현대사회에 빠질 수 없는 전기와 전자

우리들의 몸 주위에는 ‘전기제품’이 가득 넘쳐 나고 있습니다. 전화, 라디오 · 텔레비전, 비디오 · 오디오, 퍼스널 컴퓨터와 게임기 등, 무수히 예를 줄 수가 있습니다. 이것들의 전기와 전자의 성질을 응용한 것은 우리들의 생활을 쾌적하게 하고 윤택하게 하는 것입니다. 또한 눈을 크게 다른 곳을 향하면 발전, 방송, 통신, 네트워크 등이 있고 이것들은 현대사회의 기반으로써 빠질 수 없는 것입니다.
전기와 자기적인 자연현상을 인류는 몇 천년 전부터 알고 있었지만 전기, 자기가 우리들의 생활에 관계되도록 된 것은 19세기 후반부터 입니다. 19세기 후반부터 20세기 초에 걸쳐서 전화, 전등, 텔레비전, 진공관 등이 연달아 발명되고, 유선과 무선통신이 되고, 발전소가 설치되기 시작합니다. 이러한 것을 보면 전기 · 전자공학에 관한 기술적인 분야는 오래 보더라도 200년 정도의 역사밖에 안되고 매우 젊은 분야입니다.
예로, 같은 공학관계라도 건축과 토목, 기계, 금속 등의 분야가 수 천년의 역사를 가지고 있는 것을 생각하면, 전기 · 전자공학분야는 젊다고 생각됩니다. 게다가 전기 · 전자공학의 분야는, 현대의 사회와 생활에는 빠질 수 없는 역할을 이미 담당하고 있고 이 분야의 은혜를 받지 않은 문화적 생활을 상상할 수 없습니다.

전기 · 전자공학의 분야 - 에너지부터 정보까지 -

전기 · 전자공학분야는, 전기적 · 자기적 · 전자적, 혹은 광학적인 현상을 이용해서 인간사회의 생활의 향상에 도움이 되는 기술을 개발 하도록 하는 분야입니다. ‘전기’의 분야는 고전압 · 대전류를 주로 다루고, ‘전자’의 분야는 저전압 · 미소전류를 주로 다루는 분야라고 하는 것처럼 나누어 생각할 수도 있습니다.
그러나, 현재에서는 이처럼 2개의 공학분야를 구별해서 생각할 필요는 없을 것입니다. 전기 · 전자공학분야는, (1) 에너지, (2) 정보통신, (3) 회로 · 시스템, (4) DEVICE · 재료의 4가지 분야로 나누어 생각하면 생각하기 쉽습니다. 이것들은 서로 밀접하게 관련해 있고 어느 하나도 빠질 수 없는 분야입니다.
(1) 에너지 : 전기에너지는 사회를 지탱하는 기반기술의 하나입니다. 이 분야는 주로 전기 에너지의 발생, 축적, 유효이용을 지향하고 있습니다. 종래부터 있는 수력 · 화력 · 원자력에 의한 발전과 그 운용만이 아니고, 미래의 환경공생 에너지인 핵융합발전, 연료전지, 풍력발전과 초전도응용 등의 커다란 사회적 테마가 넘치고 있습니다. 또한 퍼스널 컴퓨터와 휴대전화에 사용되는 밧데리의 소형화와 고성능화도 집적회로가 대규모로 됨에 따라 중요한 과제로 되고 있습니다.
(2) 정보통신 : 라디오와 TV방송, 유선 · 무선 · 광섬유에 의한 정보통신은, 전기신호와 전파 · 빛이 공간을 전달되는 성질을 이용하는 것으로 실현 할 수 있는 것입니다. ‘언제라도 · 어디서라도 · 누구라도’ 통신을 하고 싶은 욕구는 인간의 본능적인 것일지 모릅니다. 이것이 정보 통신의 궁국의 목표라고 하면 현재, 이 목표에 접근하고 있는 것이 아직 목표의 달성은 멀다라고 하지 않을 수 없습니다.
예로, 현재의 휴대전화와 PHS가 이 목표에 하나의 답이라고 말하고 있습니다.
이것으로 사람과 사람이 말을 하거나 인터넷부터 정보를 얻거나, 영상을 송수신하거나, 음악을 들을 수 있도록 되어 있습니다. 그러나 그 능력은 아직 뭔가 허전하다고 누구라도 느끼고 있습니다.
이 분야에서는 유선, 무선, 빛을 사용한 정보통신의 새로운 방식과 네트워크, 정보통신을 위한 소프트 웨어와 하드웨어, 음성 · 화상 · 영상처리와 합성기술의 개발에 관한 과제가 다수 있습니다.
(3) 회로 · 시스템 : 이 분야는, 전기 에너지의 발생 · 축적 · 제어와 정보통신을 위한 대규모의 회로와 시스템을 설계 · 개발하는 분야입니다. 예로, 현재의 집적회로기술에서는 100만개 이상의 거대한 갯수의 트랜지스터를 하나의 Chip위에 실현할 수 있습니다.
이처럼 다수의 트랜지스터를 접속해서 목적의 시스템을 실현하는 것은, 이제 와서는 남의 도움에 의해서는 불가능입니다. 이 때문에 계산기를 사용한 회로의 해석과 동작확인, 자동적 합성수법의 개발이 불가결로 되고 있습니다.
(4) DEVICE · 재료 : 이 분야는 금속과 반도체, 유기재료 등을 짜맞추어서, 회로와 시스템을 실현하기 위한 고성능인 장치 (소자)를 개발하는 분야입니다. 다이오드, 트랜지스터, 광학소자, 자기소자, 액정소자 등을 개발함과 동시에 이것을 실현하는 고기능재료를 만들기 시작하는 것이 큰 과제입니다. 특히 현재의 트랜지스터와 집적회로는 거의 대부분의 경우 케이소(실리콘)이라고 하는 원소의 결정을 기판으로써 만들어 지고 있지만 이것에 대신할 새로운 재료의 발견이 기대되고 있습니다.
또한 현재의 실용적인 디지털 회로와 시스템은 거의 대부분 이미 반도체소자에 의해서 실현되고 있지만, 정말로 새로운 소자로써, 생물의 신경을 모델로 한 것, DNA를 이용한 것, 양자역학을 이용한 것 등이 연구되고 있고 장래의 고도의 정보통신기술과 고성능 컴퓨터의 실현이 기대되고 있습니다.

4년간의 커리큘럼과 학습

1년차 : 대부분의 대학에 있어서 1년차에는 수학, 물리, 화학, 생물 등의 이과의 과목과 인문사회과학의 과목을 배웁니다. 여기에서 배우는 과목은, 예로 고교의 때에 같은 과목명이 있다고 해서 소홀히 할 수 없습니다. 대학의 수학과 물리와 화학에서는 내용이 상세하고 높은 수준으로 되어 있고, 계산문제를 푸는 것이 아니고, 원리와 사고의 이해를 중시합니다. 이 공부가 충분치 않으면 전문과목의 내용을 이해할 수 없습니다.
2년, 3년차 : 전문적인 과목은 2년차와 3년차에 배우는 것이 많습니다. 전기 · 전자공학분야의 전문과목으로써 어떤 학과라도 공통으로 배우는 것은 전기회로학, 전자기학, 전자회로학, 계산기공학, 정보통신공학 등이 있습니다.
전기회로학과 전자기학, 전자회로학은 고교의 물리에서 배운 전기와 전자에 관련되는 높은 수준의 내용을 자세하게 공부하는 것입니다. 계산기 공학에서는 계산기의 원리와 구조를 배우고, 정보통신공학에서는 방송과 통신의 원리와 방식을 배웁니다. 이들의 과목은 대부분의 전기 · 전자공학관련의 학과에 있어서 더욱 중요한 과목이라고 생각되고, 이 때문에 필수과목으로 되어 있습니다.
이 외에, 전기 · 전자공학분야의 학과의 명칭과 특징에 대응해서 에너지, 정보통신, 회로 · 시스템, DEVICE · 재료 등에 관한 다수의 전문과목이 개강 되어있습니다.
4년차 : 최종의 학년에서는 수업은 적게 되고, 이것 대신해서 세미나와 졸업연구가 대학생활의 대부분을 차지하도록 됩니다. 거기까지 수동적으로 수업을 듣는다라고 하는 것은 아니고, 자신이 흥미를 가진 과제와 주여진 과제에 대해서, 학생 스스로가 조사하거나 실험을 한 결과를 발표하고 토론하는 과목이 세미나와 졸업 연수입니다.
이 과목에 의해서, 자신의 전문으로 하는 과제에 대해서 파고 내려가 공부할 수가 있고, 또한 Presentation과 Discussion, 문제의 발견 · 해결능력을 배워 익힐 수 있습니다. 이것들의 과목은, 학교생활에는 없는, 대학이 아니고는 할 수 없는 과목이 있고, 어떤 대학에 있어서도 필수 과목으로써 중시되고 있습니다.
조금 전에 알려준 4개의 분야에 대해서의 세미나와 졸업논문의 테마의 예를 알려 드립니다.
(1) 에너지 분야
· 네트워크환경에 있어서의 전력시스템의 제어와 운용
· 전기자동차의 최적제어
· 우주항행용 Plasma전자추진기구
(2) 정보통신
· 인터넷에 의한 영상정보의 통신
· 초고속광통신방식
· 이동체통신용 안테나 시스템
(3) 회로 · 시스템
· 고품위 · 고속액정 디스플레이
· 초고속 VLSI시스템의 자동설계
· 지적 디지털 신호처리 시스템
(4) DEVICE · 재료
· 차세대 초고밀도 자기기록재료
· 극한 미세화 DEVICE의 PLASMA기술
· DNA분자를 이용한 논리연산소자

전기 · 전자공학분야를 배우기 위한 준비

이 분야의 전문과목을 배우기 위해서는, 대학초년의 수학과 물리가 특히 중요합니다. 전기 · 전자공학관계의 학문분야는, 수식으로써 설명할 수 있는 것이 대부분인 것으로 알려져 있고, 그 중에서도 특히, 회로 · 시스템과 정보통신분야에서는, 수학적으로 기술된 이론이 그대로의 형태로 실현되고 있다고 해도 좋습니다. 그래서, 고교시대와 대학초년 차에는, 수학을 충분히 공부해 둘 필요가 있습니다. 또한 에너지와 환경문제, 새로운 원리의 DEVICE와 재료 ( 바이오, 뇌, DNA, 양자 )를 공부하고 싶은 사람은, 화학과 생물을 공부해 둘 필요가 있습니다. 수학과 이과 이외에서 제가 중요하다고 생각하고 있는 것은 일본어와 영어입니다. 만약, 영어와 일본어가 능숙하지 않기 때문이란 이유로 이과계통의 분야에 들어온 사람은, 나중에 매우 힘들게 될 것입니다. 우선, 영어 이외의 모국어를 사용하고, 고도의 과학기술을 배울 수 있는 국가는 극히 소수인 것에 주의 바랍니다. 그 중의 하나가 일본입니다. 일본의 대학에서는, 이과계통에서도 거의 대부분의 경우, 일본어의 교과서를 사용하고, 일본어로 강의가 행하여지고, REPORT도 일본어로 작성합니다. 그래서, 일본어로 읽고 · 쓰고 · 듣고 · 말하는 것이 충분하지 않으면 대학에서의 공부를 계속 할 수 없습니다.
한편, 영어의 문서의 읽고 쓰기의 능력의 필요성에 대해서도, 아무리 강조해도 지나치지 않습니다. 전기 · 전자공학분야에 한하지 않고, 과학기술분야의 최신의 중요한 논문 · 자료 · 설명서 · 연락문서는 영어로 작성되어 있는 것이 일반적입니다. 따라서, 영문을 정확하게 빨리 읽고 쓰는 능력이 필요합니다.
그 외에, 법률 · 경제 · 정치 · 지리 · 역사 등의 소위 문화계통의 과목도 공부해 둬서 손해나지 않고, 필수입니다. 현재 전기 · 전자공학분야에 한하지 않고 일본의 과학기술의 영향은 국내 뿐만 아니라 세계의 모든 지역과 다양한 문화권에 주기 때문입니다. 또한, 역으로 다른 지역과 문화권의 과학기술과 경제 · 정치동향이 일본의 과학기술에 큰 영향도 주고 있기 때문입니다. 금후, 일본과 모든 외국과의 관계는 보다 긴밀화 되어 가는 것은 틀림없습니다. 그 때문에, 법률 · 경제 · 정치 · 지리 · 역사 등을 넓게 공부해 두는 것을 바랍니다.

전기 · 전자공학분야에의 적성

전기 · 전자공학의 분야에 어떠한 사람이 적합한가에 대해서는, 한마디로 말할 수 없습니다. 단순히 말하면 수학과 이과를 좋아하고, 실제로 움직이는 것을 만드는 것에 흥미가 있는 것은 필요한 조건입니다. 수학적인 진리와 물리적 · 화학적인 현상을 탐구만이 아니라 그것을 사용해서 인간의 생활을 윤택하게 하고 싶다라고 생각하고 있는 인간은, 이 분야에 큰 활약의 장을 보여줄 수 있을 것입니다.

졸업 후의 취직과 대학원 진학

졸업 후의 진로에는, 크게 나누어서 취직과 대학원 진학(석사과정의 2년간 및 그 후의 박사과정의 3년간)이 있습니다.
전기 · 전자공학분야에서는, 학부라도 대학원의 졸업생이라도, 소위 엔지니어로서 전기 · 전자 메이커, 방송 · 통신회사, 소프트 웨어회사, 전력회사에 취직하고, 관공서와 대학 등에 연구원으로서 취직하고 있습니다.
한편, 대학원에의 진학은 대학에 따라서 상황이 크게 다릅니다. 현재 일본의 연구지향 대학에서는 이과계통의 학생의 대부분이 대학원석사과정 (2년간, MASTER COURSE)에 진학을 희망하고 있습니다.
전기 · 전자공학분야가 고도로 발전하고, 사회적 영향이 크게 되고 있는 현재, 고도인 지식과 기술을 배워 익히는 기술자 · 연구원이 필요로 되기 때문입니다. 이 때문에 4년간의 대학졸업 후는, 대학원석사과정에 진학하여 더욱 더 깊게 공부하는 것이 대학으로부터도 사회로부터도 요구되고 있습니다.
또한, 대학원석사과정의 수료 후에는 박사과정 (3년간, DOCTOR COURSE)에 진학하고, 박사학위를 취득할 수 있습니다. 만약 장래, 연구기관에 있는 연구원으로서의 길을 걷는 경우에는 박사학위의 취득은 필수라고 말해도 과언은 아닐 것입니다. 특히 대학에 있어서 교원으로써 일을 하고 싶다고 생각하는 경우에는 박사과정에 진학하고, 박사학위를 얻는 것이 필요합니다. 현재, 일본에서는 모든 외국에 비교하여 박사학위를 소지한 사람의 수가 적기 때문에, 금후, 박사과정에 있어서 많은 사람이 박사학위를 취득할 것을 바랍니다.
전기 · 전자공학분야에 한하지 않고, 공학의 분야는 매일 매일 진보하고 배워야 할 새로운 기술과 이론이 차례로 나오고, 그것이 단기간 사이에 우리들의 생활에 영향을 주고 있는 것이 현상황입니다. 따라서 대학졸업 후에 취직을 한 경우라도, 대학원에 진학한 경우라도, 기초를 중시하면서 항상 최신의 과학기술의 공부를 해야 하는 것이 중요합니다.

전기공학과 · 전자공학과 등이 대표적

이 분야에서 역사가 있는 학과에는 전기공학과, 전자공학과, 통신공학과 등이 있습니다.
전기공학과는 공학계의 대표적인 학과라고 말할 수 있습니다. 학과의 내용은 기초과목으로써, 전기 · 자기 · 전기회로 외, 전기 · 전자계측 · 전자회로 · 전기전자물성과 재료 · 정보처리연습 등이 있습니다. 고학년차에는 각 분야별로 전문과목을 이수하는 것으로 되지만 전문과목으로써는 에너지의 분야에서는 전기기기학, 송배전공학, 발변전공학, 에너지 변환, 제어공학 등이 있고, ELECTRONICS의 분야에서는 광자 ELECTRONICS, 전자 DEVICE, POWER ELECTRONICS 등이 있습니다.
전자공학과의 분야는 매우 넓고, IC, LSI 등의 기초로 되는 전자재료관계, 통신공학과 같은 정보전달의 분야, 컴퓨터의 분야 등을 포함하고 있습니다. 학과내용은 통신공학의 경우와 크게 다르지 않지만 전자재료, 전자소자방면에 진학하기 위한 기초과목으로써 양자역학, 정보관계에 진학하기 위해서는 디지털수학 등이 더해져 있습니다. 전자공학은 매우 분야가 넓기 때문에 고학년에서 선택과목에 의해서 전문구분을 하고 있는 것이 많습니다.
전기전자공학과, 전기 · 전자공학과 등의 명칭에서 전기공학, 전자공학의 양 분야를 배우는 것이 많습니다. 이들의 학과의 경우, COURSE와 전공을 만들어서 과목을 이수하는 경우가 많습니다.
통신공학과는 전기자기학, 통신공학, 전자공학 등을 기초로써 유선 · 무선의 통신, 전기음향학 등에 대해서 배우는 학과. 전기 · 전자회로, 전송공학, 음향공학, 전자재료 · 부품 등이 주요한 학과목내용으로 됩니다. 최근은 네트워크 관련의 교육 · 연구에도 발을 들여놓고 있고 정보통신공학과, 정보통신공학, 미디어 통신공학, 미디어 네트워크학과, 컴퓨터와 결합한 통신공학의 학과도 많습니다.

정보공학과 관계가 깊습니다.

또한, 타 분야와 융합해서 배우는 학과도 많습니다.
정보공학은 전기 · 전자공학부터 알려진 분야로 컴퓨터가 전기를 사용해서 계산하기 때문에 알려진 것처럼, 전기 · 전자공학분야는 특히 정보공학분야와 관계가 깊습니다. 전기정보공학과, 전자정보공학과, 전기전자정보공학과, 정보통신공학과, 전기전자정보통신공학과, 정보ELECTRONICS학과 등, 전기 · 전자공학과 정보공학의 양 분야에 걸쳐 폭 넓게 배우는 학문도 많습니다. 이들 학과에서는 COURSE와 전공으로 나뉘어서 전기공학, 전자공학, 정보공학 등을 배우는 예가 많습니다.
전자기계공학과, 기계전자공학과 등, 기계공학에 전자공학의 이용을 목적으로 한 학과도 있고 기계와 전자를 융합한 로봇트 등의 MECHATRONICS를 다루는 엔지니어를 육성하는 학과도 있습니다.
전기 · 전자공학분야 중에서 특히 광정보기술에 관계되는 영역이 주목되어 있고, 그 교육과 연구를 하는 학과로써, 광MECHATRONICS학과, 전자 · 광시스템공학과, 전자광정보공학과 등이 있습니다. 게다가 우주통신공학과, 의료전자공학과이라 하는 목적을 줄인 학과도 설치되어 있습니다.