초저전력·초고집적 반도체 소재 개발…과기부, 2035년까지 100대 소재 국산화 박차

기사입력 : 2023년03월22일 16:53

최종수정 : 2023년03월22일 16:53

국가전략기술 토대의 100대 소재 개발
성과집중 R&D추진…연구 생태계 조성

[세종=뉴스핌] 이경태 기자 = "소재 기술을 국산화하는 것이 경쟁력입니다."

글로벌 산업의 주인공 반도체에 대한 초저전력·초고집적 미래 소재 기술을 확보한다. 사용후핵연료 저장 바스켓용 금속소재도 국산화한다.

과학기술정보통신부는 22일 오전 2시 서울 인터컨티넨탈 코엑스에서 이같은 내용이 포함된 '국가전략기술 미래소재 확보 전략'을 발표했다. 이를 토대로 과기부는 우리나라 소재 분야의 경쟁력을 확보할 뿐더러 산업화에도 적극 나설 참이다.

◆ 국가전략기술을 뒷받침하는 100대 미래소재 개발

과기부는 12대 국가전략기술 분야를 고려해 미래에 필요한 100대 미래소재를 발굴하고, 글로벌 기술우위 선점을 위해 향후 10년 뒤까지 확보해야 할 기술로드맵을 수립했다.

100대 미래소재 발굴 과정에는 국가전략기술분야 별로 구성된 전문연구회에 총 350여 명의 산학연 전문가가 참여했다. 전략기술 분야별 세계수준의 목표와 이를 위한 초격차 소재목표를 도출할 예정이다. 여기에 상향식(bottom-up) 기술수요조사와 하향식(top-down) 전략 분석을 통해 기술난제를 해결하기 위한 미래소재를 발굴했다.

선택과 집중을 통한 임무중심형 100대 미래소재 발굴 [자료=과학기술정보통신부] 2023.03.22 biggerthanseoul@newspim.com

이번에 발굴된 100대 미래소재는 ▲반도체 11대 소재 ▲디스플레이 8대 소재 ▲이차전지 8대 소재 ▲차세대 원자력 8대 소재 ▲첨단 모빌리티 10대 소재 ▲수소 9대 소재 ▲첨단 바이오 9대 소재 ▲우주·항공 11대 소재 ▲차세대 통신 8대 소재 ▲양자 8대 소재 ▲인공지능 2대 소재 ▲첨단로봇 8대 소재 등이다.

그동안 과기부는 글로벌 공급망에 대응해 '핵심전략기술'을 중점적으로 지원한 결과, 소재분야에서 대외의존도를 낮췄다. 실제 소재·부품·장비의 대일 의존도를 수출 규제 당시인 2019년 16.9%에서 지난해 15.4%로 낮추는 등 역대 최저수준의 의존도를 나타냈다.

또 반도체, 디스플레이 등 주력산업의 기술자립화를 위한 연구단을 운영해 지난 3년동안 소재 분야의 독자기술 개발·이전 성공사례도 쌓을 수 있었다. 실제 소재 자립화를 위한 연구단을 69개 운영해오고 있으며 독자 확보한 핵심전략기술 121건을 기술이전했다. 기술료는 117억2000만원이며 기업 제품의 매출 역시 6억7200만원이다. 3개 연구단은 국가연구개발 우수성과 100선에 선정되기도 했다.

국내 소재산업의 성과와 한계 [자료=과학기술정보통신부] 2023.03.22 biggerthanseoul@newspim.com

하지만 대일 의존도가 낮아진 대신 대중 소·부·장 의존도가 높아지는 경향도 나타났다. 그동안에는 소부장 핵심품목 중심으로 R&D가 추진되면서 이제부터는 미래기술 확보를 위한 전략적인 R&D 투자가 요구되는 분위기다.

이에 따라 과기부는 100대 미래소재를 오는 2035년까지 3단계에 걸쳐 개발할 방침이다.

구혁채 과기부 기초원천연구정책관은 "오는 2035년까지 세계최초 개발 및 경쟁국 대비 기술력 2년 이상 선도하는 12대 분야의 100대 미래소재를 확보할 것"이라며 "오는 2028년까지 원천성과 스케일업 성공모델도 10건 발굴할 것"이라고 강조했다.

◆ 임무중심형 성과 집중 R&D 추진…디지털 기반 소재 연구 생태계 조성

국가의 미래 산업에 기여해줄 수 있는 이같은 기초 R&D는 추진 동력 확보 여부가 성공의 열쇠다.

과기부는 우선 미래소재 연구개발 정책과 사업 전반을 아우르는 미래소재 민‧관 협의체 구성해 운영할 계획이다. 이를 통해 R&D 추진부처와 연구기관, 기업, 정책전문가 등 관련주체 간 협업과 소통을 통해 미래소재 확보 전주기 지원을 강화하는 등 추진체계를 확립할 계획이다.

이종호 과학기술정보통신부 장관이 22일 오후 서울 강남구 코엑스인터컨티넨탈호텔에서 열린 '미래소재 확보전략 발표회' 에서 기념촬영 하고 있다. [자료=과학기술정보통신부] 2023.03.22 biggerthanseoul@newspim.com

전략기술분야별 실무위원회를 구성(분야별 12명 내외)해 지속적으로 관련 R&D사업, 과제 종합분석 및 정책적 고려사항 도출에도 나선다.

분야별 실무위원회를 소재 가치사슬(value chain) 기반으로 구성‧운영한다. 대학, 출연연, 단계별 공급자(vendor), 수요‧공급기업이 참여해 원천소재 기술부터 부품, 모듈, 제품을 아우르는 미래소재 목표를 수립한다. 산업계 수요를 신속하게 반영해 연구와 개발이 동시에 이뤄지는 임무중심 미래소재 연구개발 생태계 구축에도 박차를 가한다.

신소재 또는 대체소재 확보를 위해 계산과학‧측정분석‧공정‧실험 데이터를 수집‧생성‧활용하는 소재별 허브(HUB) 구축도 추진한다. R&D를 통해 달성하고자 하는 임무를 명확하게 구분하고 달성기한을 설정하는 등 과제기획과 중간점검 시 관련 기업 참여도 확대한다.

우수한 연구성과에 대한 장기연구를 지원하고 갱신형 R&D 범위도 확대한다. 부처간 이어달리기를 통한 부처 협업도 강화한다.

이와 함께 디지털 기반의 소재연구 생태계도 조성한다.

데이터 활용기반 소재연구생태계 구축을 위해 슈퍼컴퓨팅을 활용하고 소재 분야별 허브 구축 등 소재연구데이터 활용에 대한 활성화 전략을 수립한다.

소재 연구데이터 수집·관리·활용을 위한 데이터 플랫폼(K-MDS)의 빅데이터·인공지능(AI)을 활용해 획기적인 신소재 9종을 오는 2027년까지 확보한다. 이를 위해 소재 양자 시뮬레이터 및 알고리즘을 개발해 고분자구조, 화학반응을 정확히 시뮬레이션하고 최적 조합을 찾아내 소재 개발 혁신을 창출하는 작업도 올해부터 시작했다.

지능형 로봇을 활용해 소재개발을 가속화하는 등 지능형 플랫폼도 개발한다.