미국 기업뿐만 아니라 네덜란드, 일본과 같은 동맹국에도 영향을 미쳐 중국에 기계, 도구 및 인력을 공급하지 못하도록 제한했다. 6. 독일(제조 공장 수 : 20개) 독일은 세계 반도체 시장 선두 국가 목록에서 6위를 차지했다. 독일은 유럽 반도체 산업에서 핵심적인 역할을 담당하며, 칩 생산 부문에서 전 세계 최고의 위치를 차지하고 있다. 독일에는 전체 가치 사슬에 걸쳐 재료, 부품 및 장비와 관련된 주요 장치 제조업체 및 공급업체가 놀라울 정도로 집중되어 있다. 이러한 매력으로 인텔 등 많은 주요 글로벌 기업이 독일에 진출하고 있다. GTAI(German Trade & Invest)에 따르면, 미국의 대표적인 반도체 기업 중 하나인 인텔은 2022년 3월에 마그데부르크를 새로운 유럽 반도체 생산 시설의 장소로 공식 발표했다. 인텔은 2023년 6월에 독일 정부와 수정된 계약을 체결하여 초기 투자를 170억 유로에서 300억 유로 이상으로 확대했다. 이 프로젝트는 독일뿐만 아니라 유럽 전체에서 사상 최대 규모의 외국 직접 기업 투자 사례로 기록됐다. 한편, 보쉬(Bosch)와 같은 다른 기업은 드레스덴의 생산 시설에 10억 유로를 투자할 예정이다. 이 공장은 2018년에 공개된 개념인 유럽 최초의 완전 디지털화된 반도체 생산 시설이라는 명칭을 사용한다. 7. 싱가포르 (제조 공장 수: 22개) 싱가포르는 세계 반도체 시장 점유율 약 11%를 차지하고 있다. 이 나라에는 300개 이상의 반도체 관련 회사가 위치하며, 세계 최대의 웨이퍼 파운드리 중 세 곳을 포함해 업계 거대 기업인 TSMC와 글로벌 파운드리(Globalfoundries, GF) 등이 존재한다. 2021년에는 글로벌파운드리가 생산 시설을 확장하기 위해 40억 달러를 투자한 바 있다. 더불어, 최근 9월 23일에는 글로벌파운드리스가 싱가포르에서 가장 현대적인 반도체 시설을 공식으로 개장하여 연간 웨이퍼 생산량을 45만 장(300mm)으로 증가시키고, GF 싱가포르의 전체 생산 능력을 연간 약 150만 웨이퍼(300mm)로 확대했다. 그밖에 영국(제조 공장 수 12개)이 8위를 차지했다. 영국은 2030년까지 전 세계 반도체 산업 규모가 1조 달러를 돌파할 것으로 예상하고 있다. 향후 20년 동안 핵심 강점을 활용하여 신흥 반도체 기술 분야에서 선도적인 위치를 확보하는 것을 목표로 하고 있다. 9위에 오른 말레이시아(제조 공장 수: 7)는 세계 시장의 7%를 점유하고 있으며 2022년 미국 반도체 무역의 23%에 크게 기여했다. 특히 말레이시아는 집적 회로 설계, 웨이퍼 제조, 반도체 기계 및 장비 제조를 포괄하는 업계의 프런트엔드 측면에 전략적으로 초점을 맞추고 있다. 네덜란드 10위⋯이스라엘 11위 10위를 기록한 네덜란드((제조 공장 수: 4)는 반도체 산업에서 급격하게 성장해 글로벌 리더로 자리매김하고 있다. 2017년 반도체 산업은 자국내 모든 상장 기업의 경제적 가치에 5%를 기여했다. 2022년까지 이 수치는 24%로 급증해 2760억 유로에 달했다. 네덜란드 반도체 업계의 주요 업체로는 ASML, NXP 세미컨덕터스, ST마이크로일렉트로닉스(STMicroelectronics)가 있다. 대표 기업인 ASML은 반도체 생산에 필수적인 기계 제조 전문 기업으로, 첨단 반도체 생산 역량을 세계적으로 인정받는 독창적이고 앞선 기술이다. 이러한 반도체는 위성, 의료 기기, 특히 현대 군사 기술에 응용된다. 그 뒤를 이어 이스라엘(제조 공장 수: 4)이 11위를 차지했다. 이스라엘의 반도체 부문은 1960년대부터 풍부한 역사를 자랑하며, 반도체 혁신의 세계적인 진원지로 발전했다. 인텔, IBM, 브로드컴(Broadcom)과 같은 유명한 국제 거대 기업들이 미국 내에 연구 개발(R&D) 센터를 설립했다. 2020년 이스라엘 반도체 부문은 350억 달러의 인상적인 수익을 창출하여 경제적 중요성을 입증했으며, 국가 최고의 수출 부문 중 하나로 입지를 굳혔다. 타워 세미컨덕터(Tower Semiconductor), 멜라녹스(Mellanox), 모빌아이(Mobileye)와 같은 현지 기업도 중추적인 역할을 했다. 12위에 오른 오스트리아(제조 공장수 3)는 3개의 반도체 제조 공장을 보유하고 있다. 이러한 팹 시설은 잘츠부르크 근처에 위치한 인피니언 테크놀로지스(Infineon Technologies), EV 그룹과 비엔나에 위치한 IMS 나노패브리케이션(IMS nanofabrication)이라는 두 주요 회사가 소유하고 있다.
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