<32C1DFBCD2B1E2BEF7C5EBC7D5B1E2BCFAB7CEB5E5B8CA28BFE4BEE02928C6EDC1FDC3D6C1BE292E687770>

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1 요약 A 총론 Ⅰ. 서론 1. 과제기획방법론 가. 연구의배경및목적 1) 연구의배경 글로벌경제위기에서국가경쟁력강화를위해서는중소기업의전략적육성지원이필요 2010년초부터세계각국은실물경제의회복을위해서다양한중소기업지원책을수립하여추진 유럽은민간고용의 70% 를중소기업이차지하고있어, 중소기업지원을통해일자리를창출하고실물경제의회복을위해노력 중국은 2010년 1월에 중소기업발전촉진정책 을마련 시행하여기술력을가진중소기업 1만개를육성하는야심찬계획을추진 일본도 2010년총리직속의자문기관으로 중소기업지원회의 를신설하고중소기업지원대책을강화 한국정부도경제회복이과학기술역량에달려있다고판단하여다양한기술혁신을위한정책과계획들을발표 추진 또한내수시장을활성화하여경제기반을견고하게하고일자리창출을위한정책수립과시행을추진하고있음. 글로벌경제환경에서중소기업의성장잠재력을제고하고부가가치를높일수있도록기술혁신지원필요 - 1 -

2 중소기업통합기술로드맵 2) 연구의필요성 선도적인기술혁신을통해세계적인수준의기술경쟁력을보유한중소기업으로육성 중소기업들이사회 경제적환경에대응하고지속적인성장잠재력을제고할수있도록기술혁신의방향성을제시 또한, 중소기업들의기술선진화와지식기반경제체제를선도하고, 중추적인역할을할수있도록중장기적기술개발지원체제를확립시켜야함. 중소기업의기술경쟁력제고를통해국가산업구조를견고하게해야만지속적인경제성장을유지할수있음. 중소기업을위한기술개발방향성제시를통해기술경쟁력과안정성을확보하고, 이를바탕으로고용의질과양을동시에높이는기반을마련 신성장동력육성이라는국가 R&D 기조에따라유망분야에대한지원확대움직임이범부처적으로확산 유망분야지원확대와병행하여지원효과극대화를위해필요한중소기업지원과제를사전선별하는체계부재 중소기업형기술로드맵수립필요성에대한대내 외수요제기 3) 연구의목적 중소기업의기술개발환경및정책변화를분석하여중소기업기술개발지원정책의비전을제시하고, 중장기목표및지원방향을설정 기술개발지원정책의대상을녹색성장, 첨단융합및이와관련된제조기반의 3개분야유망기술에대한전략적인지원을위한중장기플랜을수립 국가성장동력분야에서중소기업에게도성장동력이될수있는유망한기술분야에서전략적집중이필요한핵심분야를발굴하여제시 - 2 -

3 요약 - 미래유망한기술분야에서중소기업에게집중지원해야할 1 중소기업전략분야, 2 전략제품 3 이에대한로드맵기획 미래를선도하는기술혁신형중소기업들의기술개발에대한방향과핵심요소기술을제시함으로써, 첨단및원천기술확보를조기에실현시키고한국중소기업의세계화기반마련 중소기업에게는기술개발에대한불확실성을최소화시켜기술개발을유도하고, 국가차원에서는기술경쟁력을제고하는데기여 기술혁신형중소기업의기술개발지원에대한현황파악과지원정책의근거자료로활용 [ 중소기업통합기술로드맵추진목적 ] 나. 연구의범위와내용 1) 연구의범위 국내외환경변화에능동적으로대응할수있도록중소기업의기술개발을지원하고, 이를위한중소기업기술개발정책비전을제시 비전달성을위한유망기술 17 대분야로드맵기획 - 3 -

4 중소기업통합기술로드맵 2) 연구의내용 중소기업기술개발통합기획 - 중소기업기술개발환경분석 - 중소기업기술개발지원정책및비전 유망기술분야로드맵기획 - 전략분야선정및현황분석 - 전략제품선정및요소기술수립 - 전략제품별핵심기술선정및로드맵기획 - 중소기업니즈조사를통한수요니즈파악 - 과정중객관성확보를위한방안마련 ( 특허분석, 특허클러스터링을통한요소기술도출, 중간결과물 DB화 ) 다. 추진체계 세부분야별로구성된전문가위원회는전략분야선정, 분야별현황분석, 전략제품선정, 전략제품현황분석, 핵심기술도출, 로드맵기획등의각과정에서핵심정보제공, 의사결정지원의역할을담당 각각의현황분석은해당기술분야전문가와 KISTI, The-BNI 연구원, BNI특허및시장분석전문가활용 2. 연구방법론 가. 연구기획론 1) 외부환경분석방법론 PEST( 정치적요인, 경제적요인, 사회적요인, 기술적요인 ) 분석 : 거시적외부환경의대상 1) 인정치 / 정책, 경제, 사회 / 문화, 기술적관점에서변화와영향등을분석 산업구조분석 - 기업이속해있거나향후진입하고자하는산업의매력도와경쟁기업과의관계를분석함. 1) PEST 분석은본연구가사용하는중요한방법론의일부가됨 ( IV. 중소기업통합기술로드맵추진방향 참조 ) - 4 -

5 요약 - Five Force 모형 2) 은분석기업을중심으로기존기업간의경쟁, 잠재적진입자의진입위협, 대체상품공급자의대체위협, 구매자의협상력, 공급자의협상력등다섯가지요인 (Five Forces) 에의해산업의경쟁상황이결정된다는분석모형 ( 기존기업간의경쟁 / 잠재적진입자의진입위협 / 대체상품공급자의대체위협 / 공급자의협상력 / 구매자의협상력 ) 2) 내부역량분석방법론 내부역량분석 - 기업이보유한내부자원과능력을평가하여경쟁우위의원천이되는강점과약점을파악하여, 외부기회와위협에대해강점을활용하는전략을수립하고, 새로운자원이나능력을개발하여약점을보완하는전략을수립 가치사슬분석 - 가치사슬 (value chain) 이란 가치 3) 창출에직접또는간접적으로관련된일련의활동, 기능, 프로세스의연계 를통해, 기업의전략적단위활동을구분하여파악하고, 원가발생의원천및경쟁기업과의현존및잠재적차별화 ( 가치창출 ) 원천을분석 산업공급망분석 - 기업분석의경우기업을기준으로공급주체들과공급받는주체들이정렬되기쉬워가치사슬이형성되지만, 여러기업이상호작용하는산업수준에서는가치 사슬 이아닌가치 네트워크 가형성 - 본연구과제와같이기업이아닌산업을분석할때는개별기업을중심으로분석하는개별기업의가치사슬이아니라여러기업들의다양한가치활동들의흐름속에포함되는네트워크구조인 산업공급망 을파악함. - 산업공급망에서개별기업의경쟁우위 핵심역량분석 - 핵심역량은기업이보유한내부역량중경쟁사와차별화되고사업성공의핵심으로작용하는역량 4) 2) 마이클포터 (1980) 3) 가치 (Value) 는수행성과 (Performance) 대비비용 (cost) 의차를의미하며, 같은성과를내더라도비용이덜투입된쪽이보다가치가있는것을말함. 4) Prahalad 와 Hamel(1990) - 5 -

6 중소기업통합기술로드맵 사업현황분석 - 사업현황분석은핵심역량분석과비즈니스환경분석을동시에수행하며, 비즈니스환경은거시적요소보다는단기적이고, 직접적인환경을의미 3) 기술로드맵 기술로드맵 - 기술로드맵 (Technology Road Map: TRM) 은기술기획의초기단계에기술의변화추세를보고 ( 기술예측 ), 각각의세부기술의상호작용을파악하여, 어떤기술이준비되어야하는지 ( 기술선택 ), 어떤 R&D 활동이언제까지완료되어야하는지 ( 프로젝트및개발과제선정 ) 등을기획하기위해사용 - 기술로드맵은하나의분석방법론보다는 기술예측, 기술선택, 프로젝트선정 등을통합적으로수행하는기술기획프레임워크로시장, 제품, 요소기술, 개발과제등핵심적인기술경영요소를시간축상에도표로연계 - 기술로드맵은기술과제품을각각요소기술과요소부품으로분해하고, 요소기술, 요소부품의미래의구성을체계적으로검토하여기술및제품분야에대해중장기적인계획을제시 나. 기술정책방법론 1) 기술정책의이해 기술정책 - 기술정책은공공정책으로 기업의기술혁신활동에영향을미치는정책 으로정의 - 기술정책은과학기술정책의부분으로기초과학을진흥하는과학정책과비교하여기술의상업적응용을진작시키는정책 기술정책의구분 - 기술정책은재무지원, 인력지원, 기술지원등의공급정책, 신적인제품, 공정, 서비스를정부가구매하고생산을위탁하는수요정책, 기술혁신을위한법과제도적인환경정책으로구분 5) - 또는국가차원의기술능력을제고시키는공급정책, 시장수요창출을통한기술의변화를유도하는수요정책, 기술혁신을유도하고기술혁신활동이기술적, 상업적성공을위한공급-수요연계정책등으로구분함 6) 5) Rothwell 6) Kim & Dahlman - 6 -

7 요약 2) 기술정책방법론 기술혁신과정모델 - 기술혁신의과정을기업차원이아닌기술혁신에참여하는모든행위자를중심으로분석하는모형으로기술정책수립의근간 - 기술혁신과정모델은선형모형, 정태적시스템모형, 동태적시스템모형등으로구분 기술정책수립의방법론 1 정책이기술공급정책, 기술수요정책등을식별 2 기술혁신과정모델에따라공급자나수요자에대한분석을수행 3 선진국의관련정책을벤치마킹 4 국내정책을분석하여상위정책과의정합성과관련정책과의일관성점검 다. 본연구과제의방법론 본연구는다음과같은방법론을사용 - 프로젝트기획론의외부환경분석방법론, 내부역량분석방법론, 기술로드맵을모두사용 - 외부환경분석방법론중 PEST 환경분석과산업구조분석을사용 * PEST 환경분석중 EST 환경분석만사용 7) - 내부역량분석방법론의가치사슬분석, 산업공급망분석, 핵심역량분석, 사업현황분석중산업공급망분석과현황분석수행 8) * 산업공급망분석은개개의유망기술에대해수행 * 중소기업전반에대한사업현황분석을통해중소기업전반에관한비즈니스환경분석과중소기업전반에관한역량분석을수행 - 기술로드맵분석은하나의방법론차원이아닌기술예측, 기술선택, 프로젝트선정등을통합적으로수행하는기술기획프레임워크로사용 - 기술정책의방법론의경우선진국의관련정책벤치마킹, 국내정책분석통한상위정책과의정합성과관련정책과의일관성분석 7) P 환경분석은정책에대한분석이므로뒤에나오는기술정책방법론에중복이되어포함시키지않음. 8) 핵심역량분석과가치사슬분석은하나의기업을대상으로수행하는것이일반적이지만본연구는중소기업전반에걸친산업군수준이므로적절하지않음 - 7 -

8 중소기업통합기술로드맵 [ 본연구의연구방법론 ] 방법론구분세부방법론사용여부본연구에적합하도록재구성 프로젝트기획론 외부환경분석방법론내부역량분석방법론 PEST 중 EST 분석사용 중소기업사업현황분석 산업공급망분석 BEST 분석 9) 후보전략분야에서유망전략분야선정에사용 기술로드맵 기술예측, 기술선택, 프로젝트선정등을통합적으로수행 선정된유망전략분야각각에대해수행 기술정책방법론 선진국정책분석국내정책분석 선진국관련정책벤치마킹 상위정책정합성및관련정책일관성분석 BNP 분석 10) 9) BEST 분석은 EST 분석과 B 분석 (Business Situation Analysis: 중소기업사업현황분석 )" 을함께수행하면서본연구에서명명 10) BNP 분석 (Benchmark & National Policy) 은 벤치마킹스터디 "(Benchmarking Policy Study) 와 관련정책분석 (National Policy Study) 을같이수행하면서본연구에서명명 - 8 -

9 요약 II. 중소기업기술개발환경분석 1. 중소기업관련국내외경제환경분석 가. 세계경제환경 1) 글로벌경제체제로의전환 생산과운영의글로벌화의빠른진행 - 전세계적으로제조업의생산, 서비스산업의운영, 연구개발, 인력공급, 금융투자등에서개방과통합을통해세계를하나의범위로하는경제체제의글로벌화가급격히진행 - 글로벌아웃소싱결과, 국내제조업고용비중은 1989년 27.8%( 구산업분류기준 ) 를정점으로 2008년 17.3%( 구산업분류기준 ), 16.8%( 신산업분류기준 ), 2010 년 16.9%( 신산업분류기준 ) 까지하락하였으며 11), 중소기업들도비용절감을위해향후글로벌아웃소싱을더욱확대할전망 12) 기술혁신과지식공급의글로벌화 - 신흥지역이시장으로의역할만이아니라기술혁신및인력의주요공급기지로부각되기시작 - 전체기업연구개발활동중 34%( 유럽 ), 32%( 미국 ) 가본사위치외의다른신흥지역에서수행 13) 글로벌화에따른우리나라중소기업환경의위협 14) - 글로벌수준의정보와전문인력의부재로글로벌전략수립등에어려움을겪는중소기업들은다국적기업과의경쟁에있어절대적인열위에처하게되고궁극적으로시장퇴출의위협이있음 - 국가별로환경규약, 안전규칙, 상품의질 (quality) 등규격과기준이달라기술력, 자금력이부족한중소기업들에게큰부담으로작용 11) KOSIS 국가통계포털온라인간행물경제활동인구연보, ) 중소기업협동조합중앙회에서 2004 년 7 월실시한 ' 중소제조업아웃소싱실태 ' 조사 (20 인이상 299 인이하의중소제조업 346 개업체를대상 ) 에따르면글로벌아웃소싱을활용하는기업은 8.1%( 수출기업 14.7%, 내수기업 6.5%) 에불과하였지만향후활용계획이있는응답기업은 37.3%( 수출기업 48.5%, 내수기업 34.5%) 로크게증가하고있는실정 13) Gerybadze, Global Benchmark Survey on the Strategic Management of Technology, ) 글로벌경쟁시대의중소기업국제화, 이준호, 중소기업연구원,

10 중소기업통합기술로드맵 - 대기업혹은다국적기업이글로벌가치사슬을지배함으로인해, 기업규모나영향력의특성상피지배자의위치에처하고있는중소기업들의불이익이증가할수있음. 글로벌화에따른우리나라중소기업의기회요인 15) - 글로벌화의진전으로인한다국적기업들의출현은지역중소기업들이다국적기업의글로벌가치사슬에다양한형태로편입기회를제공 - 대기업이나다국적기업에비해현지사정에친밀한지역중소기업이지역시장의소비자및시장정보등을제공하는역할을통해다국적기업과의협력관계를구축 2) 다극화및신흥국가들의등장 다극화진행과신흥강대국들의등장 - 미국, 일본, 유럽중심이던세계경제가중국, 인도를비롯한신흥국가들의급격한경제성장과함께새로운강자구도로변화 - BRICS 중인구및시장규모가크고산업구조가정비된 CHINDIA 급부상 년 2분기국내총생산 (GDP) 에서중국이 1조 3,370억달러으로 42년간 2위를지켰던일본 (1조 2,880억달러 ) 을추월하는역사적사건으로미국과중국중심의 G2 경제체제를공고히하고있음. [2009년기준미국과중국경제비교 ] 항목 미국 중국 국내총생산 (GDP) 14조 4,000억달러 4조 8,000억달러 1인당 GDP 44,600달러 3,600달러 최대산업분야 서비스 76.9% 제조업 48.6% 2009년경제성장률 -2.4% 8.7% 2010년경제성장률 ( 전망 ) 3.1% 9.3% 자료 : OECD, 삼성경제연구소 중국의경제발전정책변화 - G2로등장하고있는중국은수출일변도가아닌내수-수출병존식발전계획으로변화 15) 글로벌경쟁시대의중소기업국제화, 이준호, 중소기업연구원,

11 요약 - 중국의제11차 5개년규획이우리중소기업에게미치는영향을전망 * 수출증치세 16) 환급률인하와지적재산권보호강화로새로운대중국무역환경을조성 * 기업소득세법, 물권법, 반독점법및 M&A 규제강화등을포함한법률상변화가발생하여투자중소기업들은원가절감및생산성제고를위한노력강화등 3) 경제단위의블록화 경제단위블록화의진전 년 EU 출범이후 APEC 정상회의개최, 1994년 NAFTA 협정발효등을통해 1990년대이전부터있던 ASEAN 등과더불어지역내국가들의경제협력과더불어역외지역에대한장벽이되고있음. FTA의진행 17) - 세계 148개국이참여한 WTO 출범이후에도지역주의는꾸준히확산되어, 거의모든 WTO 회원국이 FTA를비롯한지역무역협정을체결 - 우리나라는 WTO 차원의다자협상 (DDA) 에적극적으로참여하고, 동시다발적 FTA의추진으로선진개방형통상국가를지향 - 세계 148개국이참여한 WTO 출범이후에도지역주의는꾸준히확산되어, 거의모든 WTO 회원국이 FTA를비롯한지역무역협정을체결 18) * 2011년 10월기준, 310개의지역무역협정 (RTA) 이발효중이며, 2007년전세계교역량의 50% 이상이지역무역협정 (RTA) 내교역에포함되는것으로추정 * 2011년 10월까지발표된지역무역협정 (RTA) 310건중, 1947년에서 1994년까지 43건이체결되었으나, 1995년이후 267건이체결되며최근 FTA가활발히일어남을입증 FTA가중소기업에미치는영향 - FTA로시장의확대와수출증가에따라생산이증가하고, 이로인해평균비용이더욱낮아져서우리나라전체기업의경쟁력은향상될전망 - 그러나생산규모가작고내수시장을주요판매시장으로하는중소기업의경우, 규모의경제를활용할여지가크지않고, FTA 체결상대국기업의내수시장침투에대한방어에어려움예상 16) 세수부족을보충하기위해기존의공상통일세 ( 工商統一稅 ) 를개혁하여도입된유통세로, 우리나라의부가가치세에해당하는간접세 17) FTA 확산과중소기업부문의대응전략, 서정대 박순찬, 중소기업연구원, ) 전세계지역무역협정 (RTA) 현황, 국제무역연구원, 한국무역협회,

12 중소기업통합기술로드맵 4) 지식경제시대의제조업과서비스산업 지식기반경제체계로의전환 산업구조고도화와제조업비중의감소 서비스산업의비중확대 [ 주요국별서비스산업비중 ] 국가 년도 한국 일본 미국 캐나다 영국 프랑스 독일 이탈리아 자료 : OECD Fact Book 선진국들의제조업혁신 - 제조업은특성상산업의전후방연관효과가크고중소기업비중이매우크기때문에, 서민경제의육성을위해결코포기할수없는전략산업임. - 미국, 유럽, 일본등선진국들은제조업비중이지속적으로감소되지만, 기존제조업의부가가치화와지식기반제조업육성을통해제조업을혁신 제조업과서비스산업의융합현상 19) - 지식서비스산업은제조업과매우밀접한연관관계가있어, 지식서비스산업의발전은제조업의경쟁력강화에도크게기여 - 미 일등주요국들은지식을집약적으로활용하는지식서비스산업을전략적으로육성하여제조업에융합시키는산업구조고도화를추진 19) 제조업과서비스산업확산지원계획, 지식서비스과, 지식경제부,

13 요약 나. 국내경제환경 1) 일반경제동향 20)21) 우리나라경제의추세 - IMF 이후소득불평등은심화되어전체가구대비중위소득의 50% 이하인가구의비율인상대빈곤율이 16.4% 로확대등경제적양극화가심화 년이후에는글로벌경제위기로 GDP 성장률이더욱감소하고 1인당 GNI 가감소, 2010년부터회복세 - 우리경제성장에대한제조업기여도는 2006년을기점으로상승에서감소로, 2010년크게증가, 서비스산업기여도는 2004년이후지속적으로감소하는추세, 2009년잠시상승하였지만 2010년다시감소 [ 우리나라경제의성장추세와제조업 - 서비스산업기여도 ] 구분 단위 년도 국내총생산 천억원 7,671 8,652 9,100 9,595 9,785 9,816 10,421 ( 성장률 ) (%) (7.8) (4.0) (5.2) (5.1) (2.3) (0.3) (6.26) 총부가가치 천억원 7,418 7,759 8,157 8,595 8,814 8,862 9,409 GDP ( 성장률 ) (%) (8.7) (4.0) (5.1) (5.4) (2.6) (0.5) (6.2) 제조업 천억원 2,012 2,136 2,309 2,474 2,545 2,506 2,876 ( 성장률 ) (%) (10.0) (6.2) (8.1) (7.2) (2.9) ( 1.5) (14.8) ( 기여율 ) (%) (24.3) (24.7) (25.4) (25.9) (26.0) (25.5) (27.6) 서비스산업 천억원 4,419 4,575 4,777 5,021 5,160 5,219 5,403 ( 성장률 ) (%) (2.3) (3.5) (4.4) (5.1) (2.8) (1.1) (3.5) ( 기여율 ) (%) (53.4) (52.9) (52.5) (52.5) (52.7) (53.2) (51.8) 1인당 GNI $ 15,082 17,531 19,722 21,695 19,296 17,193 20,759 자료 : 한국은행국민계정 2011년우리나라경제의긍정적상황 - 실물경기의회복 - 수출과투자의동반성장 - 고용상황개선및고용불안감완화 2011년우리나라경제의부정적상황 - 경제성장에대한불확실성상존 20) SERI Economic Outlook; 2010 년하반기세계경제및한국경제전망, 2010 년 5 월 13 일 21) LGERI 리포트 ; 2010 년국내경제전망, 2010 년 4 월 28 일

14 중소기업통합기술로드맵 2011년국내경제전망 년은연간경제성장률 3.8% 달성전망 - 자동차및반도체등우리나라주력수출품목의대외경쟁력이어느정도유지됨에따라수출은견실한증가세전망하지만하반기로갈수록불안정한국내외경제현황때문에점점감소될것으로예상 년 3고현상 ( 고유가를포함한높은원자재가, 원화가치상승, 고금리 ) 으로가계의소비증가세둔화, 기업의투자여력약화등수출과내수의성장세약화될위험 2) 중소기업관련경제동향 글로벌금융위기의불안정한상태는여전, 하지만전반적인경기회복기조 년이후미국에서시작된금융위기로전세계적인실물경제침체와산업생산과소비가전반적으로위축 - 산업성장의위축은대외적인요인도영향이있으나 1990년대중반이후요소투입위주의양적성장이라는한국형발전모델의한계측면도있음 년을기점으로신흥시장중심의세계경제회복세, 내수의회복세지속등, 경제의정상추세복귀신호가보임 - 유럽부채및보호무역확산등대외리스크와부동산침체와소득양극화문제등의대내리스크에대한관리가주요변수 세계경제의회복으로중소기업에도긍정적영향 22) - 전반적인경기회복기조는유지하나상승세는둔화 - 설비투자실적은 2010년 25.9% 에서 2011년 5.8% 로둔화될것으로보임 - 정체상태상태였던제조업및중소제조업가동률이 2010년을기점으로높은수준을유지 - 중소제조업생산은둔화지속세에서 2007년부터반등 [ 제조업및중소제조업가동률 ] 구분 년도 제조업전체 (%) 중소제조업 (%) 중소기업경영환경현황과전망 - 신흥시장위주의성장으로인한세계경제회복세와내수경기의개선의지속등 22) KOSBI 경제전망 (2011), KOSBI 동향분석팀 ( 홍성철외 4 명 ), 중소기업연구원,

15 요약 으로내수및수출여건은대체로양호할것으로전망 - 원화강세및원자재가격상승등으로수출경쟁력은다소약화가능성보임 - 내수경기의회복세유지에따라서비스비중이높은중소기업에유리하게작용하겠지만기준금리인상폭및속도에따라다소조정받을것으로보임 - 경기회복세에따라긴급자금지원조치가정상화되고구조조정이본격화되어한계기업을중심으로자금사정약화가능성높음 3) 제조업과서비스산업관련산업동향 우리나라에서의제조업과서비스산업 - 우리경제구조에서제조업비중이선진국에비해높은수준이며, 제조업수출이경제성장을견인하는등제조업의역할이큼. - 제조업은중소기업비중이큰산업부문이며, 산업의전후방연관효과와고용유발효과가크기때문에산업구조상결코포기할수없는전략산업임. 제조업중뿌리산업의비중 - 뿌리산업분야 ( 주조, 금형, 소성가공, 표면처리등 ) 는 2008년기준, 연간 28.6조원을생산하는국가기반산업으로, GDP의 8% 의대표적인무역흑자산업 - 자동차, 조선등국가주력산업에서부품 소재의최종품질및생산성을결정하는핵심적기술분야로전 후방산업에대한경제적파급효과는 10배가넘는고부가가치창출산업 우리나라제조업과서비스산업의경쟁력약세 23) - 국내제조업의노동생산성은미국의 68% 수준, 서비스산업의생산성은미국의 45%, 일본의 60% 수준 우리나라서비스산업의현황 - 서비스산업은우리나라전체고용의 63.4% 를차지, 고용유발계수 9.1명은제조업 2.7명보다월등함. 무역규모는전체무역의 13~20% 수준, 무역수지는지난 10 년간 100~200억달러적자기록, 상품및서비스수지의흑자폭을줄여옴. 지식서비스산업과제조업 / 서비스산업융합 - 제조업은지식서비스산업과의융합을통해적극적인경쟁력배양이필요 - 제조업과지식서비스산업의융합은중소기업을위해적극적으로추진해야할정책 23) 서비스산업의현황과시사점, 해외경제연구소, 김윤지, 한국수출입은행

16 중소기업통합기술로드맵 2. 중소기업관련국내외사회환경분석 가. 세계사회환경분석 1) 글로벌기후변화및지속가능성장의모색 기후변화현상가속화와전세계적대응 - 기후변화문제해결의핵심인이산화탄소등온실가스배출을줄여지구온난화를방지하는노력이전세계적으로진행 자원및에너지부족문제 - 자원및에너지고갈위기가고조되면서자원및에너지의대량투입에의존하는경제구조의변화요구가증가 기후변화대응과자원부족대처에대한새로운규제 - 선진국은국제환경협약과는별도로새로운환경규제조항을신설, 특히 EU는제품의설계, 생산, 사용, 폐기및재활용등제품의전체과정에걸친강력한환경규제를강화 개도국의청년화현상과선진국의노년화현상 - 노년층인구의증가는개도국, 선진국공히증가할전망. 그러나개도국에서는생산가능한청년인구의비중이높아지고있으며, 이는보건위생구조개선, 출산율증가등에기인. 선진국에서는평균기대수명증가와출생률감소로고령화현상이심화 2) 선진각국의녹색사회로의전환노력 미국 - 향후 10년간신재생에너지에 1,500억달러를투자, 500만개의신규일자리를창출계획추진 년까지 540억달러를 녹색산업 에투입해경기회복을추진 영국 년까지 207조원을투자해신재생에너지확충에총력전. 탄소제로형국가 를선언하고 2050년까지전력생산에서화석연료를추방

17 요약 - 영국은세계탄소배출권시장의 40% 를차지하고있는유럽기후거래소 (ECX) 를집중지원하고있으며, 청정개발체제 (CDM) 등기후변화관련사업에대한투자에도적극적으로대처 독일 - 클린에너지분야의최대강국. 신재생에너지법 (EEG) 에따라풍력, 태양광, 바이오매스등으로생산된전기를해당지역전력회사가 2024년까지의무적으로매입 - 자국의 1차에너지생산량중바이오매스비중을 2배로확대시켜 2020년까지에너지소비의 10% 를바이오매스로달성한다는계획추진 일본 - 전통적인에너지절약강국인일본은 2007년이후 저탄소사회 를비전으로제시하고온실가스획기적감소를목표로혁신적기술개발을추진 - Cool Earth(2007년 5월 ), Clean Asia Initiative(2008 년 6월 ), 후쿠다비전 (2008년 6월 ) 등을제시, CO 2 를 2020년까지현재대비 14% 감축, 2050년까지 60~80% 감축목표 기후변화대응과환경문제대처에대한위협요인 - 환경무역장벽의확산 : EU, 미국, 중국등주요국들은환경규제강화로자국산업이익보호에노력 - 환경규제적용범위확대 : 환경규제가적용되고있는품목은사실상전품목을포괄하고있으며, 온실가스규제등과함께기업활동전반에영향 - 환경문제, 기후변화대처로인해중소기업에게발생되는위협 * 관련제품 / 서비스가환경문제를야기하는경우, 친환경요구는중소기업이생산하는제품 / 서비스에대한수요를감소 기후변화대응과환경문제대처에대한기회요인 - 기후변화와환경문제가경제성장의제약요인이아닌지속가능성장을위한기회요인으로전환되어새로운사업기회발견의가능성내재 - 신재생에너지ㆍ환경산업이새로운성장동력으로부상 : 기후변화에따라이산화탄소배출권시장이형성되고관련신흥산업이탄생 - 환경문제, 기후변화가특히중소기업에게주는새로운기회 * 환경친화적인새로운제품수요를창출하는효과가있고, 특히친환경산업, 신재생에너지등새로운재화 / 서비스를공급하는녹색산업이라는새로운비즈니스기회를중소기업에게제공

18 중소기업통합기술로드맵 나. 국내사회환경분석 1) 인구구조변화 우리나라는저출산고령화가심각한수준 - 우리나라는세계최고수준의저출산과고령화가진행 - 저출산및고령화의진전으로한국경제의잠재성장률이크게떨어질전망 다문화사회로의변화와기업활동 - 외국계주민의증가 24) - 외국인근로자는인력난이심한국내제조업과건설업및 3D 업종에서많은비중을차지하고있으며, 서비스산업에서도조금씩증가하는추세 2) 친환경사회로의전환필요성 친환경사회추진필요성 - 우리나라는온실가스배출증가율이경제협력개발기구 (OECD) 국가중가장높은수준 - 자원고갈및원자재가격급등에따라기존요소투입위주의성장이한계에도달하였으며, 기후변화에따른적극적대응이요구 우리나라의온실가스감축계획 25) 년 7월, 정부는온실가스감축목표시나리오발표 : 2020년온실가스배출전망치 (BAU 26) ) 대비 21%/27%/30% 감축의 3가지목표시나리오를제시 년 11월, 3가지시나리오중가장높은수준인 30% 감축계획을결정 * 온실가스및에너지목표관리제및배출권거래제도입 우리나라의신국가발전패러다임은 저탄소녹색성장 - 환경 (Green) 과경제성장 (Economic Growth) 이상충된다는고정관념에서탈피하여, 양자의시너지를극대화하는선순환구조형성을추구 중소기업의저탄소녹색성장대응필요 - 국가적, 글로벌적인친환경사회로의전환요구에대해중소기업은새로운성장전략이필요 - 저탄소녹색성장에부합하는중소기업제조공정혁신구조로전환필요 24) 2010 년지방자치단체외국계주민현황, 행정자치부, ) 온실가스배출규제현황과전망, 도건우, 전남발전연구원, ) Business As Usual: 특별한조치를취하지않을경우배출될것으로예상되는미래전망치

19 요약 3. 중소기업관련국내외기술환경분석 가. 세계기술환경분석 1) 글로벌규모의과학기술변화 과학기술의중요성과기여가부각 - 지식기반경제에서는연구개발을통한원천지식및과학기술의체계적확보와활용의중요성이강조 - 지식경제의발전으로과학기술이경제성장과산업발전을견인 - 과학기술이지구적현안문제를해결하는핵심인자로대두 첨단기술과중소기업의역할 - IT, BT, NT 등의첨단기술은글로벌경제의견인차역할을수행 - 글로벌경쟁력에부합되는첨단기술기반의혁신형중소기업의역할이중요해짐 - 혁신형중소기업을선별하여집중육성하기위한효과적인지원체계구축과지원강화가필요한시점 과학기술의융합화 27) - IT, BT, NT 등학제간기술융합및복합현상에따라신산업창출및경제견인등경제 사회에혁명적변화가발생 2) 기술혁신의새로운요구 지식기반경제에서의체계적인기술사업화의중요성 - 연구개발을통한과학기술혁신은연구개발활동의결과로얻은 발명 뿐만아니라 혁신 을통한상품의확산과정을필요 - 중소기업의기술사업화는대기업에비교하여더욱중요하며, 기술개발자체보다더중요한중소기업의핵심역량이될수있음 개방형기술혁신의등장 - 화학, 제약, IT, 금속, 기계등모듈화가강조되거나연구개발에막대한자금과시간이필요한산업에서발전하기시작하여, 최근에는식품, 생활용품등일반소비재산업과서비스산업까지개방형혁신이확산 27) 지식경제포럼리포트 ; 기술과융합, 안치득외 2 명, 한국산업기술재단,

20 중소기업통합기술로드맵 중소기업과개방형혁신 - 중소기업의개방형혁신활성화를위해서는정부, 대학, 공공연구소, 대기업, 공급자, 수요자등다양한참여자들의협력이필요 나. 국내기술환경분석 1) 과학기술투자현황 우리나라의연구개발투자의총요소생산성및경제성장기여도 ~2004년의기간중우리나라의총요소생산성증가의대부분이연구개발투자와투자효율성의증가에기인 [ 총요소생산성의증가와경제성장기여도 ] 년도 1971~ ~ ~2004 구분 성장률 (%) 기여도 (%) 성장률 (%) 기여도 (%) 성장률 (%) 기여도 (%) 노동 자본 총요소생산성 R&D스톡 ( 탄력성 ) 경제성장률 ( 실질 ) 우리나라의과학기술투자 - R&D 투자및국가기술경쟁력지표가세계 10위권이내로진입 년국가총연구개발비는 37조 9,280억원, 2010년우리나라정부 R&D 예산은 13.7조원으로세계 7위수준 2) 과학기술성과현황 우리나라의과학기술인프라와성과수준 - 국가기술경쟁력 (IMD) 에서과학인프라구축현황은 2007년세계 7위, 기술인프라는세계 6위수준 과학기술혁신역량에대한평가 - OECD는 2006년 R&D 등혁신성과평가에서한국을 선두권국가 (leading country) 로분류 - 우리나라의 중소기업 의기술혁신능력은선두권수준은아님. 따라서중소기업에적절한기술혁신성과지표를선정하고이의개선을위한정부의노력이필요함

21 요약 4. 국내외중소기업사업현황분석 가. 선진국의중소기업현황 1) 미국의중소기업현황 중소기업비중 년기준총 6백 2만2천개의기업체중중소기업체가 6백만 4천개로전체기업체수의 99.7% 에달함 중소기업기여 년수출액 1조 370억달러중수출자를확인할수있는 9,104.7억달러를담당한 245,945개기업중종업원 500인미만인중소기업이 97.3% 를차지하고, 2,629.9 억달러를수출하여중소기업비중이 28.9% 를차지하고있음 28) 2) 캐나다의중소기업현황 중소기업의개관 29) 년말기준 231만개의민간기업중중소기업 30) 이 99.9% 비중을차지하면서경제성장의굳건한토대가되고있음. - 중소기업중 25% 는제조업나머지 75% 는서비스산업에종사 중소기업의기여 - 중소기업은전체민간부문노동력의 63.6% 인 701만명의고용을창출 - 특히, 1998~2008년에는민간부문신규창출고용의 1/3을중소기업이책임졌으며, 2008년 7만개를창출해전체신규창출고용의 70% 를담당 중소기업기술혁신실태 31) 년전체기업의 R&D 집약도는 3.1% 인데비교하여중소기업의 R&D 집약도는 4.9% 로전체평균보다 60% 포인트정도높음 28) 미국의중소기업정책, 김종운, 중소기업연구원, ) 캐나다중소기업환경분석, 캐나다 BMO, 2009 년 10 월 30) 캐나다통계청은중소기업을종업원수 100 인미만기업으로정의하고있으며, 종업원을 1 인도고용하지않은자영업은배제하고있음 31) 중소기업기술혁신역량평가및글로벌정책동향분석, 과학기술정책연구원,

22 중소기업통합기술로드맵 - 중소기업종업원수에따른기업규모로보면 100~249인규모의기업이가장많이 R&D 비용을지출 - 미국의경우각종산업에서중소기업의비중과특허비중이차이나고있음 32) 3) 일본의중소기업현황 중소기업실태 - 중소제조업체수는 2007년기준으로 25만 4천개로전체제조업체수의 98.6%, 종업원수는 589만 1천명으로전체종사자수의 69.3%, 매출액은 158조엔으로전체의 47.2%, 부가가치는 57조엔으로 53.1% 를차지 중소기업기술혁신실태 33) - 중기업은지속적 R&D가 57%, 일시적 R&D가 21%, R&D 수행없음이 21%, 소기업은지속적 R&D가 47%, 일시적 R&D가 29%, R&D 수행없음이 24% 로, 기업규모가작은기업일수록 R&D를통한기술혁신에어려움을겪고있음 - 매출액대비 R&D 비용은대기업이 1.4% 인데비교하여중소기업은 0.3% 에불과한실정 - 특허권획득은대기업이 74.3%, 중소기업이 68.2% 로대기업이중소기업보다높은비율을차지하였으나실용신안권은중소기업이 31.8%, 대기업이 25.7% 로중소기업이더높은비율을차지하고있음 중소기업의특징 : 대기업의 ' 경쟁 ' 과 ' 협력 ' 병행 - 치열한경쟁을통과한협력업체는전폭적으로지원, 즉대 중소기업간관계는단순한하청관계가아니라자본, 자금, 기술, 정보등을최대한공유하는상생관계 4) EU 의중소기업현황 중소기업실태 - EU 중소기업은기업체수나고용면에서막중한경제적비중을차지 : 전체기업체수의 99.8%, 민간부문고용의 67.1% 를차지 유럽내중소기업의 R&D 현황 34) - R&D 집중도 : 유럽내중소기업 R&D가기업전체 R&D에서차지하는비중은 22% 로미국, 일본보다높음. 32) 중소기업 R&D 지원사업의성과제고를위한 IPR( 지적재산권 ) 전략연구, 한국지식재산연구원, ) 중소기업기술혁신역량평가및글로벌정책동향분석, 과학기술정책연구원, ) 유럽중소기업의 R&D 활성화방안, Business R&D in SMEs, 2009 년 5 월

23 요약 5) 독일의중소기업현황 중소기업실태 년말기준, 중소기업수는 362만개로전체기업의 99.7% 를점유 중소기업의기여 년기준으로독일중소기업은전체기업의 10.9% 가수출에종사하였으며금액으로전체수출의 20.9% 를점유 6) 영국의중소기업현황 중소기업특징 35) - 중소기업수는 2008년기준 477만 7천개로전체기업체수의 99.9% 를차지 - 중소기업들은 GDP의 37.2% 인 2조 6,000억파운드의재화와서비스를산출 7) 프랑스의중소기업현황 중소기업특징 36) - 중소기업수는 2007년기준 292만 6천개로전체기업체수의 99.9% 를차지 - 중소기업이 R&D에투자하는비용은프랑스전체기업이 R&D에투자하는비용의절반정도이고, 전체종업원의 20% 가 R&D 인력으로프랑스전체 R&D 인력의 45% 를차지할정도로 R&D 비중이높음. 8) 이탈리아의중소기업현황 37) 중소기업개관 - 중소기업이전체기업의 99% 를차지, 총고용의 75% 와총생산및수출의 60% 정도를담당 중소기업의특징 - 분야별ㆍ지역별산업클러스터와장인정신을바탕으로뛰어난디자인역량을통해국제경쟁력을높여가고있음. - 중소기업과대기업사이분업과협력체계가발달됐으며, 정부와국제기관이중소기업지원에적극나서고있음. 35) 프랑스중견기업의현황과발전방향, 프랑스혁신청, 2009 년 4 월 36) 프랑스중견기업의현황과발전방향, 프랑스혁신청, 2009 년 4 월 37) 이탈리아중소기업에대한이해, EU 기업산업총국, 2009 년도 8 월

24 중소기업통합기술로드맵 9) 대만의중소기업현황 38) 중소기업개관 - 중소기업비중은전체기업수의 97.8% 전후로비중이매우큼. - 중소기업의매출액은전체기업의 30% 전후를기록 - 중소기업의수출액비중은전체수출의 15~20% 를유지 나. 우리나라중소기업현황 1) 우리나라중소기업실태 중소기업의개관 - 중소기업체수는 2008년말기준 3,044,169개로전체사업체의 99.9% - 서비스산업중중소기업수는 2005년말기준전체산업체수의 99.8% 이며, 종사자수는전체의 90.9% - 중소기업들을기업유형별로보면혁신형기업이 63.4%, 일반기업이 36.6% 로혁신형기업이 2/3에육박하고있음 - 중소기업들의산업유형별구분은고기술업종이가장많았으며다음으로첨단기술업종, 중기술업종, 저기술업종순으로분포 39) 우리나라국민경제에서중소기업의중요성 - 전체수출에서중소기업비중은 1999년 34.1% 에서 2001년 42.9% 까지상승했지만, 그후하락하여 2009년에는 32.3% 에불과 - 수출중소기업은저변이얇고, 수출증가율도낮으며수출에서중소기업이차지하는비중도 30% 수준에서정체 우리나라중소제조업의생산성, 안정성, 수익성 - 중소제조업의총자본투자효율 ( 부가가치 / 총자본 ) 은 2008년 27.51% 로대기업보다는자본생산성이좋지만, 부가가치율 ( 부가가치 / 매출액 ) 과함께 2003년부터지속적으로저하 - 중소제조업의 1인당부가가치생산성수준은 2003년부터지속적으로개선되고있지만, 2008년대기업생산성과 30% 이상의격차를보임 - 중소제조업의매출액대비영업이익률은 2008년 5.1% 수준으로대기업의 6.58% 에비교하여작은편임. 38) 이탈리아중소기업에대한이해, EU 기업산업총국, 2009 년도 8 월 39) KOSBI 중소기업이슈보고, 한국과 EU 중소기업비교 : 산업고도화, 2011 년 4 월

25 요약 - 중소제조업의자기자본대비부채비율은 2008년 % 수준으로대기업의 % 에비교하여안정성이떨어짐. 2) 우리나라중소기업사업환경 중소제조기업의사업성조사실태 - 매출액영업이익률은중소기업이 2008년 5.10% 로, 대기업 6.58% 에비교하여수익성격차가 1.48% - 매출액세전순이익률을보면, 중소기업은 3.26% 로대기업은 3.81% 에비교하여수익성이나쁨. 3) 우리나라중소기업기술혁신실태 중소제조업기술개발활동추이 40) 년 19.5% 의중소제조업체만 R&D 투자를하던실정에서, 2009년 28.5% 로투자비율증가 - 매출액대비 R&D 투자비중은꾸준히개선되고있으나 2009년에는경기악화로 2008년에비교하여 ( 모든중소제조업체기준 ) 매출액 1.24%(R&D 투자제조업체기준 ) 2.5% 수준 중소기업기술개발실태개요 - 제조업은기술개발동기가기존제품의성능 품질향상 (39.4%), 시장점유율확대 유지 (14.1%), 제품의고급화 다양화 (12.7%), 생산비절감 (10.3%), 새로운분야진출 (5.5%) 등 - 사업서비스산업은기존제품의성능및품질향상이 32.1% 로가장많고, 새로운사업분야진출 (12.6%), 시장점유율확대및유지 (12%), 제품의고급화 다양화 (10.2%) 등 중소기업기술개발실태 - 제조업은자체개발이 75.8% 로가장많고, 공동개발 17.4%, 위탁개발 4.6%, 국내 외기술도입 2.1% 등 - 서비스산업의경우자체개발이 68.9%, 공동개발 19.9%, 위탁개발 7.7%, 기술도입 3.6% 등의순서 40) 중소기업중앙회, 중소기업위상지표,

26 중소기업통합기술로드맵 국내중소기업 R&D 투자현황 41) - 중소제조업체당기술개발비 187,642천원으로 2008년대비 6.2% 증가 년중소제조업의기술개발투자기업체비율전체의 28.5% 에불과하여중소제조업체의약 70% 가 R&D 투자가전혀없는실정 42) 년중소제조업전체매출액대비기술개발비비율이 1.24% 로 2007년 (1.26%) 에비해 0.02% 포인트하락 43) - 중소기업 R&D 투자는 2001년이후정체상태이고, 전체대비비중은지속적으로하락 중소기업기술개발결과실태 - 기술개발성공률은제조업의경우 59.3% 이며, 사업화성공률은 39.4%, 서비스산업의경우기술개발성공률은 57.7% 로조사됨. 국내중소기업기술수준현황 - 기술수준은미국과의체감기술격차가평균 1.3년뒤진것으로평가되고, 일본과유럽에는각각 1.4년, 1.0년으로평가되는반면중국에비해서는 3.2년앞선것으로나타남. - 이러한기술수준의격차로인하여부품ㆍ소재산업에서부품해외의존도가 40% 를상회하는등중소기업역할이미흡한실정 국내중소기업기술혁신비중현황 - 중소기업 R&D 투자액 (2009년) 은 8조 1,959억원으로기업전체연구개발비의 29.1% 로 2004년 20.9% 에서지속적으로증가하고있음. - 제조업부문연구개발비는 2009년말기준으로전체기업부문의 86.4% 인 24조 3,340억원투자 41) 중소기업중앙회, 2009 년중소기업기술통계조사보고, ) 2010 년중소기업실태조사결과, 중소기업중앙회 43) 2010 년중소기업실태조사결과, 중소기업중앙회

27 요약 III. 중소기업기술개발정책방향분석 1. 선진국의중소기업관련정책현황 가. 미국의중소기업지원제도 SBA의중소기업지원제도 - SBIR(Small Business Innovation Research): 연방연구기관예산의일부를중소기업 R&D에강제할당하여지원하는제도 - 기획 R&D 사업화 3단계로구분해서시행 - SBIR의지원효과 * 2008년한림원 (National Academy) 의연구결과 SBIR 제2단계지원을받은업체중절반정도가혁신적연구결과를시장에서상용화하는데성공 SBDC 및 SCORE - SBDC(Small Business Development Centers): 연방정부나주정부및지방정부의자원과교육계및민간의자원을연결함으로써중소기업계에대한광범위한지원시스템을구축하고있는기업지원서비스네트워크 - SCORE(Service Corps of Retired Executives): 퇴역경영인자문단 역할수행 44) 중소기업기술이전 (STTR; Small Business Technology Transfer) 프로그램 - STTR은중소기업연구개발촉진법 (Small Business Res. and Dev. Enhancement Act) 에의해 1992년부터시행된중소기업기술지원시책 - 참여중소기업은 SBIR 프로그램과동일한자격요건을갖추어야하며, 참여하는연구기관은비영리연구기관이거나연방정부지원연구개발기관을대상으로함. 연방정부의중소기업정책 - 행정부는중소기업들이새로운발명ㆍ공정ㆍ제품을통해미국경제가글로벌시장에서경쟁력을강화하고있다고판단하여중소기업의기술과혁신투자를더욱확대나. 캐나다의중소기업지원제도 수출중소기업의지원방향 45) - 정부는중소기업의글로벌성공가능성을높이기위해기존기업을우대하는정 44) 2006 회계연도의경우 SCORE 에대한정부지원예산이 $1,900 만, 민간기부금은 $45 만규모 45) 캐나다수출중소기업지원방향, 캐나다수출개발공사, 2009 년 10 월

28 중소기업통합기술로드맵 책을추진하고있으나, 신생기업과기존기업의국제수준에는차이가존재하지않다는판단아래신생기업에대한지원을차별하지않는정책으로전환 - 글로벌경기침체를이유로확산의기미를보이고있는보호주의무역장벽을감축시키는노력을강화 - 산업클러스터를통한수출중소기업의혁신을적극장려 다. 일본의중소기업지원제도 중소기업기술혁신지원제도 년일본사회의 5대목표를제시하고이를달성하기위한사회시스템개혁전략인 이노베이션 25 에서미국의 SBIR 제도를모델로한신기술사업화지원프로그램인 중소기업기술혁신제도 를신설 - 신제휴지원제도 : 중핵기업이포함된타분야 2개이상중소기업들이유기적협력관계를구축해신규수요를개척하는사업시작 (2006년 101건 ) - Start-Up 지원사업 : 기술력및비즈니스아이디어는있지만신사업개척이어려운창업자중소기업자대상, 자금조성과비즈니스플랜구체화를위한컨설팅으로사업화 시장화를지원 - 중소기업금융제도개선 : 2008년말일본은중소기업금융위축에대처하여중소기업신용보험법, 중소기업금융공고법, 신용보증협의회등 3개법안을개정하여중소기업의자금조달원활화, 회생지원강화, 창업및신산업진출지원강화등을도모하고있음 모노즈쿠리고도화사업 46) 년제정된모노즈쿠리고도화법에근거하여경제산업성이 2006년 6월 13일 특정모노즈쿠리기반기술고도화지침 ( 기술고도화지침 ) 를매년발표 - 이지침에근거하여연구개발계획을모집하고심사를통해인정된중소기업에대해다양한지원을시행하고있음 라. EU 의중소기업지원제도 신리스본전략발표 년초, EU 집행위원회는리스본전략을대폭수정하여고용과연구개발그리고경제성장에초점을맞춘신리스본전략제시 46) ( 재 ) 한일산업기술협력력재단, 일본의모노즈쿠리중소기업육성정책사례를통한시사점,

29 요약 - 리스본전략의목표를달성하기위해 EU 중소기업법 (SBA) 의발효와유럽투자기금 (EIF) 을중심으로중소기업금융지원을위한일관된정책들을추진중 - 신규사업에대한금융지원을목적으로중소기업보증기금 (SMEG) 지원은고용창출을유도 - 구조화투자기금 (SIF) 은신기술분야에서급성장하는기술집약형중소기업및혁신형중소기업이주된지원대상 중소기업 R&D 활성화를위해극복해야할과제 - 기업가정신 (Entrepreneurship), 자금확보부족, 사업역량의한계, 국제화및세계화부족, 지식재산권보호취약, 행정규제의과중등해결과제제시 유럽위원회의 중소기업우선 (Think Small First) 원칙채택 47) - 기업관련정책을수립ㆍ이행할때중소기업에미치는영향을먼저고려 - 유럽위의실천사항 회원국에대한권고사항 유럽위ㆍ회원국에대한공통권고사항을제시한바있음 마. 독일의중소기업지원제도 중소기업지원정책의특징 48)49) - 중소기업혁신지원정책은첨단기술전략, 혁신역량지원시책, 혁신성장이행시책, 경제혁신장려시책을중심으로진행 - 중앙정부의중소기업정책조직은연방경제기술부 (Bundesministeriums für Wirtschaft und Technologie) 내의실단위로존재 공동기술개발시스템 - 산학연공동연구가주를이루고있으며, 민간주축시스템으로산학연공동연구를통해산업계가직면한직접적이고현실적인문제를해결함으로써연구과제의상용화를성공적으로수행 연방경제기술부 (BMWi) 의중소기업지원프로그램 - 기업과공공연구기관간의연구개발협력의진흥을위한핵심적인프로그램인 PRO INNO II의예산을증액하여중소기업연구개발혁신능력을지원 47) 중소기업연구원, 국내외중소기업정책동향, ) 독일중소기업의경쟁력실태분석및정책적시사점연구, 김승일, 중소기업연구원, ) 독일의중소기업혁신제고정책과제, 독일프라운호퍼연구소,

30 중소기업통합기술로드맵 첨단기술전략 (Die Hightech-Strategie für Deutschland) 프로그램 년부터시작되어 2020년까지를준비하는신성장동력관련중소기업지원사업으로 공공연구및혁신정책을 전체론적 (holistic) 접근방식으로통합ㆍ조정함으로써기업이국제경쟁력을강화하고지속가능한혁신을수행할수있는경제환경조성 에목적 혁신성장이행시책 (INNO-WATT) - 중소기업특히창업기업과분사기업이경제적으로소외된지역에서도혁신을추구할수있도록지원하는정책 경제혁신장려시책 (INSTI) - 독일기업과자영업체의혁신역량을제고하고, 기업체내부의혁신과정을전문적으로계획ㆍ조직ㆍ발전시키는정책 바. 영국의중소기업지원제도 중소기업기술지원정책 - 각부처 R&D 예산의 6% 를중소기업에지원하는 SBRI(Small Business Res. Initiative: 중소기업연구구상 ) 프로그램을운영 년기술전략위원회 (Technology Strategy Board: TSB) 가중소기업혁신을위해 650만파운드 ( 약 120억원 ) 를투입, 첨단기술부문 R&D 자금을지원 영국의중소기업기술인프라조성정책 50) - 유럽사회기금 (ESF) 과혁신대학기술부 (DIUS) 로부터기금조성, 기업들이잉여인력을통합하고기술수준을높일수있도록지원 - 중소기업에서요구되는주문형지식과기술을습득할수있도록 2006년 4월에시작된 Train to Gain 교육지원 사. 프랑스의중소기업지원제도 중소기업기술지원정책 - SME PACT 프로그램으로대기업 공공기관의자발적참여로혁신형중소기업의기술개발및판로지원 년까지글로벌수준의중소기업을 2배로확대하기위한정책추진 (2008년 1월 ) 50) 2009 년영국의중소기업지원정책방향, 영국재무부,

31 요약 OSEO의중소기업지원 - 프랑스혁신청 (OSEO) 은 2008년 4억 3,000만유로를중소기업또는대기업-중소기업의협력연구프로젝트에투입 - 5,000개이상의혁신중소기업에 8억유로를직접지원했으며, 이들기업은약 4 만개의일자리를창출 아. 이탈리아의중소기업지원제도 주요중소기업기술지원정책 - 낙후된지역개발을염두에두면서첨단기술센터와기술역량센터구축및중소첨단기술기업인센티브제공등기술개발을장려해중소기업의경쟁력을제고시키는지원정책을실시 - 첨단기술센터프로그램 (High Technology Poles) - 기술역량센터프로그램 (Technology Competence Centers) - 중소첨단기술기업인센티브프로그램 (Incentives for medium and high-tech enterprises) 자. 대만의중소기업지원제도 대만중소기업청의정책 - 경제부산하중소기업청 (SMEA) 은 8개영역에서창업보육, 상호지원, 경영, 품질향상, 재무지원, 지역문화산업, 정보관리, 포상등의중소기업지원서비스제공 [ 중소기업청의중소기업활동지원 ] 지원시책주요지원내용관련지원기관 금융지원경영관리정보화관리상호합작품질향상 재무구조개선, 자금융통의제공및투자촉진 중소기업경영효율성제고및인적자원개발 중소기업정보화서비스및연구국산전산화종합전산망구축 중소기업간교류협력강화, 합작교류지도, 이업종교류 품질인증서획득지원, 품질제고촉진, 사업및서비스업의서비스수준제고 중소기업연합지도센터, 중화민국회계사연합회, 중소기업신용보증기금, 중소기업전업은행, 민영은행 중국생산력센터, 중화민국기업경영관리고문협회, 중화민국관리과학학회, 노사관계협진회 중소기업정보관리지도협력센터, 공업정보촉진회, 소프트웨어정보협회, 중화컴퓨터센터 중위발전센터, 생산력센터, 기업관리자문협회 중국생산력센터, 기업자문협회, 관리과학회공업연구원

32 중소기업통합기술로드맵 대표적인중소기업기술지원정책 - 중심-위성공장제도운영 - 하이테크공업단지의건설 - 혁신클러스터를하이테크중소기업육성과기술지원에적극적으로활용 - 정부는공업기술연구원 (ITRI) 과같은공공연구개발기관을설치하여중소기업 - SME Cluster Innovative, Integrated Services Development Plan 2. 우리나라중소기업기술정책분석 가. 상위정책 : 우리나라과학기술및산업기술혁신정책방향 1) 과학기술정책 현정부의 2010년과학기술정책비전 - 기초연구, 녹색기술및신성장동력분야를중심으로 R&D 투자의전략적확대와효율성제고 - 기후변화, 고유가등환경 에너지위기를극복하고지속가능한성장을위한녹색기술의중요성부각 - 고위험 고수익형 미래유망원천기술의전략적확보를위한기초연구지원확대 현정부의과학기술정책 : 녹색기술육성계획 - 녹색기술과관련된 2008년 R&D 투자금액은 1.4조원수준이며 2012년까지 2.8조원규모로확대할예정 - 녹색기술중 27대중점육성기술선정 - 중점녹색기술개발 산업화전략로드맵수립 - 중점녹색기술개발과산업화전략을통합하여 27대기술별로차별화된실행전략및효율적인투자방향을제시 2) 산업기술정책 성장동력확보를통한산업역량극대화정책 - 추진배경 * 외환위기이후성장잠재력의약화에대한우려증폭 * 7% 성장능력을갖춘경제, 1인당국민소득 4만달러달성등을위해선진국형산업구조로의전환필요 * 현주력산업군은대부분성장기또는성숙기에도달

33 요약 - 기본방향 * 5~10년후대한민국을선도할신성장동력으로서고부가가치산업을발굴하여집중육성 * 민간중심ㆍ기업중심 성장동력 추진체계정립 * 전략적기술개발뿐만아니라인력양성, 경제제도, 문화개선도폭넓게추진 지식경제부의주력산업의고부가가치화전략 - 추진배경 * 조선, 자동차, 철강등주력산업중심의기술개발과정부의적극적인지원으로세계최고수준의경쟁력보유 * 외형적성장에도불구하고, 치열한국제시장에서가격중심의경쟁력으로는생존이어려워고부가가치화를통한경쟁력배가추진이필요해진시점 지식경제부의뿌리산업구조고도화정책 - 4개핵심전략 : 뿌리산업구조고도화, 인력공급시스템확충, 기업경영여건개선, 기술역량강화 ( 다음과같은 11개정책과제를제시 ) 핵심전략 정책과제 뿌리산업구조고도화 1 기존뿌리산업집적지고도화 2 신규뿌리산업단지조성 3 IT 융합을통한생산성혁신 인력공급시스템확충 4 혁신인력양성 공급체계강화 5 종사자자긍심고취및후생복지지원 뿌리산업기업경영여건개선 6 뿌리기업의자금조달애로해소 7 입지관련환경규제개선 8 지원근거마련및전문기업육성 뿌리산업기술역량강화 9 생산기술연구원의기능강화 맞춤형 R&D 지원 우수개발기술의사업화 제품화지원 지식경제부의지역산업자생력강화방안 중소 중견기업투자활성화

34 중소기업통합기술로드맵 나. 중소기업기술지원정책 1) 중소기업기술지원정책의방향성 중소기업을위한탈추격형기술혁신구조로의전환 51) 년대이후에는모방형기술혁신모델의한계가드러나면서새로운중소기업의기술혁신모델개발필요성이대두 - 중소기업을위한탈추격형기술혁신구조로전환의필요성 탈추격형기술혁신을위한고성장중소기업육성필요성 - 고용없는성장 단계에진입한우리나라를포함한 OECD 국가에서는이를극복할고성장중소기업의육성이고용창출의효과적인방안으로대두 - 고성장기업은자체성장뿐만아니라 넘침효과 (spillover effect)" 를통해전 후방관련기업의성장에기여 - 고성장글로벌중소기업육성을통해녹색기술, 첨단융합기술등성장동력기술발굴지원과산업간동반성장과함께고용창출이확대될수있는정책추진이필요 2) 중소기업청의기술지원정책현황 52) 중소기업청의기술개발정책의비전 - 중소기업청의 4대비전 : 창업과퇴출이원활한생태계확산, 창조적혁신능력배양, 경쟁촉진형성장기반확충, 동반성장을통한양극화완화 2010년도중소기업청의중소기업육성시책중기술개발과지원에관한정책들은다음과같이 4개로구분가능 - 신성장분야육성, 녹색기술개발지원, 실용화, 제품화기술지원, 모험형중소기업지원 2011 년도중소기업육성정책추진실적 53) - 중소기업적합업종품목선정, 하도급법등상생관련법령개정, 중소기업기술및인력유출방지대책수립, 세제지원등으로동반성장분위기가확산 51) 송위진 성지은 김연철 황혜란 정재용, 脫추격형기술혁신체제의모색. 과학기술정책연구원. 52) 2010 년도중소기업육성시책, 중소기업청 53) 2012 년도중소기업육성시책, 중소기업청,

35 요약 신성장분야육성 - 신성장분야에서중소기업에적합한유망기술분야를선정하여 R&D 자금을지원 : 2010년중소기업청은중소기업경쟁력이높고시장진출이용이한 16개분야, 124전략제품군에대해시장맞춤형핵심유망기술발굴 육성 년부품 제조화기술등을대상으로중소기업전용신성장 R&D를 25% 로확대지원 녹색기술개발지원 - 중소기업형유망녹색기술R&D 투자확대 : (2009년 ) 489억원 (2010년) 800억원 년녹색전용 R&D 조성 (500억원) 및구매조건부 R&D 지원 - 녹색산업정책자금지원확대 : (2009년) 1,300억원 (2010년 ) 2,200억원 실용화, 제품화기술지원 - 핵심기술의상용화를위해필요한부품 기반기술등중소기업형실용화 제품화기술을적극적으로발굴 - 대기업의구매조건부중소기업신기술개발사업확대 - 다양한상용화기술지원제도 - 미래성장유망분야기술을뒷받침하기위한 30개중소기업생산기반기술을선정하여 R&D 지원등고도화추진 - 신기술사업화평가우수과제에대한 R&D 자금연계지원확대 - 유망과제에대해서 과제기획 R&D 사업화 투 융자 해외진출 로연계되는체계적인단계별패키지프로그램지원

36 중소기업통합기술로드맵 IV. 중소기업통합기술로드맵 1. 중소기업통합기술로드맵수립 가. 로드맵수립프로세스 전산업분야중중소기업관점에서신성장동력화가가능한미래유망기술분야를선정하고, 집중지원해야할 1 중소기업전략분야, 2 전략제품 3 이에대한로드맵기획을수립하여야함. 전략분야선정이후, 선정된전략분야중중소기업적합성이있는전략제품을선정, 이후전략제품을구성하는요소기술을발굴하며, 발굴된요소기술중중소기업적합도가적절하고, 중요한핵심요소기술을선정하여그에따른로드맵을작성 [ 중소기업통합기술로드맵수립프로세스 ]

37 요약 1) 프로세스수립개념정의 전략분야 : 중소기업이전략적으로집중해야할핵심기술개발분야 전략제품 : 제시된전략분야중유망하면서중소기업에적합한제품이나개발하여야할기술군을의미 요소기술 : 전략제품에요구되는하나하나의기술을의미 핵심요소기술 : 제품을이루는요소기술중중요도가높고, 중소기업이개발하기에적합한요소기술을의미 각단계별로시장성, 기술성, 중소기업적합성을평가지표를활용하여평가 2) 중소기업통합기술로드맵전문가활용 각단계별로전략분야별선정된전략제품을대상으로핵심기술도출하고, 중소기업형기술로드맵을작성함. 전략분야및전략제품에대한현황분석및선정, 핵심기술도출, 로드맵과과제정의서작성등에기술분야별전문인력 ( 산학연포함 ) 을활용함 - 각각의현황분석은해당기술분야전문가와 KISTI 연구원, 특허및시장분석전문가활용 - 선정, 핵심기술도출, 로드맵 / 과제정의서작성은산학연각계에서현재종사하고있는전문가를참여시켜작성함. 나. 객관성확보방안 (1) 요소기술도출방안 전략제품별관련한키워드를활용하여, 관련기술의용어군을군집화 ( 클러스터링 ) 하고, 각클러스터의내용을검토하여관련기술군을도출해냄. 분석대상선정및대상특허데이터추출 - 전략제품별특징에따라구조적인구성을포함하여기능이나용도, 공정을중심으로설정하여분석대상선정 ~2010년의구축된특허 DB를대상으로분석수행

38 중소기업통합기술로드맵 1, 2차데이터마이닝을활용한요소기술도출 - 특허 DB의 dataset에서키워드를추출하여동시출현키워드의연관도및출현빈도분석을통해세부요소기술을탐색하는방법을적용 KDD/KM 방법론을이용하여전략제품별특허에서텍스트를추출하고동시출현키워드의연관도분석을통하여요소기술도출 - 요소기술은 ⅰ) 전략제품별특허 DB 구축 (USPTO 기준 ) ⅱ) 전략제품관련특허상호인용관계분석 : 상호인용도가높은특허그룹핑 ⅲ) 동일그룹특허를기반으로키워드추출 : 동시출현키워드그룹핑및좌표화 ⅳ) 요소기술도출및전문가검증을거쳐최종선정 [ 전략제품별요소기술도출추진과정 ] 2. 중소기업통합기술로드맵수립수행 가. 전략분야정의 17대전략분야의범위및수준을검토하고세분화 통합화등의조정작업을거쳐 32대세부전략분야를선정하였으며, 이에대한분석범위및정의를재정립함

39 요약 [ 전략분야세분화 ] 대분류 8 대중점분야 17 대전략분야 32 대세부전략분야 1 풍력 1 풍력 ❶ 신재생에너지 2태양전지 태양광 3수소연료전지 2태양전지 태양광 3수소연료전지 녹색 4 바이오매스에너지 4 바이오매스에너지 기술분야 ❷ 에너지효율화 5차세대조명 LED 6그린IT 5차세대조명 LED 6그린IT 72 차전지 72 차전지 ❸ 친환경 8 친환경생산 신소재 9 폐기물자원 에너지 8친환경생산 신소재 9폐기물자원 에너지 10 차세대무선통신 ❹ IT 융합 10IT 융합 11차세대융합네트워크 12차세대센서네트워크 11 로봇응용 13 로봇응용 첨단융합 ❺ 나노 - 신소재 12 신소재 - 나노융합 14기능성나노소재 15나노융합복합체 분야 16 바이오의약품 메디바이오진단시스템 ❻ 바이오 13 바이오 바이오자원 신소재 장기개발 19고령친화의료기기 20 첨단의료영상기기 14 고부가식품 고부가식품 ❼ 고부가서비스분야 15 콘텐츠 소프트웨어 SW 콘텐츠 ❽ 제조기반분야 6 대제조기반기술 금형 주조 가공 소성 용접 열처리 표면처리 산업용기계 부품 화학소재공정 화학소재공정

40 중소기업통합기술로드맵 전략분야세분화 - 관련선행문헌, 연구등의자료를종합분석및전문가협의로세분화된분석대상분야확정 년국내외첨단융합, 녹색성장, 제조기반분야를대상으로구성된유망기술분야의유망기술분야의전략분야풀 (Pool) 을기반으로추가, 보완하여새로운풀구성 - 전략분야세부화는내외부환경과상위정책들과의연계성을제고하기위하여, 되도록넓은범위를포괄할수있도록구성 - 유망기술분야풀 (pool) 은조정과정을통해세부산업규모로레벨을조정 - 전략분야별전문가협의를통해세분분야확정 전략분야세분화결과 유망기술 중기청제시전략분야 세부전략분야 전 체 녹색성장 9 9 첨단융합 6 14 제조기반 2 8 [ 세분화된전략분야 ] NO. 전략분야 확정된분야명 NO. 전략분야 확정된분야명 1 풍력 풍력 바이오의약품 2 태양전지 / 태양광 태양전지 / 태양광 바이오자원, 신소재, 장기개발 바이오매스에너지화 ( 바이오디젤 ) 13 바이오 메디바이오진단시스템 3 바이오매스에너지 바이오매스에너지화 ( 바이오가솔린 ) 바이오매스에너지화 ( 바이오매스가스화 ) 친환경생산및 4 친환경생산및신소재 14 고부가치식품신소재 5 차세대조명LED 차세대조명 /LED 고령친화의료기기 첨단의료영상기기 기능성식품, 고부가가치전통식품 기능성나노소재 15 신소재나노융합 6 고효율이차전지고효율이차전지나노융합복합체 7 폐기물자원에너지폐기물에너지 금형 8 그린IT 그린 IT + 첨단주택도시 주조 9 수소연료전지 수소연료전지 가공 10 콘텐츠.SW 16 6대제조기반소성콘텐츠 SW 용접 차세대융합네트워크 열처리 11 IT융합 차세대무선통신차세대센서네트워크 표면처리 12 로봇응용 전문서비스로봇, 산업용로봇, 개인서비스로봇 17 화학소재공정화학소재공정

41 요약 나. 전략분야현황분석 1) 현황분석목차 1. 개요 가. 정의및범위나. 주요제품 ( 또는공정 서비스 ) 2. 산업현황분석 가. 환경분석 (1) 수요측면 (Needs) 촉진요인 (2) 환경측면 촉진요인 (3) 기술측면 촉진요인 저해요인 저해요인 저해요인 나. 산업특징및구조 (1) 산업의특성 (2) 산업구조 3. 시장분석 가. 시장현황및전망나. 업체동향 4. 기술분석 가. 기술동향분석 (1) 세계동향 (2) 국내동향 (3) 국내외주요출원인의출원동향및대표기술 나. 기술개발역량분석 5. 시사점및제언 가. 시사점나. 제언

42 중소기업통합기술로드맵 [ 전략분야현황분석프로세스 ] 산업현황, 시장, 특허 ( 기술 ) 분석을통하여최종적으로수요 / 환경 / 기술및공급망니즈, 시장성, 중소기업참여정도등에따라주요제품현황을파악 현황분석결과의정량적정보 ( 시장규모, 시장성장률, 중소기업수, 중소기업집중도, 특허기술수준, 특허활동도 ) 와정성적정보 ( 공급망분석, 시장구조, 제품, 업체현황등 ) 를근거로선정위원회에활용 2) 전략제품도출방안 2010년의후보군도출과전략제품선정프로세스와선정이유에대해재검토하여반영하고, 2011년전략분야에대한특허분석, 시장분석, 문헌분석결과도출된제품들을추가하여최종적으로전략제품후보군을도출 - (1차후보군도출 ) 정책및전략보고서, TRM 보고서등을통하여후보군을추가 / 보완 - (2차후보군도출 ) 산업현황분석, 특허 ( 기술분석 ), 시장분석을통하여 2차후보군을도출 - 대상전략분야의현황분석 : 전략분야별산업현황, 시장, 기술특허등의상세분석을통하여전략제품의후보대상을파악및제시 ( 도출 ) - (3차후보군도출 ) 분야별전문가의의견을수렴하여후보군보완

43 요약 [ 전략분야현황분석을통한전략제품도출방안 ] 전략분야현황분석 분석항목 분석내용 분석결과 전략제품후보대상도출 개요 정의 / 범위 관련산업및전후방산업정의범위및분류에따른주요 ( 전략 ) 제품 대기업과중소기업의대표제품등과관련주요제품 ( 공정 / 서비스 ) 군도출된현황파악 산업현황 NET 수요, 환경및기술현황파악공급망니즈에따른전략제품후보 산업적특성과공급망분석으로주요기업산업특징및구조군리스트업 ( 대 / 중소기업 ) 현황파악 시장 시장현황및전망 시장동향, 국내외시장규모, 시장전망 ( 성장률 ) 시장성및중소기업참여정도에따 업체별점유및참여현황, 제품별기업참여업체동향른전략제품후보군제시현황파악 기술특허 기술동향 기술개발역량 상위출원기업및대표기술 / 제품파악 출원기업의활동도분석으로기술개발수준파악 기술수준이높은특허기술내용파악 분석결과를근거로전략제품후보군도출 특허기술수준및대표기술에따른전략제품후보군도출 공급망기반일부분야는그룹핑을통해재분류한분야내용을전략제품으로선정하고, 그외의분야는언급된도출방안을활용하여도출함. - 도출된후보군은전략분야전문가그룹을활용하여선정기준에따라평가하며, 부가적으로전략적중요도를고려하여최종제품을도출함. [ 전략제품후보군도출프로세스의예 ( 풍력분야 )] 전략분야 풍력 2010년 2011년 제품후보군 선정된선정위원회특허분석시장분석문헌분석제품후보군제품후보군조정 타워, 기초 타워, 기초 풍력원동기의구성풍력발전시요소또는부속품스템부품 타워 타워, 기초 타워, 기초 블레이드 블레이드 풍력발전기의블레중형풍력블레이드 / 구동기초블레이드이드시스템제어계 주베어링 풍력원동기의제어 대형풍력발전기및전력블레이드주베어링기스템변환 / 연계 로터허브및소형풍력로터허브및소형풍력시스템풍력발전시스템주베어링낫셀베드발전기낫셀베드 / 풍력계측 요우및피치구동계 발전기 발전기및전력변환 / 연계 풍력발전용터비 롤러베어링 로터허브및낫셀베드 요우및피치구동계 요우및피치구동계 발전기 수출주도형 ( 중형 ) 시스템 대형풍력시스템 대형인버터파워서플라이발전기대형인버터해상풍력시스템 소형풍력발전시스템 수출주도형육상풍력시스템대형풍력발전시스템 대단지용해상풍력시스템 소형풍력시스템 / 풍력계측 풍력발전용동력전달장치 대형인버터 소형풍력발전시스템 풍력계측장비 소형풍력발전시스템 수출주도형육상풍력시스템대형풍력발전시스템 대단지용해상풍력시스템 풍력계측장비 풍력계측장비

44 중소기업통합기술로드맵 3) 전략제품선정기준및선정결과 가 ) 선정기준 전략제품선정분과위원회에서성장성및시장규모, 기술성및기술개발역량등을감안하여선정 전략제품선정 2step의프로세스 : 1st RFC(Red Flaf Check) 를통한스크리닝결과를시장, 기술기반의 2nd Matrix 분석및중소기업전략적중요도를고려하여 135개의전략제품선정 - RFC(Red Flag Check) 에의한 Negative Screening : 전문가들의합의에의해중소기업적합성이떨어지거나, 시장성, 기술성매우낮은제품이있는경우, 우선적으로제외 - RFC 이후매트릭스분석을통한 2단계스크리닝과정을거침 - 시장현황분석을참조하여시장성장성 / 시장규모 (1st Screening by Market Prospects) 를고려하여스크리닝 - 1차시장스크리닝결과를대상으로현황분석의특허, 기술분석을참조하여기술적고도성 / 기술개발역량 (2nd Screening by Technological Attainability) 을고려하여스크리닝 - 전략적중요도 : 분과위결과를종합하여결과내용에따라조정적용 [ 전략제품선정지표 ] 전략제품후보 A 시장규모 시장성기술성중소기업적합성 시장성장성 무역현황 기술수준 ( 기술적고도성 ) 기술개발역량 ( 특허수 ) 중소기업수 중소기업집중도 B C D 각전략분야별전략제품선정위원회의협의및평가를통해선정 - 예를들면, 풍력의경우, 중소기업적합성스크리닝작업을통하여 타워, 기초 (Foundation), 블레이드 / 구동제어계, 발전기및전력변환 / 연계, 소형풍력시스템 / 풍력계측 의제품이최종전략제품으로선정

45 요약 [ 전략제품선정의예 ] 나 ) 선정결과 31대세부전략분야에서총 135개의전략제품선정 년선정된전략제품과비교할때 55개의전략제품이신규로도출되었고 28 개가수정되었으며, 52개는그대로유지되었음 년기반으로 30~40% 의신규도출을계획하였으나, 초기계획에비하여 61.5%( 신규 40.7%, 수정 20.7%) 가변경되는결과가도출되었음 년의경우 26개전략분야에서 112개전략제품선정되었음 [ 전략제품선정결과 ] 신규 수정 유지 합계 녹색 첨단 제조 합계 전략제품검토위원회를통해서전분야의전략제품에대하여전문가에게재의견을요청하여전략제품의레벨링, 중복여부를조정하고, 재명명하는프로세스를진행 - 최종 138개의전략제품도출

46 중소기업통합기술로드맵 다. 전략제품현황분석 1) 전략제품구성요소파악 전략제품을구성하는구성요소 ( 부품 소재 ) 를파악 각구성요소별로산업동향, 기술 ( 특허 ) 동향, 시장 / 무역동향, 대표기업현황및니즈분석등의현황분석 기술 ( 특허 ) 분석을통해구성요소별공백기술, 기술경쟁력, 기술활동도, 기술독점도, 시장확보지수, 기술수준등을분석 시장 / 무역동향분석을통해각구성요소별시장규모, 시장성장률, 수출입현황, 국산화정도, 수입의존도, 공급망구조, 대표기업현황및기업니즈등을파악 2) 현황분석목차 1. 개요 가. 정의및필요성나. 범위 ( 제품분류관점 ) ( 공급망관점 ) 2. 기술특허분석 가. 기술동향분석 (1) 세계동향 (2) 국내동향 나. 특허지수분석 (1) 기술성숙도분석 (2) 기술진입도분석 다. 중소기업기술적합성분석 3. 산업및시장분석 가. 니즈분석나. 산업특징및구조 (1) 시장현황 / 전망분석 (2) 무역현황분석 4. 요소기술도출 5. 기업니즈조사 가. 기술현황조사나. 공급망 ( 분류 ) 에따른분류 6. 핵심요소기술분석 7. 로드맵작성

47 요약 3) 요소기술도출 특허데이터의 1, 2차데이터마이닝을통한키워드클러스터링결과를바탕으로, 각구성요소별주요요소기술을도출 클러스터링에무관한키워드제거 각키워드의문헌들에나타나는동시출현매트릭스생성 클러스터링군집 - `분석결과중클러스터링이 2개이상인키워드만추출하여 2차클러스터링실시 ( 더이상프로그램이클러스터링할수없는차수까지클러스터링군집반복 ) - 동시출현매트릭스를상관계수를이용하여상관행렬작성 - Pearson계수사용하여연관도분석 - 클러스터링군집 ( 반복 ) 을통하여도출된클러스터링에대하여각클러스터의위치를 2차원공간에표시 특허기반으로도출한요소기술현황 - 기계적도출로인한객관성이확보되나, 현실과의관점차이가확연함 유형 1. 유사기술중복 유형 2. 세부적인기술언급으로상향조정이요구되는기술 유형 3. 특정분야기반기술위주로도출, 다른분야기술은미비 유형 4. 관련한주요기술의누락 보다활용성있는요소기술도출을위하여기존의정량적, 객관성기반의특허데이터마이닝방법에전문가를활용하는정성적인방법을활용하여문제점을보완 기업수요조사를활용하여중소기업적합기술도출 전문가를활용하여누락기술에대한보완 4) 특허지수분석 구성요소별공백기술도출 구성요소의핵심출원인별특허현황을분석함으로써집중적인기술개발이이루어진역점분야와상대적으로미개발분야인공백기술을파악

48 중소기업통합기술로드맵 - 핵심출원인별역점분야에대한보유특허의추이를분석함으로써시장에서의경제적타당성과정부지원의적합성을분석 - 추후기술개발시공백기술분야는경제적타당성과정부지원의적합성을가늠할수있는분석자료로활용 구성요소별기술활동도분석 기술활동도는특정출원인의전체특허건수대비특정기술분야에서차지하는비율을나타내며값이 1보다크면기술적비교우위에있으며, 1보다작으면비교열위에있다고해석됨. 기술활동도산출방식 : ( 특정기술분야출원인건수 / 특정기술분야특허건수 )/ ( 출원인전체건수 / 전체특허출원건수 ) 특정출원인의활동정도를분석하여국내의기술역량수준파악 구성요소별기술수준분석 현재영향지수 (Current Impact Index, CII) - 기술의현재기술적영햑력을측정 - 특정주체의과거기술혁신성과가현재시점에미치고있는기술적영향력에대한정보제공 기술경쟁력지수 (Technology Strength, TS) - 특정한국가또는기관의기술적역량을측정 - 개별기술성과들의평균적수준과기술성과에대한양적인측면이모두고려된기술역량에대한정보를제공 기술확보지수 : ( 구성요소별패밀리특허수 / 구성요소별특허건수 ) / ( 전략제품별패밀리특허수 / 전략제품별특허건수 ) 기술독점지수

49 요약 5) 무역현황분석 관련한전략제품의시장규모분석에활용하며, 또한, 제품별무역특화정도를파악하여, 특징을파악할수있음. 무역환경분석은전략제품별글로벌관점에서 HS Code 6단위분석과국내관점에서 HS Code 10단위를기준으로병행하여분석 수 출입규모및성장률 ( 수입의존도, 국산화정도 ) 등의정량화된수치분석과문헌및전문가를활용한조사를추진하여무역환경조사및현황파악 6) 기업니즈조사 도출된전략제품별요소기술을기반으로기업의연구개발수요를파악함 - 관련하여전략제품별국내중소기업의기술수준및공급망에서의포지션파악등부가질의수행 - 조사기간 : 2011년 11월 15일부터 12월 31일 - 조사방법 : 인터넷및유선조사를기본으로방문조사병행 - 조사대상모집단 : 약 41,000여기업 7) 핵심요소기술선정 도출된요소기술과기술 시장 무역동향분석및기업니즈조사결과를기반으로핵심요소기술선정위원회를통하여중소기업에적합한핵심기술선정 전략제품 요소기술 추천여부 기술경쟁력 기술성 (10) 시장성 (15) 기술수준 시장규모 무역현황 시장성장성 중소기업성합계 (10) 공급망분석 기업니즈분석 정책부합성 (5) 선정여부 (40) 요소기술 A 전문가 요소기술 B 특허 전략제품 요소기술 C 요소기술 D 니즈전문가 요소기술 E 특허

50 중소기업통합기술로드맵 8) 핵심요소기술선정결과 총 1,097 개의핵심요소기술이선정됨 9) 기술로드맵수립 기술로드맵기획위원회에서는선정된핵심기술별기술개발소요기간, 기술개발비용, 연도별개발목표, 최종개발목표등을고려하여, 전략제품별핵심기술에대한기술로드맵을기획 [ 선정된핵심요소기술에대한연구목표 ] 구성요소 핵심요소기술 기술요구사항 개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 최종목표 3. 향후계획 녹색기술, 첨단융합, 제조기반기술등미래중점분야에대한중소기업의기술개발지침으로활용 작성된기술로드맵의공개 배포를통해분야별기술 시장동향및중기청 R&D 방향성을제시 기술로드맵을통해유망기술과제를도출하여중기청기술개발사업의 2011년도선도과제로활용

51 요약 B 전략분야선정 풍력 화석연료고갈에대비한에너지원의다변화와국제기후변화협약등국제적인환경규제에능동적으로대처하기위한미래에너지기술개발이필요한현시점에서풍력기술은친환경신재생에너지기술의핵심으로서인식되고있음. 특히풍력발전기술은우리나라의자동차, 조선기술력을통해쉽게경쟁력을확보할수있는영역이며, 국산제품의개발과시스템개발기술의기본기술은확보하였으나, 부품개발및설계원천기술의확보에는부족한실정임이반영됨. 태양전지 / 태양광 태양광발전은화석연료를대체할대표적인신재생에너지분야로미국 일본 독일 중국등주요국들은관련기술과시장을선점하기위해집중적인투자를지속하고있음. 태양광발전시장은지난 10년간 40% 이상의평균성장률을보이며빠르게성장하고있는가운데국내에서는많은중소기업들이참여하고있음. 태양전지 태양광발전분야는태양으로부터공급되는빛에너지를전기에너지로변환하는태양전지와이와관련된소재 / 모듈 / 장치 / 시스템산업을포함함. 태양전지는재료에따라결정형실리콘태양전지, 무기물박막태양전지, 염료감응형 / 유기물태양전지로구분됨. 수소연료전지 화석에너지의고갈시점은명확치않지만, 가격은점차오를것이고, 반면에수소에너지는기술개발이진행될수록가격이낮아질것이기때문에, 일부수소연료전지에대한비관론에도불구하고선정되는것임. 일반적인전기발전시스템에서는화학반응에너지를열에너지로, 이를다시운동에너지로바꾼후전기에너지를만듦. 그러나연료전지는화학반응에너지를바로전기에너지로전환하는것임. 그래서자동차의경우를예를들면, 가솔린엔진효율은 16% 이지만연료전지자동차의경우 36% 이며, 향후 40% 에이를것임. 또한 NOx SOx 등의오염물질도배출하지않고단지물만을배출하게됨

52 중소기업통합기술로드맵 따라서, 수소경제시대에국내생산인프라구축으로수출산업의전략적육성에기여가능할뿐아니라, 미래원천에너지기술보유, 에너지종속국탈피및국가에너지안보강화에기여가능한점이인정됨. 바이오매스에너지 2020년기준으로수송부문연료수요년 5% 증가, 수송부문바이오연료점유율 10% 가정시연간 3,650만톤의 CO 2 절감효과가예상되며, 특히비식용원료기반바이오연료생산기술확보가요구됨. 바이오매스에대한연구개발은앞으로도전세계적으로지속될것이며, 향후 5~10년을기점으로바이오매스산업은급격히성장할것으로전망되고있음. 바이오매스에너지는바이오매스자원을에너지로전환 이용하는방법을통칭함. 방식으로는직접연소, 열분해하거나가스화하여숯이나가연성가스등을얻는열화학적방법및혐기성발효를이용한생물학적방법으로대별할수있음. 제품으로는바이오가솔린, 바이오디젤, 바이오매스가스화로구성됨. 차세대조명 /LED LED 조명은기존조명에비해에너지절감및 CO 2 배출저감효과가뛰어난친환경차세대조명으로, 일반조명분야는물론디스플레이, 수송기기, 전자기기를비롯한다양한분야에서신산업창출가능성이매우높음. 현재많은중소기업들이 LED 조명사업에참여하고있으며, 일반조명의민간시장개화를앞두고다양한기술혁신이요구되는산업임. LED 조명은전류가흐르면빛을발산하는화합물반도체소자인 LED를이용하여제작한조명을말하며, 백열등 형광등과같은기존조명을대체할차세대조명으로각광받고있음. 차세대조명 /LED 분야는 LED 조명을제작하는데필요한소재, 부품, LED 칩 ( 소자 ), 단품패키지광원, 모듈, 조명기기를포함하며, 모듈과조명기기는용도에따라일반조명용, 디스플레이용, 그리고차량, 선박, 전자기기, 의료, 농업등을포함하는특수용으로구분됨

53 요약 그린 IT IT분야의에너지효율향상및절감을위한 IT 산업의그린화와건설, 교통, 전력등의연관산업분야에 IT를활용한에너지효율제고와신산업창출이요구되고있으며, 온실가스감축, 에너지소비감축등세계적인에너지규제와효율규제가강화되고있어중요성이높음 그린IT는 IT분야의그린화와 IT를활용한그린화로, 전원배전, 전력센서, 그린컴퓨팅, 그린모니터, 열원 / 에너지설비, 태양열및지열활용시스템, 스마트배전전력시스템등으로구성됨. 고효율이차전지 이차전지는신재생에너지의저장, 전기자동차의실용화등녹색분야에미치는파급효과가크며, 리튬이차전지시장의우수한국내기술력및시장점유율에비해취약한전지관련부품소재경쟁력을더욱높이는것이필요함. 친환경생산및신소재 친환경공정및신소재기술은생산성증대는물론환경개선효과도동시에추구할수있으며, 또한, 중소기업의환경경영체제확립에큰기여를할것으로기대됨. 폐기물자원에너지 폐기물에너지는청정처리및자원재활용효과가우수한에너지원으로서다른신재생에너지에비하여단기간내에상용화및대량보급이가능한분야로인식되고있음. 상대적으로저렴한비용으로신재생에너지공급의조기성과창출이가능하고, 화석연료대체효과가크고, 온실가스감축의무이행의유력한수단으로평가받고있음. 폐기물에너지화산업은에너지함량이높은가연성폐기물을산업생산활동이나가정생활에필요한에너지로활용하는분야로, 폐기물고형연료, 고분자폐기물의열분해연료유, 가연성폐기물의가스화연료, 소각열을제조하여활용하는데필요한산업임

54 중소기업통합기술로드맵 IT융합 차세대무선통신은각종방식들이 IP를기반으로유선네트워크와통합 연계함으로써유비쿼터스이용환경에서최적조건으로복합멀티미디어서비스를제공하는방향으로발전하고있으며, 이는최근에출현하는대부분의정보통신응용서비스의기반을이루고있어, 더욱다양한응용기술형태로확산되어나타날것으로전망되어도출됨. 차세대센서네트워크그린IT, 녹색성장, 스마트그리드등과같은범정부차원의지원과, 이러한다양한제도에효율성과가시적성과를위해세계적으로센서네트워크를이용한서비스및관련장비산업시장이확대되고있고, 응용분야로주력전통산업군을포함 U-City기반의국토 / 건설, 에너지, 농수산, 보건 / 의료, 국방, 문화 / 관광, 안전, 환경등공공산업에적용가능한유망한서비스로서, 산업별로특화된다수의응용서비스가융합되는분야이며새로운시장창출과함께경쟁우위가가능한산업이므로도출됨. 차세대융합네트워크는융합을통하여방송, 통신, 인터넷간의경계가허물어지고, 산업구조와제도의변화뿐만아니라, 서비스-네트워크-단말기산업의선순환적동반성장으로새로운시장의창출이기대되는산업이기에도출됨. 무선통신은무선전파를이용, 언제 / 어디서나이동중에도사용자에게음성, 데이터, 영상등을제공하는기술로, 3G, 4G(LTE, Mobile WiMAX 등 ), RRH(Remote Radio Head), 펨토셀 (Femto-Cell), WLAN, WPAN 등을주요대상으로함. 센서네트워크는기존센서네트워크의고유기능에 BcN망과의유기적연동을통해모든객체 ( 기기 ) 들이지능적으로정보를수집하여객체간다양한통신방식을활용해응용서비스를자유롭게실시간이용할수있도록하는융합네트워크기술임. 공통플랫폼기술과산업별맞춤형차세대센서네트워크제품들을대상으로하며, 응용분야로국토 / 건설, 에너지, 농수산, 보건 / 의료, 국방, 문화 / 관광, 안전등의분야에서 U-City 서비스를포함함. 융합네트워크는유선기반의차세대정보통신네트워크신기술및제품으로, 크게기존 IP기반의융합네트워크 (NG-PON, 고속무선랜, 차세대 IPTV/DCATV, 양방향DMB, FMC, 양방향위성TV 등 ) 미래인터넷기반의융합네트워크 (Net FPGA, DCN, Open Flow, 차세대트래픽관리기술, 동적자원할당기술 ), 네트워크의보안성, 생존성강화를위한기술및제품개발 ( 지능형통합보안관제기술, 위기조기경보체계, 통합트래픽모니터링기술, 통합서버관리기술, 차세대유해정보탐지및차단기술등 ) 의 3가지측면으로구성됨

55 요약 로봇응용 우리나라의로봇산업성장잠재력은세계최고수준이고, 미래의로봇은 IT, 인지과학, 생물학등과융합되어지식과자율성을갖추어미래생활을획기적으로변화시킬파급효과가지대한신산업으로다양한연관비즈니스창출이가능한 Multi Value Chain형산업으로평가되어민간주도의시장수요창출을위한기회를마련하기위하여도출됨. 외부환경을인식하고, 자율적으로상황을판단및동작하는지능형로봇을이용하여, 교육 문화 의료 실버 국방 건설 해양 농업, 교통등다양한분야에응용하는실용적기술임. 로봇기술의융합을통해타분야의로봇화로파생되는분야를포함하며, 신산업과로봇기반서비스의확대를통한복지, 교육, 문화, 예술등타산업의로봇화를대상으로함 고부가식품 식품산업은 1차산업인농 림 축 수산물산업과연계되어있으며식품으로의적용을통해부가가치를높이고동반성장유도가가능한분야로신성장동력분야로도선정되어있음. 고부가식품이란전통적식품에타기술이융복합되어가치가증폭된식품을의미하며최근의식품안전, 건강및웰빙중시에대한소비트렌드와부합되는식품을의미함. 콘텐츠 SW 콘텐츠는네트워크와기기의고도화및융합과더불어구현기술의발달과함께다양한장르로확산되어가고있으나신규비즈니스창출이가능한분야는기술개발에의한시장선도효과가높은부문으로써게임, 차세대영상 뉴미디어, 가상현실, 융복합콘텐츠등임. - 디지털, 광대역화등기술의발전에의해고품질영상콘텐츠소비가확대될뿐아니라다양한플랫폼과의융합에의해새로운비즈니스가시도되는산업분야임. - 산업구조와제도의변화뿐아니라서비스-네트워크-단말기산업의선순환적동반성장으로새로운시장의창출이기대되는산업임

56 중소기업통합기술로드맵 소프트웨어는컴퓨터및시스템에탑재되어제품및서비스의부가가치를높이고기업과개인의경쟁력을향상시키는핵심기술로국가미래산업경쟁력의원천이며, 기기 서비스 사람을연결하는산업성장엔진임 신소재나노융합 기능성나노소재분야는반도체, 디스플레이, 자동차등국가의핵심전략산업의근간이되는소재산업분야로, 전방산업의지속적인발전과함께향후매우큰성장을보일것으로기대됨. 다양한소재를이용하여다양한용도로활용되므로중소기업들이틈새시장을찾기용이하고, 국가차원에서도선진국과의경쟁에대비하여원천기술확보가중요한상황임. 나노융합복합체는나노구조를다른구조와융합시킨소재로나노소재의특징과안정적인형태를가지고있어단일상나노소재에비해산업적활용이용이한분야임. 자동차산업, 전자산업등세계적인경쟁력을갖추고있는산업분야와개인용품, 주거용품, 나노섬유등산업적수요가큰전방산업분야에쉽게적용이가능하여향후발전가능성이높은분야이며, 국가주력산업과의연계성이강해전략적육성이필요한분야임. 기술적측면에서기존공정기술의큰변화없이제조가가능하여중소기업의접근성이높음. 기능성나노소재는소재의크기가나노미터수준으로작아지면서기존의벌크소재와다른독특한기능을발휘하는소재를말하며, 단일조성의물질로구성된나노원소재분야에해당됨. 기능성나노소재는소재의조성과구조를중심으로분류하여탄소나노소재, 금속나노소재, 산화물나노소재, 다공성나노소재를포함하며, 추가적으로고분자나노소재와반도체나노소재인양자점등의기타나노소재도포함함. 나노융합복합체는적어도 1종이상의나노소재를포함하며 2상 ( 相 ) 이상의복합적인구조를이루고있는안정적인나노소재로나노-나노, 나노-미크론등다차원의융합구조를가지고있음. 기능상으로는나노소재가가지고있는우수하고독창적인특성을가지고있으며, 그자체로산업적활용이어려운문제를해결할수있는수단을제공하고있음. 형태별로는복합유체, 나노코팅, 나노필름, 멤브레인, 벌크복합체등으로구분이됨

57 요약 바이오 ( 바이오의약품 ) 의약품산업은대표적인기술 지식집약형산업으로고부가가치산업에해당되며최근기존화학합성의약품에비해부작용이적은반면, 제품가격은높으며표적치료가가능한바이오의약품으로시장이전환되고있음. 바이오의약품분야는생물체의기능및정보를활용하여질병을치료하는개념의바이오의약품중유전자재조합의약품, 바이오합성의약품, 백신, 천연물의약품등을포함하며, 바이오의약품은아니나, 기존합성물기반의제약산업에대한분야가따로선정되어있지않아, 약물전달기술등을활용한차세대의약품개념의개량신약을포함함. ( 바이오자원, 신소재및장기 ) 생명공학과생물소재공학에그기초를두고있으나생물의학, 생물화학, 생물환경, 생물에너지및자원, 생물농업및해양, 생물공정및생물학적검정및측정시스템에활용이가능하여, 공학 의학 에너지 환경등과같은광범위한분야에걸쳐파급효과가큼. 바이오자원, 신소재및장기분야는생물체내의유용물질및정보를활용하는바이오신소재와생물체및조직과같은생물구성체를사용하는바이오자원으로구성되며바이오자원중생물체조직을활용하는장기를포함 - 바이오신소재중의약품소재는바이오의약품개발사항에포함될수밖에없으며, 인공장기분야의세포치료제및조직치료제는의약품으로따로분류되어허가되고있으므로바이오의약품전략분야부분에해당되어제외하였음. 바이오신소재중바이오플라스틱, 바이오환경, 바이오에너지, 바이오매스는녹색전략분야에따로전략분야로설정되어있으며바이오자원을활용한바이오마커등은메디바이오진단전략분야에, 바이오신소재중기능성식품소재는고부가식품분야에포함되므로제외함. ( 메디바이오진단시스템 ) 의료진단의방향이조기진단, 치료와동반된진단기술을요구하는방향으로진행되고있음. 또한, 적극적인진단을통하여의료비절감및국민건강증진에크게기여할것으로기대되어경제적, 사회적필요성이높은분야임

58 중소기업통합기술로드맵 메디-바이오진단시스템은질환및건강관련신체지표와인체위해물질을신속하게측정하고진단할수있는바이오기반의측정시스템을의미하며진단킷, 바이오칩, 바이오센서, 측정시스템등을포함. ( 첨단영상진단기기 ) 최근영상진단기기분야는디지털화, 저선량화, 고해상도, 융 ( 복 ) 합화추세에있으며세계시장선도제품군으로수요시장이급성장하고있음 첨단영상진단기기는외과적인방법을사용하지않고인체내부의조직이나기관을포함하여의학적으로유용한생체정보를비침습적인 (non-invasive) 방법으로영상화하여진단이나치료에응용하는모든관련기기를총칭함. ( 고령친화의료기기 ) 인구고령화, 만성질환자증가및건강관리에대한관심의급증으로질병의예방및건강관리서비스에대한수요가급증하고있으며고령친화산업을통해신규수요를창출함으로써차세대성장동력으로전환할수있음. 고령친화의료기기는고령자또는신체허약자에게독립적인일상생활활동권을확보케함으로써삶의질과생산성을향상시킬수있는의료기기임. 다만, 고령친화의료기기중분자진단기기는메디바이오진단분야에포함되고영상진단기기는별도로분야가지정되어있으므로제외함. 6 대제조기반 주조, 금형, 용접등 6대제조기반산업 ( 뿌리산업 ) 은부품을완제품으로생산하는기초공정산업으로새로운성장동력산업을견인하는핵심산업임. - 주력산업의부품, 소재의최종품질과생산성을결정하는중요한기술임. - 산업주조, 인재, 기술제약을극복하고전통제조업및신성장동력선도를위해서는제조기반뿌리산업경쟁력강화가필요함 6대제조기반산업은특성상산업의전후방연관효과가크고중소기업비중이매우크기때문에, 서민경제의육성을위해결코포기할수없는전략산업임

59 요약 금형은일반기계, 수송기계, 전기 전자제품, 반도체, 통신기기, 산업기계, 정밀기계, 광학기기, 생활용품등각종공산품을대량생산하는필수도구이자수단으로서핵심기반산업임. 국가기반산업의근간을이루는금형분야는 국가주력제품군의고부가가치화 를위한최후의수단으로新시장창출을위한미세화및정밀화, 생산성과신뢰성향상을위한융 복합화추세로진행되고있음. 주조는자동차, 조선, 공작기계등전통산업뿐만아니라 IT 산업분야등핵심부품의대량, 혹은다품종소량생산하는필수기술로핵심기반산업임. 자동차, 전기전자, 선박, 산업기계등의전통산업뿐만아니라기계및전자제어부분의급속한기술발달로, 신재생에너지 / 풍력발전산업, 핵환경 / 핵폐기물저장산업, LED산업, 해수담수 / 거대설비산업등의신성장산업에서의주조기술의중요성은더욱커지고있음. 소성공정은고생산성생산방식이면서또한제품의품질고급화가가능하며다른제조공정으로대체곤란한고기능, 고품질부품의생산방식에최적의공정임. 최근기존공정의고도화및복합화, IT/NT 등의신기술분야와의융합에따른제품의고기능화, 고품질화및고부가가치화의추세에따른신기술이요구됨. 가공은고정밀, 고기능, 미세화등고부가가치제품생산기술로전환하는추세에필수적으로필요한기술임. 기술의첨단화에따른정보통신, 자동차등의수요산업과긴밀한기술적도약이필요한기술이며, 특히저탄소친환경공정을위해지속적인개발이요구되는기술분야임. 용접은주력기간산업과성장동력산업및기초소재, 부품산업에서긴밀히연결된산업으로서산업연계상중요한위치를차지하며, 산업의전후방연관효과가크고국가경쟁력을좌우하는국가기간산업임. 첨단기술과접목하여미래수요를창출할수있는고부가가치산업임. 열처리는소재, 자동차, 공작기계, 금형및공구등의기계공업과관련된제품의생산공정에포함되는있는기술로서제품의성능과직결되며, 제품및부품의고기능화역할을하는산업기반의핵심기술임. 자동차, 기계부품의사용조건이가혹해짐으로요구품질과내구성향상의요구가있음. 이로인해소재의변경이나표면특성의중요성이주목되면서표면경화기술, 코팅기술및이두가지기술의복합화가급속히발전중임

60 중소기업통합기술로드맵 표면처리는일반장식용액서사리에서부터현재국가의주요수출산업인자동차분야, 반도체분야및전자분야는물론향후미래주도산업으로주목되는항공우주산업에이르기까지주요핵심부품에광범위하게응용되는분야로서산업핵심기술분야임. 부품 / 소재및제품의성능과품질가치를최종결정하는핵심생산기반기술로서전후방산업과기술, 상품, 수출경쟁력등관련산업과의연계성이매우크며, 제품경쟁력강화에필수적인기술임. 화학소재공정 화학소재공정산업은일상생활용품으로부터자동차, 정보, 전자산업등에기초소재및핵심소재를공급하는핵심기반산업이며, ITㆍBTㆍNTㆍETㆍST 등미래성장동력발전에견인차역할을수행하는국가기간산업임. 특히, 타산업에핵심소재및부자재를다품종소량생산방식에의해공급하므로, 관련산업의고기능화, 고부가가치화에기여. - 전후방연관산업에핵심소재를제공하기에생활밀착형산업이며, 신상품개발등미래지속성장이가능한발전사업임

61 요약 C 전략분야현황분석 1. 풍력 개요 풍력기술은풍력발전시스템의설계, 제작등직접기술분야와풍력자원조사, 분석을위한계측장비, 풍력응용기술등간접기술분야로구분 주요제품은회전자, 허브등기계동력시스템, 발전기등전기시스템, 피치 요제어등제어시스템및기타시스템으로구성 산업현황 산업계니즈는초대형화, 이차적환경문제 ( 소음, 경관훼손등 ) 해결, 안정적 효율적계통연계로요약 최근에는자국시장수요기반의해외대형제조사가시장을주도하고있으며, 주요생산업체들이부품부터완제품까지수직계열화하는추세 시장분석 세계시장은 2050년까지최대 3,000GW에달하는시장이형성될것으로예상되며, 향후 5년간연평균 19% 수준의성장이전망 * 세계및국내시장규모 : (2011년) 117.6조원, 2,880 억원 (2015년) 172.9조원, 5,281 억원 기술수준은선진국대비 70~90% 수준이며, 수입의존도도부품에따라 8~93% 로편차가극심 * 단지개발, 타워, 축구동계부분은거의국제적수준이나, 블레이드, 운용및유지보수, 복합연계기술등은국제수준과상당한격차존재 중소기업은주로부품 소재분야에집중되어있으며, 발전기등완성품은대기업중심으로공급망이구성

62 중소기업통합기술로드맵 2. 태양전지 / 태양광 개요 태양전지는태양광을전기에너지로변환하는반도체기반소자로, 관련전방산업인소재, 원료, 장비, 공정설비산업과후방산업인모듈, 전력변환및발전시스템등이태양전지 태양광발전분야에포함됨. 태양전지는태양전지제조에사용되는재료에따라결정형실리콘태양전지, 무기물박막태양전지, 염료감응형 / 유기물태양전지로구분됨. 산업현황 CO 2 과잉발생에따른기후이변, 고유가로인한대체에너지수요급증, 각국정부의적극적인산업육성의지등에힘입어태양광발전시장은지속적인급성장을보이고있음. 한국은반도체, 디스플레이등의유사분야에서세계일류기술력을확보하고있으나해외선진기업들의기술선점, 국내시장에대한불확실성이여전히존재하는상황임. 시장분석 세계태양전지시장규모는 2009년 49조원에서연평균 30% 의급성장을보이며 2015년에 179조원규모에이를것으로전망되며, 그중결정형실리콘태양전지가전체의 85% 이상을점유하고있음. 중국, 일본, 미국, 독일등주요국의 10개기업이전세계발전량의 45% 이상을차지하고있으며, 최근특히중국업체들의약진이두드러짐. 국내중소기업들은주로태양전지공정소재, 모듈, 시스템, 장비및설비분야에집중되어있으며, 원료와소재부분은취약한상태임

63 요약 3. 수소연료전지 개요 연료 ( 수소, 메탄올, 석탄, 천연가스, 석유, 바이오매스가스, 매립지가스등 ) 의화학에너지를전기화학반응에의해전기에너지로직접변환하는발전장치로서, 높은발전효율그리고공해물질배출을줄이면서전기와열을동시에생산하는기술임. 연료전지는작동온도에따라고온형 (MCFC, SOFC), 저온형 (PEMFC, DMFC 등 ) 으로구분되며, 구성요소소재, 스택, 전기적 기계적주변장치등으로구성 - 주요제품 : 스마트폰, 노트북등 IT용전원과, 전동공구, 소형가전 ( 진공청소기, 프로젝터등 ), 비상용 Back-up 전원등 산업현황 용량증가에따라부피와무게가늘어나는기존배터리의한계극복을위한대안으로연료전지가부각되고있음. - 민수용뿐아니라군용장비를위한휴대전력으로도수요가증가 내구성확보를위한재료및디자인설계가상용화의핵심 시장분석 세계각국의녹색성장전략이본격추진됨에따라건물용, 발전용, 수송용등다양한분야에서연료전지의시장진입및확대가가시화되고있음. 비상전원, 군사용을제외한 IT기기용시장은형성되지않았으나, 2015년까지약 14.6억달러규모의세계시장형성될전망. 2015년국내시장규모는약 1.5억달러로예상 한국, 일본, 대만등에서는스마트폰, 노트북, 노트패드등 IT 분야적용을위한기술개발이중점적으로추진중임. 중소기업은주로 MEA( 셀소재 ), 분리판, M-BOP( 기계적주변장치 ), 성능평가설비등에진출요망

64 중소기업통합기술로드맵 4. 바이오매스에너지 개요 전분질계 ( 곡물, 감자류 ), 셀룰로오스계 ( 임목, 볏짚, 왕겨 ), 당질계 ( 사탕수수, 사탕무우 ), 단백질계 ( 가축분뇨 ) 등의자원을에너지로전환 이용하는방법을통칭 세부품목으로는바이오에탄올, 바이오디젤, 바이오가스, 바이오매스파워플랜트등으로구성 산업현황 석유제품과의가격경쟁력확보를위한저가격 고효율화가상업화의핵심요인 바이오디젤의경우전세계로보급이확대되고있으며, 독일 미국 ( 일부주 ) 브라질등일부국가에서는사용을의무화 시장분석 세계시장은연평균 11% 이상의성장률을보이며 2015년 409억달러로전망되며, 국내시장은 2015년 7,600억원규모로추정 - 향후 5~10년을기점으로급격한성장이전망 바이오디젤시장은전체디젤유의 2% 수준 ( 약 40만톤 ) 이며, 원료의원활한공급을위해동남아등지에공장 부지를확보 바이오매스가스화및액체연료화기술은대기업중심으로검토되고있으며, 중소기업은바이오오일, 바이오에탄올제조등에진입가능 - 현재바이오매스생산공정 제품화부분에일부중소기업이진출하여대기업과경쟁중

65 요약 5. 차세대조명 /LED 개요 LED 조명은기존조명에비해고효율, 친환경, 장수명, 광특성제어용이, 다양한디자인가능등의여러가지장점을지녀일반조명, 디스플레이, 수송기기, 전자기기, 의료, 농업등다양한분야에널리활용되고있음. LED 조명산업은공급망에따라 LED 소재, LED 광원, 모듈및조명기구를포함하며, 용도에따라일반조명용, 디스플레이용, 특수용으로구분할수있음. 산업현황 CTR이후 LCD TV의시장장악, 일반조명에대한사람들의인식변화, 에너지절약을위한각국정부의적극적인보급정책, 활용분야의다각화등에힘입어 LED 조명에대한수요는지속적으로증대될것으로예상 - 고효율, 고방열등에대한기술혁신을통해기존조명에대한가격경쟁력을확보해야함. 500개이상의중소기업이참여하고있는가운데, 최근에글로벌조명기업과국내대기업들이국내시장에참여하고있어가격경쟁력과기술경쟁력을갖추지못한영세한중소기업들에게향후많은어려움이예상됨 시장분석 세계시장규모는 2009년 263억달러에서연평균 21.5% 의급성장을보이며 2015년에 988억달러규모에이를것으로전망됨. LED 소재와 LED 광원에대한원천기술을글로벌조명기업들이선점하고있어기술장벽이높은상태이고, 국내중소기업들은대부분조명기기및등기구부분에참여하고있음

66 중소기업통합기술로드맵 6. 그린 IT 개요 그린 IT는녹색 (Green) 과정보기술 (IT) 의합성어로, IT 부문의친환경활동 과 IT를활용한친환경활동 을포괄 - 에너지소비량증가와기후변화등글로벌이슈로인해, IT 부문의에너지절감및효율제고, 산업분야의온실가스배출감소활동을뜻하는용어로주로사용 산업현황 전세계적인녹색정책추진으로경제성장과고용효과가큰 IT산업의저전력 고효율화를중심으로추진중이며타산업의효율성향상과에너지절감에기여하여다양한분야에접목되어산업다각화가전개중 - IT분야의부품소재, 모듈산업중심의자체성장과 SW/ 콘텐트, 시스템 / 기기, 네트워크산업, 응용서비스기반산업서비스분야등으로확장 전력, 교통, 건설, 환경분야등타산업의인프라, 기초기술로 S/W 및 IT 서비스산업이꾸준히활성화됨에따라, 그린 IT의성장기회가확대 시장분석 그린 IT는연평균약 58% 의성장이기대되며, 특히한국은그린 IT에대한고객수요가급증할것으로전망 - 세계시장규모 : (2008년 ) 4.7억달러 (2014년 ) 46.4억달러 대규모데이터센터및인터넷포탈등에서에너지절감 IT 기술도입이확대되는추세 년까지국내 IDC 전력사용량 20% 절감 ( 연간 690억원 ), 세계컴퓨팅시장 10% 점유 ( 연 6,000억원 ) 전망 국내중소기업은환경모니터링센서 부품, 전력 /UPS 장치부품, BEMS 등 IT 기기부품제조업에주로참여하며이를기반으로한 SW, 응용서비스분야에서건설, 교통, 전력부문에진출

67 요약 7. 고효율이차전지 개요 이차전지기술은전기에너지를화학에너지의형태로저장하였다사용할수있는에너지저장기술을의미하며, 기술구분에따라핵심전극소재및전해질원천기술, 요소기술및제조기술, 소재이외의부품관련기술로분류할수있으며적용용도에따라서는소형, 중형, 대형에너지저장시스템으로구분이가능함. 양극, 음극, 전해질, 분리막이 4대핵심소재로, 이외에캔, 외장재, 전극단자등으로구성됨. 산업현황 이차전지는전후방산업에큰영향을미치며, 특히전방산업의핵심부품으로서이차전지개발여부가전방산업존폐에영향을미침. 후방산업인부품소재및생산설비산업의동반성장이요구됨. 전지제조는삼성 SDI, LG 화학등대기업이주로담당하며, 중소기업은이들이요구하는부품과소재공급에주력하고있음. - 국내중소기업은양극, 음극, 전해질, 분리막등다양한분야에고르게분포하고있으나, 경쟁력있는기업은양극소재에집중되어있음. 시장분석 세계시장은 2008년 300억달러에서 2015년에는 818억달러로연평균 15% 의성장률을보일것으로전망 - 특히, 중대형시장은 2008년 3억달러에서 2015년 197억달러로연평균 82% 의급격한성장이예측됨. 국내시장은세계시장의약 10% 로, 2015년약 1조원규모로추정 한국기업은리튬이차전지분야에서삼성 SDI와 LG 화학을중심으로세계 2위의점유율을보임. - 중소기업의주사업영역인부품 소재분야경쟁력은매우취약하나, 양극소재에서는세계시장점유율을확보 ( 한국유미코아 19%, L&F 신소재 8% 등 )

68 중소기업통합기술로드맵 8. 친환경생산신소재 개요 친환경공정기술 (Green Process) 및이를기반으로친환경 two 기술개발을통한신소재생산을의미 - 친환경공정은원료, 소재, 생산, 수송, 사용, 재활용, 폐기등제품의전과정에있어서자원효율성을극대화함으로써환경부하를최소화시켜에너지효율을향상시키는소재, 공정, 제품및재활용에대한선순환기술임. - 신소재산업은생산 소비 폐기의전과정에서환경오염을저감하고자연자원과유해물질의사용을최소화하는제품및서비스를제공하는기술을바탕으로환경친화형, 자연순환형소재및제품을생산하는산업임. 산업현황 친환경공정기술및신소재생산기술등전반적인분야에서 IT, NT, ET, BT 산업과유기적으로영향을미치는구조를가지고있으나, 기술력은전반적으로낮음. 친환경제품기술분야는미국과일본이최고기술보유국이며, 세계적수준의국내인력인프라는다소부족하여해당분야의전문인력양산이필요함. 우리나라관련개발업체의수는중소기업및벤처기업이많으나, 대기업인삼성, LG, 삼성, 포스코등대기업중심으로이루고있음. 시장분석 친환경관련시장은최근에급속히커지고있으며, 국내시장규모는 2009년 16조원으로추정 - 세계시장규모 : (2007년 ) 159억달러 (2030년) 7,160억달러 ( 연평균 18% 성장 ) 국내중소기업은자원재순환, 환경독성물질대체기술등의분야에진출하고있으나, 전반적인참여는미흡 - 전체업체수의 5% 를차지하는기업매출액 5,000억원이상의대기업 42개사가전체환경마크시장의 83% 를차지하는것으로나타남

69 요약 9. 폐기물자원에너지 개요 폐기물자원에너지화기술은폐기물자원화기술과폐기물에너지화기술로분리가능 - 폐기물에너지화기술이란에너지함량이높은가연성폐기물을산업생산활동이나가정생활에필요한에너지로활용하는기술로, - 폐기물에너지는크게폐기물고형연료, 고분자폐기물의열분해연료유, 가연성페기물의가스화연료, 소각열등으로구분 - 폐기물자원화는 친환경생산 신소재 " 에서다루고있으므로범위에서제외 산업현황 다른신재생에너지에비해폐기물에너지는단기간내에상용화및대량보급이가능한분야로인식되고있으나, 국내시장만을고려하면규모가다른산업분야에비하여상대적으로협소하여경쟁이심해수출산업화전략이필요 폐기물에너지화산업은다양한폐기물의종류및성상, 복잡한폐기물의발생및처리경로, 폐기물에대한제반규제및기준등으로인하여여러가지특성을가진에너지화이용공정과관련설비들이개발되어산업화된구조를보유 시장분석 국내에서는 2013년의유기성폐기물의해양투기금지, 매립억제정책등으로폐기물에너지화시장의지속적인성장이기대되어, 2020년까지연평균 10% 이상의시장확대가전망 폐기물에너지화분야의제품은세부장치또는단위공정들로구성된시스템설비를통하여생산되고, 소형부터대형까지다양한규모의설비가필요하기때문에중소기업의사업참여와기술개발이필요한분야임. - 경제성확보를위해서는광범위지역에대한폐기물수집과대규모설비가필요하므로대기업의참여가유리하지만, 세부기술및소규모자가설비의시장에서는중소기업의역할이기대됨

70 중소기업통합기술로드맵 10. IT 융합 차세대무선통신 개요 차세대무선통신은무선전파를이용, 이동중에도음성, 영상, 화상, 데이터등을제공하는기술로이동통신과 WLAN, WPAN, WBAN방식등의무선통신으로, 3G 이동통신으로부터차세대 4G 이동통신 (LTE, mobile WiMAX 등 ) 시장으로이전하고있으며, 4G 시스템과단말기에관련한핵심기술과표준화는국제적인대기업들에의하여주도되고있으므로, 국내중소기업기술영역에속하는이동통신기술은이동통신서비스확장용중계기기술과더불어다양한무선데이터장치및서비스와의융복합기술분야가해당됨. 주요제품은 RRH(Remote Radio Head), WLAN( 무선랜 ), 펨토셀 (Femto-Cell) 로구성됨. 산업현황 산업계니즈는 4G 이동통신망구조가 DU(Digital Unit)-RU(Remote Unit) 구조로발전할것으로전망되므로, 기존 3G 망에서기지국을개발, 납품하였던삼성전자, LG-Erricson 등대기업중심의 DU 시장과중계기혹은 Power Amp 등을개발하였던중소기업중심의 RRH 시장으로분리되어발전할것으로전망됨. 차세대무선통신분야는삼성전자, LG전자, SKT, KT, LGT 등대기업이주로담당하며, 칩셋및플랫폼, 시스템단말및애플리케이션, 네트워크관리에집중 * 국내중소기업은관련부품인칩셋및플랫폼분야와시스템단말및애플리케이션분야에대기업과함께분포하고있음. 시장분석 차세대무선통신시장은 RRH, 펨토셀장비, 스마트폰용칩셋, FMC 단말시장을기준으로다음처럼성장할것으로전망 * RRH 세계시장규모 : (2010년) 8.8억달러 (2014년) 18.9억달러 * 펨토셀세계및국내시장규모 : (2012년) 10.2억달러, 612억원 (2014년) 25억달러, 1,469억원

71 요약 * 스마트폰용칩셋세계시장규모 : (2010년) 29억달러 (2015년 ) 66억달러 * FMC 단말세계및국내시장규모 : (2010년) 1조 2,200억원, 420억원 (2015 년 ) 2조 2,000억원, 790억원 중소기업은 RRH 시스템 베이스밴드칩 / 애플리케이션프로세서 /RF 부품등에집중되어있으며, 이런관련시스템및부품들을대기업중심으로공급하는형태의공급망을구성. 차세대센서네트워크 개요 차세대센서네트워크는모든객체 ( 기기 ) 들간지능적정보수집과통신방식활용으로, 응용서비스를자유롭게실시간이용할수있도록하는융합네트워크기술로, 최근에너지절감을최대한증대시키기위해건물공조시스템과가정내에너지소비가과다한디지털기기에 PCT(Programmable Communicating Thermostat) 를적용하여최적의에너지소비를유도하려고함. 주요제품은차세대센서네트워크기술, 차세대센서네트워크응용서비스기술로구성됨. 산업현황 산업계니즈는칩, 노드, 게이트웨이, 소프트웨어및응용서비스등에고루존재하며, 센서노드의광역이동성지원인프라를구출할필요성이커지고있어, 이를활용하여센서네트워크기반융합서비스시장이확대될것으로전망. 차세대센서네트워크분야는 SW와서비스분야에삼성 SDS, KT, LG-CNS, SK C&C, 농심 NDS 등대기업이주로담당하며, 센서노드와네트워크분야를포함하여중소기업이고르게담당하고있음. * 국내중소기업은칩 / 모듈, 센서 / 싱크노드, RFID/USN 기반단말, 싱크노드, 게이트웨이, 네트워킹보안 SW, 미들웨어등에고르게분포하고있음

72 중소기업통합기술로드맵 시장분석 차세대센서네트워크시장은센서네트워크 HW 및서비스시장을기준으로다음처럼성장할것으로전망 * 센서네트워크국내시장규모 : (2011년) 2,012억원 (2015년) 2,025억원 중소기업은센서네트워크게이트웨이, 센세네트워크노드, 센서네트워크 SW 및서비스분야에대기업과함께집중되어있으며, 이런관련부품 소재및시스템들을직접개발하는형태의공급망을구성하고있음. 차세대융합네트워크 개요 차세대융합네트워크는방송, 통신, 인터넷이융합되는유선기반의정보통신네트워크로구분되며, 기술의융합, 네트워크 서비스의융합, 정보의융합등으로특징지어지며, 스마트폰 ( 핸드폰 + 인터넷 PC+ 카메라 ), 디지털홈 (TV-PC-스마트폰연결 ), 유 무선융합 (FMS FMC), 통신망을통한방송서비스 (IPTV, 인터넷TV, JUNE FIMM 서비스등 ), 영상통화 ( 영상 + 음성 ), 원격회의 ( 영상 + 데이터 + 음성 ), 양방향 TV서비스 ( 방송 + 데이터 + 음성 ), 의료 교통 금융 관광 농수산 유통 교육등의기존서비스와모바일 위치정보 ( 증강현실 ) 영상통화 IPTV 등의방송통신서비스와의결합추세임. 주요제품은전송장비, 교환장비, 단말장치, 관리 / 제어, 소자 / 부품, 보안 / 안전네트워크기반의응용제품등으로구성 산업현황 산업계니즈는 IP기반의융합네트워크분야중가입자망제품인스위치, 선로장치, 수동소자 (PON, 접속재 ), 광송수신모듈 ( 칩제외 ) 에대부분중소기업중심으로존재하며, 미래인터넷의경우일부대학및연구소를중심으로연구개발중이지만성공가능성이낮아연구소내의벤처등을통한개발착수가바람직할것으로예상되며, 보안제품의경우정부의 SW분리발주정책에따라독자적인시장이형성되어분야별전문기업이직접납품 /AS함으로써관련기업간의공정한경쟁분위기가조성되고있어시장이확대될것으로전망

73 요약 차세대융합네트워크분야는엑세스망 / 전송망 / 전달망장비, 융합네트워크 / 서비스제어플랫폼에서삼성전자, LG에릭슨, SK C&C, 삼성SDS, LG-CNS, 현대정보기술, KT, SKT 등대기업이주로담당하며, 통신용부품을포함한전분야에서는고르게중소기업들이고르게집중하고있음. * 국내중소기업은통신용부품, 엑세스망 / 전송망 / 전달망장비, 융합네트워크 / 서비스제어플랫폼등에고르게분포하고있음. 시장분석 차세대융합네트워크시장은 IMS(IP Multimedia Subsystem), Mobile IPTV, 유무선통합지원홈플랫폼, 미래인터넷, 보안시장을기준으로다음처럼성장할것으로전망 * IMS 세계및국내시장규모 : (2011 년 ) 3조 2,461억원, 2,140억원 (2014년) 39,922 억원, 2,824억원 * Mobile IPTV 세계및국내시장규모 : (2012년) 75억달러 / (2013 년 ) 494억원 (2017 년 ) 4,746억원 * 유무선통합지원홈플랫폼세계및국내시장규모 : (2010년) 34.3억달러, 1,131억원 (2014 년 ) 312억달러, 1조 2,328억원 * 미래인터넷세계및국내시장규모 : (2016년) 1,180억달러, 70억달러 * 보안세계및국내시장규모 : (2010년) 11조 5,700억원, 1,942억원 (2014년) 17 조 661억원, 3,257억원 중소기업은소자 부품, 전송 교환 단말장치, 관리 제어등에집중되어있으며, 이런관련부품 소재및장비들을대기업중심으로공급하는형태의공급망을구성 11. 로봇응용 개요 로봇응용은복지, 교육, 문화예술등타산업의로봇화를대상으로하며, 개인서비스용, 전문서비스용, 제조업용로봇으로분류 주요제품은라이프케어, 청정생산용첨단제조, 지속가능사회안전, 에듀테인먼트, 고부가의료서비스, 농수산업지원, 교통산업로봇으로구성

74 중소기업통합기술로드맵 산업현황 매출규모 50억원미만중소기업이전체기업중 85.8% 를차지하고, 로봇제품매출액이기업매출액의 80% 이상을차지하는기업은 28.1%, 제조업용로봇 (11.2%), 로봇부품및부분품 (7.7%), 개인서비스용 (6.5%), 전문서비스용 (3.1%) 순으로점유 * 민간주도의시장수요창출역량취약하며, 수요처별맞춤형로봇제품의기획 상품개발 마케팅능력부족 대기업은헬스케어, 노약자지원, 국방, 교육보조등의분야에서제품화를시도중이며, 중소기업은기술력이부족한상황에서완제품제작시도가지속적으로진행 * 대기업은제조로봇에서서비스로봇으로진출모색중, 중소기업은개인서비스로봇에서전문서비스로봇으로진출시도중 시장분석 세계로봇시장은 4년간연평균 42.7%, 국내로봇시장은 2년간 14.8% 성장을지속함. * 세계시장 : (2003 년 ) 5,088 백만달러 (2007년) 10,365백만달러, 국내시장 : (2005년) 5,723억원 (2007년) 7,542억원 세계로봇시장은 2013년 300억달러, 2018년약 1,000억달러시장형성전망 * 이미초기시장성당단계에진입한것으로평가받는제조업용로봇의경우연평균 12% 수준의꾸준한성장기대 국내기업의제조용로봇시장의점유율은 5.7% 수준으로, 일본 (26.6%), 미국 (21.0%) 등외국기업에많이뒤진상황 (2008년기준 ) 중소기업은주로대기업과연계한산업용로봇시장을기반으로개인서비스및전문서비스분야의제품개발추진 12. 고부가식품 개요 고부가식품이란전통적식품에타기술이융복합되어가치가증폭된식품을의미하며최근의식품안전, 건강및웰빙중시에대한소비트렌드와부합하여최근신성장동력산업으로분류됨

75 요약 고부가식품은기능성식품과웰빙전통식품을포함. 산업현황 기능성식품산업의경우국산소재연구개발이부진해수입산소재의존도가 88% 로매우높음. 이에따라선진국유행제품의복사제품생산이많고, 내수위주로산업구조가형성됨. 향후발효식품산업에대한기술개발투자가본격적으로이루어져산업적가치가높은발효미생물종균의국산화가이루어질경우높은부가가치가기대됨. 발효산업분야는장기간의투자와함께전략적, 정책적지원이필요한산업임 시장분석 2008년세계기능성식품시장규모는 2008년 1,697억달러규모에서연평균 15.2% 로성장해 2015년에는 4,576억달러수준으로성장할전망임. 국내건강기능식품시장은수출입을포함하여 2008년약 2조 4,043억원으로추정되며연평균 15.2% 로성장해 2015년 6조 4000억원수준으로성장할전망임. 국내전통발효식품산업의규모는 2008년약 2조원규모로식품산업전체의 2% 에불과하나, 최근의막걸리붐으로인한수출확대, 김치및장류시장의성장으로인해성장가능성이높음. 기능성식품산업은한국인삼공사가 38% 의시장점유율를갖고주도적으로시장을이끌고있음. 최근광동제약, 남양, 종근당, 풀무원등제약회사와식품기업들이건강기능식품시장에참여하고있음. 중소업체는 2011년현재약 40여개제약업체와산지농협등이참여하고있음. 전통식품산업은대체로종업원 10명이하가 60% 이상인영세한규모이며, 김치와장류에서 CJ, 대상, 샘표등이주력기업이며, 전통주나젓갈류, 식초류등은주된대기업없이중소업체들이시장을형성하고있음

76 중소기업통합기술로드맵 13. 콘텐츠 SW 콘텐츠 개요 콘텐츠는네트워크와기기의고도화및융합과더불어구현기술의발달과함께다양한장르로확산되어가고있으나신규비즈니스창출이가능한분야는기술개발에의한시장선도효과가높은부문으로써게임, 차세대영상 뉴미디어, 가상현실, 융복합콘텐츠등임. 차세대영상 뉴미디어는차세대영상 / 애니메이션 CG, 몰입형콘텐츠및디지털시네마, 사용자중심의대화형뉴미디어로구분할수있으며융복합콘텐츠는체감형스포츠콘텐츠, 감성문화콘텐츠, 실감형에듀콘텐츠로구분 산업현황 영상 뉴미디어콘텐츠분야는융복합콘텐츠의핵심기반기술로활용되는산업으로서다른산업에다양하게응용되며시너지효과를창출하는산업임. 융복합콘텐츠분야는 IT융합기반디지털컨버전스핵심산업에해당되며, 융복합콘텐츠서비스는독립적인타산업간의융합을이끌어낼수있는특성을지님. - 여러산업의특징을복합적으로갖고있는응용산업으로 IT 교육 스포츠 의료등다양한전문기술과지식의융합이요구됨. 시장분석 영상뉴미디어분야의세계시장은 2011년 2,410억달러에서연평균 9.8% 의성장률을보이면서 2013년 2,970억달러, 2015년에는 3,854억달러로전망됨. - 융합콘텐츠분야의세계시장은 2011년 1,012억달러에서연평균 9.4% 의성장률로 2013년 1,205억달러, 2015년 1,584억달러에이를것으로전망됨. - 가상현실산업의세계시장은 2003년 460억달러규모이며이후연평균 10% 의성장률을보이는것으로알려져있음. - 게임분야의세계시장은 2011년 1,326억달러에서연평균 5.6% 의성장률로 2013년 1,545억달러, 2015년 1,746억달러에이를것으로전망됨

77 요약 SW 개요 소프트웨어는하드웨어에대응하는개념으로하드웨어를동작시키고, 특정업무를처리할순서와방법을지시하는명령어들의집합인프로그램과프로그램수행에필요한절차, 규칙, 관련문서들을총칭하는개념임 - 기능적측면에서는소프트웨어를인프라시스템소프트웨어와응용소프트웨어로나눌수있음 산업현황 SW는높은부가가치율 취업유발효과, IT산업성장의핵심이되는고부가가치형산업임 - IT 산업은 HW 주도형산업구조에서 SW 주도형산업으로진화하며 SW의부가가치가 HW 부가가치를이미추월함 ( 고비용 고위험형 ) 돌파형 와해성기술에다한공격적투자를통한선제적기술확보는미래시장에서고수익창출 SW산업은자체가고부가가치산업일뿐아니라국가및산업전반의경쟁력을강화하는핵심인프라산업으로동반성장견인형산업이다. - SW는지능화, 다기능화를통한제품및서비스의부가가치를극대화하여첨단산업및전동 / 서비스산업의성장을견인하는全방위산업 시장분석 세계 SW 시장은연평균 8.2% 성장률을보이며, 2008년약 9,903억달러에서 2015 년 17,203억달러로지속적성장하는거대시장으로발전할것으로예상됨 국내 SW 시장은연평균 18.7% 높은성장률을보이며, 2008년약 207억달러에서 2015년약 687억달러를전망하고있으나, 세계시장에서차지하는비중은약 2.3% 정도로낮은수준임

78 중소기업통합기술로드맵 14. 신소재나노융합 기능성나노소재 개요 기능성나노소재분야는기존벌크소재와다른독특하고개선된기능을발휘하기위해제조된나노소재분야를의미하며, 반도체, 디스플레이, 자동차등다양한분야에서특수한기능을발휘하는나노융합소재의원소재분야에해당함. 기능성나노소재는원재료물질과구조를중심으로하여다시탄소나노소재, 금속나노소재, 산화물나노소재, 다공성나노소재, 기타나노소재로구분할수있음. 산업현황 기능성나노소재의많은응용분야가운데전방산업의발전속도가빠르고신규소재에대한수요가많은분야는전자재료분야, 자동차분야의경량고강도소재분야, 그리고친환경소재분야임. - 특히인쇄전자용나노잉크소재, 산화물나노입자기반의다양한필름소재와희소금속대체소재분야는매우빠르게성장할것이며, 경량고강도소재에대한수요도급격히늘어날전망임. 표준화및인증관련제도등인프라구축이요구되며, 원천기술확보와안전성평가와관련된기술적보완노력이필요한상황임. 시장분석 세계시장규모는 2009년 9,326억원에서연평균 35% 의급성장을보이며 2014년에 4.4조원규모에이를것으로전망됨. 탄소나노소재와같이대규모양산시설과투자가필요한분야에는대기업의참여가두드러지나, 많은투자를필요로하지않고다품종고부가가치산업의성격이강한분야는다수의중소기업이참여하고있음

79 요약 나노융합복합체 개요 나노융합복합체분야는나노소재의구조를다른구조와융합하여나노소재의특별한성질을산업적으로활용가능케한소재이며구조상으로는나노-나노, 나노- 미크론등다차원 (multi-scale, multi-dimensional) 의융합구조를가지며기능상으로는나노소재의특성을기반으로하는물성범위를가짐. 나노융합복합체는형태기준으로복합유체, 나노코팅, 나노필름, 멤브레인, 벌크복합체등으로분류할수있음. 산업현황 에너지비용의증가, 환경부담의경감, 새로운기능의제품에대한욕구등이커짐에따라나노소재의특성에기반을둔나노융합복합체에대한니즈가커지고있음. - 특히자동차의경량화를위한경량 고강도소재, 식음료제품의포장재, 전선및내부장식재를위한방염소재, 정전기방지코팅소재등에나노소재가복합체화되어적용되기시작하면서수요가증대되고있음. 나노융합복합체산업분야에참여하고있는업체들은대형공정채택의필요성때문에중견기업이상의규모가많음. 다만, 나노잉크나나노페인트의경우는중소기업들의진출이상대적으로많음. - 연성전자 (flexible electronics) 혹은인쇄전자기술의발전으로나노잉크의수요가증가하고있으며향후산업화진전에따라수요가더욱증대될것임. - 광촉매코팅, 자기정화코팅, 대전방지코팅등나노소재를생활용품이나산업적인용도에적용하는사례가늘어남에따라나노페인트 ( 나노슬러리 ) 의수요역시빠르게늘어나고있음. 시장분석 나노복합체 (nanocomposite) 의세계시장은 2008년 6.2억달러규모였으며 2015년 73 억달러규모로전망됨. 특히자동차, 포장재 ( 식음료 ), 전자제품, 소비재분야가큰몫을차지할것으로전망되며, 우리나라의나노융합복합체유망분야는전자제품, 자동차용부품, 화장품등개인용품, 주거용품, 의류 ( 섬유 ) 등임

80 중소기업통합기술로드맵 현대자동차, 코오롱, LG 등대기업들이나노융합복합체기술을기반으로하는제품개발을추진하고있으나중소 중견기업들과의연계가약함. 나노기술분야의공급망체계구축을위해서는대기업들의적극적참여와중소기업과의연계가필요함. 15. 바이오 바이오의약품 개요 최근의약품은기존화학합성의약품에비해개발기간이짧고, 투자비용도적은반면, 제품가격은높으며표적치료가가능한바이오의약품으로시장이전환되고있으며, 기존대형의약품의특허만료등으로개량신약및복제의약품시장이급속도로확대되고있음. 바이오의약품은생물체의기능및정보를활용하여질병을치료하는의약품으로유전자재조합의약품, 바이오합성의약품, 백신, 천연물의약품등을포함. 바이오의약품은아니나, 기존합성의약품중심의의약품이배제된것을감안하고, 대형의약품에대한변경, 개량을통한개량신약및복제의약품시장이확대되고있으므로이를포함하기로함. 산업현황 기술혁신과소득증대로인해개인별맞춤의료및고급의료에대한수요가급격히증가하고있음. - 유전자치료제, 세포치료제등맞춤형바이오의약품과유전정보에기반을둔조기진단 예방치료기술발전에따른기대효과 기술개발에소요되는고비용및인체실험관련규제가바이오의약품연구를저해하고있음

81 요약 시장분석 바이오의약품세계시장은 2005년 688억달러에서연평균 11.2% 의성장률을보이면서 2010년 1,243억달러규모에이르고있어, 2015년에는 2,112억달러에이를것으로전망됨. 국내바이오의약품시장규모는 2010~2015년연평균 23.8% 의성장률로성장하여 2010년 4,662억원에서 2015년 13,529억원의시장을형성할것으로전망됨. 동아제약, LG생명과학, 녹십자등국내대형제약사들이기존제품시장에서의안정적인수익원을바탕으로꾸준한연구개발투자로바이오의약품제품개발을통한국내바이오의약품시장을이끌고있으나, 연구개발중심으로설립된바이오벤처는상업화가가시화된임상 2, 3상의제품에대한파이프라인을확보하고있어우수한기술력을확보하고있음에도불구하고대부분수익원이부재하여막대한개발비용을감당하기어려워국내대형제약사들과의공동개발협력으로자금지원을받고있음. 바이오의약품분야에참여하고있는중소기업들은모험성이많은벤처기업들과대학교및출연연구소와의연계를통한개발이주를이루고있으며, 벤처기업들의기술개발이산업화로구체화됨에따라대기업의참여가기대되고있음. - 현재참여하고있는중소기업의수는약 20여곳에달하여, 대부분의회사들이 10인이상의작은규모의기술집약형기업들임. 주로중소기업들은바이오의약품개발을위한원료및소재부분의후보물질개발및기술개발에참여하고있으며, 세계적인수준의기술역량을확보하고있음. 바이오자원, 신소재및장기 개요 생명공학과생물소재공학에그기초를두고생물의학, 생물화학, 생물환경, 생물에너지및자원, 생물농업및해양, 생물공정및생물학적검정및측정시스템을포함하여, 공학 의학 에너지 환경등과같은광범위한분야에걸쳐파급효과가큼

82 중소기업통합기술로드맵 바이오자원, 신소재및장기는동물, 식물, 곤충, 미생물을포함한지구상의모든생물을대상으로하여생물체, 생물정보, 생물물질등을이용해제조및가공한제품을포함함. 산업현황 바이오산업은장기간의연구개발기간과대규모투자가요구되는등개발위험도가높은반면, 제품화성공시엄청난고수익을보장해주는특성을보임 BT IT NT 등의기술융합을통한신산업이창출되고있어바이오자원및소재에대한관심이확대되고있음 시장분석 바이오자원, 신소재및장기분야세계시장의규모는연평균 10% 의성장률을보이며 2009년에는 183조원규모에이르고있어, 2015년에는 482조원에이를것으로전망됨. 바이오자원, 신소재및장기분야국내시장은 2007년 2조 8천억원규모이고, 2011 년부터 2015년까지연평균 81% 의성장률을보이면서 9조 7천억원규모에달할것으로보임. 바이오자원및신소재, 장기분야의경우, 상당수의제품이상용화단계이전의연구개발단계이기때문에대학및연구소단계에머물러있는경우가많으며실질적인중소기업참여현황은화장품소재가대부분이며화학소재의경우농업및세제등의분야에소수의업체가참여하고있음. 메디바이오진단시스템 개요 메디-바이오진단시스템은 BT IT NT의융복합기술을통해질환및건강관련신체지표와인체위해물질을신속하게측정하고진단할수있는바이오기반의측정시스템을의미함

83 요약 메디-바이오진단시스템은진단대상물질인바이오마커의형태에따라핵심기반진단시스템, 단백질및항체기반진단시스템및융합기술기반진단시스템을포함하며진단키트, 바이오칩, 의료용바이오센서및자동화측정시스템으로대분류가가능함. 산업현황 노령화, 소득수준향상, 해외의료서비스에대한접근성향상등의환경변화로인해소형화, 간편화기기에대한수요가급속히증가할것으로예상 신종감염성질병의발생으로인하여발병시초동대처가가능한신규진단시장이확대되고있음 시장분석 메디바이오진단시스템세계시장의규모는 2009년 47.5조원에서연평균 9% 의성장률을보이면서성장해 2011년에는 56조원규모에이를것으로추정되며, 2015년에는 79조원에이를것으로전망됨. 2009년국내바이오센서 / 칩을포함하는메디바이오진단시장은약 5,100억원규모이며, 연평균 9% 의성장률을보이면서성장해 2015년약 8,500억원규모에이를것으로전망됨 관련중소기업들은현재전기화학식의혈당센서가가장큰매출을올리고있으며, 다음으로면역크로마토그래피 (immunochromatography) 진단킷, DNA 진단검사등이매출이높은것으로추정됨 - 현재참여하고있는중소기업의수는약 100여곳에달하며, 100억이상의매출을올리는기업이 10곳이상이될것으로추정됨 주로중소기업들은측정기기면에서아직외국의원천기술을크게벗어나지못하고있으나, 최근진단시스템의첨단화및다양화를위한연구개발이활발함

84 중소기업통합기술로드맵 고령친화의료기기 개요 고령친화의료기기는고령자또는신체허약자에게독립적인일상생활활동권을확보케함으로써삶의질과생산성을향상시킬수있는의료기기임. 고령친화의료기기는건강관리의료기기, 질병극복의료기기, 이동및생활지원기기, 개인건강관리기기를포함. 산업현황 경제성장을이끌어온예비고령자들의높은교육수준과소득을바탕으로다양한소비수요가예상되나고령자의인식부족및소비문화미성숙으로수요가현실화되지않았음. 국내고령친화산업은내수기반이취약하여기업이시장진출에소극적이고기술개발에소홀한실정임. 고령친화산업이중소기업적특성을갖고있으나아직은관련중소기업의참여가부진하며이에따라 R&D 투자및전문인력이부족한실정임. 시장분석 고령친화의료기기의세계시장은연평균 8.5% 의성장률을보이고있으며 2010년에는 565억달러규모에이르고있어, 2015년에는 851억달러에이를것으로전망됨. 고령친화의료기기의국내시장은연평균 14.58% 의성장률을보이면서성장해 2010년에는 11,774억원에이르고있어, 2015년까지 2조 3,252억원규모에달할것으로보임. 고령친화의료기기산업은중소기업위주의세분화된소형시장의합으로구성된다는특징을보임. 소품종대량생산 에적합한대기업에비해 다품종소량생산 에적합한중소기업중심의사업으로중소기업은부품 패키지모듈 시스템분야에집중되어있음

85 요약 첨단영상의료기기 개요 첨단영상진단기기는외과적인방법을사용하지않고인체내부의조직이나기관을포함하여의학적으로유용한생체정보를비침습적인 (non-invasive) 방법으로영상화하여진단이나치료에응용하는모든관련기기를총칭함. 첨단영상진단기기는 x-선진단기기와핵의학진단기기를포함하는방사선진단기기와자기공명영상진단기, 초음파촬영기, 광학촬영기를포함하는비방사선진단기기를포함함. 산업현황 최근영상진단기기분야는디지털화, 저선량화, 고해상도, 융 ( 복 ) 합화추세에있으며세계시장선도제품군으로수요시장이급성장하고있음 의료기기시장중영상진단기기는 20% 이상을차지하는큰시장으로기술확보시시장확대가가장큰분야임 아시아경쟁업체의증가와평균원가감소등으로저비용외산제품의구입증가 국내의료기기수요증가로국내산업의규모가커지면서삼성, LG 등국내대기업이의료기기산업진출을적극모색하고있음 시장분석 영상진단기기세계시장은 2009년기준 256억달러로의료기기시장의 22% 를차지하며연평균 8.45% 의높은성장률로성장하여 2015년에는 419억달러에이를것으로전망됨 영상진단기기의국내시장은 2009년 8천억원규모이며연평균 17.9% 의높은성장률을보이며 2015년에는 2조 2천억원규모에달할것으로보임 국내영상진단기기업체들은대부분중소기업들로부품, 시스템위주의제품생산부분에참여하고있으며핵심부품의외국의존도가매우높은실정, 현재핵심부품부분에대한국산화를위한개발이추진되고있음

86 중소기업통합기술로드맵 대제조기반 금형 개요 재료의소성, 유동성등의성질을이용하여, 재료를가공성형하여제품을생산하는도구로 틀 또는 형 을통칭함. 동일한규격의제품을대량으로생산하기위하여금속재료를사용하여만들어진모체가되는틀을말함. 사용용도및성형품 ( 제품 ) 재료에따라플라스틱금형, 프레스금형, 특수금형구분하며, 전략적기술성을고려하여초정밀분야와복합금형분야로제한함. 산업현황 국가주력산업군 ( 자동차, 디스플레이, 휴대폰및가전등 ) 의계속적인성장및글로벌경쟁력확보강화로초정밀플라스틱부품및프레스부품의계속적인수요가증가함. 금형제품의첨단화융복합화를통해신산업및신성장동력산업탄생에일익을담당하고중추적인견인자역할기대 시장분석 세계금형시장규모는 2007년 99조원에서 2015년 152조원에이를것으로전망되며, 한국의금형생산규모는 2009년 6.3조원에달하여세계시장의 5.6% 를차지함. - 최근중국금형산업의급속한성장과초정밀화금형시장의경쟁심화로 2015년까지는연평균 5.0% 의성장률을보이면서 8.4조원규모에달할것으로전망. 국내금형업체 3,666개사의품목별업체현황은플라스틱금형업체가 1,415개사 (40%) 로가장많으며, 프레스금형업체 1,004개사 (27%), 다이캐스팅금형업체 121 개사 (3%), 금형표준부품업체및기타금형업체 1,126개사 (30%) 로분포되어있음

87 요약 주조 개요 목적하는형상의반대형상공간을갖는주형 ( 틀 ) 을만들고그속에고온의액체금속을주입하여응고시켜형상을얻어내는금속성형법의대표적인기술임. 재질에따라철주물및비철주물로, 공정기술에따라다이캐스팅, 사형주조, 특수주조법으로구분하며, 전략적기술성을고려하여진공다이캐스팅, 조직제어주조및기능성주조로제한함. 산업현황 선진기술확보및산업여건을확보하기위해뿌리산업의정책적지원으로중소업체중심의신기술개발의움직임이있음. - 주조기술고도화에따른 3D, 노동집약적산업에서친환경, 기술집약적산업으로전환 - IT기술도입으로 RP기술, 설계 주조시뮬레이션기술이발전에뒷받침되어제품의신뢰성이향상되고있음. 시장분석 주조제품의세계시장은 2007년 125조에서연평균 7.5% 의성장률, 국내시장은 7.4% 의성장률을보이며, 세계시장의약 2.7% 의비중을차지하고있음. - 국내다이캐스팅업체수는최대 500개이상으로추산되며, 시장규모는약 2조원으로예상됨. - 사형주조기술은자동차 / 조선 / 기계 / 철강등국가기반산업의핵심부품공정기술로세계시장은약 193조로추산되며, 국내시장은약 3조 3천억으로세계 10위의규모를형성. 대부분의주물공장이영세한규모로운영되고있으며 300인미만인업체가점하는비율이 90% 이상이고, 100인미만의업체도 80% 이상을차지하는전형적인중소기업형산업임

88 중소기업통합기술로드맵 소성 개요 재료에외력을가한후제거되어도영구변형을가질때, 이를소성변형이라하고이와같은특성을이용하여재료를원하는형태로변형시켜가공하는기술을소성가공이라고함. 소성가공기술은소성가공용소재, 펀치및금형, 가압용프레스와같은하드웨어와공정설계및최적화등의소프트웨어기술을포함함. 산업현황 소재임계성능향상, 저탄소화및기술융합이가능한선진화된소성가공기술에대한수요가지속적으로증가함. - 소성부품이단순기계부품이아니라첨단기능시스템화에대응하기위한소재임계성능향상기술요구증대. - 에너지소비형산업에서저탄소사회를실현하기위한환경비용저감기술과삶의질향상에대응하기위한 IT 및 BT와결합된소성산업의융복합화필요성이증대. 시장분석 소성가공산업의세계시장규모는 2011년 9.3억달러에서 2015년에는 10.9억달러에이를것으로전망되며, 국내시장규모는 2015년기준으로약 107,633억원에이를것으로전망됨. - 세계시장의경우연평균 4.1% 의성장률, 국내시장은 6.5% 의성장률을보임. - 세계소성산업시장의구성비율은 2010년을기준으로자동차부품 48%, 일반산업기계부품 33%, 전기전자부품 11%, 항공 / 우주부품 3%, 기타부품 5% 비율임. 소재생산에서부터압출및인발공정모두중소기업의영역이며, 고부가가치사업영역인자동차소재용고력알루미늄합금및마그네슘합금압출및인발분야의연구개발및생산경쟁이치열함

89 요약 가공 개요 절삭공구, 고정입자또는열, 화학 / 운동에너지등실체가없는공구를이용하여, 높은정밀도를갖는제품을만드는방법임. 초정밀가공기술은선진국의기술보호가가장심한분야중의하나이며, 현재의산업기술을고려하여볼때, 절삭가공, 특수가공, 정밀가공제어분야로분류함. 산업현황 정밀가공은절삭, 특수가공, 초정밀가공으로세분화되어우리나라산업분야에시너지효과 (synergy effect) 를기대할수있음. - 정밀가공기술은고부가가치형의특성을지니고있으며, 차세대신기술산업으로의발전잠재력을가지고있음. 고정밀가공제어기술의개발로수요가급증함에따라가공시장이점차확대되고있는추세임. 2010년가공시스템분야세계 7대생산국진입에실현, 2012년까지가공장비전체의세계시장점유율 8% 이상달성할계획. 시장분석 세계공작기계시장규모는 2011년 691억달러에서 2015년에는 815억달러에이를것으로전망되며, 한국의공작기계생산시장규모는약 5조 5,600억원에이르며기준년대비 42.5% 증가세가예상됨. - 세계시장의경우연평균 16.8% 의성장률, 국내시장은 45.2% 의성장률을보임. 제조업대비 35.8% 인 3만 7,875개사이며상시종업원수 300인이상은 0.2% 인 205 개사에불과하여대부분의기계간업체규모는대부분영세하고기술력또한부족한실정임. - 연구개발과판매에비중을두고있는선진국과는달리가치사슬상낮은단계인조립 / 생산에치중하면서해외수입에많이의존함

90 중소기업통합기술로드맵 용접 개요 용접 (welding) 또는 용접접합 (welding & joining) 이란용어는재료의접합 (joining) 을통칭하는의미로사용되고있으며, 금속또는비금속의소재및부품을열, 압력, 삽입재등을가하여일체화시키는기술로정의됨. 용접접합기술은재료의접합원리에따라용접, 브레이징, 솔더링, 고상접합, 접착본딩, 기계적체결등으로분류되며, 사용되는열원, 모재, 용가재및삽입재, 공정조건등에따라세부적으로구분됨. 산업현황 용접공정의생산성향상및작업환경개선을위하여, 용접자동화시스템기술개발및연구가세계적으로주목받고있고, 지속적으로성장가능한시장임 전자, 통신산업의발전에따라패키징 (packaging) 기술도고집적화, 미세피치화및고성능 / 고효율화되고있으며, 3차원적층패키징기술등, 마이크로접합기술및접합용소재 ( 플럭스, 솔더 ) 의수요가증가 시장분석 세계시장은 2015년기준으로 349조원에서연평균 4.8% 의성장률, 국내시장은 8.4 조원의시장규모로연평균 8.3% 의성장률을보임. - 용접접합산업의규모는 5.5조원으로 2002년이후매년약 13% 이상의고속성장을하였고, 2011년부터 2015년까지는평균 8.3% 성장할것으로예상됨. 국내용접시스템시장은대기업 1곳을제외한모든기업이중소기업이라는특징을가지고있고용접모니터링및검사시스템산업의특징도중소기업위주의공급자특성을갖으며, 중소기업의참여현황또한 100% 임. - 용접용토치및와이어송급장치는 90% 이상이중소기업에서제조 - 레이저발진기와같은고부가가치용접전원은전량수입에의존

91 요약 열처리 개요 가열, 냉각사이클에의한조직제어를통해강도, 내마모성, 내피로성, 정밀도등의물성을결정하는기술을의미함. 일반열처리 ( 템퍼링, 어닐링 ), 열화학열처리 ( 침탄, 질탄화, 산질화, 질화 ), 고에너지열처리 ( 고주파경화, 레이저경화, 플라즈마열처리 ), 확산침투및표면열처리 (PVD, CVD 등 ) 을포함함. 산업현황 열처리는생산기반산업으로공정프로세스중가장마지막단계와핵심부분에해당하기때문에모든산업, 금속산업에대한파급효과가매우큼. - 기계가공후완제품이전의마지막공정으로서후처리공정의핵심이며, 금속재료의건전성이나각종물성및수명은전적으로열처리기술에좌우됨. 신소재, 신제조기술및 IT화등의첨단기술과의접목시, 고기능화고품질화를통한전방수요산업의경쟁기반강화및고부가가치화가가능함. 시장분석 2004년세계열처리관련산업의시장규모는약 150조원이었으며, 2015년에는 264 조원수준에달할것으로전망되며, 연평균 5% 성장률을보임. 국내열처리시장의경우, 2015년기준 12조원으로전망되며, 연평균 5% 성장률을보임. 열처리산업은대부분임가공형태를이루고있으며, 다품종소량생산품목에대해서는전문열처리업체에외주처리를행하는반면, 대량생산및정밀부품의경우대기업이자체처리하는형태임. - 열처리전문업체와수요선간에직접적인거래가형성되고있어과다경쟁에의한덤핑사례가심하고영세기업이난립하는형태를보이는것이열처리업종의현실임

92 중소기업통합기술로드맵 표면처리 개요 모재의, 재료의표면을처리하여원하는특성을얻는기술로내구성향상, 기능성부여, 미관향상등의특성을얻는기술임. 표면처리기술분야는처리방법에따라서습식표면처리분야와건식표면처리분야로나눌수있으며, 응용분야에따라서반도체 디스플레이용표면처리, 광학 필름용표면처리, 자동차용표면처리, 인체 의료용표면처리로분류함. 산업현황 초소형화, 복합기능화, 친환경에너지절감및고생산성등미래제품및산업추세대응을위한마이크로화, 그린화및 IT 접목등의융합화기술이요구됨. 새로운개념의제품등장에따른기술의변화고속화및다양화추세로표면처리분야의적용확대기대 - 휴대폰및디스플레이등의급속한변화와개발로새로운업종의등장에따른기술차별화기대 시장분석 세계표면처리시장규모는 2007년에는 143조원에이르며, 2015년에는 357조에이를것으로예상되며, 국내는전체시장의약 2% 인 7조원정도임. - 세계시장의경우연평균 12.1% 의성장률, 국내시장은 10.1% 의성장률을보임. - 국내건식표면처리산업의경우 2007년생산액약 500억원정도로서적용가능분야의약 5~10% 수준에머물고있는실정임. 표면처리는제품또는부품의마무리공정이며, 대기업에서는실시하지않는분야이고, 중소기업전문화업종으로지정되어주문방식에의한생산이이루어지는형태임. - 연구인력의부족으로영세한산업구조를벗어나지못하고있음

93 요약 17. 화학소재공정 개요 일상용품으로부터자동차, 정보, 석유, 전자산업, 비료, 염료, 수지, 신소재산업등에이르기까지기초소재및핵심소재를제조하는기술임. 합성, 정체, 분리, 세정, 추출, 여과등의기본적인공정을통해화학소재가제조되며고분자기능성소재와같은신소재혹은정밀화학과같은기반산업의종류에따라새로운장비의개발과더불어다양한공정이적용됨. 산업현황 화학공정소재사업은최근생명공학, 나노공학, 정보통신, 항공우주산업, 소재산업등과맞물려첨단융복합산업의발굴과함께신성장시장창출에기여하고있음. 제조업은다수의대기업이참여하고있고, 대기업의하청업체로다수화학관련중소기업이제품이나공정에참여하고있음.( 나노 / 고분자관련소재및추출, 분리분야가대표적임.) 시장분석 세계화학소재공정시장규모는 2007년 8800억달러에서 2015년 12000억달러에이를것으로전망되며, 국내의경우 2015년기준 85조원으로연평균 5% 의성장률을보임. - 염 / 안료산업은연평균 2.8% 의성장률로 2015년 346억달러, 도료산업의경우연평균 3% 의성장률로 2010년 338억달러수준으로증가할것으로예상됨. 화학소재부분의경우대부분제조업에서참여하고있으므로대기업인석유화학회사, 삼성, LG가중심을이루고있으며거기에해당되는중소기업들은대기업의시스템에결정되는제품이나공정을제공하고있는형태임

94 중소기업통합기술로드맵 D 전략제품 전략분야풍력T 태양전지 / 태양광수소연료전지바이오매스에너지차세대조명 /LED 그린 IT 이차전지친환경생산및신소재폐기술자원에너지화 전략제품 소형풍력시스템 / 풍력계측타워, 기초 (Foundation) 블레이드 / 구동제어계발전기및전력변환 / 연계결정질실리콘태양전지무기박막태양전지염료감응형 / 유기태양전지태양전지모듈 / 패키징태양전지장비태양전지전력변환기기 / 시스템 MEA( 셀전지, 스택등 ) 연료전지용소재 M-BOP E-BOP 바이오디젤바이오알코올바이오매스가스화 LED 소재 LED 광원일반조명용 LED모듈 / 기구특수용 LED모듈 / 기구디스플레이용 LED모듈 / 기구조명제어시스템전원배전전력센서그린컴퓨팅그린모니터열원 / 에너지설비태양열및지열활용시스템스마트배전전력시스템자동차 EV용이차전지초소형 / 모바일IT용이차전지 LEV용이차전지전지소재 ( 전극, 전해질, 분리막 ) 전지패키징및부품소재 ZeroEmission및사전오염물질저감공정고기능성생분해성소재수계 / 토양환경독성물질대체및저감소재대기유해물질제어용소재바이오플라스틱신소재폐기물고형연료폐기물합성가스소각열회수 / 이용장비

95 요약 전략분야 IT 융합로봇응용고부가식품콘텐츠SW 바이오매스에너지화신소재나노융합 전략제품 네트워크침입탐지및경보체계시스템 FMC 기반단말및시스템첨단안테나장비및시스템차세대이동통신중계시스템 NG-PON 차세대융합스마트TV 서비스플랫폼 (HW) 차세대통합서비스플랫폼에너지관리게이트웨이 (EMG) 시스템 USN 위치기반의계량관리시스템저전력플로우센서기반의가스미터시스템지능형화재감시서비스위치기반객체추정시스템 u-city구현을위한지능형환경모니터링시스템도시지상 / 지하시설물안전관리창의교육을위한로봇서비스컨텐츠및교구재로봇초등교육도우미로봇실버용헬스케어도우미로봇연구용다관절로봇플랫폼농림수산물소재건강기능식품미생물소재건강기능식품특수용도및맞춤형식품기타기능성식품전통발효식품클라우드서비스환경의가상화및자원관리솔루션지능형언어처리및자동통역시스템차세대웹기반의지능형서비스시스템스마트소셜컴퓨팅서비스플랫폼맞춤형비디오솔루션차세대멀티플랫폼형임베디드서비스시스템 3D 입체영상변환자동화툴 G러닝콘텐츠이기종플랫폼연동솔루션생활형증강현실어플리케이션차세대플랫폼게임바이오가솔린바이오디젤바이오매스가스화탄소나노소재금속나노잉크산화물나노입자다공성멤브레인나노세공체나노탄소복합체나노입자복합체나노다층 ( 복합 ) 필름나노섬유복합체생활 ( 바이오 ) 응용나노복합체

96 중소기업통합기술로드맵 전략분야바이오 6대제조기반화학소재공정 전략제품유전자재조합의약품세포치료제개량신약천연물의약품바이오화장품소재생체유래소재바이오친환경농업소재소형감염성질환및만성질환진단기표적지향진단및치료용소재재활및물리치료기기인체기능대치제품이동지원기기생체신호계측기기유방암영상진단기기초음파영상진단기기치과용영상진단기기초정밀복합 Fine Blanking 금형 Water-Assisted 사출금형초정밀 3차원패턴필름적용사출금형복합프로그레시브금형진공다이캐스팅후육주철주조기술특수주조기술 Net Shape 형상주조기술예열선삭초음파진동가공고출력레이저 / 가공미세쾌속조형가공고탄성경량구조재열간단조경량구조재가변단면압출고강도정밀구조재반용융압출 Seamless 관재직접압출전자패키징용접합소재및공정용접부비파괴검사및모니터링시스템고효율아크용접장치및공정기능성소재용접접합소재고급화열처리기술열화학적표면개질기술고에너지응용열처리기술자동차부품의기능부여열처리기술습식표면처리건식표면처리외장소재용자기세정기술전자부품회로형성무전해도금지능형건설기계스마트농업생산시스템및기계류고효율히트펌프시스템반도체용소재및패키지공정생체적합성소재염료화학소재 Eco-polymer 첨단섬유소재및공정과섬유기계

97 요약 풍력 소형풍력시스템 / 풍력계측장비 SWT(Small Wind Turbine) 은바람으로부터동력을얻어전기를생산하는전기기기로서 100kW를기준으로중대형과소형으로구분하며국내에너지관리공단에서공시하는소형풍력발전기의인증기준은 30kW 이내의용량으로한정함. 소형풍력시스템의핵심부품과요소기술의완전국산화는요원한실정이며, 향후표준형소형풍력발전기를개발한다면전력인프라가취약한동남아또는중국, 몽골, 북한등의지역에의수출도예측됨. 타워기초 풍력발전타워란너셀 (nacelle) 과블레이드 (blade) 를포함한상부구조물을지지 (support) 하는역할을하는구조물을의미하며, 기초는타워의하부에위치하며타워를포함한상부구조물이안정성을유지해야함. 최근, 풍력발전단지건설과함께수요가급증하고있고현재중공원형형태의타워가주력시장제품이나비용절감과함께진동및내구성, 좌굴안정성확보를위한하이브리드형태의제품이출시되고있어다양한형태의타워제품에대한관련기술개발의필요성은높음. 블레이드 / 구동제어계 블레이드는풍력발전시스템의가장핵심적이고특징적인구성요소로서, 풍력터빈의출력발생원인동시에하중발생원이기때문에시스템의출력효율뿐아니라신뢰성, 내구성및경제성에가장큰영향을미치는핵심부품임. 블레이드분야기술개발은기존제조기술의한계를극복할수있는새로운소재기술과제조기술개발이특히요구되는시점이며, 이를뒷받침하기위한설계기술과평가기술의개발도함께요구된다고할수있음. 구동제어계에는블레이드로부터입력되는풍력에너지를발전기로전달하기위한동력전달계를총칭하며주축, 주베어링, 로터허브, 나셀베드, 증속기, 커플링, 브레이크, 요 & 피치드라이브등다양한핵심부품들로구성되어있음

98 중소기업통합기술로드맵 이와같은구동제어계는풍력발전시스템에서특히높은비중을차지하는주요핵심부품으로국내에부품공급체인 (Supply chain) 이형성되어있지않아국내발전기개발및해외시장진출에걸림돌이되고있어, 국산화가시급함. 발전기및전력변환장치 / 연계장치 풍력발전은블레이드, 증속기, 발전기, 타워, 감시및운용장치및변환장치로구성되는데, 풍력발전기의전기적파트의기술은발전기, 변환장치, 계통연계장치및 SCADA 시스템으로분류할수있음. 변환장치는해상풍력발전단기의확대로중전압및고전압변환장치의연구가늘어나고있으며저전압에서도대전류를흘릴수있는초전도선재의연구및관련전력설비의연구가진행중임. 현재풍력발전기시스템의 SCADA 는외산제품을도입하여사용하고있는실정이어서유지보수비용이많이발생하며특히장애발생시신속한복구와정기적점검이이루지지않은경우가많아국산화가절실함. 태양전지 / 태양광 결정질실리콘태양전지 결정형실리콘태양전지란결정질실리콘웨이퍼상에태양광을전기에너지로변환하는소자를구현한형태의태양전지를말하며, 단결정형과다결정형의두가지방식이있음. 박막형태양전지의시장이급성장하고있는것은사실이나, 현재결정형실리콘태양전지가주력시장제품인만큼, 시장참여기업수 / 개발파급효과측면에서결정형실리콘태양전지관련기술개발의필요성은매우높음. 무기박막태양전지 박막태양전지란실리콘웨이퍼상에태양전지를구현하는결정형실리콘태양전지와달리유리, 금속, 플라스틱과같은저가기판에박막형태의반도체를적층하여구현한형태를말함

99 요약 현재전체태양전지시장의 20% 정도를점유하고있으며, 태양전지의효율및제조단가측면에서의장점으로인하여점유율은점차적으로상승할것으로전망됨. 특히태양전지의후발주자인국내기업들에게는경우기술개발성공시의부가가치창출이클것으로기대됨. 염료감응형 / 유기태양전지 염료감응형태양전지는두장의투명전극사이에나노입자로구성된다공질 TiO 2 후막, 이입자위에단분자층으로흡착된염료, 그리고두전극사이를채우고있는산화, 환원물질을포함한전해질이들어있는광전기화학기반의태양전지임. 유기태양전지는반도체성고분자 (polythiophene 등 ) 나 fullerene(c60) 등유기반도체재료를광활성층의전부또는일부로활용하는 Donor-Acceptor 접합형태양전지로, 최근몇년사이에효율과기술적가능성이급격히향상되며주목을끌기시작하고있는차세대태양전지임. 태양전지모듈 / 패키징 태양전지모듈이란태양전지를직병렬로연결하여장기간자연환경및외부충격에견딜수있는구조로만들어진형태를말하며, 유리, EVA film, Ribbon, Backsheet, Junction Box, Frame 등으로구성되어있음. 현재독립형시장의주요한시장으로분류되고있는통신, 조명, 운송, 긴급전원등기존의태양광발전시장이아닌새로운연계시장개척이필요함. 태양전지장비 태양전지장비란다양한종류의태양전지를제조할수있는모든장비들을말하며이들장비를제조하기위한부품 / 소재등도포함. 현재태양전지장비는세계적으로어느정도성숙된시장을형성하고있으며반도체와디스플레이분야에서기술력을입증받은장비업체들이새로운시장확보를위해치열한경쟁을벌이고있음. 국내장비업체의경우도턴키솔류션 (Turn Key Solution) 을제공할수있는경쟁력을확보하고있어고효율태양전지제조에대한선제적공격을통하여세계시장을확보할가능성이있음

100 중소기업통합기술로드맵 태양전지전력변환기기 / 시스템 태양전지모듈에서발생되는직류전력을사용가능한교류전력으로변환하기위한기기및시스템. 태양전지모듈에서발생되는직류전력의효율적인사용을위해 MPPT( 최대전력점추종 ) 제어기능과태양광보급확대를위한독립형 (Offgrid) 시스템및관련필수구성요소를포함. 여전히선진부품업체로부터부품을공급받아적용하는경우가대부분이며이로인해생산비용및유지보수비용증가, 기술문제해결지연등의문제존재함. 태양전지전력변환시스템에사용되는부자재 (DC커넥터, DC스위치 ), 전력변환기기부자재 (EMI 필터 ) 등의국산화를통해, 시스템업체에서는단가절감뿐아니라, 소싱기업다변화를통해수급불안정성을해소할필요가있음. 수소연료전지 MEA 연료전지는구성요소소재와그소재로가공된단전지즉, MEA 및스택, 그리고연료전지스택이외시스템을구성하는기계적장치에해당하는 M-BOP (Mechanical Balance of Plant), 그리고전기및제어부를담당하는 E-BOP (Electrical Balance of Plant) 로구성됨. 연료전지는전극, 전해질, 연료또는산화제가만나는삼상계면의설계가곧고성능화와고신뢰성을결정짓는가장중요한연구영역이므로 MEA 개발및제조단계에서 R&D 역량을집중할필요있음. 연료전지용소재 구성요소소재는연료전지종류에따라휴대용및수송용, 가정용등에적합한 PEMFC 소재와휴대용, 가정용등에적합한 SOFC 소재, 그리고대형발전및복합발전에적합한 MCFC 소재로구분할수있음. 현재연료전지시스템가격의 40~50% 가스택가격이며, 그중 60~70% 정도가구성소재및부품이차지하는비중이므로전체연료전지시장의 30~40% 정도를연료전지용소재및부품시장으로볼수있음

101 요약 연료전지는 10년후세계시장이 128조원에달해우리나라주력성장동력산업으로부각될것으로예측되고있으나현재핵심소재및부품기술은대부분외국기술에의존하고있어자체개발이시급함 M-BOP 연료전지 M-BOP 란연료전지스택운전을최적화하기위한연료및공기공급시스템, 열관리시스템, 물관리시스템등을일컬음. 특히, M-BOP 는연료전지의종류 (PEMFC, MCFC, SOFC) 에의한차이보다는고온및저온과같은작동온도와발전용량에의해시스템및종류가결정됨. 연료전지전체시스템가격에서소재가약 10%, 연료전지스택이약 30%, E-BOP 가약 20%, M-BOP 가약 40% 정도를차지함. 따라서타구성요소들보다가격저감화가반드시필요한영역임. E-BOP 연료전지 E-BOP란연료전지스택에서발생된직류전압을교류전압으로변환하여주는장치로서이는낮고불안정한직류전압을인버터에필요한높고안정된직류전압으로변환하는 DC-DC 컨버터와이직류전압을교류전압으로변환하는 DC-AC 인버터로구성됨. 발전용의경우현재의기술 ( 미국 FCE사 ) 을적용한양산단가는 18kV, 1.2MW급기준으로 260달러 /kw로미국 DOE에서제시한양산목표단가와는 6배이상의큰차이가있으므로단가를낮추기위한연구개발이매우시급함. 바이오매스에너지 바이오디젤 바이오디젤은동식물의지방또는재생유지를원료로알킬에스테르화공정을적용하여만들어지며경유대체연료로사용됨. 디젤유와비교하였을때세탄가, 열량, 점도및상변화특성등이매우유사하며독특한윤활성때문에디젤유의첨가제로도그응용이가능한것으로알려져있음

102 중소기업통합기술로드맵 현재대부분식물성기름 ( 유채유, 대두유등 ) 을원료로사용하며총생산비중원료비의비중이높을뿐만아니라식물성기름의식품시장에서의수요에따라원료수급이원활치못한문제점이있음. 이러한원료의수급불안정성과고비용문제를해결하기위해식용으로사용이어려운폐유지를바이오디젤생산원료로활용하려는공정개발이활발히진행되고있음. 바이오알코올 바이오알코올은당질, 전분질, 셀룰로오스유래원료를효소당화 ( 또는추출 ) 하여당 ( 糖 ) 을제조하고이를발효시켜제조하여가솔린의대체연료또는혼합연료로사용되는모든제품 ( 바이오에탄올, 바이오부탄올, ETBE(Ethyl tertiary butyl ether) 등 ) 을포함함. 현재바이오알코올 ( 바이오에탄올 ) 은거의대부분당질및전분질계원료를사용하므로총생산비중원료비의비중이높을뿐만아니라식품과경합하여원료수급불안, 가격상승등의문제점이있음. 이러한원료의수급불안정성과고비용문제를해결하기위해식용으로사용이불가한목질계 ( 셀룰로즈 ) 혹은해조류등을바이오에탄올생산원료로활용하려는공정기술개발이활발히진행되고있음. 바이오매스가스화 바이오매스가스화란저급연료를고급연료로전환하는공정으로, 바이오매스원료및얻고자하는물질에따라달라짐. 바이오매스는원료에관계없이모든고체상태의물질로부터합성가스 (CO, H 2 ) 를생성할수있고, 이를원하는형태로사용할수있음. 바이오매스가스화는다양한바이오매스자원들로부터친환경적방법으로합성가스를생산하고수소부터합성디젤까지다양한에너지자원을생산할수있는복합공정기술로서자국내에서원료를얻을수있어에너지자립과에너지안보를향상시키는핵심기술임. 차세대조명 /LED LED 소재 LED 소재란 LED 를이용하여일반조명, 디스플레이용조명, 특수용조명을제작

103 요약 하는데사용되는각종소재와부품을말함. LED 조명은우수한광변환효율, 뛰어난에너지절감효과, 장수명, 친환경성, 빠른응답속도, 다양한디자인가능등의장점을지녀일반조명은물론디스플레이, 자동차, 휴대폰, 의료, 농수산업, 군사, 레저 엔터테인먼트등다양한분야에널리활용되고있으며, 관련시장의규모가지속적으로빠르게성장하고있음. LED 조명의성능은제작에사용된 LED 소재의물성에크게좌우될뿐만아니라이와관련된핵심기술및소재는글로벌조명기업들이선점하고있어, 소재국산화및다양화를위한기술개발전략수립이절실히필요함. LED 광원 LED 광원이란반도체공정을거쳐사파이어등의기판위에 LED 반도체소자를형성하여만든 LED 칩을말하며, LED 칩을단품패키지하여만든제품도포함함. LED 광원의국산화를위해국내대기업과중소기업간의협력이요구되며, 패키지기술이광추출효율과외부양자효율에큰영향을미치므로이에대한원천기술확보전략수립이필요함. 일반조명용 LED 모듈 / 기구 일반조명용 LED 모듈 / 기구는백열등, 형광등, 할로겐램프등기존조명을대체하기위해 LED를이용하여제작된조명모듈과기구를말함. 많은장점에도불구하고 LED 조명기구가기존조명에비해아직가격경쟁력을갖추지못했고효율개선속도가예상보다더뎌국내 LED 일반조명의민간시장개화가늦어지고있음. 이를해결하기위해다양한분야에서의기술개발전략수립이요구됨. 특수용 LED 모듈 / 기구 특수용 LED란기존의일반조명과디스플레이용조명을제외한새롭고, 융합적이며특수한분야에적용되는 LED 조명을말하며, 수송 ( 자동차, 철도, 선박, 항공등 ), 군사, 농수산업, 의료, 정보가전, 통신, 환경, 레저 엔터테인먼트용등이있음. 기존의광소자또는광원기술과 NT, IT 및유기반도체기술등새로운기술이

104 중소기업통합기술로드맵 융합된고집적, 고성능및새로운기능을갖는 LED를의미하며, 융합광기술분야로는나노반도체를이용하는나노포토닉스, 초저전력 / 광대역광원소자및유기반도체기술이융합된광원기술분야등이있음. 특수용조명분야에서는광량자동조절기술과자외선 적외선 LED와관련된기술의개발필요성이높은실정임. 디스플레이용 LED 모듈 / 기구 디스플레이용 LED 모듈 / 기구는 TV, 모니터, signage 등정보를전달하기위한디스플레이장치에사용되는 LED 모듈과기구를말함. LED 조명은우수한광변환효율, 뛰어난에너지절감효과, 장수명, 친환경성, 빠른응답속도, 다양한디자인가능등의장점을지녀 CCFL로대표되는기존의 LCD BLU를대체해나가고있으며, 고속도로, 지하철역사, 경기장등의대형 소형전광판에도점차확대적용되고있음. 많은장점에도불구하고 LED BLU의가격이여전히 CCFL에비해비싼편이고백색 LED를이용하는경우색균질도가다소낮아질수있어가격하락과성능개선을위한기술개발의필요성이매우높음. 조명제어시스템 LED 조명을인접광량에따라필요한만큼만디지털로제어하여밝기를조정함으로써전기를 20% 이상절감할수있는시스템으로정의할수있음. 최근빌딩, 공장, 백화점, 아파트, 종합운동장, 주차장등다양한공간에조명을자동으로제어하는시스템이도입되고있음. 공간의규모와용도에따라조도센서를이용한광량제어기능, 비상시안전기능, 감시카메라와연계기능, 조명분산제어기능, 시간스케줄에따른제어기능, 원격제어기능등다양한기능에대한요구가증가하고있음. 그린 IT 전원배전 전원배전은기존의발전, 변전, 송전, 변전과더불어전원배전기술에정보기술 (IT) 을접목하여전력의공급과소비및전력관리과정에서에너지효율을최적화하는지능형전원공급장치등의관련기술과제품임

105 요약 전원배전의핵심인스마트전원공급장치기술은전력망고장의사전예측및자동복구등을포함하는지능형배전과계통감시제어와소규모전력거래에대한통합플랫폼기술이요구됨. 전력센서 자기센서 ( 전류, 자기, 전자파등 ) 와 IT기술을기반으로, 전력의전원감시, 부하감시등을위하여설치된장비 ( 변압기, 계측기, 스위치, 전등등 ) 를감시하고제어하기위한전기, 빛등의유무에대한확인, 전력량혹은에너지량측정등을센싱후제어를할수있는지능화및시스템화된멀티센서와스마트센서 (smart sensor) 관련한전력센싱제어기술과부품임. 전력센서는급격한전력사용량상승, 구간별누전, 주간가로등의점멸, PC 등의대기전력상황등에대한실시간유무선센서기반의전력모니터링, 공공전력기기자동화및원격제어, 원격검침등으로실시간으로전력상황및이벤트를센싱하여 Always On' 에서 Always Available' 로전환하여비효율적전력소비를감축하기위하여필요함. 그린컴퓨팅 서버, 스토리지, 네트워크장비등 HW 및인프라의전력사용량과발열량을줄이고, 가상화등의컴퓨팅자원효율화를통해고효율저전력화를지원하는친환경기술과제품임. 데이터센터의에너지효율성을높이기위한고효율 저전력장비및솔루션도입, IDC의전력설비및냉각시스템개선등그린 IDC에대한관심증대, 향후이러한에너지소비급증이예상되는데이터센터의경우에데이터센터전력소비절감을위한그린컨설팅및솔루션수요증가전망. 그린모니터 컴퓨터모니터, 디지털 TV, IPTV, SmartTV 등의전력사용량과발열량을줄이고, 모니터에대한 IT제어기술을통해고효율저전력화를지원하는친환경모니터관련기술인네트워크모듈, 센서모듈, 지능형엔진기술과그제품으로정의됨

106 중소기업통합기술로드맵 향후시장주도의중요한열쇠는저전력, 다양한컨텐츠제공이가능한스마트폰, 태블릿 PC등과연계되어 Smart TV 등의시장공략이예상되는바사용자의편의성과사용자기대성, 저전력등의기술과결합하여대응할수있는기술의개발이필요할것으로판단됨. 열원 / 에너지설비 친환경주택을위한열원 / 에너지설비는에너지공조설비, 열원설비제어모듈, 친환경건축재료를중심으로구성됨. 건물은창호를통한에너지손실량이 30% 이상을차지할정도로높아, 단열성능이우수한창호시스템이필요함. 건물내에신선외기량을충분히도입함과동시에실내에너지손실량및열획득량을최소화시킬수있는창호시스템이필요함. 친환경그린인증비중이 2010년에 40%, 2015년에 55% 에도달할전망이기때문에, 친환경자재관련기술개발의필요성은높다고볼수있음. 태양열및지열활용시스템 태양열시스템은태양으로부터오는복사광선을집열기를통해흡수해서열에너지로변화 ( 필요시저장 ) 시켜건물에급탕을공급하거나건물에사용되는전력을생산하는시스템임. 각국에서는에너지절감을위한대책이강구되고있는가운데국내에서도에너지및환경에대한관심이대두되면서정부는 2006년 2.24% 의신재생에너지보급률을 2030년 11% 로확대하여신재생에너지산업을신성장동력으로육성하고자함. 스마트배전전력관리시스템 전력기술에정보통신기술을융 복합화하여전력서비스를고부가가치화하는전력 IT기술과배전 / 전력이용손실을줄임으로써에너지이용효율의극대화가가능한제품및시스템으로분산전원, 에너지저장 / 전력관리, 유연전력, 실시간전력관리체계시스템을통칭함. 신재생에너지, 전기자동차, 분산전원의활성화에따라 IT를활용하여전력생산 / 소비정보를양방향 실시간으로유통함으로써에너지효율을최적화하고에너지프로슈머의등장을가능케하는차세대전력망구축이필요함에따라중요성이

107 요약 대두됨. 국가적으로스마트그리드구축을통한저탄소녹색성장기반을조성하고, 2030년세계최초국가단위스마트그리드구축계획에따른중소기업기술개발이요구됨. 고효율이차전지 EV 용이차전지 EV용이차전지는앞서설명한 EV의운행을위해구동되는전기모터에전력을공급하는전원장치로서충전이가능하며안전성을확보한전지를의미하며, 본사업에서는 PHEV 및 BEV를대상으로함. 고성능리튬이온배터리와그구성재료및주변기기, 혁신적전지의구성과소재, 전지반응제어기술, 초가속수명시험법등의개발이요구되며, 열화요인의해명, 전지성능향상인자의추출, 안전성기준및전지시험법기준의책정등이실현되어 EV 자동차의조기상용화가필요함. LEV 용이차전지 LEV(Light Electric Vehicle) 는전기스쿠터또는전기자전거로서근거리이동에이용할수있는전기이륜차임. LEV용이차전지는앞서설명한 LEV의운행을위해구동되는전기모터에전력을공급하는전원장치로서충전이가능하며안전성및가격경쟁력을확보한전지를의미함. 저비용, 고성능리튬이온배터리와그구성재료및주변기기, 혁신적전지의구성과소재, 전지반응제어기술, 초가속수명시험법등의개발이요구되며, 열화요인의해명, 전지성능향상인자의추출, 안전성기준및전지시험법기준의책정등이실현되어 LEV 자동차의조기상용화가필요함. 전지소재 리튬이온을함유한금속산화물로구성된양극과탄소계열의물질로구성된음극, 그사이에음극과양극의단락을방지하는다공성멤브레인인분리막과리튬이온의전달을담당하는전해액이위치하게됨

108 중소기업통합기술로드맵 리튬이온전지소재중가장활발하게연구가진행되고있는부분은양극활물질임. 그이유는전체셀제조원가에서재료비가 50% 정도차지하며, 재료비중 40% 이상이양극활물질이기때문임. 전지패키징및부품소재 중 대형이차전지용단전지의최종패키징소재. 좁은의미로는알루미늄파우치와캔외장재를의미, 넓게는시스템부재인양 음극 Lead Tab을포함. 이차전지핵심소재인전극, 전해액, 분리막에비해비중은떨어지나, 패키징시장이최근급성장하고있고, 한국의우수한필름및금속가공기술을바탕으로비교적단시간내에기술확보가용이하여, 파급효과측면에서기술개발의필요성은높음. 초소형모바일 IT 용이차전지 초소형모바일 IT용이차전지는휴대전화, 노트북 PC로대표되는이차전지응용분야외에, 뛰어난휴대성과가볍고작은전자제품에응용을목표로하는소형이차전지를말함. 바이오플라스틱의경우시장은아직도입기단계이며생산원가, 물성향상, 환경규제에따른바이오소재사용증가에따라기존화석원료유래플라스틱시장을빠르게대체하고있는상황임. 친환경생산및신소재 Zero Emission 및사전오염물질저감공정 PO는각종산업재의기초원료로서 PG(Propylene Glycol), Polyol (PPG : Polypropylene Glycol) 및 PG Ether(Propylene Glycol Ether) 의생산에사용되는주원료임. PO의생산공정에는많은양의부산물이발생되는데, 주요부산물로는염화 ( 염소계 ) 또는과산화탄화수소폐기물로서이들은환경적으로매우유해함. 따라서폐기물의생성을최소화할수있는공정이요구됨. 최근새로운종류의은 (silver) 계열촉매를사용한환경친화적인공정및생산비용을절감시킬수있는새로운촉매기술의개발이필요함

109 요약 고기능성생분해성소재 바이오매스기반고기능성생분해성소재란기능성고분자로서의성능과석유계합성고분자수준의물성을가지나사용후또는폐기시에는미생물의활동에의해분해되어, 최종적으로는물과이산화탄소로변환하는기능적특징을지닌소재임. 바이오매스기반생분해성원료및단량체소재의경우여전히외국업체로부터일괄도입하는경우가대부분으로국제원료가격상승시의비용증가, 기술문제해결지연등의문제가존재함. 수계 / 토양환경독성물질대체및저감소재 수계 / 토양환경독성물질대체및저감소재란수중 / 토양에미량으로존재하는유해물질인난분해성유해물질 (Persistent Organic Pollutants, POPs), 내분비계장애물질 (Endocrine Disruption Compounds, EDCs) 과의약및개인위생용품관련물질 (Pharmaceutical and Personal Care Products, PPCPs) 등을인체와환경에완전무해한수준 ( 수질환경기준 ) 으로저감하는기능의특징을지닌소재임. 미량수계 / 토양환경독성물질의저감시장이성장하고있고병원폐수, 산업폐수, 축산폐수는농도가높은경우나노-바이오저감소재를사용한흡착으로, 농도가낮은경우나노-바이오촉매소재를이용한분해방식으로제거하고있고시장참여기업수로보나, 개발파급효과측면으로보나관련기술개발의필요성은높음. 대기유해물질제어용소재 대기유해물질제어용소재란대표적인환경오염물질이며인체독성물질인질소산화물 (NOx), VOCs, 황화합물 (SOx) 등의유해가스및독성유기용제를발생원, 작업시또는대기중에서흡착하거나분해하는기능의특징을지닌소재임. 질소산화물, VOCs 등유해가스의제거또는흡착시장이성장하고있고자동차배기가스는촉매를이용한분해로, VOCs 등의유해가스는활성탄등을사용한흡착방식으로제거하고있고시장참여기업수로보나, 개발파급효과측면으로보나관련기술개발의필요성은높음

110 중소기업통합기술로드맵 바이오플라스틱신소재 바이오플라스틱은생분해가되는고분자, 그리고바이오매스에서유래된생분해가되지않는고분자모두를의미하며, 단백질, 셀룰로오즈, DNA 등의천연고분자도포함됨. 현재의플라스틱산업은한정된자원인석유를기반으로하는데비해자연순환형플라스틱산업은재생가능한자원을사용하므로석유의존을탈피하는지속적경제발전 (Sustainable Development) 사회구축을필요로함. 폐기물에너지화 폐기물고형연료 폐기물고형연료 (RDF: Refuse-Derived Fuel) 란가연성고체폐기물중에서발열량이약 4,000kcal/kg 이상인폐합성수지류, 폐지류, 폐목재류등을원료로하여수분과불연성성분들을제거하고분쇄한후에선별및건조과정을거쳐서 Pellet, Cube, Briquette 등의형태로압축성형한고체연료임. 폐기물고형연료는일반적인소각방법에비하여수송성, 저장성, 연소안정성이우수하여소각시설의열이용에따르는많은문제점을해소할수있고, 많은초기투자비를필요로하는폐기물의액체 / 기체연료화기술에비하여상대적으로경제성이높은장점을가지고있음. 폐기물합성가스 가연성폐기물의합성가스는탄화수소로구성된폐기물을부분산화및수증기반응을이용하여가장간단한분자형태인 CO, H 2, CH 4 등으로구성되는혼합가스형태로전환하는가스화공정을이용하여생산됨. 선진국에서는폐기물에너지의효율을높일수있는기술로서상용화보급이확산중이지만국내에서는폐기물의에너지이용분야중에서상대적으로기술수준이낮은폐기물합성가스분야에대한기술국산화달성이요구되고있음. 국내

111 요약 폐기물가스화기술의신뢰성확보와상용화를위하여표준화 / 규격화된중 대형급의폐기물가스화시스템을개발하고, 가스엔진발전및연료전지발전기술을이용하는고효율발전기술의개발이필요함. 소각열회수 / 이용장비 소각열회수 / 이용장비는가연성폐기물을소각로에서소각처분할때발생하는연소열을이용하여증기또는냉 온수, 전기와같이이용가능한에너지로회수하여활용하는데필요한관련설비및구성장치를의미함. 가장효과적인폐기물의최종처리방법의하나인폐기물의연소또는소각처리는생활폐기물을소각처리할경우폐기물의부피를약 1/10 정도로줄일수있으며, 소각과정또는소각전후의처리과정에서중금속과기타유해물질을매립전에사전제거할수있다는장점이있음. IT 융합 네트워크침입탐지및경보체계시스템 이러한현상들을방지함으로써응용서비스의연속성을제공하기위한기술로, 네트워크생존성보장을위한인프라보호기술과응용서비스의보안요구정도에따라차등적으로제공되는네트워크레벨의보안기술로분류됨. 네트워크인프라에대한침해, 네트워크노드의비정상적인동작으로인한네트워크서비스마비, 인터넷프로토콜고유특성을이용한우회침투, 트래픽폭주로인한네트워크마비현상등이존재함. FMC 기반단말및시스템개발 기술적으로는 3G/4G 원천기술을적용한응용시스템 ( 칩셋포함 ) 개발, 3G/4G 및와이파이모듈제조를통한가격경쟁력향상기대와멀티미디어프로세서기반위에다양한응용프로그램을개발하여상용제품으로개발하여출시하는단계에이르기까지의원천기술 / 응용기술 / 상용화기술까지를포함함

112 중소기업통합기술로드맵 산업계니즈는유무선대체현상의글로벌트렌드화로사용자들의유무선단일통합서비스요구가증대되고있음. 첨단안테나장비및시스템 차세대이동통신인 LTE 및 LTE-Advanced 시스템에서는채널간간섭신호및다중경로에의한페이딩으로고속의데이터전송이제한을받아채널간간섭신호및다중경로에의한페이딩을줄이기위한빔포밍 (Beam forming) 안테나기술개발의필요성이증가하고있음. 첨단안테나장비및시스템이란시스템의소형화및효율화를위한빔포밍및다중안테나기술을의미함. 차세대이동통신중계시스템 LTE 및 LTE-Advanced와같은차세대이동통신서비스환경에서고속데이터를중계하고셀경계에서안정적인데이터를제공할수있는효율적인차세대이동통신중계기술의필요성이증가하고있음 이동통신중계시스템이란기존의기지국과단말기사이에이동통신신호를중계함으로써기지국의커버리지를확장하는장비로, 소자, 부품, 시스템으로분류가되며, 소자는주로칩단위의제품이고, 부품은광모듈, 안테나, 앰프등이고, 시스템은이러한부품들을인테그레이션한것으로이동통신중계기, RRH, 펨토셀, Relay 등을의미함 NG-PON 관련기술 현재의광가입자기술로 E-PON과 G-PON이있으며, 차세대기술로더넓은대역을제공하기위해 ITU-T SG15 의사전표준화기구인 FSAN(Full Service Access Network) 에서논의되는 NG-PON1과 NG-PON2 및 IEEE 802.3에서논의되는 10G EPON과관련된기술로정의 초광대역화, 융합화, 지능화등미래방송통신융합서비스의요구사항을충족시킬수있도록가입자당기가비트급대역폭제공이필요함

113 요약 차세대융합스마트 TV 서비스플랫폼 산업계니즈는사용자의취향에맞는맞춤형서비스요구, 스마트단말기및플랫폼제작전략의확대, 플랫폼사업자들이 Smart TV 서비스를위한활성화전략등이존재함. 차세대통합서비스플랫폼 산업계니즈는사용자의취향에맞는맞춤형미디어서비스, 서비스공급사의통합서비스플랫폼, 운영체제사업자관점의통합서비스플랫폼, 콘텐츠제공및유통에따른시장진출이요구되고있음. 사용자취향에맞는스마트서비스를제공하기위하여스마트단말기로부터사용자의상황정보들을수집하여지속적으로분석하여최적의맞춤형서비스를제공하는상황인지기반의개인맞춤형미디어서비스전략이부각되고있음. 에너지관리게이트웨이 (EMG) 시스템 산업계니즈는차세대센서네트워크를활용한수요반응기술, 효율적인에너지사용을원하는소비자요구증대, 차세대전력인프라에요구되는다양한형태의 EMG개발의요구가존재함. EMG(Energy Management Gateway) 는에너지절감형생활공간을만들고자, 에너지를효율적으로관리하기위해고효율기기와 IT기술을융합하여에너지사용을줄이는기술임. EMG는가정용, 업무용, 또한공장용으로단위구역내에서의에너지소비효율을최적화하는기술임. USN 위치인지기반의계량관리시스템 범국가적으로에너지자원고갈과환경오염에대한우려가높아지면서각국에서에너지효율을높이며, 저탄소배출에 IT기술을활용하는센서네트워크를이용한서비스시장및관련장비산업시장이확대되고있음. 상 하수도, 전기, 가스, 난방열관등의주요시설물이계량시스템을대상으로차세대센서네트워크위치인지기반의실시간데이터를수집함으로써주요자원의수요예측, 수 유출 누전등의이상탐지및예방, 시설물관리효율화를위한중요기술임

114 중소기업통합기술로드맵 저전력플로우센서기반의가스미터시스템 세계적으로스마트미터와통신인프라가기반이되는 AMI 구축사업이전력부분에서본격화되면서가스산업에서도 AMI 효용을활용하기위한관련산업이빠르게성장하고있어국내중소기업의육성과기술지원을위해서는저전력플로우센서기반의가스미터시스템개발이시급하다고판단됨. 지능형화재감시시스템 지능형무인산불감시시스템이란산정상이나공중에산불감지기및카메라를설치하여산불에대한데이터를수집하여통신망을통하여데이터분석시스템에전송하며, 데이터분석시스템은산불정보를자동으로분석, 관련기관에통보하는시스템임. U-City 구현을위한지능형환경모니터링시스템 지능형대기환경감시시스템은유해가스및오존등의계측을포함한대기관측을위한감지기및카메라, 측정체의위치를확인하기위한위치기반시스템, 특정된데이터를유 무선통신설비를이용하여전송하는시스템및대기환경정보시스템으로구성할필요성이매우높음. 지능형대기환경감시시스템이란계획적및정규적으로대기환경정보를수집, 분석하여인간생활을위한최적대기환경조건을도출하는모델을정립하고, 현재대기상태에적합성여부에대한판단과부적합성해결에필요한정보를제공하는서비스임. 도시지상지하시설물안전관리시스템 도시발전에따른도시기반시설물증가와이에따른관리체계가복잡다양화로도시내에서의인적재난으로인한피해액증가는물론도시시설물유지관리를위한비용과노력도기하급수적으로증가하고있음. 위치기반객체추정시스템 산업계니즈는원칩화, 저가격화 (cost down) GPS 수신칩, 라이프스타일변화로새로운서비스요구증가, 통신사업자및포털업체와의제휴를통한연계서비스시장활성화가기대되고있음

115 요약 로봇응용 창의교육을위한로봇서비스콘텐츠및교구재로봇 로봇플랫폼개발과아울러로봇서비스콘텐츠산업발전의디딤돌역할을기대 현재국내는사교육및방과후특기적성교육에서로봇이활용되고있고, 수십개의로봇대회들이활동중이며국내시장규모는약 1,300억원으로추정되며해마다증가하는추세 초등교육도우미로봇 현장에필요한다양한교육콘텐츠를구성하기용이해수준별맞춤식교육프로그램구성이가능함. 네트워크로봇서비스콘텐츠등을이용한쌍방향교육을통해정보공유, 흥미유발효과를기대함. 초등교육도우미로봇은유치원및초등학교에서로봇을이용하여여러가지교과목을인터렉티브하게교육함으로써공부에흥미와재미를부여할수있는로봇임. 실버용헬스케어도우미로봇 고령화사회로접어들면서일상생활에서자신의건강을체크하고예방할수있는건강관리시스템에대한관심이증가됨. 실버용헬스케어도우미로봇이란하지근력이저하된노약자의보행보조, 독거노인케어를위한촉감전달원격진료등의육체적지원과노인의인지능력향상을돕는정신적, 정보적지원등이가능한실버용감성도우미로봇을일컬음. 연구용다관절로봇플랫폼 로봇산업은기술적파급효과가큰첨단기술복합체로분류되며, 향후자동차산업규모이상의성장잠재력을가진미래유망산업으로성장시키는게필요함. 연구용다관절로봇플랫폼이란산업용로봇을제외한대학및연구소에서기구학, 동역학제어, 센서기반의음성및비전처리, 지능구현등을연구할수있고실내환경에적합한이동성, 조작성을갖는휴머노이드로봇임

116 중소기업통합기술로드맵 고부가식품 농림수산물소재건강기능식품 최근발효미생물을이용한개별인정형원료개발이활발하게이루어지고있고, 식약청으로부터개별인정을획득한성과가나타나고있는만큼중소기업의경우개별인정을통한차별화된신규소재를개발하고이를현재판매유통을갖고있는기업과협력하여제품화하고원료로판매하는것이성공가능성이높은것으로판단함. 산업계니즈는고부가식품산업성장을위한인프라구축, 저비용, 건강기능식품범위확대및기능성소재정보데이터베이스구축등으로요약됨. 미생물소재건강기능식품 미생물을소재로하는건강기능식품이라함은기능성원료로개별인정받은미생물이용소재를활용한건강기능제품으로제조공정을인정받은제품을의미함. 특수용도및맞춤형식품 특수용도식품은영 유아, 병약자, 노약자, 비만자또는임산 수유부등특별한영양관리가필요한특정대상을위하여식품과영양소를배합하는등의방법으로제조 가공한영아용조제식, 성장기용조제식, 영 유아용곡류조제식, 기타영 유아식, 특수의료용도등식품, 체중조절용조제식품, 임산 수유부용식품을의미하며, 질환별맞춤형, 다양한제형, 품질수준기준등에따라요구되는것이다양함. 기타기능성식품 기타기능성식품이란건강기능식품으로허가받지않은식품으로건강기능식품으로서의기준및규격이정해져있지않고, 식품의약품안전청으로부터개별인정기능성원료나제품으로허가되지않은건강지향형일반식품유형에해당함. 전통발효식품 다른나라의발효식품과의품질과기능성비교를통해우리나라전통발효식품의건강기능적우수성을홍보하여글로벌식품으로의발전을도모가가능해짐

117 요약 콘텐츠 SW SW 클라우드서비스환경의가상화및자원관리솔루션 클라우드컴퓨팅은인터넷기술을활용하여 'IT 자원을서비스 로제공하는컴퓨팅으로 IT자원 (SW, 스토리지, 서버, 네트워크 ) 을필요한만큼빌려서사용하고, 서비스부하에따라서실시간확장성을지원받으며, 사용한만큼의비용을지불하는컴퓨팅을의미함. 스토리지가상화의기술개발은국내에서초기단계이며국외에서는이를위한블록단위제어인터페이스및파일시스템스토리지가상화는약 2년의격차를보이고있으며국외기업과협력하여국내표준개발및국제표준공조전략이요구됨 지능형언어처리및자동통역시스템 자동번역및통역기술은언어장벽에의한의사소통문제를해결하기위해한언어로부터다른언어로자동변환해주는기술로써, 언어간장벽을허물고국가경쟁력제고에기여함 지능형언어처리기술은크게음성처리기술과언어처리기술로구성되며대표적핵심기술로는인간의음성및언어를분석, 모델링하여인간과컴퓨터가인간의언어로소통할수있도록하는음성인터페이스기술, 특정언어를다른언어로자동변환하는자동번역기술, 이두가지기술을결합한자동통역기술등이포함됨 스마트소셜컴퓨팅서비스플랫폼 소셜플랫폼은사람이중심이되는플랫폼임. 소셜플랫폼은수많은개인과기업들이소셜네트워크를통해관계를형성한관계망을기반에두고있음. 따라서기존의플랫폼과는달리충성도가높으며, 사용자간의친밀도가높으면높을수록더욱그러함. 스마트소셜컴퓨팅서비스플랫폼은소셜네트워크상의데이터를관리하기위한소셜온토롤지인프라및서비스기술및소셜네트워크상의지능형시맨틱검색을통하여사용자가원하는내용을맞춤화하여검색하는플랫폼임

118 중소기업통합기술로드맵 맞춤형비디오솔루션 컴퓨팅사용환경이발전, 변화함에따라다양한환경에서획득되는비디오영상을분석하여물체를탐지하고기술의필요성이대두되고있음 복수개의이기종의영상소스를이용한융합 / 복합적인영상처리기술개발 : 최근의 PC에부착되는 Kinect 카메라와같은복수개의영상정보를이용한고정밀영상인식기술개발, 실시간적응형배경모델링기술개발 : 복잡한배경, 카메라와객체의움직임등에강건한영상보정및배경분리기술개발등을포함 차세대멀티플랫폼형임베디드시스템 응용및서비스를위한플랫폼자체의다양성을수용하되상위플랫폼의안정적구동과플랫폼독립적인응용과서비스를구동할수있는기반소프트웨어기술을제공함으로써시장진입및상용화범위를극대화함. Consumer Electronics 시장을양분하고있는 IOS와안드로이드플랫폼등개별상용플랫폼에독립적이면서제품의안정성, 유연성을높일수있는기반소프트웨어기술. 콘텐츠 3D 입체영상변환자동화툴 변환작업의자동화율을높임으로써얻게되는생산성향상은품질향상및비용의절감으로직결됨. 기존의 2D 영상으로제작된풍부한흥행대작들이 3D 입체영상으로변환되어개봉되면적은비용으로같은수준의수익을올릴수있을것으로기대됨. 오랜기간의축적된기술로미국등의메이저업체에서 CG 시작을선점하듯, 신생시장인 3D 입체영상변환시장에서한국이관련시장을선점할수있는중요한시기임. G 러닝콘텐츠 2015년까지초중고공교육현장에디지털교과서가전면도입될계획이므로공교육현장뿐아니라방과후학습을위한 G-러닝콘텐츠에대한수요또한급증할예정임

119 요약 G-러닝콘텐츠는초기제작부터교육을목적으로만들어진교육용게임의경우, 게임성보다는교육성이강조되어재미있는학습도구로활용이저조한상황을극복하기위하여제안된개념임. 이기종플랫폼연동솔루션 스마트폰, 태블릿등스마트장치의보급확대와사용자의멀티단말활용에대한욕구가증대됨에따라, 사용자중심의기기간콘텐츠의공유및이동, 동기화가요구됨. 웹을기반으로 PC와모바일기기또는 TV 등에서동시에콘텐츠를연동하여구현해내는솔루션 생활형증강현실애플리케이션 정보및지식을시간과장소에관계없이실세계에서활용및접근하고자하는사용자의욕구는모바일환경하에서콘텐츠패러다임을변화시키고있음 모바일실외환경에서모바일단말기에장착된카메라영상을이용하여사용자주변생활정보를분석및인지한후사용자가필요한정보를스마트단말기상에증강현실영상형태로제공하는애플리케이션임 차세대플랫폼게임 스마트폰의오픈마켓정책으로인하여여러개발집단의참여와함께다양한스마트폰게임이출시중이며시장반응이빠른만큼수요가팽창하고있음. 특히스마트폰기반의슈팅게임과롤플레잉게임 (RPG) 이주류를이루고있으나멀티플랫폼연동형게임과위치기반의증강현실게임등은완성도제고여부에따라시장기회가많음. 따라서게임은게임콘텐츠자체가하나의제품으로기능하므로플랫폼별로제품이구분되며스마트폰게임과기능성아케이드게임이차세대플랫폼게임으로대두됨

120 중소기업통합기술로드맵 신소재나노융합 탄소나노소재 탄소섬유의경량, 고강도특성으로인하여토목 건축분야, 대체에너지분야, 고속운송기기분야, 해양개발 심해저유전채굴분야, 스포츠용품분야등의다양한산업분야에대한수요가점차증가할전망 탄소나노소재란플러렌, 탄소나노튜브및탄소나노와이어, 그래핀등 0차원, 1차원및 2차원의탄소소재를말함. 금속나노잉크 인쇄공정을이용한전극형성은장비투자비용이절감되고공정저가화가가능함. 또한인쇄공정은화학물질의사용량을줄인친환경공정으로기존전극형성공정대체의필요성을매우잘반영할수있으며, 이를구현하기위한금속나노잉크소재의개발은매우중요함. 금속나노잉크란금속나노입자, 금속나노와이어등의금속나노소재를여러가지유기용매, 각종첨가제, 유기바인더등이혼합된혼합용매에분산시켜만든소재를지칭함. 산화물나노입자 저가대량생산이가능한새로운제조공정기술개발및환경친화적인제조공정기술개발이필수적임. 또한광촉매특성향상, 자외선흡수특성등의광특성개선, 표면개질, 코어-쉘구조와같은구조제어등산화물나노소재의물성제어기술및응용기술개발이필요함. 다공성멤브레인 다공성멤브레인소재의저가격화에따른경제성증가로정수장, 하수및폐수처리장, 해수담수화등의용도로수처리용다공성멤브레인소재의수요가급격히증가하고있음

121 요약 다공성멤브레인소재는무수히많은미세기공을이용하여기체, 액체및고체물질을물리화학적방법에의해선택적으로분리할수있는소재를말함. 나노세공체 초고표면적나노세공체는에너지절약형제습기및공기조화기부분에서신규시장창출이가능함. 국내산업부문에너지소비량의약 7% 를차지하는산업용건조기에초고표면적나노세공체를제습제로활용할경우에너지효율향상기대 나노탄소복합체 전세계적으로그래핀복합소재분야는연구개발초기단계이므로원천기술획득이용이한시점이며국가별시책에따라기회요소가높기때문에국제표준화에우위를점할수있음. 나노탄소복합소재는플러렌, 탄소나노튜브 (CNT) 및그래핀과같이탄소원자가나노크기의수준에서육각판상구조를이루는탄소나노소재가필러로서함유된복합소재를의미 나노입자복합체 입자복합화나노소재는자성소재분야에적용하기위한연구를집중하고있음. 각종모터, 엑츄에이터, 센서등의핵심소재로자동차, 가전, 정밀공작기계뿐만아니라 MRI와같은의료기기, 음향기기, 자기부상열차에까지활용이가능하여, 관련시장은빠르고지속적인성장추세에있음. 나노다층 ( 복합 ) 필름 서로다른여러박막으로구성된다층형태또는고분자기지의필름에금속또는세라믹기반의나노입자 ( 나노구형체, 나노선, 나노막대, 또는나노튜브 ) 를골고루분산시킨복합체형태로고분자필름을제작하게되면, 단일층에서구현할수없는기능을실현할수있음. 나노다층 ( 복합 ) 필름은건축, 자동차, 전자, IT, 식약품등여러산업분야에널리쓰일수있으며그응용성이매우큼

122 중소기업통합기술로드맵 나노섬유복합체 나노섬유복합소재는나노크기 (1~100nm) 의직경을가지며종횡비가 100 이상인고분자, 세라믹, 금속재질의고성능섬유가필러로서함유된복합소재를의미하며, 나노크기의섬유에기인하는뛰어난구조및기능적특성과나노섬유배향에의한우수한특성재단성을이용하여의약 / 바이오산업, 미래정보통신, 환경 / 에너지등의주요산업기술분야를선도할기반소재로서각광받고있음. 바이오 바이오의약품 유전자재조합의약품 제약시장에서경쟁우위를차지하기위해서는동일한타겟이나동일한타겟이라하더라도에피토프가달라기존의약품과는차별화되는작용기전으로우수한약효를나타내는베스트-인-클라스신약혹은신규타겟에대한새로운작용기전으로효과를보이는퍼스트인-인-클라스신약에대한니즈가매우높음. 단백질의약품이란유전자재조합기술, 세포배양기술, 바이오공정기술을바탕으로의약용단백질을미생물이나동물세포시스템을이용해대량생산하여질환치료목적등에사용하는제품을말함. 세포치료제 치료, 진단및예방의목적으로세포를체외에서조작하여이를다시인체내로도입할경우의모든세포들은세포치료제로규정됨. 세포치료제는세포의조직과기능을복원시키기위하여살아있는자가 (autologus- 환자자신 ), 동종 (allogenic-인체, 타인 ), 또는이종 (xenogenic-동물) 세포를체외에서증식 선별하거나여타한방법으로세포의생물학적특성을변화시키는등의일련의행위를통하여치료, 진단및예방의목적으로사용되는의약품임

123 요약 개량신약 개인별맞춤의학이부각되면서, 의약품또한맞춤형으로개발되는추세가현재세계적약물개발트렌드로자리매김하고있어, 복용편의성향상의약품의수요가증가됨. 개량신약이란안전성, 유효성, 유용성 ( 복약순응도 편리성등 ) 에있어이미허가 ( 신고 ) 된의약품에비해개량되었거나의약기술에있어진보성이있음을국내임상시험을통하여입증한품목 천연물의약품 국내에서는 2000년대이후에는 천연물신약연구개발촉진법 및 한의약육성법 이제정되어천연물과전통약물을이용한의약품연구개발이활발히진행되고있음. 천연물신약은천연물성분을이용하여연구개발한의약품으로서의조성을지칭하며, 성분 효능등이새로운의약품을말함 바이오자원, 신소재및장기 바이오화장품소재 미백, 주름, 자외선차단제를각각따로바르는시간을절약하고색조화장품으로도같이사용할수있는다중기능성화장품에대한수요가증대되고있음. 바이오화장품소재는화장품의개발및제조에활용되는소재로기존화학성분을대체가능하거나우수한기능성을보이는바이오소재를의미함 의료용생체유래소재 최근조직공학의발달로인해조직내에천연적으로존재하는세포외기질등을활용하여생체적합성은물론조직재생에대한수요가높아지면서기존의합성생체재료를천연유래의생체유래소재로대체하려는연구가활발히진행되고있음. 생체유래소재는의료용재료로사용되는생체재료 (Biomaterial) 중인공재료가아닌천연재료를활용하는생체적합성소재로, 미생물, 동물등생체로부터유래되는당, 단백질및이들의조성물임

124 중소기업통합기술로드맵 바이오친환경농업소재 친환경농업소재는광의의의미로서는인축과자연에해가없으며농작물에양분공급, 병해충억제및생육촉진등에이용되는환경친화적인물질을총칭하는의미로사용되고있으며, 협의로서는친환경농산물을위해사용될수있는자재중농림부장관이지정한자재를의미하며, 웰빙, 친환경니즈에맞추어수요가급증함. 메디바이오진단시스템 소형감염성질환및만성질환진단기 최근고령인구의증가와이로인한심혈관계질환, 당뇨등만성질환자수의증가, 신종플루, 조류독감, 구제역과같은대량감염질환의발생빈도가증가함에따라상시적으로신속하게진단할수있는소형진단기에대한수요가확대될것으로예상됨. 소형감염성질환및만성질환진단기는다양한만성질환및감염성질환과관련된신체지표와인체유해물질을생활현장에서신속하게측정하고진단할수있는바이오기반의측정시스템을의미함. 표적지향진단및치료용소재 질병의예방및조기진단에대한사회적수요가증대되면서질병발병기전에대한분자생물학적지식이축적되고있어이를이용해질병초기단계에유전체의변화를감지하고영상화함으로써질병의조기진단, 치료약제개발, 유전자 / 세포치료의모니터링및수술에이용요구가증대됨. 고령친화의료기기 재활및물리치료기기 구성부품중가장중요한구동기기와각종센서들중일부센서는국산화가진행되고있으나이미상용화된저가센서는국산화가비현실적임. 구동기기또한국산화가진행되어경쟁력확보가가능할것으로전망

125 요약 재활및물리치료기기란치료및신체기능증진을위한치료기기및보조기기를말하며, 재활치료, 물리치료등을위한운동및물리치료기기를통칭함. 인체기능대치제품 과거와달리종합병원, 전문병원등의출현으로인체기능대치제품을체내에삽입할수있는진료기관과훈련된의료진들이늘어나면서대중화되고있음. 인체기능대치제품이란질병, 퇴행성또는사고로인하여손상된조직의기능을대신하기위해인체에적용되는제품을말함. 이동지원기기 가격대비국제경쟁력을확보하려면첨단기술을접목한이동지원기기를개발하여야하며, 중요구성부품은 BLAC급서보모터의설계제작기술이확보되고제어기와각종센서들, 그리고이동기기용리튬폴리머전지및충전기의국산화필요함. 이미상용화된부품들은양산성이있어야하며국산화가진행되어경쟁력확보가가능할것으로전망. 이동지원기기란보행이불편한장애인이나고령자의이동을지원하기위한보조기기를말하며, 휠체어, 각종리프트, 실버카등이동지원에사용되는기기를통칭함. 생체신호계측기기 구성부품센서일부는국산화가진행되고있으나, 이미상용화된저가센서는국산화가비현실적임. 디스플레이는국내기술이세계수준으로채용률이 70% 이상이나가격이우선시되는소형, 이동형환자감시장치의경우국산채용률이감소할것으로전망됨. 생체신호계측기기는환자의체온, 심박수, 혈압, 심전도등생체신호를측정하여계측 / 출력 / 모니터링하는장치로생체주요신호를수치와그래프로보여주기위한측정기술과디스플레이기술및의료기기간의통신기술등을이용하는제품임

126 중소기업통합기술로드맵 첨단영상진단기기 유방암영상진단기기 유통되는대부분의유방암영상진단기기는고가의수입제품으로, 해당분야국산화성공이수입제품의가격하락을유도하고있어, 선진국의수입기기와비교하여상대적으로가격이저렴하고성능은동등이상을보일수있도록유방암영상진단기기의개발수요가매우큼. 유방암영상진단기기는감마선, X선등을조사하여얻어지는영상을통해유방암을진단하는이동형, 디지털형태등의유방암진단기기를말함. 초음파영상진단기기 예방의학에대한관심고조및수익성향상을위한병의원의지속적인노력으로인해전자의료기기시장은지속적으로확산추세 초음파영상진단기기는초음파를이용해생체구조를관찰하는진단기기를말하며초음파발신을통해생체내음성신호를영상신호로수신, 전환하는진단기기를말함. 치과용영상진단기기 국내치과의료산업은 2000년대들어임플란트와디지털장비등의약진과생활수준이상승할수록시장규모가상대적으로빠르게성장하고있으며, 일반의료영상장비와달리치과용진료및치료의특성이반영된기기의수요가지속적으로증가하고있음. 치과용영상진단기기는다양한구강질환의예방, 진단, 치료를위해쓰이는진단기기를말함. 6 대제조기반 금형 초정밀복합 Fine Blanking 금형 초정밀 Fine Blanking 제품은 10 μm이하의정밀성을갖는 Fine Blanking 프레스금

127 요약 형을이용하여생산되는제품임. Fine Blanking 프레스공정은소재주위에여러가지형태의돌기를활용하여압축응력을가함으로써재료의전체두께에걸쳐깨끗한전단면을갖는정밀한부품을생산할수있는공정임. 초정밀 Fine Blanking 금형은제품의정밀도, 표면의품질및생산비용절감등이동시에요구되는부품생산에적합하기때문에수요가지속적으로증가할것으로예상되므로초정밀 Fine Blinking 금형기술의확보가절실히요구됨. 워터어시스트 (Water-assisted) 사출금형 워터어시스트사출금형 (Water-assisted Injection Mold) 기술은가소화된플라스틱용융재료를고압의액체를이용하여응고되지않은상태에서재료를밀어냄으로써두꺼운플라스틱제품내부에중공형상을만들수있는사출금형임. 워터어시스트사출금형에서필수적인관통압력작용매체인물은가장쉽게구할수있고별도의저장공간이필요하지않으며, 반복사용가능및원가절감, 높은생산성, 친환경이요구되는전세계플라스틱사출산업에서가장주목받는분야임. 초정밀 3 차원패턴필름적용사출성형 대형이면서곡률이크게변하는국가주력산업내외장부품, 예를들면자동차 In-Panel, 디스플레이외장프레임, 에어컨외장케이스등, 3D 패턴필름을적용한고감성친환경플라스틱부품제조를위한뿌리산업분야의원천기술임. 초정밀 3차원패턴필름적용사출금형시장은기존의플라스틱외관을미려하게하는제조방식인도금 / 도장시장을대체할친환경적이면서높은생산성을확보가가능한시장이므로초정밀 3차원패턴필름적용사출금형관련기술개발의필요성이높음 복합프로그레시브금형 복합프로그레시브금형이라함은프레스기계에서가공할소재를연속적으로이송시키면서하나의제품으로가공하는금형을말함. 일반적으로프로그레시브금형 (progressive die) 을말하나, 넓은의미로는트랜스퍼금형 (transfer die) 을포함하여순차이송금형이라함. 복합프로그레시브금형기술은최근키패드, 자동차, 가전제품등응용범위가광범위하게수요가급격히증가하고있음

128 중소기업통합기술로드맵 주조 진공다이캐스팅 전자기펌프방식의진공밸브를이용, 용탕전방의금형내부진공도를최대 10 kpa 이하까지제어하면서주조하기때문에, 기존다이캐스팅제품과달리기포결함을효과적으로제어가가능한신주조공법임. 자동차및 IT 부품을전신재를이용하여제조할경우에는대부분용접공정을거처야하며, 용접공정은단순히에너지소모가높은것만이아니라, 용접공정중에는용가재의기화에의한유해 VOCs 의발생이필연적이며, 이러한유해 VOCs를저감할수있는진공다이캐스팅기술과금형기술의개발로환경규제에능동적으로대응할수있는기술개발에대한수요가증가하고있음. 후육주철주조기술 후육주철주조기술이란, 비교적큰두께 (100mm 이상 ) 의제품을주조법으로생산하는기술을말하며, 주로구상흑연주철 (Ductile iron) 로된주물제조기술임. 전세계풍력발전량이연간 20% 정도증가추세이나, 풍력발전기의가동환경이매우가혹하여풍력발전기에사용되는부품은고강도와저온내충격성이우수한구상흑연주철주물로사용하고있음. - 해당부품들은대형제품이며, 이에대한시장수요가증가예정으로, 관련부품생산기술의개발이시급함. 특수주조기술 특수주조기술이란일정조성의금속을용해하여금형등에일정한형태로응고시킬때수반되는표면결함, 내부편석, 수축공, 수지상형성등을제어하여기능성을부여할수있는주조기술을말함. 자동차소재등의고장력 ( 고강도 ) 화로관련된부품소재 ( 금형, 공구등 ) 또한고강도화되어가며, 이에따른고강도부품소재의주조기술이요구되고있음

129 요약 Net Shape 형상주조기술 Net shape 형상주조기술은최종주조품의후가공처리를최소화시키는주조법을의미하며, 주조품의형상을구현하기위한주형으로는최종주조품의요구조건에의존하여금형, 쉘몰드, 사형등이적용될수있으며, 소재특성에따라서대기또는진공분위기에서주조하는기술임 Net shape 형상주조기술은복잡한형상또는중공형 (hollow type) 주조품, 판재등다양한형상의주조품제조가가능하므로, 자동차등수송기기분야와각종구조용부품, IT & 전자산업등다양한분야에걸쳐광범위하게적용될수있으므로수요가증가할것으로전망됨. 가공 고출력레이저가공 고밀도의열원인레이저를이용하여조사되는물체를물리적으로변형시키는비접촉식가공기술을말하며, 박편형태의소재가공, 난삭재료의가공및초정밀미세가공등이가능하며친환경녹색화제조공정임. 레이저발진기, 스캐너-스테이지연동기술등은레이저미세가공장비의성능을좌우하는핵심기술로대부분수입에의존하고있으므로핵심요소기술확보를통해국내고출력레이저미세가공장비의기술경쟁력제고가필요하며기술개발이요구됨. 미세쾌속조형가공 설계된삼차원미세형상모델및미세형상부를포함한모델에대해 3차원 CAD Modeling Data로부터정밀한데이터단면변환작업에의해미세한두께의단면을얻어낸후, 해당하는미세두께를연속적으로적층하여궁극적으로 3차원모델링형상과동일형상의시제품을제작하는기술을말함. 미세쾌속조형가공기술은제품의생산성향상을위한복합성형기술로진보하고고부가가치제품으로적용범위를확대적용됨에따라가공품질의고정밀화가요구됨. 다양한신소재의폭넓은적용이요구됨에따라물리적 화학적 DB 구축, 쾌속조형기술의정밀도향상, 난소결재료의가공기술확보가시급함

130 중소기업통합기술로드맵 예열선삭초음파진동가공 예열선삭가공 (LAM, Laser Assisted Machining) 은 TAM(Ther-mally Assisted Machining) 의일종으로, 공구에의해가공이이루어지기직전에가공부를레이저열원등으로가열함으로써재료의연질화와우수한표면품질을얻을수있는절삭가공법임. 제품의소형화, 경량화그리고고기능화로기계적성질이우수한광학부품등의신소재가개발됨에따라, 질화규소 (Silicon Nitride), 지르코니아 (Zirconia), 뮬라이트 (Mullite), 알루미나 (Alumina) CGI(Compacted Graphite Iron), Inconel 718, 등의초고경도난삭재에대한가공기술의개발이끊임없이요구되어지고있음. 소성 고탄성경량구조재열간단조 고탄성경량구조재열간단조는가변단면압출을이용함으로서단조공정이획기적으로줄어들고수율이높아서우수한부품을경제적으로제조할수있는기술임. 탄성계수를향상시키기위한복합재료에대한연구개발과반용융및가변단면압출과관련된기술개발이시급히필요함. 경량구조재가변단면압출 가변단면압출기술은, 단일금형을적용하는기존의압출기술과달리금형이 2차원적으로가변되기때문에압출하는공정중에 3차원적으로정형가공이가능하도록할수있는신기술임. 가변단면및가변곡률압출기술이소성공정으로그특성을발휘하기위하여서는가변단면및가변곡률압출에적합한알루미늄및마그네슘소재개발과동시에압출시필요한금형소재, CNC로금형제어, 금속조직정밀제어등의기술과이를활용한부품및모듈에대한기술개발이요구됨. 고강도정밀구조재반용융압출 반용융압출법은금속슬러리의틱소트로픽 ( 반용융상태의금속에전단변형이가해질때금속의점도가시간에따라변하는시간의존적거동 ) 성질을이용하여고액공존영역에서금속재료를압출하는기술을말함

131 요약 고강도경량합금압출재에대한필요성및요구가증가하고있는것은사실이나, 기존압출법에의한고강도경량합금의압출에는한계성이있으므로반용융압출법을적용한정밀압출재관련기술개발이요구됨. Seamless 관재직접압출 Seamless 관재직접압출은생산성이우수한직접압출을통하여 Seamless 관재를경제적으로제조할수있는우수한기술임. Seamless 관재직접압출은, 기존의직접압출시반드시발생될수밖에없던금형의구조가아니라새로운개념의금형설계및소재기술이요구되며, 국내에서 99% 이상이중소기업인압출산업에서고부가가치를창출할수있는새로운신기술임. 용접 전자패키징용접합소재및공정 전자패키징용접합소재및공정은실리콘칩이나전자부품을기판에전기적, 기계구조적으로실장하는데에사용되는소재, 장비, 공정기술을의미함. 자동차전장부품의경우 2016년 1월부터 RoHS가적용될예정이지만국내에는이와관련된무연솔더기술이확보되어있지않아연구개발이시급함. 용접부비파괴검사및모니터링시스템 용접모니터링및검사시스템이란아크, 레이저및저항용접을비롯한일반적인용접공정에서좋은용접품질을확보하며실시간으로확인하기위해다양한센서로용접부관찰을통한품질예측및제어하는시스템을의미함. 일반적인용접모니터링및계측시스템의경우기존의용접시스템에추가적으로부착되는경우, 기존자동화시스템의작업모션을방해하지않도록하기위하여소형화된시스템혹은계측부분의소형화가반드시필요함. 고효율아크용접장치및공정 고효율아크용접장치는이와같이녹색성장을기반으로개발및적용된친환경경

132 중소기업통합기술로드맵 량소재등의용접및접합을구현하기위해필요한통상적인모든장치를말하며이는시스템, 부속기기및시스템의성능향상을위해필요한부품까지로정의함. 자동차, 조선, 플랜트등중공업분야에서는고강도경량화를위한소재개발이지속적으로이루어지고있음. 산업의고도화및융복합화에따른신소재의용접등의이용기술에대한검증및공정개발관련기술수요가지속적으로증가될전망임. 기능성소재용접접합 기능성소재용접기술은경량화소재의브레이징및용접기술및관련제품, 내마모및내부식성소재의오버레이용접기술및관련제품, 이종금속소재의용접 / 접합기술및제품으로정의함. 산업고도화에따른기기성능향상을구현하기위하여기능성신소재의개발과적용이활발하게추진중임. 기능성신소재의고효율적용을위한오버레이용접등의이종접합용접장치및용접공정에대한기술수요가증가하고있음. 열처리 소재고급화열처리기술 금형은동일한형상의제품을반복생산하는데사용하는틀로서제품의소재와제조환경에따라서다양한특성부여가요구됨. 금형에적용되는열처리는가열, 냉각사이클에의한조직제어를통해물성을향상시키는기술임. 자동차경량화, 에너지절감등에따라고합금고강도알루미늄합금의가공기술과제품사용수명증대등이함께소재고급화열처리기술이요구되고있음. 열화학적표면개질기술 열화학열처리기술이란고온에서화학반응을일으킬수있는분위기 ( 탄화수소, 질소등 ) 에소재를투입하여, 화학반응을통해표면의물성향상을일으키는공정기술을의미함. 열화학열처리는다른표면열처리 ( 코팅, 도금등 ) 에비해저가로가격경쟁력을확보하고있으나, 에너지다소비및유해가스배출과같은환경적요인에더민감한

133 요약 상태임. 따라서기존의에너지소비형산업, 공해산업으로알려져많은어려움이있었으나, 기술발전을통해친환경, 녹색성장을구현하는중으로, 지속적으로사용이증가할것임 고에너지응용열처리기술 고밀도에너지열처리기술이란레이저, 이온빔, 고주파, 플라즈마와같이고밀도의에너지원을이용하여진행되는열처리기술을말하며, 표면경화열처리 (Surface Heat treatment) 에해당함. 에너지의효율적활용, 청정기술에대한기대및사용되는가스및소재를최소화함으로서품질을극대화시킬수있는공정으로, 고기능성부여및국부열처리등특수목적의열처리로활용가능성이높아향후적용분야가높아질것임. 자동차부품탄소합금강열처리기술 자동차부품탄소합금강열처리기술이란, 탄소강또는합금강을사용한자동차부품의기계적특성을용도에적합하게변화시킬목적으로부여하는열처리기술을의미함. 철강소재에서의고강도화를통한경량화그리고마찰손실저감를통한효율향상등의전략이필수적이며, 자동차부품의대부분을차지하는철강부품에서열처리기술은이를만족시킬수있는방법으로매우중요한요소기술이므로기술개발이요구되고있음. 표면처리 습식표면처리 습식표면처리기술은금속또는비금속표면에이종금속, 비금속및복합성분을화학적및전기화학적방법을사용하여피막을만드는처리이며, 처리방법으로는전해도금, 무전해도금, 화성처리, 양극산화등이있음. 국내표면처리기술의고도화를도모하고정밀화 (MEMS), 집적화 ( 고밀도화 ), 경량재료적용화, 청정화등기능성고부가가치제품생산을위한기술구축이매우시급한상황임

134 중소기업통합기술로드맵 건식표면처리 건식표면처리기술이란소재, 부품의미관및내구성을개선시키거나, 기능성을부여하기위하여물리 화학적처리를통하여표면을활성화또는코팅하는공정을말함. 건식표면처리기술은높은부가가치, 우수한코팅물성, 다양한기능성, 환경친화적공정등의장점을가지고있으므로수출주도형국가전략산업에있어서그중요성이부각되고있음. 외장소재용자기세정기술 외장소재용자기세정코팅표면처리란부품, 소재의기능성과내구성을부여하기위해표면에수십nm ~ 수십μm의두께를형성하여부착시키는기술임. 부품및소재의고기능화요구에따라자동차, 건축, 필름, 핸드폰등의전산업분야에서의수요증대가요구되며, 특히반도체분야에서는많은개발및적용이이루어지고있지만, 일반적인산업부분에서는적용이미흡하여기술개발이필요함. 전자부품회로형성무전해도금 무전해도금 (Electroless Plating) 은전해질로부터피도체에금속막을형성할때전기도금과같이외부전류를사용하지않고, 용액중에서금속이온을직접환원하여석출시키는방법임. 전기도금법과달리전기적접촉없이직접피도체, 특히비전도성소재인플라스틱, 세라믹, 폴리머필름등에직접금속막형성이가능하기때문에전자부품의미세회로설계와패턴구현에있어그중요성이더욱부각되고있음. 산업용기계및부품 지능형건설기계 지능형기계시스템에기초하여실시간으로업데이트되는실제작업상황을인식하고최적의건설작업을실제수행할수있도록하는기술을말함

135 요약 건설기계를지능화및자동화하기위해서는제어시스템이증가확대되는추세임. - 전자비례제어밸브기술및솔레노이드등지능형건설기계에많이사용되는전자식컨트롤밸브의발전으로지능형건설기계의증가될전망임. 스마트농업생산시스템및기계류 스마트농업생산시스템은원격-실시간농업생산관리로작물생산성, 품질향상이가능하며빠른정보제공으로스마트한농업을구현하기위하여필요한것을의미함. 소득증가및환경에대한관심등으로친환경농산물수요가증가하고, 농업이농산물을생산하는산업인동시에동식물자원이용산업으로발전할것으로예상되며, 농업 BT와의료기술의융복합이발전하여농생명자원제품에대한증가가예상되므로스마트농업생산시스템및기계류에관한기술개발이요구됨. 고효율히트펌프시스템 냉매의발열또는응축열을이용하여저온의열원을고온으로전달하거나고온의열원을저온으로전달하는냉난방장치을말함. 도심중대형건물의냉난방급탕시스템과축열기기시장규모의확대가예상되며, 환경부하를저감시키고급탕비용도절감시킬수있으며, 유지보수비용도저렴함. 친환경제품으로온실가스배출감축을위한기술개발이요구됨. 화학소재공정 반도체용소재 반도체용소재란반도체공정의세척과 Stripper용소재, 도금공정에사용되는소재, 이들반도체를이용한패키지에사용되는기판소재및반도체패키지공정에서사용되는패키지공정소재를일컬음. 반도체강국인국내시장과 LED 산업에대한국내기업의투자상황을감안할때반도체용소재산업에대한연구개발과시장확대가절실히요구됨. - 일본위주의부품소재산업에서탈피, 국내중소기업을육성할수있는분야이므로기초및생산기술개발지원의필요성이매우높음

136 중소기업통합기술로드맵 생체적합성소재 생체적합성소재는생리활성소재, 그리고생리활성소재의생체이용효율증대를위하여고분자 금속 세라믹 복합재료등으로이루어져있는생체적합성재료를활용한혈액적합성및생체적합성을지닌소재를총칭함. 생체의료재산업은고부가가치산업으로다학제간융합기술과지식을토대로만들어지는신기술및고도의기술이필연적이며, 국가기반산업으로는정밀화학산업및생명공학산업과밀접히연계되는산업이므로생체적합성소재관련기술개발이절실히요구되고있음. 염료화학소재 염료란, 화합물중섬유및유사소재에대하여친화성을나타내어용매에서섬유상으로이동 염착하여일광, 세탁, 마찰등의사용목적에따라이용될수있는색소를통칭함. 전통염료를포함하는정밀화학산업은지식기술집약형산업으로중소기업형태로전문화가가능하며, 고기능성염 안료개발을통해자동차 조선 IT 산업등의국가주력산업의후방산업으로서의파급효과를기대할수있으므로기술개발이중요함. Eco-polymer Eco-polymer 는삶의질향상을목적으로하고, 친환경적, 친인간적인기초화학소재및핵심소재를제조하는기술로서생분해성이우수하거가석유와같은화석원료가아닌바이오매스로부터유래하여이산화탄소저감이가능한환경진화적인소재기술임. 소득증가및환경 / 건강에대한소비자의인식이증가되어안전하며, 환경에대한부하가적은제품에대한수요가증가하고있음. 첨단섬유소재및공정, 섬유기계 첨단섬유소재는의류용섬유와, 산업용섬유를의미하며, IT기술을적용하여공정효율을높이는기술및섬유기계가포함됨

137 요약 산업계니즈는저가격화, IT/BT융합화, 고기능성, 웰빙및고급패션화등이며, 후방산업인첨단무기등군수산업의핵심요소임. 섬유소재는무기체계의핵심소재, 의료용, 초임계유체염색, 스마트인테리어제품, DDS( 약물전달시스템 ), 연료전지전극, 전자파차폐재료, 발광소자, 편광판, 디스플레이용등전반적인산업분야에적용되므로기술개발이중요함

138 중소기업통합기술로드맵 E 전략제품별현황분석및로드맵 1 풍력 소형풍력시스템 / 풍력계측장비 개요 SWT(Small Wind Turbine) 은바람으로부터동력을얻어전기를생산하는전기기기로서 100kW를기준으로중대형과소형으로구분하며국내에너지관리공단에서공시하는소형풍력발전기의인증기준은 30kW이내의용량으로한정함. 소형풍력시스템의핵심부품과요소기술의완전국산화는요원한실정이며, 향후표준형소형풍력발전기를개발한다면전력인프라가취약한동남아또는중국, 몽골, 북한등의지역에의수출도예측됨. 산업현황 소형풍력발전시스템은가격대비고성능-저가형고효율 / 내구경량화, 국내외시장확대, 국산장비, 높은핵심기술력비중등으로요약됨. 풍속계 / 풍향계는미국의 NRG, 독일의 Vector 등의제품이사용되고있어국산화를통한저가격화가요구되며, 풍력발전기기적용타당성을검토하기위한풍황조사기간은최소 1년이며 SWT의성능평가기간은최소 6개월간이기때문에장시간사용에대한신뢰도높은데이터취득이핵심임. 데이터로거는풍황조사와풍력기기의성능평가의수요가늘어남에따라데이터를취합하는데이터로거의수요도증가하고있는데, 저가격화와고기능성이요구되고있음. 전력계 (Power meter) 는풍력발전산업의성장과더불어풍력발전기의전류, 전압, 주파수등을계측하여제품개발및성능평가의수요가늘고있어고가의수입제품을대체할국산제품개발이요구되고있으며, 고기능성도역시요구됨

139 요약 시장분석 아직소형풍력시스템에관한세부시장은아직형성되어있지않아각구성요소별시장을대체하여, 상위단계시장인풍력발전설비시장전망을분석함. 세계적인경기침체에도불구하고소형풍력발전기의수요는지속적으로증가하고있음. - 세계대형풍력발전시장은 2009년 627억달러에서 2014년에 1,200억달러로증가될전망 ( 출처 : BCC Research, ) - 세계풍력발전신규시장은 2009년 38.3GW 이고향후 2014년에는 62.5GW 로성장전망 1980년대초부터풍력발전의제작기술이급속히발전하여독일, 덴마크, 등유럽을중심으로시스템대형화추세에있으며, 반면 1980년대중반까지세계풍력발전시장을주도하였으나, 정부지원을줄임으로인해 1980년대후반부터주도권이비유럽으로이전되기도하였으나 2006년이후최대시장으로부상하고있음 - 미국은 100kW이하의정격용량을가지는 SWT 신규판매시장이 2009년도에 20.3MW ( 약 8,240만달러 ) 를설치함으로써 15% 가량의성장을이루었음. 우리나라는신재생에너지발전전략 2010을발표하면서녹색에너지개발에급격한투자가이루어지고있는추세이나, 소형풍력발전시장은아직원천기술의수준이낮지만최근 IT기술의발전과함께스트레인게이지등소형풍력기기시스템이변화하고있으며, 우리나라의 IT 무선센서기술을통한모니터링기술이세계적으로경쟁력이있는분야로판단되고있으며, 다수의후발기업들이시장에진입하면서기술개발에대한수요와경쟁이치열함 핵심요소기술및연구목표 구성요소 요소기술 기술요구사항 개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 촤종목표 풍력자원측정기술 고성능풍속계, 풍향계센서개발 Accuracy+-0.8m/s,+-7 도이내 Accuracy+-0.2m/s, +-4 도이내 IEC ClassI 에적합한기상센서 풍속계 / 풍향계 / 가속도계 풍력발전시스템성능시험기기개발 성능시험기기설계제작연계운용, 검교정 전력계, 전력분석기국산화 주파범위 0.5~1kHz Accuracy+-0.1% 주파범위 0.5~1kHz Accuracy+-0.05% 소형풍력발전기성능평가용전력분석기 무선신호데이터수집및저장기술 RF 등무선데이터처리기술모듈화설계제작, 운용프로그램밍 Accuracy +-0.1% 이하 Accuracy % 이하 무선데이터로거개발성능시험장비연계운용시스템 스트레인게이지 스트레인신호처리시스템설계기술 스트레인제조기술스테리인신호처리기술운용프로그램설계 Samplingrate100ks Accuracy: Sampling100ks 이상 Accuracy: 구조안정성평가를위한스트레인신호처리시스템설계기술

140 중소기업통합기술로드맵 구성요소 요소기술 기술요구사항 개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 촤종목표 주파수분석기 소형풍력에너지전원필터제조기술 풍력자원계측데이터응답속도개선 응답속도 : 0.1s 이내응답속도 : 0.1s 이내응답속도 : 0.05s 이내성능시험센서처리속도개선기술 센서 소형풍력에너지광전송제어신호센서제조기술 소형풍력발전기용전원필터개발역륙보상장치개발 THD3% 이하 THD3% 이하 THD2% 이하 소형풍력발전기용역률보상기술 20~30kW 급소형풍력발전시스템 국산화, 가격경쟁력확보저소음형 시스템효율 :30% 이상발전기효율 :90% 이상 시스템효율 :32% 이상발전기효율 :93% 이상 시스템효율 :35% 이상발전기효율 :95% 이상 20~30kW 풍력발전시스템개발및실증 복합운전기술 고속고효율인버터 / 컨버터기술 양방향인버터 / 컨버터설계고속고효율, 운전알고리즘 THD3% 이하효율 90% THD3% 이하효율 92% THD3% 이하효율 95% 고속고효율전력안정화장치 풍력 - 디젤복합운전기술 하이브리드발전설비운용실증평가 출력계수 33% 이상소음 55dB 이하효율 93% 출력계수 33% 이상소음 55dB 이하효율 94% 출력계수 33% 이상소음 55dB 이하효율 95% 복합발전운전알고리즘개발및실증 중소기업형기술로드맵

141 요약 타워기초 개요 풍력발전타워란너셀 (nacelle) 과블레이드 (blade) 를포함한상부구조물을지지 (support) 하는역할을하는구조물을의미하며, 기초는타워의하부에위치하며타워를포함한상부구조물이안정성을유지해야함. 육상용기초는주로콘크리트에철근을넣어서인장, 진동, 충격에대한저항을증대시킨 RC(Reinforced Concrete) 를사용하고, 해상용기초는타워를포함한상부구조물을지지하는역할을하며타워의하부에위치하고바닷물에잠긴기초하부구조물을의미함. 최근, 풍력발전단지건설과함께수요가급증하고있고현재중공원형형태의타워가주력시장제품이나비용절감과함께진동및내구성, 좌굴안정성확보를위한하이브리드형태의제품이출시되고있어다양한형태의타워제품에대한관련기술개발의필요성은높음. 국내및국외모두향후대형해상풍력발전단지건설계획에따라해상용에타워 / 기초에대한대단위수요가예측되어관련기술개발의필요성이높음. 산업현황 육상뿐만아니라해상용풍력발전기수요의급증과더불어타워플랜지의단조시장이더욱활성화될것으로전망되며이에대한원천설계기술력확보가필요하고플랜지도대형화됨에따라대형단조품생산이필요해지며, 제품업그레이드수요에대응하기위한고기능성이요구됨. 최근풍력발전기가대형화됨에따라발전단지건설이육상에서해상으로이동하고있는추세임. 따라서해상용풍력발전타워 / 기초제조산업은국내중공업, 토목기반산업을기반으로금속, 소재등관련산업이융복합적으로경쟁력을가지고있어야대외기술우위를점할수있는산업인데, 해상용고정식기초와해상용부유식기초기술이필요함하며도장시스템수요도증가가예상됨. 타워섹션의경우해상운송은길이의문제없어오히려일체형타워의개발이필요하며, 내구성이우수하지만경제성을제고할수있는고강성하이브리드타워의개발

142 중소기업통합기술로드맵 도필요함. 또한주요타워의소재인강재의부식과방식문제로인하여수명이 100 년이나되는콘크리트의장점을살려인장, 진동, 충격에대한저항을증대시킨 RC(Reinforced Concrete) 의개발이필요함. 시장분석 Frost & Sullivan에따르면풍력발전시장은 2009년 616억달러에서 2014년 1,454억달러로연평균 18.7% 증가할전망이며국내풍력발전시장도정부의신재생에너지보급정책이실시확대및강화되고있어, 국내풍력발전단지조성및국산풍력발전기보급이점차적으로늘어나는추세임. 2009년발행된 Frost & Sullivan 풍력타워시장보고서에따르면, 풍력타워시장은 2011년 109억달러에서 2014년 268억달러로약 2.4배성장할것으로예상되고있음. 핵심요소기술및연구목표 구성요소 요소기술 기술요구사항 개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 촤종목표 대수심고정식 5MW 해상풍력터빈기초개발기술 대수심용고강성을유지하면서국산화 해상용고정식기초의설계기법개발 해상용고정식기초의지지력평가기술개발 해상용고정식기초의검증기술개발 해상용고정식기초의국산화및원천기술확보 부유식해상풍력터빈기초구조물고정용앵커모듈화기술 원천설계기술확보및고강성을확보한저가화 설계원천기술확보제작원천기술확보설치원천기술확보 핵심설계 / 해석기술확보및인증 터빈기초 블레이드에어플로우에따른풍력터빈샤프트기술 원천설계기술확보및고강성을확보한저가화 설계원천기술확보제작원천기술확보설치원천기술확보 핵심설계 / 해석기술확보및인증 터빈기초앵커링및고정시스템기술 원천설계기술확보및국산화 설계원천기술확보제작원천기술확보설치원천기술확보 핵심설계 / 해석기술확보및인증 육상해상풍력타워승강기개발기술 원천설계기술확보및국산화 육해상용풍력타워승강기안전장치및컨트롤시스템설계 / 안전성평가기술확보 육해상용풍력타워승강기안전장치및컨트롤시스템전장품설계및제작기술확보 육해상용풍력타워승강기구조평가및해석기술확보 육해상용풍력타워승강기의설계 / 해석 / 제작기술확보 타워섹션 원형타워섹션쉘플랜지모듈화및단조기술 타워플랜지링접합및용접기술 원천설계기술을포함한내구성을확보한플랜지국산화 원천설계기술을포함, 내구성을확보한국산화 해상용풍력타워플랜지의소재선정및설계 / 해석기술확보 링접합및용접부위의소재선정및설계 / 해석기술확보 해상용풍력타워플랜지제조기술확보 링접합및용접부위의제조기술확보 신뢰성시험및평가를통한평가, 인증기술확보 링접합및용접부위의국산화기술확보 해상용풍력타워플랜지의설계 / 해석등의원천기술확보 링접합및용접부위의원천기술및내구성포함국산화기술확보 설치 / 시공 육 해상풍력겸용터빈기초용루프빌딩개구부건설기술 원형타워도어보강기술 고강성, 내구성을확보하면서원천기술확보 고강성을확보하면서최적보강기법개발 설계원천기술확보 설계원천기술확보 제작원천기술확보 제작원천기술확보 신뢰성시험및평가를통한평가, 인증기술확보 신뢰성시험및평가를통한평가, 인증기술확보 핵심설계 / 해석기술확보및인증 핵심설계 / 해석기술확보및인증

143 요약 중소기업형기술로드맵 블레이드 / 구동제어계 개요 블레이드는풍력발전시스템의가장핵심적이고특징적인구성요소로서, 풍력터빈의출력발생원인동시에하중발생원이기때문에시스템의출력효율뿐아니라신뢰성, 내구성및경제성에가장큰영향을미치는핵심부품임. 블레이드분야기술개발은기존제조기술의한계를극복할수있는새로운소재기술과제조기술개발이특히요구되는시점이며, 이를뒷받침하기위한설계기술과평가기술의개발도함께요구된다고할수있음

144 중소기업통합기술로드맵 구동제어계에는블레이드로부터입력되는풍력에너지를발전기로전달하기위한동력전달계를총칭하며주축, 주베어링, 로터허브, 나셀베드, 증속기, 커플링, 브레이크, 요 & 피치드라이브등다양한핵심부품들로구성되어있음. 이와같은구동제어계는풍력발전시스템에서특히높은비중을차지하는주요핵심부품으로국내에부품공급체인 (Supply chain) 이형성되어있지않아국내발전기개발및해외시장진출에걸림돌이되고있어, 국산화가시급함. 산업현황 블레이드는풍력시장의급속한성장추세로대량생산과공급이요구되고있는반면, 풍력터빈의가격경쟁첨예화로가격경쟁력제고를위한블레이드제조기술과원소재및중간재기술개발이필요하며, 해상풍력터빈의대형와확대에발맞춰경량화기술및운송 / 조립기술이요구되고시험평가및검사기술개발이필요함. 구동제어계도대량생산및공급이요구되고, 가격경쟁력제고를위한기술이요구되며, 경량화기술및운송 / 조립기술이요구되고있음. 또한국산화핵심부품개발과신뢰성확보를위한설계, 제작, 시험평가및검사기술이요구됨. 시장분석 날개 ( 블레이드 ) 는풍력발전기의대형화고효율화를가능하게하는핵심기술로 2009 년발행된로터블레이드에관한시장보고서에따르면 2009년 96억달러에서 2014년 206억달러로연평균 16.5% 성장이예상되고있음. 2009년발행된 Frost & Sullivan의풍력터빈의기어박스부품에관한시장보고서에따르면 2011년 175억달러에서 2014년 215억달러로연평균 13.3% 성장이예상되고있으며, 현재세계풍력부품시장의추세는유럽기업들의점유율이여전히높은가운데내수시장을바탕으로중국업체들이빠르게성장하고있는추세임. 풍력터빈의부품중하나인로터허브 ( 커플링 ) 의상위시장인풍력터빈구성품시장을분석하여, 하위시장인로터허브 ( 커플링 ) 시장추세를분석하였으며, 2009년부터향후 5년동안연평균 16.5% 성장하여 2014년에는약 895억달러의시장규모로상위시장의성장률에따른성장추이를보일것으로예상됨

145 요약 핵심요소기술및연구목표 구성요소 요소기술 기술요구사항 개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 촤종목표 날개 ( 블레이드 ) 나셀 & 요시스템 로터허브 ( 커플링 ) 열가소성복합재를활용한친환경중소형풍력블레이드제조기술 저소음수평축및수직축풍력블레이드최적형상설계및해석기술 MW급요베어링원천설계및신뢰성확보기술 MW급피치감속기원천설계및신뢰성확보기술 MW급로터베인허브제조기술 5MW 급이상해상풍력용요시스템설계제작기술 육상풍력터빈용 3MW 이하허브커플링제조기술 해상풍력터빈용 5MW 이상허브커플링제조기술 재활용가능한친환경열가소성복합재를활용한친환경중소형풍력블레이드양산기술 블레이드형상최적화설계및해석기술개발 최적화및신뢰성확보기술 정밀화및장수명화를통한신뢰성확보기술확보 최적화구조해석및주물기술 최적화및신뢰성확보기술 최적화용량설계해석및신뢰성확보 최적화용량설계해석및신뢰성확보 열가소성복합재적용풍력블레이드구조설계 수평축및수직축블레이드공력해석 SW 자체개발 요베어링설계해석기술 피치감속기설계해석기술 열가소성복합소재블레이드금형 / 제작공정기술개발 수평축및수직축블레이드최적설계 SW 자체개발 단조및연마제작기술 열처리및연마제작기술 블레이드구조시험및풍력장착운전시험 / 검증 최적설계중소형블레이드시제작, 성능시험및해석 SW 검증 ( 수평축및수직축 ) 실부하재현시험 / 평가 수직축시험 / 평가 친환경열가소성복합재적용신개념중소형풍력블레이드양산기술개발 수평축및수직축풍력블레이드효율향상및소음저감 5% 이상 정밀링단조기술개발, 25 년수명 25 년수명 구조해석정밀주조기술개발무게 10% 절감 요시스템설계해석기술 허브커플링설계해석기술 허브커플링설계해석기술 단조제작및조립기술실부하재현시험 / 평가 25 년수명 제작및시험평가기술전달동력 Max. 3MW 제작및시험평가기술전달동력 Max. 5MW 중소기업형기술로드맵

146 중소기업통합기술로드맵 발전기및전력변환장치 / 연계장치 개요 풍력발전은블레이드, 증속기, 발전기, 타워, 감시및운용장치및변환장치로구성되는데, 풍력발전기의전기적파트의기술은발전기, 변환장치, 계통연계장치및 SCADA 시스템으로분류할수있음. 발전기는이중여자형유도발전기, 영구자석형동기발전기, 초전도풍력발전기등으로구분됨. 변환장치는해상풍력발전단기의확대로중전압및고전압변환장치의연구가늘어나고있으며저전압에서도대전류를흘릴수있는초전도선재의연구및관련전력설비의연구가진행중임. 계통에서풍력발전시설의유입이커지게되면서각나라의전력회사들은풍력발전기의계통연계를위한그리드코드를작성, 풍력발전회사에게수준높은전력품질을요구함. 현재풍력발전기시스템의 SCADA 는외산제품을도입하여사용하고있는실정이어서유지보수비용이많이발생하며특히장애발생시신속한복구와정기적점검이이루지지않은경우가많아국산화가절실함. 산업현황 발전기에서이중여자형유도발전기의경우고속운전으로인한베어링및회전축마모를줄이기위한중속, 저속발전기기술개발이진행되고있고, 영구자석형동기발전기의경우극수의증가에따른시공의어려움으로구조적설계개선이요구되며로터방위각오차에대한발전효율저하로이를개선하기위한관련연구가활발히진행되고있음. - 초전도체가발열에취약하기때문에냉각하기위한발전기구조설계기술연구진행중이며높은온도에서운전하기위한고온초전도체기술개발이필요함. 변환장치는해상풍력발전단지의운용을위하여해상환경에강인한변환장치의설계가필요한데, 이중여자형발전기의전력변환장치의경우계통연계시발전기의무효전력제어및상불평형등을보상할수있는기술이요구됨. 영구자석형동기발전기의경우보다빠른응답을낼수있는전력변환기술개발가속화되며, 초전도풍력발전기의경우대전류를공급하기위한여자전력제어기술이필요함

147 요약 계통연계장치는풍력자원은비선형적인자원이므로안정적인전력공급을위하여전력보조설비기술이필요하고, 풍력발전기의고장시계통으로악영향이가지않도록계통을보호하기위한설비가필요함. - 계통의고장시풍력발전기를보호하기위한보호기술이필요 풍력발전기의고장관련부품에대한보수혹은교체를위하여고장을검출하고고장을진단하는지능적인 SCADA 기술이요구됨. 시장분석 Frost & Sullivan의풍력에너지관련인버터 ( 전력변환장치 ) 에관한시장보고서에따르면 2009년 113백만달러에서 2014년 250백만달러로연평균 17.1% 성장이예상되고있음. 2009년발행된 Frost&Sullivan의풍력터빈관련전기시스템제어시장보고서에따르면 2011년현재단락장치시장은 7,875백만달러규모인것으로나타났으며, 2014년에는 9,411백만달러로시장규모가성장할것으로예상되고있음. 2009년발행된 Frost&Sullivan의풍력에너지관련발전기시장보고서에따르면 2011년현재 2,611백만달러규모의시장을형성하고있는것으로나타났으며, 2014 년에는 3,215백만달러로시장규모가성장할것으로예상되고있음. 핵심요소기술및연구목표 구성요소 전력변환기 단락장치 요소기술 고효율해상풍력에너지용인버터콘트롤러기술 기술요구사항 개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 디지털제어기설계제작 / 시험 고효율전력변환기술유로효율 95% 이상설계제작시험 스피드확장가능모듈식 MW 풍력발전인버터기술 고효율해상풍력에너지용인버터콘트롤러용단락장치제조기술 10MW 급대용량풍력발전메인인버터하우징용단락장치제조기술 확장가능한모듈식장치 인버터제어기용단락장치 설계제작시험 설계 / 제작보완 / 시험 촤종목표 제어기개발및시험 장치개발및시험 장치개발및시험 장치제작및시험 10MW급인버터하우징용단락장치설계 / 제작보완 / 시험장치제작및시험 발전기 고온부액체냉매냉각풍력발전용 SCADA 시스템설계기술 50MW급초전도풍력발전시스템설계기술 풍력용 SCADA 시스템설계 50MW 초전도풍력발전기 기본 / 상세설계 제작 / 시험 기본설계상세설계 / 제작 제작 / 시험 SCADA 시스템설계및검증 발전기설계및시험 축전지 풍력발전축전기용프로그래머블통합제어알고리즘개발기술 축전지용통합제어프로그램 알고리즘개발 보완 / 검증 축전지시스템제조 / 조립기술축전지모듈설계 / 제조조립 / 시험 알고리즘개발및검증 축전지시스템제작

148 중소기업통합기술로드맵 중소기업형기술로드맵 2 태양전지 / 태양광 결정질실리콘태양전지 개요 결정형실리콘태양전지란결정질실리콘웨이퍼상에태양광을전기에너지로변환하는소자를구현한형태의태양전지를말하며, 단결정형과다결정형의두가지방식이있음. - 상용의단결정방식은가격과효율면에서다결정방식에비해비교적우수함. 현재태양전지시장은초고효율, 초저가의태양전지를요구하고있는가운데, 80% 이상의시장을결정형실리콘태양전지가차지하고있음

149 요약 박막형태양전지의시장이급성장하고있는것은사실이나, 현재결정형실리콘태양전지가주력시장제품인만큼, 시장참여기업수 / 개발파급효과측면에서결정형실리콘태양전지관련기술개발의필요성은매우높음. 산업현황 태양광발전단가의그리드패리티 (Grid Parity) 도달은국가별로시점에차이를보이는데, 한국의경우태양전지모듈단가가약 1달러 /W에근접하는 2015년경에도달할것으로예상됨. 현재의태양광발전은발전단가가기존에너지원보다고가이며, 차세대태양전지의비전은기술개발을통해, 초고효율 ( 효율 >19%), 초저원가 (0.8달러/W) 태양전지상용화를목표로하고있으며, 이러한기술과관련된산업체지원이필요함. 태양전지모듈의경량화, 건물통합형모듈의우수한미관등이신재생에너지정책의홍보수단및실제적인에너지효율성증대로이어질수있도록, 시장니즈에맞추어제품을개발해야시장확대에기여가능 태양전지생산라인의경우에는여전히선진엔지니어링업체로부터턴키기반으로일괄도입하기때문에유지보수비용증가, 기술문제해결지연등의문제가존재 태양전지부자재 ( 케미컬, 페이스트 ), 모듈부자재 (EVA 필름, 프레임, 리본등 ) 의국산화를통해단가절감뿐아니라, 소싱기업다변화를통해수급불안정성해소필요 시장분석 Solar cell wafer 세계시장규모는 2009년 64억달러에서 2014년 112억달러로연평균 11.9% 의성장이예상되고 2015년약 125억달러규모로 2009년대비약 2배의성장을할것으로전망됨. 태양전지셀모듈시장중가장큰규모를형성하는시장은 Multi-Si 기술시장으로 2009년세계시장규모가 1,000만달러를돌파한뒤연평균 9.2% 성장을하며 2015년약 2,000만달러의규모를보일것으로기대됨. 결정형실리콘태양전지의국내시장규모는 2011년 1조 8700억원에서 2015년 4조 3560억원으로연평균 25% 의성장을보일것으로전망됨

150 중소기업통합기술로드맵 핵심요소기술및연구목표 구성요소 잉곳 / 웨이퍼 셀 전극 핵심요소기술 태양전지용박형웨이퍼절단기술 초박형결정질실리콘제조기술 수광량극대화기술 실리콘태양전지효율향상을위한구조설계 (Selective emitter) 금속전극미세선폭구현기술고종횡비스크린프린팅기술 저가전극형성기술 기술요구사항 개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 웨이퍼두께 130 µm 120 µm 100 µm 박형 wafer 제작을위한 wire sawing 장비개발장비및기술개발박형 wafer 제작을위한공정기술자체개발 고효율또는저가태양전지공정설계및제작공정 Texturing 기술 집광형렌즈및시스템개발 전면 emitter 의면저항조절 전기도금을이용한미세선폭 Finger width, Finger thickness Ag stencil mask 또는 Cu paste/plating 저가제조기술을적용한결정질실리콘태양전지개발 두께 50 µm이하박판고효율결정질실리콘태양전지개발 Wet process 를이용하여생산최적화적용기술개발 RIE를이용하여생산최적화적용기술개발 Laser texturing 을이용하여생산최적화적용기술개발집광기효율향상초정밀광학설계기술및저집광결정질실리콘용광학시스템설계기술비추적식지향초정밀광학설계기술 전면 emitter 의면저항 : 90 ohm/squre 미세선폭 : 50 µm Finger width: 80 µm Finger thickness: 25 전면 emitter 의면저항 : 100 ohm/squre 미세선폭 : 45 µm Finger width: 70 µm Finger thickness: 25 전면 emitter 의면저항 : 110 ohm/squre 미세선폭 : 40 µm Finger width: 60 µm Finger thickness: 25 Stencil mask를이용한최적화적용기술개발 Cu paste를이용한최적화적용기술개발 Plating을이용한최적화적용기술개발 최종목표 두께 : < 100 µm 제조단가 : < $1.0/Wp 셀효율 : 20% 이상 표면반사도 : 5% 집광율 : 약 10 배 전면 emitter 의면저항 : 110 ohm/squre 미세선폭 : 40 µm Finger width: 60 µm Finger thickness: 25 Ag 대체또는사용량 50% 이상감소 중소기업형기술로드맵

151 요약 무기박막태양전지 개요 박막태양전지란, 실리콘웨이퍼상에태양전지를구현하는결정형실리콘태양전지와달리유리, 금속, 플라스틱과같은저가기판에박막형태의반도체를적층하여구현한형태를말함. 결정질실리콘태양전지대비원소재소모량이적고, 다양한저가연속공정의적용으로인해저가태양전지제조가가능하다는장점을지님. 또한 flexible한기판적용시다양한용도의태양전지구현이가능함. 현재전체태양전지시장의 20% 정도를점유하고있으며, 태양전지의효율및제조단가측면에서의장점으로인하여점유율은점차적으로상승할것으로전망됨. 특히태양전지의후발주자인국내기업들에게는경우기술개발성공시의부가가치창출이클것으로기대됨. 산업현황 실리콘박막태양전지는디스플레이공정기술의적용이가능하여대면적모듈생산에는용이하지만효율이낮고초기투자비용이높기때문에 Tandem, Triple -junction 등적층기술개발을통한효율향상과장비개발을통한시설투자비용저감이필요함. 실리콘박막태양전지는대면적양산기술측면에서의장점이있다고는하나 μc-si 적층시공정시간이길어지는단점이있기때문에고속증착기술개발이필요함. 실리콘박막 /CIGS 태양전지는금속호일및폴리머기판소재를적용시경량플렉서블태양전지의구현이가능함. 또한전면전극이없는모듈구조로인하여미관이수려하고건물통합형모듈에적합함. 하지만건물통합형모듈에필요한소재의국산화및소자원천기술확보가필요함

152 중소기업통합기술로드맵 시장분석 무기박막태양전지는광흡수층박막의소재에따라실리콘박막, GIGS 박막, CdTe 박막등으로구분되고현재전체태양전지세계시장의 20% 정도를점유하고있으며, 태양전지의효율및제조단가측면의이점으로점유율은점차상승할것으로예상됨. 박막형태양전지시장은 a-si( 실리콘형 ), CdTe( 카드뮴텔룰라이드 ), CIGS( 화합물형 ), DSS & Polymer( 염료감응형 ) 시장으로구분되며, a-si( 실리콘형 ) 태양전지세계시장규모는 2014년약 45억달러규모로가장클것으로예상됨. CIGS( 화합물형 ) 시장은 2009년약 2억 5000만달러규모에서 2015년약 25억달러규모로성장할것으로예상되며, a-si( 실리콘형 ) 기술과함께가장빠른성장속도를보이는것으로판단됨 핵심요소기술및연구목표 구성요소 핵심요소기술 기술요구사항 개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 최종목표 고내열성폴리머기판제조기술 기판내열온도, 기판두께 > 350 o C < 100 μm > 400 o C < 50 μm > 450 o C < 30 μm > 450 o C < 30 μm 기판 금속기판표면평탄화공정기술 표면조도 (Rz) 불규칙적딤플 / 돌출결함밀도 Shunt 태양전지셀 100cm 2 < 75 nm < 100 nm < 20@100cm 2 < 10@100cm 2 > 500 Ωcm 2 < 50 nm < 1@100cm 2 > 1,000 Ωcm 2 < 50 nm < 1@100cm 2 > 1,000 Ωcm 2 투명전도산화물 (TCO) 박막 texturing 성장및제어기술 광 Haze 면저항박막두께 > 10 < 15Ω < 1 μm > 15 < 12Ω < 1 μm > 20 < 10Ω < 1 μm > 20 < 10Ω < 1 μm 전극 투명전도산화물 (TCO) 박막비플라즈마성장기술 공정온도면저항광투과율 < 200 o C < 15Ω > 90% < 200 o C < 12Ω > 90% < 200 o C < 10Ω > 90% < 200 o C < 10Ω > 90% 대면적 in-line 공정용고순도 Mo 및 Mo:Na 타겟제조기술 Mo 순도 Na 함량타겟크기 > 3N > 3N > 10% > 50 cm > 4N > 20% > 1 m > 4N > 20% > 1 m 나노입자잉크제조기술 나노입자크기나노입자크기균일성 ( 표준편차 ) < 100 nm < 30% < 50 nm < 25% < 30 nm < 20% < 30 nm < 20% 광흡수층 전구체 - 칼코겐 (H 2Se,Se,H 2S,S) 가스셀렌화 CIGS 반도체형성기술 전착법 (electrodeposition) 기반 CIGS 반도체형성기술 소면적셀기판크기 소면적셀기판크기 > 10% > 13% > 15% > 15% > cm 2 > cm 2 > cm 2 > cm 2 > 8% > 10% > 12% > 12% > cm 2 > cm 2 > cm 2 > cm 2 Cu, In, Ga, Se 진공증발소스물질제조기술 Cu, In, Ga, Se 순도가격경쟁력 > 3N < 시장평균가 > 4N < 시장평균가 > 5N < 시장평균가 > 5N < 시장평균가 버퍼 고밴드갭버퍼기반 CIGS 태양전지효율극대화기술 소면적셀기판크기 > 12% > 14% > 16% > 16% > cm 2 > cm 2 > cm 2 > cm

153 요약 중소기업형기술로드맵 염료감응형 / 유기태양전지 개요 염료감응형태양전지는두장의투명전극사이에나노입자로구성된다공질 TiO 2 후막, 이입자위에단분자층으로흡착된염료, 그리고두전극사이를채우고있는산화, 환원물질을포함한전해질이들어있는광전기화학기반의태양전지임. 염료감응형태양전지는저가공정, 컬러및투명특성및약한광에서우수한광발전특징을가지는태양전지로서한국, 일본등에서활발히상업화를시도하고있는단계임. 유기태양전지는반도체성고분자 (polythiophene 등 ) 나 fullerene(c60) 등유기반도체재료를광활성층의전부또는일부로활용하는 Donor-Acceptor 접합형태양전지로, 최근몇년사이에효율과기술적가능성이급격히향상되며주목을끌기시작하고있는차세대태양전지임

154 중소기업통합기술로드맵 산업현황 염료감응형 / 유기태양전지는투입소재의자원적제한이없으며, 저온및비진공공정으로모듈제조원가비중이큰초기투자비부담이적으므로고효율화및생산공정기술을확보하면충분히타태양전지에비해가격경쟁력이있음. 염료감응형 / 유기태양전지는광흡수물질의종류에따라컬러화가가능하고, 반투과특성및형상디자인이가능한심미적태양전지이므로성능과미관을중시하는건물일체형 (BIPV) 태양전지에적합함. 염료감응형 / 유기태양전지는현재상용화전단계에있으므로국내기업체에의한핵심소재, 생산공정국산화가가능한분야이며외국과의기술격차가작아서집중적인투자를하면외국과경쟁력있는핵심소재, 생산공정을개발할수있음. 시장분석 염료감응형태양전지세계시장은 2010년상용화되어 2009년대비약 2배의성장을보였고연평균성장률 49.1% 의고성장으로 2015년 2억 5000만달러를돌파할것으로예상됨. 국내의경우, 염료감응형 / 유기태양전지는 2012년상용화가가능할것으로전망되며사업초기국내기업체에의한핵심소재및생산공정을개발함으로써시장규모와성장률의확대가기대됨 핵심요소기술및연구목표 구성요소 광흡수층 전공전달층 핵심요소기술 고순도고효율염료합성기술 ( 염료감응 ) 고효율고분자소재기술 ( 유기 ) 고신뢰성고효율전해질제조기술 ( 염료감응 ) 기술요구사항 고흡광도, 고순도, 작은밴드갭 작은밴드갭, 높은분자량및분포 높은이온전도도, 낮은휘발성 개발목표 1차년도 2차년도 3차년도 흡광계수 1x10 4 Mcm -1 이상순도 95% 이상최대흡수영역 : 700 nm 이상효율 8% 이상 밴드갭 1.6eV 이하수평균분자량 10,000 이상분자량분포 (PDI) 2.5 이하효율 6% 이상 이온전도도 1x10-3 S/cm 온도 80, 상대습도 80% 에서 500 시간후초기효율 90% 이상유지 흡광계수 2x10 4 Mcm -1 이상순도 99% 이상최대흡수영역 : 800 nm 이상효율 10% 이상 밴드갭 1.6eV 이하수평균분자량 10,000 이상분자량분포 (PDI) 2 이하효율 7% 이상 이온전도도 5x10-2 S/cm 온도 80, 상대습도 80% 에서 500 시간후초기효율 90% 이상유지 흡광계수 2x10 4 Mcm -1 이상순도 99.5% 이상최대흡수영역 : 900 nm 이상효율 12% 이상 밴드갭 1.6eV 이하수평균분자량 10,000 이상분자량분포 (PDI) 2 이하효율 8% 이상 이온전도도 5x10-2 S/cm 온도 80 상대습도 80% 도에서 1000 시간후초기효율 95% 이상유지 최종목표 흡광계수 2x10 4 Mcm -1 이상순도 99.5% 이상최대흡수영역 : 900 nm 이상효율 12% 이상 밴드갭 1.6eV 이하수평균분자량 10,000 이상분자량분포 (PDI) 2 이하효율 8% 이상 이온전도도 5x10-2 S/cm 온도 80 상대습도 80% 에서 1000 시간후초기효율 95% 이상유지

155 요약 구성요소 핵심요소기술 기술요구사항 개발목표 1차년도 2차년도 3차년도 최종목표 고투과도 TiO2 전극페이스트제조기술 ( 염료감응 ) 높은전자전달속도, 높은가시광선투과도 Paste 투과율 : 75 % 단위셀효율 7% (1 Sun 조건 ) Paste 투과율 : 80 % 단위셀효율 8 % (1 Sun 조건 ) Paste 투과율 : 85 % 단위셀효율 9% (1 Sun 조건 ) Paste 투과율 : 85 % 단위셀효율 9% (1 Sun 조건 ) 전극 저온소성 TiO2 전극페이스트제조기술 ( 염료감응 ) 낮은소성온도, 기판과의부착력, 나노입자간결합력 소성온도 < 150 단위셀효율 : 5% 소성온도 < 150 단위셀효율 : 6% 소성온도 < 150 단위셀효율 : 7% 소성온도 < 150 단위셀효율 : 7% 비부식성금속그리드모듈전극소재개발 ( 염료감응 ) 고온고습조건에서의안정성 온도 80 상대습도 80% 에서 500 시간후초기효율 90% 이상유지 온도 80 상대습도 80% 에서 1000 시간후초기효율 90% 이상유지 온도 80 상대습도 80% 에서 1000 시간후초기효율 95% 이상유지 온도 80 상대습도 80% 에서 1000 시간후초기효율 95% 이상유지 기타 높은투과도를갖는코팅막형성기술 ( 유기 ) 고신뢰성실링제제조및공정기술 ( 염료감응 ) 고투과도저반사고온고습조건에서의안정성 Specular Reflectance < 2% 투과율 > 85% 온도 80 상대습도 80% 에서 500 시간후초기효율 90% 이상유지 Specular Reflectance < 1.5% 투과율 > 90% 온도 80 상대습도 80% 에서 1000 시간후초기효율 90% 이상유지 Specula Reflectance < 1.0% 투과율 > 95% 온도 80 상대습도 80% 에서 1000 시간후초기효율 95% 이상유지 Specula Reflectance < 1.0% 투과율 > 95% 온도 80 상대습도 80% 에서 1000 시간후초기효율 95% 이상유지 고신뢰성 Barrier film 기술 ( 유기 ) 고온고습조건에서의안정성, 투습도 온도 80 상대습도 80% 에서 500 시간후초기효율 90% 이상유지투습도 10-3 g/m 2 day 온도 80 상대습도 80% 에서 1000 시간후초기효율 90% 이상유지투습도 10-3 g/m 2 day 온도 80 상대습도 80% 에서 1000 시간후초기효율 95% 이상유지투습도 10-4 g/m 2 day 온도 80 상대습도 80 도에서 1000 시간후초기효율 95% 이상유지투습도 10-4 g/m 2 day 중소기업형기술로드맵

156 중소기업통합기술로드맵 태양전지모듈 / 패키징 개요 태양전지모듈이란태양전지를직병렬로연결하여장기간자연환경및외부충격에견딜수있는구조로만들어진형태를말하며, 유리, EVA film, Ribbon, Backsheet, Junction Box, Frame 등으로구성되어있음. 전면에는투과율이좋은저철분강화유리로외부충격을견딜수있도록보호하고, 뒷면에는수분침투및내전압특성이우수한 Backsheet를사용하여마감을하며, 유리와 Backsheet 사이의태양전지를 EVA film 등의봉지재를사용하여 Lamination 공정을통해접합시키며, 태양전지를도체 Ribbon으로 Soldering하여일정규모이상의전력을생산할수있도록구성함. 일반적으로태양전지모듈은모듈제조과정및구성재료의특성에의하여태양전지의효율보다약 2~5% 정도효율이저하됨. 현재시장에서일반화되어있는결정질실리콘태양전지모듈의효율은 14~17% 이며, Back contact cell, HIT cell 등을이용한 20% 이상의고효율모듈도상용화되고있음 산업현황 태양전지모듈의가격구성을보면태양전지가차지하는비중이약 70% 정도를차지하며나머지부자재와 Operating Cost, 그리고 Margin 이 30% 를차지하고있는상황을고려하였을경우태양전지의원재료인폴리실리콘및웨이퍼의가격변동이모듈의가장큰가격변동요인으로작용하고있음. EVA 필름, 프레임, 리본등의태양전지모듈의구성재료는최근국산화가대부분진행되고있음. 기존의일반모듈시장은이미저가대량생산경쟁구도가구축되어중소기업이진입하기에는부담이되는저부가가치 (Red Ocean) 산업이되고있음 현재독립형시장의주요한시장으로분류되고있는통신, 조명, 운송, 긴급전원등기존의태양광발전시장이아닌새로운연계시장개척이필요함

157 요약 시장분석 2011년발행된태양전지 GLASS 세계시장보고서에따르면 2009년 160만달러규모에서연평균 21.5% 성장을통해 2015년 400만달러가될것으로예상되며 2009년대비 2.5배의시장규모가기대됨 태양전지봉지재세계시장보고서에따르면 2009년 6억 7500만달러에서 2014년 13 억달러의규모로연평균 10.7% 의성장을보일것으로예상되며태양전지시장의성장이지속될것으로예상됨에따라관련태양전지충진재역시비슷한성장률이기대됨. 시장의약 85~90% 를결정질실리콘태양전지모듈이차지하고있으며나머지 10~15% 를박막태양전지모듈이차지하고있음 핵심요소기술및연구목표 구성요소 핵심요소기술 기술요구사항 개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 최종목표 강화유리 PV 모듈용경량, 고강도표면유리제조기술 유리두께, 무게를줄이더라도기계강도유지기술 유리두께 2mm 이하, 기계강도 2,400Pa 유리두께 2mm 이하, 기계강도 4,800Pa 유리두께 2mm 이하, 기계강도 5,400Pa 유리두께 2mm 이하, 기계강도 5,400Pa PV모듈용고성능 표면유리의저반사, 고투과코팅및 표면유리제조기술 패터닝기술 투과율 91% 이상, 유리두께 3.2mm 투과율 92% 이상, 유리두께 3.2mm 투과율 93% 이상, 유리두께 3.2mm 투과율 93% 이상, 유리두께 3.2mm 충진재 PV 모듈용고효율, 고투과성충진재제조기술 EVA, PVB sheet 등고투과성충진재기술 투과율 91% 이상, 수축율 5% 이하 투과율 92% 이상, 수축율 4% 이하 투과율 93% 이상, 수축율 3% 이하 투과율 93% 이상, 수축율 3% 이하 DSSC 용케이블연결기술 접촉저항최소화기술 접촉저항 5mΩ 이하, 온도범위 -40~100 접촉저항 5mΩ 이하, 온도범위 -40~110 접촉저항 4mΩ 이하, 온도범위 -40~110 접촉저항 4mΩ 이하, 온도범위 -40~110 DSSC 용모듈프레임 전해질누수방지를위한실링및프레임기술 전압안정도 500V 이상 전압안정도 800V 이상 전압안정도 1000V 이상 전압안정도 1000V 이상 PV 모듈실장기술 MMA(Monolithic Module Assembly) 등패터닝기술 CTM Loss 8% 이하 CTM Loss 6% 이하 CTM Loss 5% 이하 CTM Loss 5% 이하 모듈 PV 모듈저가제조공정기술 제조공정간소화및자동화에의한저가공정기술 생산단가절감율 1% 이상 생산단가절감율 2% 이상 생산단가절감율 3% 이상 생산단가절감율 3% 이상 설치용도별고효율모듈제조기술 설치용도별모듈구조개선에의한고효율모듈제조기술 CTM Loss 5% 이하, 설치용도 3type CTM Loss 4% 이하, 설치용도 4type CTM Loss 3% 이하, 설치용도 5type CTM Loss 3% 이하, 설치용도 5type Point Color BIPV 모듈개발 Color 셀을사용한다양한 BIPV 응용모델개발 Color 구현 4color 이상, 모델 2type Color 구현 6color 이상, 모델 4type Color 구현 6color 이상, 모델 8type Color 구현 6color 이상, 모델 8type 발코니용 BIPV 모듈및설치기술개발 발코니에적용가능한 BIPV 모듈및설치기술 CTM Loss 5% 이하, 설치모델구현 2type CTM Loss 4% 이하, 설치모델구현 3type CTM Loss 3% 이하, 설치모델구현 4type CTM Loss 3% 이하, 모델구현 4type

158 중소기업통합기술로드맵 중소기업형기술로드맵 태양전지장비 개요 태양전지장비란다양한종류의태양전지를제조할수있는모든장비들을말하며이들장비를제조하기위한부품 / 소재등도포함. 현재태양전지장비는세계적으로어느정도성숙된시장을형성하고있으며반도체와디스플레이분야에서기술력을입증받은장비업체들이새로운시장확보를위해치열한경쟁을벌이고있음. 국내장비업체의경우도턴키솔류션 (Turn Key Solution) 을제공할수있는경쟁력을확보하고있어고효율태양전지제조에대한선제적공격을통하여세계시장을확보할가능성이있음. 태양전지제품이다양한만큼제조장비도다양한제품군이필요하며이를위해서는기존대기업장비업체와중소기업과의협력이필수적으로필요함

159 요약 산업현황 현재의태양광발전은발전단가가기존에너지원보다고가임. 차세대태양전지의비전은기술개발을통해, 고효율 ( 효율 >19%), 초저원가 (0.8달러/W) 태양전지상용화를목표로하고있으며, 이러한목표를달성하기위해서는태양전지장비국산화및차별화된공정장비상용화가절실히요구됨. 태양전지생산라인의경우여전히선진엔지니어링업체로부터턴키기반으로일괄도입하는경우가존재하며, 이로인해유지보수비용증가, 기술문제해결지연등의문제가존재함. 현재국내태양전지장비산업은단위장비수준에머무르고있으나제조능력을턴키라인형식으로제공함은물론생산공장을운영할수있는서비스수준까지향상시켜토탈솔루션산업으로성장시켜야함. 시장분석 세계태양전지장비시장은 2012년에는 8조원으로성장하고, 2022년에는 28조원에이를것으로예측됨. 또한수출규모는 2015년에 9천억원으로성장하여 2022년에는 5.6조원에이를것으로전망됨. 국내태양전지장비시장의규모는 2012년에 3천억원정도에이를것으로전망됨. 그리고 2022년에는 2조원으로국내매출이 70% 을차지할것으로보임. 태양광산업박막증착장비는 Sputtering, Rollcoating, Evaporation 으로분류되며, 가장큰규모를보이는 Sputtering 장비세계시장규모는 2009년약 3억달러에서연평균 20% 성장하여 2015년 8억 6000만달러의규모가될것으로예상됨. 핵심요소기술및연구목표 구성요소 핵심요소기술 기술요구사항 개발목표 1차년도 2차년도 3차년도 최종목표 Sputter 장비 흡수층증착장비개발 TCO 증착장비개발 Sputtering system 개발, Cylindrical sputter target 개발 RF sputtering system 개발 - Target 사용효율 : 75%, - 증착속도 : 80 nm/min - 투과율 :>85% - 비저항 : < 4x10-4 ohm-cm -Target 사용효율 : 80%, - 증착속도 : 90 nm/min - 투과율 :>88% - 비저항 : < 3x10-4 ohm-cm - Target 사용효율 : 85%, - 증착속도 : 100 nm/min - 투과율 :>90% - 비저항 : < 2x10-4 ohm-cm - Target 사용효율 : 85%, - 증착속도 : 100 nm/min - 투과율 :> 90% - 비저항 : < 2x10-4 ohm-cm

160 중소기업통합기술로드맵 구성요소 박막흡수층증착장비 스크라이빙장비 결정질 Si 셀장비 전기로, 물성측정장비 핵심요소기술 ARC 코팅장비개발 SiGe 증착용 PECVD 개발 기술요구사항 박막증착시스템설계및제작, 고효율 cathode 개발 PECVD 장비국산화개발 개발목표 1차년도 2차년도 3차년도 반사율 <5% 파장 : 0.4~1.1 um) 10% 이상투과도에 4% 이상의효율 Ingot cutting 장비개발 Wire saw 장비개발웨이퍼두께 : < 150um 전극용 metal 증착장비개발 열처리장비개발 전극용 metal 증착장비개발 CIGS 셀렌화를위한열처리기술개발 Ag 2μΩcm이하 (@1000A ), Al 3μΩcm이하 (@3000A ) 온도균일도 : <±12oC ( 모듈면적 : 1200x600cm 2 기준 ) 반사율 <4% (@ 파장 : 0.4~1.1 um) 12% 이상투과도에 6% 이상의효율웨이퍼두께 : < 130um Ag 1.5μΩcm이하 (@1000A ), Al 2.5μΩcm이하 (@3000A ) 온도균일도 : <±10oC ( 모듈면적 : 1200x600cm 2 기준 ) 반사율 <3% (@ 파장 : 0.4~1.1 um) 14% 이상투과도에 8% 이상의효율웨이퍼두께 : < 110um Ag 1μΩcm이하 (@1000A ), Al 2μΩcm이하 (@3000A ) 온도균일도 : <±8oC ( 모듈면적 : 1200x600cm 2 기준 ) 최종목표 반사율 <2% (@ 파장 : 0.4~1.1 um) 14% 이상투과도에 8% 이상의효율웨이퍼두께 : < 100um Ag 1μΩcm이하 (@1000A ), Al 2μΩcm이하 (@3000A ) 온도균일도 : <±5oC ( 모듈면적 : 1200x600cm 2 기준 ) 중소기업형기술로드맵 태양전지전력변환기기 / 시스템 개요 태양전지모듈에서발생되는직류전력을사용가능한교류전력으로변환하기위한기기및시스템

161 요약 태양전지모듈에서발생되는직류전력의효율적인사용을위해 MPPT( 최대전력점추종 ) 제어기능을필수적으로포함 태양광발전시스템단위의필수구성요소로써, 태양광보급확대를위한독립형 (Off-grid) 시스템및관련필수구성요소를포함 산업현황 태양전지전력변환기기의고효율화및경량화, 그리고전력변환기기의우수한미관등이신재생에너지정책의홍보수단및실제적인에너지효율성증대로이어질수있도록, 시장니즈에맞추어제품을개발해야시장확대에기여가가능할것으로판단됨. 태양전지전력변환기기의경우, 여전히선진부품업체로부터부품을공급받아적용하는경우가대부분이며이로인해생산비용및유지보수비용증가, 기술문제해결지연등의문제존재 태양전지전력변환시스템에사용되는부자재 (DC커넥터, DC스위치 ), 전력변환기기부자재 (EMI 필터 ) 등의국산화를통해, 시스템업체에서는단가절감뿐아니라, 소싱기업다변화를통해수급불안정성을해소할필요가있음. 양산기술의진보, 전력변환회로설계및전력제어연구개발로높아진전력변환기기효율을바탕으로, 유 / 무선, 블루투스 H/W, S/W 및스마트폰기반의앱개발을통해전력변환제품자체의경쟁력을제고해야함. 또한쉽고강력한인터페이스기기출시를통해, 태양전지전력변환기기의제품경쟁력이한층강화될수있을것으로기대됨. 시장분석 2008년발행된태양에너지관련인버터세계시장보고서에따르면 2009년약 30억달러의규모에서연평균 24.2% 의고성장을통해 2015년 90억달러로 2009년대비 3 배성장을보일것으로예상됨. 태양전지시장의특성상태양전지모듈과태양전지전력변환기기는서로종속적인특징을가지므로미래유망산업인태양전지시장은태양전지전력변환기기 / 시스템시장에도긍정적인영향을미칠것으로판단됨

162 중소기업통합기술로드맵 태양전지전력변환기기 ( 인버터 ) 제조사의연도별판매량자료를보면, SMA는 2009 년을기점을세계시장점유율 50% 를넘어타제조사와격차를벌이고있으며타제조사들은 SMA를추격하고있는상황임. 핵심요소기술및연구목표 구성요소 핵심요소기술 기술요구사항 개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 최종목표 solar panel 의최대출력동작및전력추출기술 4 방향 PV 판넬을제어할수있는다입력최대출력제어기술 4 채녈다입력 DC/DC 컨버터개발 MPPT 효율 97% 4 채녈다입력 PCS 개발 MPPT 효율 98% 4 채녈다입력 PCS 개발 MPPT 효율 98% 3kW 급 4 채널최대출력제어기내장형 96% 효율 PCS 개발 전력변환기 solar panel 의 Roof 용전력기기활용기술 UPS 기능을겸한충방전겸용계통연계형 PV 용 PCS 기술충방전효율 85% 이상, PCS 효율 97% 이상 PV+ 계통복합용충방전제어기개발충방전효율 85% 이상 주택 PV 용 PCS 와매칭시스템개발방전시전력변화효율 90 이상 UPS 기능을겸한충방전겸용계통연계형 PV 용 PCS 기술 UPS 기능을갖는 PV 용 3kW 급 PCS 개발 solar panel 의방향설정용을위한 solar tracker 및제어기술 정밀센서방식트렉커제어기술트렉커제어오차 ±1% 이내 정밀센서방식의트렉커제어장치개발정밀태양추척방위각및위도를고려한제어오차범위 ±3% 이하 3kW 급트렉커시제작정밀센서오차범위 ±2% 이하 3kW 급을트렉커형 PV 시스템의시제작실증시험 트렉커오차 ±1% 의 3kW 급트렉커내장형 PV 시스템개발 PCS/AC 모듈 태양광전력저장기술 태양광 + 상용전력계통복합충방전제어기술충방전효율 85% 이상자동교환 3 단계충전방식 태양광 + 상용전력계통복합충방전제어기술개발 3 단계충전방식개발 태양광 + 상용전력계통복합충방전제어에 3 단계충방전기술적용시스템개발충방전효율 80% 이상 태양광 + 상용전력계통복합충방전제어에 3 단계충방전기술적용시스템개발실증운전충방전효율 85% 이상 태양광 + 상용전력계통복합 3 단계충방전제어기술적용 3kW 급 PV 시스템개발 solar panel 제어및모니터링기술 태양전지모듈단위고장검출기술스트링의고장검출기술어레이단위고장검출기술 태양전지모듈단위의고장검출기술개발검출율 95% 이상고정밀모니터링기술개발 스트링단위의고장검출기술개발검출율 95% 이상 어레이단위의고장검출기술개발개발검출율 99% 이상 3kW 급 PV 시스템에서확인 고정도 99% 의고장진단기술과모니터링기술개발 3kW 급시스템구축 태양전지대면적분석시스템 solar panal 소자신뢰성 damp/heat) 향상기술 300W 급태양전지모듈의고온고습성향성기술 damp/heat 싸이클시험 3000 시간에서효율 10% 이하저감 태양전지모듈의고온고습성향성기술 damp/heat 싸이클시험 1500 시간에서효율 10% 이하저감 태양전지모듈의고온고습성향성기술 damp/heat 싸이클시험 2000 시간에서효율 10% 이하저감 태양전지모듈의고온고습성향성기술 damp/heat 싸이클시험 3000 시간에서효율 10% 이하저감 300 급태양전지모듈의고온고습성향성기술 damp/heat 싸이클시험 3000 시간에서효율 10% 이하저감 solar panel 효율향상기술 200~300W 급의 PV 모듈의 CTM 로스 2.5% 이내저감기술 200~300W 급의 PV 모듈의 CTM 로스 4% 이내저감기술 200~300W 급의 PV 모듈의 CTM 로스 3.0% 이내저감기술 200~300W 급의 PV 모듈의 CTM 로스 2.5% 이내저감기술 200~300W 급의 PV 모듈의 CTM 로스 2.5% 이내저감기술

163 요약 중소기업형기술로드맵 3 수소연료전지 MEA 개요 연료전지는구성요소소재와그소재로가공된단전지즉, MEA 및스택, 그리고연료전지스택이외시스템을구성하는기계적장치에해당하는 M-BOP(Mechanical Balance of Plant), 그리고전기및제어부를담당하는 E-BOP(Electrical Balance of Plant) 로구성됨. 따라서연료전지의기본단위제품인 MEA는연료전지종류에따라휴대용및수송용, 가정용등에적합한 PEMFC MEA와휴대용, 가정용등에적합한 SOFC MEA, 그리고대형발전및복합발전에적합한 MCFC MEA로구분할수있음

164 중소기업통합기술로드맵 모든연료전지의 MEA는연료극과공기극그리고전해질막이일체형으로접합된상태를말하며, 연료전지에서실제전기화학반응이발생하는부분으로연료전지의성능을좌우함. 산업현황 가격저감을이룰수있는다양한제조공정개발을통하여고성능및고신뢰성을확보할수있는 MEA 단전지제조필요함. 제조공정 R&D < 양산공정최적화 << 대량생산단계를통한가격저감화전략필요함. 연료전지는전극, 전해질, 연료또는산화제가만나는삼상계면의설계가곧고성능화와고신뢰성을결정짓는가장중요한연구영역이므로 MEA 개발및제조단계에서 R&D 역량을집중할필요있음. 시장분석 BCC Research의 MEA의시장전망에따르면 2009년 3.5억달러에서 2014년 7.9억달러로연평균 20.6% 의성장이예상되고있음 - 그외 PEMFC 부품시장은 2011년 1,600만달러에서 2014년 2,100만달러로 4년의기간동안 500만달러증가할전망임 세계각국의녹색성장전략이본격추진됨에따라건물용, 발전용, 수송용등다양한분야에서연료전지의시장진입및확대가가시화되고있으며필수모듈인 MEA 에대한시장도커지는추세임 MEA의세부구성품시장전망에따르면멤브레인 ( 분리막 ) 은 2011년 2.3억달러에서 2014년 3.6억달러로연평균 (CAGR) 16.2% 의성장이예상되고있으며, MEA의구성품중가장큰폭의성장이기대됨 - 기체확산층의경우시장규모가가장작은구성품인것으로나타났으며, 성장수준은멤브레인보다높은 18.1% 인것으로조사됨

165 요약 핵심요소기술및연구목표 구성요소핵심요소기술기술요구사항 개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 최종목표 음극멤브레인 다공성음극제조공정기술 ( 연료전지공통 ) 저온연료전지용탄화수소계막제조공정개발 (PEMFC, DMFC) 고분자전해질유기-무기복합막제조기술 (PEMFC, DMFC) 저온연료전지용대면적이온전도성멤브레인제조공정기술 (PEMFC, DMFC) 고온연료전지용대면적이온전도성멤브레인제조공정기술 (MCFC, SOFC) 저온연료전지용나노복합체양극제조공정기술 (PEMFC, DMFC) 고성능화고성능화고성능화고성능화고성능화고성능화 0.2ohm-cm 2 이하 0.2ohm-cm 2 이하 0.2ohm-cm 2 이하 0.2ohm-cm 2 이하 0.2ohm-cm 2 이하 0.2ohm-cm 2 이하 0.2ohm-cm 2 이하 0.2ohm-cm 2 이하 0.2ohm-cm 2 이하 0.2ohm-cm 2 이하 0.2ohm-cm 2 이하 0.2ohm-cm 2 이하 0.1ohm-cm 2 이하 0.1ohm-cm 2 이하 0.1ohm-cm 2 이하 0.1ohm-cm 2 이하 0.1ohm-cm 2 이하 0.1ohm-cm 2 이하 0.1ohm-cm 2 이하 0.1ohm-cm 2 이하 0.1ohm-cm 2 이하 0.1ohm-cm 2 이하 0.1ohm-cm 2 이하 0.1ohm-cm 2 이하 고온연료전지용나노복합체양극제조공정기술 (MCFC, SOFC) 고성능화 0.2ohm-cm 2 이하 0.2ohm-cm 2 이하 0.1ohm-cm 2 이하 0.1ohm-cm 2 이하 양극 저온연료전지용단위전지조립기술 (PEMFC, DMFC) 고온연료전지용단위전지조립기술 (MCFC, SOFC) 장수명화장수명화 10mV/1,000h 이하 10mV/1,000h 이하 10mV/1,00 0h 이하 10mV/1,00 0h 이하 5mV/1,000h 이하 5mV/1,000h 이하 5mV/1,000h 이하 5mV/1,000h 이하 스택 스택기체밀봉기술 (MCFC, SOFC) 장수명화 0.5% 이하기체누설율 0.5% 이하기체누설율 0.1% 이하기체누설율 0.1% 이하기체누설율 중소기업형기술로드맵

166 중소기업통합기술로드맵 연료전지용소재 개요 연료전지는구성요소소재와그소재로가공된단전지즉, MEA 및스택, 그리고연료전지스택이외시스템을구성하는기계적장치에해당하는 M-BOP (Mechanical Balance of Plant), 그리고전기및제어부를담당하는 E-BOP (Electrical Balance of Plant) 로구성됨. 구성요소소재는연료전지종류에따라휴대용및수송용, 가정용등에적합한 PEMFC 소재와휴대용, 가정용등에적합한 SOFC 소재, 그리고대형발전및복합발전에적합한 MCFC 소재로구분할수있음. PEMFC 소재는다시전극촉매소재, 전해질막소재, 분리판소재로구분되며, MCFC의경우에는매트릭스분말소재, 전극분말소재, 용융염전해질분말소재, 분리판코팅소재등으로구분되고 SOFC는전해질소재, 전극소재, 밀봉재, 분리판소재, 그리고 MCFC와 SOFC와같은고온연료전지및개질기의중요소재인개질촉매소재로구분할수있음. 산업현황 현재연료전지시스템가격의 40~50% 가스택가격이며, 그중 60~70% 정도가구성소재및부품이차지하는비중이므로전체연료전지시장의 30~40% 정도를연료전지용소재및부품시장으로볼수있음. 연료전지는 10년후세계시장이 128조원에달해우리나라주력성장동력산업으로부각될것으로예측되고있으나현재핵심소재및부품기술은대부분외국기술에의존하고있어자체개발이시급함 일본, 미국등선진국은풍부한자금력과우수인력등을기반으로 1970년대초반부터첨단원천기술확보에주력하여기술우위와미래시장선점을위해진행중 시장분석 PEM 연료전지관련분리막시장보고서에수록된가스확산층및탄소 (GDL and carbon) 시장전망을살펴보면, 2009년 2,800만달러에서연평균 18.1% 로성장하여, 2014년에는시장규모가 5,800만달러로성장할것으로예상되고있음

167 요약 핵심요소기술및연구목표 구성요소핵심요소기술기술요구사항 음극 다공성을갖는탄소소재제조기술 프로톤전도성고분자멤브레인레진기술 탄화수소계고분자연료전지전해질막합성기술 고성능화 고성능화 고성능화 5mV/1,000h 이하개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 0.2ohm-cm 2 이하 0.2ohm-cm 2 이하 0.2ohm-cm 2 이하 0.2ohm-cm 2 이하 0.2ohm-cm 2 이하 0.2ohm-cm 2 이하 0.1ohm-cm 2 이하 0.1ohm-cm 2 이하 0.1ohm-cm 2 이하 최종목표 0.1ohm-cm 2 이하 0.1ohm-cm 2 이하 0.1ohm-cm 2 이하 멤브레인 고성능고온연료전지용산소이온전도성전해질막소재개발기술 고성능화 0.2ohm-cm 2 이하 0.2ohm-cm 2 이하 0.1ohm-cm 2 이하 0.1ohm-cm 2 이하 고강도고온연료전지용전해질지지체소재개발기술 고성능화 10mV/1,000h 이하 10mV/1,000h 이하 5mV/1,000h 이하 5mV/1,000h 이하 기체확산층 다공성탄소섬유확산층소재제조기술 고성능화 0.2ohm-cm 2 이하 0.2ohm-cm 2 이하 0.1ohm-cm 2 이하 0.1ohm-cm 2 이하 양극 탄소나노튜브기반전극과프로톤간교환막연료전지기술 고성능화 0.2ohm-cm 2 이하 0.2ohm-cm 2 이하 0.1ohm-cm 2 이하 0.1ohm-cm 2 이하 촉매 수증기개질용촉매소재제조기술 장수명화 전환율 95% 이상 전환율 95% 이상 전환율 98% 이상 전환율 98% 이상 중소기업형기술로드맵

168 중소기업통합기술로드맵 M-BOP 개요 연료전지는구성요소소재와그소재로가공된단전지즉, MEA 및스택, 그리고연료전지스택이외시스템을구성하는기계적장치에해당하는 M-BOP (Mechanical Balance of Plant), 그리고전기및제어부를담당하는 E-BOP (Electrical Balance of Plant) 로구성됨. 이중연료전지 M-BOP 란연료전지스택운전을최적화하기위한연료및공기공급시스템, 열관리시스템, 물관리시스템등을일컬음. 특히, M-BOP 는연료전지의종류 (PEMFC, MCFC, SOFC) 에의한차이보다는고온및저온과같은작동온도와발전용량에의해시스템및종류가결정됨. 산업현황 M-BOP의가격저감화 (cost down) 및국산화 - 연료전지전체시스템가격에서소재가약 10%, 연료전지스택이약 30%, E-BOP 가약 20%, M-BOP 가약 40% 정도를차지함. 따라서타구성요소들보다가격저감화가반드시필요한영역임. 고신뢰성연료전지 M-BOP 개발 - 연료전지 M-BOP 에포함되어있는개질기, 열교환기, 공기펌프, 물펌프, 연료펌프등은기존산업에서사용되는상용화제품들이있으나주로내연기관등에맞추어진제품으로연료전지특성에맞는기존제품은확보하기어려움. 다양한규모에적용가능한 M-BOP 기술확보 - 크게고온및저온연료전지용 M-BOP로나뉠수있으며 1kW 미만의휴대용전원에서수kW~ 수십kW 규모의가정용, 건물용, 자동차보조전원용, 수백kW~ 수십MW 규모의선박용및발전용연료전지까지다양한분야에적용가능한기술임. 시장분석 연료전지시장은연료전지의기계장치류 (M-BOP) 와유사한성장률을보일것으로판단되며, 시장에서연료전지수요증가를통해규모를유추할수있음

169 요약 - 세계연료전지시장보고서에수록된상업용고체산화연료전지시장전망에따르면 2011년 11억달러에서 2014년 23억달러로연평균 (CAGR) 26.9% 의성장이예상되고있음 - M-BOP는 SOFC 연료전지의약 10% 수준의비중을나타내는것으로파악되며, 이를통해현시점인 2011년 M-BOP 의시장을유추해보면약 1.2억달러의시장을형성하고잇는것으로판단됨 핵심요소기술및연구목표 구성요소핵심요소기술기술요구사항 개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 최종목표 연료공급장치 저온연료전지용블로어제조기술연료전지용연료펌프제조기술 고효율화고효율화 수명 3 만시간 수명 3 만시간 수명 3 만시간 수명 3 만시간 수명 4 만시간 수명 4 만시간 수명 4 만시간 수명 4 만시간 연료처리장치 수분공급을위한물정화장치개발기술 고성능화 수명 3 만시간 수명 3 만시간 수명 4 만시간 수명 4 만시간 수소제조및저장장치 연료전지용에어필터기술 전기분해법을이용한물분해기반수소제조기술 고성능화고효율화 효율 85% 이상 효율 80% 이상 효율 85% 이상 효율 80% 이상 효율 90% 이상 효율 99% 이상 효율 90% 이상 1 효율 99% 중소기업형기술로드맵

170 중소기업통합기술로드맵 E-BOP 개요 연료전지는구성요소소재와그소재로가공된단전지즉, MEA 및스택, 그리고연료전지스택이외시스템을구성하는기계적장치에해당하는 M-BOP(Mechanical Balance of Plant), 그리고전기및제어부를담당하는 E-BOP(Electrical Balance of Plant) 로구성됨. 이중연료전지 E-BOP란연료전지스택에서발생된직류전압을교류전압으로변환하여주는장치로서이는낮고불안정한직류전압을인버터에필요한높고안정된직류전압으로변환하는 DC-DC 컨버터와이직류전압을교류전압으로변환하는 DC-AC 인버터로구성됨. 특히, E-BOP는연료전지의종류 (PEMFC, MCFC, SOFC) 에의한차이는거의없으며단지발전용량에주로영향을받기때문에연료전지종류별구분보다는발전용량에의한적용분야 ( 휴대용 100W 이하, 가정용 1~5kW 이하, 발전용 100kW 이상 ) 에의하여구분되어짐. 산업현황 연료전지 E-BOP의저가격화 (Low Cost) - 발전용의경우현재의기술 ( 미국 FCE사 ) 을적용한양산단가는 18kV 1.2MW 급기준으로 260달러 /kw로미국 DOE에서제시한양산목표단가와는 6배이상의큰차이가있으므로단가를낮추기위한연구개발이매우시급함. 연료전지 E-BOP의고효율화 (High Efficiency) - E-BOP는현재시제품은가정용의경우 90~92%, 발전용의경우 300kW급기준으로 93~94% 의효율을달성하고있는것으로보고되고있으나효율은양산시단가및부피와 Trade-off 관계에있고입력전압및용량등사양에따라차이를보이고있으므로요구되는단가와부피를만족하는현기술의실제효율은이보다낮을것으로예상됨

171 요약 연료전지 E-BOP의고기능화 (High Functionality) - 가정용및발전용의경우연료전지시스템은대부분분산전원의형태로계통에연계되는타입이며이러한경우 E-BOP는저가격및고효율의하드웨어적측면의기술개발이요구되는것과함께고기능의계통연계및보호기술의소프트웨어측면의기술개발이요구될것으로예상됨. 시장분석 전체수소연료전지시스템에서 E-BOP가약 20% 비중을차지하는것으로파악되며, E-BOP 시스템을구성하는주요모듈인 DC-DC 컨버터시장보고서를통하여전력변환장치시장을조사함 - Frost & Sullivan의 DC-DC 컨버터시장보고서에따르면 2009년 46억달러의시장규모에서 2014년 60억달러의시장으로확대될전망임 핵심요소기술및연구목표 구성요소핵심요소기술기술요구사항 전력변환장치 연료전지용부하추종전력변환 (DC-DC/DC-AC) 장치기술 개발목표 1차년도 2차년도 3차년도 최종목표 고효율화 95% 이상 95% 이상 98% 이상 98% 이상 유량제어및센서기술고성능화 95% 이상 95% 이상 98% 이상 98% 이상 압력제어및센서기술고성능화 95% 이상 95% 이상 98% 이상 98% 이상 제어장치및센서 온도제어및센서기술고성능화 95% 이상 95% 이상 98% 이상 98% 이상 수소센서고성능화 95% 이상 95% 이상 98% 이상 98% 이상 CO 센서고성능화 95% 이상 95% 이상 98% 이상 98% 이상 전자부하기 연료전지용고용량충방전배터리제조기술 평가용전기부하기제조기술 고성능화 95% 이상 95% 이상 98% 이상 98% 이상 가격저감 $300/kW 이하 $300/kW 이하 $250/kW 이하 $250/kW 이하 저온용연료전지성능시험평가장치개발기술 가격저감 $300/kW 이하 $300/kW 이하 $250/kW 이하 $250/kW 이하 연료전지성능평가장치 고온용연료전지성능시험평가장치개발기술 가격저감 $300/kW 이하 $300/kW 이하 $250/kW 이하 $250/kW 이하 연료전지용단위전지평가장치개발기술 가격저감 $300/kW 이하 $300/kW 이하 $250/kW 이하 $250/kW 이하

172 중소기업통합기술로드맵 중소기업형기술로드맵 4 바이오매스에너지 바이오디젤 개요 바이오디젤은동식물의지방또는재생유지를원료로알킬에스테르화공정을적용하여만들어지며경유대체연료로사용됨. 디젤유와비교하였을때세탄가, 열량, 점도및상변화특성등이매우유사하며독특한윤활성때문에디젤유의첨가제로도그응용이가능한것으로알려져있음. 현재대부분식물성기름 ( 유채유, 대두유등 ) 을원료로사용하며총생산비중원료비의비중이높을뿐만아니라식물성기름의식품시장에서의수요에따라원료수급이원활치못한문제점이있음. 이러한원료의수급불안정성과고비용문제를해결하기위해식용으로사용이어려운폐유지를바이오디젤생산원료로활용하려는공정개발이활발히진행되고있음

173 요약 산업현황 정부의온실가스감축목표 (2020년배출전망치의 30% 감축 ) 달성을위해, 수송부문에서온실가스저감효과가큰바이오디젤비중을적극적으로향상시킬필요가있음. - 재생연료의무사용제 (Renewable Fuel Standards) 등을통해시행될예정임. 한국형수송용신재생에너지의필요성이증대하면서수송용대체연료로재생이가능하고기존의화석연료시스템에변화를초래하지않는바이오디젤이주목받고있음. 바이오디젤의가격은화석연료가격에비해가격경쟁력에서밀리고있음. 이러한가격차이만큼정부가보조금과조세감면으로보전하고있으나, 정부가조세감면을완화하게되면가격경쟁력이계속낮아지게됨. 저렴한폐유지를활용할경우저렴한바이오디젤을생산할수있어신청기술의수요가증대될수있음. 가격이 400달러 /ton의 CPO(Crude Palm Oil) 를사용하면경유보다가격의우위성을가질수있는장점이있음. 시장분석 2010년발행된 Global Biodiesel Market 시장보고서에따르면바이오디젤전체시장은 2011년 100억 9800만달러규모의시장을형성하고있는것으로나타났으며, 연평균 (CAGR) 7.8% 성장하여 2014년에는 126억 5000만달러로 2009년대비 45% 성장할것으로예상됨. 대체연료로재생이가능하고기존의화석연료시스템에변화를초래하지않는바이오디젤이친환경에너지분야에서최근가장주목받고시장임 정부의온실가스감축목표달성을위해수송부문에서온실가스절감효과가큰바이오디젤비중을적극적으로향상시킬필요가있으며, 재생연료의무사용제 (Renewable Fuel Standards) 등의정책시행으로관련분야의고성장이기대됨. 바이오디젤은정부의강력한보급지원정책에힘입어보급되고있으며현재바이오디젤시장은일반주유소에서판매되는디젤차량용연료인바이오디젤을 5% 이하혼합경유 (BD5), 일정자격을갖춘수송업체에보급되는바이오디젤 20% 혼합경유 (BD20) 로구분되며 BD20은바이오디젤생산업체가 BD5는정유사가각각공급할수있도록 2006년 7월부터시행되고있음

174 중소기업통합기술로드맵 핵심요소기술및연구목표 구성요소핵심요소기술기술요구사항 개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 최종목표 조류를원료로한 BD 제조기술 최적해양생물탐색및배양기술확보 조류선정 배양기술확보 - 해양생물배양기술확보 고체촉매를활용한바이오디젤제조기술고효율화기술 촉매활성 (BD 전환수율 ) 80% 이상 90% 이상 98% 이상 BD 전환수율 98% 이상 원료수집및제조 바이오디젤용산화안정제개발 산화안정성 : 10 시간이상 ( 첨가량 500ppm 이하 ) 3 시간 5 시간 10 시간 산화안정제개발 바이오디젤공정메탄올막시스템 물 / 메탄올선택도 ,000 1,000 이상 부산물을이용한 PPG 제조공정개발 글리세린을원료로한 PPG 제조공정개발 글리세롤정제기술 촉매개발 상업플랜트및시제품 상업용플랜트 촉매 효소촉매바이오디젤고효율공정개발 고효율효소촉매공정개발 신규리파아제발굴 효소개량생산적용효소개량 중소기업형기술로드맵

175 요약 바이오알코올 개요 바이오알코올은당질, 전분질, 셀룰로오스유래원료를효소당화 ( 또는추출 ) 하여당 ( 糖 ) 을제조하고이를발효시켜제조하여가솔린의대체연료또는혼합연료로사용되는모든제품 ( 바이오에탄올, 바이오부탄올, ETBE(Ethyl tertiary butyl ether) 등 ) 을포함함. 현재바이오알코올 ( 바이오에탄올 ) 은거의대부분당질및전분질계원료를사용하므로총생산비중원료비의비중이높을뿐만아니라식품과경합하여원료수급불안, 가격상승등의문제점이있음. 이러한원료의수급불안정성과고비용문제를해결하기위해식용으로사용이불가한목질계 ( 셀룰로즈 ) 혹은해조류등을바이오에탄올생산원료로활용하려는공정기술개발이활발히진행되고있음. 산업현황 유가는최근 4~5년간급등하여 2020년이후에는향후원유가격의상승은더욱가속화될것으로전망됨. 현재사용되는에너지의대부분이석유, 석탄, 천연가스등고가의화석연료여서, 이에대한대체에너지로서바이오에탄올을비롯한바이오에너지의개발이시급한실정임. 석유고갈의위기에대한대처방안으로서의관심과병행하여이산화탄소배출량감축의수단으로바이오에탄올이관심을받고있음 지구대기중의이산화탄소농도는최근 50년간 100ppm 가까이급격하게상승하여 2050년에는대기중으로배출되는이산화탄소의양이나온실가스의양도꾸준히증가할것으로예상되고있음. 현재상용화된주요바이오에탄올의원료는목질계를제외하고식량자원과직결되는당질계또는전분질계를사용하므로식량을에너지로사용한다는데따른도덕적문제뿐만아니라, 원료수급문제가발생될수있음. 또한옥수수재배는상당량의농약과질소비료를사용함으로써토양을심하게부식시키는환경적인단점도존재함

176 중소기업통합기술로드맵 우리나라와같이육상작물재배면적과바이오매스자원이부족한나라로서는바이오에탄올원료의다변화가절실함. 시장분석 2009년발행된 Liquid Biofuels: The Global Market 보고서에따르면액체바이오연료시장은 1세대액체바이오연료시장과그외바이오액체연료시장으로구분됨. 1세대액체바이오연료시장은 2009년 324억 200만달러의규모에서 2014년 456억 6400만달러로성장할것으로예상되며연평균성장률은 7.1% 로나타남. 기타액체바이오연료시장은시장규모는아직작지만연평균 51.8% 고성장할것으로예상됨. 액체바이오연료시장은사용된원료에따라곡물을이용하는 1세대바이오연료기술, 비식용섬유소계바이오매스를원료를하는 2세대바이오연료기술, 새로운수송인프라의도입이필요한수소등을생산하는 3세대바이오연료기술로구분됨. 현재 1세대바이오연료인에탄올과바이오디젤만이실제사용되고있으나 2030년까지 2세대바이오연료가수송연료소비량의 23% 를대체할것으로예측됨. 바이오매스로부터에너지를추출, 사용하는것은다른에너지추출방법에비해훨씬경제적이고현실적인대안이며, 또한지속적인오일가격상승으로인한추출공정시장의수요는끊임없이증가할것으로기대됨. 핵심요소기술및연구목표 구성요소 핵심요소기술 기술요구사항 개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 최종목표 탄수화물유래바이오알코올제조기술 개질및정유반응조건확립 원료개질 정유반응 폐원료적용 상용화플랜트 추출 / 제조공정 해조류를이용한바이오에탄올제조기술 셀룰로오스분해바이오알코올제조공정개발 공정최적화 경제성확보 해조류탐색, 선정 급속열분해촉매 해조류배양 공정최적화 에탄올수율 20% 이상 원유정제연료정제상용화플랜트 당발효바이오알코올공정개발 당수율확보 당수율 60% 이상 당수율 70% 이상 당수율 80% 이상 당수율 80% 이상 발효 / 농축공정 바이오알코올용균주대량배양기술 바이오부탄올용발효기술 당질계바이오에탄올생산을위한응집성효모개발 균주대량배양 내성균개발및공정조건확립 원료별최적균선정 내성균탐색 배양기술확립 반응기설계제작 파일럿시현 운전조건확립 균주대량배양 내열성효모개발 응집분율 (5 분 ) 80% 83% 85% 당질계효모개발

177 요약 중소기업형기술로드맵 바이오매스가스화 개요 바이오매스가스화란저급연료를고급연료로전환하는공정으로, 바이오매스원료및얻고자하는물질에따라달라짐. 바이오매스는원료에관계없이모든고체상태의물질로부터합성가스 (CO, H 2 ) 를생성할수있고, 이를원하는형태로사용할수있음. 가스화의원료가되는바이오매스는바이오합성가스를생성하는섬유소식물체 ( 목질계, 볏짚등 ) 와메탄가스를생성하는유기성폐기물 ( 음식쓰레기, 축분등 ) 이있음. 바이오매스가스화는다양한바이오매스자원들로부터친환경적방법으로합성가스를생산하고수소부터합성디젤까지다양한에너지자원을생산할수있는복합공정기술로서자국내에서원료를얻을수있어에너지자립과에너지안보를향상시키는핵심기술임

178 중소기업통합기술로드맵 산업현황 국내의바이오매스자원량과건축폐목재, 생활폐목재, 산업가공폐목재등도지속적으로증가하므로, 친환경적으로처리할수있는기술개발이필요함 국내의바이오매스가스화기술개발은수집비용이대폭증가하지않는규모로개발이진행되어야하며국내바이오매스자원의특성을고려한전처리공정, 가스화기설계등이필요함. 정부의녹색성장정책에따라바이오매스가스화기에대한수요가증가하고있으나높은타르발생량은가스화기의효율을낮추고안정적인조업을가로막는장벽임. 타르발생량을저감시킬수있는가스화기의설계및제작을통해가스화기에대한신뢰도및효율향상과가스엔진, FT 공정등과같은합성가스응용공정의이용을위해타르를개질함으로써합성가스의양을증가시키고공정의효율을증가시키는기술이필요함. 유럽은바이오매스연소에서확대되어바이오매스가스화공정기술을확보하고있으며, 펠렛연료생산, 건조, 합성가스정제등의핵심요소기술들도확보하고있으나높은비용으로인해중소형가스화기개발에적용하기어려움. 바이오매스가스화기의설계및제작, 타르제거기술, 중소형바이오매스가스화공정연계등의핵심공정기술들의국산화를통해단가절감뿐만아니라, 소싱기업다변화를통해수급불안정성해소필요. 시장분석 상위시장인폐기물에너지화시장보고서를바탕으로바이오메스가스화전체시장을추정하고자함. Global Waste to Energy Technologies Market 보고서에따르면폐기물에너지화시장은물리적기술시장, 열을이용한기술시장, 생물학적기술시장으로구분됨. 열을이용한폐기물에너지화시장은 2011년 161억 2400만달러규모로전체폐기물에너지화시장의약 70% 를차지하는것으로나타났고, 연평균성장률이 4.3% 인것으로파악됨

179 요약 물리적기술과생물학적기술을이용한폐기물에너지화시장은 2014년약 50억달러시장규모로예상되며열을이용한폐기물시장과비교해두시장모두 1/5 시장규모로파악되나연평균성장률은열을이용한폐기물에너지시장보다약 2배정도높은것으로판단됨. 핵심요소기술및연구목표 구성요소 핵심요소기술 기술요구사항 개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 최종목표 바이오가스제조용바이오리액터개발 반응기개발설계제작실증 바이오가스용최적바이오리액터개발 가스화및정제공정 RPC 용왕겨가스화발전시스템모듈 가스화효율 70% 50% 60% 70% 가스화및발전기통합플랜트개발 바이오탄화수소제조용초임계공정개발 공정개발설계최적화실증 직접당화초임계기술개발 폐락틱산및숙신산유래 C3, C4 바이오단량체제조 단량체개발전처리소재개발중합적용폐바이오매스당화단량체개발 액체연료합성공정 목질계바이오매스로부터폴리에스터모노머제조 바이오매스유래 C4-C6 단량체제조기술개발 diacid, diol 생산 PET 원료제조기술 전처리소재개발중합적용 전처리소재개발중합적용 셀룰로오즈유래 diacid, diol 생산 C6 단량체를이용한 PET 소재개발 폐바이오매스의저탄소형연료전환기술개발 연료전환기술전처리최적화실증 폐바이오매스의연료전환기술개발 중소기업형기술로드맵

180 중소기업통합기술로드맵 5 차세대조명 /LED LED 소재 개요 LED 소재란 LED를이용하여일반조명, 디스플레이용조명, 특수용조명을제작하는데사용되는각종소재와부품을말함. LED 조명은우수한광변환효율, 뛰어난에너지절감효과, 장수명, 친환경성, 빠른응답속도, 다양한디자인가능등의장점을지녀일반조명은물론디스플레이, 자동차, 휴대폰, 의료, 농수산업, 군사, 레저 엔터테인먼트등다양한분야에널리활용되고있으며, 관련시장의규모가지속적으로빠르게성장하고있음. LED 조명의성능은제작에사용된 LED 소재의물성에크게좌우될뿐만아니라이와관련된핵심기술및소재는글로벌조명기업들이선점하고있어, 소재국산화및다양화를위한기술개발전략수립이절실히필요함. 산업현황 LED BLU를이용한 LCD TV의수요증가와 LED 일반조명시장의확대로인해 LED 소자및조명의수요가전반적으로증가되고있고, 이에따라 LED 소재에대한수요도크게증가하고있음. LED 조명시장확대를위해저가격, 고효율, 고휘도, 고출력, 고신뢰성 LED 조명에대한수요가지속되고있음. LED 조명의성능은사용된 LED 소재의특성에크게좌우되므로 LED 조명의성능향상을위해고성능 LED 소재에대한요구가증가됨. 반도체소재, 형광체등주요 LED 소재에대한핵심원천기술을글로벌조명기업들이선점하고있어이에대한해외의존도가매우높음. 희토류금속등원재료가격급등으로인해수급불안정성이항상존재하며, 소재국산화및소싱기업다변화를통해개선해야할필요성이있음

181 요약 시장분석 GLOBAL LED LIGHTING MARKET 보고서에따르며반도체기판소재시장은연평균 14.1% 의성장을하는것으로예상되며, 2009년규모대비 2014년규모는약 2 배인 22억 3000만달러가될것으로판단됨. 2009년발행된 LED 형광체시장보고서에따르면 2009년약 6억달러의시장규모에서연평균 9.6% 의성장을통해 2015년약 10억달러의시장규모가될것으로예상됨. Nanotechnology in Coatings and Adhesive Applications 보고서의전자부문용도의방열특성나노코팅제시장을보면, 2009년 600만달러의시장에서연평균 41.9% 의고성장을통해 2014년 4,300만달러의시장을형성할것으로예상됨. 핵심요소기술및연구목표 구성요소 기판 형광체 봉지재 방열체 핵심요소기술 극성 / 비극성 GaN 기판기술개발 GaN 기판성장기술 백색 LED용신조성형광체개발균일한입도분포를가지는고휘도형광체합성기술개발상압하에서의질화물계형광체합성기술개발 봉지재내열및방열기술 봉지재렌즈유지를위한무색투명수지개발 형광체담지용고내구성 / 고투과성소재기술개발 방열모듈설계기술 기술요구사항 극성 / 비극성기판성장기술 고결정성의 GaN 기판성장기술 고휘도, 고색재현성형광체개발 고휘도를가지며, D50 약 5μm 입도크기의형광체개발 상압하에서질화물계형광체합성기술 개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 고결정성극성 GaN 기판기술개발 고결정서의 GaN 기판성장기술개발 (1) YAG 급신규조성형광체개발 (> 80%) Semi-polar GaN 기판기술개발 고결정서의 GaN 기판성장기술개발 (2) YAG 급신규조성형광체개발 (> 90%) D50 약 10μm D50 약 5μm 입도입도크기의형광체크기의형광체개발개발 상압하에서질화물계형광체합성기술개발 (1) 봉지재내열및방열기술기존대비 120% 이상 봉지재국산화를위한색투명수지개발 고온, 고내습성, 방열성을가지는세라믹계봉지재개발 방열모듈설계기술 국산무색투명수지개발 :: 투과도 (>80%), 80 도하에서안정성, 강한투습방지성 형광체담지용고내구성 / 고투과성소재기술개발 : 투과도 (>80%), 120 도하에서열적안정성 기존대비 120% 이상 상압하에서질화물계형광체합성기술개발 (2) 기존대비 140% 이상 국산무색투명수지개발 :: 투과도 (>90%), 100 도하에서안정성, 강한투습방지성 형광체담지용고내구성 / 고투과성소재기술개발 : 투과도 (>90%), 150 도하에서열적안정성 기존대비 140% 이상 Non-polar GaN 기판기술개발 YAG 급신규조성형광체개발 (> 100%) 상압하에서질화물계형광체양산기술 최종목표 극성 / 비극성기판성장기술 고결정성의 GaN 기판성장기술 YAG 급신규조성형광체개발 (> 100%) 고휘도를가지며, D50 약 5μm 입도크기의형광체개발 상압하에서질화물계형광체합성및양산기술확립 기존대비 140% 이상국산무색투명수지개발 :: 투과도 (>90%), 100도하에서안정성, 강한투습방지성형광체담지용고내구성 / 고투과성소재기술개발 : 투과도 (>90%), 150도하에서안정성방열모듈설계기술

182 중소기업통합기술로드맵 구성요소 핵심요소기술 복합힛싱크구조설계기술 고출력 LED 용방열소재기술 기술요구사항 복합힛싱크구조설계기술 200oC 하에서방열성을가지는방열소재개발 개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 기존대비 120% 이상 150oC 에서의방열성을가지는방열소재개발 기존대비 140% 이상 200oC 이상에서의방열성을가지는방열소재개발 최종목표 복합힛싱크구조설계기술 200oC 이상에서의방열성을가지는방열소재개발 중소기업형기술로드맵 LED 광원 개요 LED 광원이란반도체공정을거쳐사파이어등의기판위에 LED 반도체소자를형성하여만든 LED 칩을말하며, LED 칩을단품패키지하여만든제품도포함함

183 요약 LED 조명은우수한광변환효율, 뛰어난에너지절감효과, 장수명, 친환경성, 빠른응답속도, 다양한디자인가능등의장점을지녀일반조명은물론디스플레이, 자동차, 휴대폰, 의료, 농수산업, 군사, 레저 엔터테인먼트등다양한분야에널리활용되고있으며, 관련시장의규모가지속적으로빠르게성장하고있음. LED 광원의국산화를위해국내대기업과중소기업간의협력이요구되며, 패키지기술이광추출효율과외부양자효율에큰영향을미치므로이에대한원천기술확보전략수립이필요함. 산업현황 LED 조명은일반조명과디스플레이뿐만아니라자동차, 의료분야등다양한분야에그활용범위가확대되고있어, LED 조명의용도에따라다양한성능을발휘하는 LED 광원에대한수요가점차증가하고있음. LED 칩및패키지의경우니치아, 도요타고세이, 오스람, 루미레드, 크리등빅 5 업체가전체시장의 85% 를차자하여과점화가심함. 최근에는중국산저급 LED 칩이대거국내에유통되며 LED 조명의전반적인품질저하도우려되고있음. 최근국내대기업들이 LCD BLU용 LED 칩생산을위해 MOCVD 등생산장비에대한투자를늘려옴. 국내대기업과의협력을통해디스플레이용이외의다양한용도의 LED 광원을국산화할필요가있음. 한국은반도체, 자동차, 디스플레이분야세계최고기술을보유하고있는역량을기반으로 LED 기술우위확보가능함. 또한생산기술의진보로높아진 LED 효율은제품경쟁력을바탕으로시장을확대하고산업을촉진하는요소로작용할것임. 시장분석 2009년발행된 LED LIGHTING 보고서에따른 LED 광원시장중가장큰시장규모를차지하는것은 High brightness LED 시장으로연평균 11% 성장으로 2014년 37억달러규모가될것으로예상되며다른 Organic LED, Miniature LED, UV LED 시장도평균 10% 이상의성장률이기대됨. Emerging Lighting Technologies and Global 보고서에따르면 LED 패키지 RANK 시장은연평균 10.5% 의성장으로 2014년 10억달러를넘어설것으로예상됨

184 중소기업통합기술로드맵 핵심요소기술및연구목표 구성요소 LED 소자 고출력 LED 패키징 핵심요소기술 수직형 LED 칩공정기술 신뢰성향상을위한칩설계및공정기술 장수명 / 고신뢰성형광체를이용한백색광기술 패키지표면실장기술 고지향성패키지구조설계기술 기술요구사항 - 수직형 LED 핵심공정기술 - 대면적기판기술 -CBL 소자공정 - 기술제너다이오드집적기술 - 고연색성백색광원을위한형광체기술 - 형광체수명향상기술 - WLP(wafer level package) 기술 -Metal PCB 패키지기술 - 지향각제어패키지기술 - 고집광 / 고방열형패키지모듈기술 LED 칩어레이 / 드라이버 -LED 디밍 (dimming) 제어설계기술 - 고전류구동드라이버 단일칩및다수칩패키지기술 AC 구동 LED array 기술 조명패키지시스템제조기술 -RGB 멀티칩패키지기술 - 고출력용 LED 패키지기술 -AC/DC 인버터기술 -AC 구동 LED 설계및패키지기술 - 100im/W 급 LED 광원기술 - 조명용 LED 시스템광원 개발목표 1차년도 2차년도 3차년도 2인치공정, 4인치공정, 4인치공정, 광출력 > 400mW 광출력 > 500mW 광출력 >600mW (@460nm, 350mA) (@460nm, 350mA) (@460nm,350mA) 항복전압 > 1,000V 항복전압 > 2,000V 100 lm/w 급백색광원 - CRI > 85-20,000hr 이상 -2인치 WLP 기술 - 열전도도 (5W/ m-k) 패키지 - 60~120 지향각제어기술 - 10W급집광형패키지 -1A급드라이버구동기술 - LED 디밍제어 - 고색연성 (CRI> 90) RGB 패키지 - 10W 급멀티칩패키지 -2만시간수명의조명용인버터기술 -AC구동패키지기술 - 100lm/W 급광원기술 - 10W급조명용시스템광원 100 lm/w 급백색광원 - CRI > 90-20,000hr 이상 -4인치 WLP 기술 - 열전도도 (8W/ m-k) 패키지 - 50W 급고집광 / 고방열패키지 -5A 급 LED 어레이 / 드라이버구동기술 - 고색연성 (CRI> 95) RGB 패키지 - 30W 급멀티칩패키지 - 인버터내장형 LED array 기술 - 50W 급조명용시스템광원 100 lm/w 급백색광원 - CRI > 95-20,000hr 이상 - 열전도도 (10W/ m-k) 패키지 - 100W 급고집광 / 고방열패키지 - 10A 급 LED 어레이 / 드라이버구동기술 - 고색연성 (CRI> 100) RGB 패키지 - 50W 급멀티칩패키지 -AC구동 LED 조명 array 기술 - 100W 급조명용시스템광원 최종목표 600mW 급수직형 LED 칩 2,000V 급고내압 / 고신뢰성 LED 소자기술 고연색성 (CRI>95) 을가지는백색광원 고방열패키지를이용한 WLP 기술 100W 급고집광 / 고방열패키지 고전류구동 LED 디밍제어기술 고색연성 RGB 멀티칩패키지 장수명 AC 구동용 LED array 광원 고효율 100W 급조명용모듈 중소기업형기술로드맵

185 요약 일반조명용 LED 모듈 / 기구 개요 일반조명용 LED 모듈 / 기구는백열등, 형광등, 할로겐램프등기존조명을대체하기위해 LED를이용하여제작된조명모듈과기구를말함. LED 일반조명은기존조명에비해우수한광변환효율, 뛰어난에너지절감효과, 친환경성, 장수명, 바른응답속도, 다양한디자인가능, 자외선미발생, 빛의강도및색조정용이등의장점을지녀차세대조명, 친환경웰빙조명등으로각광받고있으며, 시장의규모가급격히성장하고있음. 많은장점에도불구하고 LED 조명기구가기존조명에비해아직가격경쟁력을갖추지못했고효율개선속도가예상보다더뎌국내 LED 일반조명의민간시장개화가늦어지고있음. 이를해결하기위해다양한분야에서의기술개발전략수립이요구됨. 산업현황 LED 일반조명을생산하는국내중소기업들은아직대부분조달시장에크게의존하고있음. 일부업체들은시장규모가아직작은국내시장을벗어나일본과같이 LED 조명채택률이높은해외시장으로의진출을모색하고있음. 최근글로벌조명기업들과함께국내대기업들이경쟁적으로국내 LED 일반조명시장에참여하면서양산체제를구축하며가격하락을주도할것으로기대됨. LED 일반조명의효율향상을위해서는칩생산에활용되는반도체소재에관한기술부터광추출효율증대를위한패키징기술, 조명기구구조설계기술등다양한부분에서의기술개발지원이필요함. 특히고출력 LED는일반 LED에비해발생하는열이월등히많으므로, 방열소재및기술에대한연구가필요함. 시장분석 세계및국내모두 LED 시장의확대와조명용고휘도및저가화, 장수명화의요구에따라고신뢰성 LED/ 모듈소재의수요가지속적으로확대전망

186 중소기업통합기술로드맵 일반조명에서가장중요한시장은건물및주택의백열전구, 할로겐전구, 형광등, 가로등이며, 처음에는기존조명을대체하다가종국에는일체형 Down Light 시장으로귀속될전망 년 ~2015년세계시장의규모는 2012년 1300억달러규모, 2015년에는 30% 정도의일반조명시장을 LED조명이대체할전망이며, 연평균성장률은 32% 의성장예측 년 ~2015년국내시장의규모는 2012년 1.3조원, 연평균성장률은 41.7% 성장이예측하여 2030년에는세계조명시장의 30% 를점유목표 - 일반조명을세분해보면일반조명의세계시장은 2012년에는전체조명시장의 47.6% 를차지하여 205억달러에이르며, 2015년에는 47.5% 로서 380억달러에이르고, 일반조명의국내시장은 2012년에는전체조명시장의 32.8% 를차지하여 12,837억원에이르며, 2015년에는 34.5% 로서 36,486억원에이를전망 핵심요소기술및연구목표 구성요소 LED 패키지 구동회로 핵심요소기술 칩마운팅기술 투과효율증대및분석기술 확산기능설계기술 에너지절약형조명구동회로기술 감성조명제어기술 기술요구사항 - 고출력용멀티칩패키지기술 - 대면적고방열패키지기술 - 고반사막구조설계및형성기술 - 확산렌즈등광학계설계및지향각분석시뮬레이션기술 - 고효율 AC/DC 컨버터기술 - 고효율드라이버기술 - RGB Full color 제어드라이버기술 - 조명원격제어기술 개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 30W 급멀티칩패키지 50W 급멀티칩패키지 100W 급멀티칩패키지 최종목표 100W 급멀티칩패키지 Reflectivity>97 Reflectivity>99 99% 반사막기술 정확도 >90% 정확도 >95% 전원효율 >90% 역율 >93% 제어속도, 300ms 전송속도, 80kbps 전원효율 >92% 역율 >95% 제어속도, 250ms 송속도, 100kbps 전원효율 >95% 역율 >97% 제어속도, 200ms 전송속도, 120kbps LED 패키지용광학계설계툴개발 고효율 LED 조명구동회로기술 - RGB Full color LED 조명원격제어장치 광학기구 광학부품설계 / 제작기술 - 렌즈어레이 / 산란패턴효율설계및제조공정기술 렌즈어레이및산란패턴적용에따른효율분석 UV imprint 적용가능한고굴절수지개발 렌즈등광학부품일체형고분자수지개발 저가형광학부품소재및제작공정기술 등기구설계 / 제작기술 - 고효율등기구배광설계 / 제작기술 - 신개념조명디자인기술 LED 모듈 / 기구일체화기술 LED 조명특성에맞는새로운등기구개발 고효율신개념 LED 조명용등기구설계기술 방열부품집적화기술 - 대면적및고방열 PCB 기술 고방열 Metal PCB 양산기술 Heat sink/spreader 일체화기술 다양한폼팩터의고방열 PCB 기술 대면적멀티칩용 PCB 방열기구 열확산구조설계기술 - 열제어시뮬레이션기술 - 조명기구방열설계기술 정확도 >85% 열저항 <40 o C/W 정확도 >95% 열저항 <20 o C/W 고방열조명기구설계기술 방열기접착기술 - 고열전달방열테이프 - 고굴절방열실리콘봉지재 열전도도 >3W/mK 접착강도 >1.5kgf/cm 고온신뢰성 >1000hr@15 0 o C 투과율 :>90%@ 가시광선굴절률 >1.5@ 가시광선 - 열전도도 >3W/mK 고신뢰, 고방열접착 / 봉지재

187 요약 중소기업형기술로드맵 특수용 LED 모듈 / 기구 개요 특수용 LED란기존의일반조명과디스플레이용조명을제외한새롭고, 융합적이며특수한분야에적용되는 LED 조명을말하며, 수송 ( 자동차, 철도, 선박, 항공등 ), 군사, 농수산업, 의료, 정보가전, 통신, 환경, 레저 엔터테인먼트용등이있음. 기존의광소자또는광원기술과 NT, IT 및유기반도체기술등새로운기술이융합된고집적, 고성능및새로운기능을갖는 LED를의미하며, 융합광기술분야로는나노반도체를이용하는나노포토닉스, 초저전력 / 광대역광원소자및유기반도체기술이융합된광원기술분야등이있음. 특수용조명분야에서는광량자동조절기술과자외선 적외선 LED와관련된기술의개발필요성이높은실정임

188 중소기업통합기술로드맵 산업현황 일반조명과디스플레이뿐만아니라자동차, 의료분야등다양한분야에그활용범위가확대되고있어, 다양한용도와성능을보이는 LED 조명모듈및기구에대한수요가점차증가하고있음. 최근가격이저렴한저급의중국산 LED 소자가국내시장에대거유입되면서다양한특수용 LED 조명의품질저하가우려되고있음. 가격과성능을동시에고려한차별화전략을통해중국산 LED 소자에대한가격경쟁력과우수한품질을갖춘 LED 광원을개발해야함. 시장분석 2009년발행된 LED LIGHTING 보고서내수록된 UV-LED 시장은연평균 8.1% 의성장하여 2014년 8억 4000만달러의시장을형성할것으로기대됨. 살균램프, Black lights, 성장램프, 태닝램프등특수용조명이포함된 2009년보고서에따르면관련시장중가장큰규모의성장이예상되는시장은살균램프분야로 2015년 30억달러규모가기대됨. 특수용조명관련 4개시장의전체연평균성장률은약 7% 인것으로나타났으며성장세는지속될것으로예상됨 특수용 LED 분야에있어서우리나라는전방산업이발달되어있는자동차, 선박, 정보가전분야등으로의기술융합을통한시장확대와환경, 수산어업, 가시광통신, 의료, 레저 엔터테인먼트등분야로의신규시장창출을통하여시장확대가능성은높을것으로기대됨 핵심요소기술및연구목표 구성요소 핵심요소기술 기술요구사항 개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 최종목표 광출력감지보상회로기술 조도신호 Feedback 출력제어 광센서신호처리회로 Feedback 출력제어회로 IC 화기술 보상회로 IC 화 광량자동조절 온도보상광량제어기술 광량최적전류스위칭제어기술 LED 온도센싱기술및신뢰성확보 최적구동전류오차최소화 실제온도오차 ±5 이내 구동전류오차 10% 이내 실제온도오차 ±3 이내 구동전류오차 5% 이내 실제온도오차 ±1 이내 구동전류오차 3% 이내 실제온도오차 ±1 이내 구동전류오차 3% 이내 광량자동검출기술 광출력검출오차최소화 광출력검출오차 10% 이내 광출력검출오차 8% 이내 광출력검출오차 5% 이내 광출력검출오차 5% 이내

189 요약 구성요소 핵심요소기술 기술요구사항 개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 최종목표 고효율 UV 투과유닛 / 하우징기술 UV 투과도향상및장기신뢰성해결 투과도 85% 이상투과도 90% 이상 투과도 95% 이상 투과도 95% 이상 UV LED 및공정장비 고효율 UV 반사판기술 UV 노출량계측기술 UV 반사코팅기술 ( 반사도 ) UV 노출량감지및신호처리회로기술 (UV-A, UV-B) 반사도 90% 이상반사도 95% 이상 UV 감지코팅 UV 센서제조 반사도 97% 이상 UV 센서신로처리회로 반사도 97% 이상 UV 센서및신호처리회로 중소기업형기술로드맵 디스플레이용 LED 모듈 / 기구 개요 디스플레이용 LED 모듈 / 기구는 TV, 모니터, Signage 등정보를전달하기위한디스플레이장치에사용되는 LED 모듈과기구를말함. LED 조명은우수한광변환효율, 뛰어난에너지절감효과, 장수명, 친환경성, 빠른응답속도, 다양한디자인가능등의장점을지녀 CCFL로대표되는기존의 LCD BLU를대체해나가고있으며, 고속도로, 지하철역사, 경기장등의대형 소형전광판에도점차확대적용되고있음

190 중소기업통합기술로드맵 많은장점에도불구하고 LED BLU의가격이여전히 CCFL에비해비싼편이고백색 LED를이용하는경우색균질도가다소낮아질수있어가격하락과성능개선을위한기술개발의필요성이매우높음. 산업현황 BLU 제품은고휘도, 고출력, 고신뢰성등고품질화에대한요구가크므로이러한방향으로기술발전이이루어질전망임. Signage 제품은 LED 모듈의경량화와우수한미관, 높은에너지효율에대한시장니즈가큼. 백색 LED를기반으로한 LED BLU는소형화가가능하여모바일에서 PC 모니터를거쳐현재는대형 LED TV에도활용영역을확대하고있음. 대형 TV에적용되는직하방식에서 LED 소자사용개수를감소시키고휘도및색불균일성을해소시키기위한렌즈개발등다양한광학설계기술이요구되고있음. 시장분석 디스플레이용 LED BLU 시장을살펴보면, 2009년약 9억달러의규모에서연평균 11% 성장하여 2014년약 16억달러의규모가기대됨. LCD TV용 LED BLU 모듈의판매가향후시장을주도할것으로판단됨에따라디스플레이용 LED BLU 시장도 LED TV의성장에따라서영향이계속될것으로전망됨 핵심요소기술및연구목표 구성요소 핵심요소기술 기술요구사항 개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 최종목표 광학설계 LED BLU 방열구조전원 광소자배열모듈설계기술 필름형고확산판기술 Slim형 BLU를위한대배광렌즈기술 방열분석을통한열고장예측기술 에너지절약형제어회로기술밝기제어회로기술 경량화, 고효율, 고신뢰성 22 g/w 20 g/w 20 g/w 휘도향상상대휘도 110% 이상상대휘도 120% 이상 상대휘도 130% 이상 상대휘도 130% 이상 광량저하개선 2% 이하 1% 이하 1% 이하 예측모델및자동화시스템개발 예측모델개발 자동화시스템개발 실검증또는인증, 자동화시스템상품화 자동화시스템상품화 전원효율 87% 이상 90% 이상 90% 이상 펄스폭변조 (PWM) 방식해상도단계증가 150 단계이상 300 단계이상 300 단계이상 온도 - 파장안정화기술 NTC(negative temperature coefficient) 열관리기법구현 중심파장변화범위 0.5 nm 이하 중심파장변화범위 0.2 nm 이하 중심파장변화범위 0.2 nm 이하

191 요약 중소기업형기술로드맵 조명제어시스템 개요 LED 조명을인접광량에따라필요한만큼만디지털로제어하여밝기를조정함으로써전기를 20% 이상절감할수있는시스템으로정의할수있음. 최근빌딩, 공장, 백화점, 아파트, 종합운동장, 주차장등다양한공간에조명을자동으로제어하는시스템이도입되고있음. 공간의규모와용도에따라조도센서를이용한광량제어기능, 비상시안전기능, 감시카메라와연계기능, 조명분산제어기능, 시간스케줄에따른제어기능, 원격제어기능등다양한기능에대한요구가증가하고있음. 산업현황 LED 조명과함께절전형광량제어분야는선진외국기술회사 (Major Big 5: Traxon, ColorKinetics, Cree Lighting, Lighting Science, ColorStars) 가 LED 조명제어애플리케이션분야의 70% 이상의기술을장악하고있음

192 중소기업통합기술로드맵 정부의온실가스감축목표 (2020년배출전망치의 30% 감축 ) 달성을위해, 온실가스저감효과가큰절전형 LED 조명광량제어비중을적극적으로향상시킬필요가있으며, 이를통해단순 LED 조명에서벗어나고부가가치를창출해야함. 단순하게빛의밝기만을조절하는조명에서개인의감성과생활의질을증진시키는 Human Experience 를강조하는친화적인스마트조명시장의확대가예상되므로중소기업에게제품의고부가가치화기회가있음. 한국은반도체, 디스플레이분야세계 1등기술을보유하고있는역량을기반으로 LED 칩등의소자분야에서기술우위확보가능함. 우수한 IT 정보통신기술을활용하여스마트화된조명및광량제어, 광량적응통합시스템개발이가능할것으로기대됨. 시장분석 2010년발행된조명관리시스템시장보고서에따르면 2009년약 92억달러규모에서연평균 2.6% 의성장으로 2013년 100억달러가예상됨. LED 조명제어시스템은조명을인접광량에따라필요한만큼만디지털로제어하여밝기를조정함으로써전기를약 20% 절감할수있는시스템으로조명관리시스템중잠재성장률이높은시장으로판단됨 스마트홈조명시스템시장보고서에의하면 2009년약 6억 4000만달러에서 2014년 13억 2000만달러규모로연평균 (CAGR) 15.6% 성장이예상되며스마트전력제어기술은조명제어시스템기술과함께동반성장이가능한핵심적인시장으로판단됨. 핵심요소기술및연구목표 구성요소 핵심요소기술 기술요구사항 개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 최종목표 회로전력인지기술 LED 전력인지 / 계측 전력인지 / 계측오차율 1% 이내 전력인지 / 계측오차율 0.5% 이내 오차율 0.5% 이내 센서, 수신장치 신호전송인터페이스기술 LED 조명제어용전송기술 PLC 통신 / 제어장치개발 ( 주파수확산방식 ) Dali 통신제어기술개발 영상정보처리및하우징기술영상처리및단말기술영상정보수집 / 인지기술개발 ( 안면 / 숫자인식 ) LED 조명연계영상정보처리단말기개발 PLC/ Dali 제어기술확보 영상정보처리단말기개발 광센서인식및트레이싱기술센서및조명관제기술동작 / 조도 / 차량감지센서 Module 개발 주차장 LED 조명관제시스템개발 주차장용 LED 조명관제 Sys. 개발

193 요약 구성요소 핵심요소기술 기술요구사항 개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 최종목표 통신 ( 네트워크 ) 모듈 무선인식프로그래밍기술 조명제어용통신모뎀기술 LED 조명전용광센서결선 / 망운용기술광센싱및통신운영기술광센서 Module 개발 LED 조명제어전용무선 / PLC 모뎀개발 광센서적용무선 / PLC 조명운용 Solution 개발 LED 조명제어전용무선 / PLC 모뎀개발 광센서적용무선 / PLC 조명운용 Solution 전력회로제어장치기술 LED 조명제어 Protocol/ Module LED 조명제어전용통신 Protocol 개발 LED 조명제어용 M odule 개발 ( 자동 Address 부여 /ImpedanceAuto Matching) LED 조명제어용 Module 개발 제어장치 제어기서버설계및운영기술 루미네어프로그래밍및제어기술, 환경인지제어기술 조명제어용서버 / TEST Bed 지능형조명제어기술 Smart 빌딩 / 복합단지조명제어서버개발 환경인지지능형조명제어시스템개발 LED 조명제어실환경 Test Bed 개발및구축, 운영기술개발 LED 조명제어실환경 Test Bed 개발및구축, 운영기술 환경인지지능형조명제어시스템개발 디스플레이및인터페이스제어기술 조명제어용단말기술 지능형조명제어단말및 UI 기술개발,Smart 단말용 App 개발 지능형조명제어단말및 UI 기술개발,Smart 단말용 App 개발 중소기업형기술로드맵

194 중소기업통합기술로드맵 6 그린 IT 전원배전 개요 전원배전은기존의발전, 변전, 송전, 변전과더불어전원배전기술에정보기술 (IT) 을접목하여전력의공급과소비및전력관리과정에서에너지효율을최적화하는지능형전원공급장치등의관련기술과제품임. 스마트전원공급장치는전력공급망의일부로서, 전력의공급과수요등의양방향실시간정보를활용하여에너지효율의최적화와합리적소비유도와전력공급을안전하게그리고신뢰성을유지하게하는다양한부가서비스를제공해야함. 전원배전의핵심인스마트전원공급장치기술은전력망고장의사전예측및자동복구등을포함하는지능형배전과계통감시제어와소규모전력거래에대한통합플랫폼기술이요구됨. 산업현황 산업계니즈는전원배전장치의 IT 화, 녹색전력화, 고기능화등으로요약됨. 전력의디지털제어를통한양방향적산전력, 실시간전력요금표시, 배전계통제어, 에너지축전등과관련한똑똑한배전기술및제품이시장에서요구되고있음. 전력의공급및소비에대한감독 / 모니터링기반점검장치, 분산형 EMS(Energy Management System), 첨단계량기술을기반으로녹색전력화가요구되고있음 배전자동화 (DA: Distribution Automation) 및사고자동감지및반응을위한계량기나변압기혹은가전기기에대한부하예측이나즉각적인통합실행환경 (Plug and Play) 제공을위해관련한부품들의고기능및절전형이요구되고있음. 시장분석 스마트그리드배전자동화시장은 2009년 10억 6300만달러에서 2014년 20억달러로연평균 (CAGR) 12.9% 성장이예상되고있음

195 요약 전원배전기술의핵심인스마트전원공급장치기술은에너지효율최적화를목적으로한전력망고장의사전예측및자동복구등을포함하는지능형배전과계통감시제어와소규모전력거래에대한통합플랫폼기술을바탕으로전원배전분야의전체시장을주도할것으로판단됨. 중소기업참여정도만으로판단시, 발전에너지필드절감기술, 전력손실최소화스마트전원공급장치영역등에서중소기업연구개발지원필요성존재 핵심요소기술및연구목표 구성요소핵심요소기술기술요구사항 전원배전 배전전원의정밀계측및원격통신기술배전전원의 DC/AC 컨버터기술 4G LTE 용고압볼티지기지국파워서플라이및증폭기기술 원격회로망전기특성계측 DC/AC 변환전력안전화기술 고압전력증폭기술 개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 배전원격제어 DC/AC 변환기술 파워서플라이기술 전원정밀계측 DC/AC 변환안전화 4G LTE 기지국파워증폭기기술 배전전원원격통신 배전전원 DC/AC 컨버터 최종목표 원격배전제어기 DC/AC 컨버터모듈 4G LTE 기지국고압파워증폭서플라이 4G LTE 용기지국전원로드백업배터리및 UPS 기술 대용량 UPS 기술 전원로드백업배터리기술대용량 UPS기술 4G LTE 기지국전원백업 UPS 배전을위한스마트전원공급장치기술 스마트전원공급기술 전력효율화기술 공급소비전력관리 지능형전원공급기술 스마트배전전원공급기 중소기업형기술로드맵

196 중소기업통합기술로드맵 전력센서 개요 자기센서 ( 전류, 자기, 전자파등 ) 와 IT기술을기반으로, 전력의전원감시, 부하감시등을위하여설치된장비 ( 변압기, 계측기, 스위치, 전등등 ) 를감시하고제어하기위한전기, 빛등의유무에대한확인, 전력량혹은에너지량측정등을센싱후제어를할수있는지능화및시스템화된멀티센서와스마트센서 (smart sensor) 관련한전력센싱제어기술과부품임. 전력센서는전력공급망의일부로서, 전력의변화및상황등에대한양방향실시간이벤트정보를모니터링하여에너지절감을위한최적의전력공급을유지하게하는제어를위한다양한부가서비스를제공해야함. 전력센서는급격한전력사용량상승, 구간별누전, 주간가로등의점멸, PC 등의대기전력상황등에대한실시간유무선센서기반의전력모니터링, 공공전력기기자동화및원격제어, 원격검침등으로실시간으로전력상황및이벤트를센싱하여 Always On' 에서 Always Available' 로전환하여비효율적전력소비를감축하기위하여필요함. 산업현황 산업계니즈는고기능저전력화, 멀티센서및스마트센서화, 혁신적그린컴퓨팅모델도입등으로요약됨. 기존의센서는온오프시전력소비량이크기때문에, 대기중소비전력제로화를기반으로하는녹색센서화가요구되고있음. 전력관리기기의자동화를통한에너지절감혹은건물 / 빌딩의실제전력사용량에기초하여최적화되고고효율적인조명, 난방등의효율적제어와관리를위하여, 전자기 / 전력센서의 Multi-sensor 및 Smart sensor화가시장에서요구되고있음. 시장분석 스마트그리드 Advanced sensor 분야시장을바탕으로전력센서기술시장을추정하고자함. 2009년 79억 3800만달러에서 2014년 178억달러로연평균 (CAGR) 15.9% 성장이예상되고있음

197 요약 미래전력센서시장의핵심은생산된전력을분배하는과정의에너지이용효율을최적화하고갑작스런부하변동등에대한실시간전력정보와전력상태및소비패턴등을파악하는기능이 IT 기술을기반으로한시장이확대될것으로판단됨. 추가로고효율및에너지프로슈머서비스 ( 예 : 에너지소비자가공급자가되는신재생에너지 ) 를위한소비자측분야의지능화및기구축된인프라 ( 홈네트워크, 초고속인터넷망 ) 와의연동, 스마트그리드보안관리등에추가적인기술개발이필요함. 중소기업참여정도만으로판단시, 차세대 CT소재기술, 발전에너지필드절감기술, 전력센싱설계기술, 전기선로제어를통한고감도조이스틱기술영역등에서중소기업연구개발지원필요성존재 핵심요소기술및연구목표 구성요소 전력센서 핵심요소기술 전력센싱이가능한고성능무선소자기술고감도전력센싱을위한기술전력센싱을위한저전력반도체모듈설계기술전력센싱을위한센서노드시스템기술전력센싱을위한전기 / 광센서및제어기술 기술요구사항 전력센서소자기술전자기센서기술 전력센싱부품기술 센서기반전력망기술전류, 자기, 전자파, 광센서제어기술 개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 고성능무선전력소자개발전자기센서개발저전력전력센싱모듈구조개발전력센싱노드개발전력용전기 / 광센서개발 무선전력소자제품화전력센서고감도기술 저전력반도체모듈구성 전력센싱노드시스템화전력용전기 / 광센서제어기술개발 고감도전력센싱모듈개발저전력센싱반도체모듈설계도구개발 최종목표 고성능전력무선센싱소자고감도전력센싱제어모듈저전력센싱반도체모듈설계플랫폼전력센싱노드시스템전력용전기 / 광센서제어기 중소기업형기술로드맵

198 중소기업통합기술로드맵 그린컴퓨팅 개요 서버, 스토리지, 네트워크장비등 HW 및인프라의전력사용량과발열량을줄이고, 가상화등의컴퓨팅자원효율화를통해고효율저전력화를지원하는친환경기술과제품임. 대부분의 IT 기기에적용될수있는저전력반도체파워서플라이대기전력절감기술등공통기술개발이추진되고있음서버스토리지 PC 등전력소모량이큰 IT 기기에그린기술을접목하여국내컴퓨팅산업의경쟁력제고및신산업창출의기회요인으로작용함. 데이터센터의에너지효율성을높이기위한고효율 저전력장비및솔루션도입, IDC의전력설비및냉각시스템개선등그린 IDC에대한관심증대, 향후이러한에너지소비급증이예상되는데이터센터의경우에데이터센터전력소비절감을위한그린컨설팅및솔루션수요증가전망. 산업현황 산업계니즈는고효율전력공급, 서비스가상화, 혁신적그린컴퓨팅모델등으로요약됨. 전원공급장치및쿨링에대한전력소모를줄이기위해서고효율쿨링기술에어플로우쿨링관리, 고효율전력공급기술등이요구되고있음. 물리적위치기반리소스의물리적설정에제한되지않는리소스들의논리적그룹이나상위인터페이스를제공하여원래설정보다더나은혜택을줄수있는방식으로엑세스될수있는가상컴퓨팅서비스가요구되고있음. 물리적인공간과제품 중심에서 가상공간과서비스 중심으로초점을전환하여제품과서비스가결합한소프트웨어융합형신비즈니스를통하여, 친환경시장의높은성장을활성화시킬수있는혁신적인그린컴퓨팅모델의도입이요구되고있음

199 요약 시장분석 클라우드컴퓨팅기술시장보고서에따르면 2009년 29,952백만달러에서 2014년 95,700백만달러로연평균 (CAGR) 26.2% 성장이예상되고있음. 그린플랫폼기술은컴퓨터시스템및 IDC에서소모되는전력을절감하여시스템의운영비용을절감하고, 에너지사용을감소시키는기술로제일주목받고있는기술이며클라우드컴퓨팅기술의연평균성장률 (CAGR) 이 25% 이상으로고성장률을보이고있어그린플랫폼기술또한비슷한성장률을보일것으로판단됨. 중소기업참여정도만으로판단시, 그린플랫폼기술, 컴퓨팅자원관리기술, 자원가상화기술영역등에서중소기업연구개발지원필요성존재 핵심요소기술및연구목표 구성요소 그린플랫폼기술 컴퓨팅자원관리기술 핵심요소기술저전력프로세스를위한공통플랫폼설계기술네트워크컴퓨터통신을통한플로우처리플랫폼기술그룹콜- 뷰클러스터기반의모바일서비스플랫폼기술 모바일가상노드서비스응용기술 다중통신을위한다중디바이스연동처리기술 프로세서를위한저전력화기술스토리지를위한저전력화기반의동적부하관리기술서버를위한저전력시스템소프트웨어기술통신네트워크을위한저전력화기술 다중사용자컴퓨팅자원관리를위한어플리케이션관리기술 고출력신호멀티회로소스파워관리기술 기술요구사항 프로세스저전력화기술 네트워크플로우처리기술 모바일서비스기술 모바일노드가상화기술 다중디바이스연동기술 프로세서저전력화기술 스토리지부하관리기술 서버전력관리기술 네트워크기기전력관리기술 다중사용자컴퓨팅관리기술 고출력신호회로파워관리기술 개발목표 1차년도 2차년도 3차년도 저전력프로세스프로세스저전력공통플랫폼설구조화계기술 네트워크컴퓨터통신플로우처리기술 그룹콜 - 뷰클러스터기술 모바일가상노드서비스응용개발 다중통신디바이스기술 프로세서저전력화기술개발스토리지저전력형동적부하관리기술개발서버저전력시스템소프트웨어개발저전력통신네트워크기술개발다중사용자컴퓨팅자원관리형어플리케이션관리기술개발 고출력신호멀티회로소스파워관리기술개발 네트워크컴퓨터통신플로우처리플랫폼기술그룹콜-뷰클러스터모바일서비스플랫폼개발 다중통신디바이스연동기술 최종목표 저전력프로세스공통플랫폼설계도구 - 10% 이상전력절약네트워크통신플로우처리플랫폼 - 15% 이상플로우효율화그룹콜-뷰클러스터모바일서비스플랫폼 -그룹화를통한 20% 서비스효율화모바일가상노드응용서비스 -가상노드를통한 20% 이상관리효율화다중통신디바이스연동서비스 -디바이스연동을통한 20% 이상장치단순화 저전력프로세서모듈 - 10% 이상전력절약 저전력스토리지동적부하관리 SW - 10% 이상전력절약 서버저전력화소프트웨어 - 10% 이상전력절약저전력통신네트워크기술 - 10% 이상전력절약 다중사용자컴퓨팅자원관리응용 - 자원관리를통한 20% 이상응용효율화 고출력신호멀티회로소스파워관리기 - 10% 이상신호고출력

200 중소기업통합기술로드맵 구성요소 자원가상화기술 핵심요소기술 모바일플랫폼가상노드클러스터서비스기술 가상패킷통신시이퀀스트랜스미션기술 자원가상화를위한동적부하관리기술 자원가상화를위한그린컴퓨팅솔류션기술 기술요구사항 가상노드클러스트모바일서비스기술 가상패킷통신시이퀀스전환기술 동적자원부하관리기술 그린컴퓨팅솔루션 개발목표 1차년도 2차년도 3차년도 모바일플랫폼가상노드클러스터서비스개발 가상패킷통신시이퀀스트랜스미션 SW 개발 자원가상형동적부하관리 SW 개발 자원가상형그린컴퓨팅솔류션개발 최종목표 모바일가상노드클러스터서비스플랫폼 -가상노드를통한 15% 이상서비스효율화가상패킷통신시이퀀스트랜스미션 SW -가상팻킷를통한 10% 이상시이퀀스전환효율화자원가상화형동적부하관리 SW -자원가상화를통한 15% 이상부하관리효율화자원가상형그린컴퓨팅솔류션 -자원가상화를통한 20% 이상에너지효율화 중소기업형기술로드맵

201 요약 그린모니터 개요 컴퓨터모니터, 디지털 TV, IPTV, SmartTV 등의전력사용량과발열량을줄이고, 모니터에대한 IT제어기술을통해고효율저전력화를지원하는친환경모니터관련기술인네트워크모듈, 센서모듈, 지능형엔진기술과그제품으로정의됨. 대부분의 IT 기기에적용될수있는저전력반도체파워서플라이대기전력절감기술등의공통절전기술을접목하는모니터의친환경및저전력화가요구되고있음. 향후시장주도의중요한열쇠는저전력, 다양한컨텐츠제공이가능한스마트폰, 태블릿 PC등과연계되어 Smart TV 등의시장공략이예상되는바사용자의편의성과사용자기대성, 저전력등의기술과결합하여대응할수있는기술의개발이필요할것으로판단됨. 산업현황 산업계니즈는모니터대기전력절감, 소프트적이미지투사관리, 혁신적그린 TV 모델, 사용자기대성충족등으로요약됨. TV의소비전력은대면적화가가속화되면서가정내소비전력으로 1순위에육박하고있는상황으로온실가스의배출을최소화하기위해서는저전력소모의그린 TV 모델이요구되고있음. 대기전력배터리의수명성능향상, 고속충전, 안정성을높이는제품업그레이드수요가지속적으로증가하고있음. 이미지투사장치및화면에대한전력소모를줄이기위해서저전력반도체파워서플라이대기전력절감기술등이요구되고있음. 시장분석 그린모니터네트워크모듈기술이접목된셋탑박스시장에따르면 2009년 15,297백만달러에서 2014년 19,763백만달러로연평균 (CAGR) 5.3% 성장이예상되고있음. SYSTEM SOC 칩전자부품관련시장보고서에따르면 2009년 5,925백만달러에서 2014년 9,505백만달러로연평균 (CAGR) 5.67% 성장이예상됨

202 중소기업통합기술로드맵 그린모니터의고해상, 고품질의기능이지속적으로발전하고있어이와관련된저전력및절전관련기술의수요또한증대될것으로보이며특히 IPTV 셋탑박스와 SMART TV의급성장과연계한네트워크모듈시장의수혜가기대되는시장으로판단됨. 중소기업참여정도만으로판단시, 네트워크모듈, 센서모듈, 지능형엔진영역등에서중소기업연구개발지원필요성존재 핵심요소기술및연구목표 구성요소핵심요소기술기술요구사항 개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 최종목표 네트워크모듈 저전력고효율화모니터내장센서모듈제조기술 저전력모니터고효율화센서모듈 저전력모니터내장센서개발 저전력고효율화모니터내장센서모듈개발 저전력고효율화모니터내장센서모듈 % 이상전력절약목표 고효율 LCD TV 디스플레이용 DC-DC 컨버터기술 디스플레이용 DC-DC 변환기술 고효율 LCD TV 고효율 LCD TV 고효율 LCD TV용고효율 LCD TV용디스플레이용디스플레이용 DC-DC DC-DC 컨버터 DC-DC 컨버터 DC-DC 컨버터컨버터 - 10% 이상개발안정화제품화전력절약목표 센서모듈 가시광선파장채널서킷복합센서적용 USN 센서노드기술 가시광선용 USN 센서노드기술 가시광선파장채널서킷복합센서적용 USN 센서노드개발 가시광선파장채널서킷복합센서적용 USN 센서노드 인터렉티브시그널모션작동 3D 이미지데이터센서모듈기술 인터렉티브 3D 이미지데이터센서모듈기술 인터렉티브시그널모션작동 3D 이미지데이터센서모듈개발 인터렉티브 시그널 모션작동 3D 이미지 데이터센서모듈 오버웨이트밸유속도인풋데이터의상호교환연관성분석엔진기술 데이터상호교환연관성분석엔진기술 오버웨이트밸유속도인풋데이터의상호교환연관성분석엔진개발 오버웨이트밸유속도인풋데이터상호교환연관성분석엔진 SW 지능형엔진 3D 레벨홀로그래픽데이터처리서킷디 3D 데이터텍팅형리시버증폭서킷디텍팅형리시버기및엔진모듈증폭기술기술 스마트데이터오더데이터오더트랜스미트엔진기트랜스미트엔진기술술 3D 레벨홀로그래픽데이터처리서킷디텍팅형리시버증폭기및엔진모듈개발 스마트데이터오더트랜스미트엔진개발 3D 레벨홀로그래픽데이터처리서킷디텍팅형리시버증폭기및엔진모듈 스마트데이터오더트랜스미트엔진 SW 스마트유무선통신디지털네트워크서버및디바이스기술 스마트통신디바이스기술 스마트유무선통신디지털네트워크서버및디바이스개발 스마트유무선통신디지털네트워크서버및디바이스 SW 지능형홈시스템모니터방식시스템기술 지능형홈모니터링시스템기술 지능형홈시스템모니터방식시스템개발 지능형홈시스템모니터방식시스템

203 요약 중소기업형기술로드맵 열원 / 에너지설비 개요 친환경주택을위한열원 / 에너지설비는에너지공조설비, 열원설비제어모듈, 친환경건축재료를중심으로구성됨. 건물은창호를통한에너지손실량이 30% 이상을차지할정도로높아, 단열성능이우수한창호시스템이필요함. 건물내에신선외기량을충분히도입함과동시에실내에너지손실량및열획득량을최소화시킬수있는창호시스템이필요함

204 중소기업통합기술로드맵 친환경그린인증비중이 2010년에 40%, 2015년에 55% 에도달할전망이기때문에, 친환경자재관련기술개발의필요성은높다고볼수있음. 산업현황 산업계니즈는에너지절감형이중외피시스템, 냉난방부하절감을위한고성능유리, 신재생에너지를이용한태양전지모듈, 제어시스템구현등으로요약됨. 단열성능이우수하며, 건물외피적용성이우수한이중외피시스템개발요구가증가하고있음 고단열성, 고기밀성및내풍압성이우수한이중외피시스템개발과이중외피의중공층내부에서의공기유동특성을공조와환기시스템에연계하여근본적으로외피냉방부하를저감할수있는기술니즈가증가하고있음. 가시광선투과는극대화하고, 근적외선을차단할수있는기능과건물의방위별또는시간에따른부하발생을능동적으로차단할수있는가변능동형이중외피시스템개발이요구되는시점임. 시장분석 에너지공조설비시장과유사시장인공조냉난방및환기시스템에관한시장을바탕으로에너지공조설비시장을추정하고자함. 공조냉난방및환기시스템시장에근거하면 2009년 9,989백만달러에서 2014년 11,756백만달러로연평균 (CAGR) 3.3% 성장이예상되고있음. 에너지공조설비분야는에너지관리시스템과융합되어미래고성장이기대되는시장으로판단됨. 건축재료시장에관한시장보고서에의하면 2009년 580,600백만달러에서 2014년 800,950백만달러로연평균 (CAGR) 6.6% 성장이예상되고있음. 친환경및그린시장의인식과시장의규모가커짐에따라친환경건축재료분야에있어서도친환경건축재료를이용한제품시장의고성장이전망되고있음. 중소기업참여정도만으로판단시, 에너지공조설비, 열원설비제어모듈, 친환경건축재료영역등에서중소기업연구개발지원필요성존재

205 요약 핵심요소기술및연구목표 구성요소 에너지공조설비 열원에너지설비모듈 친환경건축재료 핵심요소기술 태양열에너지이용빌딩축열스토리지기술폐열재활용순환에너지히트펌프기술무선통신웹기반열원설비원격제어기술멀티열원에너지관리제어평가워크로드툴기술태양열에너지및기존전기에너지이용아웃풋비용모니터링기술오염프리난연플라스틱공급용친환경소재유니트기술친환경상수관로부식방지청정밸브유압기술에너지절감형폐열이용실내공기보온전열교환기필터기술 기술요구사항 태양열에너지연동스토리지기술향상 재활용에너지연동히트펌프기술향상 실시간설비제어를위한원격제어프로그램개발효율성향상을위한관리제어평가워크로드툴개발 경제성향상을위한비용모니터링프로그램개발 난연플라스틱공급용친환경소재개발및국산화 기술력향상및국산화 국내기술의전열교환기필터개발 개발목표 1차년도 2차년도 3차년도 빌딩축열국내실정에국내외기술현황스토리지기술맞는시스템파악확보적용및활용 국내외기술현황파악 관련기술현황및제어기술파악 관련기술현황및제어평가툴파악 관련기술현황 관련기술현황분석및 DB 구축 관련기술현황분석 국내외기술현황파악 히프펌프기술경쟁력확보 웹기반열원설비원격제어프로그램개발 평가워크로드툴개발 비용모니터링프로그램개발 난연플라스틱공급용친환경소재개발 청정밸브유압기술확보 전열교환기필터기술확보및개발 국내실정에맞는시스템적용및활용 프로그램검증및상용화 툴검증및상용화 프로그램검증및상용화 국내실정에맞는소재개발 국내실정에맞는밸브유압개발 기기검증및상용화 최종목표 국산태양열에너지연동스토리지시스템구축재활용에너지연동히트펌프시스템구축웹기반열원설비원격제어프로그램개발국산관리제어평가워크로드툴개발 국산비용모니터링프로그램개발 오염프리난연플라스틱공급용친환경소재개발 국내실정에맞는청정밸브유압기술확보및개발 고성능국산전열교환기필터개발 중소기업형기술로드맵

206 중소기업통합기술로드맵 태양열및지열활용시스템 개요 태양열시스템은태양으로부터오는복사광선을집열기를통해흡수해서열에너지로변화 ( 필요시저장 ) 시켜건물에급탕을공급하거나건물에사용되는전력을생산하는시스템임. 태양열시스템은열저장탱크의역할을하는집열부, 출열조에저장된태양열을효과적으로공급하는이용부, 태양열을효과적으로집열및축열하여건물에공급함과동시에태양열시스템성능을지속적으로파악할수있는제어부로구성되어있음. 각국에서는에너지절감을위한대책이강구되고있는가운데국내에서도에너지및환경에대한관심이대두되면서정부는 2006년 2.24% 의신재생에너지보급률을 2030년 11% 로확대하여신재생에너지산업을신성장동력으로육성하고자함. 산업현황 산업계니즈는반사판의보급화, 집열기의고효율화와품질및가격경쟁력확보등으로요약됨. 소규모태양열발전부터대규모산업용발전까지보급할수있는부품의표준화및최적화된모듈개발이필요함. 이러한반사판을개발하여태양열시스템보급을확대할필요가있음. 태양열집열기의활용을높이기위해서 95% 까지의효율을갖는반사판기술개발이필요하며, 열손실량을최소화시킬수있는집열관의기술개발이필요함. 열충격에의한집열관파괴방지기술과외기온도의영향을최소화시킬수있는기술개발이요구됨. 시장분석 집열기시장규모추정시 2009년 5,785백만달러에서 2014년 8,141백만달러로연평균 (CAGR) 5.7% 성장이예상되고있으며, 제어모듈시장추정시 2009년 618백만달러에

207 요약 서 2014년 1,100백만달러로연평균 (CAGR) 13.2% 성장이기대되며, 태양열스토리지분야는 2009년 35백만달러에서 2014년 109백만달러로연평균 (CAGR) 25.8% 성장이예상되고있음. 태양열집열기에대한요구가점차늘어나고있지만많은양을수입에의존하고있음. 열손실량을최소화시킬수있는집열관의기술개발로수입의존도를줄여나가고고성장이예상되는태양열집열기관련시장을선도할필요가있음. 태양에너지모듈의원부자재인 EVA Film, Backsheet, 유리, Juction Box, Frame 등은대부분국산화가진행되고있는상황이지만, 아직그초기단계로태양광시장의확대에따라향후수출전략상품으로서의시장성장이가능함. 중소기업참여정도만으로판단시, 집열기, 제어모듈, 스토리지영역등에서중소기업연구개발지원필요성존재 핵심요소기술및연구목표 구성요소핵심요소기술기술요구사항 집열기 제어모듈 건물일체형지열원집열히팅주변스페이스절감기술 고효율태양광발전축열기설계및제어기술 태양열 - 태양광겸용적용형집열패널하우징에너지제어모듈기술 기술력향상및국산화 기술력향상및국산화 집열패널하우징에너지제어모듈개발 개발목표 1차년도 2차년도 3차년도 관련기술및집열히팅기술파악 관련기술현황및제어기술파악 관련기술현황분석 건물일체형집열히팅기술확보 태양광발전축열기설계및제어프로그램개발 집열패널하우징에너지제어모듈개발 국내실정에맞는시스템적용및활용 프로그램검증및상용화 국내실정에맞는제어모듈개발 최종목표 국내실정에맞는집열히팅스페이스절감기술확보 국산태양광발전축열기설계및제어프로그램개발 국산집열패널하우징에너지제어모듈개발 장기간태양열및지열축열스토리지진공단열기술 스토리지진공단열기술확보및국산화 관련기술및스토리지기술파악 스토리지진공단열기술확보 국내실정에맞는시스템적용및활용 국내실정에맞는스토리지진공단열기술확보 스토리지 태양열 - 태양광겸용적용형집열패널하우징스토리지기술 집열패널하우징스토리지기술확보및국산화 국내외기술현황파악 집열패널하우징스토리지시스템개발 시스템검증및상용화 태양열 - 태양광겸용집열패널하우징스토리지시스템개발 건물일체형지열원집열히팅주변스페이스절감스토리지기술 집열히팅스토리지기술확보및국산화 국내외기술현황파악 집열히팅스토리지시스템개발 시스템검증및상용화 건물일체형집열히팅스토리지시스템개발

208 중소기업통합기술로드맵 중소기업형기술로드맵 스마트배전전력관리시스템 개요 전력기술에정보통신기술을융 복합화하여전력서비스를고부가가치화하는전력 IT 기술과배전 / 전력이용손실을줄임으로써에너지이용효율의극대화가가능한제품및시스템으로분산전원, 에너지저장 / 전력관리, 유연전력, 실시간전력관리체계시스템을통칭함

209 요약 신재생에너지, 전기자동차, 분산전원의활성화에따라 IT를활용하여전력생산 / 소비정보를양방향 실시간으로유통함으로써에너지효율을최적화하고에너지프로슈머의등장을가능케하는차세대전력망구축이필요함에따라중요성이대두됨. 국가적으로스마트그리드구축을통한저탄소녹색성장기반을조성하고, 2030년세계최초국가단위스마트그리드구축계획에따른중소기업기술개발이요구됨. 산업현황 산업계니즈는스마트전원배전장치의 IT화, 녹색전력화, 절전형전원배전부품의고기능화등으로요약됨. 전력의디지털제어를통한양방향적산전력, 실시간전력요금표시, 배전계통제어, 에너지축전등과관련한똑똑한배전기술및제품이시장에서요구되고있음. 디지털정보및제어기술의적극적채택, 사이버보안기반의배전계통운용및자원의최적화, 신재생에너지를포함한분산자원의적극적활용, 수요반응과수요관리, 자원및에너지효율기술의수용, 전력계통운용과배전자동화및미터링을위한스마트기술의채택, 스마트가전및소비자장치의포함, 첨단부하감소기술의채택, 적절한정보및제어옵션의제공, 가전기기및전력설비의상호호환성개발등으로관련전원배전시스템및부품들의고기능화가요구됨. 시장분석 스마트전력제어모듈시장은 2009년 618백만달러에서 2014년 1,100백만달러로연평균 (CAGR) 12.2% 성장이예상되고있음. 스마트그리드체제로의전력인프라변화와해외시장개척이추진되고있고스마트전력제어모듈시장도저전력, 친환경에너지시장의성장과더불어미래전망이밝은시장으로판단됨. 중소기업참여정도만으로판단시, 스마트전력제어모듈, 빌딩에너지관리시스템영역등에서중소기업연구개발지원필요성존재

210 중소기업통합기술로드맵 핵심요소기술및연구목표 구성요소핵심요소기술기술요구사항 개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 최종목표 스마트전력제어를위한원격검출및모니터링기술 전력제어용원격검출및모니터링기술 스마트전력제어를위한원격검출및모니터개발 스마트전력제어용원격검출및모니터링 SW 전력관리및배전최적화를위한스마트그리드원격감시및진단기술 스마트그리드원격감시및진단기술 전력관리및배전최적화를위한스마트그리드원격감시및진단 SW 개발 전력관리및배전최적화용스마트그리드원격감시및진단 SW 네트워크디텍팅스마트그리드프로세싱기술 전력네트워크디텍팅프로세싱기술 네트워크디텍팅스마트그리드프로세싱 SW 개발 네트워크디텍팅스마트그리드프로세싱 SW 스마트그리드용원격제어모니터링최적분배디텍션기술 스마트그리드용원격제어모니터링최적분배디텍션기술 스마트그리드용원격제어모니터링최적분배디텍션기술개발 스마트그리드용원격제어모니터링최적분배디텍션 SW 스마트배전전력시스템 스마트배전제어시스템설계기술 배전제어시스템설계기술 스마트배전제어시스템설계기술개발 스마트배전제어시스템설계솔루션 스마트실시간감시및제어시스템기술 실시간제어시스템기술 스마트실시간감시및제어시스템개발 스마트실시간감시및제어시스템 밧데리전원저장체계 (BESS, Battery Energy Storage Structure) 설계및평가기술 전원저장체계설계및평가기술 밧데리전원저장체계 (BESS, Battery Energy Storage Structure) 설계기술개발 밧데리전원저장체계 (BESS, Battery Energy Storage Structure) 평가기술개발 밧데리전원저장체계 (BESS, Battery Energy Storage Structure) 설계및평가솔류션 저전력고효율난방에너지공급분배컨버터열교환기술 난방에너지공급분배컨버터열교환기술 난방에너지공급분배컨버터열교환기술개발 난방에너지공급분배컨버터열교환저전력화기술개발 난방에너지공급분배컨버터열교환고효율화기술개발 저전력고효율난방에너지공급분배컨버터열교환솔루션 공급에너지원평가솔루션네트워크기술 에너지원평가솔루션네트워크기술 공급에너지원평가솔루션네트워크기술개발 공급에너지원평가솔루션네트워크솔류션

211 요약 중소기업형기술로드맵 7 고효율이차전지 EV 용이차전지 개요 EV용이차전지는앞서설명한 EV의운행을위해구동되는전기모터에전력을공급하는전원장치로서충전이가능하며안전성을확보한전지를의미하며, 본사업에서는 PHEV 및 BEV를대상으로함

212 중소기업통합기술로드맵 고성능리튬이온배터리와그구성재료및주변기기, 혁신적전지의구성과소재, 전지반응제어기술, 초가속수명시험법등의개발이요구되며, 열화요인의해명, 전지성능향상인자의추출, 안전성기준및전지시험법기준의책정등이실현되어 EV 자동차의조기상용화가필요함. 산업현황 전기자동차는전기료가 1마일당 0.02달러정도로휘발유의 1/10~1/20 수준에불과하며, 또한이산화탄소배출이전혀없어온실가스감축능력도탁월함. 충전인프라구축에있어서, 사용자가도심내에서사용함에불편함없이기존의주유소와같은위치에전기충전유니트를확보해야하며, 시장니즈에맞추어인프라를확충해야시장확대에기여가능 전지용소재기술은선진국에대한의존도가매우큼. 따라서기초원소재및응용소재까지국제소재시장의영향을상당히받음. 시장분석 차세대대용량자동차배터리시장전망에따르면 2011년현재 19백만달러에서 2014년 70백만달러로연평균 (CAGR) 54.3% 의고속성장이예상되고있음. 자동차용대용량배터리시장은리튬배터리를통한성장이주류를보일것으로조사되었으며, 연평균약 73% 성장하여 2014년에는 4천만달러의시장을형성할것으로전망됨. 국내외의리튬이온이차전지시장은아시아제조기업생산량이전체의대다수를차지하고있으며, 가전용이차전지가향후단가하락으로정체우려를감안하면, 차량용배터리분야는전체배터리시장의성장을견인하는중요한역할을맡게될전망임

213 요약 핵심요소기술및연구목표 구성요소핵심요소기술기술요구사항 개발목표 1차년도 2차년도 3차년도 최종목표 Cell EV 용저가전지제조를위한저가소재활용전극및전해질기술 EV 용고출력고안전성전지제조를위한전극및전해질기술 에너지밀도, 수명, 가격 표면처리, 첨가제합성, 열안정성, 용량 고출력, 고안전성전극도핑및표면개질, 전해질첨가제기술 저 Co 함량양극소재및저가전해질기술개발 (140wh/kg, 2,000 회수명, 130 만원 /kwh) 고출력, 고안전성전극소재 (0.2C 대비 3C 용량 70% 이상, 4.3V 열안전성 300J/g 이하 ) 150wh/kg, 3,000 회수명, 120 만원 /kwh 고출력, 고안전성전극소재 (0.2C 대비 3C 용량 70% 이상, 4.3V 열안전성 300J/g 이하 ) 저 Co 함량양극소재및저가전해질기술개발 (150wh/k g, 3,000 회수명, 120 만원 /kwh) 고출력, 고안전성전극소재 (0.2C 대비 3C 용량 70% 이상, 4.3V 열안전성 300J/g 이하 ) 모듈 효율적인냉각을위한셀의배치및구조제어기술 제어설계, 셀온도유지 고효율냉각셀배치및구조제어기초설계 고효율냉각셀배치및구조제어설계검증 셀및모듈온도 55 이하유지 셀및모듈온도 55 이하유지 급속및완속충전모드선택이가능한모듈기술 모듈설계, 급속및완속충전 급속및완속충전이가능한모듈기초설계 급속및완속충전이가능한모듈설계검증 급속 : 30 분이내, 완속 : 6 시간이내 급속 : 30 분이내, 완속 : 6 시간이내 전극단자의단락을방지하기위한모듈적층및팩조립기술 적층및조립기술 단락방지모듈적층및팩조립기술초기단계완료 단락방지모듈적층및팩조립기술검증 단락방지모듈적층및팩조립기술 Pack 안전성이우수하고충격에강한 EV 용중대형이차전지팩제조기술 설계및제조기술, 에너지밀도, 수명, 가격 자동차 EV 용팩설계및제조기술초기단계완료 자동차 EV 용팩설계및제조기술검증 150Wh/kg, 3,000 회수명, 120 만 /kwh 150Wh/kg, 3,000 회수명, 120 만 /kwh BMS 정확한전압 / 온도측정을바탕으로효율적인배터리잔량추정, 셀발란싱등을위한 BMS 설계기술 BMS 설계 정확한전압 / 온도측정을바탕으로효율적인배터리잔량추정, 셀발란싱등을위한 BMS 설계초기단계기술 정확한전압 / 온도측정을바탕으로효율적인배터리잔량추정, 셀발란싱등을위한 BMS 설계기술검증 배터리잔량추정정확도 95% 이상 배터리잔량추정정확도 95% 이상 EV 용이차전지안전성확보를위한온도측정및제어연계형보호회로설계기술 회로설계 EV 용이차전지안전성확보를위한온도측정및제어연계형보호회로설계초기단계기술 EV 용이차전지안전성확보를위한온도측정및제어연계형보호회로설계기술검증 EV 용이차전지안전성확보를위한온도측정및제어연계형보호회로설계기술 EV 용이차전지안전성확보를위한온도측정및제어연계형보호회로설계기술

214 중소기업통합기술로드맵 중소기업형기술로드맵 LEV 용이차전지 개요 LEV(Light Electric Vehicle) 는전기스쿠터또는전기자전거로서근거리이동에이용할수있는전기이륜차임. LEV용이차전지는앞서설명한 LEV의운행을위해구동되는전기모터에전력을공급하는전원장치로서충전이가능하며안전성및가격경쟁력을확보한전지를의미함. 저비용, 고성능리튬이온배터리와그구성재료및주변기기, 혁신적전지의구성과소재, 전지반응제어기술, 초가속수명시험법등의개발이요구되며, 열화요인의해명, 전지성능향상인자의추출, 안전성기준및전지시험법기준의책정등이실현되어 LEV 자동차의조기상용화가필요함

215 요약 산업현황 LEV의상용화를위해서는기존의휘발유이륜자동차와비슷하거나우수한가격경쟁력을확보해야하나, 이차전지원가가높아초기구매비용이비싸이차전지의저가화및정책적보조가필요함. 주행거리및등판능력의문제를해결하기위해이차전지의고성능화와더불어전기이륜차의경량화가동반되어야함. 전지용소재기술은선진국에대한의존도가매우큼. 따라서, 기초원소재및응용소재까지국제소재시장의영향을상당히받음. 시장분석 자동차용리튬이온전지시장은 2011년 138백만달러규모의시장을형성하고있는것으로나타났으며, 연평균 33.9% 성장하여 2014년에는 331백만달러로약 2.4배성장할것으로예상되고있음. 자동차용리튬이온전지시장가운데 LEV용리튬이온전지시장을살펴보면, 연평균 34.4% 성장하고있는것으로예상되며 2014년에는 44백만달러의시장을형성할것으로조사됨. LEV시장은장기적관점에서시장규모를계속키워갈것이지만, 충전인프라의구축과맞물려성장은완만한속도로진행될것으로판단됨. 핵심요소기술및연구목표 구성요소핵심요소기술기술요구사항 개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 최종목표 cell LEV 용고안전성전지제조를위한전극및전해질기술 가격, 안정성, 고성능, 물질합성 혁신적인저가의고안정성, 고성능전극물질 ( 양극활물질, 음극활물질, 분리막등 ) 및전해질초기단계개발 혁신적인저가의고안정성, 고성능전극물질 ( 양극활물질, 음극활물질, 분리막등 ) 및전해질개발 혁신적인저가의고안정성, 고성능전극물질 ( 양극활물질, 음극활물질, 분리막등 ) 및전해질개발검증완료 혁신적인저가의고안정성, 고성능전극물질 ( 양극활물질, 음극활물질, 분리막등 ) 및전해질개발

216 중소기업통합기술로드맵 구성요소핵심요소기술기술요구사항 개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 최종목표 모듈 전지의냉각및발생가스의배출제어를위한모듈구조설계기술 온도제어, 배출가스제어, 모듈설계 전지반응제어를통한효율적인전지의냉각및발생가스의배출제어가가능한최상의모듈설계기술의초기단계개발 전지반응제어를통한효율적인전지의냉각및발생가스의배출제어가가능한최상의모듈설계기술의개발 전지반응제어를통한효율적인전지의냉각및발생가스의배출제어가가능한최상의모듈설계기술의개발검증완료 전지반응제어를통한효율적인전지의냉각및발생가스의배출제어가가능한최상의모듈설계기술의개발 전기스쿠터용경사등판이가능한고출력이차전지모듈제조기술 모듈제조, 경사등판능력 경사등판이가능한전기스쿠터용고출력이차전지모듈제조기술의초기단계개발 경사등판이가능한전기스쿠터용고출력이차전지모듈제조기술의개발 17% 경사로등판가능 17% 경사로등판가능 pack 구조적안정성이우수한전지모듈지지체의체결구조를이용한팩조립기술 조립기술, 출력, 수명, 가격 구조적안정성이우수한전지모듈지지체의체결구조를이용한팩조립기술의초기단계개발 구조적안정성이우수한전지모듈지지체의체결구조를이용한팩조립기술의개발 500 Wh 시스템, 2,000 회수명, 120 만원 /kwh 이하급전지팩조립 500 Wh 시스템, 2,000 회수명, 120 만원 /kwh 이하급전지팩조립 전극단자의단락을방지하기위한모듈적층및팩조립기술 조립기술, 출력, 수명, 가격 전극단자의단락을방지하기위한모듈적층및팩조립기술의초기단계개발 전극단자의단락을방지하기위한모듈적층및팩조립기술의개발 500 Wh 시스템, 2,000 회수명, 120 만원 /kwh 이하급전지팩조립 500 Wh 시스템, 2,000 회수명, 120 만원 /kwh 이하급전지팩조립 BMS 센서이용전압및온도측정및이를통한전지상태예측알고리즘을활용한 BMS 기술 BMS 기술, 신뢰성 센서이용전압, 온도측정및이를통한전지상태의모니터및예측알고리즘을활용한최적의 BMS 기술의초기단계개발 센서이용전압, 온도측정및이를통한전지상태의모니터및예측알고리즘을활용한최적의 BMS 기술의개발 상태예측신뢰성 95% 이상 상태예측신뢰성 95% 이상 고속충전시이차전지보호를위한보호회로기술 회로기술, 충전시간, 전지온도조절 고속충전시이차전지보호및자가진단을위한고안정성보호회로기술의초기단계개발 고속충전시이차전지보호및자가진단을위한고안정성보호회로기술의개발 30 분이내충전, 전지온도 55 이하 30 분이내충전, 전지온도 55 이하

217 요약 중소기업형기술로드맵 전지소재 개요 리튬이온을함유한금속산화물로구성된양극과탄소계열의물질로구성된음극, 그사이에음극과양극의단락을방지하는다공성멤브레인인분리막과리튬이온의전달을담당하는전해액이위치하게됨. 리튬이온전지소재중가장활발하게연구가진행되고있는부분은양극활물질임. 그이유는전체셀제조원가에서재료비가 50% 정도차지하며, 재료비중 40% 이상이양극활물질이기때문임. 리튬이온전지용소재로양 / 음극의집전체, Case, 보호회로등이포함될수있으나, 4대소재의원재료및이를제조하는공정기술로한정함

218 중소기업통합기술로드맵 산업현황 최근리튬이온전지시장은수요에비해공급이많아단위전지당마진이매우낮음. 전지의가격경쟁력확보를위해원재료의단가인하압력이매우심함. 소형전지의경우스마트폰, 아이패드등새로운제품군이등장함에따라고용량전지에대한요구가큼. 최근자동차용전지및전력저장용전지시장의증가가능성이높아짐에따라이러한시장의목적에적합한리튬이온전지의개발이요구됨. 최근전지의고용량화및대면적화에의한전지에너지밀도가증대되고있어안전성확보를위한분리막의역할이더욱중요해짐. 시장분석 양극재는양극재를이루는전이금속의가격변화에따라판매가격이크게변동함. 기존에주로사용된코발트계는세계코발트가격이높고, 변동폭이클뿐만아니라인체유해하므로, 다른전이금속으로대체가요구됨. 따라서현재는코발트계가가장많이사용되나 NMC( 삼성분계 ), LMO, LFP와같은계통의양극재가성장할것으로전망됨. 2009년에는전체음극재사용량중천연흑연의비율이 65% 를차지함. 일본소재업체들이음극재의제조, 표면특성개질등요소기술에대한 IP를다수확보하고있어영향력이크고기술력이뛰어남. - 주요업체로는일본계업체로 Hitachi Chem, Mitsubishi Chem, JFE, NCK 등이있으며, 중국계회사로는 BTR 등이있음. 국내에서는카보닉스, GS Caltex 등에서연구개발중임. 분리막세계시장은일본업체들이대부분차지하고있으며, 연간 5억달러규모에이름. - 세계시장의 90% 이상이일본아사히, 토넨, 우베와미국의셀가드가차지하고있으며, 아사히는산요, 토넨은소니와관계수축이되어있음. 셀가드는중국의 BYD 에주력으로공급하고있음. 분리막유형에따라아사히와토넨이습식인데반해셀가드는건식분리막에서독보적임. 일본의 Ube ind, Mitsubishi Chem, Tomiyama 가전세계시장의 50%, 그다음으로국내기업인욱성화학과테크노세미켐이차지하고있음

219 요약 핵심요소기술및연구목표 구성요소핵심요소기술기술요구사항 개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 최종목표 양극재 양극재표면처리및형상제어를통한슬러리제조공정성향상기술 제어설계및공정기술 양극제표면제어및형상제어기초설계 표면개질을통한전해액과의반응성제어고효율슬러리제조공정향상기술 고안정성 / 장수명화인자최적화 고안정성 / 장수명화인자최적화 고전압안정성 / 장수명특성을목적으로하는인산염계양극소재기술 제어설계및공정기술, 수명 고안정성음극재 ( 인산염계 ) 기초설계 구조적안정성확보 ( 기존대비 10% 향상 ) 고안정성및장수명화인자최적화 ( 기존대비 15% 향상 ) 고안정성및장수명화인자최적화 ( 기존대비 15% 향상 ) 음극재 부피변화가적은실리콘계소재를이용한고용량장수명음극활물질제조기술 제어설계, 팽창율, 수명 부피팽창제어기술기초설계사이클시부피팽창제어 고용량상태에서부피팽창제어 (200% 이하팽창 ) 고용량 / 장수명인자최적화 ( 기존대비안정성수명향상 : 15%) 고용량 / 장수명인자최적화 ( 기존대비안정성수명향상 : 15%) 고안정성, 장수명을목적으로하는음극슬러리혼합및전극제조기술 믹싱, 전극제조, 제어설계 고안정성음극소재기초설계 음극슬러리혼합기술전극제조기술 고안정성인자최적화 고안정성인자최적화 전해질 산화환원셔틀을이용한과충전보호가가능한전해질제조기술 고온안정성을목적으로하는전해질제조기술 제어설계, 열수축율 제어설계, 열수축율 과충전및고온안정성전해질설계 과충전및고온안정성전해질설계 산화 / 화원셔틀활용기술첨가제확용기술 열수축특성 10% 이하 고안정성인자최적화 ( 열수축특성 5% 이하 ) 고안정성인자최적화 ( 열수축특성 5% 이하 ) 고안정성인자최적화 ( 열수축특성 5% 이하 ) 고안정성인자최적화 ( 열수축특성 5% 이하 ) 분리막 과열시녹아내리는것을방지하는구조유지를목적으로하는분리막내열성향상기술 크랙이없는세라믹이코팅처리를이용한최적분리막제조기술 내열성, 분리막제조 내열성, 분리막제조, 코팅기술 내열및안정성분리막소재설계분리막구조설계 내열및안정성분리막소재설계분리막구조설계 과열방지및구조안정성분리막제조 세라믹및표면코팅기술개발 분리막내열성향상 ( 기존대비 15%) 분리막내열성향상 ( 기존대비 15%) 분리막내열성향상 ( 기존대비 15%) 분리막내열성향상 ( 기존대비 15%)

220 중소기업통합기술로드맵 중소기업형기술로드맵 전지패키징및부품소재 개요 중 대형이차전지용단전지의최종패키징소재. 좁은의미로는알루미늄파우치와캔외장재를의미, 넓게는시스템부재인양 음극 Lead Tab을포함. 이차전지핵심소재인전극, 전해액, 분리막에비해비중은떨어지나, 패키징시장이최근급성장하고있고, 한국의우수한필름및금속가공기술을바탕으로비교적단시간내에기술확보가용이하여, 파급효과측면에서기술개발의필요성은높음. 산업현황 전지사용또는보증기간 (10년) 동안온습도변화, 진동, 전기화학적스트레스등의지속적인노출에도불구하고, 견고하고또완벽한밀폐가가능한중 대형리튬이차전지에적합한새로운외장재소재가필요함

221 요약 Al 파우치, 캔외장재, 전극 Lead Tab과같은시스템부재도저가격화가반드시필요함. 특히, 양 / 음극 Lead Tab의경우 HEV용파우치전지원가비중의 11% 차지할정도로높아, 국산화및저가격화진행이시급함. 대부분의패키징소재들이현재외국의일부독점기업으로부터대부분수입하여사용함. 이로인해생산비용및배터리가격증가, 기술문제해결지연등문제가존재 한국은반도체, 디스플레이분야뿐만아니라, 폴리올레핀소재및금속 / 합금소재그리고이러한소재들의가공공정에서도우수한기술을보유하고있고, 이러한역량을기반으로패키징소재기술우위확보가가능 시장분석 리튬이차전지의소재비중은전지가격을 100으로기준할때, 60% 정도를차지. 이중기타소재 ( 패키징소재, 보호회로, Safety 소자등 ) 가차지하는비중이양극재다음으로높고분리막과대등한 12% 를차지하고있음. - 기타소재중패키징소재 (Al 파우치, 캔외장재, 전극 lead tab) 의비중이 80~90% 에이를것으로판단되어, 패키징소재는리튬이차전지가격의 10% 내외로가격비중이상당히높은것으로판단됨. 패키징소재의이차전지생산업체별적용현황을살펴보면, 전극 lead tab의경우, 대기업은주로수입에의존하고, 중소기업은국산구매를통해공급을해결하고있음. 외장재의경우에는 Al 파우치의경우, 대기업과중소기업모두수입에의존하고있음. 전극 lead tab은양극과음극의전기통로이며전해액의누수를보완하는주요소재임에도불구하고, 거의대부분수입에의존하는제품임. - 국내기업으로는 LTK과엘콤이있음. - 현재국내소형리튬이차전지에사용되는 lead tab 시장에서는일본의스미토모제품이대부분사용되고있음. LTK는삼성SDI와엘콤은 LG화학과긴밀한관계를유지하며 tab 국산화진행. 2010년이후국내 Tab의생산량이크게증가할것으로밝게전망함. - 자동차용배터리수요의증가는소형전지보다는중대형전지를타겟으로국내 Tab 기업에게호재로작용할것으로예상됨

222 중소기업통합기술로드맵 핵심요소기술및연구목표 구성요소핵심요소기술기술요구사항 Case/housi ng/package 보호회로 Lead tab 원통형전지및각형전지용외장재및밀봉가스켓설계 / 제조기술 절연성이향상된파우치소재설계및제조기술 과충전 / 과방전 / 과전류제어를위한이차전지보호회로설계및제조기술 외부충격및안전성저해요인에의한전지손상예방보호회로기술 양극, 음극단자의효율적인용접을위한단자정렬기술 고전도성및내부식성을가지는 lead tab 제조기술 수분침투율, 설계및제조기술 저항, leakage, 설계및제조기술 전지온도, 신뢰성, 회로설계및제조기술 신뢰성, 회로설계및제조기술 정렬속도, 단자설계및제조기술 접합강도, Tab 설계및제조기술 개발목표 1차년도 2차년도 3차년도 원통형전지및각형전지용외장재및밀봉가스켓설계 / 제조초기기술완료 전해액내구성 ( 박리현상 ) 및절연성이향상된파우치소재설계및제조초기기술완료 과충전 / 과방전 / 과전류제어를위한이차전지보호회로설계및제조초기기술완료외부충격및안전성저해요인에의한전지손상예방보호회로초기기술완료양극, 음극단자의효율적인용접을위한단자정렬초기기술완료고전도성및내부식성을가지는 lead tab 제조초기기술완료 원통형전지및각형전지용외장재및밀봉가스켓설계 / 제조기술 전해액내구성 ( 박리현상 ) 및절연성이향상된파우치소재설계및제조기술 과충전 / 과방전 / 과전류제어를위한이차전지보호회로설계및제조기술 외부충격및안전성저해요인에의한전지손상예방보호회로기술 양극, 음극단자의효율적인용접을위한단자정렬기술 고전도성및내부식성을가지는 lead tab 제조기술 수분침투 : 60, 90%RH 에서 1 개월유지시 100ppm 이하 절연저항 : 25V, 10MΩ 이상 Leakage : 1.0kgf/ cm2도달후 10 초유지 전지온도 55 이하, 신뢰성 99.5% 이상 신뢰성 99.5% 이상 정렬속도 : 선진국수준 Tab film 과 tab 과의접합강도 : 6.5kgf/20mm 이상 최종목표 수분침투 : 60, 90%RH 에서 1 개월유지시 100ppm 이하 절연저항 : 25V, 10MΩ 이상 Leakage : 1.0kgf/ cm2도달후 10 초유지 전지온도 55 이하, 신뢰성 99.5% 이상 신뢰성 99.5% 이상 정렬속도 : 선진국수준 Tab film 과 tab 과의접합강도 : 6.5kgf/20mm 이상 중소기업형기술로드맵

223 요약 초소형모바일 IT 용이차전지 개요 초소형모바일 IT용이차전지는휴대전화, 노트북 PC로대표되는이차전지응용분야외에, 뛰어난휴대성과가볍고작은전자제품에응용을목표로하는소형이차전지를말함. 초소형모바일 IT 제품은소형경량의기본적인요구사항과함께, 장시간전원공급없이작동되어야함. 이로인해상용화된이차전지중단위부피및질량대비에너지밀도가가장우수한리튬이온 / 폴리머전지가가장적합한솔루션임. 바이오플라스틱의경우시장은아직도입기단계이며생산원가, 물성향상, 환경규제에따른바이오소재사용증가에따라기존화석원료유래플라스틱시장을빠르게대체하고있는상황임. 산업현황 단기및중기적으로시장니즈를만족시키기위해현재기술적완성도가가장높은리튬이온및리튬폴리머전지의에너지밀도의손실을최소화하며초소형화, 초경량화를할수있는전지설계및제조기술이필요함. 일반적인사각형태가아닌둥글거나비대칭형전지의설계및제조기술, 카드형태의제품에적용될수있는박막형전지의제조기술, 나아가제품형태혹은사용환경에따라쉽게휘어지거나변형되는전지의제조기술등형태및형상의 flexibility 확보에대한니즈가존재. 전지는소형화될수록단위부피혹은질량당에너지밀도가급감하며, 제조공정의난이도증가로생산성과수율저하가필연적임. 이로인한제품가격상승요인으로작용 - 사용자측면에서는동일혹은더높은가격으로훨씬작은용량의배터리구매시부담과저항을느끼기때문에, 초소형전지의단위용량당가격효율성을보다높일필요가있음. 국내의다른전자업체역시대부분의필요량을해외, 특히중국으로부터의수입에

224 중소기업통합기술로드맵 의존하고있음. 한국은이미이차전지분야에서기술적, 규모면에서세계최고수준에도달, 전지용핵심소재및원부자재에서부터전지셀제조, 보호회로및팩제조기술까지공급망의모든범위에서우수한기반기술을갖추었음. 시장분석 초소형모바일 IT용이차전지의유사시장인차세대대용량휴대전지시장을살펴보면, 2009년약 30억달러의시장에서 2014년약 37억달러로연평균 (CAGR) 4% 의완만한성장이예상되고있음. - 휴대용 IT 기기의소형, 경량화추세와, 제품의컨버전스화에따라소형에너지원으로써여러가지장점을갖춘리튬이온및리튬폴리머전지의사용이증가추세였으나, 이미성숙기에접어든초소형모바일 IT용이차전지분야의시장규모증가폭은더딜것으로예상됨. 2차전지와관련된기술개발로는전지의용량증대및휴대용 IT 기기의디자인다양화에따른소형화, 급속충전, 안정성강화등다양한연구개발을통한시장형성이필요할것으로예상되며, 이를위해서는새로운전지소재와구조의개발노력이필요할것으로판단됨. 핵심요소기술및연구목표 구성요소 핵심요소기술 기술요구사항 개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 최종목표 능동형 RF-ID 용초소형박막필름형전지 변형률에따른성능제어 변형률 10% 시에도작동하는전극제조 변형률 20% 에도작동하는 RFID 전극제조 변형률 20% 작동용초소형박막전극제조 변형률 20% 작동용초소형박막전극제조 Cell 비정질실리콘을음극으로적용한부피팽창및구조변화가제어된고용량전지제조기술 자유형상전지제조, 고에너지밀도 대칭형이차전지자유형상전지상용화, 초소형전극기술향상을통한에너지밀도 2KWh 이하이차전지대비 15% 향상 초소형전극기술향상을통한에너지밀도 2KWh 이하이차전지대비 30% 향상 비대칭형다양화, 초소형전극기술향상을통한에너지밀도 2KWh 이하이차전지대비 40% 향상 비대칭형다양화, 초소형전극기술향상을통한에너지밀도 2KWh 이하이차전지대비 40% 향상 생체적합성이우수한소재를채택한삽입형의료기기용이차전지기술 전지제조기술 생체적합성의료용차세대이차전지원천 / 기본기술확보 생체적합성의료용차세대이차전지검증완료 생체적합성의료용차세대이차전지상용화 생체적합성의료용차세대이차전지상용화

225 요약 구성요소 핵심요소기술 기술요구사항 개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 최종목표 모듈 공기의흐름을조절하여전지를냉각시킬수있는모듈의구조설계기술 에너지밀도 공기흐름조절, 전지내부공간을통한에너지밀도확보관련원천 / 기본기술확보 공기흐름조절, 전지내부공간을통한에너지밀도현수준대비 10% 향상 15% 향상 공기흐름조절, 전지내부공간을통한에너지밀도현수준대비 15% 향상 Pack 내충격성이우수한무선전동공구용리튬이차전지팩제조기술 내충격성에따른수명특성 내충격성향상수명특성 1,000 회확보 1,500 회확보 2,000 회확보 내충격성향상수명특성 2,000 회확보 BMS 초소형모바일 IT 용이차전지상태정보무선모니터링기술 모니터링시스템 3KWh 이상초소형맞춤형회로무선모니터링솔루션원천 / 기본기술확보 3KWh 이상초소형맞춤형회로무선모니터링솔루션검증완료 3KWh 이상초소형맞춤형회로무선모니터링솔루션상용화 3KWh 이상초소형맞춤형회로무선모니터링솔루션상용화 중소기업형기술로드맵

226 중소기업통합기술로드맵 8 친환경생산및신소재 Zero Emission 및사전오염물질저감공정 개요 PO는각종산업재의기초원료로서 PG(Propylene Glycol), Polyol (PPG : Poly- propylene Glycol) 및 PG Ether(Propylene Glycol Ether) 의생산에사용되는주원료임. PO의생산공정에는많은양의부산물이발생되는데, 주요부산물로는염화 ( 염소계 ) 또는과산화탄화수소폐기물로서이들은환경적으로매우유해함. 따라서폐기물의생성을최소화할수있는공정이요구됨. 최근새로운종류의은 (silver) 계열촉매를사용한환경친화적인공정및생산비용을절감시킬수있는새로운촉매기술의개발이필요함. Propylene Oxide(PO) 는벤젠, 에틸렌, 프로필렌등의석유화학제품을가공해제조하는무색의인화성액체로산업재의기초원료인각종유도체를제조하는데주로사용됨. 주로폴리우레탄이나프로필렌글리콜 (PG), Polyol (PPG), 난연제, 합성윤활제, 유전굴착용화학품, 직물용계면활성제등의원료로광범위하게사용되며, 전자제품외장재나자동차내장재, 합성수지산업에응용되고있음. 산업현황 주요기업들은산화수소 (HP) 를사용해폴리우레탄등의원료가되는프로필렌옥사이드 (PO) 를생산하는 HPPO 공정 ( 과산화수소법 ) 이라는획기적인생산기술을공동개발한상태임. PO유도체인 PG, Polyol 및 PG Ether 의수요증가가실질적인에너지효율성증대와더불어시장확대가가능하기위해서는시장니즈에맞추어제품을개발하여야함. 원유가격의급등은 PO 제조원료인프로필렌의생산비를증가시켜결국 PO의가격상승으로이어져유도체인 PG, Polyol 및 Propylene Glycol Ether의공급감소를초래하게됨. 이는결국 PO유도체들인관련화학제품의가격상승을유발하여수급불안정의원인이됨. 이산화탄소배출이지구온난화를비롯한글로벌환경문제의주도적이슈가되고있음

227 요약 시장분석 생산공정에서많은양의부산물이발생하여향후환경친화적인공법및저감공정을통해오염물질을줄일수있는기술개발이수반되어야시장전망이밝음것으로전망됨. 부산물제거및오염물질저감에활용되는환경촉매에관한조사를통하여세부응용분야별사전오염물질저감시장을살펴보면, 대기용비유동촉매 (Stationary source air pollution) 는 2011년 67억달러에서 2014년 81억달러로연평균 7.6% 의성장이예상되고있으며, 그린공정 (Green processing) 시장은연평균 4.1% 로 2014년 19억달러로시장규모가성장할것으로전망됨. - 도시폐기물처리촉매 (Municipal waste treatment) 시장은연평균 10.9% 성장하여 2014년에는 215백만달러로시장규모가성장할것으로전망되며, 산업공정폐기물촉매 (Industrial process waste remediation) 는연평균 4,4% 의성장하여 2014년시장규모가 3,700만달러로성장할것으로예상됨. PO는세계시장에서생산기술을보유한업체가많지않으며, 휘발성이강하고폭발위험이있어진입장벽이높은제품으로공급이제한적임. 참고로 PO는 Polyol 과 PG에각각 60%, 20% 소비되고, 나머지는 PGE, 계면활성제, 난연재등의제조에사용됨. PO 생산방식은 Chlorohydrin 프로세스가 43%, PO/SM 프로세스가 36%, PO/TBA 프로세스가 18% 를차지하고있음. 최근국내 PO 및관련유도체인 Polyol(PPG), PG 및 PG Ethers 시장은대기업인 SKC와금호석유화학이독점적으로생산하고있으며, 중소기업으로는 KPC 홀딩스, 정우화인등이시장에진입하여생산하고있으나대부분수입에의존하고있음. 핵심요소기술및연구목표 구성요소핵심요소기술기술요구사항 유해물질배출제로공정 공정배출 VOC 회수재이용기술 무용제및수용성합성제조기술 독성물질미생성바이오연료제조기술 개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 최종목표 VOC 회수율 >20% >30% >30% 전환율, 선택도 생산수율, 순도, 독성물질검출량 전환율 >30% 선택도 >30% 생산수율 >75% 순도 >90% 전환율 >50% 선택도 >50% 생산수율 >80% 순도 >95% 독성물질검출량 0 전환율 >50% 선택도 >50% 생산수율 >80% 순도 >95% 독성물질검출량

228 중소기업통합기술로드맵 구성요소핵심요소기술기술요구사항 무해제품제조공정 부산물최소화공정 유해중금속대체및유용성분회수공정 바이오계면활성제접착제윤활유제조기술 TPA 및비스페놀계원료대체제조기술 소각및연소시유해배가스저감형제품기술 공정부산물최소화및재자원화기술 산업폐수고도처리및분리막회수복합기술 중금속검출량, 유용성분회수율 생산수율, 순도 합성수율, 선택도 개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 중금속검출량 < 0.1 ppm 유용성분회수율 30% 이상 제조원천기술확보, 생산수율 65% 이상, 순도 85% 이상 Sorbitol 합성수율 70% 이상, 선택도 40% 이상, isosobide 합성수율 50% 이상 중금속검출량 < 0.05 ppm 유용성분회수율 50% 이상 실용화기술확보 ( 시제품생산 ), 생산수율 70% 이상, 순도 90% 이상 Sorbitol 합성수율 75% 이상, 선택도 45% 이상, isosobide 합성수율 55% 이상 실용화기술확보 ( 시제품생산 ), 생산수율 80% 이상, 순도 95% 이상 Sorbitol 합성수율 80% 이상, 선택도 50% 이상, isosobide 합성수율 60% 이상 최종목표 중금속검출량 < 0.05 ppm 유용성분회수율 50% 이상실용화기술확보 ( 시제품생산 ), 생산수율 80% 이상, 순도 95% 이상 Sorbitol 합성수율 80% 이상, 선택도 50% 이상, isosobide 합성수율 60% 이상 유해가스저감율 >30% >50% >50% 부산물저감율, 재자원화율 부산물저감율 20% 이상재자원화율 20% 이상 폐수처리율 >25% 부산물저감율 30% 이상재자원화율 30% 이상 >30%, 분리막기술확보 부산물저감율 30% 이상재자원화율 30% 이상 >30%, 분리막기술확보 중소기업형기술로드맵

229 요약 고기능성생분해성소재 개요 바이오매스기반고기능성생분해성소재란기능성고분자로서의성능과석유계합성고분자수준의물성을가지나사용후또는폐기시에는미생물의활동에의해분해되어, 최종적으로는물과이산화탄소로변환하는기능적특징을지닌소재임. 재생이가능한유기자원을원료로일상생활에편이성을부여하는유용한고분자를지속적으로만듦으로서화석자원의사용감축에공헌하며의료용, 농업 원예용자재와같이사용조건하에서적당한기간내에분해되도록설계함으로써, 사용후자재의폐기물로회수 처리가필요없는생분해성을제품의특징으로함. 바이오매스기반고기능성생분해성소재는원재료에해당하는바이오매스, 단량체, 생분해성고분자중합체, 배합, 성형가공및응용산업적용등을거쳐실제소비자또는생분해성적용산업에연계될수있는생분해성고분자적용산업시스템으로구성됨. 산업현황 바이오매스기반생분해성소재시장의가장큰과제는기존석유화학제품수준의물성과가격경쟁력확보에있음. 급등하는석유가격과이산화탄소배출억제로인하여석유화학산업은재생자원으로부터고품질플라스틱및생분해성소재를제조할수있도록, 시장니즈에맞추어제품을개발해야시장확대에기여가가능함. 바이오매스기반생분해성원료및단량체소재의경우여전히외국업체로부터일괄도입하는경우가대부분으로국제원료가격상승시의비용증가, 기술문제해결지연등의문제가존재함. 한국은석유화학관련원료및중간체제품생산분야에서세계적기술을보유하고있는역량을기반으로바이오매스기반생분해성소재기술우위확보가능

230 중소기업통합기술로드맵 시장분석 2009 년약 7.7 억달러에서 2014 년약 10 억달러로연평균 (CAGR) 6.5% 성장이예상됨. PLA는연평균 15.6% 성장하여 2014년 60만달러의시장으로성장할것으로예상됨. - 특히, 폴리에스테르 (PHA) 는연평균 35.7% 의비교적높은성장이예상되며 2011년 30만달러에서 2014년 150만달러로성장할것으로전망됨. 합성고분자는 2009년약 18억달러에서 2014년약 24억달러로연평균 (CAGR) 6.3% 성장이예상됨. 생분해성고분자는플라스틱에응용되어사용되고있으나국내에서생분해성플라스틱의실용화를위한인프라수준이선도국가대비낮은수준임. - 유럽이나일본등지에서는포장완충재, 퇴비화봉투, 위생용품, 코딩제, 농업용필름등일회용품등으로시장이확대되고있는추세임. - 생분해성플라스틱시장은미국이약 50% 를점유하고있으며, 유럽이 40%, 그리고일본이약 10% 를점유하고있음. 국내화학업체들의경우에는 SKC 한화 대상 새한 이래화학등이일회용주사기, 내시경마우스피스, 식도삽입올리브팁, 플라스틱장갑, 기저귀 생리대, 식품포장및종량제쓰레기봉투, 스티로폼대용완충제, 각종일회용품등의제품을통해시장에진출해있으며앞으로다양한시장창출가능성이높은시장으로기대됨. 핵심요소기술및연구목표 구성요소핵심요소기술기술요구사항 천연고분자 미생물합성천연고분자 천연섬유유도체를이용한생분해성복합재료기술생분해성바이오매스로부터바이오에너지와젖산분리회수기술 미생물이용생분해성고분자및유도체생산기술 제조기술, 수율, 순도 추출, 정제, 공정기술, 수율, 순도 스크리닝, 미생물배양기술, 중합기술, scale-up 기술 개발목표 1차년도 2차년도 3차년도 고분자구조 고분자구조 고분자구조 변경및제조 변경및제조 변경기술 기술확보 기술확보 확보 ( 수율 >90%, ( 수율 >95%, ( 수율 >99%, 순도 >95%) 순도 >95%) 순도 >99.8%) 천연고분자추출 ( 수율 >95%), 정제및공정기술확보 ( 순도 >99%) 미생물 screening/ 선정 : ~3종, 미생물배양조건확립 천연고분자추출 ( 수율 >98%, 순도 99.5%), 정제및가공기술확보 미생물배양 scale-up 조건확립, 중합조건 / 공정확보 미생물배양조건최적화, 중합조건 / 공정최적화 최종목표 고분자구조변경기술확보 ( 수율 >99%, 순도 >99.8%) 천연고분자추출 ( 수율 >98%, 순도 99.5%), 정제및가공기술확보 미생물배양조건최적화, 중합조건 / 공정최적화

231 요약 구성요소핵심요소기술기술요구사항 화학합성생분해성고분자 효소기반천연고분자추출기술 생분해성고분자를이용한항생제의국소전달시스템기술 생분해성고분자복합체자립박막의제조기술 추출, 정제, 공정기술, 수율, 순도 스크리닝, 모노머 / 고분자제조기술, 정제, 중합, 인체내약품전달시스템 스크리닝, 고분자제조기술, 정제, 중합, 박막제조 개발목표 1차년도 2차년도 3차년도 천연고분자천연고분자추출 ( 수율추출 ( 수율 >95%), 정제 >98%, 순도및공정기술 99.5%), 정제확보 ( 순도기술확보 >99%) 생분해성항생제용 monomer screening/ 선정 monomer 정제, 중합조건확보, 국소전달시스템중요인자및조건확보 박막대상생분해성고분자 screening/ 선정 최적분자량 / 분자량분포조절최적화 ( 촉매, 공정조건등 ), 국소전달시스템영향평가완료정제및중합조건확보, 자립박막제조기술확보 최종목표 천연고분자추출 ( 수율 >98%, 순도 99.5%), 정제기술확보 최적분자량 / 분자량분포조절최적화 ( 촉매, 공정조건등 ), 국소전달시스템영향평가완료정제및중합조건확보, 자립박막제조기술확보 중소기업형기술로드맵

232 중소기업통합기술로드맵 수계 / 토양환경독성물질대체및저감소재 개요 수계 / 토양환경독성물질대체및저감소재란수중 / 토양에미량으로존재하는유해물질인난분해성유해물질 (Persistent Organic Pollutants, POPs), 내분비계장애물질 (Endocrine Disruption Compounds, EDCs) 과의약및개인위생용품관련물질 (Pharmaceutical and Personal Care Products, PPCPs) 등을인체와환경에완전무해한수준 ( 수질환경기준 ) 으로저감하는기능의특징을지닌소재임. 미량수계 / 토양환경독성물질의저감시장이성장하고있고병원폐수, 산업폐수, 축산폐수는농도가높은경우나노-바이오저감소재를사용한흡착으로, 농도가낮은경우나노-바이오촉매소재를이용한분해방식으로제거하고있고시장참여기업수로보나, 개발파급효과측면으로보나관련기술개발의필요성은높음. 산업현황 기존수처리방법은미량환경독성물질의처리에는효과적이지못해선택적흡착 / 분해환경소재개발이필요함. 미량환경독성물질의위해성은인체및환경에축적될경우치명적이므로이를줄이기위한흡착및분해방식의제품들의개발이시급함. 미량환경독성물질의고효율저감소재및공정과관련한기술축적이국내에서이루어지지않아아직까지해외선진기업체로부터소재및공정을도입하는경우가많아이로인해유지보수비용증가, 기술문제해결지연등의문제가존재 미량환경독성물질의화학적 / 구조적특성에맞는흡착및분해방법을통해환경규제에대응하고기술축적을통해역량확보가능 시장분석 산화제 & 살생물제시장전망을보면, 2009년 17억달러에서연평균 5% 성장하여 2014년에는 22억달러의시장으로성장할것으로예상됨. 국내수저리제시장은이양화학, 한솔케미칼, 송원산업등이있으며 2011년기준전체시장점유율은이양화학이가장높으며코오롱생명과학도매년 30% 가넘는수출성장률을보이고있음

233 요약 - 국내수처리제시장은연평균 9.5% 성장하고있는것으로파악되며, 특히파우더와액상형중액상형시장위주로성장하고있는추세임. 탈황촉매시장전망을보면, 2009년 8,100만달러에서연평균 14% 성장하여 2014년에는약 1.5억달러의시장으로성장할것으로예상됨. 국내에서도규제강화에따라탈황설비가설치되고있으며, 중국도환경에대한대응으로탈황설비를설치하기시작해앞으로토양환경독성물질저감을위한수요가확대될것으로예상됨. 전세계적으로수자원에대한관심이고조되고있고, 중국, 인도등신흥공업국들의수처리제수요가급속히증가하고있으며, 수처리시설이계속해서확산되고있어관련된수처리제시장은지속적으로성장할수있을것으로기대됨. 핵심요소기술및연구목표 구성요소핵심요소기술기술요구사항 독성물질중화소재 토양내독성물질오염방지용식물성계면활성제개발기술 원위치오염토양정화용마이크로버블오존처리기술 허브등식물에서추출하는독성물질중화용약제개발기술 고압필터소재개발 계면활성제개발 오존처리기술 약제개발기술 필터개발기술 개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 필터적용후함수율 <60% 토양내독성물질오염방지용식물성계면활성제신소재개발기술 원위치오염토양정화용마이크로버블오존처리기술 허브등식물에서추출하는독성물질중화용약제개발기술 고압필터프레스용필터및모듈소재개발 최종목표 토양내독성물질오염방지용식물성계면활성제신소재개발기술 원위치오염토양정화용마이크로버블오존처리기술 허브등식물에서추출하는독성물질중화용약제개발기술고압필터프레스용필터및모듈소재개발 무독성소재 수처리용전기침투탈수고성능화기술 마이크로파복합적용바이오매스건조기술 탈수기술 건조기술 탈수기술적용후함수율 <60% 수처리용전기침투탈수고성능화기술 바이오매스건조관련신소재 / 신공정기술 마이크로파복합적용바이오매스건조기술 수처리용전기침투탈수고성능화기술 마이크로파복합적용바이오매스건조기술 바이오매스유래친환경고에너지효율연료화기술 연료화기술 효율연료화관련신소재 / 신공정기술 바이오매스유래친환경고에너지효율연료화기술 바이오매스유래친환경고에너지효율연료화기술

234 중소기업통합기술로드맵 중소기업형기술로드맵 대기유해물질제어용소재 개요 대기유해물질제어용소재란대표적인환경오염물질이며인체독성물질인질소산화물 (NOx), VOCs, 황화합물 (SOx) 등의유해가스및독성유기용제를발생원, 작업시또는대기중에서흡착하거나분해하는기능의특징을지닌소재임. 질소산화물, VOCs 등유해가스의제거또는흡착시장이성장하고있고자동차배기가스는촉매를이용한분해로, VOCs 등의유해가스는활성탄등을사용한흡착방식으로제거하고있고시장참여기업수로보나, 개발파급효과측면으로보나관련기술개발의필요성은높음. 산업현황 일반활성탄, 첨착활성탄, 활성탄소섬유, 제올라이트등의흡착방식과금속촉매를사용한장치의여러배출가스의분해, 흡착효율향상이필요함

235 요약 정부의환경정책에맞추어유해배출가스를흡착및분해하여적극적으로줄일필요가있으며, 이는이러한제품들을사용하여가능함. 고효율의활성탄등과촉매는해외선진기업체로부터도입하는경우가많으며이로인해유지보수비용증가, 기술문제해결지연등의문제가존재 유해배기가스의특성에맞는흡착및분해방법을통해환경규제에대응하고기술축적을통해역량확보가능 시장분석 디젤관련배출제어촉매시장보고서에의하면현재디젤촉매 (diesel catalytic converter) 시장이 46억달러로가장큰규모이며연평균 9.6% 성장하여 2014년에는 61억달러로성장할전망임. - 현재시장규모는 24억달러로디젤촉매대비작지만재활용백금촉매 (desulfurization catalyst) 시장도연평균 11.2% 성장하여 2014년에는 32억달러의규모로성장할것으로예상됨. 세계의촉매시장중환경분야 ( 주로배출가스정화용촉매분야 ) 의비중은약 30% 에달하며, 가장비중이큰자동차배기가스정화용촉매의비중은환경관련분야에서 50% 이상을상회함. - 특히, 일본의경우자동차배기가스정화용을중심으로하는환경보전용촉매가심각한경제침체속에서도급속한성장을하고있음. 한편, 실내공기개선용나노물질시장보고서에의하면현재에어로졸시장은 1,900만달러규모이며연평균 28.9% 성장하여 2014년에는 4,100만달러로성장할전망임. 최근기존환경기술의한계를극복하기위해나노에어로졸입자를환경분야에응용하는기술개발이다각도로이루어지고있으며나노에어로졸입자기술을이용한환경오염물질의직접적인처리인분해및제거에이용하거나, 환경오염물질을모니터링하는기술을포함하여대체에너지개발에응용되고있음. 환경오염물질이발생한후처리를위한환경기술개발외에도환경오염물질발생자체를모니터링할수있는센서를개발하는데나노에어로졸입자가활용되고있으며, 최근나노입자를이용하여검출효율을획기적으로개선시키거나새로운검출공정을개발하는연구가활발하게진행되고있음

236 중소기업통합기술로드맵 - 나노입자를활용하면기존의검출센서의측정감도를크게향상시킬수있으며센서의크기를줄일수있다는장점과전기적회로가필요없어저비용의습도센서로각광받고있어앞으로시장전망이밝을것으로예상됨. 핵심요소기술및연구목표 구성요소 핵심요소기술 기술요구사항 개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 최종목표 저비용고효율활성탄재생기술 활성탄재생기술 저비용고효율활성탄재생의상용화기술 저비용고효율활성탄재생의상용화기술 흡착소재 대기용저비용고효율첨착활성탄제조기술 활성탄제조기술 대기용저비용고효율첨착활성탄제조실용화기술 대기용저비용고효율첨착활성탄제조상용화기술 대기용저비용고효율첨착활성탄제조상용화기술 재생활성탄소섬유소재제조기술 탄소섬유제조기술 재생활성탄소섬유소재제조실용화기술 재생활성탄소섬유소재제조상용화기술 재생활성탄소섬유소재제조상용화기술 금속촉매를위한유해가스제거기술 가스제거기술 금속촉매를이용한유해가스제거원천혹은기본기술 금속촉매를이용한유해가스제거실용화기술 금속촉매를이용한유해가스제거실용화기술 분해소재 고효율광반응시스템을사용한대기오염물질분해기술 오염물질분해기술 고효율광반응시스템을사용한대기오염물질분해원천혹은기본기술 고효율광반응시스템을사용한대기오염물질분해실용화기술 고효율광반응시스템을사용한대기오염물질분해실용화기술 검출소재 악취물질의정량감지용바이오센서이용기술 휴대용불소계역온실가스검출용고감도센서기술 센서기술 센서기술 악취물질의정량감지용바이오센서이용원천혹은기본기술 휴대용불소계온실가스검출용고감도센서원천혹은기본기술 악취물질의정량감지용바이오센서이용실용화기술 휴대용불소계온실가스검출용고감도센서실용화기술 악취물질의정량감지용바이오센서이용실용화기술 휴대용불소계온실가스검출용고감도센서실용화기술 회수소재 바이오가스회수, 이용을위한바이오가스내황화수소제거용마이크로산소혐기소화조주입기술 소화조주입기술 바이오가스회수, 이용을위한바이오가스내황화수소제거용마이크로산소혐기소화조주입원천혹은기본기술 바이오가스회수, 이용을위한바이오가스내황화수소제거용마이크로산소혐기소화조주입실용화기술 바이오가스회수, 이용을위한바이오가스내황화수소제거용마이크로산소혐기소화조주입기술 바이오가스회수, 이용을위한바이오가스내황화수소제거용마이크로산소혐기소화조주입기술

237 요약 중소기업형기술로드맵 바이오플라스틱신소재 개요 바이오플라스틱은생분해가되는고분자, 그리고바이오매스에서유래된생분해가되지않는고분자모두를의미하며, 단백질, 셀룰로오즈, DNA 등의천연고분자도포함됨. 바이오플라스틱소재는환경규제를근본적으로해결하고석유자원의존을탈피할수있는핵심기술로서자동차, 전자건축 / 일상용품등광범위하게적용가능하며, 카본뉴트럴실현저탄소발생소재또는제품임. 바이오플라스틱의경우시장은아직도입기단계이며생산원가, 물성향상, 환경규제에따른바이오소재사용증가에따라기존화석원료유래플라스틱시장을빠르게대체하고있는상황임

238 중소기업통합기술로드맵 산업현황 현재의플라스틱산업은한정된자원인석유를기반으로하는데비해자연순환형플라스틱산업은재생가능한자원을사용하므로석유의존을탈피하는지속적경제발전 (Sustainable Development) 사회구축을필요로함. 화학물질에대한재생자원의의존성이점점증가하는추세임. 구조 / 내열특성을가지는 Engineering Plastics(EP) 를중심으로가전산업분야의시장이이미형성되어있거나증가중에있고, 기능성을가지는고부가가형 EP를중심으로크게증가추세에있음. EP 소재를대체가능한친환경바이오플라스틱이일본및유럽시장을중심으로개발되어전기 / 전자시제품으로출시됨. 바이오플라스틱시장의가장큰과제는역시기존석유화학제품에대한가격경쟁력확보에있는데, 최근에는고유가지속과함께바이오제품의생산기술발전으로석유화학기반플라스틱과의가격격차가현저히줄어들고있으며, 일부에서는석유화학제품과곧바로경쟁할수있는제품도나타나고있음. 시장분석 2009년발행된바이오플라스틱시장보고서에따르면 2011년바이오플라스틱시장규모는 11억달러이며연평균 21.2% 성장하여 2014년 20억달러로약 9억달러성장할것으로전망됨. 바이오플라스틱시장은현재기술수준으로볼때아직은 PE, PP 혹은 PVC의경쟁품이되기는어려우나, 친환경적인추세속에기존제품을대체하는방향으로성장이전망됨. - 바이오플라스틱사용량이서유럽에서 2007년에약 6~7만톤정도였으며, 이는시장의 1% 에해당함. 관련시장이번창하고있으며, 분야에따라서연간 50% 의높은성장세를기록함. 바이오플라스틱시장은필름및패키징과농업용멀칭필름과생분해가능한 bag으로요약할수있으며, 향후큰시장으로두각을나타낼시장으로는자동차전자제품그리고섬유등으로과거시장보다훨씬더큰시장이될것으로예상됨. 2011년현재 PLA/PGA는 3억달러의시장규모로이며연평균 17.4% 성장하여 2014 년 4.9억달러로성장할것으로전망됨. - PTFE는연평균 17.1% 성장하여 2014년 3.3억달러의시장으로성장이예상됨

239 요약 PLA는옥수수전분을발효시킨식물성원료로저렴한가격과풍부한물량, 공급상용이성등장점이많아, 전체바이오플라스틱생산의 20% 비중을차지함. - 그외에마루바닥재, PLA 줄기세포를이용한성형수술도있어시장확대의가능성이높은것으로전망됨. 핵심요소기술및연구목표 구성요소핵심요소기술기술요구사항 개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 최종목표 단량체 단량체및중합기술을이용한의료용소재제조기술 바이오매스기반모노머생산을위한발효기술개발 합성수율, 선택도 생산량, 분리회수율, 순도 합성수율 50% 이상, 선택도 30% 이상 생산량 90g/L 이상, 분리회수율 65% 이상, 순도 85% 이상 합성수율 70% 이상, 선택도 50% 이상 생산량 100g/L 이상, 분리회수율 70% 이상, 순도 90% 이상 분리회수율 80% 이상, 순도 95% 이상 합성수율 70% 이상, 선택도 50% 이상 분리회수율 80% 이상, 순도 95% 이상 천연바이오폴리머 바이오플라스틱물성향상을위한고분자블랜드및복합소재화기술개발 생분해친환경소재내열성바이오플라스틱개발기술 물성향상율, 수율 열변형온도, 생분해도, 바이오매스도 물성향상율 15% 이상, 수율 55% 이상 열변형온도 110 이상, 생분해도 85% 이상, 바이오매스도 20% 이상 물성향상율 20% 이상, 수율 60% 이상, 제조원천기술확보 열변형온도 120 이상, 생분해도 90% 이상, 바이오매스도 25% 이상 물성향상율 20% 이상, 수율 60% 이상, 제조원천기술확보 열변형온도 120 이상, 생분해도 90% 이상, 바이오매스도 25% 이상 PHA 제조및제품화개발 수율, 전환율, 선택도 Yield > 50%, 전환율 50% 이상, 선택도 30% 이상 Yield > 60%, 전환율 60% 이상, 선택도 40% 이상 Yield > 70%, 전환율 70% 이상, 선택도 50% 이상 Yield > 70%, 전환율 70% 이상, 선택도 50% 이상 미생물합성소재 천연물질과분해성합성수지를혼합한생분해성제품개발기술 바이오매스전처리수율, 바이오매스도, 합성수율, 순도 바이오매스전처리수율 45% 이상, 바이오매스도 20% 이상, 합성수율 55% 이상, 순도 85% 이상 바이오매스전처리수율 50% 이상, 바이오매스도 25% 이상, 합성수율 60% 이상, 순도 90% 이상 합성수율 70% 이상, 순도 95% 이상, 시제품생산 합성수율 70% 이상, 순도 95% 이상, 시제품생산 화학합성소재 바이오매스기반모노머및유도체합성개발 천연물기반기능성복합구조체플라스틱기술개발 촉매전환율, 분리회수율, 순도 합성수율, 천연물전처리수율, 촉매전환율 45% 이상, 분리회수율 55% 이상, 순도 90% 이상 합성수율 50% 이상, 천연물전처리수율 50% 이상, 기능성구조확 촉매전환율 50% 이상, 분리회수율 60% 이상, 순도 95% 이상 합성수율 70% 이상, 시제품생산 분리회수율 80% 이상, 시제품생산 분리회수율 80% 이상, 시제품생산 합성수율 70% 이상, 시제품생산

240 중소기업통합기술로드맵 중소기업형기술로드맵 9 폐기물자원에너지 폐기물고형연료 개요 폐기물고형연료 (RDF : Refuse-Derived Fuel) 란가연성고체폐기물중에서발열량이약 4,000kcal/kg 이상인폐합성수지류, 폐지류, 폐목재류등을원료로하여수분과불연성성분들을제거하고분쇄한후에선별및건조과정을거쳐서 Pellet, Cube, Briquette 등의형태로압축성형한고체연료임. 폐기물고형연료는산업용보일러, 화력발전, 시멘트소성, 지역냉난방, 슬러지연소등의산업용연료나건물냉난방및급탕, 농 축산시설의난방등의생활용연료와같이다양한분야에활용이가능함

241 요약 또한폐기물고형연료는일반적인소각방법에비하여수송성, 저장성, 연소안정성이우수하여소각시설의열이용에따르는많은문제점을해소할수있고, 많은초기투자비를필요로하는폐기물의액체 / 기체연료화기술에비하여상대적으로경제성이높은장점을가지고있음. 따라서현재 75% 수준인폐기물에너지분야의국내신재생에너지보급량기여도를향후 2030년까지약 50% 이상으로계속유지하기위해서는폐기물에너지분야에서가장경제성이우수한폐기물고형연료의보급확대를위한핵심기술개발이지속적으로추진될필요가있음. 산업현황 산업계니즈는환경친화적이면서고품질화, 경제성높은기술개발과보급, 제조이용설비의공정별규격화및표준화등으로요약됨. 폐기물고형연료는정부의신재생에너지확대정책과폐기물에너지화정책추진에따라서니즈가증대할것으로예상됨. 에너지관리공단에의하면우리나라의대체에너지비율은현재 2.5% 이며그중에서 74.9% 를폐기물에너지를공급하고있고 2030년목표치는 11% 로설정되어있음. 이와관련한폐기물고형연료시장의파쇄 / 선별기, 건조기, 성형기, 연소로, 열교환기등은기후변화협약준수및화석연료가격상승등의배경으로고성장이기대되는시장으로평가됨. 시장분석 RDF ( 폐기물고형연료 ) 분야는환경부에서폐기물에너지화정책을추진하고있어향후사업전망이매우좋은편이나국내 외기술경쟁이치열해지는추세임 최근에는중국과중동지역에서 RDF 기술에관한관심이증가하고있으며 RDF 전용발전기술은동남아지역으로의분산형발전소건설과연관한수출로서유망한시장으로판단됨. 고형연료분야시장전망보고서에따르면, 2012년국내보급은연간 811,423TOE으로예상되며, 2030년은약 4배성장한 1,151,831TOE/ 년으로전망됨

242 중소기업통합기술로드맵 2012년연간매출액은 2006년 150억원에서 2030년 1,416억원으로예측되며, 연간수출액은 2012년 66억원규모에서 2030년 305억원규모로약 5배성장할것으로예상됨. 핵심요소기술및연구목표 구성요소핵심요소기술기술요구사항 파쇄 / 선별기 건조기 고효율의유기물 무기물선별기술 슬러지폐기물의고효율건조기술 기존선별방법대비 20% 이상의비용절감 기존건조방법대비 20% 이상의비용절감 개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 유기물선별핵심기술개발 슬러지의고효율건조기술개발 유기물 무기물선별장치제작및성능평가 고효율건조장치제작및성능평가 최종목표 400kg/hr 이상의고효율유기물 / 무기물선별장치개발 300kg/hr 이상의슬러지폐기물건조장치개발 성형기 피복구조의폐기물고형연료제조기술 200kg- 원료 /hr 이상의피복구조성형장치 피복구조성형기반기술개발 ( 피복구조고형연료의성형실험 ) Pilot 규모의성형장치개발및성능실험 ( 피복구조고형연료의물성및품질평가 ) 성능개선및상용장치의설계 / 생산기술개발 ( 피복구조고형연료의연소특성평가 ) Pilot 규모의피복구조 RDF 생산용성형장치개발 연소로 폐기물고형연료의탄화및활용기술 100kg- 원료 /hr 이상의연속식탄화장치 고형연료의탄화및활용핵심기술개발 ( 탄화특성파악실험및물성분석 ) Pilot 규모의탄화장치개발및성능실험 성능개선및실증장치의설계 / 운전기술개발 ( 고형연료탄화생성물의품질평가및다양한연료 / 소재로의활용기술개발 ) Pilot 규모의탄화장치및연료 / 소재로의활용기술개발 중소기업형기술로드맵

243 요약 폐기물합성가스 개요 가연성폐기물의합성가스는탄화수소로구성된폐기물을부분산화및수증기반응을이용하여가장간단한분자형태인 CO, H 2, CH 4 등으로구성되는혼합가스형태로전환하는가스화공정을이용하여생산됨. 정제과정을거친합성가스는복합발전 / 가스터빈 / 연료전지등을통한전력생산, 보일러연소에의한증기생산, 알코올, 암모니아등의화학원료합성과같은다양한분야에이용됨. 폐기물가스화기술은원료물질또는연료유로의재활용이어렵거나안정적처리가어려운다양한종류의폐기물도처리가가능하므로가연성폐기물의에너지회수및안정적처리문제를동시에해결할수있다는장점을가지고있음. 선진국에서는폐기물에너지의효율을높일수있는기술로서상용화보급이확산중이지만국내에서는폐기물의에너지이용분야중에서상대적으로기술수준이낮은폐기물합성가스분야에대한기술국산화달성이요구되고있음. 국내폐기물가스화기술의신뢰성확보와상용화를위하여표준화 / 규격화된중 대형급의폐기물가스화시스템을개발하고, 가스엔진발전및연료전지발전기술을이용하는고효율발전기술의개발이필요함. 산업현황 산업계니즈는폐기물가스화설비의국산화및해외수출기반확충, 고효율발전기술및합성가스전환기술개발등으로요약됨. 경제발전에따른생활수준의향상으로고체및액체상태의연료보다취급과수송이용이한가스상태의연료를선호하는경향으로인하여폐기물고형연료, 폐기물열분해연료보다기체연료인폐기물합성가스의선호도가시장에서급격히높아지는추세임. 국내에서는일본등으로부터폐기물가스화설비를도입해운영중이나, 현재까지핵심설비에대한국내관련기업의설계기술이크게부족하여다른폐기물에너지화분야에비하여상대적으로국산화자립수준이낙후되어있는실정임

244 중소기업통합기술로드맵 폐기물합성가스는연소용기체연료뿐만아니라최근에는고효율발전을위하여가스터빈, 연료전지등에활용하거나화학연료로서의사용요구가증가하고있음. 이를위해서는고효율발전에필요한핵심장비들의국산화가요구되고, 고부가화학제품을생산하기위한합성공정분야와고순도합성가스를제조하기위한정제설비분야에대한기술개발이필요함. 시장분석 세계지역별가스화시설계획성장률은아프리카와중동지역이 43% 의성장이예상되며, 아시아및호주지역은 37% 의성장률이기대됨. - 유럽에서발달된폐기물에너지화기술이점차아프리카나중동, 아시아지역의수요증대로이어지고있으며, 미래성장률역시이들지역을중심으로 30% 이상의고성장이예상됨. 국내보급은 2006년 14,200TOE/ 년에서 2030년 296,136TOE/ 년으로 20배이상의급격한성장이기대되며, 에너지시장에있어폐기물가스가차지하는비중이지속적으로높아질것으로보임. 핵심요소기술및연구목표 구성요소 핵심요소기술 합성가스의타르제거기술 기술요구사항 경질및중질타르성분동시제거효율평가 개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 타르제거기제작및예비실험 타르제거실험및성능평가 최종목표 경질타르제거효율 :>90% 중질타르제거효율 : >80% 합성가스정제설비 합성가스의저온휘발성중금속성분제거기술 폐기물원료의함량분석을바탕으로한합성가스내중금속제거효율평가 / 폐기물합성가스를대상으로운전 저온희발성중금속제어공정의설계및제작 저온휘발성중금속제어공정의성능평가및최적화 수은제거효율 : >90% 고순도합성가스생산을위한분진및 Acid Gas 정제기술 가스화반응기와연계된연속운전성능평가 ( 가스화반응기기술개발은제외 ) 정제설비설계및제작 단위공정성능평가및개선안도출 각단위공정의연계운전및통합정제공정의설계인자도출 분진제거농도 :< 1mg/m3 H2S 제거농도 :< 10ppm HCl 제거농도 : <5ppm 가스화기 선회유동층고효율가스화반응기술 1 톤 / 일용량의가스화반응기연속운전성능평가 가스화반응기기본설계및제작 가스화특성실험및공정개선 운전조건도출성능평가실험및가스화반응기설계인자도출 가스화용량 : 1 톤 / 일합성가스조성 CO+H2):>60%

245 요약 중소기업형기술로드맵 소각열회수 / 이용장비 개요 소각열회수 / 이용장비는가연성폐기물을소각로에서소각처분할때발생하는연소열을이용하여증기또는냉 온수, 전기와같이이용가능한에너지로회수하여활용하는데필요한관련설비및구성장치를의미함. 가장효과적인폐기물의최종처리방법의하나인폐기물의연소또는소각처리는생활폐기물을소각처리할경우폐기물의부피를약 1/10 정도로줄일수있으며, 소각과정또는소각전후의처리과정에서중금속과기타유해물질을매립전에사전제거할수있다는장점이있음

246 중소기업통합기술로드맵 또한최근에는다이옥신을비롯한대기환경오염물을거의완벽하게제거가가능하고폐기물의전처리및연소조건을크게개선함으로서폐기물을안전하게처리할수있는일반적이고보편적인기술로평가되고있음. 특히유기성폐기물은탄소중립이기때문에폐기물소각로부터에너지를회수함으로써에너지와폐기물문제를동시에해결할수있고, 기후변화협약에대처하는기술로인식되기시작하였음. 산업현황 산업계니즈는소각효율의향상, 소각여열의회수고효율화, 다양한폐기물혼소등으로요약됨. 환경부는 2009년에관련부처와저탄소에너지생산 보급을위한 폐자원및바이오매스에너지대책실행계획 을수립하여지자체가운영하는생활폐기물소각시설과민간소각시설을대상으로 1,275천 Gcal/ 년의소각여열을회수하는소각로여열회수지원사업을적극적으로추진하고있음. 소각열을회수하고있는설비는소각여열의회수율을높이고, 미회수소각시설은여열회수시설을보강하기위하여고효율의소각여열회수설비에대한신규수요증대가유지될것으로전망됨. 폐기물재활용율의증가에따른폐기물소각대상폐기물의다양화추세때문에가연성고체폐기물이외에 RDF, RPF, TDF, WCF 등과같은폐기물고형연료을사용하는전용소각설비또는혼용소각설비의개발및보급이활발히진행되고있음. 또한하수슬러지, 바이오매스, 음식물 / 채소류등과같이함수율이높은유기성폐기물뿐만아니라석탄, 코크스, 잔사유등과같은화석연료를가연성고체폐기물과함께혼소하는소각설비의수요가확대되고있음. 특히 2011년도를기준으로 8,739톤 / 일이발생되는하수슬러지중에서 15.8% 에해당하는 1,380톤 / 일을담당하는소각처리분야가해양투기금지정책의시행으로인하여향후에는하수슬러지소각설비의시장수요가꾸준히증대할것으로전망됨

247 요약 시장분석 폐기물자원소각열회수 / 이용장비관련유럽의주요국가소각에너지이용현황을보면연간 6.3% 의성장률을보이고있으며, 소각에너지이용량및전력생산량규모가큰국가는프랑스와독일인것으로나타남 환경부자료에의하면폐기물에너지국내보급실적에서소각열회수이용분야가전체 80% 이상을차지하고있으며 2030년연간매출액기준으로가스화와소각열회수이용부분이 8,200억원예상되고있음. - 단순매립 소각되는폐기물은최소화하고폐기물재활용과자원에너지회수를극대화하기위해전처리시설설치확대및 RDF 제조시설을설치할예정임. 신설되는소각여열이용설비는스팀공급, 온수공급, 열병합발전등으로이용되고, 기존의소각시설보다고효율의가스엔진발전, 연료전지발전등의이용이가능한시설로발전될전망임. 고효율고부가가치의에너지이용이가능한가스화시스템을도입하여수소생산시설, 메탄생산시설및화학원료생산등다양한활용을통하여응용범위는확대될것으로판단됨. 핵심요소기술및연구목표 구성요소핵심요소기술기술요구사항 개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 최종목표 소각및냉각설비 하수슬러지와가연성폐기물의혼소기술 하수슬러지와가연성폐기물의최적혼소시스템개발폐기물혼소율 : 30% 이상 하수슬러지, 가연성폐기물의물리화학적특성조사분석 Pilot 플랜트공정설계 Pilot 플랜트상세설계, 설치및시운전 혼소시스템성능평가운전상용규모공정설계패키지작성 Pilot 규모 : 하수슬러지 1 톤 /hr 이상가연성폐기물혼소율 :30% 이상 폐기물의산소부하연소및산소공급기술 최적산소부하연소조건도출산소공급시스템기술확보 ( 막분리,PSA) 산소공급최적시스템기술개발 산소공급및연소시스템 Integration 성능평가 상용규모공정설계패키지작성및경제성평가 산소부하농도 : 25% 이상연소공기저감율 :10% 이상 열회수설비 물유동층을이용한소각로저온폐열회수기술 200C 이하배가스저온폐열회수기술개발유동층시스템설계및운전기술확보대형화설계인자도출 분산판설계기술개발고효율열전달계수기술확보 파일로트플랜트설계및설치 최적운전조건및 Scale-up 설계인자도출상용규모공정설계패키지작성 상용규모패키지 : 소각로 50 톤 / 일열전달계수 : 5,000W/m 2 K 이상

248 중소기업통합기술로드맵 중소기업형기술로드맵 10 IT 융합 네트워크침입탐지및경보체계시스템 개요 네트워크인프라에대한침해, 네트워크노드의비정상적인동작으로인한네트워크서비스마비, 인터넷프로토콜고유특성을이용한우회침투, 트래픽폭주로인한네트워크마비현상등이존재함. 이러한현상들을방지함으로써응용서비스의연속성을제공하기위한기술로, 네트워크생존성보장을위한인프라보호기술과응용서비스의보안요구정도에따라차등적으로제공되는네트워크레벨의보안기술로분류됨. 현재의네트워크보안시장은기존의유선망에대한보안기술과함께유무선통합과클라우드컴퓨팅및스마트워크환경의확산단계로발전하면서의료, 기계, 건설 / 토목을포함하는기존의기술과 IT가융합되는 ICT 환경에서는기존의각각의네트워크에서독립적으로수행되는단편적인보안기술의단계를넘어서는새로운

249 요약 개념의지능형융합네트워크보안기술의제품개발이필요함. 산업현황 산업계니즈는단일도메인네트워크영역에서운영가능한침입탐지및방지시스템, 차단시스템을연동하여통합보안제어가가능한제품이시장에출시. 공공망보안및유무선통합망과스마트폰환경의무선망보안기술개발등을위한통합보안기술개발등의시장요구가증대되고있음. 국내의네트워크는유선망중심에서유무선통합망으로급변하고있으며, 기존의유선망보안기술과다른새로운보안기술개발이시급함. 또한다양한후발및신생업체의기술편차를낮출수있는지원이시급함. 무선랜, 3G/4G 이동통신망과결합된유무선통합망으로진화하는새로운네트워크의발전에따라기존의 IDS, VPN 등의네트워크보안장비들이교체되는시장상황에맞게새로운네트워크보안제품개발이요구됨. 시장분석 미래의네트워크또한클라우드모바일네트워크로발전하고있으므로, 향후시장은유무선통합형의네트워크에대한보안성및생존성강화기술과관련제품의성장이기대됨 년 ~2015년세계시장의규모는 2012년 5,124억달러규모, 2015년에는 11,072 억달러규모로성장할전망이며, 연평균성장률은 34.0% 의성장예측 년 ~2015년국내시장의규모는 2012년 8,700억원, 2015년에는 9,104억원규모로성장할전망이며, 연평균성장률은 2% 성장예측 - 클라우드서비스의보안시장을세분해보면클라우드서비스도입시가장큰문제점을보안이슈로지적한이유로, 전체시장의 20% 로예상하여시장규모가추정됨. 구분 규모 년도 시장규모성장률 (%) (2011~2015) 국내 ( 억원 ) 8,400 8,714 8,906 9,088 9, 국외 ( 억달러 ) 3,434 5,124 7,542 9,610 11,

250 중소기업통합기술로드맵 중소기업참여정도만으로판단시, 무선침입탐지및차단시스템, 무선랜 / 인터넷보안일부, RF 차폐일부영역등에서중소기업연구개발지원필요성존재 핵심요소기술및연구목표 구성요소핵심요소기술기술요구사항 무선침입탐지및차단시스템 무선랜 / 인터넷보안 RF 차폐 보안토큰 차세대통합트래픽탐지및모니터링기술 차세대보안관제및경보기술 접속정보의역추적및무선네트워크접속차단기술 시스템간전송정보보호를기반으로한차세대무선통신기술 인가된사용자를위한차세대인증및접근통제기술 무선와이파이보안접근시스템구축기술 무선랜이용자와무선공유기를위한인증기능과데이터를암호화기술 무선신호차폐기술 차세대스마트카드보안기술 유무선통합트래픽탐지기술, 트래픽모니터링시각화기술 유무선통합트래픽탐지기술보안관제시스템구축기술 유무선접근망관제서버기술유무선접근제어구축기술 무선통신망접속장비구축기술무선통신정보보호핸드오버기술차세대유무선통합망의인증서버구축기술유무선접속점 (AP) 에서의접근제어연동기술차세대 WiFi 보안망인증서버기술차세대 WiFi AP 접근제어연동기술차세대무선랜사용자인증서버기술무선랜단말과 AP 사이의암호키관리기술무선신호암호화기술무선신호보증 ( 메시지인증코드 ) 기술 Javacard 3.0+ 용암호모듈개발 Javacard 3.0+ 용정보보안서비스개발 개발목표 1차년도 2차년도 3차년도 유 / 무선망 유 / 무선망 유 / 무선망 트래픽탐지 트래픽탐지 트래픽탐지 80% 이상 90% 이상 95% 이상 모니터링 모니터링 모니터링 시각화 (3,000 시각화 (10,000가 시각화 (15,000 가입자 ) 입자 ) 가입자 ) 유 / 무선망오탐율 (10% 이하 ) 보안관계및경보 (10,000가입자 ) 접속정보역추적성능 (5,000 가입자 ) 네트워크접속제어성능 (5,000 가입자 ) 무선랜및 LTE 연동펨토셀시작품개발 유무선접속점 (AP) 접근제어기술개발 차세대 WiFi AP 접근제어기술개발 차세대무선랜단말및 AP 용키관리및접근제어기술개발 무선신호암호화장비개발 Javacard 3.0+ 용블록암호 / 해쉬함수모듈개발 유 / 무선망오탐율 (5% 이하 ) 보안관계및경보 (20,000 가입자 ) 접속정보역추적성능 (10,000 가입자 ) 네트워크접속제어성능 (10,000 가입자 ) 무선랜및 LTE 보안연동시작품개발 유무선통합망인증서버개발 차세대 WiFi 보안인증서버개발 차세대무선랜인증및키관리서버개발 무선신호보증 ( 메시지인증코드 ) 장비개발 Javacard 3.0+ 용공개키암호 / 난수발생기 / 전자서명모듈개발 유무선통합인증및접근통제시스템개발 Javacard 3.0+ 용정보보안서비스모듈개발 최종목표 펨토셀및무선랜가입자트래픽탐지및모니터링시각화기술개발 차세대유무선망기반의침입탐지용보안관제및경보시스템개발 유무선망을위한접근제어및접속자역추적시스템개발 무선랜및 LTE 연동을위한펨토셀장비개발 유무선접속점 (AP) 을위한사용자접근제어및인증시스템개발 차세대 WiFi AP 용접근제어및가입자인증서버개발 차세대무선랜단말및 AP 를위한무선구간암호화, 양방향인증, 키관리서버개발 도청및위변조검증을위한무선신호발생장비개발 차세대스마트카드를위한 Javacard 3.0+ 기반 CMVP (Cryptographic Module Validation Process) 인증획득한암호모듈개발

251 요약 중소기업형기술로드맵 FMC 기반단말및시스템개발 개요 FMC 기반의 IP단말은 3G/4G이동통신과 IEEE802.11기반의무선랜기술이 Convergence된제품으로이동플랫폼 ( 안드로이드등 ) 을통해모바일오피스기능을수행할수있는음성 / 데이터 / 멀티미디어서비스를제공하는단말제품임. CPE 단말의경우국내외에서유선 xdsl을대체하는유무선통합단말장비로서가장경쟁력있는멀티미디어인터넷서비스를제공할수있는 3G/4G/WiFi와이파이 / 이더넷릴레이시스템기능을제공하는제품임. 기술적으로는 3G/4G 원천기술을적용한응용시스템 ( 칩셋포함 ) 개발, 3G/4G 및와이파이모듈제조를통한가격경쟁력향상기대와멀티미디어프로세서기반위에다양한응용프로그램을개발하여상용제품으로개발하여출시하는단계에이르기까지의원천기술 / 응용기술 / 상용화기술까지를포함함

252 중소기업통합기술로드맵 산업현황 산업계니즈는유무선대체현상의글로벌트렌드화로사용자들의유무선단일통합서비스요구가증대되고있음. 유무선통합서비스의전개방향이브로드밴드와이동통신융합형 FMC단계로발전하고있음. - 2세대 FMC는듀얼모드단말을이용해옥내에서는유선망을통해저렴한음성및브로드밴드멀티미디어서비스를이용할수있고, 옥외에서는이동통신망을통한통신서비스를이용하는방식으로현재가장대표적인 FMC서비스형태라고할수있음. - 가장경쟁력있는유무선통합서비스솔루션으로등장한 FMC 단말은오픈플랫폼을통해시장이확대되고있음. 단일단말기플랫폼으로이동구간에멀티미디어서비스를제공하게됨으로서활용방안이크게증가됨에따라다양한형태의 FMC 단말의요구가필요하게됨. FMC 단말의경우제품의가격보다는낮아지는통신비용으로다양한서비스를제공받을수있다는제품품질을우선시하는경향이있으며, FMC 단말을지원하는 CPE 제품의경우에는국내외시장에있어가격경쟁력기준으로검토해야할필요성이존재함. 스마트폰의기하급수적인증가를통한고품질 FMC 단말의필요성과이에적용되어실현되는서비스다양성이증대되고있음. 시장분석 2008년세계 FMC 서비스이용자는 860만명을기록하여전년대비 413% 증가한것으로나타났으며, 2012년에는 7,500만명가입자확보에시장규모는 72억달러에이르고 2013년에는 8,200만명의가입자를확보하며 80억달러시장규모를형성할전망임.( 인포네틱리서치 ). 전세계 FMC 장비 ( 펨토셀포함 ) 매출은 2011년부터본격적으로성장해 2013년에는연 80억달러규모를형성할것으로예상됨 년 ~2015년국내시장의규모는 2012년 3,445억원, 2015년에는 5,397억원규모로성장할전망이며, 연평균성장률은 16% 성장예측 - FMC기반단말및시스템의국내시장을세분해보면 FMC단말과 FMC CPE로서각각향후 5년간 15% 및 24% 의연평균성장률로전망됨

253 요약 구분 년도 시장규모 ( 억원 ) 성장률 (%) (2011~2015) FMC 단말 국내시장 2,640 3,036 3,491 4,015 4, FMC CPE 국내시장 합계 2,970 3,445 3,998 4,644 5, 중소기업참여정도만으로판단시, 텔레메틱스장치및시스템, CPE 장치및시스템, IP 멀티미디어단말및시스템영역등에서중소기업연구개발지원필요성존재 핵심요소기술및연구목표 구성요소핵심요소기술기술요구사항 차량및단말기인터페이스제조기술 차량환경에서다중인터페이스제공 개발목표 1차년도 2차년도 3차년도 차량통신 (IEEE1609) 기기 /4G(LTE) 무선연동다중인터페이스개발 고속차량네트워크등다중망연동단말개발 최종목표 차량환경에서의다중인터페이스단말 텔레메틱스장치및시스템 스마트폰연동형텔레매틱스단말기플랫폼설계기술 차량내유무선통신기반의시스템구축기술 차량다중연동이가능한플랫폼제공 차량단말간상호인터페이스제공 텔레메틱스연동스마트폰단말및텔레메틱스다중단말플랫폼기술개발 차량내단말간무선통신인터페이스기술 스마트폰용텔레메틱스개인서비스접속제어기술개발 차량내 / 외부유무선다중통신연동플랫폼및서비스개발 스마트폰연동텔레매틱스단말플랫폼 차량내 / 외부다중통신이가능한연동서비스 차량용다중안테나및 RF 접속기술 다중대역안테나및 RF 접속기능 차량용다중대역 (Triple) 안테나및무선접속연동기술 다중대역 (Triple) 안테나및 RF 개발 유비쿼터스서비스를기반으로한텔레메틱스용위치기반인증기술 위치기반고속인증서비스제공 위치기반유선 / 모바일 / 텔레메틱스플랫폼간인증기술 (>1sec) 차량용연동고속인증기술 (>10 msec) 차량환경에서고속인증서비스 CPE 장치및시스템 위치기반댁내소형통신시스템기술 댁내 / 사내이동환경에대한연동보안기능제공 위치기반댁내소형통신시스템기술 위치인지기반사내 / 댁내연동 ( 스마트워크 ) 지능형통신서비스및보안 / 인증기술 위치기반사내 / 댁내등이동에따른위치기반지능형통신서비스및보안 / 인증서비스 SIP 서비스지원및 CSCF 와 HSS 기술 유무선환경에서 SIP 인증및서비스제공 SIP 연동신호처리및보안기술 유무선 SIP 기반 HSS 연동서비스제어기술 유무선환경에서안전한 SIP 서비스제공 IP 멀티미디어단말및시스템 개인용웹기반멀티미디어접속기술및 IMS 제어기술 이종네트워크간상호연동스마트중계기술 다중미디어간 IMS 제어기능제공 이종망간스마트중계기능제공및데이터서비스제공 웹 / 음성 (VoIP/MoIP)/ 스마트 TV( 실시간스트리밍 ) 다중미디어접속인터페이스기술 이종망간 (WIFI- 유선 -4G 등 ) 연동을위한펨토셀및중계기술 개인용다중미디어접속서비스및 IMS 서비스제어기술 이종망간 (WIFI-4G- 유선 ) Seamless ( 데이터손실최소화 ) 데이터전송기술 개인화된다중미디어간 IMS 제어서비스 이종망간 Seamless 음성및데이터서비스

254 중소기업통합기술로드맵 중소기업형기술로드맵 첨단안테나장비및시스템 개요 첨단안테나장비및시스템이란시스템의소형화및효율화를위한빔포밍및다중안테나기술을의미함. 차세대이동통신인 LTE 및 LTE-Advanced 시스템에서는채널간간섭신호및다중경로에의한페이딩으로고속의데이터전송이제한을받아채널간간섭신호및다중경로에의한페이딩을줄이기위한빔포밍 (Beam forming) 안테나기술개발의필요성이증가하고있음. 또한고속의데이터전송을위해단일안테나에의한데이터전송능력의한계를극복하기위해다중안테나를이용하여데이터전송용량을증대하고자하는다중안테나기술개발의필요성이커지고있음

255 요약 하지만채널간간섭을피하기위한빔포밍안테나와다중안테나기술은여러안테나를이용하면서크기가커지고여러안테나소자를함께구성하면서안테나효율성이크게달라지므로시스템의소형화및효율성을높일수있는기술개발이필요함. 산업현황 산업계니즈는소형화, 고효율의첨단안테나장비및시스템개발을요구하고있으며, 고속데이터전송이가능한요구가증가하고있음. 첨단안테나장비및시스템은기지국, RRH, 중계기, 단말기등에적용될수있는데고속데이터전송을위해서는빔포밍안테나및 MIMO 안테나의안테나소자수가많아져소형화의필요성이커지고있음 전파신호형성을최소화할수있는효율적인제어알고리즘과실시간으로전파신호를처리해야고속의데이터전송이가능하므로고속의신호처리기술이요구되고있음. 시장분석 시스템및기기를위한안테나시장중가장큰규모는 Miniature without fractal, High gain reflector, Smart antennas 순으로나타났으며, 연평균성장률이가장높은시장은스마트안테나로 8.5% 의성장률이기대됨 ~2014년세계시장의규모는 2012년 23.2억달러규모, 2014년에는 27.6억달러규모로성장할전망이며, 연평균성장률은 8.5% 의성장예측 - 스마트폰사용자의폭발적인증가로인해각통신사들은스마트안테나기술에대한투자를계획하고있어서관련시장규모는더욱확대될전망임 - 클라우드서비스의보안시장을세분해보면클라우드서비스도입시가장큰문제점을보안이슈로지적한이유로, 전체시장의 20% 로예상하여시장규모가추정됨. 구분 년도 시장규모 성장률 (%) (2011~2014) 국외 ( 억달러 )

256 중소기업통합기술로드맵 중소기업참여정도만으로판단시, RF Transceiver, Signal Processing, 운용알고리즘영역등에서중소기업연구개발지원필요성존재 핵심요소기술및연구목표 구성요소핵심요소기술기술요구사항 개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 최종목표 스마트기지국용빔포밍안테나기술 다중빔제어기술적용및설계방향제시 빔형성알고리즘개발 빔제어기설계 상용시제품개발 다중빔제어기지국안테나시스템개발 잡음제거를위한저잡음증폭기제조기술 잡음제거기술적용및설계방향제시 잡음제거알고리즘개발 기존 LNA 대비 10% 이상성능개선 기존 LNA 대비 10% 이상성능향상구현 Array Antenna 스마트기지국용빔포밍안테나제조기술 소형화및고효율안테나설계방향제시 소형화및고효율기술개발 8x8 이상다중빔제어기지국안테나구현 8x8 이상다중빔제어기지국안테나구현 다중모드지원을위한광대역 / 다중대역안테나제조기술 다중대역 / 다중모드안테나설계기술및새로운안테나구조 다중대역 / 모드안테나설계및구조제안 20MHz 이상대역폭다중대역 / 모드안테나구현 20MHz 대역폭이상다중대역다중모드지원안테나구현 LTE-adv 지원하는 MIMO 안테나제조기술 8x8 이상안테나구성 8x8 이상안테나구성기술 최대 100MHz 대역폭지원 MIMO 안테나개발 최대 100MHz 대역폭을지원하는 MIMO 안테나구현 RF Transceiver LTE-A 용다중대역 PAM 기술 대역간격리도성능확보방안및설계메커니즘 고효율 DPD 알고리즘개발 고효율 DPD 알고리즘개발 ( 효율 35% 대역폭 30MHz) 고효율 DPD 알고리즘개발 ( 효율 40%, 대역폭 30MHz) 최대 100MHz 대역폭을지원하는다중대역 PAM Signal Processing LTE-A 용 MIMO 지원 MODEM 제조기술 3GPP Release 10 규격호환성 3GPP Release 10 규격호환핵심 IP 개발 3GPP Release 10 규격호환성갖는모뎀 IP 개발 4G 기지국용적응형배열안테나시스템제어기술 8x8 이상안테나구성다중빔제어기술디지털감쇄기설계방향 적응형다중빔제어기술개발 LTE/Mobile Wimax 지원적응형배열안테나구현 4G 적응형배열안테나구현 운용알고리즘 4G 적응형배열안테나의 calibration 기술 8x8 이상안테나구성 Calibration 설계방향 8x8 이상안테나 calibration 기술개발 LTE/Mobile Wimax 지원적응형배열안테나 Calibration 구현 4G 적응형배열안테나 calibration 구현 3G 와 4G 동시지원 ICS (InterferenceCancellat ionsystem) 기술 대역간간섭제거기술시스템정량적인성능제시 레이저최대출력 3kW 이상, 진동진폭 1.5 μm이상 레이저최대출력 4kW 이상진동진폭 2 μm이상 LTE 지원 ICS 중계시스템설계

257 요약 중소기업형기술로드맵 차세대이동통신중계시스템 개요 이동통신중계시스템이란기존의기지국과단말기사이에이동통신신호를중계함으로써기지국의커버리지를확장하는장비로, 소자, 부품, 시스템으로분류가되며, 소자는주로칩단위의제품이고, 부품은광모듈, 안테나, 앰프등이고, 시스템은이러한부품들을인테그레이션한것으로이동통신중계기, RRH, 펨토셀, Relay 등을의미함 LTE 및 LTE-Advanced와같은차세대이동통신서비스환경에서고속데이터를중계하고셀경계에서안정적인데이터를제공할수있는효율적인차세대이동통신중계기술의필요성이증가하고있음 한편차세대이동통신망에서는많은양의데이터트래픽을처리하기위해매크로셀, 마이크로셀, 피코셀, 펨토셀등여러계층의망구조가필요하며이와같은다양한환경에적합한차세대이동통신중계시스템개발이필요함

258 중소기업통합기술로드맵 산업현황 산업계니즈는고효율의이동통신중계시스템개발, 설치상면적의최소화, 데이터트래픽에대한요구가존재함. 현재시스템의효율은 15% 내외인데차세대이동통신에사용할시스템은시스템효율 35% 를목표로개발중에있음 이동통신서비스의경우 CDMA, W-CDMA, WiBro 시스템이동시에서비스되고있는상황이기때문에기존시스템이설치되어있는기지국에새로운시스템을설치하기위해서는경량화및소형화가요구됨 스마트폰의보급으로데이터트래픽이증가하면서이동통신망에트래픽부하가걸리는상황이며, 이러한문제를해결하기위해서는단말의데이터트래픽을분산할수있는기술이필요한데, 이러한중계시스템으로는펨토셀과 Relay 시스템이있음 시장분석 세계이동통신시스템시장은 2008년을기점으로시장규모가줄어들어 2015년까지연평균 470억달러규모의시장을형성할것으로예상됨 국내시스템시장의경우, HSPA, EV-DO Rev.A 투자가진행되어 3.2조원의시장을형성한 2008년이후점차감소하여, 2015년에는 2.4조원을기록할전망임 ~2015년세계시장의규모는 2012년 150억달러규모, 2015년에는 155.9억달러규모로성장할전망이며, 연평균성장률은 0.2% 의성장예측 ~2015년국내시장의규모는 2012년 8,760억원, 2015년에는 8,480억원규모로성장할전망이며, 연평균성장률은 -1.5% 성장예측 - 시스템시장의약 30% 가이동통신중계시스템시장으로가정할경우, 국내이동통신중계시스템시장의규모는매년약 6,000억원시장으로볼수있음. 구분 년도 세계시장 ( 시스템전체 ) [ 단위 : 백만달러 ] 국내시장 ( 시스템전체 ) [ 단위 : 10억원 ] 시장규모성장률 (%) (2011~2015) ,054 (50,179) 913 (3,042) 15,058 (50192) 876 (2,920) (50,463) 848 (2,825) 15,386 (51,288) 849 (2,830) 15,587 (51,957) 848 (2,828) 중소기업참여정도만으로판단시, 칩소자일부영역, 필터, 이동통신중계시스템영역에서중소기업연구개발지원필요성존재

259 요약 핵심요소기술및연구목표 구성요소핵심요소기술기술요구사항 개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 최종목표 이동통신송수신기의칩소자소형화기술 칩소형화기술기존칩과의비교성능 130 나노이하 CMOS 공정 65 나노이하 CMOS 공정 기존칩대비 20% 이상소형화 MIMO 지원다중빔제어를위한고정밀 Digital Attenuator 기술 다중빔제어기술디지털감쇄기설계방향 8x8 이상안테나구성고성능디지털감쇄기술구현 8x8 이상안테나구성을갖는고정밀디지털감쇄기술 칩소자 3G 와 4G 동시지원용 FEM 및 RF 회로기술 LTE-A 지원광대역다중모드 RFIC 회로설계기술 적용분야및시장성 RFIC 집적회로설계기술 WCDMA 및 LTE 지원 FEM/RFIC WCDMA 및 LTE 겸용 FEM/ RF 회로기술 100 MHz 대역폭지원 RFIC 회로설계 수정편을사용하지않는 CMOS 기반 Oscillator 기술 CMOS 기반진동소자설계 CMOS 기반진동소자설계 CMOS 기반진동소자성능개선 수정편대비 CMOS 기반진동소자정확도향상설계 앰프 4G 구현을위한광대역선형전력증폭기제조기술 간섭제거궤한루프회로제조기술 선형증폭기설계방식기존규격과차별성 기존설계규격과차별성및회로내부간섭원인제시 DPD 알고리즘및간섭제거알고리즘설계 DPD + 도허티알고리즘구현 100MHz 대역폭및 CA 지원 PA 기술 간섭제거알고리즘적용 PA 기술 인접채널전력률 2-tone 제거및전력효율향상기술 신호전송분배기및결합기개발 기존규격과차별성전력효율향상률 저손실특성및새로운구조 기존규격대비 20% 성능향상전력효율획득및신호분배기개발 기존규격대비 20% 이상전력효율항상 저손실신호분배및결합기능 필터 다중빔제어및 MIMO 지원을위한중계기용 HighQ 대역통과필터기술 대역간격리도성능확보방안및설계메커니즘 사용대역폭 / 선형대역폭 (50MHz/20 MHz) 사용대역폭 / 선형대역폭 (100 MHz/ 40MHz) 사용대역폭 / 선형대역폭 (200MHz/40 MHz) 기존규격대비 10% 이상대역간격리도향상 3G 및 4G 지원다중모드구현을위한광대역 / 다중대역안테나개발 광대역안테나설계기술새로운안테나구조 광대역안테나설계기술연구 3G 및 4G LTE 지원다중대역안테나개발 3G 및 4G LTE 지원다중대역안테나설계 이동통신중계시스템 궤환간섭제거특성의다중안테나중계시스템구축기술 다중대역안테나설계및간섭제거기술 궤환간섭제거알고리즘설계 간섭제거알고리즘적용중계시스템개발 간섭제거알고리즘적용중계시스템설계 다중채널송 수신특성을갖는중계시스템구축 다중대역송수간격리도확보기술 다중대역송수신간격리기술확보 다채널수용중계시스템설계구축 다채널수용중계시스템설계

260 중소기업통합기술로드맵 구성요소핵심요소기술기술요구사항 개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 최종목표 3G,4G 동시지원 ICS(In terferencecancellatio nsystem) 기술 무선채널할당중계시스템구축 대역간간섭제거기술시스템정량적인성능제시 채널확장기술제시 대역간간섭제거기술및채널확장기술확보 LTE 지원 ICS 중계시스템개발 LTE 지원 ICS 중계시스템설계 채널할당에따른문제점해결제시 중소기업형기술로드맵 NG-PON 관련기술 개요 초광대역화, 융합화, 지능화등미래방송통신융합서비스의요구사항을충족시킬수있도록가입자당기가비트급대역폭제공이필요함

261 요약 현재의광가입자기술로 E-PON과 G-PON이있으며, 차세대기술로더넓은대역을제공하기위해 ITU-T SG15의사전표준화기구인 FSAN(Full Service Access Network) 에서논의되는 NG-PON1과 NG-PON2 및 IEEE 802.3에서논의되는 10G EPON과관련된기술로정의 스마트폰, 태블렛 PC 등의증가로이동및무선트래픽요구가급증하면서기가비트 Wi-Fi 접속수단으로 PON의가치증가가예상되고기가비트급무선백홀요구가증대될것으로예상됨 산업현황 산업계니즈는가격경쟁력, 광대역 (Ultra Broadband), 광역화 (Long Reach), 광-무선융합서비스의요구가존재함. 4k/8k급 UHDTV, 3D TV 등차세대방송서비스인프라를제공하기위해서는각가정마다기가급이상의대역폭제공이필수적임. IEEE 802.3av에서 Extended EPON PMD 표준제정을위한 CFI(Call for Interest) 가제출되었으며, 10G EPON의커버리지가현재의 20에서 50km이상으로확장될전망임 가입자의현저한증가, 이동망에서의패킷데이터서비스의급격한증가, 더싼가격으로더많은대역폭을제공하는패킷스위치등장, 소비자와사업자성향의사회적변화등으로인해현재의백홀망기술의진화가필요함. 시장분석 위성통신분야에서백홀은데이터를네트워크를통해서분배될수있는지점까지전달하는의미로, NG-PON의대표적인분야이며, 2009년 15억달러규모에서연평균 17.5% 성장하여 2014년 34억달러규모로 2배이상의성장을보일것으로조사됨 무선및모바일백홀분야는 2014년 Microwave, Pseudowire, All-IP RAN 등의순서로시장규모가높을것으로전망됨

262 중소기업통합기술로드맵 ( 단위 : 억달러 ) 구분 연평균성장률 (%) Microwave 8,776 10,180 11,809 13, TDM& ATM 2,110 1,975 1,849 1, Pseudowire 4,759 5,768 6,991 8, All-IP RAN 3,091 4,133 5,525 7, Satellite 939 1,065 1,207 1, Free space optics 합계 20,337 23,876 28,242 33, 중소기업참여정도만으로판단시, OLT/ONU시스템, 광송수신모듈영역에서중소기업연구개발지원필요성존재 핵심요소기술및연구목표 구성요소핵심요소기술기술요구사항 OLT/ON U 시스템 광송수신모듈 파워검출기반의분산형 TDM-PON MAC 프로토콜개발기술 ONU 의 3 타입 (1G/1G, 10G/1G, 10G/10G) 을기반으로하는 OLT 기술 1G/10G 이중수용광트랜시버제조기술 광트랜시버및광네트워크에서광원제어정보전달기술 광섬유전달방식의파장분할다중화신호전달기술 EPON MAC/GPON MAC(Medium Access Control) 칩제조기술 트래픽사용여부에따라 PON ONT 의파워를 on/off, 또는 dozing 모드로전환할수있는기능 FTTH-PON의 OLT로 EPON, GPON, 10G EPON, 10G GPON., WDM-PON 등다양한방식에공통적으로적용될수있는플랫폼 10G EPON 의상향신호에대하여동일파장대역으로입력되는 1G와 10G 신호를전기적방법으로분리하는기능 60km 이상전송가능한 Reach Extender, 광증폭기술 WDM-PON 에적용가능한파장다중 / 역다중화및파장가변필터 OLT 에탑재되는 TDM-PON 의 MAC 이며, 10G EPON 또는 10G GPON 에해당. 양기술모두 Legacy EPON 과 GPON 수용가능해야함 개발목표 1차년도 2차년도 3차년도 Power Mode 제어프로토콜기술확보 에너지절감제어기술및전력소비 90% 절감 NG-PON 용 OMCI 기능개발, 480G 급 L2/L3 스위치기술개발 1G/10G 이중모드비트판별기술확보 64 파장, high delta 기반파장다중 / 역다중화기술확보 (C/L- 밴드 ) 하향 10G, 상향 1G MAC 칩 FPGA 구현 960G 급 L2/L3 스위치핵심기술확보 10G 버스트모드송신및수신기술확보 C/L 밴드 BOSA 트랜시버용필터기술확보 파장가변필터기술확보 ( 가변범위 : > 30nm, FWHM: <0.3nm) 하향 10G, 상향 1G MAC 칩제작 하향 10G, 상향 10G MAC 칩 FPGA 구현 최종목표 ONT 전력소모현재의 1/10 달성 L2/L3 스위칭용량 960Gbps 이상 1G 및 10G 신호분리수신 하향 10G/ 상향 10G 신호, 커버리지 60km 이상 64 파장급다중 / 역다중화가, 가변범위 30nm, FWHM 0.3nm 이하인가변필터 하향 10G, 상향 10G

263 요약 중소기업형기술로드맵 차세대융합스마트 TV 서비스플랫폼 개요 스마트 TV 서비스는디지털디스플레이에 CPU, 운영체제 (OS) 등의플랫폼을탑재하여인터넷과방송, 융합, 지능형서비스를제공하는방송통신융합미디어를의미하며, 서비스플랫폼은인간이생각하고있는것과같은처리를자율적으로하는플랫폼으로사용자맞춤형서비스들을추가로제공해주는 TV 서비스지원환경임. 지상파를비롯하여케이블, 인터넷방송을수용하면서인터넷접속과다양한애플리케이션을제공하면서이용자의편의혹은개별화된니즈에맞는맞춤형서비스를제공하는것을의미함. 이를통해다양한영상서비스, 홈네트워킹서비스, 안전ㆍ안심서비스, u-헬스서비스와같은가정내에서정보와교육, 오락, 관리의허브기능을수행할수있게됨. 산업현황 산업계니즈는사용자의취향에맞는맞춤형서비스요구, 스마트단말기및플랫폼제작전략의확대, 플랫폼사업자들이 Smart TV 서비스를위한활성화전략등이존재함

264 중소기업통합기술로드맵 스마트디바이스의조건인똑똑하고, 알아서원하는정보를제공하는사용자맞춤형 Service에대한소비자의욕구가높아지고있음. 사용자가주로이용하는인터넷상의정보, 뉴스및동영상등을자유롭게볼수있도록하여지원하는전략이제시되고있음. 인터넷사업자들의적극적인제휴움직임도스마트 TV 콘텐츠확보에긍정적으로나타나고있음. 야후위젯, 유투브등이내장된형태의서비스로시작되었으나최근에는자체 TV 앱스토어를통한다양한 VOD 및 App 서비스제공으로확대됨. 웹과모바일에서독보적인플랫폼경쟁력을가지고있는 Apple과 Google도일명 itv와 Google TV를준비하면서 TV 사업으로의진입을준비중이며자사 TV를출시할경우모바일과웹에서의지배력을가전영역까지확장하게되어주요견제대상으로부각되고있음. 기존 STB를통해세력을구축하던콘텐츠사업자들도개방된인터넷을통해방송을포함한동영상콘텐츠를전달하는서비스전략으로웹모듈화를통해 TV 제조사와적극적제휴를시도중에있음. 시장분석 국내스마트TV는 2015년까지연간약 300만대증가하여, 누적으로약 700만대가량판매될것으로예상됨 현재약 230만대 / 년규모로추정되는국내 TV 시장은현재고기능, 고성능의 LED TV와 3D TV 중심으로점차확대되는추세임 ~2015년국내스마트TV 시장의규모는 2012년 80만대규모, 2015년에는 250만대규모로성장할전망이며, 연평균성장률은 46.7% 의성장예측 구분 년도시장규모 ( 만대 ) 성장률 (%) (2011~2015) 전체 TV 스마트 TV 누적판매량 중소기업참여정도만으로판단시, Set-top Box, 스마트 TV용리모컨영역에서중소기업연구개발지원필요성존재

265 요약 핵심요소기술및연구목표 구성요소핵심요소기술기술요구사항 네트워크상에서셋톱박스사용자자동인식기술미디어파일제공을기반으로하는셋톱박스제조기술 MAC 인식, 싱크기술등 개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 인식범위설계 파일럿개발 국내외표준화 트랜스인코딩등공정설계시제품생산 OEM 생산 최종목표 자동화 Sync 처리인식 MPEG 4 기반및 3D 처리 Set-top Box 기가비트유선랜과 n 무선네트워크기능을탑재한스마트 TV 셋톱박스제조기술 WIDI,DLNA 등 유 / 무선혼용규격 테스트베드구성 국내외표준화 블루투스등다양한기기연동 원격의료기반플랫폼제조기술 Havi 표준화, 고감도영상 의료규격설계 파일럿개발 국내외표준화 의료기기표준화규격선정 Smart 기능기반 IPTV STB 기술 개방형 OS 포팅등 기능설계 파일럿개발 국내외표준화 인식별 / 상황별맟춤서비스 스마트 TV 용리모컨 다양한기능및서비스관리를수용하는사용자인터페이스기반기술 터치디스플레이가적용된리모콘제조기술 Add 기능, 음성인식등 정압식, 정전식변환채용 서비스정의 / 설계 터치규격정의 / 설계 파일럿개발 파일럿개발 국내외표준화 국내외표준화 모션, 감성, 언어등처리 터치표준화모듈생산 중소기업형기술로드맵

266 중소기업통합기술로드맵 차세대통합서비스플랫폼 개요 스마트서비스플랫폼은사용자의상황정보와특성분석을지원하여사용자의성향과취향에따른필요한미디어정보를찾아제공해주는지능적인서비스를지원하는환경임. 즉, 사용자가필요한정보를찾아서융합하여원하는장소와시간에맞추어서비스를제공할수있도록지원하는환경임. 미래의방송콘텐츠의서비스는단일미디어를제공하는서비스보다사용자의성향에따른알림, 홍보, 광고등의미디어정보를실시간으로수집하여사용자에게제공하는실시간미디어융합서비스의제공기술이요구됨. 특히, 디지털사이니지 (Digital Signage) 54) 와연계하여스마트 TV 기반의광고정보의제공과이를지원하기위한미디어연동서비스기술이더욱부각되고있음. 이를위한스마트 TV와 DID를연동하는미디어콘텐츠제공기술이필요함. 광고정보등을추가로제공하는다중미디어융합기술은방송콘텐츠의내용에부가정보를콘텐츠의의미에따라서제공한미디어정보들을획득하고, 이를융합하여제공하는서비스전략기술임. 이를위하여서비스플랫폼내에미디어정보관리시스템의개발이필요함. 산업현황 산업계니즈는사용자의취향에맞는맞춤형미디어서비스, 서비스공급사의통합서비스플랫폼, 운영체제사업자관점의통합서비스플랫폼, 콘텐츠제공및유통에따른시장진출이요구되고있음. 사용자취향에맞는스마트서비스를제공하기위하여스마트단말기로부터사용자의상황정보들을수집하여지속적으로분석하여최적의맞춤형서비스를제공하는상황인지기반의개인맞춤형미디어서비스전략이부각되고있음. 스마트서비스의제공자는인터넷및웹기반하에서사용자의상황정보를인지하고해당되는융합미디어를가공하여제공할수있는미디어서버를포함한미디어 54) 디지털사이니지란 (Digital Signage) : 기업들의마케팅, 광고, 트레이닝효과및고객경험을유도할수있는커뮤니케이션툴로, 공항이나호텔, 병원등공공장소에서방송프로그램뿐만아니라, 특정한정보를함께제공하는디지털영상장치로서기존상업용디지털정보디스플레이 (DID) 에주요기능을제어할수있는소프트웨어나관리플랫폼까지종합적으로공급하는것을일컬음

267 요약 클라우드기반의플랫폼운영자이며, 현재 IPTV 사업자를포함한방송콘텐츠공급사및웹기반의포털사업자들이이러한스마트서비스플랫폼을가시화하고있음. 기존의수동적인미디어서비스방식에서사용자의상황정보인지를통한사용자맞춤형미디어정보를제공하는형태의서비스유통전략이변화하고있음. 특히, 스마트단말기의가속화에따라이를제어하는모바일클라우드를기반으로보다더세분화된콘텐츠를제공하는시장이확대되고있음. 시장분석 차세대통합서비스플랫폼을구현하기위해요즘각광받는대표적인디스플레이기술인 3D 시장은 2009년 8,500만달러에서 2014년 15억달러규모로, 약 20배성장할것으로기대됨 - 3D 디스플레이시장의연평균성장률은 77.6% 로예상되며, 최근영화, TV 등미디어시장과다양한콘텐츠시장이 3D/4D 등의새로운디스플레이기술과융합되어시장을확대하는추세임. - 4D 기반의실감미디어서비스를지원하기위해서는미디어간의의미분석과의미에따른실감을제공하는미디어결합기술이요구되며, 이러한실감미디어를생성하는기술이요구됨. 중소기업참여정도만으로판단시, N-Screen 미들웨어, 인터넷서비스, 미디어서비스, 3D/4D 일부영역에서중소기업연구개발지원필요성존재 핵심요소기술및연구목표 구성요소 핵심요소기술 기술요구사항 개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 최종목표 상황인지및실시간서비스를위한차세대인터넷기술 M2M 기술등 실시간처리규격개발 테스트베드구성 국내외표준화 기기간, 서비스간연동처리 N-Screen 미들웨어 양방향방송콘텐츠 인터넷서비스 3D/4D 클라우드기반의 N-Screen 서비스수용기술 N- 스크린디바이스간상호운용성이높은사용자브라우징기술 게임기반교육및고품질정보의양방향성컨텐츠개발기술영상장면객체자동추적및자동검출기능기반영상처리기술 표준화된개발환경의오픈앱스토어구축기술 디지털홀로그래픽콘텐츠제작기술 하이퍼바이저, 보안 HTML5 양방향처리 QOS/QOE 영상인식, 감성처리 HTML5, 상호호환규격 3D, 4D, 감성인식처리 N 스크린규격정의 / 서비스규격표준화 상호호환규격설계 게임모델링 추출영상범위설계 표준기술정의 3D/4D 기술정의 시범서비스개발 시범서비스개발 파일럿개발 시범서비스개발 크로스플랫폼개발 파일럿개발 서비스규격표준화 개방형규격배포 서비스규격표준화 오픈 API 배포 저작도구배포 public 클라우드컨텐츠처리 상호호환규격 ( 기기간 ) 정립 지능형 / 실감형게임가능 영상기반검색처리 크로스플랫폼앱스토어 실감되는홀로그램구현

268 중소기업통합기술로드맵 중소기업형기술로드맵 에너지관리게이트웨이 (EMG) 시스템 개요 EMG(Energy Management Gateway) 는에너지절감형생활공간을만들고자, 에너지를효율적으로관리하기위해고효율기기와 IT기술을융합하여에너지사용을줄이는기술임. EMG는가정용, 업무용, 또한공장용으로단위구역내에서의에너지소비효율을최적화하는기술임. 차세대센서네트워크기반 EMG는양방향냉난방공조제어시스템으로자율적판단에의해가정, 건물및사업장의에너지사용을최적화함. 에너지사용패턴과전력회사의요금정책을분석하여에너지사용을최적화하고전력사용량절감에따른 CO 2 배출감소량도인지할수있음. 전세계적으로지구온난화대책이요구되어, 기후변화대응을위해국가별로이산화탄소감축과에너지절약이최대과제가되고있음. 소득증대, 생활환경변화에

269 요약 따라가구별로사용하는가전정보기기가많아지고야간시간에사용시간도길어짐에따라, 다른분야에서보다에너지사용량의증가가현저한가정에서의 EMG 도입이필요한상황임. 산업현황 산업계니즈는차세대센서네트워크를활용한수요반응기술, 효율적인에너지사용을원하는소비자요구증대, 차세대전력인프라에요구되는다양한형태의 EMG개발의요구가존재함. 스마트그리드에서효율향상의핵심요소는수요자의적극적인참여임. 즉전력사용이피크치인경우전력가격을높이고, 이때사용자가전력사용을줄여줘야하는것이며, 스마트그리드를이루기위해수용가에요구되는수요반응에대해적절한조치를취하는기술은필수적임. 가정의전자기기들을지능적으로연결하고각기기에대한수요반응을실시간으로결정하여능동적인에너지절감을이루는기술이반드시필요 차세대전력인프라에필수적인 EMG 보급을위해서는기존주택또는홈오토메이션기기가없는세대를위한저렴한가격의보급형 EMG의개발이필요함. 시장분석 웹기반에너지소비모니터링장비시장은센서시장이가장큰규모를보이고있으며 2009년대비 2014년은약 2배성장할것으로기대됨. 두시장모두연평균 15% 이상의성장을유지할것으로판단됨 년 ~2014년 EMIS의세계시장의규모는 2012년 470만달러규모, 2014년에는 640만달러규모로성장할전망이며, 연평균성장률은 9.3% 의성장예측 구분 CAGR(%) 웹기반에너지소비모니터링센서 웹기반에너지소비모니터링장비 합계 중소기업참여정도만으로판단시, 무선센서네트워크, 에너지정보수집시스템, 광대역네트워크연동시스템영역에서중소기업연구개발지원필요성존재

270 중소기업통합기술로드맵 핵심요소기술및연구목표 구성요소핵심요소기술기술요구사항 무선센서네트워크 에너지정보수집시스템 저전력무선센서네트워크환경에적합한초소형, 최경량센서노드와센서게이트웨이개발기술 저전력기반센서노드제조기술 센서기반데이터저장, 가공및처리기술 센서노드와센서게이트웨이기반네트워크설정기술 센서하드웨어연동기술 원격데이터수집용네트워크구축기술 에너지정보수집시스템처리및설정기술 에너지정보수집기반네트워크연동기술 노드 : 20mm*20mcm* 0mcm 게이트웨이 : 90mm*55mmx2 5mm 베터리교체주기 2년이상 실시간 DB 에너지효율 5% 이상향상 멀티홉, 멀티센서지원 매쉬및계층라우팅 DR 지원 1000 건 /sec 개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 초소형 / 경량센서노드및인터페이스모듈설계 저전력센서노드설계 실시간데이터베이스설계 네트워크알고리즘정의및설계 DR(Demand Response) S/W 설계 에너지정보기반실시간트래픽관리 S/W 설계 EMG 를위한게이트웨이하드웨어개발 저전력센서노드및싱크노드개발 데이터마이닝및통합처리기술개발에너지네트워크기반스케줄링기술개발멀티홉, 멀티센서연동기술개발 매쉬및계층라우팅프로토콜구현 에너지최적운영 S/W 설계및 IHD 단말기구현 하드웨어디버깅및소프트웨어개발과시험 QoS 및실시간지원구현및시험 홈 / 빌딩 / 공장관제시스템과의 DR 기반연동 최종목표 초소형, 경량센서노드, 게이트웨이 저전력센서노드, 싱크노드 실시간 DB 기반통합처리기술 QoS 지원에너지네트워크멀티홉, 멀티센서연동 S/W 메쉬및계층라우팅지원네트워크알고리즘 DR 지원 IHD 단말기 실시간트래픽관리 S/W 중소기업형기술로드맵

271 요약 USN 위치인지기반의계량관리시스템 개요 " 차세대센서네트워크위치인지기반의계량관리시스템 은센서노드의위치측위와이를기반으로건물 / 지상 / 지하에설치된각종계량시스템의계측정보를관리센터 / 모바일 / 이동탐지체로전송하고위치정보기반의실시간계측데이트를이용하여종합적인데이터분석을통하여재난 재해등을사전에예방하고효율적으로계량시스템을관리하는스마트사회인프라구축기술임. 상 하수도, 전기, 가스, 난방열관등의주요시설물이계량시스템을대상으로차세대센서네트워크위치인지기반의실시간데이터를수집함으로써주요자원의수요예측, 수 유출 누전등의이상탐지및예방, 시설물관리효율화를위한중요기술임. 산업현황 산업계니즈는차세대센서네트워크를이용한서비스시장및관련장비산업시장확대, 산업의융복합화를위한센서네트워크기반관리서비스의개발, 새로운시장창출을위한위치정보관련기술개발이필요함. 범국가적으로에너지자원고갈과환경오염에대한우려가높아지면서각국에서에너지효율을높이며, 저탄소배출에 IT기술을활용하는센서네트워크를이용한서비스시장및관련장비산업시장이확대되고있음. 정부의다양한홍보정책및정책개발로국내의인식이증대되고있으며, 산업의융합화과정에서새로운센터네트워크서비스의필요성이증대됨. 센서네트워크기술의경우응용측면에서는선진국과의기술격차가크지않아선도적기술개발을통한시장및기술우위를선점함. 시장분석 ABI 보고서에따르면각종서비스와연계된 LBS ( 위치기반서비스 ) 사용자가세계적으로 2013년까지 8,200만명에이를것으로추산되며향후 LBS 사업은세계시장에서연평균 % 의성장률이예상됨

272 중소기업통합기술로드맵 - USN 위치인지기반의계량관리시스템세계시장은규모는 2011년 195억달러에서 2015년 643억달러로연평균 36% 의폭발적인성장을보일것으로전망됨. - USN 위치인지기반의계량관리시스템국내시장은규모는 2011년 4,218억원에서 2015년 2조532억원으로연평균 120% 의폭발적인성장을보일것으로전망됨. 구분 규모 년도 시장규모 성장률 (%) (2011~2015) 국내 ( 억원 ) 4,218 7,188 9,852 15,396 20, 국외 ( 억달러 ) 중소기업참여정도만으로판단시, 무선센서네트워크, 통합검침단말기, 인증키관리시스템영역에서중소기업연구개발지원필요성존재 핵심요소기술및연구목표 구성요소핵심요소기술기술요구사항 무선센서네트워크 통합검침단말기 고효율저전력플랫폼구축기술 저전력기반센서노드개발및센서네트워크연동기술 센서네트워크와인터넷망기반의센서게이트웨이요소기술 저전력센서네트워크기반위치인식요소기술 저전력센서네트워크기반의센서게이트웨이설정기술 검침단말기인터페이스개발기술 유비쿼터스네트워크구축을통한측정정보검색알고리즘개발 원격검침정보검색을위한네트워크환경구축기술 PLC 연동및통합검침단말기제조기술 통함검침단말기시스템개발 베터리교체주기 2 년이상 에너지효율 10% 이상향상 이종망연동 (IPV4, BCN) LDT 시스템오차 10m 이내 기존대비 5% 이상에너지절감 신뢰성 95% 이상 500 건 /sec 이상 반응시간 500ms 미만 PCL, 무선자동전환 2 종이상의센서적용가능 개발목표 1차년도 2차년도 3차년도 통합검침 단말용저전력 센서노드 기술개발 저전력센서노드및인터페이스모듈설계 이종망 (IpV4, BCN) 연동을위한네워크기술개발 측위 (LDT) 기반센서네트워크기술설계 검침단말용인터페이스설계 통합검침용 PLC 및무선망이중화모듈설계 멀티센서기반계량단말설계 에너지기반네트워크라우팅기술개발 광역이동성게이트웨이하드웨어및소프트웨어개발 실시간원격검침용 LDT 시스템개발 광역이동성게이트웨이하드웨어및소프트웨어개발 신뢰성기반멀티센서계량단말기개발 실시간데이터기반측정정보검색알고리즘설계 신뢰성기반멀티센서계량단말기개발 저전력센서네트워크기반실시간원격검침용시스템연동및시험 저전력센서네트워크기반실시간원격검침용시스템연동및시험 실시간데이터베이스기반의네트워크연공기술시험 스마트그리드관리시스템과의연동 실시간연동테스트및안정화 최종목표 통합검침단말용저전력센서노드 에너지기반네트워크라우팅기술 광역이동성지원게이트웨이네트워크기술 원격검침용 LDT 시스템 광역이동성지원게이트워이 계량단말기용인터페이스 측정정보검색알고리즘 원격검침정보검색용네트워크 PLC 및무선망이중화통신모듈멀티센서기반계량단말기

273 요약 중소기업형기술로드맵 저전력플로우센서기반의가스미터시스템 개요 " 저전력플로우센서기반의가스미터시스템 은기존의가스미터시스템에차세대센서네트워크융합기술을적용하여기존의공급자중심이폐쇄적인단방향서비스에서벗어나수요자중심의양방향실시간정보교환과표준열량제도에대응하는정밀에너지계측을통하여효율적인에너지관리를수행하는스마트에너지미터기술임. 세계적으로스마트미터와통신인프라가기반이되는 AMI 구축사업이전력부분에서본격화되면서가스산업에서도 AMI 효용을활용하기위한관련산업이빠르게성장하고있어국내중소기업의육성과기술지원을위해서는저전력플로우센서기반의가스미터시스템개발이시급하다고판단됨

274 중소기업통합기술로드맵 산업현황 산업계니즈는가스 AMI 시장및관련장비산업시장확대, 효율적에너지관리와중복투자방지를위한에너지통합관리서비스개발, 저전력 MEMS 센서와센서네트워크응용기술을활용한저전력플로우센서기반가스미터시스템기술개발의요구가존재함. 저전력플로우센서기반의가스미터시스템은전력부문에서의스마트그리드사업이본격적으로진행되면서가스산업에서도기술지능형기술을통해사업자의효율성향상, 전력소비효율화, 온실가스배출량감축, 신뢰성향상등의효과를추가하게되었음. 해외주요국및기업은스마트미터시장선점을위해스마트미터시스템의구축및운용, 관련기기의적용과같은성과를보여주려는노력의일환으로실증단지및시범사업을앞다투어추진하고있으며, 스마트그리드가전력뿐만아니라가스부문으로확대되고있음. Cisco, intel, Verizon, AT&T, Microsoft 등의주요 IT 기업등이스마트그리드산업에본격적으로진출하면서시장선점을위한지속적인기술투자를하고있어국내산업의경쟁력강화를위해서는중소기업의육성을위해서는선제적인기술지원과정책적 R&D 지원방안이필요한시점임. 시장분석 가스계량기, 센서, 모니터링시장에서가스계측기분야가가장큰규모를보이고있으며연평균 4% 로성장해서 2014년 1억 5,000만달러가될것으로예상됨. - 성장률이가장높은분야는 CNG( 압축천연가스 ) 로연평균 12.2% 의성장이예상되며, 시장전체가스계량기, 센서, 머니터링시장의규모는 2015년약 55억달러로연평균 7% 의지속적인성자추세를보일것으로기대됨 구분 CAGR(%) Custody transfer ,011 1,053 1,096 1, Stack gas ,040 1, Utility Flare gas monitoring CNG Low gas flow rates 전체 3,641 3,862 4,138 4,436 4,759 5,

275 요약 중소기업참여정도만으로판단시, 가스센서네트워크일부, 광대역네트워크연동시스템, 지능형가스계량기연동시스템영역에서중소기업연구개발지원필요성존재 핵심요소기술및연구목표 구성요소 핵심요소기술 기술요구사항 개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 최종목표 센서하드웨어구성및연동인터페이스제조기술 200mW 이하전력소모 가스센서노드및인터페이스모듈개발 가스센서노드인터페이스 데이터융햡기반클러스터링 / 계층구조방식기술 클러스토링 / 계층구조방식 클러스터링및계층구조방식실시간데이터베이스설계 실시간데이터베이스를이용한데이터융합기술개발 클러스터링 / 계층구조방식의실시간데이터베이스 가스센서네트워크 복잡한형태의컨텍스트를위한노드위치기반라우팅기술 종단간전송지연해결용 QoS/ 실시간방식기술 오차범위 10m 애내 동적우선순위할당알고리즘지원 노드위치기반라우팅알고리즘설계, 정의 위치기반메쉬및계층라우팅프로토콜구현 동적우선순위할당알고리즘설계 QoS 및실시간지원전송기술구현및시험 위치기반네트워크라우팅 동적우선위위기반 QoS 알고리즘 무선센서네트워크구축을위한가스센서네트워크기술 멀티센서노드연동지원 게이트웨이와다수의가스센서간연동시험 가스센서네트워크연동기술 가스센서노드기반네트워크기술 멀티센서노드지원 다수의가스센서노드연동 가스센서노드연동기술 가스센서하드웨어기반네트워크기술 기존대비 10% 처리속도향상 가스센서노드및인터페이스모듈개발 가스센서용게이트웨이하드웨어및소프트웨어개발 하드웨어디버깅및소프트웨어개발과시험 가스센서노드, 게이트웨이 지능형계량기제어모듈개발기술 정밀도 5% 미만 지능형계량기제어기모듈개발 지능형계량기용제어기모듈 지능형계량기인터페이스제조기술 내구성 3 년이상 지능형계량기제어기인터페이스개발 지능형계량기용제어기인터페이스 지능형가스계량기연동시스템 데이터정보공유기반네트워크구축기술 지능형가스계량기연동시스템설정기술 실시간동적데이터공유네트워크지원 자동설정및업데이트지원 IP 기반데이터공융네트워크기술개발 가스계량기설정설계및업데이트방식알고리즘설계및구현 실시간동적데이터공유네트워크연동시험 동적데이터공유네트워크 가스계량기연동시스템설정기술 데이터송수신을기반가스계량기연동기술 가스센서노드연동데이터통신요소기술 500ms 이내실시간데이터 통신거리 20m 이상 실시간가스네트워크연동테스트을위한테스트베드구축 실시간연동테스트및안정화 가스계량기연동기술 가스센서노드통신기술

276 중소기업통합기술로드맵 중소기업형기술로드맵 지능형화재감시시스템 개요 지능형무인산불감시시스템이란산정상이나공중에산불감지기및카메라를설치하여산불에대한데이터를수집하여통신망을통하여데이터분석시스템에전송하며, 데이터분석시스템은산불정보를자동으로분석, 관련기관에통보하는시스템임. 현재지능형무인산불감시시스템시장의대부분은열상카메라를포함한특수영상장비및감지기와이들감지기들로부터취득한데이터를전송하기위한유 무선통신시스템, 통신시스템을통하여받은영상데이터를분석하기위한분석시스템을통합적으로운영관리하는일체형시스템을요구하고있음. 지능형무인산불감시시스템시장은 U-City 환경의도입과더불어급격하게성장하고있으며, 감지기와원격감시감지시스템시장은특정장소에설치하는고정형과이동체 ( 차량 ) 에탑재, 설치하는이동형시스템으로형성되어있으나, 향후에는고정형보다는이동체 ( 차량 ) 또는공중부양체를이용한시스템의시장이확대될것으로판단되어이들시스템에대한기술개발필요성이높아지고있음

277 요약 산업현황 산업계니즈는저가격화, 고화질지능형감시시스템에대한요구, 산불감시, 판정, 통보를하나로운영하는시스템통합형감시시스템에대한요구, 초고화질및초고속전송의통신기술을요구하고있음. 현재의지능형 CCTV나열상카메라를이용한지능형무인산불감시시스템은설치단가가다른방법에비해저가이며, 비전은기술개발을통해초선명화, 초저원가상용화를목표로하고있으며이러한기술과관련된산업체지원필요함. 산불감시시스템이무인으로장소와시간에구애됨이없이감시, 통보, 조치로이어질수있도록 IPC 분류에맞추어제품을개발해야할필요성. 특수영상장비에사용하는카메라의렌즈, 연기및온도감지기등의국산화를통한단가절감과소싱기업다변화를통한수급불안정성해소가필요함. 시장분석 각국가들의산림자원보호와 CO 2 저감에대한산불방지정책지원에힘입어지능형산불감시시스템관련시장은 2010~2015년에연간 30% 이상성장이전망됨 ~2015년세계시장의규모는 2012년 2.68억달러규모, 2015년에는 9.04억달러규모로성장할전망이며, 연평균성장률은 50.0% 의성장예측 ~2015년국내시장의규모는 2012년 1,524억원, 2015년에는 3,158억원규모로성장할전망이며, 연평균성장률은 20% 성장예측 구분 규모 시장규모년도 성장률 (%) (2011~2015) 국내 ( 억원 ) 1,524 1,829 2,194 2,632 3, 국외 ( 억달러 ) 중소기업참여정도만으로판단시, 센서, 영상관리시스템영역에서중소기업연구개발지원필요성존재 핵심요소기술및연구목표 구성요소 핵심요소기술 기술요구사항 개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 최종목표 무선센서네트워크 종단간전송지연해결용 QoS/ 실시간방식기술 무선기반실시간데이터전송기술 QoS 정책수립 DataDistributionService 1:1,1:N,N:M 전송기술 종단간테이터전송지연정의및품질, 실시간전송대책분석 데이터전송지연에의한품질확보, 실시간전송기술개발 종단간전송지연해결용 QoS/ 실시간방식기술개발

278 중소기업통합기술로드맵 구성요소 핵심요소기술 기술요구사항 개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 최종목표 데이터융햡기반클러스터링 / 계층구조방식기술 센서노드클러스터링기술 Fail-over 기술로드밸런싱기술상하위노드데이터융합기술 지능형화재자동감시융합데이터정의및융합데이터처리기반기술분석 지능형화재자동감시융합데이터처리기반기술개발 : 클러스터링, 최적계층구조개발 데이터융햡기반클러스터링 / 계층구조방식기술 무선센서네트워크구축을위한환경요소기술 무선네트워크환경요소기술정의 영상데이터관리시스템네트워크주요구성요소기술개발 무선센서네트워크구축을위한환경요소기술개발 광대역네트워크연동시스템 IP 기반통합전달망구축기술 유무선 IP 기반전달망구축유무선전달망기반센서노드접목 지능형감시정보 IP 기반통합전달망구축기술정의및설계 지능형감시정보 IP 기반통합전달망구축요소기술개발 지능형감시정보 IP 기반통합전달망구축기술개발 IP 기반통합전달망구축기술 감시시스템용고성능센서모듈개발 야간화재감시영상, 온도센싱모듈설치용이성확보환경적합성확보 지능형고성능센서모듈정의및설계 지능형고성능센서모듈인증모델개발 지능형고성능센서모듈상용모델개발 감시시스템용고성능센서모듈개발 센서 모니터링용멀티센서개발 주야간시인성확보다센서융합설치용이성확보환경적합성확보 지능형화재감시용멀티센서정의및설계 지능형화재감시용멀티센서인증모델개발 지능형화재감시용멀티센서상용모델구현 모니터링용멀티센서개발 센서노드와결합된하드웨어기술 지능형화재감시센서노드결합하드웨어요소기술정의및분석 센서노드결합트랜시버, 전원장치, BcN 인터페이스장치 Prototype 개발 센서노드결합트랜시버, 전원장치, BcN 인터페이스장치상용모델개발 센서노드와결합된하드웨어기술개발 자동감시를위한영상저장및처리기술 영상인코딩 / 디코딩알고리즘영상데이터저장알고리즘영상데이터검색알고리즘영상처리기반화재인지알고리즘화재판단및경고알고리즘 지능형화재감시영상데이터속성기술분석 지능형화재감시영상데이터저장기술개발 지능형화재감시영상데이터처리기술개발 자동감시를위한영상저장및처리기술개발 영상관리시스템 무인산불관리서비스제공을기반으로한프로그램설계기술 무인산불관리서비스제공아키텍처설계다매체서비스제공방안수립가상현실, 증강현실등서비스설계효율적인산불정보제공방안수립 지능형화재자동감시서비스정의및관리프로그램개발 지능형자동화재감시서비스관리프로그램고도화 무인산불관리서비스제공을기반으로한프로그램개발 자동형화재감시용센서제조기술 지능형화재감시용센서제조기술정의및설계 지능형화재감시고성능센서제조기술개발 지능형화재감시고성능센서제조기술고도화 자동형화재감시용센서제조기술개발 영상관리시스템네트워크개발기술 트래픽기반 CDN 구축기술멀티캐스트기반전송기술 데이터관리시스템네트워크요소정의 영상데이터관리시스템네트워크주요구성요소기술개발 영상관리시스템네트워크개발기술개발

279 요약 중소기업형기술로드맵 U-City 구현을위한지능형환경모니터링시스템 개요 지능형대기환경감시시스템이란계획적및정규적으로대기환경정보를수집, 분석하여인간생활을위한최적대기환경조건을도출하는모델을정립하고, 현재대기상태에적합성여부에대한판단과부적합성해결에필요한정보를제공하는서비스임. 지능형대기환경감시기술은대기환경정보감지 (sensing) 기술, 감지한데이터수집및분석기술, 실시간정보제공기술로대분됨. 온도, 습도, 자외선 (UV: ultraviolet), 조도, 이산화탄소, 오존농도, 황사농도, 질소농도등을측정할수있는대기관측감지기및원격감시시스템, 감지기및감시시스템의위치를파악하는위치기반시스템, 이들시스템에서취득한감지및위치데이터를전송하는유 무선통신시스템및수집된정보를분석, 가공, 저장, 처리및제공하는종합상황관리시스템으로구성됨

280 중소기업통합기술로드맵 산업현황 산업계니즈는저가격화 (cost down), 고성능지능형대기환경감시시스템, 시스템통합지능형대기환경감시시스템적용증가, 많은감지기와관측장비로인한안정한시스템운용에대한요구가존재함. 지능형대기환경감시기술개발을통해초정밀대기환경데이터검출및초저원가상용화를목표로하고있으며이러한기술과관련된산업체지원필요함. 지능형대기환경감시시스템은유해가스및오존등의계측을포함한대기관측을위한감지기및카메라, 측정체의위치를확인하기위한위치기반시스템, 특정된데이터를유 무선통신설비를이용하여전송하는시스템및대기환경정보시스템으로구성할필요성이매우높음. 특수영상장비에사용하는카메라의렌즈, 각종감지기등의국산화를통해단가절감뿐아니라, 소싱기업다변화를통해수급불안정성해소가필요함. 시장분석 각국가들의대기환경에대한관심과환경보호에대한정책지원에힘입어환경센서모니터링시장은 2009~2014년에연간 5.2% 의성장이전망됨 - 환경센서및모니터링시장중가장큰규모를보이는시장은 Terrestrial( 지상, 육상 ) 분야로 2014년 34억달러규모가예상되며, 연평균 4.7% 의성장률이기대됨. - 국내대기환경모니터링시장규모는연평균 11.5% 의성장으로 2011년약 4,000 억원, 2015년에 7,100억원에달할것으로추정함. 구분 규모 년도 시장규모성장률 (%) (2011~2015) 국내 ( 억원 ) 4,067 4,678 5,377 6,184 7, 국외 ( 억달러 ) 중소기업참여정도만으로판단시, 수질평가센서네트워크, 수처리자율제어시스템, 광대역네트워크연동시스템영역에서중소기업연구개발지원필요성존재

281 요약 핵심요소기술및연구목표 구성요소 수질평가센서네트워크 핵심요소기술 데이터융햡기반클러스터링 / 계층구조방식기술 효율적쿼리처리용센서데이터베이스방식기술 고효율저전력플랫폼구축기술 종단간전송지연해결용 QoS/ 실시간측정모듈개발 기술요구사항 클러스터링 / 계층구조기술 센서데이터베이스통신기술 저전력무선플랫폼기술 QoS 실시간측정모듈개발 개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 스마트디바이스센서통신기술 센서노드간통신기술 무선통신단말플랫폼기술 종단간데이터전송기술 데이터융합클러스터링기술 효율적쿼리처리데이터관리기술 무선저전력관리기술 데이터전송지연 QoS 측정기술 데이터융합계층구조미들웨어기술 쿼리센서데이터통합관리기술 고효율미들웨어플랫폼구축기술 지연해결용 QoS 측정모듈기술 최종목표 데이터융합클러스터링 / 계층구조방식기술 쿼리처리센서데이터베이스방식기술 고효율저전력플랫폼기술 전송지연해결용 QoS 실시간측정모듈기술 센서노드를기반으로한전력관리기술 센서노드데이터통신기술 근거리센서노드통신기술 센서노드전송기술 노드미들웨어기술 센서노드기반전력관리기술 광대역통신인프라구축기술 중계노드무선통신기술 센서노드중계노드전송기술 중계노드간무선통신기술 무선통신데이터통합관리기술 광대역통신인프라구축기술 광대역네트워크연동시스템 BcN(Broadband Convergence Network) 기반네트워크구축기술 네트워크접근용이성강화무선이동통신기술 네트워크데이터연동구성기술을기반으로한시스템구축기술 다중접속망네트워크기술 다중디바이스무선통신기술 네트워크데이터연동기술 근거리무선통신기술 스마트디바이스무선통신기술 센서노드데이터전송기술 분산네트워크통신기술 근거리무선이동통신관리기술 센서데이터미들웨어처리기술 다중접속네트워크무선통신기술 무선이동통신데이터통합관리기술 데이터연동통합시스템구축기술 BcN 기반네트워크구축기술 접근성강화무선통신기술 센서데이터연동구성시스템구축기술 중소기업형기술로드맵

282 중소기업통합기술로드맵 도시지상지하시설물안전관리시스템 개요 지상지하시설물의지능화된관리를위해열악한환경을고려한저전력주컨트롤러, 지상지하모니터링용센서, 그리고센서데이터획득 / 처리기술의실용화를의미함. 센서노드의계측정보를관리센터로전송하고실시간데이터를이용하여종합적인데이터분석을통하여재난 재해등을사전에예방하고효율적관리를위한 U-city용스마트사회인프라기술임. 도시발전에따른도시기반시설물증가와이에따른관리체계가복잡다양화로도시내에서의인적재난으로인한피해액증가는물론도시시설물유지관리를위한비용과노력도기하급수적으로증가하고있음. 첨단도시시설물관리를위해서는시설물의환경적특성, 물리적특성그리고운영방식등에대한연구가선행되어야하고이를고려한시스템의개발이필요함. 산업현황 산업계니즈는도시시설물관리를통한대국민서비스확대, 센서네트워크기반관리서비스의개발, 통합관제기술개발의요구가존재함. 해외 U-City는자국인프라특성및환경에따라사업방향을설정하여추진하고있으며, 아시아지역은공공주도로국가경쟁력강화를위해, 북미유럽등선진국은민간참여에의한삶의질향상을추구하고있음. 도시지상 / 지하시설물안전관리기술은주요센서네트워크는국토 / 건설 /IT기술을포함하는 U-City 산업군에서적용가능한유망한서비스로지상 / 지하각시설별로특화된다수의응용서비스가융합되는기술분야이며새로운시장창출과기존산업의경쟁우위에설수있는산업임. 시장분석 건물자동화시스템시장내안전분야해외시장은 2011년약 53억달러규모에서 2014년약 59억달러규모로성장이예상되며, 연평균성장률은 3.5% 가될것으로기대됨. 국내 U-City 시장규모는 2010 년 57 조 3,000 억원에도달할것으로추정됨

283 요약 년도 시장규모 성장률 (%) 구분 (2011~2015) 규모 국외 ( 억달러 ) 중소기업참여정도만으로판단시, 시설물센서네트워크, 광대역네트워크연동시스템, 시설물관리시스템영역에서중소기업연구개발지원필요성존재 핵심요소기술및연구목표 구성요소핵심요소기술기술요구사항 데이터집중 / 융햡을위한클러스터링 / 계층구조기술 클러스터링 / 계층구조방식실시잔 DB 개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 클러스터링및계층구조방식실시간데이터베이스설계 실시간데이터베이스를이용한데이터융합기술개발 최종목표 클러스터링및계츨구조방식실기간데이터베이스 적은배터리소모와네트워크수명연장을위한플랫폼 / 저전력기술 소모전류 100mW 이하 노드별저전력요소기술설계 에너지하베스팅요소기술설계및저전력전원관리기술 다수의지상 / 지하센서노드와게이트웨이간연동시험 에너지하베스팅지원저전력노드플랫폼 데이터중심프로토콜개발기술 멀티센서데이터프로토콜지원 지상용 ( 교량, 터널, 도로안전시설 ) u-city 전용다수센서노드 H/W 및 S/W 개발및패키징설계 지하용 ( 공동구배관 ) u-city 전용다수센서노드 H/W 및 S/W 개발및패키징설계 u-city 용데이터프로토콜 시설물센서네트워크 컨텍스트용노드위치기반라우팅기술 오차범위 10m 이내 노드위치기반라우팅알고리즘설계, 정의 위치기반메쉬및계층라우팅프로토콜구현 광역공중망과의네트워크연동시험 위치기반네트워크알고리즘 센서네트워크게이트웨이구축기술 기존대비 10% 이상처리속도향상 게이트웨이하드웨어설계 게이트웨이하드웨어및소프트웨어개발 다수의지상 / 지하센서노드와게이트웨이간연동시험 u-city 용게이트웨이 시설물관리센서를통한네트워크구축기술 광력공중망연동지원 로컬망과광역공중망과의네트워크설계 광역공중망과의네트워크연동시험 광역망연동네트워크 센서노드기반네트워크구축기술 멀리센서노드지원 지상용 ( 교량, 터널, 도로안전시설 ) u-city 전용다수센서노드 H/W 및 S/W 개발및패키징설계 지하용 ( 공동구배관 ) u-city 전용다수센서노드 H/W 및 S/W 개발및패키징설계 u-city 용지상 / 지하센서노드패키지 시설물자체상황자동인지기술 500ms 이내추론 시설물상태에따른상황인지설계 시설물상태에따른상황인지개발 시설물상항인지기술 시설물관리시스템 중앙제어기반실시간센싱데이터기술 실시간모니터링지원 시설물별위치인지및중앙제어시스템구축 중앙제어시스템 신뢰성있는데이터전송및데이터의인증암호화를위한전송기술 데이터전송성공률 90% 이상 다수시설물센서노드용보안프레임워크설계 시설물센서노드용보안프레임워크

284 중소기업통합기술로드맵 구성요소핵심요소기술기술요구사항 개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 최종목표 무선통신신뢰성보장용보안기술 신뢰서 95% 이상 센서네트워크데이터관리프레임워크기술 지자체 U-City 관리시스템과의실시간연동테스트및안정화 신로성기반데이터관리프레임워크 시설물위치정보및관리요소기술 GIS 기반시스템 지상시설물별관리요소설계 지하시설물별관리요소설계 시설물별위치인지및중앙제어시스템구축 시설물관리기술 시설물보완및인증기반의시스템구축기술 5 종이상센노드지원 다수시설물센서노드용보안프레임워크설계 인증및접근제어가이드라인설계 지자체 U-City 관리시스템과의실시간연동테스트및안정화 시설물관리용보안인증기술 중소기업형기술로드맵 위치기반객체추정시스템 개요 위치기반객체추적시스템은이동통신망이나 GPS(Global Positioning System) 등을기반으로이동성이보장된기기를통해사물이나사람의위치정보를파악하여활용

285 요약 하기위한 LBS(Location Based Service) 의중심이되는시스템으로위치확인기술과위치추적기술을기반으로함. 위치추적기술은지정객체의연속적인위치를확인하는기술로서 TDOA( 두개의신호원으로부터도달되는시간차로위치를측위 ), AOA( 수신기로부터보내온신호의도래각을측정하여신호원을기준으로수신기로부터오는신호방향을찾아내어위치를결정 ), RF Fingerprint( 수신된신호를순간적으로스내핑하고데이터베이스와비교분석하여위치를측정 ), TOA( 신호원과수신기사이의전파도달시간을측정 ) 방식이있음. 사용자주변정보를찾는 GIS 기술과사용자주변정보를기준으로실질적인서비스를제공하는것이 LBS 임. 산업현황 산업계니즈는원칩화, 저가격화 (cost down) GPS 수신칩, 라이프스타일변화로새로운서비스요구증가, 통신사업자및포털업체와의제휴를통한연계서비스시장활성화가기대되고있음. GPS 기술은미사일유도를위한군사기술로개발되었으나, 1996년부터민간용으로이용이허용되고, GPS 수신칩의가격이 1달러로하락해원가상응부담을크게줄여가격이점차하락하고기술개발을통해소형화가진전됨. 주 5일근무제확산, 여가생활에대한니즈의증대로위치파악이나경로탐색등위치정보에대한고객니즈가증가됨. 특정위치 (POI) 를검색하기위해디지털지도를확인하는습관은더욱성숙해져인터넷을통한구글맵 / 어스 (Google Map/Earth) 서비스및매쉬업서비스가다수등장하면서일반인들의인지도가높아지고있음. 시장분석 전세계의위치기반서비스의시장규모는각국가들의이동통신기술발전에힘입어 2011년약 65억달러에서 2014년에는 172억달러로연평균 52% 성장률이전망됨. 국내시장규모는 2008년 4,569억원의규모로나타났으며, 2011년에는 1조 2,910억원규모로연평균 41.3% 높은성장률을전망함

286 중소기업통합기술로드맵 구분 규모 년도 시장규모 성장률 (%) (2010~2014) 국내 ( 억원 ) 국외 ( 억달러 ) 중소기업참여정도만으로판단시, 객체추정센서네트워크일부, 위치인식추적시스템, 위치정보관리시스템영역에서중소기업연구개발지원필요성존재 핵심요소기술및연구목표 구성요소핵심요소기술기술요구사항 객체추정위치정보제공기술 실시간정보제공 개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 TTFF 60 초이내 TTFF 30 초이내 TTFF 10 초이내 최종목표 TTFF 10 초이내 객체추정센서네트워크 노드위치정보전달기반시스템구축기술 노드하드웨어기반시스템구축기술 위치정보기반맞춤형정보전달기술 통신호환칩셋인터페이스규격준수 고정노드관리시스템구축 (100 개이상 ) 센서네트워크통신규격만족칩셋개발 ( 지그비, 블루투스, 와이파이, UWB) 이동 / 고정노드관리시스템구축 (100 개이상 ) 센서인터페이스규격준수 (IEEE 1451.*) 맞춤형노드관리시스템구축 ( 만개이상 ) 센서인터페이스규격준수 (IEEE 1451.*) 맞춤형노드관리시스템구축 ( 만개이상 ) RF 신호기반위치인식시스템구축기술 RF 신호분리기술 RF 신호특성 5단계이상분류 RF 신호특성 10 단계이상분류 RF 기반상호협력위치인식오류 1m 이내확보 RF 기반상호협력위치인식오류 1m 이내확보 위치인식추정시스템 GPS 기반위치추정기술 GPS 신호필터링기술 GPS 스마트디바이스기반위치인식오류 4m 이하정확도 GPS 외센서데이터퓨전기반위치인식오류 1m 이하정확도 GPS 외센서데이터퓨전기반위치인식오류 1m 이하정확도 객체추정위치정보관리요소기술 객체모델링 이동객체모델링 스트림데이터베이스구축 객체추정메모리최적화 객체추정메모리최적화 고효율위치정보관리기술 자기제어기술 프라이버시보호 / 설정 / 해제 / 예외프로토콜 프라이버시자기제어 프라이버시시공간설정제어 프라이버시시공간설정제어 개별사용자위치정보보안기술 인증설정보안기술 프라이버시선호도기반 / 맵기반개인위치보호선택기능 모바일플랫폼의위치프로파일링보안및인증선택기능 모바일플랫폼의위치프로파일링보안및인증선택기능 위치정보관리시스템 위치정보기반부가서비스개발기술 부가서비스개발 Where 2.0 개인화된서비스및 Community 수준이상서비스 SNS 연계서비스모델개발 모바일부가서비스상품화 모바일부가서비스상품화 객체위치정보모니터링기술 위치정밀도향상기술 실내외연속위치정밀도 4m 이하 실내외연속위치정밀도 3m 이하 실내외연속위치정밀도 3m 이하 위치정보관리시스템객체알람기능요소기술 맞춤형주기설정기술 고정주기객체위치알람기능 (1 회 /10 분 ) 이상 선택주기별객체위치알람 (1 회 /1 초 ) 이상 선택주기별객체위치알람 (1 회 /1 초 ) 이상

287 요약 중소기업형기술로드맵 11 로봇응용 창의교육을위한로봇서비스콘텐츠및교구재로봇 개요 로봇서비스콘텐츠및교구재로봇이란, 환경과상황의실시간인지및적응하는지능기술, 감지센서를이용한감지기술, 인간과로봇의상호작용이가능하게하는휴먼인터페이스, 대상물을조작하여이동하게하는기구제어기술등을조합하여로봇콘텐츠를손쉽게개발할수있는시뮬레이터와모터, 센서및전자부품들을이용해로봇을자가제작할수있는도구들이포함된로봇교육용팩키지툴임. 로봇창의교육을위해단순조립성을탈피하여센서, 전자, 기계, 컴퓨터기술에대한기초기술의습득, 논리적이고과학적인문제해결능력및새로운결과를얻어낼수있는능력배양이필요

288 중소기업통합기술로드맵 현재국내는사교육및방과후특기적성교육에서로봇이활용되고있고, 수십개의로봇대회들이활동중이며국내시장규모는약 1,300억원 ( 출처 : 지경부 로봇기본계획안 ) 으로추정되며해마다증가하는추세 산업현황 로봇교육은방과후수업이나특정과목의일부내용으로이루어지는경우가많은데, 로봇에대한대략적인설명은이루어질수있겠으나학생들이로봇을만져서직접해볼수있을정도의시간으로는짧음. 로봇플랫폼개발과아울러로봇서비스콘텐츠산업발전의디딤돌역할을기대 로봇실용화단계에서사용자에게필요한콘텐츠가지속적인확장및호환을위해서는표준화된개발환경이조성되어야함. 사용자수준에서의맞춤로봇개발환경으로로봇콘텐츠의 UCC 활성화가능 시장분석 세계전문서비스로봇시장은 2009년약 40.1억달러의시장규모를형성하고있는것으로나타났으며, 연평균 6% 성장하여 2014년에는약 53.6억달러의시장을형성할것으로전망 전문서비스로봇의세부분야별시장을살펴보면, Whole robots 시장은 2009년약 19.5억달러에서연평균 5.6% 성장하여 2014년약 25.6억달러의시장으로확대가예상되며, Robot Software 시장은 2011년약 4.3억달러의시장규모에서약 0.16배증가하여 2014년에는약 5.3억달러의시장을형성할것으로조사됨. 전문서비스로봇의시장보고서를활용하여창의교육을위한로봇서비스콘텐츠및교구재로봇의시장을추정해보면, 향후 3년동안은약 6% 대성장이예상되며, 향후소프트웨어를중심으로한콘텐츠개발이선행될때시장발전가능성이높아질것으로판단됨

289 요약 출처 : BCC Research , Robotics: Technologies and Global Markets 전문서비스로봇의시장보고서를활용하여창의교육을위한로봇서비스콘텐츠및교구재로봇의시장을추정해보면, 향후 3년동안은약 6% 대성장이예상되며, 향후소프트웨어를중심으로한콘텐츠개발이선행될때시장발전가능성이높아질것으로판단됨. 핵심요소기술및연구목표 구성요소핵심요소기술기술요구사항 로봇용센서 로봇용콘텐츠 로봇키트 물체, 촉각, 비전인식기술 자율주행을위한로봇용센서모듈개발기술 저가다축각속도 / 가속도센서기술 네트워크연계로봇콘텐츠기술 로봇플랫폼경로추적 / 제어용콘텐츠기술 단위공작물키트화조립제작기술 실시간처리기술저가, 저전력모듈기술 동적환경의적응성능기술외부조건에강인한신뢰성 저가형, 정밀성, 신뢰성 우수한이식성및사용자편리성제공 동적환경의적응성능기술외부조건에강인한신뢰성 조립체결성, 외부충격에강한제작기술 개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 실시간처리가가능한인지적 / 범주적기법을이용한 3 차원물체및사람인식센서기술개발 실내동적환경에서거리와비전정보를제공할수있는센서개발 저가형가속도 1. 5g, 각속도 ±100deg/sec 저가형가속도 2g, 각속도 ±150deg/sec 네트워크연계서비스콘텐츠통합환경기술개발 실내정적환경에서경로추적및제어용콘텐츠개발 모바일타입이동성및다축조립이가능한다기능로봇키트화제작도구 고속저전력소형저가의일체형 3 차원센싱기술개발 저가형실 / 내외자율주행센서모듈기술개발 저가형가속도 3g, 각속도 ±320deg/sec 맞춤형네트워크기반서비스콘텐츠통합환경기술 실내동적환경에서경로추적및제어용콘텐츠개발 보행타입이동성및다축조립이가능한다기능로봇키트화제작도구 최종목표 실시간처리가가능한저전력, 저가의고신뢰성인식센서 동적환경에적용가능한저가의주행센서 고정밀성이보장된저가의센서 이식성능이우수한사용자기반서비스콘텐츠기술개발 동적환경의고신뢰성이보장된경로추적기술 경량의다양한공작물조립이가능한키트제작기술 로봇용제어모듈 로봇동작제어모듈개발기술 다양한기구적특성반영실시간성보장 KeyFrame 을통한동작생성및제어기술 Teaching 을통한동작생성및제어기술 3D 센서를통한실시간동작생성및제어기술 실시간성이보장된동작생성기술

290 중소기업통합기술로드맵 중소기업형기술로드맵 초등교육도우미로봇 개요 초등교육도우미로봇은유치원및초등학교에서로봇을이용하여여러가지교과목을인터렉티브하게교육함으로써공부에흥미와재미를부여할수있는로봇임. 로봇의교육적활용을위해요구되는서비스콘텐츠는어학학습지원, 수업시연및관리, 과제관리, 원격수업참여, 교육적놀이지원서비스가가능한교사학습지원콘텐츠, 학급운영, 생활지도, 교실관리및보건기능이가능한생활지도지원콘텐츠및특수아동의개별특성에따른특수교육지원콘텐츠로구분됨. 인지기능을통한다양한교육서비스콘텐츠의확대가가능함. 특히비전기술의향상으로학습자개인을인식하고 DB를통해학습자의교육지도및성취도를기록하고지능적인측면의콘텐츠를적용해흥미유발과애착성을가지게함으로써학습의효과를높일수있음. 산업현황 학생들이수업시간에입력하는모든정보가로봇에입력돼학생개개인의이해도나학습과정을파악하고그에맞는실시간피드백과 1대 1 맞춤지도가필요함

291 요약 현장에필요한다양한교육콘텐츠를구성하기용이해수준별맞춤식교육프로그램구성이가능하며, 네트워크로봇서비스콘텐츠등을이용한쌍방향교육을통해정보공유, 흥미유발효과를기대할수있음. 교육의중심인학교에서즐겁고재미있게배울수있는환경을조성해학생들의흥미유발과집중력을높일필요가있음. 사교육의증가로인해학생들이학교에서배우는학습에대한흥미와집중력이떨어져교육콘텐츠의확대와교육방식의다변화를위한매개체가요구됨. 시장분석 교육기기용보조장치시장에따르면 2009년약 6.2억달러에서 2014년약 6.9억달러로연평균 (CAGR) 2.1% 의완만한성장이예상되고있음 초등교육도우미용로봇시장이향후성장함에따라교육기기용보조장치시장의상당수를대체할것으로판단되며, 하드웨어적인로봇분야의시장성장과병행하여관련콘텐츠를포함한소트트웨어의성장이필요할것으로판단됨 BCC Research에서발행된보고서내가전로봇시장에따르면소프트웨어는 2009 년 4,700만달러에서 2014년 6,000만달러로연평균 5.0% 성장이예상되고있으며, 가전용로봇의약 20% 수준의시장을형성하고있는것으로나타남 초등교육도우미용로봇시장의핵심은로봇시장중소프트웨어이며, 현재우리나라의경우정보서비스기술, 영상스트리밍, 임베디드소프트웨어, 미들웨어및네트워크기술, 차세대 PC 기술등관련인프라및하드웨어기술은상당한수준까지발전하였지만, 로봇용소프트웨어시장에서는추가적인기술적진보와혁신이필요할것으로분석됨

292 중소기업통합기술로드맵 핵심요소기술및연구목표 구성요소 핵심요소기술 기술요구사항 개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 최종목표 학습자의사기반제스처 / 음성 / 터치인식기술 센서인식의신뢰성보장실시간처리기술 학습자간쌍방향커뮤니케이션이가능한제스처및터치입력기반인터페이스기술개발 실시간음성을통한학습자간쌍방향커뮤니케이션구현기술 신룅성, 실시간성이보장된센서 로봇용콘텐츠 소스모듈화를이용한자율기반화콘텐츠기술 다양한학습환경적용및자율콘텐츠제공기술 학습콘텐츠의분류및상황에맞는콘텐츠추출기술 학습콘텐츠들의융합및학습주도가가능한자율기반콘텐츠제공기술 콘텐츠융합이가능한자율기반화콘텐츠기술 인지된신호처리기능이내제된디스플레이콘텐츠기반기술 디스플레이의실시간성학습이해력향상이가능한편의성제공 학습자간상호작용에따른데이터기반콘텐츠디스플레이기술 학습자간, 학습자와로봇간상호작용에따른데이터기반콘텐츠디스플레이기술 저전력, 경량의디스플레이환경기술 로봇용제어모듈 실험보조장치기반양팔제어기술 모듈제어의편리성, 신뢰성보장 학습자의학습보조용으로로봇팔을제어하기위한실험보조장치기반제어모듈 학습자의제스처를모방하거나로봇의의사표현을전달하기위한양팔제어모듈 모듈및제어성능이보장된양팔실험장치 로봇용플랫폼 중저가휴머노이드플랫폼기술 경량및모듈화기술외부충격에강한체결기술 모바일 2 축팔을갖는저가형플랫폼 모바일 3 축팔을갖는저가형플랫폼 경량의모듈화된제조기술 로봇용센서 공간인식센서제조기술 위치인식 / 자율주행용센서제조기술 소형, 저가의제조기술 외부환경에강인한신뢰성소형, 경량의모듈화기술 외부센서를통한주변환경인식기술 외부센서를통한위치인식및자율주행기술 내부센서를통한주변환경인식기술 내부센서를통한위치인식및자율주행기술 외부환경에강인한소형공간인식센서 로봇내부에장착이용이한모듈형제조기술 중소기업형기술로드맵

293 요약 실버용헬스케어도우미로봇 개요 실버용헬스케어도우미로봇이란하지근력이저하된노약자의보행보조, 독거노인케어를위한촉감전달원격진료등의육체적지원과노인의인지능력향상을돕는정신적, 정보적지원등이가능한실버용감성도우미로봇을일컬음. 고령화사회에서독거노인의증가로인해노인의활동상황또는위급상황을알겨주는신체정보제공, 일정, 식사, 투약등의기능을지원하는생활스케줄관리, 날씨, 방문자, 지역, 방송, 연락처정보등을제공하는생활정보제공기능등이필요함. 전문서비스로봇분야는지난 5년간세계적으로평균 230% 이상성장하고있는분야이고, 특히의료및실버로봇분야는고부가가치산업으로특화되고있는품목임. 산업현황 현재우리나라는 65세이상인구비중이 7% 이상인고령화사회로 2019년에는그비중이 14% 이상인고령사회, 2026년에는그비중이 20% 이상인초고령사회에진입할전망 노년인구의증가와함께유년인구의감소로고령화가빠르게진전됨에따라고령인구에대한부양부담이큼. 질병예방과조기진단, 건강의유지및증진을위한맞춤형개인건강관리를위한높은수준의개인용또는가정용기기의수요급증이예상됨. 삶의질을추구하는트렌드로인해 치료에서예방, 보다나은건강추구 등의소비자수요가예상됨. 고령화사회로접어들면서일상생활에서자신의건강을체크하고예방할수있는건강관리시스템에대한관심이증가됨. 현재국내지능형로봇산업중제조업용로봇분야는로봇시스템기술에대한경쟁력을확보하였고, 세계최고수준의 IT 및생산기술을보유하고있으며지능형서비스로봇의기반기술력을보유하고있으나, 의료로봇과같이특수용로봇대한원천기술력이미약하고, 의료로봇의해외의존도가높아기술경쟁력이부족함

294 중소기업통합기술로드맵 시장분석 노인진료기술시장은 2009년약 24억달러에서 2014년약 37억달러로연평균 (CAGR) 8.7% 성장이예상되고있음 - 관련세부시장중안전모니터링시장이원격진료시장보다더큰시장규모를형성하고있는것으로나타났으며, 성장률관점으로살펴보면안전모니터링시장이 8.2%, 원격진료시장이 11.2% 인것으로파악됨 [ 노인진료기술시장전망 ] 로봇기술세계시장보고서내의료용전문서비스로봇의시장은 2009년 27억달러에서 2014년약 37억달러로 5년의기간동안약 1.4배증가할것으로예상됨 현시점의실버용헬스케어도우미로봇의시장은의료용전문서비스로봇시장보다작을것으로예상되나, 향후지속적인성장을통하여노인진료기술시장의상당부분을대체할것으로판단됨 [ 의료용전문서비스로봇시장전망 ]

295 요약 핵심요소기술및연구목표 구성요소 로봇용센서 로봇용제어모듈 로봇용콘텐츠 로봇용구동기 핵심요소기술 스마트센서네트워크융합기반응급상황실시간모니터링기술 동작감지센서개발기술 고안전성서보제어기술 휠기반보행보조로봇제어모듈개발 음성 / 감성표현알고리즘설계기술 원격학습프로그램구현콘텐츠제작기술 유 / 무선통신프로토콜기반로봇구동기술생체정보수집 / 전송용프로토콜적용기술음성인식기반구동명령전달기술 기술요구사항 네트워크신뢰성실시간모니터링처리기술 동작분석의정확성행동패턴감지성능기술 저전력, 경량의안정성기술 저전력다축제어모듈기술 신속한표현생성기술 학습콘텐츠정보제공및갱신기술 소형, 저가의모듈화기술 생체정보의분석기술 음성인식기술 개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 스마트센서네트워크융합기반의노인행동모니터링기술 원거리모니터링을통한노인의동작감지센서기술 휠기반원격지에서오차범위 ±30cm 이내의서보제어기술 휠기반원격지에서오차범위 ±20cm 이내의서보제어기술 단방향 (Bi-directional) 이동성능이보장된제어모듈개발 정해진대화형성인식및감성표현알고리즘기술 치매예방을위한인지력향상용게임콘텐츠기술 블루투스또는시리얼통신기반로봇구동기술 외부센서를통한실시간생체정보수집및전송기술 음성을통한이동및조작명령, 콘텐츠활용전달기술 데이터기반행동패턴의응급상황예측인지기술 노인의동작감지및커뮤니케이션및행동패턴을분석할수있는기술 휠기반원격지에서오차범위 ±10cm 이내의서보제어기술 전방향 (omni-directi onal) 이동성능이보장된제어모듈개발확장된명령수행및감성표현이가능한알고리즘개발기술 정보제공및공유가가능한학습콘텐츠기술 외부제어모듈을이용한무선네트워크로봇구동기술내부센서를통한실시간생체정보수집및전송기술 최종목표 이동성이보장된일체형모니터링기술 원거리행동패턴분석이가능한동작감지센서 예외상황에대처가유연한서보제어기 전방향이동이가능한휠베이스제어기술인간과로봇의상호작용및확장성이보장된알고리즘기술노인인지력향상및정보공유가가능한학습콘텐츠제공기술 일체화된저가의통신기술 모듈화된실시간생체정보분석기모듈화, 콘텐츠활용이가능한음성대화기술 중소기업형기술로드맵

296 중소기업통합기술로드맵 연구용다관절로봇플랫폼 개요 연구용다관절로봇플랫폼이란산업용로봇을제외한대학및연구소에서기구학, 동역학제어, 센서기반의음성및비전처리, 지능구현등을연구할수있고실내환경에적합한이동성, 조작성을갖는휴머노이드로봇임. 휴머노이드로봇은기본적으로다관절매니플레이터를갖고있으며이동수단에따라사람처럼다리를이용해서걷는보행로봇과자동차처럼바퀴를이용해서움직이는휠베이스로봇으로구분됨. 다관절로봇의동작을제어하기위해서는높은기술수준이필요하기때문에학교나연구소에서주로연구되고있지만제작비용이고가이기때문에학교나연구소가자체제작이쉽지않아원활히연구를진행할수있는저가의플랫폼시장이요구됨. 산업현황 산업경제적인측면에서휴머노이드로봇시장의확대에따른국가경쟁력확보차원에서장기적인안목의투자가필요함. 로봇산업은기술적파급효과가큰첨단기술복합체로분류되며, 향후자동차산업규모이상의성장잠재력을가진미래유망산업으로성장시키는게필요함. 다관절로봇플랫폼은제작비용이많이소모되어일반학교나연구소에서자체제작이쉽지않음. 최근로봇산업이확대됨에따라국내학교나연구소에서로봇기술연구가활발히진행되고있으나실험을위한로봇플랫폼이부족한실정임. 시장분석 전문서비스로봇시장내연구용단관절로봇플랫폼의상위시장을살펴보면, 시장규모가가장큰분야는연구개발로봇용시장으로서 2009년약 4억달러에서 2014년약 4.5억달러로연평균 (CAGR) 1.9% 의완만한성장이예상되고있음 - 실험실용로봇의경우는 5년의기간동안 5.3% 성장하여 2014년약 3.8억달러의시장을형성할것으로보임

297 요약 연구용다관절로봇의주요부품인엑추에이터시장은 2011년약 124억달러의시장을형성하고있으며, 연평균 15.4% 의성장이예상됨 - 스마트센서시장은 2009년약 9.4억달러에서 2014년약 14.2억달러로동기간동안약 1.5배증가할것으로기대됨 연구용다관절로봇플랫폼시장이신생분야임에도불구하고엑추에이터, 센서등관련주요부품의기술적가능성은열려있기때문에, 시장창출및사업모델다양화등에노력한다면동분야의성장가능성은커질것이라고전망됨 [ 스마트자재세계시장전망 ] 핵심요소기술및연구목표 구성요소핵심요소기술기술요구사항 개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 최종목표 모션센서제조기술 동작감지기술 Keyframe 또는 Teaching 에의한모션생성기술 3D 센서기반의 3 차원실시간모션캡쳐기술 다양한환경에신뢰성이보장된모션센서 장애물탐지센서제조기술 실시간성이보장된장애물탐지기술 정적환경에서거리와비전정보를이용한위치추정및장애물탐지기술 동적환경에서거리와비전정보를이용한위치추정및장애물탐지기술 다수의동적장애물이있는환경에서거리와비전정보를이용한위치추정및장애물탐지기술 동적인장애물감지가가능한센서 로봇용센서 센서융합공간인식기술 저가, 모듈형융합기술 위치추정용센서융합에의한위치추정기술 장애물인식, 회피및지도작성용저가형거리센서를통한위치인식시스템개발 모듈화된공간인식용센서융합시스템및소프트웨어인터페이스개발 저가, 모듈형공간인식기술 힘 / 토크 / 촉각센싱기술 소형이며정밀성이보장된모듈화기술 3 축힘 / 토크측정용센서, ±10Nm 정밀도 6 축힘 / 토크측정용센서, ±1Nm 정밀도 6 축힘 / 토크측정용센서, ±0.5Nm 고정밀도 경량의고신뢰성이보장된힘센서

298 중소기업통합기술로드맵 구성요소핵심요소기술기술요구사항 개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 최종목표 로봇용 S/W Virtual Reality 기반로봇및환경모델링기술 표준플랫폼기반로봇시험및성능평가기술 사용자기반의편의성제공기술 고신뢰성성능평가기술 Kinematic&Dynamic 환경모델링이가능한기술, 실시간모션생성기술 주행및센서성능평가, 지능로봇구현을위한 H/W 및 S/W 표준화및모듈화기반기술 가상환경모델링기술확보 신뢰성있는로봇플랫폼평가기술 로봇용 H/W 로봇 H/W 플랫폼개발지원도구개발 로봇용저가경량고강성외관설계기술 요구사항에따른유연한설계변경기술 경량, 고강성의외관설계기술 3D 기반로봇기구설계및모델링개발도구 프로토타입용고강성저가의외관설계및가공기술 신속하고정확한설계기술 디자인기반의경량화기술 로봇그리퍼제조기술 경량, 정밀조작이가능한제어기술 파지력 1kg 이상의그리퍼기술 파지력 2kg 이상의그리퍼기술 다양한사물의파지가가능한로봇그리퍼제작기술 로봇용구동기 고출력고신뢰성구동모듈제조기술 소형, 경량의구동모듈기술 500g 미만중량의 100W 급고출력 DC/BLDC 모터제조기술 400g 미만중량의 200W 급고출력 DC/BLDC 모터제조기술 소형, 경량의구동기제조기술 경량고감속비특성의감속기제조기술 소형, 경량의정밀성 감속비 100:1 이상, 400g 미만중량의모듈형감속기, 제조기술 감속비 300:1 이상, 300g 미만중량의모듈형감속기, 제조기술 소형, 경량의감속기제조기술 중소기업형기술로드맵

299 요약 12 고부가식품 농림수산물소재건강기능식품 개요 농산물을소재로하는건강기능식품이라함은기능성원료로개별인정받은농산물을이용하여건강기능제품으로제조공정을인정받은제품을의미함. - 농림수산물소재건강기능식품중대기업이점유하고있는홍삼및인삼소재제품은제외하기로함 농림수산물을소재로제조한건강기능식품은기억력개선, 혈행개선, 간건강개선, 체지방감소, 혈당조절등기능성성격에따라제품을분류할수있음. 산업현황 산업계니즈는고부가식품산업성장을위한인프라구축, 저비용, 건강기능식품범위확대및기능성소재정보데이터베이스구축등으로요약됨. 외국은현행우리나라보다폭넓은 기능성식품 개념을적용 운영하고있음. 우리나라는일본의 보건기능식품 에해당하는식품만을 건강기능식품 으로인정하고있음. 현재국내산농림수산물의기능성소재에대한종합적인정보제공기능이미흡하여기능성식품제조에관심이있는기업의요구를충족시키지못하고있음. 시장분석 항노화소재시장은 2009년약 39억달러에서 2014년약 54억달러규모로성장할것으로예상되며, 연평균 (CAGR) 성장률은 6.7% 일것으로조사됨. - 항노화소재시장중시장규모가가장큰항목은제약원재료분야인것으로나타났으며, 허브추출항목이가장성장폭이큰항목인것으로나타남. 관절및뼈케어시장은 2009년약 145억달러에서 2014년약 209억달러로성장하는것으로나타남. 항노화제품시장보고서에수록된건강유지시장을살펴보면 2014년약 172억달러를달성할것으로예상하며매년 7.9% 로성장할것으로분석함

300 중소기업통합기술로드맵 핵심요소기술및연구목표 구성요소핵심요소기술기술요구사항 개발목표 1 차년 2 차년 3 차년 최종목표 항노화관련소재 효소처리후유산균에의한발효로총폴리페놀함량잉증가한흑마늘을이용한식품개발기술 천연물에서의항노화관련물질의추출기술 항노화기능성물질함유량증진기술 항노화기능성물질추출기술향상 유용성분변환기술 / 효능검증 신소재추출기술 / 효능검증 시제품생산 제형안정성 / 시제품생산 제품상용화 기능성성분증진 제품상용화 관절염관련소재 관절염관련염증및파골세포분화억제기전규명연구기술 관절염억제관련물질규명 유용성검증 / 안정성검증 소재제형화 건강기능식품개별인정원료획득 항산화관련지질과산화억제기술 관절염관련산화억제소재개발 유용성검증 / 안정성검증 소재제형화 건강기능식품개별인정원료획득 항산화및항암관련소재 항암작용물질의세포증식억제효능측정기술 항암기능성물질유용성평가기준 항암소재유용성 / 안정성기준 신소재품질평가기준확립 항암물질의작용기전과구조규명기술 항암기능성물질제품화 유용성검증 / 안정성검증 소재제형화 / 제형안정성 소재제형화 항비만및대사성질환관련소재 비만지표의표준화프로토콜개발및측정 / 분석기술개발기술 항비만소재의체내메커니즘이해 항비만소재유용성 / 안정성기준 건강기능성소재품질평가기준확립 피부관련소재 피부질환개선효능물질의개발및치료효과기술 식품응용기술 동물시험기능성평가 인체적용시험 기준규격설정및개별인정허가 건강기능식품개별인정원료획득 중소기업형기술로드맵

301 요약 미생물소재건강기능식품 개요 미생물을소재로하는건강기능식품이라함은기능성원료로개별인정받은미생물이용소재를활용한건강기능제품으로제조공정을인정받은제품을의미함. 미생물을소재로제조한건강기능식품은미생물을활용한기능성에대하여기준및규격이정해진고시형또는개별적으로인정을받는개별인정형원료및제품으로분류할수있음. 산업현황 산업계니즈는기존과차별화된신규기능성원료, 안정성확보등으로요약됨. 최근발효미생물을이용한개별인정형원료개발이활발하게이루어지고있고, 식약청으로부터개별인정을획득한성과가나타나고있는만큼중소기업의경우개별인정을통한차별화된신규소재를개발하고이를현재판매유통을갖고있는기업과협력하여제품화하고원료로판매하는것이성공가능성이높은것으로판단함. 그러나개별인정형기능성원료를개발하기위해서는동물시험과인체적용시험을통한과학적, 객관적자료가반드시요구되기때문에많은비용과시간이소요되므로시장의요구에맞는유망기능성과관련된소재개발및협력연구등이필요함. 시장분석 미생물소재건강기능식품이포함된발효제품시장은 2010년약 31억달러에서 2014 년약 43억달러로연평균 (CAGR) 8.8% 성장할것으로예상됨 또한, 최근위염및위궤양치료에관심이급증하여비피더스균을이용한제품생산이활발히이뤄지고있으며대장암과아토피에효과가입증되어비피더스균이사용된요구르트와영유아식품의소비량이증가할것으로예상됨

302 중소기업통합기술로드맵 핵심요소기술및연구목표 구성요소핵심요소기술기술요구사항 개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 최종목표 비피더스균 유산균발효유내함유된비피더스균을활용한항알레르기식품개발기술 면역력증강및장내유해균에강한프로바이오틱스개발기술 항알레르기기눙성 ( 특허 ) 균주보유 면역증강기능성 ( 특허 ) 균주보유 동물시험기능성평가 동물시험기능성평가 인체적용시험 인체적용시험 기준규격설정및개별인정허가 기준규격설정및개별인정허가 건강기능식품개별인정원료획득 건강기능식품개별인정원료획득 유산균발효에의한톳 (Hizikia fusiforme) 추출액의항산화및항염증활성증가시키는제품개발기술 톳추출및배양기술 동물시험기능성평가 인체적용시험 기준규격설정및개별인정허가 건강기능식품개별인정원료획득 유산균 유산균을접종한콩을이용한장기능활성식품개발기술 유산균고농도배양기술, 제형 ( 품 ) 화기술 동물시험기능성평가 인체적용시험 기준규격설정및개별인정허가 건강기능식품개별인정원료획득 유산균장내전달기술 제형안정화기술 제형안정성 test 시제품생산 제품상용화 제품상용화 기타 유산균및비피더스균을제외한프로바이오틱스활용제품개발기술 식품응용기술 동물시험기능성평가 인체적용시험 기준규격설정및개별인정허가 건강기능식품개별인정원료획득 기타프로바이오틱스안정화기술및인체전달기술 제형안정화기술 제형안정성 test 시제품생산제품상용화제품상용화 중소기업형기술로드맵

303 요약 특수용도및맞춤형식품 개요 특수용도식품은영 유아, 병약자, 노약자, 비만자또는임산 수유부등특별한영양관리가필요한특정대상을위하여식품과영양소를배합하는등의방법으로제조 가공한영아용조제식, 성장기용조제식, 영 유아용곡류조제식, 기타영 유아식, 특수의료용도등식품, 체중조절용조제식품, 임산 수유부용식품을의미함. 특수용도및맞춤형식품의분류는식품공전에서의특수의료용식품분류를참조하였으며, 환자용균형영양식, 당뇨환자용식품, 신장질환자용식품, 장질환자용가수분해식품, 열량및영양공급용의료용도식품, 영 유아용특수조제식품, 연하곤란환자용점도증진식품을포함. 산업현황 산업계니즈는질환별맞춤형, 다양한제형, 품질수준기준등으로요약됨. 입원환자들에대한상업용치료식은 2006년식대보험급여가시행되면서입원식대에대한환자의부담이대폭경감되어그사용량이확대되었음. 현재시중에서판매되고있는제품들은특수질환자의의학적, 영양학적특성을고려한제품이극히일부나와있거나수입제품에의존하고있음. 식사대용및영양간식으로섭취되고있는특수의료용도식품경우에는현재액상타입으로획일화되어있어, 환자및노약자들의질환특성, 신체특성, 기호, 식습관이고려되지않은것임. 시장분석 특수용도및맞춤형식품중가장큰규모의시장을형성하고있는다이어트식품시장은연평균 (CAGR) 10.8% 의성장률을보이며, 2014년에약 2,159억달러시장규모가될것으로분석됨. 또한, 특수용도및맞춤형식품에첨가되는영양보조화학제시장은 2010년에약 173억달러에서연평균 (CAGR) 5.5% 로성장하여 2014년약 215억달러의시장규모를가질것으로추정됨

304 중소기업통합기술로드맵 핵심요소기술및연구목표 구성요소핵심요소기술기술요구사항 개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 최종목표 특수용도식품 위장환자식이중통증제어및식품의흡수율을높일수있는영양식품기술 위장장애개선물질추출기술 식품가공기술 항노화기능성물질추출기술향상 소재혼용가공 신소재추출기술 / 효능검증 효능검증 / 시제품생산 제형안정성 제품상용화제품상용화 기능성소재획득 컴퓨터 data 활용기술을이용한개인특성에맞는식이조절식품개발기술 질환별맞춤식품군개발및제품화 질환군별맞춤식품군개발 / 효능검증 시제품생산제품상용화제품상용화 고령자맞춤형식품 / 식단제조기술 고령자맞춤형식품 효능검증 / 시제품생산 제품상용화제품상용화 맞춤형식품 개인별유전자맞춤형식품개발및제조기술 유전자지도와관련질환 DB 및제품화 유전자군별맞춤식품군개발 시제품생산제품상용화제품상용화 기존유동식에 closed system 을이용하여균형식제조기술 식품제형화및가공기술 품질안정성테스트 / 시제품생산 제품상용화 제품상용화 영양소를강화하여소화기능을높인분말형태의균형식제조기술 식품제형화및소재안정화 제형안정성테스트 / 효능검증 시제품생산제품상용화제품상용화 중소기업형기술로드맵

305 요약 기타기능성식품 개요 기타기능성식품이란건강기능식품으로허가받지않은식품으로건강기능식품으로서의기준및규격이정해져있지않고, 식품의약품안전청으로부터개별인정기능성원료나제품으로허가되지않은건강지향형일반식품유형에해당함. 건강기능식품과같이객관적, 과학적으로기능성이입증되거나기능성분또는지표성분이명확하지는않다고하여도동의보감이나민간요법등전통적으로사용되어진원료를사용하거나안전성이확보되어있고기능성에관한객관적근거가있는단일원료또는복합원료인일반식품원료를사용하여, 원료 ( 원물 ) 자체 ( 야채류, 과일류, 한방재료, 산야초등 ) 와병이나파우치와같은음료제품, 분말제품, 환제품형태로가공된건강지향형식품을포함. 산업현황 산업계니즈는유효성분표준화, 과학화를통한품질관리및친환경등으로요약됨. 야채류, 과일류, 산약초등천연원료의경우산지별, 수확시기별, 제품화공정과정별유효성분함량이달라져일정한품질의제품생산이어려움. 따라서이를관리할수있는지표를설정하여규격화하고표준화하여제품의품질을일정하게유지하는것이필요함. 건강식품구입에관한소비자실태조사결과에따르면소비자는건강식품선택시신뢰성있는제품, 브랜드를선택하는성향을보임. 따라서신뢰성있는판매유통이나브랜드화하여소비자신뢰를확보하는것이필요함 농약의사용, 대기환경의오염등산업이발달해갈수록농작물에대한환경오염의피해가심해지고있기때문에소비자는친환경식품이나유기농식품을선호하고있음

306 중소기업통합기술로드맵 시장분석 기능성식품시장은 2011년약 253억달러에서 2014년약 293억달러로확대될것으로보이며연평균성장률 (CAGR) 4.9% 를기록할것으로전망됨. 이에따라기능성식품에사용되는소재유용성미생물제제 (EM제제), 천연추출물, 기능성소재개발에많은연구가이뤄지고있으며소재시장규모의확대가예상됨. 기능성식품관련소재시장을살펴보면 2010년에약 173억달러에서 2014년약 215 억달러의시장규모를가질것으로예상되며연평균성장률 (CAGR) 은 5.5% 인것으로분석됨. 핵심요소기술및연구목표 구성요소핵심요소기술기술요구사항 개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 최종목표 가축사료에 EM 제제의첨가로면역기능활성및육질개선기술 가축사료적합 EM 제제개발, 가축면역기능활성증강, 육질질개선효과 사료용 EM 제제개발 가축의면역활성증강및육질개선효과검정 산업화, 상용화 가축의면역기능활성및육질개선을위한 EM 제제첨가가축사료개발 유용성미생물제제 친환경생물제제제조기술 발효숙성을통한기능성소재생산성향상기술 친환경생물의선발, 생물제제제조및응용기술 특정기능발휘균주선발, 발효숙성과정대사산물검증, 건강기능성입증 용도별친환경생물선발 특정기능균주선발 생물제제제조및응용기술개발 발효숙성과정에서대사산물검정 산업적생산및상용화 건강기능성입증및제품개발 친환경생물제제의개발및산업화 대두발효건강기능식품개발및상품화 유용성미생물발효분말을이용한항산화식품개발기술 선발및대량발효기술, 발효생균분말제조기술 유용미생물선발및대량발효기술개발 발효생균분말제조기술개발 항산화성입증및제품개발 유용성미생물발효분말및그것을이용한항산화기능성식품개발 기능성소재 기능성바이오플라스틱, 바이오섬유, 바이오포장재생산기술 바이오플라스틱, 바이오섬유, 바이오포장재소재탐색및선발, 시제품생산기술, 제품의기능성측정및입증 관련바이오소재탐색및선발 시제품의기능성측정및입증 제품대량생산기술개발및상용화 기능성바이오플라스틱, 바이오섬유, 바이오포장재생산기술개발

307 요약 중소기업형기술로드맵 전통발효식품 개요 전통발효식품은농산물 ( 곡류, 채소류, 과실류 ), 축산물 ( 육류, 우유등 ), 수산물과같은농축수산물을원료로곰팡이, 효모, 세균, 효소등이작용하여분해과정을거치면서맛과향기성분그리고미량성분이생성된형태의식품중에서예전부터전통적으로전래되어온우리나라고유의발효식품을총칭함 전통발효식품은일반적으로채소절임을이용한김치류, 두류를이용한장류, 곡물이나과실류를이용한전통주및식초류, 수산물을이용한젓갈류등을포함. 산업현황 산업계니즈는제조공정개선을통한안정성확보및비용절감을통한산업경쟁력강화, 품질표준화등으로요약됨. 김치와전통방식에의해생산되는장류의경우생산자동화가거의이루어지지못해구조적으로비용상승요인을안고있음

308 중소기업통합기술로드맵 전통방식에의해중소기업에서제조하는김치, 장류, 식초, 전통주등은대기업에비해위생측면에서열악함. 소비자들의이들전통식품위생문제에대해높은우려를지니고있음. 다른나라의발효식품과의품질과기능성비교를통해우리나라전통발효식품의건강기능적우수성을홍보하여글로벌식품으로의발전을도모함. 시장분석 전통발효식품과효소및특허유산균의상위시장인발효제품시장을활용하여시장을추정하였으며발효제품시장의규모는 2009년약 170억달러에서 2014년약 239억달러로성장이예상되며연평균 (CAGR) 7% 증가할것으로분석됨. 최근들어생활환경및주거의변화에의하여김치류, 장류, 젓갈류등발효및효소관련식품에대한가정내에서제조비율은줄어들고시판제품의수요가늘어나고있는추세임. 막걸리, 김치등의전통음식이해외시장으로진출하고있으며최근장류, 젓갈류등다양한발효식품에대한해외의관심이급증하고있어향후시장성장가능성은높은것으로기대됨. 핵심요소기술및연구목표 구성요소핵심요소기술기술요구사항 개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 최종목표 유산발효쌀가루를이용한저칼로리전통떡개발기술 쌀가루유산발효균주선발, 발효최적조건, 저칼로리전통떡제조기술 쌀가루유산발효균주선발및대량발효조건확립 저칼로리전통떡제조기술개발 산업적제품생산및상용화 유산발효쌀가루제조기술및그것을이용한저칼로리전통떡개발 효소및특허유산균 탄수화물, 지질, 단백질특수용도별가수분해효소개발기술 탄수화물, 지질, 단백질특수용도별가수분해효소대량생산기술, 효소특성및최적활성조건규명 특수용도별가수분해효소대량생산기술개발 효소별특성및최적활성조건구명 대량생산시스템개발및상용화 탄수화물, 지질및단백질의특수용도에적합한가수분해효소대량생산기술개발 전통발효식품 전통발효식품의발효과정중미생물의작용기전구명기술 장류유용균주개발및생리활성물질분리추출기술 전통발효식품주요미생물동정, 발효대사산물확인및작용기전구명 장류의유용균주탐색및선발, 생리활성물질탐색및동정, 대량분리, 추출기술 전통발효식품의주요미생물동정 장류의유용균주탐색및선발 발효대사산물확인및작용기전구명 생리활성물질탐색및동정 활성물질대량분리및추출기술개발 전통발효식품의발효과정중관련주요미생물의작용기전구명 장류생산주요균주개발및관련균주생리활성물질구명 / 분리추출기술개발

309 요약 중소기업형기술로드맵 13 콘텐츠 SW 클라우드서비스환경의가상화및자원관리솔루션 개요 클라우드컴퓨팅은인터넷기술을활용하여 'IT 자원을서비스 로제공하는컴퓨팅으로 IT자원 (SW, 스토리지, 서버, 네트워크 ) 을필요한만큼빌려서사용하고, 서비스부하에따라서실시간확장성을지원받으며, 사용한만큼의비용을지불하는컴퓨팅을의미함. 클라우드컴퓨팅은클라우드클라이언트, 클라우드서비스및응용 (SaaS), 클라우드플랫폼 (PaaS), 클라우드인프라 (IaaS) 로분류됨. 산업현황 산업계니즈는입출력장치가상화, 컴퓨팅시스템가상화, 스토리지가상화, 네트워크가상화, 클라우트스토리지가상화로구분되어활용됨. 국내클라우드시장은이미금융산업에서도데스크탑가상화, 데이터센터자동화등을통한프라이빗클라우드가활성화되기시작하였음

310 중소기업통합기술로드맵 현재국내에클라우드시스템관리에대한표준화기구에서는언급이되고있지않음 클라우드시스템관리는국내에는초기단계이며국외에서는이를위한가상머신자원프로비저닝등이활발하게개발되고있기때문에약 2년의격차를보이고있으며국외기업과협력하여국내표준개발및국제표준공조전략이요구됨 시장분석 보고서에수록된클라우드시스템및인프라스트럭처의시장전망에따르면개인용클라우드시스템은 2011년 255억달러에서 2014년 492억달러로연평균 (CAGR) 22.5% 성장이예상되고있음 - 공공용클라우드시스템은연평균 36.5% 성장하여 2014년에는 115억달러의시장을형성할것으로전망됨 자료 : Wintergreen Research , Cloud Computing Virtualization Market Strategies, Shares and Forecasts, Worldwide, [ 클라우드시스템및인프라스트럭처시장전망 ] 핵심요소기술및연구목표 [ 선정된핵심요소기술에대한연구목표 ] 구성요소 핵심요소기술 기술요구사항 개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 최종목표 가상인프라솔루션 가상화를위한디바이스컨텍스트관리기술 비즈니스인프라스트럭처가상화솔루션기술 모듈화 가상화 디바이스컨텍스트분석기술개발 비즈니스인프라스트럭처분석및가상화요소개발 디바이스컨텍스트관리 인프라스트럭처솔루션기술개발 가상화를위한디바이스컨텍스트모듈개발 비즈니스인프라스트럭처가상화솔루션개발

311 요약 구성요소 핵심요소기술 기술요구사항 개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 최종목표 이종플랫폼간상호운영성지원기술 상호연동성 동일도메인에서의이종클라우드상호운용성지원기술개발 이종도메인및이종디바이스환경에서클라우드서비스상호운영성지원기술개발 이종클라우드간데이터 / 서비스연동을위한인터페이스 (API) 개발 이종플랫폼간상호운영성지원기술개발 원본데이터동적처리기술 원본데이터분석기술개발 원본데이터기반동적분석 / 관리기술개발 원본데이터동적처리기술개발 저장시스템솔루션 병렬분산처리 / 데이터관리솔루션 가상머신메타데이터관리기술 이기종 DB 사이의가상스토리지기술 스토리지서브시스템간의데이터재배치기술 비즈니스솔루션을위한프레임워크기술 가상화 상호연동성 가상머신통합관리기술개발 스토리지서브시스템간스케줄링기술개발 메타데이터이력관리관리 / 응용기술개발 이기종간표준인터페이스기술개발 스토리지서브시스템간입력데이터동적반영기술개발 자원프로비저닝을위한인터페이스개발 분산이기종의다양한 DB 연동을위한스토리지가상화기술개발 스토리지서브시스템간데이터재배치기술개발 비즈니스솔루션프레임워크개발 가상머신메타데이터관리모듈개발 이기종 DB 사이의가상스토리지기술개발 스토리지서브시스템간의데이터재배치기술개발 비즈니스솔류션을위한프레임워크개발 시스템관리솔루션 클라우드시스템보안기술 단일클라우드시스템보안기술개발 다양한이기종클라우드보안기술개발 이기종클라우드시스템과유무선클라우드사용을위한보안기술개발 클라우드시스템보안기술개발 분산시스템리소스유무선통합관리기술 분산시스템및특정자원에대한인터페이스개발 분산시스템리소스통합관리기술개발 분산시스템리소스유무선통합관리모듈개발 중소기업형기술로드맵

312 중소기업통합기술로드맵 지능형언어처리및자동통역시스템 개요 지능형언어처리기술은크게음성처리기술과언어처리기술로구성되며대표적핵심기술로는인간의음성및언어를분석, 모델링하여인간과컴퓨터가인간의언어로소통할수있도록하는음성인터페이스기술, 특정언어를다른언어로자동변환하는자동번역기술, 이두가지기술을결합한자동통역기술등이포함됨 음성인터페이스기술은 HCI(Human Computer Interaction) 의핵심기술중하나로서지능형정보서비스에서의사용자편의성증대를위해반드시필요한기술임 년 CES Keynote Speech 에서 MS의빌게이츠는 second digital decade에서는 speech와 touch에반응하는 natural user interface시대가열릴것으로예측함 산업현황 모바일정보서비스를위한편리한입력방식및자연어음성인식, 대화형인터페이스가요구됨. 또한다국어확장이요구되어, 언어처리기술을 IT 기기및서비스에적용하여해외에수출하기위해서는해당언어에대한처리기술이반드시필요하므로해외로의시장확장을위해서는반드시다국어처리기술확보가필요함 기존의키워드중심의정보검색기능에서나아가의미기반의검색및질의응답형태의정보서비스로진화됨으로써정보의질을높이고사용자편의성을향상시키는요구가증대됨 시장분석 음성합성기술시장인 Text-to-speech 시장은 2011년약 5.1억달러에서 2014년약 6.3 억달러로연평균 7.1% 성장이기대됨. 또한, Audio Mining 기술기반의음성기반의지능형언어처리시스템시장은연평균 13.8% 의성장을추정하며, 2014년에는 2011 년대비 50% 시장규모가증가하여약 1.8억달러의시장을형성할것으로분석됨. 최근음석인식과음성합성등지능형언어처리및자동통역시스템시장이주목받

313 요약 는가운데음성인식엔진과인터넷을연계한음성어플리케이션시장이급부상하고있으며, 소프트웨어제공업자들과어플리케이션개발자들로부터시장창출의기회가높은것으로기대됨 자료 : BCC Research , Voice Recognition: Technologies and Global Markets [ 지능형언어처리세계시장전망 ] 핵심요소기술및연구목표 구성요소 핵심요소기술 기술요구사항 개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 최종목표 대화체 / 자연어음성인식기술 자연스러운발화음성을인식함 소규모 (100 단어이하 ) 핵심어검출 중규모 (1000 단어이하 ) 연속어인식 중규모 (1000 단어이하 ) 대화체인식 중규모 (1000 단어이하 ) 대화체인식 언어 / 화자인식기술 언어및화자를구별하여식별 / 검증함 키워드비고정화자검증 키워드비고정화자인식 주요 10 개국언어인식 주요 10 개국언어인식 음성합성 / 음색변환기술 대화체음성을합성하며음색을변환함 대화체음성합성기술 불특정음색변환기술 특정목표음색변환기술 특정목표음색변환기술 음성처리 SW6 음성및오디오인덱싱기술 음성및오디오정보를자동으로색인함 음성 - 텍스트얼라인기술 오디오종류자동분류기술 음성 - 오디오분류및얼라인기술 음성 - 오디오분류및얼라인기술 대규모통계기반언어모델링기술 비정형대규모텍스트데이터를이용한언어모델링 텍스트자동정련기술 대규모텍스트를이용한언어모델링기술 대규모언어모델링고속화기술 대규모언어모델링고속화기술 잡음처리및음향모델링기술 잡음에강인한음향모델링 스마트폰용잡음처리기술 자동차용잡음처리기술 홈오토메이션용원거리잡음처리기술 홈오토메이션용원거리잡음처리기술

314 중소기업통합기술로드맵 구성요소 언어처리 SW 인공지능 SW 지식검색 SW 핵심요소기술 자동번역기술개발 대화처리기술 탐색및계획기술 상황인지기술 논리학습기술 웹질의응답기술 빅데이터고속색인 / 저장기술 지식마이닝기술 기술요구사항 특정언어를타언어로자동으로변환함 컴퓨터가언어를이해하여응답함 지식을자동탐색하며계획함 상황정보를이용하여서비스에활용함 논리및확률을자동학습하는기술 자연어질문을이해하여정답을제공함 실시간서비스를위해대용량빅데이터를색인하고저장함 지식서비스를위한정보추출및통합 개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 전자사전용템플레이트기반자동번역기술 장난감 / 게임용고정시나리오대화처리기술 소규모정보탐색및계획기술 상황정보활용정도 20% 논리및확률결합학습정확도 80% 지역생활분야패턴기반질의응답기술소용량 (1천만건) 고속색인 / 저장 기계학습기반상품장단점분석 1 만단어급통계기반자동번역기술 정보서비스용시스템주도형대화처리기술 실시간탐색기술 상황정보활용정도 30% 논리및확률결합학습정확도 85% 지역생활분야단문기반질의응답기술중규모 (1억건이하) 고속색인 / 저장 의미기반상품장단점분석 스마트폰용여행자용자동번역기술 스마트폰용정보서비스를위한대화처리기술 지능형계획기술 상황정보활용정도 40% 논리및확률결합학습정확도 90% 지역생활분야복문기반질의응답기술대규모 (1억건이상) 고속색인 / 저장 하이브리드상품장단점분석 최종목표 스마트폰용여행자용자동번역기술스마트폰용정보서비스를위한대화처리기술 지능형계획기술 상황정보활용정도 40% 논리및확률결합학습정확도 90% 지역생활분야자연어질의응답기술중규모 (1억건이상) 고속색인 / 저장 상품장단점분석지식마이닝기술 감성분석기술 문장에나타난호불호를분석함 규칙 / 사전기반단문감성분석 코퍼스기반단문감성분석 언어처리및기계학습기반단문감성분석 트위터단문감성분석기술 중소기업형로드맵

315 요약 차세대웹기반의지능형서비스플랫폼 개요 차세대웹은네트워크에분산된다양한서비스의융복합을실현하는미래형웹기술로유비쿼터스웹기술, 모바일웹기술, 리치웹기술, 시맨틱웹기술로분류됨 지능형서비스제공을위한개인화, 지능화서비스시스템기술로는개인의상황을인지하기위한상황인식기술, 개인의선호도파악을위한개인화기술, 정보자원의뜻을이해하고논리적추론을위한시맨틱기술을의미함. 산업현황 유비쿼터스웹, 모바일웹, 리치웹, 시맨틱웹기반으로진화하며, 이용자의요구가다양해짐. 또한, 개인화, 상황인식에대한시장에서의니즈가커짐 - 유비쿼터스환경에서다양한서비스및단말들에대한연동및융합을위한요구사항이증가됨 전세계적으로유비쿼터스웹서비스관련표준및기술개발이진행되고있으며, W3C는 Ubiquitous Web Activity 산하유비쿼터스웹응용워킹그룹, Geolocation 워킹그룹, 단말 API 및정책워킹그룹을통하여유비쿼터스웹응용, 디바이스 API, Geolocation API 등관련된표준기술의개발을진행 - 웹기반사물 (Things) 연동기술로 WoT(Web of Things) 기술이새로운이슈로등장 시장분석 유비쿼터스환경에서다양한서비스및단말들에대한연동및융합을위한요구사항이증가되고있으며, 이를기반으로웹서비스업체들이각종콘텐츠와서비스를융합하여새로운서비스를제공하는 mashups 시장이확대되는추세임 년발행된 mashups 시장에따르면, 2011년약 2.3억달러규모에서 2015년약 8억달러규모로 47.6% 의연평균성장이예상됨

316 중소기업통합기술로드맵 [ 웹기반기술세계시장전망 ] ( 단위 :mil$) Technology CAGR(%) Social Networking , , RSS , Blogs Wikis Mashups Podcasting Widget Total 1, , , , , , , 자료 : Global Industry Analysts, , Web 2.0-Execuitve Summary 핵심요소기술및연구목표 구성요소 핵심요소기술 기술요구사항 개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 최종목표 서비스정보를위한시맨틱어노테이션기술 서비스정보에필요한온톨로지및센서마크업기술개발 시멘틱어노테이션표준개발 서비스정보를위한시멘틱어노테이션기술개발 다양한서비스를위한지능형동적웹서비스처리기술 지능형웹분석기술개발 지능형동적웹서비스처리기술개발 다양한서비스를위한지능형동적웹서비스처리모듈개발 시멘텍웹엔진 웹브라우징처리를위한차세대마크업언어기술 별도의플러그인없이웹에서진보된스마트웹응용제작이가능한마크업언어분석 / 개발 차세대모바일웹응용을위한마크업언어분석 / 개발 웹브라우징처리를위한차세대마크업언어개발 지능형웹인덱싱기술 시멘틱정보기반웹크롤링기술개발 텍스트분석 ( 자연어처리 ) 및온톨로지매핑기술개발 지능형웹인덱싱엔진개발 지능형웹인덱싱기술개발 스마트 RDF 구축기술 시멘틱처리를위한 RDF 기술분석및스키마개발 스마트 RDF 구축을위한표준인터페이스개발 스마트 RDF 구축 온톨로지구성및추출엔진 웹기반대화형검색엔진 스마트온톨로지모델링기술 WDSL 을이용한지능형온톨로지자동구축기술 RDF/OWL 을이용한온톨로지개발기술 맞춤형컨텍스트웹구현기술 온톨로지분석 / 검색을위한 RDF 질의엔진기술 온톨로지구성기술개발 WDSL 기반온톨로지구축인터페이스개발 맞춤형컨텍스트분석기술개발 시멘틱정보기반온톨로지모델링기술개발 지능형온톨로지자동생성기술개발 RDF/OWL 을이용한온톨로지개발 맞춤형컨텍스트표준인터페이스개발 온톨로지분석 / 검색알고리즘개발 맞춤형컨텍스트웹구현기술 스마트온토로지모델링 WDSL 을이용한지능형온톨로지자동구축기술개발 RDF/OWL 을이용한온톨로기재갈 맞춤형컨텍스트웹구현 온톨로지분석 / 검색을위한 RDF 질의엔진개발

317 요약 중소기업형로드맵 스마트소셜컴퓨팅서비스플랫폼 개요 스마트소셜컴퓨팅서비스플랫폼은소셜네트워크상의데이터를관리하기위한소셜온토롤지인프라및서비스기술및소셜네트워크상의지능형시맨틱검색을통하여사용자가원하는내용을맞춤화하여검색하는플랫폼임. 지능형시멘틱검색은검색결과의정확도를향상시키기위하여전적으로검색알고리즘에의존하던방식에서탈피하여사용자의모든관계정보, 활동정보를수집하고분석한데이터를바탕으로현재사용자가가장필요로하는정보를유추하여검색함. 이를위하여소셜그래프, 소셜네트워크분석에관한연구가진행되고있음. 산업현황 플랫폼고객의니즈가다양해지고있고업계의경쟁이심화되고있음. IT 기술이발달하지않았던과거와달리최근에는플랫폼구축과활용이훨씬용이해짐. 또한플랫폼을지탱하는시스템이제대로구축되기만하면플랫폼운영에많은인력과비용이소요되지않기때문에중소기업에서도얼마든지플랫폼을구축하고운영할수있음. 나아가, 플랫폼컨버전스의개인화니즈가확대되고있음

318 중소기업통합기술로드맵 지금까지의검색은사용자개개인이중심에있는것이아니라수많은사람들의검색패턴과경험, 그리고기계적으로정교하게만들어진검색엔진시스템이중심에있으나, 패러다임이변화하고있음. 유비쿼터스모바일환경에대한연구가진행되면서상황인식서비스를위한많은단말장치와기술들이개발되고있지만이러한많은모바일단말과서비스들은하나로통합되지못하고자신들만의구조와인터페이스를가지고있어사용자들을혼란시킴. 시장분석 세계적으로소셜네트워크서비스 (Social Network Service, SNS) 는이용자수가매년증가하는추세를보이며, 2012년기준 10억명이넘을것으로 emarketer는전망함 자료 emarketer [ 세계소셜네트워크서비스이용자전망 ] 핵심요소기술및연구목표 구성요소 스마트모바일플랫폼 핵심요소기술 멀티모달상황인지기술 의미론적상황추론및학습기술 기술요구사항 개발목표 1차년도 2차년도 3차년도 다양한스마트 디바이스를 활용한 멀티모달상황인 지기술개발 상황정보추론및 상황정보 학습을통한 상황추론엔진 표준화 상황정보 개발 추론고도화 최종목표 멀티모달상황인지기술개발 의미론적상황추론및학습모듈개발 상황인식스마트모바일플랫폼기술 상황정보기반플랫폼인터페이스개발 상황인식스마트모바일플랫폼개발 상황인식스마트모바일플랫폼개발

319 요약 구성요소 지능형소셜프레임워크 소셜개인정보보호엔진 핵심요소기술 맞춤형소셜클라우딩소싱기술 통합된서비스를제공을위한데이터모델컨버전스기술 확장형소셜온톨로지기술 소셜개인정보처리기술 소셜평판관리기슬 소셜오픈형데이타접근기술 기술요구사항 개발목표 1차년도 2차년도 3차년도 개인선호도 소셜클라우딩 기반맞춤형 소싱기술분석 소셜클라우딩 소싱기술개발 개별서비스데이터모델개발 소셜온톨로지개발 개인 Profile 생성 / 관리기술개발 데이터모델간컨버전스기술개발 지능형서비스제공을위한확장형소셜온톨로지구축소셜개인정보관리 / 처리기술개발 사용자간신뢰도분석기술개발 사용자 Profile 기반데이터권한관리기술개발 데이터모델컨버전스인터페이스개발 소셜온톨로지인터페이스개발 신뢰도기반소셜평판관리기술개발 소셜오픈형데이터접근기술개발 최종목표 맞춤형소셜클라우등소싱기술개발 데이터모델컨버전스모듈개발 확장형소셜온톨로지개발 소셜개인정보처리기술개발 소셜평판관리기술개발 소셜오픈형데이터접근기술개발 중소기업형로드맵 맞춤형비디오솔루션 개요 컴퓨팅사용환경이발전, 변화함에따라다양한환경에서획득되는비디오영상을

320 중소기업통합기술로드맵 분석하여물체를탐지하고기술의필요성이대두되고있으며, 이에따라다양한사용환경에서사용될수있는환경에강건한비디오처리기술의개발이요구됨. 산업현황 각종테러및강력범죄의증가로인해전세계적으로보안의식이확대되면서, 카메라기반의보안장비에대한수요또한지속적으로증가하고있는상황임. 영상감시산업은보안의용도뿐아니라, 교육및금융, 교통, 비즈니스, 고객행동분석등에서그사용영역이확대되는등산업전반적인분야에서수요를이끌어낼것으로기대되고있음 시장분석 세계 OVP 시장을살펴보면, 2011년약 3억달러에서 2015년약 5.7억달러로연평균 21% 의높은성장을보일것으로전망됨 - 해상도보정, 렌더링, 코딩등영상분석및처리등과관련된다양한서비스를제공하는 OVP(Onilne Video Platforms) 에대한국내대기업들의관심이급증하고있음 - 영상분석을위한가장주목받는기술은제스처인식분야이며, 자동차, 스마트폰, TV 등에임베디드되어다양한콘텐츠제어에활용도가높음 자료 : Frost & Sullivan , World Online Video Platforms Market ( ) [ 온라인비디오플랫폼세계시장전망 ]

321 요약 핵심요소기술및연구목표 [ 선정된핵심요소기술에대한연구목표 ] 구성요소핵심요소기술기술요구사항 개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 최종목표 고성능미디어처리프레임워크및플랫폼 멀티플랫폼미디어프레임워크기술 스케이러블고화질미디어재생기술 다양한스마트기기에서구현되는미디어처리도구제공 초고선명도이미지혹은동영상을다양한전달망을경유하여여러플랫폼상에서실시간으로디스플레이함 스마트디바이스에기반한저작간편화도구및멀티플랫폼플러그인 대화면, 고해상도이미지 / 동영상의실시간조작 / 멀티플랫폼플러그인 스마트디바이스에기반한저작간편화도구및멀티플랫폼플러그인 대화면, 고해상도이미지 / 동영상의실시간조작및멀티플랫폼플러그인 3D 렌더링기술 소셜플랫폼상에서 3DCG 를기본으로멀티미디어를저작하고랜더링함 시스템아키텍처도출 / 저작도구프로토타입 소셜플랫폼용랜더링플랫폼 / 저작도구프로토타입 저작도구 소셜플랫폼용 3D 랜더링플랫폼 /3D 저작도구 3D 영상저작솔루션 3D 저작기술 3DCG 를기본으로소셜플랫폼용미디어를저작할수있도록하고이메일 / 블로그등을통해공유할수있도록함 시스템아키텍처도출 /3D 저작도구프로토타입 인터넷플랫폼연계용플러그인 /3D 저작도구 Light Weight 3D 저작도구 / 인터넷플랫폼연계용플러그인 실감형대화솔루션 실감형 UX 소프트웨어기술 실시간대화형합성소프트웨어기술 옥내용디지털사이니지인터랙티브콘텐츠구현 사용자발성모양및발성 / 얼굴 / 동작특성을취득하고 3D 공간상의아바타의동작과연계함 체감형디지털사이니지데이터표현 / 조명조건에강인한휴먼동작획득 시스템아키텍처설계 디지털사이니지콘텐츠적용 데이터 / 신호획득모델링및아바타모델링 시스템통합및그룹형 3D 컨퍼런스응용제품 디지털사이니지체감형콘텐츠적용 그룹형 3D 컨퍼런스응용제품 지능형객체반응시뮬레이션기술 현실세계에실존하는자연물 ( 식물, 동물등 ) 을 SW 로실시간으로재현하여교육훈련교재등에활용 응용분야선정및시스템설계 / 시뮬레이션저작도구 시뮬레이션진행엔진 시스템통합및응용제품완성 자연물모델링및저작도구성장알고리즘지능형동작재현 가상시뮬레이션 다자간협업가상훈련기술 공장, 시설등에서의 OJT 훈련등에활용될수있는여러참여자의역할분담 Teamwork build-up 용 VR 기술 시스템아키텍처설계 / 가상훈련엔진및저작도구프로토타입 가상훈련엔진및저작도구 / 시스템통합및응용제품완성 협업형 3D 가상훈련엔진훈련용시나리오저작도구수행결과집계도구

322 중소기업통합기술로드맵 중소기업형로드맵 차세대멀티플랫폼형임베디드서비스시스템 개요 Consumer Electronics 시장을양분하고있는 IOS와안드로이드플랫폼등개별상용플랫폼에독립적이면서제품의안정성, 유연성을높일수있는기반소프트웨어기술. 응용및서비스를위한플랫폼자체의다양성을수용하되상위플랫폼의안정적구동과플랫폼독립적인응용과서비스를구동할수있는기반소프트웨어기술을제공함으로써시장진입및상용화범위를극대화함

323 요약 산업현황 웹기반, 멀티플랫폼지원, 가상화를지원하는등복잡해지는여구와다양한플랫폼에서의안정적인구동이요구됨. 임베디드시스템은특수목적수행용하드웨어와제어용소프트웨어가내장된시스템이며, 최근에는유비쿼터스컴퓨팅환경이보편화되면서임베디드 SW는산업의대부분의영역으로확대되고있는추세임 시장분석 VDC에서발행한임베디드 DBMS 시스템시장에관한보고서를통하여멀티플랫폼형임베디드서비스시스템을유추해보면, 임베디드 DBMS 시장은 2009년 24억달러에서 2014년 52억달러로연평균 (CAGR) 17% 성장이예상되고있음 자료 : VDC. 2006, World Embedded DBMS Market [ 임베디드시스템시장전망 ] 또한임베디드시스템은 PDA, 스마트폰, 셋탑박스, 로봇, 텔레매틱스, 군사기기, 센서노드등우리가생활주변에서흔히접할수있는시스템으로디지털제품에컴퓨터가내장되어있는시스템을말하며, 현재생산되고있는마이크로프로세서의 98% 가데스크탑 PC 및서버급컴퓨터가아닌임베디드시스템에사용되고있을만큼광범위하여앞으로시장이더욱확대될전망임

324 중소기업통합기술로드맵 핵심요소기술및연구목표 [ 선정된핵심요소기술에대한연구목표 ] 구성요소핵심요소기술기술요구사항 개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 최종목표 모바일그룹통신기술 네트워크인프라사용필요 > 50% > 80% >= 100% PTT(Push-to-Talk) 성능대비 100% 수준 임베디드 Framework VM 기술을기초로한프레임웍설계기술 모바일스토리지인터페이스설계기술 활용가능한 VM 필요 모바일용플래시메모리기반기술 VM 기반모델링 DDS 기반관리프레임웍 모니터링을통한시스템유지 통합프레임웍구축기술 > 50% > 30% >= 0% 성능오버헤드 = 0% 무선단말기실시간협력프레임워크기술 무선통신및협업기술 > 100msec > 10msec >= 1msec 실시간반응시간 1msec 이하 실시간가상화하이퍼바이저기술 가상화기반기술 > 10msec > 1msec >= 500usec 최악실시간응답성능 500usec 이하 임베디드가상화 SW 플랫폼을위한그래픽라이브러리기술 오류및복구가상화기술 그래픽라이브러리기반기술 오류진단및복구기술 > 30fps > 45fps >= 60fps 렌더링속도 60fps 이상 > 99.9% > 99.99% >= % 고가용성 % 이상 실시간분석도구개발 시스템프로파일링및분석기술 > 50msec > 10msec >= 1msec 1msec 이하실시간모니터링 정보산업기기커널기술 기반 OS 기술 > 1 개 > 2 개 >= 3 개이상 다양한 Cpu Architecture 지원 임베디드 IOS 소형실시간임베디드운영체제개발 소형 RTOS 기반기술 > 1msec > 500usec >= 100usec 인터럽트지연시간 100usec 이내 실시간전력소모관리기술 전력측정및모니터링기술 < 5% < 10% >= 20% 기술적용시전력효율 20% 이상 적응적멀티미디어서비스를위한기술 멀티미디어 QoS 기술 > 70% > 80% > 90% 90% 이상신뢰수준의 QoS 관리 임베디드응용 SW 플랫폼보안기술 소프트웨어플랫폼을위한윈도우매니저기술 모바일보안기술 그래픽라이브러리기반기술 > 40% > 20% >= 10% 싱글터치방식 멀티터치방식 오감인지방식 기술적용시성능오버헤드 10% 이하 감성형반응 멀티모달및상황인지기술 UI/UX 기술 1way 2way Interactive Intellligent context aware 상황인지형인터페이스기술

325 요약 중소기업형로드맵 3D 입체양상변환자동화툴 개요 2D 영상을 3D 입체영상으로변환할때 Multi-frame 데이터로부터객체를추출한후객체별 Depth 정보를획득하고이를바탕으로 3D 입체영상을생성함. 입체영상변환자동화툴은 2D 영상을 3D 영상으로자동변환하는소프트웨어 / 시스템을말하며, 영상분석및보정기술, 스테레오매칭기술, 멀티레이어및 Depth Map 추출기술, 3D 영상생성기술을포함 입체영상변환자동화기술은한대의카메라로촬영된일반적인 2D 정지영상또는동영상을스테레오변환기술을이용하여자동으로 3D 영상을생성하는기술임. 즉, 스테레오영상의획득과정을거치지않고기존의정지영상, TV, DVD 등의 2차원영상을 3차원으로변환하는것으로고도의영상처리및해석기술을필요로함. 산업현황 기존의 2D 영상콘텐츠의시대에서 3D 입체영상콘텐츠시대로패러다임이변화하고있으며 3D 입체영상콘텐츠에대한사회적인식과관심이급증

326 중소기업통합기술로드맵 시장분석 3D 영화시장은 2011년 577억달러의규모에서매년 3D 디지털상영관비중이늘어감에따라 2016년에는 216조원의시장가치가창출될것으로전망함. 3D 영화와광고시장중변환에의한입체영화제작을 30~50% 로추정하여가치를산출할경우 2011년에약 173~289억달러의시장이형성될것으로전망되며 2016년에는최대 513억달러의시장가치를가질것으로전망됨. [ 세계 3D 입체동영상변환시장규모전망 ] ( 단위 : 백만달러 ) 연 도 시장점유율 30% 17,347 19,892 23,717 25,368 27,979 30,783 시장점유율 50% 28,912 33,153 39,529 42,281 46,632 51,305 출처및산출근거 : 세계 3D 영화와광고시장을바탕으로변환에의한입체콘텐츠의시장점유율을 30~50% 로산정하여추산함. 고화질 TV에대한수요증가로인해트랜스코더기술의성장이더욱가속화되고있으며, 2011년 194억 9,700만달러에서 2014년 239억 1,600만달러로연평균 (CAGR) 7% 의성장이예상되고있음 핵심요소기술및연구목표 구성요소핵심요소기술기술요구사항 객체추적엔진 Depth 맵편집엔진 입체영상생성엔진 영상특징점기반의객체 / 영역추출기술 Plannar/ 특징점기반의객체추적기술영상시퀀스정보기반의특정위치배경복원기술 특징점및스테레오매칭기반의객체 Depth 추출기술 Sequence 연동 In Painting 기반의 Hole Filling 기술 객체 Layer 및 Layer 시퀀스기반의 Depth 맵편집기술 Depth 맵매핑기법을이용한입체영상생성기술 Depth 맵매핑기법을이용한 Depth 맵 Sculpting 기술 Sequence 연동자동화저작기술 95% 정확도객체 / 영역추출 90% 이상의객체추적 90% 이상복원 85% Depth 추출정확도 95% 인접대응프레임탐색정확도 30% 이상의편집효율 2pixel 이하의 Layer 쉬프트를통한공간일관성 객체의 Path 내에서 Depth 를 Painting 50% 이상의자동화효윻 개발목표 1차년도 2차년도 3차년도 특징점추출및영역병합분할보정기술개발기술개발 특징점추적기술 단일영상내배경복원기술 특징점스테레오매칭기술영상기반 In Painting 기반의 Hole Filling 기술 Depth 맵의 2D 편집 Depth 맵매핑기술 2D Implicit 함수기반 Sculpting 저작도구프레임워크 추적보정기술 연속연상에서의자동배경복원기술 상대깊이생성기술 Sequence 연동 In Painting 기반의 Hole Filling 기술 Depth 맵의 2.5D 편집 Depth 맵매핑기법을이용한입체영상생성기술 3D Implicit 함수기반 Sculpting Sequence 연동자동화저작기술 최종목표 분할보정기술개발 추적보정기술 연속연상에서의자동배경복원기술 상대깊이생성기술 Sequence 연동 In Painting 기반의 Hole Filling 기술 Depth 맵의 2.5D 편집 Depth 맵매핑기법을이용한입체영상생성기술 3D Implicit 함수기반 Sculpting Sequence 연동자동화저작기술

327 요약 중소기업형로드맵 G 러닝콘텐츠 개요 G-러닝 (G-Learning) 콘텐츠의 G는게임 (Game) 의약자로, G-러닝은게임을이용한교수학습방법으로학습에게임을결합한콘텐츠임. 초기에는다수의유저들에의해게임성이검증된콘텐츠에공인교육과정을기반으로구성된교육내용을접목하는방식을채택하여게임성과교육성을모두확보한상태에서공교육수업에서활용될수있도록콘텐츠를구성하였음. 산업현황 G-러닝연구학교사업등을통해올바른게임문화확산뿐만아니라교육격차해소, 중하위권학습자의성취도향상등교육계의요구조건을충족시킬수있는효과적인대안으로대두되면서공교육분야에서의활용이증가하고있음. 민간분야에서도 G-러닝의효과에주목하여게임의구성개념에기반하여흥미롭게자기주도형학습을할수있는콘텐츠개발을추진하고있음

328 중소기업통합기술로드맵 2015년까지초중고공교육현장에디지털교과서가전면도입될계획이므로공교육현장뿐아니라방과후학습을위한 G-러닝콘텐츠에대한수요또한급증할예정임. 시장분석 G러닝은온라인게임네트워크와가상세계속활동, 유저간커뮤니티를기반으로공부할수있는새로운학습방법으로기존학습방법과차별화된방법으로시장에서의수요가증가하는추세임 년약 195억달러에서 2014년약 239억달러로연평균 (CAGR) 7% 성장이예상되고있으며, G러닝을통한교육효과를높일수있는연관콘텐츠들이많아질수록잠재성장률은예상치보다높을것으로판단됨 - G러닝콘텐츠시장은아래의 G러닝시장중장비, SW 이외의메인이되는콘텐츠를의미하며, G러닝시장의일부를의미함 자료 infiniti research(customer research, GLEARNING [G 러닝시장전망 ] 핵심요소기술및연구목표 구성요소핵삼요소기술기술요구사항 G 러닝콘텐츠사용자인터랙션기술 동작인식입력을활용하는 G 러닝콘텐츠인터랙션기술 개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 응용콘텐츠설계 / 프로토타입 G 러닝개발 동작데이터획득및모델링 / 체감형 G 러닝콘텐츠 최종목표 동작데이터획득및모델링 / 체감형 G 러닝콘텐츠 G 러닝콘텐츠제작 / 서비스 Agent 기반인터랙션기술 G 러닝콘텐츠의활용에있어다양한에이전트를활용하여플레이과정을가이드하여흥미와효과를제고함 에이전트훈련모듈및데이터표준설정 / 적용제품 에이전트훈련모듈및데이터표준설정 / 적용제품

329 요약 구성요소핵삼요소기술기술요구사항 인터랙티브 Pop-Up G 러닝콘텐츠저작기술 무선전송용의 G 러닝콘텐츠클라이언트 - 서버기술 블로그 / 웹페이지 / 소셜플랫폼등에서서비스콘텍스트에맞는 G- 러닝콘텐츠를플레이할수있음 스마트디바이스를기반으로다수가 G 러닝콘텐츠를플레이함 개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 Light Weight 플랫폼프로토타입 / 저작도구프로토타입 근접지역사용자자동탐색및세션구성 /G 러닝세션저장및공유 /HTML5 3D 세션공유 LightWeight 플래쉬형 G 러닝플랫폼 / 인터넷플랫폼에대한 G 러닝플랫폼플러그인 시스템통합및적용제품 최종목표 LightWeight 플래쉬형 G 러닝플랫폼 LightWeight G 러닝콘텐츠저작도구인터넷플랫폼에대한 G 러닝플랫폼플러그인 근접지역사용자자동탐색및세션구성 G 러닝세션저장및자동복구 HTML5 3D 세션공유 G 러닝콘텐츠 UI/UX G- 러닝콘텐츠실시간스트리밍기술 대규모용량의 G 러닝콘텐츠를네트워크 / 단말에독립적으로실시간으로다운로드하면서서비스함 응용콘텐츠설계 / 프로토타입 G 러닝개발 게임데이터와 G 러닝콘텐츠의퓨전및대규모데이터의실시간스트리밍 / 데이터레이어관리 게임데이터와 G 러닝콘텐츠의퓨전퓨전결과대규모데이터의실시간스트리밍데이터레이어관리 G 러닝콘텐츠리소스데이터포맷기술 멀티미디어 G 러닝콘텐츠를여러플랫폼에서재활용할수있도록구조화하고부호화함 범용엔진기반콘텐츠구조화표현 1 차버전 범용엔진기반 G 러닝콘텐츠구조화표현 / 게임엔진독립적 G- 러닝콘텐츠저작 범용게임엔진용 G 러닝콘텐츠구조화표현게임엔진독립적 G- 러닝콘텐츠저작 중소기업형로드맵

330 중소기업통합기술로드맵 이기종플랫폼연동솔루션 개요 웹을기반으로 PC와모바일기기또는 TV 등에서동시에콘텐츠를연동하여구현해내는솔루션 - 이기종의장치및플랫폼간상호작용을고려한멀티미디어콘텐츠서비스를제공할수있는기술로서, N스크린기술과웹플랫폼기술, 콘텐츠상호연동및관리기술등세부기술이있음. 하나의동일한콘텐츠를여러기기에서이용할수있는 OSMU(One-Source Multi- Use) 가주로 N스크린시장을형성해왔지만, 최근에는 OSMU 시장의확대뿐만아니라, 동일한콘텐츠가아닌기기별특성에맞는콘텐츠를기기별상호작용을통해제공하는 ASMD(Adaptirve- Source Multi-Device) 가새로운차별화영역으로발전되고있음. 산업현황 이기종플랫폼연동서비스를제공하기위한사업자별동향을살펴보면, 콘텐츠 / 서비스제공업체와단말기제조업체, 플랫폼제공업체, 통신및방송사업자등각분야의사업자들이독립적이아닌수직통합을통한에코생태계를형성하고새로운융합서비스를제공하려고함. 최근스마트폰, 스마트패드, 데스크톱PC, TV 등다양한스크린에서하나의콘텐츠를공유할수있는 N스크린서비스가시장에서주목받고있으며, 언제어디서든콘텐츠를접할수있어콘텐츠의소비도함께촉진하고있음 시장분석 이기종플랫폼연동솔루션의주요기술인 N-Screen 서비스어플리케이션다운로드시장전망을통하여유추해볼수있으며, 동시의시장은장은연평균 64.2% 의성장이예상됨 - 모바일어플리케이션다운로드시장은 2011년기준약 198억달러인것으로나타났으며, 세부분야중에서는게임어플리케이션다운로드시장이약 549억달러로전체의 20% 이상의비중을차지하는것으로파악됨

331 요약 [ 모바일어플리케이션다운로드시장전망 ] ( 단위 : 백만달러 ) 구분 년도 CAGR(%) Games 3,300 5,491 9,137 15,205 25, Social 1,990 3,230 5,242 8,508 13, Books 1,350 2,303 3,929 6,703 11, Entertainment 1,140 1,718 2,589 3,902 5, Business & Finance 630 1,063 1,795 3,030 5, LifeStyle , Productivity 950 1,603 2,704 4,561 7, Travel ,021 1, Navigation ,512 2, Utilities 860 1,391 2,251 3,643 5, Others 1,070 1,702 2,708 4,309 6, 전체 12,050 19,786 32,489 53,347 87, 자료 : Markets and Markets , Global Mobile Application Market 핵심요소기술및연구목표 구성요소핵심요소기술기술요구사항 디바이스간콘텐츠호환및변환솔루션 이기종콘텐츠서비스 이기종콘텐츠저작도구 이기종웹콘텐츠용미디어데이터포맷 이기종연동멀티미디어데이터상호변환기술 이기종연동형의콘텐츠서버 - 클라이언트엔진 개인맞춤형콘텐츠제공기술 웹서비스기반콘텐츠브라우징기술 ( 추후이기종목표로고려 ) 이기종콘텐츠서비스를위한보안, 인증및과금기술 이기종연동형콘텐츠저작기술 이기종연동형콘텐츠저장및관리기술 장치간 / 플랫폼간협업지원 장치간 / 플랫폼간협업지원 장치간 / 플랫폼간콘텐츠공유 / 동기화 / 협업지원 맞춤형콘텐츠제공기술 웹서비스기술의활용 DRM 기술, 인증, 과금기술 통합된콘텐츠저작환경제공필요 클라우드기술의활용대용량데이터처리전송및배포기술필요 개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 융합콘텐츠용미디어포맷 (2-Screen) 장치특성에기반한콘텐츠변환지원 장치간콘텐츠공유지원 Html5 기반콘텐츠연동기술확보 콘텐츠별 DRM 기술확보 콘텐츠제작환경구축 대용량미디어파일관리및전송지원 융합콘텐츠용미디어포맷 (3-Screen) On-the-fly 트랜스코딩지원 장치간끊김없는콘텐츠서비스지원 개인맞춤형콘텐츠필터링 / 추천서비스 웹 OS(WebOS, ChromeOS, WAC 등 ) 기반콘텐츠연동기술확보 N 스크린지원 DRM 기술확보 GUI 기반 IDE 제공 장치별특성에기반한 Delivery 방식및전송망제어지원 융합콘텐츠용미디어포맷 (N-Screen) 장치간협업을위한콘텐츠변환지원 장치간보완 / 협업콘텐츠서비스지원 N 스크린기반맞춤형광고서비스지원 다양한도메인지원을위한플러그인제공 최종목표 이기종플랫폼연동솔루션을이용한고수준의 N 스크린서비스

332 중소기업통합기술로드맵 중소기업형로드맵 생활형증강현실어플리케이션 개요 모바일실외환경에서모바일단말기에장착된카메라영상을이용하여사용자주변생활정보를분석및인지한후사용자가필요한정보를스마트단말기상에증강현실영상형태로제공하는애플리케이션임 - 모바일휴대형단말기를보유한사용자가단말기상의실제영상과합성되어나타나는 3D 가상물체와상호작용함으로써, 교육 오락 여행등의생활공간에서가상세계와실세계가합성된공간를체험 산업현황 고성능의이동형정보기기가급속도로확산되고네트워크인프라가광범위하게구축됨에따라모바일환경을기반으로하는새로운콘텐츠시장이사용자요구에부응해서급신장하고있음 정보및지식을시간과장소에관계없이실세계에서활용및접근하고자하는사용자의욕구는모바일환경하에서콘텐츠패러다임을변화시키고있음 - 그중일상체험의사실적표현을극대화하는모바일기반의모바일증강현실콘텐츠가최근들어특히주목을받고있는상황임

333 요약 증강현실영상기반의사용자체험형콘텐츠기술은생활응용서비스목적으로국내외적으로활발한기술개발이이루어지고있으며, 모바일단말기및플랫폼기술의급격한발달에따라향후지속적으로급격한성장세를보일것으로전망됨 시장분석 소비자어플리케이션별증강현실분야의세계시장을살펴보면, 전체시장은 2011 년 백만달러에서 2016년 5,064.29백만달러로증가가예상되며, 연평균성장률은 108.1% 인것으로나타남 - 향후가장큰규모의시장을형성할것으로예상되는게임분야는 2011년 백만달러에서연평균 115.8% 성장하여 2016년에는 2,151.59백만달러의시장을형성할것으로파악됨 - 가장큰폭의성장이예상되는분야는온라인광고분야이며연평균성장률은 137.2% 인것으로조사됨 [ 소비자어플리케이션별증강현실세계시장전망 ] ( 단위 : mil$) 년도 CAGR 구분 (%) 게임 ,151, e러닝 GPS , 온라인광고 , 전체 , , 자료 : Markets and Markets , GLOBAL AUGMENTED REALITY MARKET REVENUE, BY CON- SUMER APPLICATIONS 핵심요소기술및연구목표 구성요소핵심요소기술기술요구사항 개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 최종목표 특징점추출기반객체인식기술 90% 인식률 (Equal Error Rate) 특징점기반단일객체인식 (80% 인식률 ) 특징점기반다수객체인식 (85% 인식률 ) 특징점기반다수객체인식 (90% 인식률 ) 특징점기반다수객체인식 객체인식엔진 마커기반객체인식기술 비마커 ( 마커리스 ) 기반객체인식기술 95% 인식률 90% 인식률 단일마커인식기술 (85% 인식률 ) 특징점추출기술 (80% 인식률 ) 멀티마커인식기술 (90% 인식률 ) Descriptor 매칭기술 (85% 인식률 ) 멀티마커인식기술 (95% 인식률 ) 멀티비마커인식기술 (90% 인식률 ) 멀티마커인식기술 멀티비마커인식기술 환경맵기반의객체인식기술 90% 인식률 위치센서기반인식 (80% 인식률 ) 객체특징점기반인식 (85% 인식률 ) 환경맵기반객체인식 (90% 인식률 ) 환경맵기반객체인식

334 중소기업통합기술로드맵 구성요소핵심요소기술기술요구사항 객체추적엔진 실시간렌더링엔진 영상인식기반카메라추적기술 센서기반위치 / 자세추적및실시간동기화기술 환경맵기반의위치추적기술 환경반영기반의객체렌더링기술객체특징점기반증강현실정합기술 실시간증강현실영상합성기술 >24fps 속도 >30fps 속도 >24fps 속도 실시간렌더링속도 실시간정합속도 >24fps 속도 개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 카메라영상획득및보정기술개발 (>10 fps) Seamless 센서정보연동기술개발 (>20 fps) 환경맵생성기술 (>10 fps) 실시간트래킹기술개발 (>20 fps) 실시간트래킹고도화기술개발 (>25 fps) 위치추적기술 (>20 fps) 실시간추적추적 (>24 fps) 센서기반실시간동기화기술 (>30 fps) 환경맵기반위치추적 (>30 fps) 최종목표 실시간추적추적 센서기반실시간동기화기술 환경맵기반위치추적 >20fps >25fps >30fps >30fps >20fps >25fps >30fps >30fps GPU 기반렌더링기술 (>10 fps) 실시간렌더링최적화기술 (>20 fps) >24fps >24fps DB 서버연동기술 DB 콘텐츠와의실시간연동성 연동속도 1fps 연동속도 5fps 연동속도 10fps 연동속도 10fps 실시간서비스솔루션 멀티모달기반 UI/UX 생활형증강현실콘텐츠저작기술 비터치방식의인터페이스 생활리소스 / 시나리오편집지원 2 차원손동작인식기반인터페이스 스크립트기반리소스 / 편집지원 3 차원손동작인식기반인터페이스 비주얼 API 기반리소스 / 편집지원 멀티모달인터페이스 스크립트 / 비주얼 API 기반리소스 / 편집지원 멀티모달인터페이스 생활리소스 / 시나리오편집기술 중소기업형로드맵

335 요약 차세대플랫폼게임 개요 차세대플랫폼게임은스마트폰게임과휴대용게임기용게임, 스마트폰과태블릿 PC 그리고스마트 TV에서연동되는멀티플랫폼연동형게임, 아케이드기기를기반으로하는기능성게임으로구분됨 게임은게임엔진과시나리오, 사용자인터페이스, 그래픽가속엔진, 캐릭터등으로구성되며게임엔진이하나의제품으로상용화되는구성요소이나게임엔진도게임사별로개발하여사용하는추세임. 산업현황 스마트폰및태블릿PC 등고사양의개인휴대형스마트기기의확산으로기존의피처폰기반모바일게임외에스마트기기를기반으로하는모바일게임콘텐츠가증가되고있음 시장현황 BCC Research에서발행된세계시장보고서에따르면, 전자게임시장은 2011년 43,210백만달러의규모를형성하고있는것으로나타났으며, 2016년 71,241백만달러의시장으로성장이예상됨 년가장큰규모의시장을형성하고있는게임플랫폼은콘솔시장인것으로파악되며, 향후컴퓨터와모바일플랫폼게임시장의성장폭이가장큰것으로예측됨 Platform [ 플랫폼별전자게임세계시장전망 ] 2010 년 2011 년 2016 년 시장규모 (mil$) 시장비중 (%) 시장규모 (mil$) 시장비중 (%) 시장규모 (mil$) 시장비중 (%) Console 18, , , Handheld 10, , , Computer 7, , , Mobile 4, , , Arcade Total 40, , , 자료 : BCC Research , Electronic Games and Gaming: Global Markets

336 중소기업통합기술로드맵 핵심요소기술및연구목표 구성요소핵심요소기술기술요구사항 개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 최종목표 멀티플랫폼연동형의데이터랜더링동기화기술 이기종단말기에서도상호간공유플레이가가능한랜더링기술 HTML 기반게임데이터구조화표현 / 동적데이터단말기적용기술 단말기성능적용형동적변형 /HTML 5 기반 WebApp 단말기성능적용형동적변형 HTML5 기반 WebApp N-Screen 연동게임엔진 / 실시간무선웹기반엔진 실시간스트리밍기반의동적멀티모달데이터입출력제어기술 사용자콘텍스트가반영되도록오디오 / 이미지 / 동영상등멀티모덜데이터를스트리밍처리함 게임배경과업로드데이터의혼합에강인한동적데이터관리 / 업로드멀티모덜데이터의 Segmentation 을반영한게임로직동적변화 게임배경과업로드데이터의혼합에강인한동적게이데이터관리업로드멀티모덜데이터의 Segmentation 을반영한게임로직동적변화 멀티플랫폼연동을위한게임세션매니지먼트기술 LTE/WiFi 등다양한전달망특성을반영하여세션플레이안정운영을보장함 게임데이터스트리밍 QOS/ 이종네트워크간이벤트동기화 시스템통합및적용제품 게임데이터스트리밍 QOS 이종네트워크간이벤트동기화 인지데이터분석처리기술 뇌파 / 근전도 / 안구운동데이터등비정형데이터를처리및활용함 콘텐츠 / 시스템아키텍처설계 / 시스템프로토타입 비정형인체신호취득및해석 장애자지원적용제품 비정형인체신호취득및해석장애자지원적용제품 인지기술엔진 멀티모달기반의사용자상호작용기술 키보드 / 마우스 / 안구운동 / 동작 / 음성등멀티모덜입력을통합하여처리하여체감형게임에활용 멀티모달명령어모델링및모덜간상호융합 응용도메인적용서비스제품 멀티모덜명령어모델링및모덜간상호융합응용도메인적용서비스제품 증강현실기반엔진 위치인식기반게임상황연계기술 아웃도어에서지리정보와게임로직을연계 스마트디바이스기반 2D 혹은 3D 지도와아이템, CG 등을게임로직내에서연계 스마트디바이스기반 2D 혹은 3D 지도와아이템, CG 등을게임로직내에서연계

337 요약 중소기업형로드맵 14 신소재나노융합 탄소나노소재 개요 탄소나노소재란플러렌, 탄소나노튜브및탄소나노와이어, 그래핀등 0차원, 1차원및 2차원의탄소소재를말함. 최근유연하고 (flexible) 이동이용이하고 (portable) 입을수있고 (wearable) 접을수있는 (stretchable) 기능이전자제품의새로운트렌드가됨에따라이러한특성을나타낼수있는다양한형태의탄소나노소재가요구되고있음

338 중소기업통합기술로드맵 특히탄소나노튜브는각종전자소자, 센서, 복합재료등에응용하기위하여많은연구개발이이루어져왔음. 항공기자동차용경량복합소재등으로의응용가능성이높은탄소섬유는현재상업화단계에있음. 최근에는고집적전자소자, 유연한투명소자, 이차전지용전극, 슈퍼캐패시터등으로의응용가능성이규명되고있는그래핀에대한연구개발이급증하고있음. 산업현황 탄소섬유의경량, 고강도특성으로인하여토목 건축분야, 대체에너지분야, 고속운송기기분야, 해양개발 심해저유전채굴분야, 스포츠용품분야등의다양한산업분야에대한수요가점차증가할전망 현재미국, 일본등의선진국에서는탄소나노소재의국방및항공용재료로의중요성을인식하고수출규제를실시하여전략무기화하는추세임. 고부가가치산업용섬유소재의기초기술및사업화기반을확보하여수입의존도가높은산업용섬유소재를국산화하고국내탄소섬유관련산업을활성화시킬필요가있음. 국내에서쉽게구입이가능한원료로부터탄소섬유를대량생산할경우부가가치가높고, 항공우주산업등의미래산업을위한기술축적이가능하기때문에유망한수출전략산업으로육성할필요가있음. 시장분석 탄소나노튜브의세계시장은 2009년 104백만달러에서 2014년 1,053백만달러로연평균 (CAGR) 58.9% 로큰폭의성장이예상되고있음. SWNT 세계시장은 2011년 1백만달러에서 2014년 125달러로연평균 372% 의큰폭의성장이전망되고있으며, MWNT는 2011년 246백만달러에서 2014년 865백만달러로연평균 53.% 로비교적큰폭의성장이예상되고있음. 그래핀응용제품세계시장은 2011년현재 168백만달러에서 2014년 675백만달러로연평균 58.7% 성장할것으로예상됨. 플러렌세계시장역시 2011년 19만달러에서 2014년 50만달러로연평균 37.9% 의급격한성장이예상되고있음

339 요약 핵심요소기술및연구목표 구성요소 핵심요소기술 기술요구사항 개발목표 1차년도 2차년도 3차년도 최종목표 반도체소자용탄소나노튜브소재개발기술 on/off 비 1000 이상 mobility 10,000 이상 금속성 / 반도체성나노튜브선별성장기술 금속성 / 반도체성나노튜브분리정제기술 나노튜브소재반도체성능최적화및평가기술 나도체성나노튜브선별성장, 정제기술개발 탄소나노튜브 (CNT) 탄소나노튜브박막기술 투명게이트전극및전계효과소자제조기술 uniformity 확보전기전도도 응답속도 < 50 ns mobility > 10,000 탄소나노튜브성장기술 나노튜브투명전극제조기술 탄소나노튜브정향기술 나노 FET 소자제조기술 나노튜브박막최적화및평가기술 소자특성최적화기술 균일나노튜브박막제어기술개발 나노튜브전자소자제작기술 CNT 분산및페이스트제조기술 분산안정성기질접착성 나노튜브분산기술 나노튜브분산체안정화기술 나노튜브페이스트제어기술 나노튜브균일분산페이스트제조기술 그래핀소재및양산기술 전기전도도그래핀박막두께 > 6 X 그래핀합성기술 (Ω cm) 조작기술 그래핀소재평가및최적화기술 두께가조절된그래핀양산합성기술 그래핀 그래핀베이스전도성투명박막제조기술그래핀- 고분자복합필름제조기술 표면저항 < 30Ω/sq. cm 투과율 90 % 이상 그래핀 - 고분자접착성 Young's Modulus > 400 GPa 그래핀투명박막제조기술 그래핀 - 고분자합성기술 그래핀박막전도성향상기술 그래핀 - 고분자복합화기술 전도성투명박막평가및최적화기술그래핀- 고분자복합필름특성최적화기술 그래핀베이스고전도성투명박막개발소기능그래핀-고분자복합체개발 그래핀나노분말분산전도성코팅액개발기술 그래핀분산기술나노그래핀특성제어 그래핀분산기술 그래핀분산액전도성향상기술 그래핀분산코팅액개발기술 나노그래핀분산전도성코팅기술개발 플러렌양산기술 대량생산기술 > kg/hr 플러렌합성기술 플러렌대량생산기술개발 저가플러렌생산기술개발 저가플러렌양산기술 플러렌 플러렌기반전지제조기술 대면적 > 10 inch. 2 플러렌기반전극제조기술 플러렌기반태양전지기술개발 플러렌기반이차전지전극제조기술 플러렌기반태양전지, 이차전지제조기술 중소기업형기술로드맵

340 중소기업통합기술로드맵 금속나노잉크 개요 금속나노잉크란금속나노입자, 금속나노와이어등의금속나노소재를여러가지유기용매, 각종첨가제, 유기바인더등이혼합된혼합용매에분산시켜만든소재를지칭함. 금속나노잉크는코팅용혹은인쇄용으로활용되며, 인쇄용의경우구체적으로잉크젯인쇄공정, 오프셋인쇄공정, 스크린인쇄공정등에사용됨. 현재금속나노잉크는아직상업화초기단계로시장규모가미미한편임. 그러나현재디스플레이, 태양전지등여러가지전기전자소자의전극과반사판형성에널리활용되고있으며향후활용범위가크게확대될것이기대되어이에대한기술개발지원이필요함. 산업현황 현재디스플레이등전자기기제조에사용되는전극형성공정은광식각방식을사용하고있고이는디스플레이의대면적화에따른가격상승과폐화학물질처리에따른비용증가문제를일으키고있음. 인쇄공정을이용한전극형성은장비투자비용이절감되고공정저가화가가능함. 또한인쇄공정은화학물질의사용량을줄인친환경공정으로기존전극형성공정대체의필요성을매우잘반영할수있으며, 이를구현하기위한금속나노잉크소재의개발은매우중요함. 향후전자기기에서기존의 silicon 혹은유리기판을대체할수있는유연기판이개발될것이며이를기반으로한유연소자의등장이가속화될것임. 유연기판상에소자를형성할경우롤투롤방식의전극형성공정이필요하며, 이에사용되는금속나노잉크의수요가증가할것임. 기존에투명전극으로사용된인듐기반의 ITO 소재는유연기판에적용하기어려움. 또한인듐가격의상승과자원무기화경향에따라이를대체할수있는소재의개발이필요함. 기존투명전극을대체할기술로가장유망한방법은은나노와이어를이용한투명전극형성기술과금속메쉬프린팅을이용한투명전극구현방식이고이를위한소재의수요도증가할전망임

341 요약 시장분석 나노잉크세계시장규모는 2009년 79백만달러에서 2014년 598백만달러로연평균 (CAGR) 49.9% 의높은성장이예상되고있음. 나노잉크는전도성을띤나노크기의입자를분산시킨잉크소재로반도체, 디스플레이 RFID, FPCB 등의전극이나회로제조시패턴프린팅방식을통하여이용되며, 다양한분야에서다양한용도로적용이가능하여많은소재업체들이큰관심을가지고있음. 페이스트시장규모가상대적으로큰편으로, 세계시장규모는 2011년현재 809백만달러에서 2014년 1,053백만달러로연평균 (CAGR) 10.5% 성장이예상되고있음. 현재가장안정하게공급되는금속입자페이스트는은페이스트로, 은은저항값이작고열전도가가장좋아배선재료로서우수한특성을지님. 그러나부식에약하고가격이높은점등의결점이있어, 가능하면보다안정되고저가인동과알루미늄등을실용화하고자하는추세임. 세계나노코팅시장규모는 2011년현재 183백만달러의규모에서 2014년 870백만달러로연평균 68.2% 로급격한성장이예상되고있음. 현재는의학, 보건, 전자제품, 에너지, 운송, 건축, 포장, 삼림, 직물등으로응용분야가확대되고있으며, 특히의학및가정분야와식품가공시장에서의빠른성장이전망됨. 핵심요소기술및연구목표 구성요소핵심요소기술기술요구사항 개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 최종목표 금속나노잉크입자양산기술 나노입자의크기및균일도제어 ( 크기 10~100 nm 사이조절, 입도 σ <20 %) 금속나노입자 ( 은, 금등 ) 크기및입도제어기술 나노입자양산기술 금속나노입자의크기및입도제어, 양산화 금속나노입자 무기전도성잉크용나노메탈분말제조기술 기상법을사용한나노메탈분말제조및이들의크기및균일도제어 ( 크기 10~100 nm 사이조절, 입도 σ <20 %) 잉크화를위한분산법개발 ( 단분산으로분산안정성 3 개월유지 ) 기상법을사용한나노입자의크기및균일도제어 분산성확보 나노입자양산기술 기상법을이용한나노메탈입자의입도및분산성제어 나노잉크 신규금속나노잉크제조기술 유 - 무기하이브리드잉크제조기술 나노입자의크기및균일도제어 ( 크기 10~100 nm 사이조절, 입도 σ <20 %) 내산화특성확보 ( 보관안정성 >3 개월, 분산안전성 >3 개월 ) 소성특성 (T<120 도 ), 부착력 >4B Cu, Ni 등신규금속나노입자제조기술개발 저온형잉크제조기술 (T<150 도 ) 크기및균일도제어 초저온형잉크제조기술 (T<120 도 ) 내산화성확보 부착력개선 >4B 심규금속나노입자잉크개발 저온소성형유 - 무기하이브리드잉크의저온소성특성및부착력확보기술개발

342 중소기업통합기술로드맵 구성요소핵심요소기술기술요구사항 개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 최종목표 전도성페이스트제조기술 소성특성 (T<120 도 ) 부착력 >4B 저온소성형나노페이스트제조 (T<150 도 ) 저온소성형나노페이스트제조 (T<120 도 ) 부착력개선 >4B 저온소성형나노페이스트개발및물성향상 나노페이스트 무기물표면에칭용페이스트제조기술 인쇄정밀도 (<50 μm ) 에칭공정성 (<10 분 ) 인쇄정밀도구현 에칭공정성개선 양산화기술개발 무기물에칭용페이스트상업화 회로접속용이방성도전페이스트제조기술 인쇄정밀도 (<50 μm ) 전기전도도이방성 (cross talk 에의한오류제거 ) 인쇄정밀도구현 전기적특성개선 제품적용연구 이방성도전페이스트개발 전도성나노폴리머코팅액제조기술 분산안정성코팅후안정성확보 ( 시간방치후성능변화없음 ) 분산특성확보및코팅액제조 분산안정성확보 코팅후안정성확보 전도성나노폴리머코팅액상업화 코팅액 콜로이드성실리카를포함하는광택이있는잉크제트기록시트제조기술 나노입자분산 (>3 개월 ) 광학특성제어 분산특성확보및코팅액제조 고광택실리카광학특성제어 제품적용연구 고광택실리카나노코팅을통한잉크젯시트제조 중소기업형기술로드맵

343 요약 산화물나노입자 개요 입자크기가나노수준으로작아짐에따라기존의마이크로이상의큰입자에서는나타나지않던차별화된특성을나타내는나노크기의산화물입자를말함. 산화물나노입자는에너지, 환경, 정보전자, 의료산업분야에널리응용되고있으며관련산업분야의발전에큰영향을미치는원천기반소재이며핵심소재임. 산화물나노입자는나노입자합성및물성제어기술, 연속대량합성기술, 정제기술, 표면기능화기술, 에너지, 환경정보전자산업으로의응용기술등이핵심이슈임. 산업현황 실리카나노입자는반도체 ( 웨이브의연마제 ), 페인트 ( 특수도료, 염료, 잉크의첨가제 ), 고품위타이어및종이충진제, 약물저장및전달체, 에너지변환촉매담체, 실리콘 ( 실리콘러버, 실란트첨가제 ), 화장품 ( 고가제품의보습제 ) 광섬유및태양전지의첨가제, 광학렌즈코팅제, 김서림방지용코팅제등다양한용도로활용 실리카나노입자는대부분수입하기때문에환율및대미시장의경기변동에민감하게영향을받음. 국내에서도일부생산을시작한실리카나노입자는생산원가절감을통한가격경쟁력확보, 저가대량생산및환경친화적인생산기술의개발이최근이슈임. 티타니아 (TiO 2 ) 나노분말소재는에너지, 환경, 생체재료, 인쇄산업등에필수적으로필요한원천기반소재이며핵심소재임. 구체적인응용분야로자외선차단, 자기정화용코팅소재, 염료감응태양전지의광전극, 인쇄토너용외첨제, 치과임플란트용코팅및벌크소재등으로의수요가급증하고있음. 저가대량생산이가능한새로운제조공정기술개발및환경친화적인제조공정기술개발이필수적임. 또한광촉매특성향상, 자외선흡수특성등의광특성개선, 표면개질, 코어-쉘구조와같은구조제어등산화물나노소재의물성제어기술및응용기술개발이필요함

344 중소기업통합기술로드맵 시장분석 세계나노입자시장은 2009년 4,061백만달러에서 2014년 5,698백만달러로연평균 7% 성장이예상되고있음. 최근국내에서는산화물나노입자를이용한차세대태양전지가세계에서두번째로개발되었으며, 이전지를상품화시킬경우통신용기지국전원을비롯하여, 휴대폰과노트북컴퓨터, 전기자동차, 우주탐사선등다양한시장분야에서활용할수있을것으로예상되고있음. CMP 화합물에관한세계시장보고서에따르면 2009년 380백만달러에서 2014년 721백만달러로연평균 (CAGR) 13.6% 성장이예상되고있음. CMP슬러리는반도체웨이퍼및회로를연마해평탄하게만드는역할을하며반도체시장의호황이지속됨에따라국내 CMP슬러리시장이동반성장하고있음. 핵심요소기술및연구목표 구성요소핵심요소기술기술요구사항 SiO 2 산화물나노입자 콜로이드실리카제조기술 나노입자형상및표면특성제어기술, 대량양산성기술확보 개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 입자크기, 단분산도제어 분산안정성, 대량생산성확보기술개발 고부가가치응용제품탐색및적합성판단 최종목표 기능성콜로이드실리카합성원천기술확보 ITO 산화물나노입자 ITO 나노입자제조기술 유연기판상 ITO 필름제조기술 입도 < 50nm, 광투과도 > 80%, 면저항 < 100 Ω 광투과도 > 85%, 면저항 < 40 Ω 입도, 장기분산안정성제어 표면평활도, 두께제어, 유연기판과의접착성확보를위한증착공정조건제어 광투과도, 면저항특성개선 광투과도, 면저항특성개선 인쇄공정적용및투명전극기판제조기술개발 롤투롤기반투명소자적합성평가 나노입자기반투명전극기판제조기술개발 유연기판기반저가투명소자용전극소재개발 ZnO 산화물나노입자 센서용 ZnO 나노선제조기술 나노선구조제어, 어레이소자용집적화기술개발 나노선의구조제어를위한기반기술확보 나노선어레이제작을통한집적화센서제작기술개발 고기능성집적화센서어레이소자개발 ZnO 나노선기반고기능성센서어레이용소재개발 Phosphor 산화물나노입자 LED 용백색형광체제조기술 색좌표 : (0.35, 0.35), 색온도 : 5,000 K, 장기안정성기술확보 색좌표, 색온도특성제어 열화특성개선을통한장기안정성확보 기존백색형광체대비물성평가를통한국산화가능여부확인 LED 용백색형광체국산화기술개발 CMP 슬러리 반도체소자용 CMP 슬러리개발 연마제강도제어기술확보, 첨가제특성제어를통한슬러리기능성제어기술개발 연마재용나노입자합성기술개발, 연마강도제어기술확보 dishing/erosion 개선, 고평탄화, scratch 방지용첨가제제어를통한슬러리기능성제어 반도체소자공정적용을통한 CMP 슬러리응용가능성탐색 반도체소자용슬러리개발

345 요약 중소기업형기술로드맵 다공성멤브레인 개요 다공성멤브레인소재는무수히많은미세기공을이용하여기체, 액체및고체물질을물리화학적방법에의해선택적으로분리할수있는소재를말함. 물속에존재하는이온및유 무기물질을선택적으로분리해내는수처리용다공성멤브레인소재는기후변화로인한물부족등의문제를해결하기위한대안으로관심이높아지고있음. 물부족국가인우리나라의경우도미래에는수처리용다공성멤브레인소재기술이매우중요할것으로예상됨. 산업현황 미래에는수자원확보가국가경쟁력과직결되기때문에미래에처하게될물부족문제를해결하기위한국가적대응이시급하며, 해결방법으로수처리용다공성멤브레인에대한집중적인지원이필수적임

346 중소기업통합기술로드맵 다공성멤브레인소재의저가격화에따른경제성증가로정수장, 하수및폐수처리장, 해수담수화등의용도로수처리용다공성멤브레인소재의수요가급격히증가하고있음. 전세계해수담수수요는 6300만톤 / 일 (2015년) 까지증가할전망이며이와관련된투자는 36조원에이를것으로예상됨. 2005년해수담수에역삼투막이사용되는비중이 45% 이었으나 2015년에는 61% 이상점유할것으로전망됨. 현재국내에서수처리용다공성멤브레인소재는대부분외국에서수입하고있으며소재개발은극히제한적으로이루어지고있음. 다공성멤브레인소재기업이국제경쟁력을확보하기위해서는독창적인다공성멤브레인소재의개발이선결되어야하며, 고분자및세라믹소재기업과의협력이필요함. 대용량수처리플랜트분야의경쟁력확보를위해플랜트엔지니어링기술개발의필요성이증대되고있으며, 플랜트대형화, 에너지절감, 효율향상등의핵심기술확보가반드시필요함. 소재개발및생산은중소기업에서담당하고플랜트엔지니어링기술은대기업이역할을분담하여전략적제휴가필요함. 시장분석 나노멤브레인의세계시장규모는 2009년 1,400만달러에서 2014년 8,900만달러로연평균 (CAGR) 44.3% 성장이예상됨. 시장에서의수요증가와기업들의기술개발결과멤브레인성능의지속적혁신이이루어졌으며, 응용분야도급속히확대되어현재우유등유제품, 각종과일주스등의식품부터반도체, 디스플레이등 IT산업에이르기까지다양한산업분야에이용 세라믹멤브레인세계시장규모는 2011년현재 300만달러규모에서 2014년 1,100만달러로연평균 55.7% 의높은성장이예상됨. 세라믹멤브레인의응용범위는식품, 음료분야에서기체분리, 환경, 막반응기에이르기까지다양하게적용되고있으며, 미국의 Norton, Air products, 일본의 NGK insulator, 프랑스의 Ceraver 등의업체가상용화에주력하고있음. 고분자멤브레인시장규모는 2011년현재 46백만달러의시장이 2014년 119백만달러로연평균 37.8% 의높은성장이예상됨. 국내기업들역시고분자멤브레인분야에대한관심이높으나, 원천소재기술부재로선진기업과의기술격차가큼. 그러나향후시장발전가능성은풍부하므로국내기업들도적극적인연구개발과투자를통해시장경쟁력확보에노력해야함

347 요약 핵심요소기술및연구목표 구성요소핵심요소기술기술요구사항 개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 최종목표 세라믹멤브레인 수소분리용다공성세라믹멤브레인제조기술 유체여과용세라믹멤브레인제조기술 2 차전지용분리막제조기술 사용온도 , 수소농도 >60%, 선택도 >100 고온 / 고압사용가능 사용온도 >200, 투과율 : 응용에따라요구되는성능충족 두께 <25 μm, 전기저항 <2Ωcm 2, 기공크기 <1 μm, 기공율 ~40%, puncture strength >300kg f/mil 수소분리용세라믹멤브레인제조및수소분리능향상기술 유체여과용다공성세라믹멤브레인기공제어 2 차전지분리막소재제조및소재특성최적화 가스분리막의내열성내압성향상기술 폐수, 폐유등적용기술및분리능향상기술 2 차전지분리막적용셀특성평가 세라믹멤브레인수소분리능평가 분리능최적화및모듈화 2 차전지분리막적용셀특성최적화 고선택도수소분리용세라믹멤브레인개발 유체여과용세라믹멤브레인개발 2 차전지용분리막개발 고분자멤브레인 연료전지용분리막제조기술 작동온도 >80, 이온전도도 : 상용 Nafion 대비동등이상 신규고분자분리막소재제조및특성최적화 PEMFC 셀특성평가 PEMFC 셀특성최적화 연료전지용분리막개발 금속멤브레인 물여과용유기고분자멤브레인의표면개질기술 가스분리막금속멤브레인제조기술 기능성정밀여과형금속멤브레인제조기술 미생물내오염성, 고투과율입자제거율 99.9% 사용온도 >200, 투과도, 선택도 표면개질을통한기능성부여 멤브레인제조및기공제어기술 고투과성합금금속멤브레인제조및특성향상 표면개질및담지를통한분리막기능화 수처리모듈제조및특성평가 금속멤브레인모듈제조및특성평가 기능성금속멤브레인활용수처리적용 수처리모듈특성최적화 가스분리모듈특성최적화 수처리용기능성금속멤브레인특성최적화 고성능수처리고분자분리막모듈개발 가스분리막금속멤브레인개발 기능성정밀여과형금속멤브레인개발 중소기업형기술로드맵

348 중소기업통합기술로드맵 나노세공체 개요 나노세공체는내부에나노크기의동공을다량으로포함하고있어서단위무게당표면적이매우큰소재를말함. 재료의비표면적이커지면기체나액체의분자를흡착하거나반응을일으킬수있는면적이늘어나므로소량만으로도원하는효과를얻을수있어서흡착제, 촉매, 약물전달체등으로의응용이가능해짐. 재료의크기가나노미터수준이될경우표면적의증가이외에도양자효과에의한전기적, 자기적, 광학적, 기계적특성의변화가가능하여다양한응용이가능해짐. 나노세공체는나노입자합성및물성제어기술, 연속대량합성기술, 정제기술, 표면기능화기술, 흡착제, 촉매및기타응용기술등이핵심이슈임. 산업현황 초고표면적나노세공체는에너지절약형제습기및공기조화기부분에서신규시장창출이가능함. 국내산업부문에너지소비량의약 7% 를차지하는산업용건조기에초고표면적나노세공체를제습제로활용할경우에너지효율향상기대 나노세공체의약물담지및방출특성을활용하면소량의약물로도약효와안전성을높이고생체및환경친화성이우수한약물전달체로활용가능함. 기존의리포좀이나고분자약물전달체보다최소 5배에서 60배이상약물전달특성을나타낼수있음. 기존에세계최고의비표면적을갖는나노세공체는 BASF의 BASOLITE Metal Organic Frameworks이었으며현재시장점유율 1위제품임. 한국화학연구원에서 2010년에개발한 KRICT C100은비표면적 m 2 /g로세계최고기록갱신함. 화학 ( 연 ) 나노세공체 (K-Nanosorb) 는 100 이하의저온수분탈착특성으로제습및습도조절관련산업에응용가능하고일본상업용제습제대비에너지효율이약 2배높기때문에새로운응용분야창출이가능함

349 요약 시장분석 약물전달시스템은인체의필요부위에약물이선택적으로작용될수있도록함으로써약물의부작용을줄이고효능, 효과를극대화시키는제품임. 약물전달체세계시장규모는 2009년 40억달러에서 2014년 56억달러로연평균 7% 의성장이예상됨. 에어로겔세계시장규모는 2009년 1,300만달러에서 2014년 3,400만달러로연평균 (CAGR) 21% 성장이예상되고있음. 에어로겔의시장에서의소비와수입이증가하는이유는주로에어로겔재료들이건물과파이프라인의단열제품에서그외의다른소비제품, 센서, 기계사용및제약분야로시장이광범위하게확대되고있기때문임. 나노다공성하이브리드세계시장규모는 2011년 100만달러에서 2014년 170만달러로연평균 (CAGR) 19.4% 성장이예상되고있음. 다공성하이브리드는수소및온실가스등을친환경적, 경제적으로분리, 회수, 재사용하는데꼭필요한기술로선진국사이에서개발경쟁이치열함. 나노흡착제세계시장규모는 2011년 130만달러에서 2014년 300만달러로연평균 (CAGR) 33.8% 높은성장이예상됨. 최근개발된분말형태의하이브리드나노흡착제는코팅작업을거치면기존흡착제를사용하는로터시스템에곧바로적용해사용할수있는장점이있어향후 10년안에수만톤이상의대규모수요가발생될전망임. 핵심요소기술및연구목표 구성요소핵심요소기술기술요구사항 약물전달체 에어로겔 나노다공성하이브리드 나노흡착제 약물전달용코어쉘구조의나노고분자입자제조기술 반도체절연체용에어로겔제조기술 단열재용실리카에어로겔제조기술 유무기복합다공성소재제조기술 공기정화용흡착제제조기술수분흡착제제조기술 생체적합성및생체내안정성, 약물방출속도제어기술확보 기공율 >99%, 유전율 <2.1 수요제품요구성능충족 기공율 >90%, 열전도도 <0.02W/mK BET surface area >500m 2 /g 저농도오염물흡착능, 물리흡 / 탈착충족 수분탈착온도 ( 재생온도 ) <100, BET surface area >1000m 2 /g 개발목표 1차년도 2차년도 3차년도 약물전달고분자코어쉘약물전달성능코어쉘구조제어및최적화및생체내나노입자나노입자합성적합성평가생체적용 에어로겔합성 에어로겔대량합성 계면제어에의한유무기하이브리드화및기공제어 나노세공체합성및흡 / 탈착제어 수분흡착용나노세공체대량제조공정개발 저유전절연체응용 에어로겔단열재적용및평가 유무기하이브리드다공성소재특성향상 나노세공체공기흡착제응용 나노세공체코팅및수분흡착성능최적화 저유전절연체의반도체적용 단열재성능최적화 유무기하이브리드다공성소재응용나노세공체공기흡착제성능최적화가정용산업용수분흡착제응용 최종목표 약물전달용코어쉘나노고분자입자개발반도체절연체용에어로겔개발단열재용실리카에어로겔개발고기능유무기복합다공성소재개발 공기정화용흡착제개발 저온재생가능한수분흡착제개발

350 중소기업통합기술로드맵 중소기업형기술로드맵 나노탄소복합체 개요 나노탄소복합소재는플러렌, 탄소나노튜브 (CNT) 및그래핀과같이탄소원자가나노크기의수준에서육각판상구조를이루는탄소나노소재가필러로서함유된복합소재를의미 탄소나노소재중플러렌은변형이쉬운구형성, 유기용매에의가용성, 분자수용체, 초전도특성및금속함유성등의특징을활용한리튬이온전지, 태양전지및연료전지용소재에활발하게이용 CNT 복합소재는 CNT 고유의특성인철의 100배에이르는인장강도, 기존트랜지스터의 1,000배의전도성, 일반금속의 100배의전자방출성및반도체특성과뛰어난수소흡착성에기안하여현재나노기술의핵심을담당

351 요약 그래핀복합소재는기존의탄소나노필러 ( 플러렌, CNT, CNF 등 ) 에비해넓은표면에너지, 기계적강도, 열적그리고전기적특성이매우우수하며, 특히유연성과투명성이뛰어나차세대나노탄소복합소재분야로서활발하게연구가이루어지고있음. 나노탄소복합소재중 CNT와그래핀복합소재분야가미래시장을주도할것으로예상됨. 응용분야로의파급효과가상당히높으며최대 13배이상의가치창출이기대됨. 산업현황 CNT 복합소재는다양한분야에응용가능성이이미확인되었기때문에기초기술연구단계를지나응용분야확보단계로진입함. 그러나기존 CNT 제조법으로는대량생산을통한가격경쟁력확보에한계가있어 CNT 복합소재수요확대에걸림돌이되고있음. 시장에서활용이가능한 CNT 복합소재로는 CNT의전기전도도를이용한전자기차폐 / 흡수소재, 열전도도를이용한방열소재등이유력하나, 기술적한계에의하여 CNT 복합화효율이낮은것이현실임. 따라서응용시장을확장하기위해서는복합화효율을향상시킬기술개발이필요함. 전세계적으로그래핀복합소재분야는연구개발초기단계이므로원천기술획득이용이한시점이며국가별시책에따라기회요소가높기때문에국제표준화에우위를점할수있음. 시장분석 금속함유나노탄소복합체세계시장규모는 2011년 1억달러에서 2014년약 1.8억달러로연평균 12.7% 성장이예상되고있음. 금속-나노복합체제품은탄소나노튜브와금속이온을균일하게혼합하는분자수준공정을통해나노복합분말을제조하는기술로일반적으로금속에혼합된탄소나노튜브는지지체로거동하며, 재료의강도를보강하거나혹은열전도도를증가시키는기능성을부가하게되어시장의수요가증가할것으로예상됨 고분자함유나노탄소복합체세계시장규모는 2009년 5,600만달러에서 2014년 147 백만달러로연평균 21.2% 시장이성장할것으로예상됨. 최근한국, 미국, 일본, 중국의탄소나노튜브소재의대량합성기술과설비확보로인한탄소나노튜브소재가격의급격한하락추세등을볼때에너지변환및저장장치분야에서의기술실용화가빨라질것으로예상됨

352 중소기업통합기술로드맵 탄소-세라믹나노복합체세계시장규모는 2011년 7,500만달러에서 2014년 145백만달러로연평균 24.6% 높은성장이예상되고있음. 세라믹나노복합체의응용은재료분야뿐만아니라전자, 광학, 에너지, 우주항공, 의학등의거의전산업분야의응용이가능하고특히, 구조재료분야에서나노복합체는기존의복합체에비해강도와인성의증가뿐만아니라고온에서도높은강도를유지할수있게됨으로써초강력, 초내마모성절삭재료등으로도응용되고있음. 해당분야의중소기업니즈를살펴보면, 나노탄소복합체분야의기술들은전반적으로중소기업에적합한기술인것으로파악되며, 대체적으로중소기업의기술진입가능성이용이할것으로판단됨 구분 세계 년도 시장규모 ( 단위 : 백만달러 ) 성장률 CAGR(%) 금속함유 고분자함유 탄소 - 세라믹 합계 핵심요소기술및연구목표 구성요소핵심요소기술기술요구사항 금속함유나노탄소복합체 고분자함유나노탄소복합체 엑스선용 Graphene/CNT 기반고전류밀도전계방출소재제조기술 연료전지용금속나노입자 - 탄소나노튜브전극소재제조기술 엑츄에이터용탄소나노튜브 - 엘라스토머복합체개발기술 차폐용전도성고분자 - 탄소나노튜브하이브리드개발기술 의료용 X- 선발생기용냉음극소재로, anode 전류및수명, 냉음극광원크기의개선이필요 탄소나노튜브의표면개질을통한금속입자성장기술 CNT-metal 나노파우더복합소재의표면적및메조기공극대화촉매입자안정성극대화를통한연료전지효율향상 탄소나노튜브의균일배향탄소나노튜브의 yarn 및고분자복합필름제조기술저강성 / 고연신유전성엘라스토머개발 탄소나노튜브 / 금속하이브리드입자제조, 분산기술을통한고전도성고분자복합소재개발 개발목표 1차년도 2차년도 3차년도 전류 >1mA, 수명 > 직류 10 시간, 크기 <0.5cm 2 비축전용량 >100F/g 굽힘변형율 >5% 면저항 : <10W/ 전류 >5mA, 수명 > 직류 10 시간, 크기 <0.2cm 2 비축전용량 >200F/g 굽힘변형율 >7.5% 면저항 : <5W/ 전류 >7mA, 수명 > 직류 10 시간, 크기 <0.15cm 2 비축전용량 >300F/g 굽힘변형율 >10% 면저항 : <2W/ 최종목표 전류 >10mA, 수명 > 직류 10 시간, 크기 <0.1cm 2 연료전지전극성능향상을위한 CNT-metal 나노복합소재개발 CNT 함유유전성엘라스토머복합소재를이용한고성능액츄에이터개발 탄소나노튜브 / 금속하이브리드입자복합화를통한전자파차폐용복합소재개발

353 요약 구성요소핵심요소기술기술요구사항 탄소 - 세라믹나노복합체 에너지저장용나노시트 / 나노복합소재제조기술 고방열용탄소 - 세라믹나노복합소재제조기술 나노시트제조및박리기술, 전도성고분자융합기술 CNT의세라믹기지내균일분산열전도성네트워크설계고열전도도세라믹소재의개발 개발목표 1차년도 2차년도 3차년도 나노시트 um단위나노시트복합체특성나노시트전구체평가, 균일도박리기술개발형성기술, <~10 %, 및고분자 10nm 미만비저항 <~100 바인더개발 uohmcm 절연형열전도도 >10W/mK 절연형열전도도 >20W/mK 절연형열전도도 >30W/mK 최종목표 고균일도를갖는고전도나노시트복합체개발 절연형고방열소재를위한 CNT- 세라믹나노복합소재개발 중소기업형기술로드맵 나노입자복합체 개요 나노입자복합소재는유기를기반으로무기나노입자를활용한유기 / 무기나노입자복합소재, 금속나노입자를활용한유기 / 금속나노입자복합소재및금속입자를기반으로금속, 세라믹나노입자를활용한입자복합화나노소재로분류가가능함

354 중소기업통합기술로드맵 국내는세계적이슈인환경오염저감에초점을맞춘유기 / 무기나노입자복합소재개발에노력을기울이고있으며, 최근에는활용분야를전자 정보, 에너지분야로확대하기위한유기 / 무기복합소재개발및형상제어에관한연구를일부대학에서수행하고있는단계 입자복합화나노소재는자성소재분야에적용하기위한연구를집중하고있음. 각종모터, 엑츄에이터, 센서등의핵심소재로자동차, 가전, 정밀공작기계뿐만아니라 MRI와같은의료기기, 음향기기, 자기부상열차에까지활용이가능하여, 관련시장은빠르고지속적인성장추세에있음. 나노자성입자를활용한입자복합화나노소재는미래형자동차에사용될고효율 / 고성능모터시장의엄청난시장확대가예상되며, 자동차수요가폭발적으로늘어날것으로전망되는중국시장을포함한아시아시장이세계시장을선도할것으로예상 산업현황 나노입자복합소재는나노미터크기로작아지면그표면의성질이극대화되어기존의벌크물질과는전혀다른물리적, 화학적특성을가지게되므로, 나노입자복합소재의물성에가장큰영향을미치는요인인중심나노입자의크기및균일성확보에대한니즈가있음. 하이브리드형나노입자복합소재는나노입자와기질간의혼화성을높이기위하여유-무기간의졸-겔반응, 수소결합이나배위결합을통한유기-금속간의결합성증대를위한많은노력이진행되고있음. 기계적, 광학적물성을필요로하는고분자-실리카나노입자복합소재의경우고분자내에서실리카의분산성을높이기위하여다양한코팅기법및분산제가이용되고있음. 최근에는블록공중합체의자기조립현상을이용하여나노자성입자를유기물기질내에규칙적으로배치하여입자복합화나노소재의성능을극대화할수있는기술이개발되고있음. 시장분석 세라믹나노입자복합체세계시장규모는 2011년 7,500만달러에서 2014년 145백만달러로연평균 24.6% 성장이예상되고있음. 나노결정질세라믹의독특한특성으로여러분야에서의응용이가능하며내구성이요구되는자동차부품, 절삭공구, 초미

355 요약 세필터, 구부러지는초전도체선, 광학커넥션부품분야는시장이형성되어있고앞으로도꾸준히상승할것으로전망됨 - 나노세라믹의향상된이온전도도를이용하여산소센서와연료전지에사용될수있으며기공크기가작고분포가좁아서세라믹필터로응용이가능함 금속나노입자복합체세계시장규모는 2011년 127백만달러에서 2014년 182백만달러로연평균 12.7% 성장이예상되고있음. 금속나노입자의메인은금, 은이었지만, 최근에는동나노입자도시장에서주목받고있으며의약품의연구개발이외에단기적으로는마이크로 / 서브나노레벨의 ITO, ATO와같은도전성필름의고기능결정으로서의대체수요와반도체관련의미세배선재료, 연료전지용백금계촉매등의수요가기대됨 구분 세계 년도 시장규모 ( 단위 : 백만달러 ) 성장률 CAGR(%) 세라믹나노입자 금속나노입자 합계 핵심요소기술및연구목표 구성요소핵심요소기술기술요구사항 개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 최종목표 세라믹나노입자복합체 태양광소자용코어 - 셀구조의복합세라믹나노입자제조기술 광확산판용세라믹나노입자균일분산기술 차세대박막태양전지용 CORE/SHELL 구조세라믹전자소자로써, 태양전지로모듈화실현후, 광전변환효율에서기존의태양전지와경쟁이가능해야함. LCD 용광확산필름용세라믹나노입자로, rutile 상의 TiO2 구형입자로입자크기의범위가목표크기의 5% 내의분포를갖는균일한입자여야함. 모듈효율 > 5% 모듈효율 > 6% 크기 :300nm 급, 수율 >90% 크기 500nm 급, 수율 >80% 모듈효율 > 7% 크기 500nm 급, 수율 >90% 모듈효율 > 12% 크기 500nm 급, 수율 >95% 금속나노입자복합체 에너지하베스트용금속황화물복합소재기술 전자파흡수용자성나노복합입자공정기술 소재합성및소자제조기술, 평가기술 고주파대역에서높은투자율을가지는자성나노입자개발 재료설계및공정개발, 에너지변환효율 ~7% 자성입자투자율 (Permeability:>5 0@1GHz) 공정개선및소자특성의피드백, 에너지변환효율 ~8% 복합소재흡수능 (Ploss/Pin:>7dB@ ~GHz) 공정및평가기술최적화, 에너지변환효율 ~9 % 복합소재흡수능 고에너지변환효율및공정적합성확보 자성나노입자복합화를통한고주파전자파흡수용복합소재개발

356 중소기업통합기술로드맵 중소기업형기술로드맵 나노다층 ( 복합 ) 필름 개요 나노다층 ( 복합 ) 필름은복수의층으로구성된고분자기반의다층필름과세라믹기지에금속, 세라믹이분산된복합체형태의나노구조필름이며, 제품의표면에부착가능한형태로존재하는필름형태로기존제품의성능을크게향상시키거나새로운기능을부가할목적으로사용되고탈부착이용이하도록이형 (release) 필름과결합되어있음. 서로다른여러박막으로구성된다층형태또는고분자기지의필름에금속또는세라믹기반의나노입자 ( 나노구형체, 나노선, 나노막대, 또는나노튜브 ) 를골고루분산시킨복합체형태로고분자필름을제작하게되면, 단일층에서구현할수없는기능을실현할수있음. 나노다층 ( 복합 ) 필름은건축, 자동차, 전자, IT, 식약품등여러산업분야에널리쓰일수있으며그응용성이매우큼. 산업현황 산업계니즈는단열, 반사방지, 차단, 포장재등활용용도에따라저가격화, 고내구성, 다기능성, 고투명성등의실현요구가존재함

357 요약 단열필름의경우단열필름의수요가늘어가고있는추세이기때문에나노구조화를통한필름구조의단순화를통해단가절감이이루어진다면커다란수요증대가예상되며, 열차단효과뿐만아니라자외선차단, 긁힘방지, 사생활보호및전망도유지, 유리깨짐방지, 도청방지등다양한기능이복합된다기능성필름으로수요창출이진행되고있음. 반사반지필름의경우반사방지필름을표면에접착하여표면반사율을 1% 이하로줄여야할뿐만아니라디스플레이로부터의광투과율이뛰어나도록가시광선에대한투과성이뛰어나야함. 또한고성능의반사방지필름은전량일본에서수입되고있으며, LCD 패널의가격저하로수입가격상승에대한부담이증가되는추세이므로단순한구조의뛰어난성능의저가반사방지필름에대한수요가높아져가고있음. 포장필름의경우외부로부터의산소유입을막아식약품의부패를방지하는것이필요하기때문에, 다층복합화를통해포장재의산소차단성증가시키고자하는연구개발이활발히진행되고있으며, 항균성과생분해성이증가될수있는표면나노구조화기술이적용된새로운형태의포장재필름이요구됨 시장분석 도전성나노다층필름의세계시장규모는 2011년약 2,700만달러의시장에서연평균 8.2% 성장을하여 2014년에는 3,400만달러로성장할것으로전망됨. 현재대부분의 ITO 전도성필름분야시장은 Denko같은소수업체가독점하고있음. 국내에서전도성필름의개발은대기업중심으로이루어지고있으며 (LG Chem. SKC 등 ) 최근에 SKC가전도성고분자를이용한투명전도성필름개발에성공함. - 중소기업의경우, 기존의기업을제외하고는기술적장벽이나자원이상대적으로취약한구조를지니고있어시장의주류를이루고있는 ITO 계의전도성필름제조가쉽지않을것으로보임 기체차단및열차폐나노다층필름의세계시장규모는 2011년약 1,600만달러에서연평균 50.6% 성장을하여 2014년에는 4,300만달러의시장규모를형성할것으로전망됨. 현재나노다층필름시장은주로전기전도성을요구하는정전기방지용고분자복합소재의상용화가이루어지고있으며, 탄소나노튜브발열및방열복합소재시장도상용화가시작되어 LED 조명적용시장이증대될것으로예상됨 반사방지나노다층필름의세계시장규모는 2009년 2,100만달러에서 2014년 2억 5,300만달러로연평균 64.9% 의높은성장이예상되고있음. 반사방지필름의약 70% 를점유하는일본의 DNP사는다층필름을중심으로약 50억 의투자로제4라

358 중소기업통합기술로드맵 인가동을통하여약 800만m 2 의월간생산능력을보유하고있는것에비하여, 국내의반사방지필름시장은핵심부품국산화를위한지원과연구가필요한실정임. 구분 년도 시장규모 ( 백만달러 ) 성장률 CAGR(%) 도전성 세계 기체차단 / 열차폐 반사방지 합계 핵심요소기술및연구목표 구성요소 핵심요소기술 기술요구사항 투명전도성저온소성 투명전도성저온소정 습식코팅재제조기술 코팅재개발 유무기복합투명유무기복합투명전극코팅전극필름코팅기술도전성기술개발 필름 프린팅용전도성 전도성 나노잉크기술개발 나노잉크개발 그래핀기반 ITO 고전도성그패핀 대체필름제조기술 제조기술개발 기체차단 기체차단유무기 기체차단유무기 필름 복합필름제조기술 다층필름개발 열차폐및단열나노복합단열나노복합필름필름개발열차폐제조기술 필름 열차폐필름신뢰성 단열필름의 향상을위한 나노구조제어 나노융합기술 기술개발 고굴절고투명졸투명직사코팅졸소재및직사소재및공정개발코팅기술 나방눈구조를갖는 반사방지 20인치급대면적 대면적나방분 필름 반사방지 구조구현기술개발 필름제조기술 고분자 Film의반사방지용고분자표면개질을이용한표면개질반사방지기술개발필름제조기술 개발목표 1차년도 2차년도 3차년도 투명전도성습식 대면적습식 소재및공정 코팅재개발 코팅기술개발 신뢰성확보 유무기복합전극전도도및투명전극코팅대면적균일도향상기술개발 전도성 나노잉크프린팅 대면적 나노잉크개발 기술개발 균일성확보 그래핀전도성 대면적화 장기안정성 향상기술개발 기술개발 평가 유무기기체차단효과향상복합필름및신뢰성평가제조기술개발 나노복합필름 단열효과향상및 제조기술개발 신뢰성평가 열차폐필름의 필름의장기 공정기술의 나노구조 안정성평가및 간소화및 제어기술개발 효과입증 신뢰성향상 고굴절고투명 직사코팅 대면적 졸소재개발 기술개발 균일성확보 대면적나방눈 20인치급나방눈공정의구조구현구조필름확보신뢰성향상기술개발 반사방지용공정단가절감및고분자표면대면적균일도향상개질기술개발 최종목표고투과고전도성저온습식코팅기술개발고전도성유무기복합투명전극코팅기술개발고전도성나노잉크를이용한프린팅기술개발고전도성그래핀투명전극개발고품질기체차단유무기다층필름개발대면적고신뢰성나노복합단열필름개발열차폐필름의획기적신뢰성향상직사코팅에의한고굴적고투명반사방지막개발고신뢰성 20인치나방눈구조반사방지필름개발고성능반사방지필름용표면개질기술개발

359 요약 중소기업형기술로드맵 나노섬유복합체 개요 나노섬유복합소재는나노크기 (1~100nm) 의직경을가지며종횡비가 100 이상인고분자, 세라믹, 금속재질의고성능섬유가필러로서함유된복합소재를의미하며, 나노크기의섬유에기인하는뛰어난구조및기능적특성과나노섬유배향에의한우수한특성재단성을이용하여의약 / 바이오산업, 미래정보통신, 환경 / 에너지등의주요산업기술분야를선도할기반소재로서각광받고있음. 나노섬유의주요적용가능분야는고효율필터소재, 정밀화학및의약용크리닝, 에너지저장및변환용소재, 전극및촉매소재, 극한환경의초경량방호소재, 의료용 ( 인공피부, 조직공학적지지체, 향균등 ) 소재, 고기능성 ( 전도성, 고강도, 투습 / 발수 ) 용소재등이있음. 최근정보통신기기및소형디지털전자기기의발전에따라전자파간섭및노이즈발생에따른오작동, 인체유해전자파공해문제가심각하게대두되고있으며, 이문제를해결하기위해우수한전자기적특성을가지는금속및세라믹나노섬유입자개발및전자파차폐 / 흡수복합소재의개발이절실히요구됨

360 중소기업통합기술로드맵 나노섬유및나노섬유복합소재는의약 / 바이오산업, 미래정보통신, 환경 / 에너지분야를비롯한산업전반에응용이가능한첨단소재로부품소재산업의경쟁력이취약한국내산업을감안할때, 향후국가전략적인차원으로육성해야할주요분야임. 산업현황 산업계니즈는대량생산화, 고기능화, 복합기능화, 특성안정화등의실현요구가존재함. 기존의마이크로크기의고분자섬유, 유리섬유, 탄소섬유에비해가격경쟁력이약하기때문에저비용대량생산을위한기술혁신이필요하며, 국내의우수한마이크로고분자섬유제조기술의활용이가능함. 고효율필터소재, 정밀화학및의약용크리닝, 에너지저장및변환용소재, 전극및촉매소재, 극한환경의초경량방호소재, 의료용 ( 인공피부, 조직공학적지지체, 향균등 ) 소재, 고기능성 ( 전도성, 고강도, 투습 / 발수 ) 용소재로응용하기위해서는저가격화와함께기존소재의한계를뛰어는넘는고성능화가필수적임. 우수한성능의구현이가능한나노소재의문제점으로높은제조비용과함께큰특성편차를들수있으며, 이는아직상용화초기단계에있어안정적인원료물질공급과함께나노섬유및복합소재제조공정이확립되어있지않은것에기인함. 따라서원료소재, 나노섬유및복합소재제조기술의정립을통한특성안정화가요구됨. 시장분석 고기능성나노섬유복합체세계시장규모는 2009년 7,600만달러의시장규모를형성하고있는것으로파악되며, 연평균 34.2% 성장하여 2014년에는 3억 3천만달러의시장을형성할것으로전망됨. 일본과미국등선진국기업들은압도적인기술적격차와경쟁력을보유한탄소섬유, 아라미드섬유, PBO 섬유등수퍼 (Super) 섬유와최근환경문제로주목을받고있는폴리유산섬유, PTT섬유등고기능성섬유등을집중연구하고있음 국내는고기능성섬유분야의수요정체로수익성이뒷받침되지않아대기업들이연구소와연구인력을축소시켰고기술력마저뒤처져있어향후섬유소재분야의고부가가치창출에어려움이예상되고있어, 고기능성섬유의개발과함께국내외시장개척을통한수요창출이필요함

361 요약 고강도나노섬유복합체세계시장규모는 2009년 4.4억달러의시장규모를형성하고있는것으로나타났으며, 연평균 8.2% 성장하여 2014년에는약 7.2억달러의시장을형성할것으로전망됨. 구분 년도 시장규모 ( 백만달러 ) 성장률 CAGR(%) 세계 고기능성섬유 고강도섬유 합계 , 핵심요소기술및연구목표 구성요소핵심요소기술기술요구사항 발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 최종목표 고기능성섬유 생분해성나노섬유및응용제품제조기술방음성및방진성향상을위한나노구조복합재료제조기술 생분해성고분자전기방사기술나노섬유화및구조설계기술 섬유직경 : 300nm이하생분해성제어 500nm급이하나노섬유개발 섬유직경 : 100nm이하생분해성제어나노섬유를이용한 3차원섬유구조설계및제어기술개발 의료용제품등생분해성나노섬유복합화기술나노섬유를이용한 3차원섬유구조설계및제어기술개발 생분해성제어가가능한나노섬유응용제품흡음율 0.9 (2000 Hz) 이이상인나노섬유흡음소재개발 필터용나노섬유 나노섬유필터표면개질기술초친수 / 소수성나노섬유제조기술 나노섬유화및친유성표면개질기술초소수 / 초소유성제어나노섬유화기술 효율 75% 오일회수필터개발분리성능 98% 인유수분리필터 효율 90% 오일회수필터개발분리성능 99% 인유수분리필터 효율 90% 오일회수필터개발분리성능 99.9% 인유수분리필터 효율 90% 오일회수필터개발분리성능 99.9% 인유수분리필터 폴리에틸렌 테레프탈레이트나노복합섬유제조기술 용융전기방사기술 섬유직경 : 500nm 이하 섬유직경 : 200nm 이하 섬유직경 : 100nm 이하 섬유직경 : 100nm 이하 고강도섬유 고성능고분자나노섬유이용복합소재제조기술 고분자나노섬유제조기술나노섬유복합화및섬유체적율제어기술 150nm급고분자섬유섬유체적율 :10% 이상 100nm급고분자섬유섬유체적율 :20% 이상 100nm급고분자섬유섬유체적율 :30% 이상 나노고분자섬유보강고내열 / 고인성복합소재개발 100nm급고분자섬유섬유체적율 : 30% 이상

362 중소기업통합기술로드맵 중소기업형기술로드맵 생활 ( 바이오 ) 응용나노복합체 개요 생활 ( 바이오 ) 응용나노복합체는적어도 1종이상의나노소재를포함하며 2상이상이복합적인구조를이루고있는안정적인소재로써, 항균, 피부보호 ( 자외선차단, 유효성분전달 ), 오염방지, 친수코팅등바이오특성, 광촉매특성, ( 약물 ) 전달특성을이용하는소재임 광촉매는빛 (photo=light) 과촉매 (catalyst) 의합성어로일정파장의빛을받아촉매반응을일으키는물질을통칭하며이를나노크기로형성하였을경우넓은표면적으로인해활동이매우활발하게나타남. 다양한소재가연구되고있으나일반적으로 TiO 2 (anatase), TiO 2 (rutile), ZnO, CdS, ZrO 2, V2O 2, WO 2 등이잘알려져있음. 질병진단 / 치료용소재분야에서는나노메디신이라는이름으로진단및치료가동시가능한복합성나노소재에대한연구가활발하게이루어지고있음. 최근에는기존의나노소재가세포독성을유발한다는결과가보고되어나노물질에대한안전성및생체적합성에대해서보다활발한연구가이루어지고있음

363 요약 나노화장품분야에서는주로자외선을차단하고피부를보호하거나피부에유효한나노소재성분을전달하기위한나노소재와나노융복합소재합성및이들을기존제품과 formulation하여실용화하기위한연구가활발히진행되고있으며, 다른융합복합소재에비해일부시장이먼저형성되기시작하였고꾸준한성장세를보이고있음. 친수 자기정화코팅분야는이산화티탄과같이오염방지및자기정화기능등의특성을갖는나노소재를고정하기위한코팅제품과같이실용화된제품이이미시장을형성하고있으며, 시장의꾸준한성장과새로운시장개척을위한실용화연구가함께이루어지고있음. 산업현황 산업계니즈는광촉매, 진단 / 치료, 자기정화, 기능성화장품등적용분야에따라고기능성, 저가격화, 환경및인체안정성확보등의요구가존재함. 광촉매용나노복합체의경우산업이나가정에서주로가시광파장이사용되므로가시광응답형광촉매소재의개발이요구되며, 해당분야의시장확대가전망됨. 나노복합체의가격경쟁력을확보하기위해서는가격이비싼귀금속이나희토류원소를사용하지않고저가소재사용이필수. 또한생산단가를낮추기위해서는대량생산이가능한나노복합분체제조기술이요구됨. 나노물질에대한인체유해성여부가논란의대상이되고있음. 이문제에대해서는지속적으로검증이되겠지만, 특히광촉매등생활용품에한해서인체유해성에대한검증이생산공정과최종제품에대해이루어질필요가있음. 또한나노복합체제조공정자체도오염물질을최대한배출하지않는친환경적공정의개발이필요함. 시장분석 진단용나노복합체세계시장규모는 2009년 163억달러에서 2014년 265억달러로연평균 10.1% 의성장이예상되고있으며, 치료용나노복합체세계시장규모는 2009년 864 억달러에서 2014년 1,571억달러로연평균 (CAGR) 12.7% 의성장이예상되고있음. - 진단기술은혈액, 소변, 객담등시료개체를신체로부터분리하여감염질환, 암질환등각종질환을초고감도 / 다중측정할수있는기술이며, 치료기술과융합되어약물전달, 유전자전달등도가능하게하는첨단의료기술로앞으로의시장전망이밝음

364 중소기업통합기술로드맵 포장용나노코팅분야의세계시장규모는 2009년약 6,500만달러에서 2014년 8.7억달러로연평균 (CAGR) 68.2% 의비교적높은성장이예상되고있음. 나노코팅제에대한수요는정전방지, 전자기차폐등과같이특정포장기능의성능개선에대한요구와위조품식별및제품이력추적관리와같은포장재의신기능에대한요구에기인하여관련시장은큰폭으로성장할전망임 구분 년도 시장규모 ( 백만달러 ) 성장률 CAGR(%) 진단용 16,381 17,852 19,656 21,642 23,829 26, 세계 치료용 86,432 96, , , , , 포장용 합계 102, , , , , , 핵심요소기술및연구목표 구성요소핵심요소기술기술요구사항 개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 최종목표 단분산기능성복합나노분말제조기술 ( 금속및자성산화물 ) 금속및자성산화물대상의단분산복합나노분말제조 분산도편차 15% 이하의기능성복합나노분말제조 분산도편차 5% 이하의기능성복합나노분말제조, 한배치당 1kg 이상대량생산 분산도편차 5% 이하의기능성복합나노분말제조, 한배치당 5kg 이상대량생산 단분산금속및자성산화물복합체개발 진단및치료용소재 나노복합체를이용한질병특이적유전자및단백질진단 / 치료기술 ( 암, 치매등 ) 타깃유전자및단백질발굴기술및질병특이적나노복합소재개발기술 대상유전자및단백질 in vitro 진단및치료 ( 기존방법과비교하여 10 배민감한진단및 95% 이상의치료효율 ) 동물을대상으로한유전자및단백질진단및치료 ( 기존방법과비교하여 10 배민감한진단및 95% 이상의치료효율 ) 20 명이상의환자샘플 ( 유전자및단백질 ) 을이용한진단 질병특이적유전자및단백질의발굴및진단 / 치료기술확립 진단용바이오칩제조기술 고감도바이오칩제조기술 기존방법과비교하여진단속도 2 배향상 기존의바이오칩과비교하여크기및무게 2 배경감 환자샘플을이용한진단 고속, 고감도진단용바이오칩개발 식품, 화장품용소재 자외선차단용피부보호제제조기술 나노복합체를이용한고기능성화장품개발기술 높은자외선차단율과인체안전성이보장된나노복합소재개발 자극을최소화하고노화방지, 미백등기능을최대화한마이셀, 나노에멀젼혹은입자 UV-B > 99% 차단, SPF> 40, 저자극피부보호제개발 고기능성마이셀, 나노에멀젼, 나노입자소재개발 UV-B > 99% 차단, SPF> 40, 저자극피부보호제개발 제품동물실험 UV-A (320~400nm) 영역 99% 차단, 피부자극최소화 피부개선효율증대및단기간화 우수한피부보호제의국산화및수출 국산화장품의고기능화

365 요 약 개발 목표 구성요소 핵심요소기술 기술요구사항 최종 목표 1차년도 코팅, 포장용 소재 2차년도 3차년도 자외선차단율 >99%, 투과율>95% 만족하는 제품양산 자외선 차단용 나노포장소재의 상용화 나노복합체를 이용한 자외선 차단용 투명 포장 소재(필름, 용기) 높은 자외선 차단율과 투명성을 만족하는 자외선 차단용 필름 및 용기 개발 자외선 차단율 >95%, 투과율 >90% 내구성 및 신뢰도 검증 기능성 나노 코팅재 및 코팅기술 고강도, 내마모, 방수, 열화방지 등 기능을 가지는 나노 코팅제 제조 및 표면 코팅기술 코팅재분산안전성 >6개월, 기능성나노코팅 기술개발 코팅재분산안전성 >6개월,기능성 나노코팅기술개발 코팅막 경도 2B이상 기능성 나노코팅제 국산화 및 나노코팅 기술 확보 초친수성 및 자기정화 나노복합체 친수성 및 자가정화등 광촉매 기능이 우수한 나노복합재료 개발 수접촉각 < 5도, 자외선 하 광촉매 활성 P25대비 150% 효율 수접촉각 < 5도, 자외선 하 광촉매 활성 P25대비 150% 효율 가시광응답형 초친수 /자기정화 나노복합체 초친수/자기정 화 기술 확보 및 소재의 국산화 중소기업형 기술로드맵

366 중소기업통합기술로드맵 15 바이오 유전자재조합의약품 개요 유전자재조합의약품이란유전자조작기술을이용하여제조되는펩티드또는단백질을주성분으로하는의약품을말하며, 단백질의약품, 항체의약품그리고재조합백신이있음. 단백질의약품이란유전자재조합기술, 세포배양기술, 바이오공정기술을바탕으로의약용단백질을미생물이나동물세포시스템을이용해대량생산하여질환치료목적등에사용하는제품을말함. 항체의약품이란유전자재조합의약품의일종으로서하이브리도마에의해생산된본래의면역글로불린 (IgG), 면역접합체, 그리고 Chimeric 및 Humanized 면역글로불린, 항체라이브러리, 혹은형질전환마우스에서선별한완전한사람면역글로불린, F(ab ) 및 F(ab )2 조각, Single-chain antibodies, 재조합면역글로불린가변부위 (Fvs) 등면역글로불린으로부터유래된면역글로불린조각및재조합단백질을포함함. 즉, 유전자재조합의약품은유전자재조합기술을기반으로생산되는제품으로단백질의약품, 항체의약품, 백신으로구분되는분류중대기업중심의바이오시밀러, 백신중바이오시밀러는제외하며백신은축소반영하며, 바이오신약, 바이오베터를포함하는제품으로정의함. 산업현황 산업계니즈는저가격화, 기존제품대비차별화 ( 안전성, 유효성및유용성개선 ) 및신규개념의신약에대한수요등으로요약됨. 그러나바이오시밀러는이미국내외대형제약사에서시장을선점하였을뿐만아니라시장이매우경쟁적이어서중소기업에는적합한연구개발분야가아니라고판단됨. 중소제약및생명공학회사는물론바이오시밀러의등장으로타격이예상되는다국적제약사들도앞다투어지속성및유효성이향상된바이오베터개발에뛰어들고있는실정임

367 요약 제약시장에서경쟁우위를차지하기위해서는동일한타겟이나동일한타겟이라하더라도에피토프가달라기존의약품과는차별화되는작용기전으로우수한약효를나타내는베스트-인-클라스신약혹은신규타겟에대한새로운작용기전으로효과를보이는퍼스트인-인-클라스신약에대한니즈가매우높음. 시장분석 단백질치료제바이오의약품의유사시장인바이오시밀러시장을살펴보면, 2009년약 8억달러의시장에서 2014년약194억달러로연평균 (CAGR) 89.1% 의초고속성장이예상되고있으며중요제약사의제품라인에서그비중이점차증가하고있음 항체의약품의유사시장인 BCC reserch사의 Biotechnologies for Medical Applications 보고서중단일및다중클론성항체시장자료를살펴보면, 2009년약 462억달러에서 2014년약 863억달러로연평균 (CAGR) 13.3% 의성장이예상되고있음 핵심요소기술및연구목표 구성요소핵심요소기술기술요구사항 개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 최종목표 신규천연단백질치료제발굴및개발기술 MOA 자료확보 선도물질최적화 단백질발현, 정제및분석 생산세포주개발완료 단백질치료제 신규 scaffold 단백질치료제개발기술 비면역성확보 In vitro 효능평가 면역원성, In vivo 효능평가 생산세포주개발완료 단백질치료제효능 / 기능향상기술 기존제품대비우수성확보 동물모델효능평가 MOA 확인 / 생산성향상 생산세포주개발완료 신규타겟 / 에피토프에대한신약항체발굴및개발기술 선도물질최적화 항체발현, 정제및분석 생산세포주개발완료 항체의약품 신규 format 항체개발기술 MOA 자료확보 In vitro 효능평가 면역원성, In vivo 효능평가 생산세포주개발완료 항체치료제효능 / 기능향상기술 발현우수성확보 동물모델효능평가 MOA 확인 / 생산성향상 생산세포주개발완료 재조합백신 신규항원 / 에피토프를이용한재조합백신개발기술 신규항원 / 에피토프를이용한재조합백신개발기술 기존제품대비우수성확보 MOA 자료확보 선도물질최적화 In vitro 효능평가 백신발현, 정제및분석 In vivo 효능평가 생산세포주개발 생산성향상 생산세포주개발완료 생산세포주개발완료

368 중소기업통합기술로드맵 중소기업형기술로드맵 세포치료제 개요 세포치료제는세포의조직과기능을복원시키기위하여살아있는자가 (autologus- 환자자신 ), 동종 (allogenic-인체, 타인 ), 또는이종 (xenogenic-동물) 세포를체외에서증식 선별하거나여타한방법으로세포의생물학적특성을변화시키는등의일련의행위를통하여치료, 진단및예방의목적으로사용되는의약품임. 치료, 진단및예방의목적으로세포를체외에서조작하여이를다시인체내로도입할경우의모든세포들은세포치료제로규정됨. 세포치료제의범위는조직치료제, 줄기세포치료제, 면역세포치료제의자가, 동종, 이종세포유래치료제를모두포함하는영역이며, 공급망기준으로세포보관, 세포배양및조작, 생산설비및생산공정, 임상시험및제품허가에필요한위탁검사전영역을포함하며, 기술적으로는세포보관을위한기술, 세포배양액의조성, 세포배양, 세포조작, 생산설비및생산공정, 임상시험및제품허가에필요한위탁검사등과관련된기술까지포함

369 요약 산업현황 산업계니즈는장기적인연구를위한안정적재원마련, 연계산업의활성화, 시약등의원자재국산화등으로요약됨. 세포치료제의임상및제품허가를위해선세포치료제자체 ( 독성검사, 안정성검사등 ) 및시설 (GMP 시설등 ) 에대한많은자료들이요구되고있음. 생물학적원료생산, 바이오리엑터, GMP 및 GTP관련기술, CMO기반, 안전성및효능평가, 비임상시험, 임상시험기술등의관련기반산업이동반확대가필요함. 세포치료제연구및개발에필요한시약및장비는전적으로수입에의존하고있어과거환율저하에따른수입가격의상승으로언제든수급이불안정할수있음. 시장분석 세포치료제는세포의분화정도에따라크게줄기세포치료제와체세포치료제로분류되며체세포치료제분야의시장전망은 2009년 12.5억달러에서 2014년 15.2억달러로연평균 (CAGR) 4% 성장이예상되며줄기세포시장은 2009년약 23.5억달러에서 2014년약 43.5억달러로연평균 (CAGR) 13.1% 성장이예상됨 체세포치료제는주로연골, 피부등의일반세포를이용하여임상단계를거쳐제품화된세포치료제는대부분무릎연골재생, 피부상처및화상치료제, 골세포치료제등을적응증으로하는자가유래치료제가있으나대체할수있는치료요법이존재하고있어큰성장을못하고있음 줄기세포세부연구분야중복제분야가연평균성장률 14.4% 로가장고성장중인것으로나타났으며, 2009년약 7.7억달러에서 2014년약 15.2억달러로성장이예상됨 특히, 윤리및안전에대한논쟁에도불구하고배아줄기세포의상업화임상시험이머지않아시행될것으로전망되며, 향후치료건수가매년 20% 정도증가할것으로예상됨에따라성장률이높을것으로기대됨

370 중소기업통합기술로드맵 핵심요소기술및연구목표 구성요소핵심요소기술기술요구사항 개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 최종목표 조직재생세포치료제 조직재생용세포분리, 배양, 분화, 이식등기술개발 다양한질환에적용가능한고효율분리, 증식, 정제 분리, 증식, 정제기술개발 / 생산비용절감 안정성자료확보 / 전임상적용 / 기술이전 제대혈줄기세포의고효율분리및대량배양법개발 면역세포치료제 고형암관련세포치료제를위한면역세포의분리, 배양, 분화, 이식등의기술개발 다양한질환에적용가능한고효율분리, 증식, 정제 면역세포분리, 증식, 정제기술개발 / 분화효율증진 / 안정성확보 임상적용 / 기술이전 성체줄기세포의고효율분리및대량배양법개발 줄기세포치료제 성체줄기세포의분리, 배양, 분화, 이식관련기술개발 줄기세포의분리, 배양, 분화, 이식등을위한안전관리기술개발 특정세포로분화, 안전성확보 특정세포로분화, 안전성확보 분리효율분화효율증진기술개발 분화기술개발 생산비용절감 / 안전성확보 생산비용절감 / 안전성확보 특정세포로분화기술확립 특정세포로분화기술확립 중소기업형기술로드맵

371 요약 개량신약 개요 개량신약이란안전성, 유효성, 유용성 ( 복약순응도 편리성등 ) 에있어이미허가 ( 신고 ) 된의약품에비해개량되었거나의약기술에있어진보성이있음을국내임상시험을통하여입증한품목 개량신약은구조, 제제변경과제조공정개선등다양한기술적변화를통해개발됨. - 구조변경 : 과학이성체, 염류, 프로드럭, 결정다형을통한개량신약개발 - 제제변경 : 제제기술및새로운약물전달시스템관련기술개발 - 제조공정개선 : 프로세스, 중간체및조성물, 제법개선을통한개량신약개발 - 복합제제 : 두가지이상의단일성분을하나의제형으로개발하여각각의단일성분의함량을줄이고, 복용을편리하게함. 산업현황 산업계니즈는저가격화, 소비자편의성증대의약품개발및신약개발을위한 Cash cow 확보등으로요약됨. 세계제약메이커대기업은 2010년전후로주력대형의약품의특허가만료되어저렴한의약품 ( 이하, 제네릭 ) 에점유율을상실하여매출이대폭하락할가능성이높음. 개인별맞춤의학이부각되면서, 의약품또한맞춤형으로개발되는추세가현재세계적약물개발트렌드로자리매김하고있어, 복용편의성향상의약품의수요가증가됨. 미국에서오바마정권의의약제도개혁에따라, 고령자약제비를중심으로가격인하압력이높아지고있음. 시장분석 신규제제 / 제형개량신약관련약물전달시스템시장보고서를살펴보면, 2011년현재시점기준으로구강 (Oral) 을통한약물전달시스템분야가약 503억달러로가장큰시장을형성하고있는것으로나타났으며, 삽입및피부 (Implantable & Transdermal) 를통한약물전달시스템분야가가장낮은 73억달러의시장규모인것으로파악됨

372 중소기업통합기술로드맵 핵심요소기술및연구목표 구성요소핵심요소기술기술요구사항 개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 최종목표 신규제제 / 재형개량신약 천식치료제신규제형관련기술개발 나노기술을통한국소부작용및개체간 BA 개선기술 약효지속화제형안정성 표적지향화기술 약리검증, IND 승인 약리검증, IND 승인 임상 1 상 /3 상완료 임상 1 상 /3 상완료 제품상용화 제품상용화 신규용도개량신약 고혈압치료제관련신규용도개량신약기술개발 발기부전치료제관련신규용도개량신약기술개발 신규적응증개발 신규적응증개발 효능검증 / 독성테스트 효능검증 / 독성테스트 약리검증, IND 승인 약리검증, IND 승인 임상 1 상 /3 상완료 임상 1 상 /3 상완료 제품상용화제품상용화 신규복합제개량신약 칼슘채널차단제와안지오텐신수용체차단제를이용한신규고혈압복합체관련기술개발 산분비억제, 헬리코박터억제및점막보호등관련신규복합체기술개발 약효상승효과 / 환자편익개선 약효상승효과 / 환자편익개선 후보물질도출, 안정성검증 약리검증, IND 승인 후보물질도출, 안정성검증 임상 1 상 /3 상완료 약리검증, IND 승인 제품상용화제품상용화 중소기업형기술로드맵

373 요약 천연물의약품 개요 천연물신약은천연물성분을이용하여연구개발한의약품으로서의조성을지칭하며, 성분 효능등이새로운의약품을말함 ( 천연물신약연구개발촉진법 (2000년 1월 12일제정 ) - 천연물이란넓은의미에서자연계에서얻어지는식물 동물 광물 미생물과이들의대사산물을총칭하는데, 이러한천연물을이용한의약품은이를사용하는국가들의역사적 문화적차이에따라서생약 (crude drug) 또는생약제제 (herbal medicinal preparation), 식물의약품 (botanical drug) 또는식물제제 (HMP : herbal medicinal product) 등으로불리고있음 산업현황 산업계니즈는저비용, 다효능, 과학화및표준화와전통의약품데이터베이스의활용등으로요약됨. 국내에서는 2000년대이후에는 천연물신약연구개발촉진법 ( 법률제6400호, ) 및 한의약육성법 ( 법률제6965호, ) 이제정되어천연물과전통약물을이용한의약품연구개발이활발히진행되고있음. 우리나라는수백년간축적되어온천연물약효에대한데이터베이스를가지고있어강점이있으나, 생리활성물질탐색기술, 약리독성평가연구등의기초연구가미흡하며, 이를신약개발로연결하는체계적, 효율적연구와전문인력이부족한실정임. 약리독성평가연구등의기초연구가미흡하며, 이를신약개발로연결하는체계적, 효율적연구가부족 시장분석 식물유래의약품에관한해외시장보고서에따르면 2009년 217억달러에서 2014년 364.8억달러로연평균 (CAGR) 10.9% 성장이예상되며, 동물유래의약품은 2009년약 5.3억달러에서 2014년 10.7억달러로연평균 (CAGR) 15% 성장이예상되고있음

374 중소기업통합기술로드맵 미생물유래의약품은 2009년 4.6억달러에서 2014년 6.1억달러로연평균 (CAGR) 5.8% 성장이예상되며, 세계해양생물유래의약품시장규모는 2011년약 4,800만달러, 2012년 5,400만달러에도달할전망이며, 동기간동안연간성장률 (CAGR) 12.5% 로성장하여 2014년 6,800만달러에도달할것으로예상됨 핵심요소기술및연구목표 구성요소핵심요소기술기술요구사항 개발목표 1 차년 2 차년 3 차년 최종목표 식물유래의약품 식물유래화합물질을이용한위장관계질환치료제의개발기술 해열작용천연물신약개발기술 천연물유래항염증의약품개발기술 약효지속화 표적지향화기술 신규적응증개발 GAPC확보 /CMC/ 제형연구 GAPC확보 /CMC/ 제형연구 GAPC확보 /CMC/ 제형연구 약리검증, 전임상, 독성 약리검증, 전임상, 독성 약리검증, 전임상, 독성 임상 1 상 / 기술이전 임상 1 상 / 기술이전 임상 1 상 / 기술이전 제품싱용화 제품싱용화 제품싱용화 동물유래의약품 인태반유래의약품관련안전관리기술 신규적응증개발 시험법발굴 / 임상시료 validation 전임상 임상 1 상 / 기술이전 제품싱용화 미생물유래의약품 미생물유래발효기술개발 미생물대사물질유래면역조절제개발기술 약효상승효과 / 환자편익개선 약효상승효과 / 환자편익개선 발효기술최적화기술발굴 후보물질확보 / 임상시료 validation 표준화완성 / 특허확보 / 기술이전 전임상, 안정성검증 임상 1 상 / 기술이전 제품싱용화 제품싱용화 중소기업형기술로드맵

375 요약 바이오화장품소재 개요 바이오화장품소재는화장품의개발및제조에활용되는소재로기존화학성분을대체가능하거나우수한기능성을보이는바이오소재를의미함 바이오화장품소재는용도에따라일반화장품소재및특수한기능을부가해줄수있는기능성화장품소재로구분되며, 허가기준에따라어린이용제품류, 목용용제품류, 눈화장용제품류, 방향용제품류, 메이크업제품류등으로분류됨 산업현황 산업계니즈는기능성, 천연물신소재에대한수요확대등으로요약됨. 미백, 주름, 자외선차단제를각각따로바르는시간을절약하고색조화장품으로도같이사용할수있는다중기능성화장품에대한수요가증대되고있음. 국내화장품소재의수입의존도가 80% 이상에달하고있으므로있고해외수출기반이약한상황을개선하기위한노력이필요함. 시장분석 항노화제품보고서에수록된화장품시장에따르면 2009년약 37억달러에서 2014 년약 60억달러로연평균 (CAGR) 10.4% 성장이예상되고있으며, 피부친화적인바이오화장품이성장함에따라항노화화장품시장의상당부분을대체할것으로기대됨. 종래의화장품시장은기능성화장품중심으로변화하여가고있으며, 기능성화장품의연구개발방향은바이오화장품소재를통한제품개발방향으로전환되는추세임 과거에는약사법의범위내에서효과있는제품의개발과판매가어려웠으나, 2000 년 7월화장품법이시행과함께시작된기능성화장품심사업체및품목수가큰폭으로증가하였음

376 중소기업통합기술로드맵 핵심요소기술및연구목표 구성요소핵심요소기술기술요구사항 개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 최종목표 기능성화장품소재 피부투과기능성제제개발 효능물질피부침투기술 피부침투력검증 / 독성테스트 제형안정화 / 시제품제작 피부침투력향상기술개발 항산화소재 항산화기능성펩타이드생산기술개발 기능성펩타이드발굴및생산 기능성펩타이드선발, 효능검증 시제품제작 제품상용화 제품싱용화 미백기능성소재안정화기술 미백소재효능향상 / 안정화 효능검증 / 독성테스트 제형안정화 제품싱용화 미백소재 Tyrosinase 저해효과를지니는미백생리활성물질개발 무독성, 효소특이적억제물질 후보물질선발 / 효능검증 독성테스트 / 제형안정화 제품상용화 제품싱용화 중소기업형기술로드맵

377 요약 의료용생체유래소재 개요 생체유래소재의정의는 살아있는생체조직에직접접촉하는재료의총칭 으로서, 신체각부위가불가역적으로질병이나손상을입을경우대체시술에이용되는것임. 생체조직이란신체내모든장기및피부등외부와접촉을하는부위, 혈액등을포함하고있음. 생체유래소재는타바이오자원분야소재와중복성을피하여정의할경우, 의료용으로활용되는생체유래소재를주로의미하며, 의약품소재는제외함. 즉, 생체유래소재는의료용재료로사용되는생체재료 (Biomaterial) 중인공재료가아닌천연재료를활용하는생체적합성소재로, 미생물, 동물등생체로부터유래되는당, 단백질및이들의조성물임. 산업현황 산업계니즈는생체재료시장확대에따른소재개발, 응용부문확대등으로요약됨. SRI(Stanford Research Institute) 보고서에따르면, 의료용고분자세계시장은미국이 40% 이상을점유하고있고, 그뒤를유럽과일본이잇고있음. 최근조직공학의발달로인해조직내에천연적으로존재하는세포외기질등을활용하여생체적합성은물론조직재생에대한수요가높아지면서기존의합성생체재료를천연유래의생체유래소재로대체하려는연구가활발히진행되고있음. 생체재료는단순한치환의개념에서발전하여, 재건장치 (Reconstructive Device) 55), 골대체제 (Bone replacement), 연조직치료제 (Soft tissue repair) 56), 골생물학 (Oste obiologics), 인공단백질기술개발등생체재료를활용하는사례가점차증가하고있음. 시장분석 생체유래소재에포함되는바이오폴리머는 2009년약 5.3억달러에서 2014년약 10.7 억러로연평균 (CAGR) 15% 성장이예상되고있음 55) 주요관절이손상되는경우관철대체용장치로서, 생체활성재료인주재료는금속재료이나아파타이트등의접합재료들도개발되고있음. 56) 인공피부, 인공연골, 인공조직등이있음

378 중소기업통합기술로드맵 생체유래소재개발을위해서는기능증진, 품질관리, 생산공정확립등다양한기반기술개발이필수적이며, 이에대한체계적인연구가선행되어야향후관련시장에서선도적위치를차지할수있을것으로판단됨. 핵심요소기술및연구목표 구성요소핵심요소기술기술요구사항 기능성소재대량생산용세포대량배양기술 세포대량배양기술 개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 대량생산세포주및미생물개발 생산공정개발 최종목표 대량생산용세포주또는미생물확보와생산공정개발 생체유래고분자소재 감염성질환치료용고기능성항균폴리펩타이드합성기술 고효능펩타이드합성기술 펩타이드효능검증 고효율분리생산 기능성펩타이드고효율분리생산 인공단백질을이용한상처치료용인공피부개발 고순도인공단백질정제기술 원료정제및표준화, 유효성평가 전임상시험 임상완료, 허가 제품상용화 천연고분자소재를활용한인체경조직소재 ( 뼈, 치아, 연골등 ) 개발기술 천연물고분자소재정제기술 원료정제및표준화, 유효성평가 전임상시험 임상완료, 허가 제품상용화 중소기업형기술로드맵

379 요약 바이오친환경농업소재 개요 친환경농업소재는농산물생산에있어서식물병방제와안전한먹거리를생산하기위한목적으로개발되는소재로서친환경농약, 친환경비료그리고땅심을키우기위한자재, 유기종자, 상토등육모자재등을포함하는개념. 국내에서는 친환경농자재 라는용어로사용되고있음. 친환경농업소재는광의의의미로서는인축과자연에해가없으며농작물에양분공급, 병해충억제및생육촉진등에이용되는환경친화적인물질을총칭하는의미로사용되고있으며, 협의로서는친환경농산물을위해사용될수있는자재중농림부장관이지정한자재를뜻함. 친환경농업소재의범위는국내외적으로통용되는개념의바이오농약과국내에서적용및관리되는친환경농자재의범위로살펴볼수있음. 산업현황 산업계니즈는저가격화, 고기능성소재에대한개발, 국제인증규격맞춤등으로요약됨. 친환경농산물생산유통량이급속히증가하면서 2007년에는 1조 6천억원, 2010년에는 3조원 ( 농경연추정 ) 대시장형성예상. Codex기준, IFOAM( 국제유기농업운동연맹 ) 등국제기준에맞춘해외농산물의수입증가에대비하기위하여국제인증조건에맞는친환경농자재의개발이시급히요구되고있음. 시장분석 바이오농약시장보고서내생물농약시장전망에따르면생물농약분야는 2009년 1,600백만달러에서 2014년 3,300백만달러로연평균 (CAGR) 10.9% 성장이예상됨. 친환경비료시장이포함되는비료시장은 2009년약 902억달러에서 2014년약1,489 억달러로연평균 (CAGR) 10.5% 성장이예상됨

380 중소기업통합기술로드맵 포장용폴리염화비닐시장은 2009년 5.4억달러에서 2014년 5.8억달러로연평균 (CAGR) 1.4% 성장이예상되며, 친환경포장재시장은폴리염화비닐을대체하는방향으로완만한성장이기대됨. 핵심요소기술및연구목표 구성요소핵심요소기술기술요구사항 생물농약 친환경비료 미생물발효를통한친환경수용성살충제생산기술 저장병방제용바이오살균제개발 저장농산물유해해충방제용바이오살충제개발 인삼등약용작물방제용생물농약개발 광범위제초용미생물제초제개발 유기질비료분해촉진기술 수용해도증진기술 안전성및약효지속화 안전성및약효지속화 저약해및고약효화 제초스펙트럼및고약효화 분해효율증진기술 개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 최적미생물선발및발효조건확립 최적제제및처리방법개발 최적제제및처리방법개발 스크리닝을통한미생물선발 스크리닝을통한미생물선발 최적제제및처리방법개발 포장약효 약해시험 포장및창고에서의약효및약해시험포장및창고에서의약효및약해시험 포장약효 약해시험 제초활성물질탐색및포장약효 약해시험 약효및약해시험 친환경유기농자재등록 친환경유기농자재등록 친환경유기농자재등록 친환경유기농자재등록 최적발표조건및제제공정개발 친환경유기농자재등록 최종목표 제품상용화 제품상용화 제품상용화 제품상용화 미생물제제상용화 제품상용화 중소기업형기술로드맵

381 요약 소형감염성질환및만성질환진단기 개요 소형감염성질환및만성질환진단기는다양한만성질환및감염성질환과관련된신체지표와인체유해물질을생활현장에서신속하게측정하고진단할수있는바이오기반의측정시스템을의미함. 최근고령인구의증가와이로인한심혈관계질환, 당뇨등만성질환자수의증가, 신종플루, 조류독감, 구제역과같은대량감염질환의발생빈도가증가함에따라상시적으로신속하게진단할수있는소형진단기에대한수요가확대될것으로예상됨. 만성질환의효과적인치료와관리를위해가정이나생활현장에서지속적인진단할수있고감염성질환의신속한대응을위해현장에서상시적이고신속한진단이가능한소형진단기에대한기술개발의필요성은높음. 산업현황 산업계니즈는개인용상시진단기, 휴대가능한진단기, IT와 BT가융합된진단기등으로요약됨. 개인중심의생활패턴에따라스스로자신의건강상태와질병에따라이를손쉽게점검하여관리하고개별적으로의료서비스를받기원하는욕구가점점증대되어감. 휴대가능하며웹기반이나유비쿼터스기반의 IT 의료기기들이빠른속도로개발되어, 질병진단및건강체크를받기위해과도한시간을투자하거나특정장소에가야하는불편이해소될것임. 세계를주도하는 IT기술을보유한한국의강점에 BT 콘텐츠인바이오마커를융합할경우세계시장을선도하는의료분야명품제품을만들어낼수있을것으로기대됨. 소형감염성질환및만성질환진단기는바이오콘텐츠 ( 바이오마커, 바이오리셉터 ), 생체분자반응칩, 소형신호변환기기등으로구성됨

382 중소기업통합기술로드맵 시장분석 최근고령인구의증가와이에따른고혈압과같은심혈관계질환, 치매와같은신경계질환, 당뇨와같은대사이상등만성질환자수의증가에따라가정에서손쉽게당뇨, 비만, 체온, 심전도, 혈압등의각종관련신호를측정및진단할수있는의료기기제품의수요가시장에서증가하는추세임. 또한기후변화와함께신종플루, 조류독감, 식중독, 결핵, 슈퍼박테리아등감염성질환의발생빈도가증가하고있는실정이며조속한대처를위해신속하고, 정확성이향상된진단기술이크게요구되고있음. - 세계진단용소재시장전망을보면 2009년시장의규모는 2009년 163.8억달러에서 2014년 265.1억달러로연평균 (CAGR) 10.1% 성장이전망됨 - 한편, 동전략제품관련세부핵심부품인바이오센서시장전망을보면 2009년 21억달러에서 2014년약 40억달러로연평균 (CAGR) 14.2% 성장이전망됨. [ 진단용소재시장전망 ] [ 바이오센서시장전망 ] 자료 : BCC Research, , Biotechnologies for Medical Applications: Global Markets, BCC Research, , MEMS: Bio sensors and Nano sensors 표적진단바이오소재, 검출소재, 진단기 Detecter 등에서중소기업연구개발지원필요성존재

383 요약 핵심요소기술및연구목표 구성요소 핵심요소기술 기술요구사항 개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 최종목표 small interfering nucleic acid 진단소재개발 고선택성 감염성만성질환진단용 small interfering nucleic acid 소재스크리닝 small interfering nucleic acid 소재기반감염성만성질환진단기술개발 진단용 small interfering nucleic acid 소재의진단기결합기술개발 감염성만성질환진단용 small interfering nucleic acid 소재개발 표적진단바이오소재 바이오마커검출용항체개발 고선택성 항체스크리닝을통한후보항체발굴 고선택성항체개발및고정화기술개발 진단기기와의결합기술개발 감염및만성질환바이오마커검출용항체개발 혈중핵산 /microrna 분석용 exosome 농축소재개발 고선택성 혈중핵산 / microrna 분석용 exosome 농축소재후보물질발굴 고선택성 exosome 농축소재개발 진단기와의결합기술개발 혈중핵산 /microrna 분석용 exosome 농축소재개발 단백질성마커를이용한진단기개발 소형화 단백질마커분석용측정기술확립 항체고정화및고감도측정기술개발 지단기의소형화 단백질성마커분석용고감도 / 소형진단기개발 핵산과정량적결합이가능한신규형광염료개발 고감도화 핵산결합용형광염료개발 형광염료의선택성확보 진단기기와의결합기술개발 핵산결합용신규형광염료및이를이용한핵산정량기술개발 진단소재와형광나노입자간접합기술개발 고선택성 항체및핵산과형광나노입자접합체합성기술 진단응용기술개발 항체및핵산과형광나노입자접합기술개발 검출소재 실시간중합효소연쇄반응용건조프리믹스제조기술개발 고효율화 실시간중합효소연쇄반응용건조프리믹스최적화 재현성확보 안정성확보 재현성이향상된실시간중합효소연쇄반응용건조프리믹스제조기술개발 특정고분자막이코팅된 PDMS 소재마이크로채널시스템제조기술 소형화 시료전처리및신호증폭이가능한 PDMS 소재마이크로채널제작 고분자막코팅을통한성능향상 진단기와의결합기술개발 시료전처리, 신호증폭이가능한 PDMS 마이크로채널기술개발 형광자성나노복합체제조기술 고감도화 형광자성나노복합체합성 나노복합체와항체및핵산과의결합 나노복합체의진단응용기술 고감도형광자성나노복합체개발 형광신호정량분석기능이통합된검출기개발 소형화 형광신호정량분석용검출기개발 검출감도향상 통합진단기개발 형광신호정량분석기능이통합된검출기개발 Detecter 시료전처리모듈및신호증폭, 검출모듈이일체화된소형유전자검출기개발 고효율화 일체화소형유전자검출기설계및최적화 시료전처리모듈및신호증폭, 검출모듈이일체화된유전자검출기개발 시료전처리모듈및신호증폭, 검출모듈이일체화된소형유전자검출기개발 시료전처리모듈및신호증폭, 검출모듈이일체화된소형유전자검출기개발

384 중소기업통합기술로드맵 중소기업형기술로드맵 표적지향진단및치료용소재 개요 표적지향진단및치료용소재는특정질병및조직에서발현되는유전체의분자생물학적, 세포생물학적정보를형광, 발광, 동위원소발현등을통해감지하여영상화시키거나특정파장에반응할수있는생리활성물질을부착함으로써질병의진단및치료에이용될수있는제품을말함. 질병의예방및조기진단에대한사회적수요가증대되면서질병발병기전에대한분자생물학적지식이축적되고있어이를이용해질병초기단계에유전체의변화를감지하고영상화함으로써질병의조기진단, 치료약제개발, 유전자 / 세포치료의모니터링및수술에이용요구가증대됨

385 요약 다양한기능성생체고분자들을접합시켜제조된이미징프로브들은독성이낮고혈류에서오랫동안머물수있어생체안정성이우수하며, 비특이적결합을줄임으로써표적성이향상되는등연구개발이수반되었을때시장의비약적인발전이전망됨. 산업현황 산업계니즈는초기질병진단기술, 표적진단및치료에필요한질환표지자발굴, 진단과치료의일체화등으로요약됨. 의료분야의트렌드는조기에질병을진단하고표적지향치료를통한능동적인질병진단및치료의형태로변화하고있음. 질병특이적분자에대한결합을통해보다정확한질병진행정도파악이가능하게되고, 이를통해수술로인한신체기능상실등을최소화할수있으며광과민성물질등과의결합을통한치료를통해고통이적으며안전한치료가가능 표적지향진단및치료용소재는표적지향을위한바이오마커, 생체적합하며바이오마커와결합가능한표지자및결합체, 특정생리활성을가지는생리활성소재로구분가능함. 시장분석 인간지놈프로젝트에의한유전자대량분석시대의도래로진단및영상기술개발에대한관심이가속화되고있어, 표적지향진단및치료제시장의고성장과국제적인투자확대가지속되는기조 분자표적항암제는기존항암제에비해우수한효능, 낮은독성을나타내어항암제시장의표준치료요법으로부상중이며유전자프로브시장도고성장을하고있음 - 미국, 일본, 프랑스, 독일, 이탈리아, 스페인, 영국등 7대대형시장의성장률도연평균 9.8% 증가할전망임 년기준시장규모는 64억달러로면역검사시장대비작지만유전자프로브내분자진단검사시장도연평균 17.8% 성장하여 2014년에는 104억달러로성장할것으로전망됨

386 중소기업통합기술로드맵 [ 유전자프로브시장전망 ] ( 단위 : Mil$) 시장 내용 CAGR ('09~'14) 연구개발 5,700 6,179 6,698 7,260 7,870 8, Point of Care(POC) 6,400 6,918 7,479 8,085 8,739 9, 분자진단검사 6,400 7,539 8,881 10,462 12,324 14, 세계면역검사 10,600 12,095 13,800 15,746 17,966 20, 시장 혈액은행 1,600 1,694 1,794 1,900 2,012 2, 기타 2,900 3,268 3,683 4,151 4,678 5, 전체 33,600 37,694 42,335 47,604 53,591 60,300 - 형광염료등화학조영제, 단백질항원및항체, 유전자프로브, 자성및비자성나노입자등에서중소기업연구개발지원필요성존재 핵심요소기술및연구목표 구성요소핵심요소기술기술요구사항 개발목표 1차년도 2차년도 3차년도 최종목표 반응기도입최적화를위한근적외선형광염료개발 고효율화 10% 이상 20% 이상 30% 이상 반응기생산수율증가 30% 이상 형광염료등화학조영제 방사능노출최소화특성이포함된조영제생산기술 나노구조체를이용한형광표시센서개발 방사능노출저감화 최소검출한계개선 10% 이하 25% 이하 50% 이하 기초성능확보 시제품제작 LOD 10 배이상 방사능노출저감도 50% 이하 LOD 10 배이상개선 생체영상이미지분석용근적외선방출나노입자제조기술 해상도개선기술설계시제품제작 해상도 2 배증가 이미지해상도 2 배이상개선 치료용인간화항체개발용라이브러리구축기술 인간화항체제조특허확보 특허출원해외출원특허등록 원천기술국제특허확보 단백질항원및항체 항체당화패턴검증을통한단클론항체생산기술 양산기술개발기술고안파일럿생산 양산기술확보 경제성있는생산수율확보 실험동물을이용하지않는 In vitro 단일클론항체제조기술 양산기술개발기술고안파일럿생산 양산기술확보 경제성있는생산수율확보 유전자프로브 체내반감기가긴치료용유전자프로브개발표적과의결합에의해활성화되는유전자프로브개발 장수명화 표적특이활성도 기초성능확보 기초성능확보 시제품제작 시제품제작 임상유효성검증 임상유효성검증 기존대비반감기 3 배이상 비결합대비활성도 25 배이상 자성및비자성나노입자 신호증폭용나노복합체제조기술 분석민감도개선 2 배이상 5 배이상 10 배이상 발색반응대비 10 배이상민감도개선

387 요약 중소기업형기술로드맵 재활및물리치료기기 개요 재활및물리치료기기란치료및신체기능증진을위한치료기기및보조기기를말하며, 재활치료, 물리치료등을위한운동및물리치료기기를통칭함. 재활및물리치료기기는전자의료기기산업분류상재활기기중이동및생활지원기기를제외한신체기능복원기기를포함. 산업현황 산업계니즈는저가격화, 고성능화, 활동성향상과범용부품소재의개발및유비쿼터스화등으로요약됨. 재활및물리치료기기관련제품은매우고가이고, 재활치료훈련기기는물리치료사를대신하거나보조하는역할의의료기기에불과하여고성능저가격제품개발이필요함

388 중소기업통합기술로드맵 구성부품중가장중요한구동기기와각종센서들중일부센서는국산화가진행되고있으나이미상용화된저가센서는국산화가비현실적임. 구동기기또한국산화가진행되어경쟁력확보가가능할것으로전망 시장은아날로그에서디지털장비로, 기존의단순신체기능증진기기에서신체삽입형센서를기반으로하는원격감시, 예방의학을위한기기로전환하는추세가뚜렷함. 시장분석 홈케어재활시장으로살펴본재활의료기기시장은 2013년 1,000억달러규모를돌파할것으로예상되고연평균 7.1% 의성장을할것으로기대됨. 또한, 고령화사회와이를위한의료기기의발달그리고의료서비스와복지제도와의접목으로홈재활서비스시장은잠재성장률이높은시장으로판단됨. 구체적으로의료장치센서시장연평균성장률은 5% 로 2010년약 53억달러의규모에서 2014년 64억 5400만달러가될것으로예상되며, 의료용소프트웨어시장은 2009년약 5억달러규모에서 2014년약 7억 8천만달러규모로 1.5배성장할것으로예상되며연평균성장률은 9.3% 의성장을할것으로기대됨. 핵심요소기술및연구목표 구성요소핵심요소기술기술요구사항 개발목표 1 차년 2 차년 3 차년 최종목표 사용자시각화센서개발 센서인식정밀도 (%) 센인터페이스 동작의도감지메커니즘기술 응답속도 (delay time) 200ms 100ms 50ms 50ms 융합센서기반 (EMG, EEG, EKG) 신호분석기술 신호패턴분류 ( 개수 ) 모니터링시스템 안드로이드기반모니터링시스템및 OS 개발 다채널신호의개별필터링처리기술 유효동시디스플레이채널 채널 ( 개수 ) 조절및제어장치 온도측정용적외선센서제어기술 공간해상도 / 온도분해능 0.88 mrad / mrad / mrad /0.03 저전력레이저제어기술출력 (mw) 인체맞춤형보조로봇메커니즘설계기술 관절토크 (Nm), 무게 (KG) 80, 20 90,19 100,18 100,

389 요약 중소기업형기술로드맵 인체기능대치제품 개요 인체기능대치제품이란질병, 퇴행성또는사고로인하여손상된조직의기능을대신하기위해인체에적용되는제품을말함. 근래에는활발한레져활동, 산업발전및식생활변화로노인층에서많은수요가있던인체기능대치제품이젊은층에서도수요가증가하는추세. 인체기능대치제품은인공관절, 보청기및스텐트등의제품의원료, 소재, 부품, 모듈, 및제조및가공기술을포함함. 산업현황 산업계니즈는내구성강화, 최소침습등으로요약됨

390 중소기업통합기술로드맵 식생활의변화에따른심혈관질환이급격히늘어나면서관련된스텐트의수요증가하고있음. 인체기능대치제품의수명을늘리기위해고장의원인인마모 (wear), 피로 (fatigue), 내구성 (durability) 등의특성을향상시키기위해많은연구를수행하고있으며그결과, 기존제품보다고수명의제품들이출시되어환자의만족도를높여주고있음. 과거와달리종합병원, 전문병원등의출현으로인체기능대치제품을체내에삽입할수있는진료기관과훈련된의료진들이늘어나면서대중화되고있음. 시장분석 인체기능대치제품중인공의지가포함된골절관련시장은골절치료기시장, 인공골대체품시장, 인간뼈제품시장으로분류되어있으며, 골절치료기가가장큰시장규모를형성한것으로나타났으며연평균 3.9% 성장을통하여 2015년에는약 20억달러로성장할것으로예상됨. 보청기시장은디지털보청기와아날로그보청기시장으로분류되어있으며전체시장의 99% 를디지털보청기가차지하고있으며 2012년시장규모가 50억달러를넘어설것으로예상되며연평균성장률은 9.2% 의고성장을하는것으로나타남. 생체기능장치의대표적인품목인인공심장판막시장은 2013년약 15억달러의규모로연평균 5% 의성장을할것으로예상되며향후잠재성장률이높은시장으로판단됨. 핵심요소기술및연구목표 구성요소핵심요소기술기술요구사항 개발목표 1 차년 2 차년 3 차년 최종목표 다자유도바이오닉핸드기술 자유도 자유도 6 인공의지 경량화고내구성인공의지소재제조기술 의지무게 / 내구년수 (kg/ 년 ) 1.4/3 1.2/4 1.0/5 1.0/5 에너지저장형의족설계내구강도 (kg) 의지의생체역학적임상평가기준개발 기준규격

391 요약 구성요소핵심요소기술기술요구사항 개발목표 1 차년 2 차년 3 차년 최종목표 보청기 자동화된노이즈감소기술개발 보청기청각전용칩소형화기술 감소율 (%) 크기 (nano) 인공관절설계를위한인체측정학설계기술 Data 처리방법,3D Model 설계 / 평가 인체측정기술확립 Bone Fitting Simulation 및설계평가 인공관절설계에필요한기초자료확보 (D/B 화 ) 인공관절 외산제품특성평가를위한역설계기술 역설계용제품측정, 측정제품 3D Model 화, 외산제품기계적특성평가 역설계용측정방법개발, 수입품계측을통한설계기초자료도출 비교및설계오류검토 외산제품에대한설계기초자료확보 중소기업형기술로드맵

392 중소기업통합기술로드맵 이동지원기기 개요 이동지원기기란보행이불편한장애인이나고령자의이동을지원하기위한보조기기를말하며, 휠체어, 각종리프트, 실버카등이동지원에사용되는기기를통칭함. 전자의료기기산업분류상이동지원기기는신체기능증진기기에포함되며, 이중신체기능복원기기와생활지원기기를제외한제품임 이동지원기기는크게휠체어, 리프트류, 보행보조차등을포함함. 산업현황 산업계니즈는초경량화, 정밀균형제어등을위한부품소재의경쟁력확보등으로요약됨. 장애및인구고령화등으로인하여이동지원기기에대한수요는지속적으로증가하고있으며, 국가복지시책으로이동권확보는일상생활자립과인간존엄을실현하기위한최소한의보장책으로보건의료정책의최우선사항임. 이에따라공적보험 ( 건강보험, 장기노인요양보험, 산재보험, 기초생활보장, 보훈등급여품목임 ) 에의하여우선지급되고있음. 가격대비국제경쟁력을확보하려면첨단기술을접목한이동지원기기를개발하여야하며, 중요구성부품은 BLAC급서보모터의설계제작기술이확보되고제어기와각종센서들, 그리고이동기기용리튬폴리머전지및충전기의국산화필요함. 이미상용화된부품들은양산성이있어야하며국산화가진행되어경쟁력확보가가능할것으로전망. 시장분석 이동지원기기의대표적시장인전동휠체어시장은 2010년 15억달러의규모를돌파할것으로예상되며연평균 9.4% 의성장을통하여 2014년 22억 6,500만달러의규모로성장할것으로기대됨

393 요약 이동지원지기는복지관련장비중가장큰시장규모를형성하고있으며부품소재산업의의존도가높은산업군으로컨트롤러, 센서, 구동시스템시장은최첨단스마트기술과융합되어잠재성장률이높을것으로판단됨. 핵심요소기술및연구목표 구성요소핵심요소기술기술요구사항 개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 최종목표 컨트롤러 구동시스템 전자기식리어윙위치및회전각도조절장치 시트각도조절시스템개발 마비환자를위한사용자의도인식기술 고밀도반응센서를이용한쏠림방지용브레이크개발 실버카트용소형모터와브레이크및가속이가능한핸들개발 bldc 기반고효율모터개발기술 조절범위향상 (%) 자세조절각도분해능 인식률 (%) 자유도 모터용량 (W), 효율 (%) 60, 80 70, 85 80, 90 80, 90 구동효율 (%) 초경량고효율배터리제작기술의개발 전압 (V), 전류 (A) 무게 (KG) 효율 (%) 24, 2, 3, 85 24, , 90 24, , 90 중소기업형기술로드맵

394 중소기업통합기술로드맵 생체신호계측기기 개요 생체신호계측기기는환자의체온, 심박수, 혈압, 심전도등생체신호를측정하여계측 / 출력 / 모니터링하는장치로생체주요신호를수치와그래프로보여주기위한측정기술과디스플레이기술및의료기기간의통신기술등을이용하는제품임. 생체신호계측기는심전계, 뇌파계, 근전계, 심자계, 뇌자계및환자감시장치로분류됨. 산업현황 산업계니즈는저가격화, 고성능화, 휴대성, 유비쿼터스강화제품개발및부품소재국산화등으로요약됨. 현재의생체신호계측기기 ( 환자감시장치 ) 관련기술은병원내환자의중앙집중형감시장치에주로활용되고있음. 그러나 IT기술과접목된 U-health 기술의발달로원격생체정보모니터링장치등다양한분야에활용됨에따라고성능의기기와저가격의환자감시장치기술개발이필요함. 진료현장에서사용할수있도록무게가가볍고이동이편리한환자감시장치및개인 ( 환자 ) 이휴대하면서생체신호의계측이가능한휴대용환자감시장치에대한제조기업들의관심이증대되고있으며, 필립스, GE 등글로벌기업들의개발이활발하게진행되고있음. 구성부품센서일부는국산화가진행되고있으나, 이미상용화된저가센서는국산화가비현실적임. 디스플레이는국내기술이세계수준으로채용률이 70% 이상이나가격이우선시되는소형, 이동형환자감시장치의경우국산채용률이감소할것으로전망됨. 시장분석 생체신호계측기기의중앙처리시스템부분이포함된하드웨어및소프트웨어시장은 2009년 2,455백만달러에서 2014년 3,958백만달러로연평균 (CAGR) 10.4% 성장이예상되고있음 생체신호계측기기의센서부분이포함된센서분야는 2009년에서 2014년까지연평균 3.1% 의성장이예상되며동기간동안시장은 111백만달러성장할것으로예측됨

395 요약 생체신호계측기기의모니터링단말기가포함된모니터링분야시장은 2009년 828백만달러에서 2014년 1,158백만달러로연평균 (CAGR) 6.9% 성장이예상되고있음 핵심요소기술및연구목표 구성요소핵심요소기술기술요구사항 실시간생체신호처리시스템기술심혈관생체신호분석및이미징처리시스템기술 개발목표 1 차년 2 차년 3 차년 최종목표 응답속도 (ms) 센서인식정밀도 (%) 중앙처리시스템 무선네트워크기반건강관리생체신호처리기술 무선전력송수신시스템개발 생체내모터펌프및밸브제어기술의개발 ( 생체기능장치로 ) 처리속도 200ms 100ms 50ms 50ms 효율 (%), 용량 (w) 거리 (m) 70, 10, 1 80, 15, 1 90, 20, 1 90, 20, 1 제어효율 (%) 센서 비침습적방법의생체신호측정기설계기술비접촉센싱기술을이용한생체신호측정기술 센서인식정밀도 (%) 센서인식정밀도 (%) 모니터링단말기 Capacitance 측정을이용한소형의손가락표면측정기술 개인용심혈관질병모니터링시스템기술 정밀도향상 (%) 상호운용성, 무선시스템 웹기반시스템 스마트폰기반시스템 스마트폰기반시스템 중소기업형기술로드맵

396 중소기업통합기술로드맵 유방암영상진단기기 개요 유방암영상진단기기는감마선, X선등을조사하여얻어지는영상을통해유방암을진단하는이동형, 디지털형태등의유방암진단기기를말함. 유통되는대부분의유방암영상진단기기는고가의수입제품으로, 해당분야국산화성공이수입제품의가격하락을유도하고있어, 선진국의수입기기와비교하여상대적으로가격이저렴하고성능은동등이상을보일수있도록유방암영상진단기기의개발수요가매우큼. 유방암영상진단기기는전량수입에의존하다최근국산화에성공하고있으며, 특히전세계의료기기관리제도를선도하는 FDA에서는 X선피폭량에대한저감화를요구하고있어적은선량으로고품질의영상을획득하기위한기술개발의필요성이높음. 산업현황 산업계니즈는유방암영상진단기기의저가격화및고성능화, 아날로그장비에대한디지털시스템요구, 유방암진단보조 S/W 결합및타품목과의연계성강화, 초고해상도, 고속획득, 융합핵의학유방암진단기기등으로요약됨. 기능및분자영상이생명과학연구와질병진단에활용도가높은핵의학영상기기는지속적인성장추세 일반 X선촬영장치의디지털장비화에이어유방암영상진단기기에대해서도빠른속도로디지털화가진행중으로, 영상압축및저장기술이더욱중요해지고있으며, 기존의 PET 진단기기에서융합영상인 PET-CT 진단기기로전환하는추세가뚜렷하여제품경쟁력을바탕으로시장을확대하고산업을촉진하는요소로작용 유방암영상진단기기는 X선을조준하는조준기, X선을빛으로전환하는섬광체, 빛을전기신호로바꾸어주는광센서 ( 광증배관 ) 로구성된검출기부분과, 전기신호를증폭하고위치신호로만들어주는전기회로부분, 획득된데이터를영상으로재구성하는영상재구성시스템, 영상을표시하는영상표시장치로구성됨

397 요약 시장분석 IT, BT, NT 기술융합을통하여성장가능성이높은미래사회대비형제품으로써미국, 독일, 네덜란드, 일본, 이스라엘등주요선진국이주도하고있음. 전세계적으로여성암발병률 1위인유방암의경우, 조기발견을위한유방진단기에대한장비의수요증가등으로관련국내시장은향후연평균 11% 이상의성장세가기대됨 - Kalorsma Information이 2009년발행한유방암진단시장보고서에따르면 2009 년 7.1억달러에서 2014년 9.1억달러로연평균 (CAGR) 4.9% 성장이예상되고있음. - GE Medical System, Simens, Philips Medical Systems 및 Toshiba 와같은세계적업체들이의료영상시장의 70% 이상을점유하고있음 - 최근국내최초로메디퓨처가디지털 X-ray 유방진단기기를개발하고식약청승인을획득하는등고가의료장비의국산화는점차가속화되고있는추세임. 자료 : Kalorama Information, , Medical Imaging Markets, Volume I: Radiography (X-Ray, Digital X-Ray, Fluoroscopy, Mammography, [ 유방암진단시장전망 ] 유방암영상진단기기의검출기, 영상처리기, 영상시스템등에서중소기업연구개발지원필요성존재

398 중소기업통합기술로드맵 핵심요소기술및연구목표 구성요소핵심요소기술기술요구사항 검출기 영상처리기 영상시스템 유방촬영용저선량 X-선검출기제조기술이중에너지검출용저선량 X-선검출기제조기술 Digital mammography 를위한고효율 X- 선관기술 엑스선영상과분자영상의융합이가능한일체형 PET/CT 모듈개발 연속촬영이가능한고정밀저전력전원공급기기술이중에너지를이용한영상처리기술지능형 3차원영상재구성기술저선량, 저가격유방X-선촬영기설계및제조기술 Tomosynthesis 와 Mammography 가결합된유방진단시스템기술 고정밀유방생검시스템기술고속, 고성능컴퓨터보조진단기술 High Quantum efficiency Detection -energy detecting sensor 개발목표 1차년도 2차년도 3차년도 >60% >65% >70% 70% 80% 90% X- 선튜브동작수명 >50h >70h >100h 허용오차범위 ( 영상 ) >10% >8% >5% High voltage inverter frequency dual energy subtraction S/W 100kHz 150kHz 200kHz >70% >80% >90% 나선형 CT 방식 8 채널 16 채널 32 채널 조사선량 200mAs 150mAs 100mAs 허용오차범위 ( 영상 ) >10% >8% >5% 정밀도허용오차범위 1.5mm 1mm 0.5mm 최종목표 유방촬영용 X- 선검출기 prototype 제작 이중에너지검출용 X- 선검출기 prototype 제작 Digital Mammography 고효율 X- 선관 prototype 제작 일체형 PET/CT program 모듈 prototype 제작 연속촬영용고정밀저전력전원공급기 prototype 제작 Dualenergy용imageworkst ation제작 3D image workstation 제작 저선량, 저가격유방 X- 선촬영기 prototype 제작 Tomosynthesis 와 Mammog raphy 가결합된유방진단시스템 prototype 제작 고정밀유방생검시스템 prototype 제작 오진률 25% 10% 5% DB managing program 중소기업형기술로드맵

399 요약 초음파영상진단기기 개요 초음파영상진단기기는초음파를이용해생체구조를관찰하는진단기기를말하며초음파발신을통해생체내음성신호를영상신호로수신, 전환하는진단기기를말함. 초음파영상진단기기는국내의료기기업체인메디슨 ( 삼성메디슨 ) 이개발의중심되면서, 선진국의기기와비교하여동등한성능에상대적으로저렴한제품으로경쟁력을확보하고있음. 가장중요한부품인프로브를제조하기위한부품을대부분수입에의존하고있어주요부품의국산화대체가요구됨. 초음파영상진단장치는 MDCT, Cardiac 초음파진단기기를중심으로중요성이증대되고있으며, 고성능, 저전력, 고집적도설계를통해고속영상처리기술이접목된제품이요구되고있음. 산업현황 산업계니즈는기기의저가격화 (2D array 초음파변환기 ) 및고성능화 (4D 영상획득기술 ), 소형화및저전력, 이동형기기, 국산장비, 부품소재적용비중확대, 초고해상도 (Resolution 0.08), 고속획득 (4D 영상재구성 15ms 이하 ), 융합형기기 ( 프레임율 > 60 frame/s) 등으로요약됨. 예방의학에대한관심고조및수익성향상을위한병의원의지속적인노력으로인해전자의료기기시장은지속적으로확산추세 GE Healthcare 가전체시장의 25.1% 로가장높은점유율을차지하였고다음은 Philips Medical Systems, Siemens Medical Solutions, Toshiba Medical Systems가 70% 이상을차지하고있으며, 진단시간단축, 실시간진단, 3차원이미지및그에따른특수분야에적용시킬수있는다양한진단방법이개발되면서새로운시장이창출되고있음. 초음파영상진단기기는진단을위해외부에서공급되는전기신호를역학적진동에너지로바꾸어초음파를발생시키고, 변환기에도달한진동을다시전기신호로변환하는프로브와데이터재구성을위한전용프로그램을포함하는시스템통합장치 ( 영상저장 / 압축 / 전송 / 제어장치 ) 와의료용영상표시장치로구성됨

400 중소기업통합기술로드맵 시장분석 장년층의증가에따라진단기기에대한수요증가및수익성향상을위한지속적인노력으로인해전자의료기기시장은지속적으로확신추세 2010년발행된 GBI에초음파영상진단에관한시장보고서에따르면전체초음파시장은 2009년 37억달러에서 2014년 54억달러로연평균 (CAGR) 7% 성장이예상되고있음 - 컬러도플러시스템 (Color Doppler Ultrasound System) 은혈류의방향에따라색을정하고, 혈류의속도에따라밝기를정하는초음파영상진단법중하나로연평균 8.0% 의성장이예상되며 2014년에는 50억달러규모의성장이예상됨 - 국내에서는메디슨이초음파영상진단기개발의중심을이루고있으며, 한국 GE 초음파유한회사, Siemens, GE메디칼시스템코리아, 프리덤이글등의의료기회사들이초음파영상진단기연구를수행중임 자료 : GBI Research, , Diagnostic Imaging Market to Nuclear Imaging Systems and Ultrasound Systems to be the Key Revenue [ 초음파영상진단시장전망 ] 초음파프로브, 초음파영상시스템등에서중소기업연구개발지원필요성존재

401 요약 핵심요소기술및연구목표 구성요소 핵심요소기술 기술요구사항 개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 최종목표 3-D 영상구현을위한 2-D Array 초음파프로브제작기술 3D 영상을위한 2-Darray 프로브상용화 16*16 element 프로브설계 16*1 6element 프로브공정개발 16*16 element 프로브시제품 2-D 프로브의양산기술개발 고대역프로브제작기술 A-mode 방향해상도향상 A-mode 해상도 : 0.15mm A-mode 해상도 : 0.1mm A-mode 해상도 : 0.08mm 고대역프로브설계및제작기술 프로브 휴대용초음파영상진단기기센서설계및제조기술 휴대성을향상시킨프로브설계및제작 휴대용프로브구조설계 휴대용프로브제작공정개발 휴대용프로브시제품 휴대용초음파프로브 고유연성프로브케이블제작기술 2-Darray 프로브를위한케이블제작 2 Darray 프로브를위한고조밀도케이블개발 프로브와의임피던스매칭 2-D array 프로브를위한케이블 X- 선시스템과통합을위한영상재구성기술 통합영상재구성모듈개발 통합영상처리모듈설계 통합영상처리모듈제작및검증 임상적효용성평가 X- 선및초음파영상통합재구성모듈 영상시스템 초음파고속영상처리를위한모듈화기술 수집데이터고속영상처리기술개발 프레임수 : 40frame/s 프레임수 : 50frame/s 프레임수 : 60frame/s 고속영상처리용모듈 휴대용저전력초음파영상진단기기시스템개발 저전력소형회로구성 소형진단모듈설계 소형진단모듈제작및검증 사용자인터페이스개발 소형초음파영상진단기기 중소기업형기술로드맵

402 중소기업통합기술로드맵 치과용영상진단기기 개요 치과용영상진단기기는다양한구강질환의예방, 진단, 치료를위해쓰이는진단기기를말함. 국내치과의료산업은 2000년대들어임플란트와디지털장비등의약진과생활수준이상승할수록시장규모가상대적으로빠르게성장하고있으며, 일반의료영상장비와달리치과용진료및치료의특성이반영된기기의수요가지속적으로증가하고있음. 전체의료기기산업의성장에서있어치과의료산업이차지하고있는비중이나기여도가현저히높으며, 특화된기기의수요가증가하고있어기술개발의필요성이높음. 산업현황 산업계니즈는치과용고정밀디지털 X-ray, 구강내디지털 3D 스캐너, 치과용비방사선영상진단기기의개발등으로요약됨. 고령화인구증가로인한임플란트의수요가증가하고있으며, 이에따라진료및치료에있어서도환자의입장에서시간과비용을최소화하는서비스의요구가증가되고있음. 치과의모든진료와치료에있어서치아및구강상태에대한진단을기본과정으로국내기술로도치과용디지털 X-ray, 파노라마 X-ray 등의기술개발의상용화로환자의방사선피폭량감소, 진료시간의단축등의장점으로국내외에성공적으로보급되고있음 치과용영상진단기기는진단을위해구강및악골을관찰하기위한구강내카메라, 치과용 X-ray 시스템, 구강내 3D 스캐너및영상의처리와재구성을위한전용프로그램으로구성됨. 시장분석 치과용영상진단기기시장은치아미용에대한관심증대와더불어인플란트시술의정확성을높이는맞춤형장비라는점에서지속적으로성장될것으로기대됨

403 요약 치과용시스템및부품시장에관한시장보고서에수록된 Cone Bean CT Systems 시장전망에따르면 2009년 2억 2,000만달러에서 2014년 3억 8,000만달러로연평균 11.3% 성장이예상되고있음 - 국내치과영상진단분야는독보적인시장점유율을바탕으로세계시장으로서의성공적진출기반을확보하고있으며대표적인기업으로는바텍이있음 - 바텍은호주시네시스메디컬과 1,200만달러규모의수출계약을체결하였으며, 치과용영상진단기기를포함한초음파진단기기, X-ray 진단기기등을전문적으로판매하고있는기업임 자료 : Freedonia Focus, , Freedonia Focus on Medical Imaging Products to 2014 [ 치과용시스템및부품시장전망 ] 치과용영상진단기기의 detecters, generators, 영상시스템등에서중소기업연구개발지원필요성존재 핵심요소기술및연구목표 구성요소핵심요소기술기술요구사항 Detector Generator Matrix 구조 Scintillator 결합형 CMOS photodetector X 선검출회로기술 Dental CT 용소형고출력 X 선관기술 대면적고속처리를위한회로기술 ( 고효율화 ) 소초점, 고전류 X 선관설계및제작기술 ( 소형화, 고효율화 ) 개발목표 1차년도 2차년도 3차년도 FOV24X19(cm) 급 고속검출회로 FOV24X19(cm) 급고속검출기술개발 (6개월) FOV30X25(cm) 급회로기술개발 Pixel크기75X7 고속검출회로기술개발 Pixel크기 5(um) 급검출 Pixel크기50X50 100X100(um) 급회로기술개발 (um) 급검출검출회로 FOV30X25(cm) 급회로기술개발기술개발고속검출회로 기술개발 (6개월) X 선초점크기 : 300 μm, 관전류 : 5mA X선초점크기 : 150μm, 관전류 : 10mA X 선초점크기 : 50 μm, 관전류 : 15mA 최종목표 FOV 30X25(cm) 급고속검출회로기술확립 100 μm초점크기와 15mA 관전류를갖는소형 X- 선기술확립

404 중소기업통합기술로드맵 구성요소핵심요소기술기술요구사항 영상시스템 X 선관구동을위한소형고전압직류전원기술 저선량및고화질영상구현을위한 Iterative Reconstruction 기술 파노라마영상재구성기술 Cone Beam CT 초고속영상재구성알고리즘기술 소형의고전압직류전원설계및제작기술 ( 소형화, 저전력화 ) 작은수의영상을이용하여동일한 3D 영상을구현할수있는재구성기술 ( 고속화 ) 부위별영상명암차이를개선을위한넓은명암범위를갖는영상의실시간처리기술 ( 고효율화 ) 대용량의데이터를짧은시간에처리할수있는영상처리기술 ( 고속화 ) 개발목표 1차년도 2차년도 3차년도 발생전압 : 70kV 발생전압 : 100kV 발생전압 : 150kV Grayscale16bit 급실시간영상처리기술 영상재구성시간 : 8 초 ~150 초 Voxel 크기 : 0.2mm 3 차원영상재구성을위한촬영영상수 : 200 매 Grayscale16bit 급실시간영상처리기술 (6 개월 ) 영상재구성시간 : 8 초 ~150 초 (6 개월 ) Voxel 크기 : 0.2mm(6 개월 ) 영상재구성시간 :2~ 50 초 (6 개월 ) Voxel 크기 : 0.1mm(6 개월 ) 3 차원영상재구성을위한촬영영상수 : 50 매 영상재구성시간 : 2~50 초 Voxel 크기 :0.1mm 최종목표 150kV 급소형직류전원기술확립 50 매의영상으로이용하며고화질의 3D 영상을구현할수있는 iterative reconstruction 기술확립 16bit 급실시간영상재구성기술확립 2~50 초의영상재구성시간을갖는초고속 cone beam CT 알고리즘기술확립 중소기업형기술로드맵

405 요약 16 6 대제조기반 초정밀복합 Fine Blanking 금형 개요 초정밀 Fine Blanking 제품은 10μm이하의정밀성을갖도록 Fine Blanking 프레스금형으로생사된제품을말함. Fine Blanking 프레스공정은소재주위에여러가지형태의돌기를활용하여압축응력을가함으로써깨끗한전단면의정밀한부품을생산할수있는공정임. 초정밀 Fine Blanking 금형은제품의정밀도, 표면의품질및생산비용절감등이동시에요구되는부품생산에적합하기때문에수요가지속적으로증가할것으로예상됨. - 이러한시장의요구에대응할수있는초정밀 Fine Blinking 금형기술의확보가절실히요구됨. 산업현황 고품질의금형을신속하게개발하기위해서는초고속, 초정밀금형가공기술이요구됨. 국내의금형납기수준은일본과비교하여근접한수준에있지만, 초정밀 Fine Blanking 금형과같은초정밀금형의고속가공기술은선진국과격차가있음. - 금형의정밀도를결정하는래핑, 폴리싱, 사상등의가공기술의고속화, 자동화가요구됨. 초정밀 Fine Blanking 금형은높은성형압력으로인해금형의수명이저하됨에따라금형수명향상을위한금형열처리 / 코팅기술이요구됨 시장분석 글로벌경기회복세에따른전방산업의금형수요회복세전망 년 1/4분기금형수출은 4억 217만달러로지난해동기대비 19.1%, 4/4분기대비 12.2% 증가함. - 세계 Fine Blanking 금형시장은약 5% 의증가추세를나타내고있으며, 국내 Fine Blanking 금형시장역시약 1,000억원규모의시장을회복할것임

406 중소기업통합기술로드맵 Fine Blanking 금형의꾸준한수출비중증가 - 국내 Fine Blanking 금형의수출비중은 2004년기준 10% 미만이었으나, 국내금형업체의기술집약고부가가치금형기술전환노력에따라수출비중이꾸준히증가하여, 2010년현재약 20% 수준으로향상되었음. Fine Blanking 전용프레스설비시장은세계 Fine Blanking 금형관련시장의약 30% 를차지하고있으며, 그규모는약 5억달러규모로추산됨. - 유압식서보프레스등고기능기술집약제품군에서글로벌경쟁력이취약하기때문에이에대한대응책이필요한실정임. 핵심요소기술및연구목표 구성요소핵심요소기술기술요구사항 Fine Blanking 다이설계 Fine Blanking 다이제작 Fine Blanking 공정제어 고강도판재성형용 FB 금형설계기술 Die roll 최소화를위한정밀 FB 금형설계기술고생산성복합성형정밀 FB 금형설계기술수명향상을위한표면코팅및열처리기술다단 FB 성형공정제어기술 FB 공정의생산성향상기술 개발목표 1차년도 2차년도 3차년도 최종목표 인장강도 (Mpa) 이상 Die roll height ( 두께비 %) 형상부위치정밀도및윤곽도 이하 이하 치수정밀도 (mm) ±0.03 ±0.02 ±0.02 ±0.02 펀치수명 (stroke/regrinding) FB 성형공정제어단수 ( 회 ) 20,000 25,000 30,000 30,000 이상 이상 중소기업형기술로드맵

407 요약 워터어시스트 (Water-assisted) 사출금형 개요 Water-assisted 사출금형기술은가소화된플라스틱용융재료를고압액체를이용하여응고되지않은상태로재료를밀어냄으로써두꺼운플라스틱제품내부에중공형상을만들수있는사출금형기술을말함. Water-assisted 사출금형에서필수적인관통압력작용매체인물은가장쉽게구할수있고별도의저장공간이필요하지않으며, 반복사용가능및원가절감, 높은생산성, 친환경이요구되는전세계플라스틱사출산업에서가장주목받는분야임. 산업현황 Water Assist 사출금형기술로고분자수지 PA-GF15 130g의제품을생산했을때 Gas assist 사출금형기술대비사이클타임이약 55% 단축됨. 이는질소가스대신에물을사용함으로써제품의냉각시간에영향을주기때문에연간생산수량은 2 배이상의차이를갖게됨. 전세계적으로자동차메이커는지구환경보호와온난화대책을위한 CO 2 절감목표때문에차체의경량화와저가화를지향하고있음. 이러한사회환경의변화에따라플라스틱재료에관한 Water Assist 사출금형기술이요구됨. 시장분석 Water Assist 사출금형의시장규모및전망은국내금형시장, 자동차산업과연계되어있으므로이를고려하면 2015년 348억원으로전망됨. 그러나대형플라스틱이적용되는가전, OA, 생활및스포츠용품분야를고려하면그시장은더욱클것으로예상됨. 핵심요소기술및연구목표 구성요소핵심요소기술기술요구사항 수압발생제어 WAIM 금형설계 / 제작 에너지저감형 WAIM 수압조절기정밀인젝터설계및제작기술 초정밀금형표면가공기술 금형구조최적화설계및제작기술 개발목표 1차년도 2차년도 3차년도 최종목표 에너지저감률 (%) 이상 균일단면침투길이비 (%) 50 이상 60 이상 70 이상 70 이상 WAIM 코어금형의형상정밀도 ( μm ) 금형표면온도균일도 (± )

408 중소기업통합기술로드맵 구성요소핵심요소기술기술요구사항 WAIM 공정제어 WAIM 성형공정 성형연계 WA 자동제어시스템 WAIM 모니터링및자동제어시스템 WAIM 적용복합형상성형기술 WAIM 공정모사 CAE 툴개발 WA 제어시스템 단면균일도 (±%), 중량편자 (±%) 개발목표 1차년도 2차년도 3차년도 모듈 컴팩트형시스템 - 최종목표 컴팩트형시스템 ( 기존온조기크기기준 ) 10,10 7,7 5,5 5,5 사이클타임저감률 모듈 물성 DB, 5 건이상 Solver Pre/post CAE Integration 중소기업형기술로드맵 초정밀 3 차원패턴필름적용사출성형 개요 광의적의미에서는대형이면서곡률이크게변하는국가주력산업내외장부품, 예를들면자동차 In-Panel, 디스플레이외장프레임, 에어컨외장케이스등, 3D 패턴필름을적용한고감성친환경플라스틱부품제조를위한뿌리산업분야의원천기술임. 초정밀 3차원패턴필름적용사출금형시장은기존의플라스틱외관을미려하게하는제조방식인도금 / 도장시장을대체할친환경적이면서높은생산성을확보가가능한시장임

409 요약 산업현황 초정밀 3차원패턴필름적용사출금형기술의개발을통해기존의미려한외관품질확보를위해사용된도금 도장기술을대체함으로써친환경적인플라스틱부품제조가능 자동차내장, 디스플레이및생활가전외관부품의대형화에따른기존사출성형공정에서의패턴일그러짐현상을원천적으로극복할수있는고감성 3D 미세패턴구현에대한요구가증대되고있음. 시장분석 초정밀 3차원패턴필름적용사출금형기술의경우국가주력산업군의친환경화및고부가가치화를위해계속적으로진행되어왔으며, 최근들어지구온난화문제및소비자의다양한요구로인해신기술에대한요구는계속적으로증가하고있음. 국내시장규모및전망은금형시장, 자동차, 가전, 디스플레이, 모바일등국가주력산업과연계되어있으므로이를고려하면 2015년 3,000억일것으로전망됨. 그러나기타적용가능한산업분야를고려하면그시장은더욱클것으로예상됨. 핵심요소기술및연구목표 구성요소핵심요소기술기술요구사항 필름제작성형 금형설계제작 필름일체화성형공정 미세패턴필름의다층적층기술대면적미세패턴균일가공기술이종재접착능향상표면개질기술멀티캐비티금형설계및제작기술패턴필름진공 / 트리밍금형제작기술미세박판인서트사출금형기술 박판필름이송제어기술성형공정모니터링및제어기술 박판인서트필름최적사출성형기술 필름두께 (mm) 내열온도 ( ) 미세패턴엠보형상 Ratio ( 깊이 / 폭 : μm / μm ) 개발목표 1차년도 2차년도 3차년도 최종목표 0.1, , , , 접착력 (kgf/in) 코어금형의형상정밀도 ( μm ), 캐비티수 (n) 금형표면온도균일도 (± ), 필름커팅구조일반사출성형대비성형능 (%) 5, 2 3, 4-3, , 3 축커팅 5, 3 축커팅 필름이송정밀도 ( μm ) ±30 ±20 - ±20 불량률 (%), 중량편자 (±%) 미세패턴형상유지율 (%), 최소곡률 30, 10 20, 7 10, 5 10, 50, 30R 50, 30R 60 이상, 30R 60 이상, 30R

410 중소기업통합기술로드맵 중소기업형기술로드맵 복합프로그레시브금형 개요 복합프로그레시브금형이라함은프레스기계에서가공할소재를연속적으로이송시키면서하나의제품으로가공하는금형을말함. 일반적으로프로그레시브금형 (progressive die) 을말하나, 넓은의미로는트랜스퍼금형 (transfer die) 을포함하여순차이송금형이라함. 프로그레시브금형은대량의프레스부품제조에사용되며단일형에비하여작업능률이우수하고예비성형품이필요하지않기때문에우수한성형안정성등여러가지의장점을가지고있음. - 복잡한형상의제품도몇개의스테이지로나누어서간단하고견고한금형구조로가공이가능함. - 드로잉또는굽힘, 성형가공을포함하는가공이가능함. - 가공속도가우수하고, 대량생산에적합하며작업능률이매우우수함. 산업현황 복합프로그레시브금형기술은최근키패드, 자동차, 가전제품등응용범위가광범위

411 요약 하게수요가급격히증가하고있고, 최소공정으로 3차원형상가공기술개발을통한생산성증가를위해많은연구가진행되고있음. 기존의단공정으로순차진행되었던방식을복합공정으로진행하여고속생산및일련의공정으로이루어짐에따라정밀제품생산을위한적정생산공정배치및공정최적화를통한생산성제고가요구됨. 시장분석 세계금형시장은연평균 2.9% 의성장률이예상되며, 2012년 27억달러규모에서 2015년약 30억달러규모를형성할것으로전망됨 - 자동차, 선박, 기타중장비를중심으로금형부품들이고도화됨에따라복합프로그레시브금형의시장은성장할것으로판단됨. - 기존의금형시장의상당비중을대체할것으로기대됨 세계금형시장의수요는제품의라이프사이클단축과신제품개발등에힘입어매년증가추세에있음 - 미국, 독일, 일본, 한국, 중국의 5개주요금형생산국수요는 2003년약 225억달러였으며, 2010년중국의폭발적인수요증가로세계시장규모는매년증가하고있음 핵심요소기술및연구목표 구성요소핵심요소기술기술요구사항 프로그레시브다이 ( 금형 ) 설계 프로그레시브다이 ( 금형 ) 제작 성형품핸들링제어 협피치복합성형부품을위한 pro 금형설계기술난성형성판재성형을위한 pro 금형설계기술초정밀미세진동부품제작을위한 pro 금형설계기술 Pro 금형의수명향상을위한표면코팅및열처리기술 다종다형상소재의복합 pro 공정제어기술 Pro 공정의생산성향상기술 Pro 금형의정밀고속위치제어기술 Pitch(mm) ( 두께 0.08mm) Ti 전기전자부품 일체화부품수 3 개 펀치수명 (SUS304, 0.1t 기준 ) (200만stroke/regrinding) 3종소재또는 3종형상 개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 Pitch : 0.4 mm( 두께 0.08mm), 제품정밀도 8 μm Al 전기전자부품 일체화부품수 2 개 펀치수명 (SUS304, 0.1t 기준 ) 100만stroke/re grinding) 2 종소재또는 2 형상 Pitch : 0.4 mm( 두께 0.08mm), 제품정밀도 8 μm Mg 전기전자부품 일체화부품수 2 개 펀치수명 (SUS304, 0.1t 기준 ) (150만 stroke/r egrinding) 2 종소재또는 2 형상 Pitch : 0.3 mm( 두께 0.08mm), 제품정밀도 8 μm Ti 전기전자부품 일체화부품수 3 개 펀치수명 (SUS304, 0.1t 기준 ) (200만 stroke/re grinding) 3 종소재또는 3 종형상 최종목표 Pitch : 0.3 mm( 두께 0.08mm), 제품정밀도 8 μm Ti 전기전자부품 일체화부품수 3 개 펀치수명 (SUS304, 0.1t 기준 ) (200만stroke/regrindi ng) 3 종소재또는 3 종형상 SPM 1,500 SPM 1,000 SPM 1,200 SPM 1,500 SPM 1,500 SPM 1,000, 이송위치반복정밀도 3 μm SPM 800, 이송위치반복정밀도 : 5 μm SPM 800, 이송위치반복정밀도 : 5 μm SPM 1,000, 이송위치반복정밀도 3 μm SPM 1,000, 이송위치반복정밀도 3 μm

412 중소기업통합기술로드맵 중소기업형기술로드맵 진공다이캐스팅 개요 진공다이캐스팅은용탕을고압으로주입하는과정이일반고압다이캐스팅과유사하지만, 전자기펌프방식의진공밸브를이용, 용탕전방의금형내부진공도를최대 10 kpa이하까지제어하면서주조하기때문에, 기존다이캐스팅제품과달리기포결함을효과적으로제어가가능한신주조공법임. 진공다이캐스팅은기공결함의능동제어로인하여고압다이캐스팅및저압주조와달리용접과열처리가가능하며, 자동차부품으로는기존의하우징이아니라차체에전자제품으로는대형 LED/LCD TV 프레임에적용할수있는기술임. - 진공다이캐스팅기술을최적화하기위하여서는관련원소재, 설비및설비소재와전신재 ( 展伸材 ) 대응주조부품개발과관련된일체의기술개발이필요함. 산업현황 Smart metal 이 IT 시장에서요구되는빠른주기의디자인변화, 제품의슬립화, 고정밀화, 고인성화및일체형요구에능동적인대응이요구됨

413 요약 - 기계적인특성은우수하지만디자인변화, 슬립화, 고정밀화및일체형요구에능동적으로대응할수없는기존의전신재가아니라, 열처리및용접이가능할정도의고품위기술이필요함. - IT 시장에서요구되는사항에능동적으로대처할수있는진공다이캐스팅기술의개발로고부가가치시장을선점하는기술개발이요구. 자동차및 IT 부품을전신재를이용하여제조할경우에는대부분용접공정을거처야하며, 용접공정은단순히에너지소모가높은것만이아니라, 용접공정중에는용가재의기화에의한유해 VOCs 의발생이필연적이며, 이러한유해 VOCs를저감할수있는진공다이캐스팅기술과금형기술의개발로환경규제에능동적으로대응할수있는기술개발에대한수요가증가. 시장분석 진공다이캐스팅기술은국가의주력기간사업인자동차및 IT의핵심부품을생산하는기술로, 자동차부품연구원의분석에따르면자동차부품의경우에는주조부품이중량비로약 22-25% 정도를차지하며, 그중에서 65% 정도가다이캐스팅제품이차지하고있음. - 한국다이캐스팅협동조합의자료에의하면, 2009년을기준으로생산량은 413,000 톤이며, 시장규모는약 1조 2천억원정도를형성 년의다이캐스팅시장규모는 2008년에비하여약 11% 정도시장규모감소. ( 글로벌금융위기에따른자동차및산업전반의불황에따른것으로판단 ) 년에는자동차산업및 IT 산업의호황으로인하여 2008년규모인 1조 3,500억원정도의규모를회복할것으로예상됨. 핵심요소기술및연구목표 구성요소 핵심요소기술 기술요구사항 개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 최종목표 원재료제조공정 다이캐스팅용고인성 Al 합금소재제조기술 다이캐스팅용도장특성향상 Mg 합금개발 강성지수 2,000 MPa % 이상의알루미늄소재개발 Mg 의열악한내식성개선이가능한도장성우수합금개발 - 인장강도 : 210 MPa - 연신율 : 5% > -Fe 제어 : 0.8wt%< - 소재강성지수 : 1,700MPa%> - 염수분무 (72hr) : RN 9.3 > - 인장강도 : 225 MPa - 연신율 : 7% > -Fe 제어 : 0.7wt%< - 소재강성지수 : 1,800MPa%> - 염수분무 (72hr) : RN 9.4 > - 인장강도 : 250 MPa - 연신율 : 8% > -Fe 제어 : 0.6wt%< - 소재강성지수 : 1,800MPa%> - 염수분무 (72hr) : RN 9.5 > - 인장강도 : 250 MPa - 연신율 : 8% > -Fe 제어 : 0.6wt%< - 소재강성지수 : 1,800MPa%> - 염수분무 (72hr) : RN 9.5 >

414 중소기업통합기술로드맵 구성요소 핵심요소기술 기술요구사항 개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 최종목표 진공다이캐스팅금형 VOCs 저감친환경슬리브 / 금형소재및표면처리기술 고압용탕사출용내마모 sliding core 및금형제조기술 Al 용탕 VS 슬리브및금형간소착문제해결이가능한소재및표면처리기술 역 taper 및곡률구현이가능한슬라이딩코어설계, 제조및제어기술 슬리브 / 금형수명향상 : STD 61 대비 10% > VOCs 저감 : 10% > 역 taper : 3 > sliding core : 5 개 > 슬리브 / 금형수명향상 : STD 61 대비 20% > VOCs 저감 : 15% > 역 taper : 4 > sliding core : 7 개 > 슬리브 / 금형수명향상 : STD 61 대비 30% > VOCs 저감 : 20% > 역 taper : 5 > sliding core : 9 개 > 슬리브 / 금형수명향상 : STD 61 대비 30% > VOCs 저감 : 20% > 역 taper : 5 > sliding core : 9 개 > 다이캐스팅공정및적용부품 열처리및용접가능형박육부품진공다이캐스팅제어기술 전기자동차부품용경량고밀폐성박육부품진공다이캐스팅제조기술 기포결함 3cc/100g 이하제어로용접및열처리가가능한진공다이캐스팅제어기술 스틸대비 40% 이상경량화가가능한박육일체화성형기술 기포결함 : 8cc/100g< 접합강도 : 모재대비 50% > 스틸대비경량화 : 30% > 충격흡수능 : 4.5 kj> 기포결함 : 5cc/100g< 접합강도 : 모재대비 60% > 스틸대비경량화 : 35% > 충격흡수능 : 4.8 kj> 기포결함 : 5cc/100g< 접합강도 : 모재대비 65% > 스틸대비경량화 : 40% > 충격흡수능 : 5.2 kj> 기포결함 : 5cc/100g< 접합강도 : 모재대비 65% > 스틸대비경량화 : 40% > 충격흡수능 : 5.2 kj> 중소기업형기술로드맵

415 요약 후육주철주조기술 개요 후육주철주조기술이란, 비교적큰두께 (100mm 이상 ) 의제품을주조법으로생산하는기술을말하며, 주로구상흑연주철 (ductile iron) 로된주물제조기술임. - 핵폐기물저장용캐스크, 풍력, 화력발전용대형핵심부품 ( 회전자시스템, 축베어링, 터빈프레임, 기어박스등 ) 각종산업기계베드류부품, 대형롤등에주로사용 주철품의화학조성및조직분율등에대한금속학적인연구는많이진행되어왔으나, 실제후육주철주조제품을규격에맞추어생산하는기술은미진하므로생산공정기술개발이필요함. 산업현황 대형고성능구조부품을생산하는방법으로는가공, 단조, 용접등이있으나, 설비의복잡화및중량감소등의요인으로부품의형상이복잡해지고있어효율적인후육주철주조기술이필요함. 전세계풍력발전량이연간 20% 정도증가추세이나, 풍력발전기의가동환경이매우가혹하여풍력발전기에사용되는부품은고강도와저온내충격성이우수한구상흑연주철주물로사용하고있음. - 해당부품들은대형제품이며, 이에대한시장수요가증가예정으로, 관련부품생산기술의개발이시급함. 시장분석 해외주철생산업체비율은미국이 37%, 일본이 31.3%, 독일이 42.6% 로낮은편이나 (2008년기준 ), 주철주강생산업체들의기술력이높고규모가대형화추세에있음. 2011년미국의후육주철주물 ( 구상흑연주철 ) 소비량은철계총주물소비량의약 49.6% 인 3.18백만톤으로예측되며, 이는약 60억달러정도의시장이고, 2015년약 90 억달러로증가추세에있음. (Modern Casting, ) 후육주철주조기술로생산되는주철부품중대표적인제품인풍력발전용대형부품에대하여살펴보면, 전체풍력터빈부품시장은 2011년대비 1.23배증가하여약 895억달러의시장으로성장이예상됨

416 중소기업통합기술로드맵 핵심요소기술및연구목표 구성요소핵심요소기술기술요구사항 원재료제조공정 후육주물용주형제조 용탕관리기술 응고해석및제어기술 고강도저온내충격성향상을위한조성최적화기술 페이딩효과최소화를위한접종제제조기술고효율구상화제제조기술 대형주물제조를위한주형및중자제작기술 후육주철주물의무압탕방안기술 구상화처리및접종처리기술 주철의다성분계상태도계산기술 후육주철주물응고시기지조직및흑연형상예측기술 합금원소첨가를통한고강도고인성합금설계 페이딩효과최소화를위한접종제개발 구상화제개발 주물대형화및결함최소화기술 압탕이필요하지않은고회수율의주물생산 구상화및균질화처리기술개발 주철의응고해석기술 후육주철의조직에미치는제품두께영향 개발목표 1차년도 2차년도 3차년도 상온항복강도상온항복강도상온항복강도 450MPa 350MPa 400MPa -196 o C -196 o -196 o C C 충격에너지충격에너지 10J 충격에너지 30J 50J 페이딩속도 20% 감소 구상화율 30% 이상 주물두께 1000mm 페이딩속도 50% 감소 구상화율 50% 이상 주물두께 1300mm 페이딩속도 80% 감소 구상화율 90% 이상 주물두께 1600mm 회수율 85% 회수율 90% 회수율 95% 구상화율 30% 이상항복강도 350MPa 이상 구상화율 50% 이상항복강도 400MPa 이상 2 원계합금 3 원계합금 주물두께 1000mm 주물두께 1300mm 구상화율 90% 이상항복강도 450MP 이상 4 원계이상합금 주물두께 1600mm 최종목표 저온고강도고인성화기술개발 페이딩속도 80% 감소접종제개발구상화율 90% 이상구상화제개발주물두께 1600mm의주형및중자제작회수율 95% 이상의무압탕기술개발 용탕내구상화기술개발 다성분계상태도계산기술주철두께에따른미세조직변화예측 중소기업형기술로드맵

417 요약 특수주조기술 개요 특수주조기술이란일정조성의금속을용해하여금형등에일정한형태로응고시킬때수반되는표면결함, 내부편석, 수축공, 수지상형성등을제어하여기능성을부여할수있는주조기술을말함. 자동차소재등의고장력 ( 고강도 ) 화로관련된부품소재 ( 금형, 공구등 ) 또한고강도화되어가며, 이에따른고강도부품소재의주조기술이요구됨. 고강도주조품의제조를위해서는청정용해기술, 미세조직제어기술이중요함. 산업현황 차량등수송기기및건설기계부품은에너지저감을목적으로고강도화되고있으며, 이와관련된부품소재의주강분야에서도기존대비고경도, 내마모소재개발을개발등으로적극추진하고있음. 특수주조기술이오래전에도입되어일부업체에서는방산품, 항공기부품등의시제품제작까지이른경우도있지만, 전반적으로시장이협소하고, 고부가가치제품제조기술부족, 인력부족등으로인해대부분의업체가영세성을벗어나지못하고있음. - 핵심기술의하나인특수주조분야의발전을위해서는제조업체의자구적인노력은물론산학연과수요자등의지속적관심과기술적연계가필요함. 시장분석 세계미세조직제어주조산업의생산규모는 2008년기준연간약 769만톤으로 2005년 (684만톤) 대비약 12.4% 증가하였으나, 2007년 (772만톤) 대비 3만톤가량감소하였음 ~2010년의경기회복에따른생산규모가 2007년이전수준의증가세를보인다면연평균성장률은약 4% 로추정됨. 미세조직제어주조산업의국내시장규모는 2005년 3,698억원에서 2008년 5,335억원으로급증하였으나, 생산량증가 (16.5% 증가 ) 에기인하기보다는원자재가격및환율변동에기인한것으로판단되어향후시장규모예측을하기위해서는원자재가격및환율변동을함께고려해주어야함. - 국내생산액전망치는 2005~2008년사이의생산액변화추이를반영하여 2011 ~2015년의생산액을추정한수치임

418 중소기업통합기술로드맵 핵심요소기술및연구목표 구성요소핵심요소기술기술요구사항 고강도비철금속 / 철소재 경량복합재료소재 사형 / 금형 / 특수주조 특수주강소재및주형 부품경량화를위한친환경마그네슘주조기술충격흡수용차체경량화 crash alloy 제조기술강화상분율정밀제어복합재료잉곳제조기술 이종금속접합주조기술 고온합금부품제조를위한금형주조기술고강도동합금주물제조기술 감압주조법에의한알루미늄제박육정밀부품주조기술 Ni 함량최소화스테인레스강주물제조기술 친황경악취저감형주형바인더제조기술 친환경용탕처리기술 자동차경량화용충격흡수금속소재저분율강화상복합재의분산기술및물성균질화계면접합력향상이종금속접합주조고융점금속의금형주조기술개발고강도동합금소재의제품화기술 알루미늄제터보차져부품정밀주조기술 저가원소첨가 Ni 치환형스테인레스강설계및물성재생용이, 유해가스및냄새저감형주형점결제기술 개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 CO 2 평균배출량 140g/mn 불량율 6% 이하 CO 2 평균배출량 130g/mn 불량율 4% 이하 - 최종목표 CO 2 평균배출량 130g/mn 불량률 4% 이하 불량율 5% 이하불량율 3% 이하 - 불량률 3% 이하 분율편차 8% 이하 계면접합물성편차 10% 이하 금형주조 ( 불량율 6% 이하 ) - 주물제조 1.5mm 이하박육, 불량 8% 이하 비용절감 15% 이상, 불량 8% 이하 유해가스저감율 15% 이상 분율편차 5% 이하 계면접합물성편차 7% 이하 금형주조 ( 불량율 5% 이하 ) 주물제조기술 ( 불량율 3% 이하 ) 주물제조 1mm 이하박육, 불량 5% 이하 비용절감 13% 이상, 불량 6% 이하 유해가스저감율 10% 이상 - 계면접합물성편차 5% 이하 금형주조 ( 불량율 4% 이하 ) 주물제조기술 ( 불량율 1% 이하 ) - 비용절감 10% 이상, 불량 5% 이하 분율편차 5% 이하 계면접합물성편차 5% 이하 금형주조 ( 불량율 4% 이하 ) 주물제조기술 ( 불량율 1% 이하 ) 주물제조 1mm 이하박육, 불량 5% 이하 비용절감 10% 이상, 불량 5% 이하 유해가스저감율 10% 이상 중소기업형기술로드맵

419 요약 Net Shape 형상주조기술 개요 Net shape 형상주조기술은최종주조품의후가공처리를최소화시키는주조법을의미하며, 주조품의형상을구현하기위한주형으로는최종주조품의요구조건에의존하여금형, 쉘몰드, 사형등이적용될수있으며, 소재특성에따라서대기또는진공분위기에서주조하는기술임 Net shape 형상주조기술은복잡한형상또는중공형 (hollow type) 주조품, 판재등다양한형상의주조품제조가가능하므로, 자동차등수송기기분야와각종구조용부품, IT& 전자산업등다양한분야에걸쳐광범위하게적용될수있음 산업현황 Net shape 형상주조공정은기계가공이불가능한복잡한형상과중공형의제품제조가가능하므로정밀성형의한방법으로많이이용됨. - 타이타늄합금과같이용융상태에서반응성이큰재료의정밀주조의경우에는용해, 주형및주물재료, 주형설계등해결해야할기술들이남아있음. 기존압출로는생산이불가능하거나장비규모가너무커서소량생산이힘들었던크기의제품생산과제품의형상이너무복잡하거나크기에비해너무얇아서기존공정으로생산이불가능했던제품의생산이가능함. 자동차등수송기기분야와각종구조용부품, IT & 전자산업등다양한분야에걸쳐광범위하게적용될수있음 시장분석 세계주조산업의시장규모는과거대비상승폭이하락하였으나꾸준한증가세를보이고있으며 2008년기준 30,700백만달러에서 2013년 32,900 백만달러의규모로연평균 1.4% 성장률을나타내며소폭증가할것으로전망됨 Net shape 형상주조기술은정밀함을요구하는복잡한형상의주물제작에강점이있으며, 산업기계를중심으로한주조분야외에자동차, 전기전자장비등다양한분야에걸쳐광범위하게적용될것으로기대됨

420 중소기업통합기술로드맵 핵심요소기술및연구목표 구성요소핵심요소기술기술요구사항 정밀주조 소실모형주조 반고상주조 연속주조 경량화티타늄합금고정밀부품용세라믹주형고정밀부품용석고주형 일체형대형알루미늄부품 금형최적설계해석기술 강화입자분산복합재료 핫챔버다이캐스팅용반응고장치 고력동합금부품 자유단면형상재중동동합금연속주조재 청정용해공정주형과의반응성억제 개발목표 1차년도 2차년도 3차년도 200µm 이하 175µm 이하 150µm 이하 치수정밀도제어 3/100mm 이하 2/100mm 이하 - 치수정밀도제어 - 3/100mm 이하 2/100mm 이하 복잡형상대형부품의주조 ( 일체형주물의최대중량 ) 치수정밀도불량률제어 강화입자의균일한분포편석제어 등축정률최대화결정립크기최소화 300kg 이상 400kg 이상 500kg 이상 최종목표 반응층의두께 150µm 이하 치수정밀도 2/100mm 이하 치수정밀도 2/100mm 이하 최대중량 500kg 이상 - 5% 이하 3% 이하불량률 3% 이하 30% 이하 20% 이하 10% 이하편석 10% 이하 60% 이상 170µm 이하 우수한기계적성질 - 65% 이상 150µm 이하 강도 800MPa 연신율 10% 이상 70% 이상 130µm 이하 강도900MPa 연신율10% 이상 치수정밀도제어 3/100mm 이하 3/100mm 이하 - 치수정밀도제어 - 3/100mm 이하 2/100mm 이하 등축정률 70% 이상결정립 130µm 이하 인장강도 900MPa 연신율 10% 이상 치수정밀도 2/100mm 이하 치수정밀도 2/100mm 이하 중소기업형기술로드맵

421 요약 고출력레이저가공 개요 고밀도의열원인레이저를이용하여조사되는물체를물리적으로변형시키는비접촉식가공기술을말하며, 박편형태의소재가공, 난삭재료의가공및초정밀미세가공등이가능하며친환경녹색화제조공정임. 레이저발진기, 스캐너-스테이지연동기술등은레이저미세가공장비의성능을좌우하는핵심기술로대부분수입에의존하고있음. 이와같은핵심요소기술확보를통해국내고출력레이저미세가공장비의기술경쟁력제고가필요함. 산업현황 마이크로전자산업의고집적화 대면적화등을위해고정밀초고속고출력레이저가공기술에대한수요가지속적으로확대됨. - 마이크로전자산업의시장경쟁력확보를위해고출력레이저가공기술의저가격화 다기능화 고성능화가요구됨. 광원과광전달장치및공정제어장치는중소기업형의고부가가치전략제품으로개발될수있기때문에광원과 NT 기술의융합또는공정제어기술과 IT 기술의융합은중소기업의기술경쟁력을극대화하기위한지향점임. 시장분석 고출력레이저가공시장의상위시장인레이저가공시장보고서에따르면, 2009년 61억달러규모에서연평균 10.4% 성장률로 2014년 102억달러규모가예상됨. 현재산업용고출력레이저와관련된절단기, 마킹기, 용접기등은약 35% 이상의높은연평균성장률을기록하고있으며, 반도체산업에서고출력레이저관련공정은필수핵심공정으로자리잡고있음. - 고가장비의부담으로일반제조업분야에서의적용은제한되고반도체, 의료, 태양광산업분야에서의적용이점차확대되어가고있는추세임

422 중소기업통합기술로드맵 국내고출력레이저가공시스템시장은대기업위주가아닌중소기업을중심으로시장이형성되어있으며, 최근다수후발기업들이시장에진입하면서경쟁이치열해지고있음. 핵심요소기술및연구목표 구성요소핵심요소기술기술요구사항 레이저광원생성기술 레이저광원제조기술 고출력 DPSSL 모듈레이저제조기술 재료제거가공용레이저광원출력정밀제어기술 고출력레이저광학적공진기의구조, 형상설계, 활성매체의구조향상 DPSSL 용고출력레이저다이오드제조기술 고출력레이저용열렌즈보상기구설계기술 개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 20KW 효율 20% 200W 펄스폭 <70ns 펄스당에너지 2mJ 이상의제거가공용출력제어기술개발 25KW 효율 20% 300W 펄스폭 <70ns 극초단파출력제어기술개발 30KW 효율 20% 이하 500W 펄스폭 <60ns 최종목표 30KW 효율 20% 이하 500W 펄스폭 <60ns 극초단파출력제어기술개발 레이저빔을렌즈로집속시킬수있는절단헤드제조기술 광전달광학설계기술, 기구설계기술 결합가공헤드개발 하이브리드절단노즐개발 하이브리드절단노즐개발 가공형상최적화레이저빔조사경로제어기술 고속가공용조사경로제어기술 초점의초고속위치변동이가능한제어기술개발 20m/min 초점의초고속위치변동이가능한제어기술개발 40m/min 초점의초고속위치변동이가능한제어기술개발 40m/min 레이저제어기술 레이저가공스팟크기초정밀제어기술 광집속광학설계기술, 기구설계기술 30um 광집속기구및시스템개발 20um 광집속기구및시스템개발 10um 광집속기구및시스템개발 10um 광집속기구및시스템개발 가공정밀도향상및커습발생방지를위한레이저출력안정화및유지기술 발진효율향상시스템패키징 실시간출력피드백, 파워램프업다운시스템개발 분할펄스형성제어시스템개발 분할펄스형성제어시스템개발 광전달기술 레이저빔전달시스템구성제품의제조기술 광출력손실최소화를위한레이저광학계설계기술 고출력레이저용렌즈 / 미러 / 코팅기술 에너지변화효율향상기술 F#(F/40) 급렌즈개발 에너지변환효율 6% 이하광학계개발 F#(F/60) 급렌즈개발 에너지변환효율 5.5% 이하광학계개발 에너지변환효율 5% 이하광학계개발 F#(F/60) 급렌즈개발 에너지변환효율 5% 이하광학계개발 공정제어기술 온도및출력모니터링을통한레이저가공제어기술 가공실시간모니터링기술 Molten Pool, Key Hole 형성가공조건실시간모니터링 가공선검사, 용융풀제어카메라, 재가공시스템 실시간모니터링재가공시스템개발

423 요약 중소기업형기술로드맵 미세쾌속조형가공 개요 설계된삼차원미세형상모델및미세형상부를포함한모델에대해 3차원 CAD Modeling Data로부터정밀한데이터단면변환작업에의해미세한두께의단면을얻어낸후, 3차원모델링형상과동일형상의시제품을제작하는기술을말함. 이때대상파우더소재는플라스틱과메탈소재를모두포함함. 미세쾌속조형가공시스템에서는최종대상부품가공을위한별도의추가작업이요구되지않아, 시제품제작기간을대폭단축시킬수있고, 동일디자인혹은설계데이터를활용하게되어동시공학적개발프로세스를구현할수있는장점을갖고있는시스템임. 산업현황 미세쾌속조형가공기술은제품의생산성향상을위한복합성형기술로진보하고고부가가치제품으로적용범위를확대적용됨에따라가공품질의고정밀화가요구됨

424 중소기업통합기술로드맵 다양한신소재의폭넓은적용이요구됨에따라물리적 화학적 DB 구축, 쾌속조형기술의정밀도향상, 난소결재료의가공기술확보가시급함. 산업현장에서는절삭속도증가로인한가공시간의단축및가공품정밀도향상등생산성향상을위한복합쾌속조형기개발을요구함. 시장분석 향후 10년이내기존기계산업및 6T 산업분야에서필요로하게될첨단제품의특징은극초미세화, 다기능화, 저전력화, 저가격화추세로성장을할것으로판단됨에따라초미세공정기기산업의 2015년세계시장규모는 100조원규모로추정됨 - 향후세계시장은 RFID, e-paper, Flexible Display, 테라급반도체등의개발및상용화가예상되는시점인 2010년이후급성장할것으로전망됨 국내초미세공정시장은 2008년 6조원규모에서 2015년약 12조원규모로 2배성장할것으로판단됨 Optech Consulting 자료에의하면레이저세계시장은 16.5억유로이며, 레이저가공시스템 ( 장치 ) 세계시장은 46.5억유로임 년부터글로벌경제위기로성장추이가둔화된모습을보였지만관련시장의새로운기술개발과수요증대로향후지속적인성장이기대됨. 핵심요소기술및연구목표 구성요소핵심요소기술기술요구사항 개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 최종목표 경화재료 / 제조기술 RP에사용되는재료의제조기술 RP용금속소재나노분말제조기술 의료용으로사용가능한재료제조 분말크기균일하고크기 1 0 μm정도로미세 일반용재료개발 분말크기 30 μm 왁스플라스틱재료개발 분말크기 20 μm 의료용플라스틱 분말크기 10 μm 의료용재료개발 분말크기 10 μm이내 레이저광원생성기술 RP기술의레이저광원개발기술레이저광원조사제어기술 LD LED UV 광원기술 반복정밀도 5 μm이내 LD LED 가시광선광원 반복정밀도 5 μm반사미러기술 LD LED UV 광원 레이저자동초점셋팅기술 모서리부분광량편, 평광기술 UV 광원기술개발 반복정밀도 5 μm이내 쾌속조형 (RP) 데이터전송기술 로컬네트워크통신전송기술 로컬네트워크통신전송기술 무선네트워크데이터전송기술적용 무선네트워크데이터전송기술적용 무선네트워크데이터전송기술개발 공정제어기술 적층조형법의 3 차원데이터처리기술개발 3D 데이터압축기술 이미지파일전송방식개발 (1X) 3D 압축방식 ( 처리속도 2X) ( 처리속도 4X) 3D 압축기술개발 (4X) 에러감지기술 네트워크이용한기계조작및작동점검기술 자동에러감지전송방식 자동에러감지전송기술개발 쾌속적층을위한광원조사기술 파워조절기술 면단위적층기술 형상별광원파워조절기술 파워조절기술개발

425 요약 중소기업형기술로드맵 예열선삭초음파진동가공 개요 예열선삭가공 (LAM, Laser Assisted Machining) 은 TAM(Ther-mally Assisted Machining) 의일종으로, 공구에의해가공이이루어지기직전에가공부를레이저열원등으로가열함으로써재료의연질화와우수한표면품질을얻을수있는절삭가공법임. - 절삭가공시초음파진동을부과함으로써초음파역의진동을공구나공작물에정현파진동을강제로작용시켜공구와공작물사이에순간적분리와재접촉시가해지는 Pulse 충격력으로가공이이루어지는복합가공법임. 제품의소형화, 경량화그리고고기능화로기계적성질이우수한광학부품등의신소재가개발됨에따라, 질화규소 (Silicon Nitride), 지르코니아 (Zirconia), 뮬라이트 (Mullite), 알루미나 (Alumina) CGI(Compacted Graphite Iron), Inconel 718, 등의초고경도난삭재에대한가공기술의개발이끊임없이요구되어지고있음

426 중소기업통합기술로드맵 - 예열선삭과초음파진동의장점만을융합한예열선삭초음파진동가공기술및복합가공기개발이시급함. 산업현황 자동차, 가전, 반도체및광산업등산업전분야에서제품의고기능화및고성능화가진행되고있으며, 이를실현가능하게하기위하여초정밀광학소자, 정밀금형등각부품의형상정밀도및표면품질향상에대한요구는매우높아가고있는실정임. 세라믹, 초고경도재료등신소재는중량대비고강도, 우수한내마모성, 화학적안정성및고온에서의고강도유지와같이뛰어난특성으로건축, 엔진, 의료응용, 항공및해양분야등다양한분야에사용을위해난삭재가공기술의필요성점증 최근가전, 반도체, 자동차, 광학부품분야등에서난삭재의정밀가공기술개발및생산시간의단축이요구됨에따라기계적가공법과기타에너지를복합하는하이브리드가공방법에대한연구가진행되고있음. 시장분석 2009년발행된금속가공분야시장보고서에따르면 1.3% 연평균성장률을보일것으로예상되며, 2013년 28억달러의규모가기대됨. - 낮은성장률에도불구하고제품의소형화, 경량화, 고기능화, 품질이우수한광학부품등의신소재가개발됨에따라초고경도난삭재에대한가공기술의시장의수요가증가하는추세임. - 예열선삭과초음파진동의장점만을융합한예열선삭초음파진동가공기술및복합가공기술이시장을주도할것으로보임. 예열선삭초음파진동복합가공기의세계시장은 2009년도에약 34억만달러규모로일본, 미국, 독일, 대만그리고한국을중심으로빠르게성장하고있음. 세계시장은높은시장성과기술력을바탕으로독일, 일본, 미국이주도하고있으며, 아직까지한국및중국, 대만은시장확보력과기술력모두상대적으로낮음. 특히, 예열선삭초음파진동가공시장의핵심부품인초음파진동가공장치의경우일본의富士工業, 多賀電氣, Disco 등이대부분의시장을점유하고있음

427 요약 핵심요소기술및연구목표 구성요소핵심요소기술기술요구사항 레이저예열시스템 초음파진동발진시스템 초음파진동가공장치 복합가공장치 히팅을위한레이저광원및광학구조설계기술 가공소재예열온도모니터링을통한예열공정안정화기술 다수주파수제어가가능한초음파발진기설계및제작기술 레이저출력의안전성 예열온도모니터링 가변주파수발진기술 개발목표 1차년도 2차년도 3차년도 최종목표 출력 3KW 출력 3.5KW 출력 4KW 광학설계기술 흡수율 DB 구축발진출력안정화기술 발진주파수 :22 khz출력 : 1000W 안정화제어기술이초음파전달효율극대화를위한기구발진앰프와공구의적용된진동진폭시스템설계기술진동전달효율 2μm이상 진동가공에사용되는일정가공압장치개발기술 초음파진동가공용공구설계 / 제조기술 레이저발진기와초음파진동발생기술의복합기술 가공정밀도및생산성향상을위한레이저광원및초음파통합제어기술 일정가압을위한기구설계기술 가공공정에따른공구설계기술 레이저발진출력과진동진폭의안정성 회전공구의정밀도 Balance Weight System 제작 - 공진설계프로그램개발 레이저출력빔안정화 주축속도 : 25000rpm 회전정밀도 : 15 μm 흡수율 DB 구축출력빔파장의안정화 발진주파수 :30kHz출력 : 1500W 진동진폭 2μm유지가능진동절삭장치 Balance Weight System 제어기구성 ( 가공압, 과부하방지 ) 최적공진계설계 - 공구의형상설계 빔형상제어가가능한광학계설계 주축속도 : 50000rpm 회전정밀도 : 10 μm 흡수율 DB 구축예열온도모니터링시스템개발 발진주파수 :40 khz출력 : 60W~1800W 진동진폭 5 μm유지가능진동절삭장치 Balance Weight 가압방식적용 공구최적설계및제작 발진출력과진동의모니터링결합기술주축속도 : 50000rpm 회전정밀도 5μm 예열모니터링시스템 가변주파수발진앰프개발 앰프와공구의통합제어기술 일정가압장치개발 초음파진공공구공진설계기술 예열선삭초음파복합가공기 복합가공기술 중소기업형기술로드맵

428 중소기업통합기술로드맵 고탄성경량구조재열간단조 개요 고탄성경량구조재열간단조는가변단면압출을이용함으로서단조공정이획기적으로줄어들고수율이높아서우수한부품을경제적으로제조할수있는기술임. 탄성계수를향상시키기위한복합재료에대한연구개발과반용융및가변단면압출과관련된기술개발이필요함. 산업현황 단조공정은대표적인 3D 산업으로, 장비및인력에의존하기때문에, 동남아및중국등의저렴한인건비를바탕으로제품을생산하고있는단조제품에비하여국내의중소기업이가격경쟁력이점점약화되고있음. 이형단면재단조공정을수에서수십차례반복하는것이아니라 1~2회로단조공정을줄이면서동시에금형의수명을기존단조공정대비 10배이상향상시킴과동시에고정밀의우수한특성과가격경쟁력을확보할수있는기술이요구되고있음. 이형단면재단조제품은일반적인미세한주조결함의악영향을최소화하고, 균일한미세조직의특징으로주조, 빌렛기계가공및용접부품에비하여우수한기계적인특성을발휘하기때문에, 동일한소재일경우제품을경량화할수있음. 시장분석 국내의단조산업의발전은자동차와조선산업이견인하고있으며, 특히조선사업이비약적인발전의원동력이되고있음 년 3,583억원의시장규모에서자동차및조선산업의발전으로, 2008년 2조 9,632억원으로연평균 30.2% 의급속성장을하였음. 2009년국내단조산업은금융위기여파로제조업의설비투자가부진하여어려운환경이조성되었으나, 2010년부터시장규모가빠르게회복되고있음 년단조산업출하와내수는전년대비 40% 이상감소하였으나, 2010년에는업계의설비투자재개, 국내자동차생산량증가및대외여건개선으로 2009년대비 20% 이상성장할것으로예상됨

429 요약 년부터는 2012년부터시작되는자동차분야의환경규제강화에따른경량화부품증대, 원전및해외플랜트수주에따른물량확보등으로, 최소한일반산업의 5% 성장보다큰 10% 정도의안정적인성장이가능할것으로전망함. 핵심요소기술및연구목표 구성개발목표요소핵심요소기술기술요구사항 1차년도 2차년도 3차년도 최종목표 단조용소재 열간금형 성형공정 단조용고융점 Cu, Ti 및 Fe 계소재제조기술 연속공법을통한단조용 Al 및 Mg 경량소재제조기술 희유원소첨가를통한임계성능향상경량소재기술 난성형부품열간단조를위한금형소재개선및표면처리기술 난성형소재금형설계최적화를위한전산모사해석기술 가열및공정최적화를통한탄소배출및에너지절감형성형기술 이형단면직접압출선공정을활용한단조공정감소성형기술 프리폼경동주조를통한단조공정최적화성형기술 고탄계계수특성최적화활용을통한고용점소재경량화 주조및압연등의연속공정을통한단조공정최적화용 Al/Mg 경량소재 희유금속활용 Al/Mg 탄셩계수및임계성능향상 열간단조용금형소재개량및표면처리를통한수명향상 금형수정을최소화할수있도록전산모사를통한금형 단조소재균일가열및단조공정축소등의최적화를통한에너지절감 복잡한이형단면직접압출재를활용한단조공정최적화 양질의프리폼경동주조를통한단조공공정최적화 - Cu/Fe 빌렛직경 : 150 mm > - Ti α-case 제어 : 2,000 μm < - 빌렛직경 : 180 mm > - 등축정률 : 60%> - 강성지수 : 6000 MPa% - 탄성계수 : 75 GPa UTS : 180 MPa - 금형수명 : 10,000 회 > - 마찰계수 : 0.33 < - 금형수정 : 4 회 < - 해석정확도 : 80%> - 소재온도편차 :± 20 - 이형 VOCs 저감 : 5%> - 에너지절감 : 10%> - Al/Mg 빌렛자유단면적 : 180 cm2 > - 일반빌렛대비공정단축율 : 30% - 주조결함제어 : 5% < - 기존단조대비공정단축율 : 70%> - 공정 CO2 저감 : 20%> - Cu/Fe 빌렛직경 : 160 mm > - Ti α-case 제어 : 1,500 μm < - 빌렛직경 : 190 mm > - 등축정률 : 65%> - 강성지수 : 6500 MPa% - 탄성계수 : 80 GPa UTS : 190 MPa - 금형수명 : 12,000 회 > - 마찰계수 : 0.31 < - 금형수정 : 3 회 < - 해석정확도 : 85%> - 소재온도편차 :± 15 - 이형 VOCs 저감 : 10%> - 에너지절감 : 15%> - Al/Mg 빌렛자유단면적 : 190 cm2 > - 일반빌렛대비공정단축율 : 50% - 주조결함제어 : 4% < - 기존단조대비공정단축율 : 75%> - 공정 CO2 저감 : 25%> - Cu/Fe 빌렛직경 : 180 mm > - Ti α-case 제어 : 1,000 μm < - 빌렛직경 : 200 mm > - 등축정률 : 70%> - 강성지수 : 7000 MPa% - 탄성계수 : 85 GPa UTS : 200 MPa - 금형수명 : 15,000 회 > - 마찰계수 : 0.3 < - 금형수정 : 2 회 < - 해석정확도 : 90%> - 소재온도편차 :± 10 - 이형 VOCs 저감 : 15%> - 에너지절감 : 20%> - Al/Mg 빌렛자유단면적 : 200 cm2 > - 일반빌렛대비공정단축율 : 60% - 주조결함제어 : 3% < - 기존단조대비공정단축율 : 80%> - 공정 CO2 저감 : 30%> - Cu/Fe 빌렛직경 : 180 mm > - Ti α-case 제어 : 1,000 μm < - 빌렛직경 : 200 mm > - 등축정률 : 70%> - 강성지수 : 7000 MPa% - 탄성계수 : 85 GPa UTS : 200 MPa - 금형수명 : 10,000 회 > - 마찰계수 : 0.3 < - 금형수정 : 4 회이하 - 해석정확도 : 90% - 소재온도편차 :± 10 - 이형 VOCs 저감 : 15%> - 에너지절감 : 20%> - Al/Mg 빌렛자유단면적 : 200 cm2 > - 일반빌렛대비공정단축율 : 60% - 주조결함제어 : 3% < - 기존단조대비공정단축율 : 80%> - 공정 CO2 저감 : 30%>

430 중소기업통합기술로드맵 중소기업형기술로드맵 경량구조재가변단면압출 개요 가변단면압출기술은, 단일금형을적용하는기존의압출기술과달리금형이 2차원적으로가변되기때문에압출하는공정중에 3차원적으로정형가공이가능하도록할수있는신기술임. 가변단면및가변곡률압출기술이소성공정으로그특성을발휘하기위하여서는가변단면및가변곡률압출에적합한알루미늄및마그네슘소재개발과동시에압출시필요한금형소재, CNC로금형제어, 금속조직정밀제어등의기술과이를활용한부품및모듈에대한기술개발이필요함. 산업현황 가변단면압출및가변곡률압출제품을산업부품소재로적용하기위해서는독자적인제어프로그램기초기술확립이필요함

431 요약 기존압출에비해보다많은금형및 Tool을통과함으로써제품과 Tool의마찰에의한마찰압력과마찰열이발생하여생산성및특성에영향을미치기때문에압출온도및압출속도제어가중요한기술적과제로인지됨. 시장분석 가변단면압출재의대부분은알루미늄을통해생산되고있으며, 전세계알루미늄시장규모는 2014년약 1,200억달러규모가예상되며연평균 19% 의성장률이기대됨. - 국내시장규모는약 5조원 / 년이며, 세계시장의성장보다빠른성장을보임. - 전체시장중약 30% 에해당하는부분이알루미늄압출분야로판단됨 - 가변단면압출및가변곡률압출의경우기술확립및설비최적화가아직미흡하여시장현황은거의없음. 가변단면압출및가변곡률압출제품은 90% 이상이자동차부품용으로사용될전망이며최근자동차경량화이슈와더불어원가절감방안을통한경쟁력확보가가장큰숙제이기때문에시장규모는점점늘어날전망임. 핵심요소기술및연구목표 구성요소핵심요소기술기술요구사항 압출소재 가변압출용경량 (Mg, Al) 합금소재 가변단면압출용고강도합금소재 합금소재의주조조직크기 합금소재의강도 개발목표 1차년도 2차년도 3차년도 최종목표 150 μm이하 140 μm이하 120 μm이하 120 μm이하 400 MPa 이상 425 MPa 이상 450 MPa 이상 450 MPa 이상 가변단면용압출금형 압출구멍의크기가자유로조절되는압출다이의출구구멍형성기술 열변형및구조최적화에따른금형설계및제조최적화기술 이동금형제어정밀도 ±0.7mm ±1.5mm ±1.0mm ±0.7mm ±0.7mm 단면변화율 35% 25% 30% 35% 35% 가변압출성형온도제어기술 가변압출성형온도제어기술 ±10 ±7 ±5 압출제품온도편차 ±5 서보제어장치 압출소재의단면형상및크기변화에따른공정제어기술 압출재단면형상 H (Character) (Square) Π (Channel) H (Character) H (Character) 가변단면압출공정최적화기술 최적화된공정의압출제품칫수정밀도 ± 3% 이하 ± 2% 이하 ± 1% 이하 ± 1% 이하

432 중소기업통합기술로드맵 중소기업형기술로드맵 고강도정밀구조재반용융압출 개요 반용융압출법은금속슬러리의틱소트로픽 ( 반용융상태의금속에전단변형이가해질때금속의점도가시간에따라변하는시간의존적거동 ) 성질을이용하여고액공존영역에서금속재료를압출하는기술을말함. - 고액공존상태의소성가공공정및완전액체상태의주조가공공정의 synergy를도모할수있으므로, 친화경적이며에너지효율이높은미래시장을선도할새로운압출공정임. 고강도경량합금압출재에대한필요성및요구가증가하고있는것은사실이나, 기존압출법에의한고강도경량합금의압출에는한계성이있으므로반용융압출법을적용한정밀압출재관련기술개발이필요함. 산업현황 반용융압출은기존열간압출대비압출압력이 1/5로매우낮아, 에너지절감을도모할수있으며, 공정단축으로인한 CO 2 발생억제가능. 또한, 성형성향상을위한윤활제사용을저감할수있는친환경적공정기술임

433 요약 반용융압출을통한고강도 Al 및 Mg 합금제조기술확보를통해자동차, 항공기, 고속기차, 선박등수송기계용 Al, Mg합금압출재부품의적용을확대하고선진국으로부터의기술의존에서탈피하고대외기술경쟁력확보가필요함. 시장분석 고강도반용융정밀압출은고강도 Al 압출의 16% 점유율을나타내며, 향후 2014년에는 19% 까지증가할것으로전망됨. 국내시장에서고강도반용융정밀 Al 압출재는톤당 500만원을적용하여추정하였을때아래와같은매출액이예상됨. 국내에서는기존압출관련회사에서반용융압출공법을적용하여생산성, 원가절감및고부가가치정밀압출재를양산하여세계시장을선도할수있음. - 국내반용융정밀압출기술은한국이가장앞서고있으나, 양산은전무한상황임. 핵심요소기술및연구목표 구성요소핵심요소기술기술요구사항 반용융압출용소재 Al/Cu/Mg 합금반용융압출용합금설계및개량기술 반용융압출용알루미늄빌렛의미세조직개선기술 고액공존영역제어가용이한 Al/Cu/Mg 반용융압출용합금설계및개량 반용융압출효율향상및성능향상을위한빌렛의등축정율제어 개발목표 1차년도 2차년도 3차년도 고액공존 T : 60 빌렛직경 : 150 mm 등출정률 : 60%> 구상결정립 : 180 μm < 주조속도 : 70 mm /min 고액공존 T : 70 빌렛직경 : 180 mm 등출정률 : 70%> 구상결정립 : 160 μm < 주조속도 : 85 mm /min 고액공존 T : 80 > 빌렛직경 : 200 mm 등출정률 : 80%> 구상결정립 : 150 μm < 주조속도 : 100 mm /min 최종목표 고액공존 T : 80 > 빌렛직경 : 200 mm 등출정률 : 80%> 결정립 : 150 μm < 주조속도 : 100 mm /min 반용융상태유지를위한고온금형온도제어기술 빌렛균일가열및급속가열기술개발 빌렛온도편차 : 30 < 승온속도 : 70 /min 빌렛온도편차 : 20 < 승온속도 : 80 /min 빌렛온도편차 : 10 < 승온속도 : 90 /min 빌렛온도편차 : 10 < 승온속도 : 90 /min 특수압출금형 반용융압출용금형제조를위한융착특성개선및표면처리기술 반용융상태에서압출금형과의반응에의한금형융착및파손방지를위한표면처리 금형마찰계수 : 0.35< 용착손실 : 1,000 μm < (700, 30 min) 금형마찰계수 : 0.33< 용착손실 : 750 μm < (700, 30 min) 금형마찰계수 : 0.3< 용착손실 : 500 μm < (700, 30 min) 금형마찰계수 : 0.3< 용착손실 : 500 μm < (700, 30 min) 반용융성형장치 반용융압출특성향상을위한균일고액공존열제어성형기술 고액공존에서구상화율및고상입자크기제어를통한반용융압출기술 압출성지수 (Z) : 100 구상화율 : 60%> 이방성지수 : 3.3< 압출성지수 (Z) : 120 구상화율 : 65%> 이방성지수 : 3.2< 압출성지수 (Z) : 140 구상화율 : 70%> 이방성지수 : 3.0< 압출성지수 (Z) : 140 구상화율 : 70%> 이방성지수 : 3.0< 고강도알루미늄소재의봉재및관재 Seamless 반용융압출기술 직접압출을통한 Seam line 을제거할수있는관재반용융압출 Seam 제거율 : 80%> 내압특성 : 70kgf/ cm2 Seam 제거율 : 90%> 내압특성 : 75kgf/ cm2 Seam 제거율 : 100% 내압특성 : 80kgf/ cm2 Seam 제거율 :100% 내압특성 : 80kgf/ cm

434 중소기업통합기술로드맵 중소기업형기술로드맵 Seamless 관재직접압출 개요 Seamless 관재압출시에는직접압출시발생되는용접선인 Seam을제거하기위하여효율이낮은간접압출법을이용하기때문에품질은우수하지만생산성및가격상승의문제가발생하여실적용에제한이있음. - Seamless 관재직접압출은생산성이우수한직접압출을통하여 Seamless 관재를경제적으로제조할수있는우수한기술임. Seamless 관재직접압출은, 기존의직접압출시반드시발생될수밖에없던금형의구조가아니라새로운개념의금형설계및소재기술이요구되며, 국내에서 99% 이상이중소기업인압출산업에서고부가가치를창출할수있는새로운신기술임. Seamless 관재직접압출은, 단순히설비만을바꾸는것이아니라 Seam 자체를제거하면서직접압출이용이하게이루어질수있는전용소재도동시에개발되어야하며, 이러한전용소재도중소기업의부가가치향상에반드시필요한중소기업맞춤형원천기술임

435 요약 산업현황 경량소재인알루미늄및마그네슘합금의압출은대기업의참여가없이중소기업만으로이루어진산업영역으로, 중소기업의특성상저부가가치의단순생산및가공위주의산업분야이지만, 직접압출을통하여경제적으로 Seamless 관재를생산할수있다면, 내압특성및열간성형에적용될수있는관재의적용이확대되면서동시에부가가치를향상시켜서소재산업의경쟁력을확보할수있음. Seamless 관재는생산성이낮고, 대형설비를요구하는간접압출에의하여생산되기때문에, 우수한특성에도불구하고내압특성이요구되거나성형이필요한경우를제외하고거의적용되지못하고있음. 시장분석 Seamless 관재간접압출법은품질은우수하지만생산성및가격상승의문제가있었기때문에실적용에제한을받았지만, Seamless 관재직접압출은생산성이우수한직접압출을통하여 Seamless 관재를경제적으로제조할수있는기술시장임. 소성및가공시장의대표적인기술인금속성형시장을살펴보면, 2014년약 20억달러의규모로연평균 2% 의저성장을할것으로판단됨 - Seamless 관재직접압출은새로운개념의금형설계및소재기술로국내에서 99% 이상이중소기업인압출산업에서고부가가치를창출할수있는시장으로전망됨 핵심요소기술및연구목표 구성요소 핵심요소기술 기술요구사항 개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 최종목표 압출소재 Seamless 압출에용이한고내압성및고강도압출소재제조기술 Cu, Ti 등의원소가함유된관재압출용합금소재기술 압출소재의강도및연신률 합금의성분 (Ti, Zr) 및조직의크기 250MPa 이상 20% 이상 0.1% 이하 100 μm이하 270MPa 이상 25% 이상 % 80 μm이하 300MPa 이상 25% 이상 0.2% 이하 50 μm이하 300MPa 이상 25% 이상 0.2% 이하 50 μm이하 관재정밀직접압출금형 금형장착및압출속도향상을위한금형구조최적화 고강도소구경 Seamless 파이프압출용금형기술 금형압출구베어링길이 Aspect ratio ( 관통길이 / 드릴직경 ) 10 mm 7 mm 5 mm 5 mm 5 이하 7 이하 10 이하 10 이하 고압정밀제어장치 Seamless 파이프정밀압출기술 연속압출성형공정최적화기술 압출제품외경정밀도두께정밀도 압출재확관율확보된설계기술의예측오차 ± 0.15mm ± 5% 15% 하중오차 10% 칫수오차 10% ± 0.12mm ± 5% 20% 하중오차 7% 칫수오차 7% ± 0.1mm ± 5% 25% 하중오차 5% 칫수오차 5% ± 0.1mm ± 5% 25% 하중오차 5% 칫수오차 5%

436 중소기업통합기술로드맵 중소기업형기술로드맵 전자패키징용접합소재및공정 개요 전자패키징용접합소재및공정은실리콘칩이나전자부품을기판에전기적, 기계구조적으로실장하는데에사용되는소재, 장비, 공정기술을의미함. - 전자패키징공정으로는무연솔더를주로사용하는표면실장공정과접착제를주로사용하는플립칩공정이대표적임. - 표면실장 (Surface mounting) 공정은솔더페이스트인쇄, 칩마운팅, 리플로우솔더링등의과정을통해보드레벨패키지를제조하는공정임. - 플립칩 (Flip chip) 공정은실리콘칩의회로형성면이기판과마주보도록실장되는공정기술을의미함. 무연솔더 (Pb-free solder) 는유해물질규제 (RoHS) 대상인납 (Pb) 을함유하지않는솔더를말하며주로 Sn계솔더가사용되고있음. - 자동차전장부품의경우 2016년 1월부터 RoHS가적용될예정이지만국내에는이와관련된무연솔더기술이확보되어있지않아연구개발이시급함

437 요약 산업현황 자동차전장품內납 (Pb) 사용을예외적으로인정, Pb 함유솔더가사용되고있는자동차전장부품에대하여 EU의 RoHS 지침은 2011년부터발효될예정이었으나전세계적으로무연솔더전장모듈에대한신뢰성이검증되지않아 2016년부터적용하는것으로연기됨. 최근국내외의통신, 전자산업이나정밀기기시스템의조립공정에서그중요성이날로부각되고있으며, 환경친화적인재료개발과더불어무연솔더재료가일본을중심으로전자제품조립공정에적용되기시작하였음. - EU RoHS( 특정유해물질사용제한지침 ) : 전기 / 전자제품내납, 수은, 카드뮴, 6가크롬, PBB, PBDE 등 6개물질사용제한 - 고온용접합재에사용되는납은예외조항이나, 규제에포함될예정 - 조명용 LED, 반도체 IC 부품내부접합소재등대상 시장분석 무연솔더시장보고서에따르면, 2009년 3,300만달러규모에서연평균 14% 성장률로 2014년은 2009년대비약 2배성장한 6,300만달러규모가될것으로전망됨 무연패키지시장규모는 2005년반도체시장의성장과아웃소싱의증가에힘입어큰폭의성장을예상됨. - 전체패키지시장의규모는후공정인테스트시장을포함하여통상 IC 반도체시장매출의 16~18% 정도를차지하며, 2005년시장규모는전년대비약 30% 증가를기록할것으로추정됨. - 전체패키지시장과테스트시장중외주비율은 2005년기준약 26% 로이부문의외주시장의규모는 85억달러정도가될것임. 핵심요소기술및연구목표 구성요소핵심요소기술기술요구사항 개발목표 1차년도 2차년도 3차년도 최종목표 자동차전장용고온솔더소재기술무연솔더합금조성설계기술 500h 700h 1000h 내진수명 1000h 무연솔더 미세피치용솔더페이스트제조기술 솔더페이스트포뮬레이션기술 100 μm 80 μm - 인쇄피치 80 μm 광부품용저온솔더제조기술 저온계무연솔더합금설계기술 동접굽힘파괴변위

438 중소기업통합기술로드맵 구성요소핵심요소기술기술요구사항 접착제 표면실장공정 플립칩공정 개발목표 1차년도 2차년도 3차년도 고신뢰성 3D 패키지용 NCP 기술저온용 NCP 포뮬레이션기술 고온속경화전기전도성접착제기술고강성내충격구조용접착제기술 자동차전장용고신뢰성무연접합기술솔더페이스트미세피치프린팅기술 최종목표 플립칩본딩온도 160 고온용 NCP 포뮬레이션기술 48h 96h - PCT 신뢰성 96h 구조용에폭시포뮬레이션기술 무연패키지설계및제조기술 스크린프린팅장비및공정기술 7N/mm 7.5N/mm 8N/mm T-peel 강도 8N/mm 500h 700h 1000h 내진수명 1000h 100 μm 80 μm - 인쇄피치 80 μm 고방열 LED 칩접합기술무연패키지설계및제조기술 500h 700h 1000h 고온수명 1000h 고신뢰성패키지용언더필기술 플립칩패키지설계및공정기술 50 μm 30 μm - 접속피치 30 μm 중소기업형기술로드맵 용접부비파괴검사및모니터링시스템 개요 용접모니터링및검사시스템이란아크, 레이저및저항용접을비롯한일반적인용접공정에서좋은용접품질을확보하며실시간으로확인하기위해다양한센서로용접부관찰을통한품질예측및제어하는시스템을의미함

439 요약 IT 기술을융합한가격이저렴하며조작이용이한용접모니터링및검사시스템에대한기술개발을통하여용접부의신뢰성을확보하고, 이를통하여국내제품의신뢰성향상및고부가가치화의실현이가능할것으로판단 산업현황 용접모니터링및검사시스템에서신뢰성은계측신호와용접결함간의상관관계해석과이를유추할수있는알고리즘의개발이핵심이므로이에대한정확한데이터베이스구축이필요함 일반적인용접모니터링및계측시스템의경우기존의용접시스템에추가적으로부착되는경우, 기존자동화시스템의작업모션을방해하지않도록하기위하여소형화된시스템혹은계측부분의소형화가반드시필요함. 시장분석 Frost & Sullivan의비파괴검사장비시장전망보고서에따르면초음파탐상법에의한비파괴검사장비시장의규모가가장큰것으로나타났으며, 표면검사법에의한시장이가장작은것으로조사됨 년시장규모 (mil$) : 초음파탐성법 (447), 표면검사 (29), 맴돌이전류법 (192), 외관검사 (270), 방사선투과법 (283) 핵심요소기술및연구목표 구성요소핵심요소기술기술요구사항 개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 최종목표 용접부형상검사시스템 실시간용접비드형상모니터링및비드형상제어기술 용접비드형상측정시스템의개발및이를이용한실시간제어기술 분해능 1mm 이내최대용접속도 0.3mpm 이상 분해능 0.7mm 이내최대용접속도 0.4mpm 이상 분해능 0.5mm 이내최대용접속도 0.5mpm 이상 분해능 0.5mm 이내최대용접속도 0.5mpm 이상 아크안정성모니터링 레이저용접키홀및플라즈마모니터링기술 아크안정성을위한용접기회로신호모니터링및제어기술 키홀및플라즈마를계측시스템과품질판단알고리즘을이용하여용접부의품질예측시스템 아크용접에서발생되는다양한아크센서신호 ( 전류, 전압등 ) 을계측하여전류, 전압을제어하는기술 계측속도 0.1ms 이내 계측채널 3CH 이상제어정확도 85% 이상 결함검출율 90% 이상 계측채널 4CH 이상제어정확도 90% 이상 결함검출율 95% 이상 계측채널 5CH 이상제어정확도 95% 이상 결함검출율 95% 이상 계측채널 5CH 이상제어정확도 95% 이상

440 중소기업통합기술로드맵 구성요소핵심요소기술기술요구사항 개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 최종목표 아크전류 / 전압파형과와이어송급속도동시모니터링기술 아크용접부의용접품질을판단하는기술 결함검출율 90% 이상, 모니터링속도 10kHz 이상 결함검출율 93% 이상, 모니터링속도 15kHz 이상 결함검출율 95% 이상, 모니터링속도 20kHz 이상 결함검출율 95% 이상, 모니터링속도 20kHz 이상 저항용접안정성모니터링 정열량및동저항에변화에따른입열량모니터링기술 입열및동저항을계측하여용접부의품질예측 결함검출율 90% 이상, 계측속도 0.1 ms 이하 결함검출율 93% 이상 결함검출율 95% 이상 결함검출율 95% 이상 피드백형저항용접전류, 가압지능형제어시스템기술 지능형제어를이용하여용접시스패터발생억제 계측채널 2CH 이상제어 / 모니터링속도 5kHz 이상 계측채널 3CH 이상제어 / 모니터링속도 10kHz 이상 계측채널 4CH 이상제어 / 모니터링속도 20kHz 이상 계측채널 4CH 이상제어 / 모니터링속도 20kHz 이상 비파괴검사시스템 후판용접품질인라인 / 자동초음파탐상기술 용접부내의결함등을자동검출하고품질평가 ( 하드웨어 / 소프트웨어개발 ) - 결함검출율 85% 이상, 최대검출속도 0.3mpm 이상 결함검출율 90% 이상, 최대검출속도 0.5 mpm 이상 결함검출율 90% 이상, 최대검출속도 0.5 mpm 이상 중소기업형기술로드맵

441 요약 고효율아크용접장치및공정 개요 고효율아크용접장치는이와같이녹색성장을기반으로개발및적용된친환경경량소재등의용접및접합을구현하기위해필요한통상적인모든장치를말하며이는시스템, 부속기기및시스템의성능향상을위해필요한부품까지로정의함. 국내 4.9조원시장의용접 접합기술은부품을조립하여제품으로서기능을부여하는핵심기술로서, 국내주요산업인조선, 자동차, 전자산업녹색성장기조의밑바탕이되는기술임. 산업현황 자동차, 조선, 플랜트등중공업분야에서는고강도경량화를위한소재개발이지속적으로이루어지고있음. - 산업의고도화및융복합화에따른신소재의용접등의이용기술에대한검증및공정개발관련기술수요가지속적으로증가. 열악한용접환경 ( 용접흄 (fume), 스패터 (spatter), 소음, 아크빛 ) 으로인하여작업자들이수동용접을점점기피하기때문에용접자동화에대한요구가점진적으로증가되고있음. 시장분석 용접접합장치산업에서분야별세계시장구성을보면, 아크용접이약 32%, 저항용접이 13%, 가스및커팅이 9%, 레이저등특수용접이 12%, 초음파용접이약 5%, 기타용접주변장치등이 29% 등을차지하고있음. - 국내의경우, 아크용접기가약 26%, 자동차산업발전에힘입어저항용접기가 35%, 레이저등특수용접이 8%, 기타브레이징 / 솔더링등용접이약 31% 를차지하고있음. BCC Research 보고서에따르면아크용접공정시장은 2009년 66억달러규모에서 2015년 90억달러규모가예상되며, 연평균성장률은 5.7% 로전망됨

442 중소기업통합기술로드맵 핵심요소기술및연구목표 구성요소핵심요소기술기술요구사항 인버터 변압기 DSP 송급장치 용접헤드 90% 이상고효율절전형인버터용접기설계및제어기술 인버터용접기전력회로설계기술 100kzh 고속스위칭용인버터트랜스설계기술 저발열공급전압변환기술 디지털정속도송급제어기술 파이프원주용접헤드설계기술 용접해드전극구동부구조밀제어기술 90% 이상고효율성능을가진절전형인버터용접기설계기술 파워소자구동기술확보 100kHz 고속스위칭용인버터트렌스설계기술 용접기에발생하는발열량을최소화하는공급전압변환기술 와이어송급속도변화량을최소화시키는디지털송급제어기술 파이프원주용접에서용착량을증가시킬수있는용접헤드설계기술 용접헤드전극구동부구조및밀제어기술 개발목표 1차년도 2차년도 3차년도 출력전류변화량 ± 5A - 스위칭주파수 80kHz - 송급변화량 3% 이하 (at 1mpm) TIG 용착속도 0.4Kg/ 시간이상 (14 이하소구경파이프 ) - 출력전류변화량 ± 3A 파워소자 160A 구동기술확보 스위칭주파수 100kHz 발열온도 75oC 이하 송급변화량 2% 이하 (at 1mpm) TIG 용착속도 0.5Kg/ 시간이상 (14 이하소구경파이프 ) 제어정밀도 0.2mm 파워소자 250A 구동기술확보 - - 발열온도 60oC 이하 - - 제어정밀도 0.1mm 최종목표 출력전류변화량 ± 3A 이내인인버터용접기설계기술개발 파워소자 250A 구동기술인전력회로설계기술개발 스위칭주파수 100kHz 고속인버터트렌스설계기술개발 발열온도 60oC 이하의공급전압변환기술개발 송급변화량 2% 이하 (at 1mpm) 를만족하는송급제어기술개발 파이프원주용접에서 TIG 용착속도 0.5Kg/ 시간이상될수있는용접헤드설계기술개발 제어정밀도 0.1mm 의용접헤드전극구동부제어기술개발 중소기업형기술로드맵

443 요약 기능성소재용접접합 개요 기능성소재용접기술은경량화소재의브레이징및용접기술및관련제품, 내마모및내부식성소재의오버레이용접기술및관련제품, 이종금속소재의용접 / 접합기술및제품을말함. 소재및부품의하이브리드기능구현및기능성소재적용을위한이종금속용접 / 접합기술은국내자동차, 조선, 전자, 플랜트산업의핵심기술로이에대한기술개발수요가증가하고있는시점임. 산업현황 에너지효율향상과환경규제문제로인하여수송기기경량화에대한요구가지속적으로증가하고있음. 자동차부품은소형 / 경량화하면서도효율을증대시키기위하여 Al합금등의경량소재의적용이지속적으로증가하는추세임. 산업고도화에따른기기성능향상을구현하기위하여기능성신소재의개발과적용이활발하게추진중임. 기능성신소재의고효율적용을위한오버레이용접등의이종접합용접장치및용접공정에대한기술수요가증가하고있음. 시장분석 세계용접공정시장은 2011년약 123억달러규모에서 2014년약 143억달러규모로성장이예상되며, 연평균성장률은 5% 로전망됨. - 가장큰규모의시장을형성하고있는분야는아크용접공정분야인것으로나타났으며, 마찰용접공정은 2014년연평균 3.6% 성장하여약 6.5억달러의시장을형성할것으로조사됨 마찰용접공정시장은 5개의세부시장으로분류되며, 가장큰규모를보이는시장은마찰교반용접 (Friction stir welding) 시장으로 2015년 2.5억달러규모가기대됨 레이저용접시장은 2009년 13억달러규모에서 2014년 19억달러규모로성장이예상되며, 연평균성장률은 7.5% 가전망됨

444 중소기업통합기술로드맵 핵심요소기술및연구목표 구성요소핵심요소기술기술요구사항 용접재료 용접기기 용접시공 베릴륨프리알루미늄용접재료제조기술 내마모및내부식기능성오버레이용접재료제조기술 사용자친화형디지털용접와이어송급장치기술 스패터프리작업장 / 무결함용접품질저항점용접시스템기술 GPa 급초고강도냉연소재용접기술 Al 판재및 Al/Fe 이종재료접합기술 박판저입열 / 고속아크용접기술 접착 - 용접하이브리드접합기술 유해성분인베릴륨이없는용접재료를이용해알루미늄용접부인성향상 내마모및내부식향상 송급변동률이없는 Push-Pull 기능의디지털용접와이어송급장치 스패터프리, 무결함용접품질을위한저항점용접시스템 Gpa 급초고강도냉연소재의용접기술 Al 과 Fe 이종재료접합시인장전단강도를만족하는공정기술 박판알루미늄에서변형최소화를위한저입열용접기술 이종소재에서접착과용접을할수있는하이브리드접합기술 개발목표 1차년도 2차년도 3차년도 베릴륨프리알루미늄용접부인성 120% 향상. 최대용접속도 0.3mpm 이상 용접부어블레이션마모손실량 30mg 이내 송급변동률 5%. 스위칭주파수 20KHz 이상. 정격전류 300A 사용률 75% 이상 스패터발생량 4% 이하, 용접품질불량률 5% 용접부인장강도 1.2GPa 이상 인장전단강도 160MPa 이상, IMC 계면두께 10 μm이하 Al 박판소재두께 0.6mm 이하. 최대용접속도 1.0mpm 이상 이종소재접착강도 15MPa 이상. Weldbond 접합강도 30MPa 이상 베릴륨프리알루미늄용접부인성 130% 향상. 최대용접속도 0.5mpm 이상 용접부어블레이션마모손실량 20mg 이내 송급변동률 3%. 스위칭주파수 40KHz 이상. 정격전류 300A 사용률 90% 이상 스패터발생량 2% 이하, 용접품질불량률 1% 이내 용접부인장강도모재대비동등 인장전단강도 170MPa 이상, IMC 계면두께 8 μm이하 박판소재두께 0.5mm 이하. 최대용접속도 1.2mpm 이상 이종소재접착강도 20MPa 이상. Weldbond 접합강도 40MPa 이상 - - 인장전단강도 180MPa 이상, IMC 계면두께 5 μm이하 - - 최종목표 베릴륨프리알루미늄용접부인성 130% 향상 마모손실량 20mg 이내 송급변동률 3%. 스위칭주파수 40KHz 이상. 정격전류 300A 사용률 90% 이상 스패터발생량 2% 이하, 용접품질불량률 1% 이내 용접부인장강도모재대비동등이상 인장전단강도 180MPa 이상, IMC 계면두께 5 μm이하 박판소재두께 0.5mm 이하. 최대용접속도 1.2mpm 이상 이종소재접착강도 20MPa 이상. Weldbond 접합강도 40MPa 이상 중소기업형기술로드맵

445 요약 소재고급화열처리기술 개요 금형은동일한형상의제품을반복생산하는데사용하는틀로서제품의소재와제조환경에따라서다양한특성부여가요구됨. 금형에적용되는열처리는가열, 냉각사이클에의한조직제어를통해물성을향상시키는기술임. 신재생에너지, 풍력등의발달로고인성성형금형이요구되고, wire 및자동차인발성형부품등에있어서수요가있음. 또한자동차경량화를위해사용되는고강도알루미늄의압출성형, 동합금다이캐스팅, 플라스틱유리의수요등으로금형성능에있어서인성, 내마모성, 내열성및경면성등다양한특성과이에따른열처리및코팅기술이요구되고있음. 산업현황 자동차경량화, 에너지절감등에따라고합금고강도알루미늄합금의가공기술과제품사용수명증대등이함께요구되고있음. - LED 및폴리머소재사용량증가로인한내마모, 이형성관련금형시장형성 자동차시장, 전자기기수요급증과스마트폰등의다기능성으로금형의요구사양이어려워지고최신열처리장치와코팅장치및인력수요로인해사회발전전략의기여요소로작용가능함. 시장분석 자동차활성화, 스마트폰및 LED 등의대중화와풍력등의에너지시장의성장으로 2011~2015년까지수요증가가예상됨. 2009년이후국내자동차의생산량이 300만대에육박하였고급속한해외수출량증가함. 또한, 스마트폰의사용량이 50% 이상증가되어다양한금형의다양한수요및관련기술에대한요구가급속히증가하고있음. - 자동차산업세계판도변화로향후국산자동차수요가 10% 이상증대예상으로정밀금형및성형금형수요증대 년이후열처리전체의시장변화는거의없으나, 정밀가공기기와후코팅기술을응용한 LED 금형의발달및응용수요창출기대

446 중소기업통합기술로드맵 핵심요소기술및연구목표 구성요소핵심요소기술기술요구사항 금형소재 열처리및세정 코팅및후처리 금형의고기능 장수명화열처리기술고성능금형소재의저변형열처리기술 잔류응력제거를위한극저온처리기술 베어링경화 프레스퀜칭 저품위재료의고기능화열처리지그고온 장수명화 고인성 내마모성 윤활성향상기술 냉각제어기술 ( 냉각제, 냉각방법, 냉각장치 ) 잔류 γ 및잔류응력제어기술 균일가열및내구성향상기술 초고장력강의프레스퀜칭기술 고냉각능냉각설비및냉각제어기술 내산화성및내침탄성향상기술 표면내마모코팅코팅층의내마모성향상 초고경도윤활성향상코팅 나노다층박막코팅 코팅층의윤활성향상 코팅층의성능향상 개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 금형수명 2 배이상향상 변형량 20% 저감 잔류 γ 및응력측정기법개발 ( 오차 < 1.5%) 경도 700Hv, B10/cycle TS 1000MPa 급, 정밀도 <0.1mm 냉각설비개발 크기 mm 경도 2500Hv, 내산화 900 경도 3000Hv, 마찰계수 0.15μ 단층 < 20nm, 경도 45GPa, 밀착강도 72N 금형수명 4 배이상향상 변형량 25% 저감 잔류응력 50% 이상저감 경도 750Hv, B10/cycle TS 1,200MPa 급, 정밀도 <0.1mm 유면압제어및인상소입기술개발 수명 1.5 배향상 경도 3000Hv, 내산화 1000 경도 3300Hv, 마찰계수 0.13μ 단층 < 15nm, 경도 50GPa, 밀착강도 74N 금형수명 6 배이상향상 변형량 30% 이상저감 잔류응력 60% 이상저감 경도 800Hv, B10/cycle TS 1,400MPa 급, 정밀도 <0.1mm 범용재료의강도 30% 향상 수명 2 배향상 경도 3500Hv, 내산화 경도 3500Hv, 마찰계수 0.12μ 단층 < 10nm, 경도 55GPa, 밀착강도 76N 최종목표 수명 ( 배 ) 변형량 (%) 잔류응력 (%) 처리온도 ( ) 수명 (B10) 경도 (Hv) 강도 (MPa) 정밀도 (mm) 강도 (%) 수명 ( 배 ) 크기 (mm) 경도 (Hv) 내산화 ( ) 경도 (Hv) 마찰계수 (μ) 경도 (GPa) 밀착강도 (N) 중소기업형기술로드맵

447 요약 열화학적표면개질기술 개요 열화학열처리기술이란고온에서화학반응을일으킬수있는분위기 ( 탄화수소, 질소등 ) 에소재를투입하여, 화학반응을통해표면의물성향상을일으키는공정기술을의미함. - 열화학열처리기술에는침탄 ( 가스침탄, 진공침탄, 플라즈마침탄등 ) 및질화 ( 가스질화, 염욕질화, 플라즈마질화, 침류질화, 연질화등 ) 가있음. - 침탄, 질화를중심으로주로수송기기의주요부품제조에사용.( 자동차부품의 10% 이상을차지 ) 기존의에너지소비형산업, 공해산업으로알려져많은어려움이있었으나, 기술발전을통해친환경, 녹색성장을구현하는중으로, 지속적으로사용이증가할것임 산업현황 화학열처리는다른표면열처리 ( 코팅, 도금등 ) 에비해저가로가격경쟁력을확보하고있으나, 에너지다소비및유해가스배출과같은환경적요인에더민감한상태임. 이에따라가격경쟁력을확보한상태에서 21C의환경문제에대응할수있는기술적변화가필요함. 정부의온실가스감축목표 (2020년배출전망치의 30% 감축 ) 달성을위해, CO 2 배출가스의저감및에너지절감이필요한상태이며, 열화학열처리제품은제조시발생하는유해가스보다, 사용되는분야 ( 자동차등 ) 의연비향상에큰기여를하는분야임. 열화학열처리장비는국산장비가무시할정도의미비하며, 대표적으로진공침탄의경우일본의 J-Heyes, 독일의 ALD 등이국내를점령하고있으며, 질화의경우에도수입장비가대부분인상태임. - 열화학열처리관련기업의가격경쟁력은낮아지고있는상태이며, 관련유지보수비용증가와기술문제해결지연등의문제가지속적으로존재함. 시장분석 열처리국내시장규모는 2010년 10조원에서 2015년 12조원으로연평균 5% 의성장을보일것으로전망됨 ( 겸업포함 ). - 이중열화학열처리시장은열처리시장의 40% 로서약 4조원의시장규모임

448 중소기업통합기술로드맵 제조업의발전과동일하게증가하기때문에 2010~2014년에연간 5% 정도의성장전망 년금융위기와함께열화학열처리산업도 ( 열처리산업 ) 감소하여전년대비 5% 이상하락 - 중국은관련제조업의폭발적성장과함께지속적으로 10% 이상성장 열처리시장에서열화학열처리기술비중이 40% 가량으로 2010년세계시장규모는 960억달러규모임. - 미국의경우자동차및공구등분야에열처리적용이많이적용. - 유럽 ( 독일, 프랑스 ) 및일본의경우자동차의비중이가장큼. 핵심요소기술및연구목표 구성요소핵심요소기술기술요구사항 개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 최종목표 침탄열처리장비제조기술 표면입계산화, 유해탄화물, 잔류오스테나이트함량제어기술 공정별 RX 및기타가스소모량분석 RX 가스제너레이터장치개발 소입압력제어냉각실개발 RX 가스제어및소입압력제어장비개발 침탄열처리제품화 진공침탄처리의정밀제어기술 탄소고용확산특수침탄처리기술 온도및분위기농도에따른자동제어기술개발 ( 침탄조건최적화 ) 유해탄화물석출조건도출 선진사시뮬레이션프로그램분석 고농도침탄공정기술개발 진공침탄시뮬레이션프로그램개발 ( 정확도 90% 이상 ) 침탄질화공정기술개발 - 시뮬레이션프로그램 ( 정확도 90% 이상 ) 고농도및침탄질화최적조건개발 분위기및온도조절을통한침탄부품제조기술 온도및분위기에따른 CP 자동제어기술개발 ( 침탄조건최적화 ) CP 자동제어기술화 (PC 기반분위기모니터링기술및예측프로그램개발 ) CP 자동제어기술 ( 실시간 CP 자동제어기술 ) CP 자동제어기술화 ( 가스소모량최적화 ) CP 자동제어기술및제품화개발 질화열처리제품화 플라즈마공정을통한질화제품화기술 구동부품고내구성신속질화기술 공정제어기술개발 질화활성화기술개발 균일질화및화합물층깊이제어 (±1 μm ) 질화시간단축기술 (10% 단축 ) 질화상제어기술개발 ( 분위기모니터링및질소포텐셜제어 ) 질화시간단축기술 (20% 단축 ) 질화상제어기술개발 ( 최적암모니아가스유량제어 ) 질화시간단축기술 (30% 단축 ) 질화상제어기술개발 질화시간단축기술 (30% 단축 ) Batch 식플라즈마질화장비제조기술 플라즈마질화장비국산화 장비국산화 (500kg 급 ) 장비국산화 (1000kg 급 ) 장비국산화 (3000kg 급 ) 대용량장비국산화

449 요약 중소기업형기술로드맵 고에너지응용열처리기술 개요 고밀도에너지열처리기술이란레이저, 이온빔, 고주파, 플라즈마와같이고밀도의에너지원을이용하여진행되는열처리기술을말하며, 표면경화열처리 (Surface Heat treatment) 에해당함. 에너지의효율적활용, 청정기술에대한기대및사용되는가스및소재를최소화함으로서품질을극대화시킬수있는공정으로, 고기능성부여및국부열처리등특수목적의열처리로활용가능성이높아향후적용분야가높아질것으로기대됨. 산업현황 열처리시장의변화를보면기존침탄기술대신고주파, 플라즈마처리기술이점차대체해가는추세임. 저가장비를사용하는고주파열처리시장은전체시장의 21% 을차지하는반면, 고가장비를활용해야하는플라즈마표면처리및레이저열처리시장은세계시장에비교하여매우낮은수준임

450 중소기업통합기술로드맵 대체하고자하는기존열처리공정들은품질수준은낮고노동집약적인공정일가능성이높음. 따라서기존제품의품질보다우수하면서, 신뢰성과양산성이높은공정개발요구됨. 시장분석 국내자동차, 전자부품및기계분야의호황으로기반이되는열처리산업의약진이두드러짐. 특히자동차부품및전자부품용금형등의열처리에중요한기술인고에너지열처리기술의발전이증가할것으로기대됨 년까지세계시장에서고에너지열처리비율이빠르게성장하여국내점유율이오히려감소하는것으로나타남 년이후관련국내장비시장개선으로국내적용시장이급성장한다면점유율이하락상태에서 2.5% 이상의비율을유지할것으로기대됨. 국내에서레이저열처리기술은아직시장을개척하는시장형성의초기단계여서아직본격적인시장이형성되지는않았으나, 기존에사용하던공법들중고주파열처리와화염열처리로해왔던작업들은대부분레이저열처리로대체가능하므로현재의고주파열처리시장의 40~50% 이상은향후레이저열처리로대체할수있을것으로전망됨 향후높은품질의국부열처리가필요한대형프레스금형및항공기 자동차 선박부품의제조에있어서기존열처리시장의 10% 이상은레이저열처리공법으로대체될것이라고전망됨 핵심요소기술및연구목표 구성요소핵심요소기술기술요구사항 고에너지열처리 기능성부여열처리분위기조절기술 가스분위기를이용한확산층형성조절기술 임플랜테이션법을이용한코팅처리기술 진공침탄및질화분위기제어고도화기술 가스분위기이용확산층형성제어기술 고에너지이온주입표면경화기술 개발목표 1차년도 2차년도 3차년도 진공침탄분위기제어및센서개발 질소포텐셜 In-situ 모니터링기술개발 마찰계수 < 0.15, 막의손상깊이 < 0.8μm 정도교정가능한 CP 센서개발 질소포텐셜자동제어기술개발 마찰계수 < 0.1, 막의손상깊이 < 0.6μm 질화분위기제어기술개발 화합물층및확산층제어기술개발 마찰계수 < 0.1, 막의손상깊이 < 0.5μm 최종목표 검출능력 확산층깊이 (μm) 마찰계수, 막의손상깊이 (μm) 고에너지빔활용표면경화기술 빔의종류에따른처리대상재료의최적조건확립 경도 10% 이상향상 경도 20% 이상향상 경도 30% 이상향상 경도 (Hv)

451 요약 구성요소핵심요소기술기술요구사항 고주파열처리 레이저열처리 플라즈마열처리 선박, 대형풍력발정용 Rig Flange 유도가열기술선박엔진부품의고주파경화 표면처리기술고주파가열동시표면경화산화 질화기술무변형자동화레이저표면경화이온소스이용국부열처리자동차동력부품표면경화소형사출금형의레이저국부열처리시스템 반도체물질세정 고주파국부열처리에의한에너지저감공정 대형기어류및샤프트류의균일고주파기술 복합열처리 ( 질화 + 고주파등 ) 기술 레이저모니터링및변형최소화기술 반도체레이저빔활용소형및접동부품의국부열처리기술 기어류및샤프트류의레이저경화기술 레이저에의한열처리속도향상기술 플라즈마를활용한반도체물질의세정기술 개발목표 1차년도 2차년도 3차년도 에너지소모율 < 70% 균일도 85% 이상 내마모성 2 배향상 열처리정밀도 > 90%, 변형율 < 3%) 에너지소모율 < 60% 균일도 90% 이상 내마모성 2 배향상 열처리정밀도 > 92%, 변형율 < 2%) 정밀도 85% 정밀도 90% 균일도 > 85%, 변형율 < 3%) 열처리속도 > 10mm/s 사이클타임 10~30 초 / 기판 균일도 > 90%, 변형율 < 2% 열처리속도 > 20mm/s 처리영역 mm 에너지소모율 < 50% 균일도 95% 이상 내마모성 2.5 배향상 열처리정밀도 > 95%, 변형율 < 1% 정밀도 95% 이상 균일도 > 95%, 변형율 < 1% 열처리속도 > 30mm/s 처리영역 mm 최종목표 에너지소모율 (%) 균일도 (%) 내마모성 ( 배 ) 열처리정밀도 (%), 변형율 (%) 열처리정밀도 (%) 균일도 (%) 변형율 (%) 열처리속도 (mm/s) 사이클타임 ( 초 / 기판 ), 처리영역 (mm) 중소기업형기술로드맵

452 중소기업통합기술로드맵 자동차부품탄소합금강열처리기술 개요 자동차부품탄소합금강열처리기술이란, 탄소강또는합금강을사용한자동차부품의기계적특성을용도에적합하게변화시킬목적으로부여하는열처리기술을의미함. 철강소재에서의고강도화를통한경량화그리고마찰손실저감를통한효율향상등의전략이필수적이며, 자동차부품의대부분을차지하는철강부품에서열처리기술은이를만족시킬수있는방법으로매우중요한요소기술임. 산업현황 소비자들이자동차에대한고성능, 고연비등요구수준이높아지고, 이러한기대가직접구매력으로직결되면서고강도화, 경량소재적용, 고효율열처리신기술들이개발되고있음. - 자동차부품탄소 / 합금강열처리기술은자동차중요부품의최종물성을결정하므로현재대비개선된고품질의신기술이요구되고있음. 고성능, 고연비등의요구뿐만아니라가격적요구를충족시키기위해서는기존대비동등이상수준의특성을확보하면서수익성이우수한저가형및기존공법대체형고성능열처리기술개발이필요 - 기존의침탄 / 침탄질화를대체할수있고, 짧은시간에처리가능한고성능신고주파열처리공법필요 - 기존질화를대체하고, 단시간내에처리할수있는신질화공법및질화활성화기술개발필요 시장분석 아직자동차부품관련열처리기술에관련하여본격적인시장이형성되어있지않아상위시장인자동차내장제시장을분석함 - 자동차내장제에관한시장보고서에따르면 2009년 609억 2,800만달러에서 2014년 723억 8,699달러로연평균 (CAGR) 2.9% 성장이예상되고있음 국내의열처리기술수준은선진국에근접한수준임. - 중소기업주도형인국내열처리산업특성상신기술개발투자미흡 - 3D 업종이라는인식으로유능한기술인력확보미흡

453 요약 - 완성차업체의원가절감요구수용에따는저수익성구조 - 국내열처리기술을진일보시키기위한정부및대기업의구조적인조치가필요한상황임. 핵심요소기술및연구목표 구성요소핵심요소기술기술요구사항 침탄및국부강화열처리 소결및코팅기술 숏피닝기술 소구경부품의표면침탄처리기술 국부강화열처리장비제조기술 철계자동차부품소결공정기술 경질분말재료소결기술동력전달소결부품의고내마모열처리기술 금속재료베이스에코팅처리기술 알미늄외장부품후막아노다이징기술 미세숏피닝기술 ( 기어, 스프링, 축수류 ) 표면나노화숏치닝및숏피닝매체제조기술 초정밀소구경부품의표면균일침탄처리기술확보 변속기기어류의윤곽소입기술확보 소결기어류의표면치밀화기술개발 경질분말재의최적소결조건개발 소결재부품의표면경화층제어기술 자동차부품요구특성을만족하는코팅재개발 자동차외장용칼라아노다이징기술개발 피닝조건최적화제어기술및고효율피닝매체개발 개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 300~150 μm소구경부품표면부균일침탄기술확보 윤곽소입장비국산화개발 소결기어치표면전조용금형설계기술 경질분말재료소결체의고온내마모성평가기술확보 표면부균일침탄기술확보 (150 μm미만소구경부품 ) 윤곽소입제조기술 소결기어치표면전조용금형제조기술소결체의고온내마모성확보기술 소결재료별 ( 성분, 밀도 ) 침탄열처리최적조건설정 DB 구축 자동차용저마찰 / 내마모코팅재개발 ( 메탕도핑, DLC 외 ) - 오일상태마찰계수 0.04~0.05, 내열온도 400 이상, 내마모성 CrN 동등이상 - 주조재합금 : 균일아노다이징기술확보 - 전신재합금 : 칼라경질아노다이징기술확보 매체별피닝기법개발및최적조건 DB 구축 - 주조재 : 칼라아노다이징기술확보 - 전신재 : 초경질아노다이징기술확보 국부강화및고효율피닝매체제조기술개발 최종목표 50 μm미만소구경부품균일침탄확보 장비국산화및윤곽소입기어적용 표면치밀화금형국산화 소재 / 공정별최적조건 DB 확보 소재 / 공정별최적조건 DB확보코팅재개발 - 오일상태마찰계수 0.04~0.05, 내열온도 400 이상, 내마모성 CrN 동등이상 알미늄주단조재고품질컬러아노다이징기술개발 소재 / 공정기술별최적조건 DB 확보 중소기업형기술로드맵

454 중소기업통합기술로드맵 습식표면처리 개요 습식표면처리기술은금속또는비금속표면에이종금속, 비금속및복합성분을화학적및전기화학적방법을사용하여피막을만드는처리이며, 처리방법으로는전해도금, 무전해도금, 화성처리, 양극산화등이있음. 습식표면처리기술은공정, 원 부재료및소재의종류및형태, 용도등에따라다양한기술이적용되는복합생산기반기술로서기초 원천기술없이는경쟁력확보가어려운산업임. 국내표면처리기술의고도화를도모하고정밀화 (MEMS), 집적화 ( 고밀도화 ), 경량재료적용화, 청정화등기능성고부가가치제품생산을위한기술구축이매우시급한상황임. 산업현황 국제환경규제 (RoHS 등 ) 대응을위해유해물질및환경부하물질대체소재를적용한습식표면처리기술이필요함. - 6가크롬대체, 비질산형및비시안형전처리및도금액개발등 - 공정부산물및공정수등자원재활용을통한자원순환체계구축습식표면처리기술수요증가 습식표면처리공정의 IT 기반자동제어화를통한불량률감소및생산성향상공정제어자동화기술필요 - 고부가가치초고성능표면처리및고집적화도금기술, 마이크로부품제조기술개발수요증가 시장분석 세계표면처리산업에있어, G-7 국가의연간총생산액은약 370조원에달하며이들국가중미국, 독일및일본이전세계표면처리시장의 65% 이상을차지함. 반면우리나라는세계 9위권으로선진 3국대비총생산액은 3~12% 수준이며, 최근중국이총생산액기준세계 5위로급부상한상황

455 요약 Freedonia Focus 보고서에따르면, 도금화학 (Plating Chemicals) 시장은 2011년현재 10억 3,700만달러로연평균 2.0% 성장하여 2014년에는 11억 300만달러로시장규모의성장이예상됨 - 화성처리시장은연평균 2.4% 성장하여 2014년에는약 2억 8천만달러의시장을형성할것으로전망됨 핵심요소기술및연구목표 구성요소핵심요소기술기술요구사항 개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 최종목표 확산방지특성을갖는습식도금구조개발 저온코팅기술 코팅온도 400 코팅온도 300 코팅온도 150 코팅온도 150 전해 / 무전해도금 Ni 무전해도금용액기술연성수지상의회로형성을위한무전해동도금기술 도금액장수명화사용횟수 (8 턴 ) 사용횟수 (10 턴 ) 사용횟수 (12 턴 ) 사용횟수 (12 턴 ) 안테나인식거리향상 인식성능향상 ; 도금두께 (30±2 μm ), 표면거칠기 (1.5~5 μm ) 박리강도 (0.5kN/m 이상 ) 인식성능향상 ; 도금두께 (25±2 μm ), 표면거칠기 (1.5~4 μm ), 박리강도 (1.0kN/m 이상 ) 인식성능향상 ; 도금두께 (20±2 μm ), 표면거칠기 (1.5~4 μm ), 박리강도 (1.5kN/m 이상 ) 인식성능향상 ; 도금두께 (20±2 μm ), 표면거칠기 (1.5~4 μm ), 박리강도 (1.5kN/m 이상 ) 전해액연속리사이클링친환경기술 친환경용액처리기술 리사이클링횟수 (3회) 리사이클링횟수 (5회) 리사이클링횟수 (10회 ) 리사이클링횟수 (10회 ) 양극산화 마그네슘합금양극산화층형성기술 내식 / 내마모성향상 내식성300hr, 경도450Hv 내식성500hr, 경도450Hv 내식성1000hr, 경도500Hv 내식성1000hr, 경도500Hv 발열판방열향상을위한양극산화기술 LED방열판방열특성향상 내식성500hr, 표면거칠기30μm 내식성500hr, 표면거칠기50μm 내식성500hr, 표면거칠기70μm 내식성500hr, 표면거칠기70μm 고온특성이우수한화성처리제개발 Mg,Al 소재내식성향상 내식성 48hr 내식성 72hr - 내식성 72hr 화성처리 Mg, Al 합금부품의방식처리공정기술 Mg,Al 소재내식성향상 도장내식성 300hr, 도장밀착성 (100/100) 도장내식성 500hr, 내수2 차밀착성 (100/100, 사청시험 3mm 이내 ) 도장내식성 1000hr, 내수2 차밀착성 (100/100, 복합사이클시험 3mm 이내 ) 도장내식성 1000hr, 내수2 차밀착성 (100/100, 복합사이클시험 3mm 이내 ) 전주소재조성디자인및가공기술 정밀패턴전주도금 가공정밀도 ; 피치 (20μm) 깊이 (20μm), 크기 (1x1m) 가공정밀도 ; 피치 (10μm ) 깊이 (10μm), 크기 (1x1m) 가공정밀도 ; 피치 (5μm) 깊이 (5μm), 크기 (1x1m) 가공정밀도 ; 피치 (5μm) 깊이 (5μm), 크기 (1x1m) 전주도금 고정밀극박패턴 / 메쉬전주도금기술 초미세메쉬패턴형성 선폭 (20±2 μm ), 두께 (20±2 μm ), 피치 (300 μm ), 크기 (1x1m) 선폭 (12±2 μm ), 두께 (12±2 μm ), 피치 (300μm ), 크기 (1x1m) 선폭 (8±2 μm ), 두께 (8±2 μm ), 피치 (300μm ), 크기 (1x1m) 선폭 (8±2 μm ), 두께 (8±2 μm ), 피치 (300μm ), 크기 (1x1m)

456 중소기업통합기술로드맵 중소기업형기술로드맵 건식표면처리 개요 건식표면처리기술이란소재, 부품의미관및내구성을개선시키거나, 기능성을부여하기위하여물리 화학적처리를통하여표면을활성화또는코팅하는공정을말하며, 일반적인도금공정을제외한, 플라즈마공정기술, 스프레이기술, 도장기술등을포함. 자동차, 조선, 가전산업분야및에너지 ( 태양전지, 풍력, 연료전지 ), 첨단정보산업 ( 디스플레이, 핸드폰 ) 등을포함하는전방산업분야에서, 소재 부품의표면내구성, 내부식, 내마모등의기능을부여하는기술임. 산업현황 건식표면처리기술은높은부가가치, 우수한코팅물성, 다양한기능성, 환경친화적공정등의장점을가지고있으므로수출주도형국가전략산업에있어서그중요성이부각되고있음

457 요약 표면처리된품질이고급소재및외국산대비우수하고, 처리비용의저가격화가가능한기술을향상하기위해서는신기술혁신사업지원이필요함. - 선진기술이유입되어국내표면처리기업들의영세화가심각한수준이며, 기술적자립도확보에어려움을격고있음. - 국산화기술개발을위해서는중소기업에대한육성지원이필요함. 시장분석 물리증착 ( 표면처리 ) 시장보고서에따르면물리증착장비 (PVD equipment) 는연평균 10.5% 성장하여 2014년 104억 7,200만달러로시장규모가형성될전망임 - 증착소재 (Materials deposited) 시장은 2011년현재 15억 7,900만달러의시장에서연평균 12.2% 성장하여 2014년에는 25억달러의시장을형성할것으로조사됨 최근에는습식도금의환경문제를건식표면처리공정으로대체하기위해대형 in-line도금장치개발및새로운고기능의코팅공정연구가이루어져내식및장식용도금공정을건식도금공정으로대체하고있는추세임 전자산업의급속한발달로 LCD, 센서등전자부품의건식코팅공정, Plasma 및 Ion Beam 등을이용한신기능성표면처리기술이개발되어금속, 세라믹, 합성수지, 유리등에의고기능표면처리기술개발이더욱활성화될전망임 핵심요소기술및연구목표 구성요소핵심요소기술기술요구사항 개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 최종목표 물리증착 다성분계 PVD 증착시스템기술 증착속도증대, 경도, Hybrid 공정 1.0 μm /hr 경도 35GPa 1.5 μm /hr 경도 40GPa 1.5 μm /hr 경도 40GPa 1.5 μm /hr 경도 40GPa 화학증착 Plasma 활용공정기술 플라즈마균일도유지기술 4.5% 3.0% 3.0% 3.0% 분사노즐설계및분사제어기술 분사입자균일도 7% 6% 5% 5% 스프레이 고기능성 ( 내마모, 내부식 ) 향상표면층형성기술 마찰계수, 밀착력 N N N 0.2 이하 80N 이상 표면개질 플라즈마표면개질기술 초발수, 초친수코팅기술 증착속도 0.8 μm /hr 1.5 μm /hr 2.5 μm /hr 2.5 μm /hr 기능성코팅향상 기존대비 10% 향상 기존대비 15% 향상 기존대비 20% 향상 기존대비 20% 향상

458 중소기업통합기술로드맵 중소기업형기술로드맵 외장소재용자기세정기술 개요 일반적으로표면처리는코팅, 표면개질, 표면세정으로나눌수있고, 코팅기술은다시기능성코팅과산업용코팅으로구분됨. 외장소재용자기세정코팅표면처리란부품, 소재의기능성과내구성을부여하기위해표면에수십nm ~ 수십μm의두께를형성하여부착시키는기술임. - 박막합성을통해내지문, 자기세정, 간섭특성, 내스크래치, 내부식등과같이다양한외부환경에대응할수있는물성이확보가능함. 부품및소재의고기능화요구에따라자동차, 건축, 필름, 핸드폰등의전산업분야에서의수요증대가요구되며, 특히반도체분야에서는많은개발및적용이이루어지고있지만, 일반적인산업부분에서는적용이미흡하여기술개발이필요한시점임. 산업현황 고기능성코팅박막의특성을요구하는핸드폰, 반도체, 디스플레이등의산업이급속도로발전하고, 소비자의욕구도고급화되어고기능, 고신뢰성의제품이요구됨

459 요약 건축및외장재에초발수특성및핸드폰스마트폰화로버튼에서터치형태기술로진화함에따라윈도우에특수한방오코팅등의특성을부여함에따라고부가가치산업으로의진입가능. 일본및미국등의선진국표준처리기술에의존하고있어국내자체개발을통해원천기술확보가시급함. - 고기능성코팅박막시장의요구는많지만, 전세계적으로기술력이부족한상태이므로, 기술성이높은원천기술확보하여기술경쟁력을확보하는것이필요함. 시장분석 전자부문나노코팅제시장은연평균 43.1% 성장하여 2014년 4억 2,500만달러의시장규모가형성될전망임 - 디스플레이에흠집개선특성의코팅제는 2011년 1,300만달러의시장에서 3배이상성장하여 2014년에는 4,500만달러의시장이기대됨 - 내부식성의나노코팅제시장은연평균 49.8% 의성장이전망되며 2014년 3,200만달러의시장을형성할것으로예상됨 표면처리기술은반도체및전자소자의접착및세정공정에있어서중요한분야로많은연구가진행되어져왔으며특히, 최근나노기술의발전과함께나노소자의화학적인표면처리기술의중요성이대두되면서이와관련된연구가증가하고있음 핵심요소기술및연구목표 구성요소핵심요소기술기술요구사항 자기세정소재 결합제 ( 바인더 ) 안정화제 자기세정코팅용액기술 유무기하이브리드오염물제거공정기술 바인더소재및제조공정기술 나노입자합성공정제어기술자기세정코팅층공정첨가물저온제거기술친환경세정액처리기술 개발목표 1차년도 2차년도 3차년도 자기세정지속성 ( 월 ) 융복합공정 (kg/d) 운전기술확보 (kg/d) 나노입자재현성 (%) 첨가물제거율 (%) 공정수재활용 (%) 최종목표 자기세정코팅용액기술제조확보 유무기융복합공정기술확보 바인더생산기술확보 나노입자합성기술실용화 첨가제제거기술확보 친환경공정수재활용기술개발

460 중소기업통합기술로드맵 중소기업형기술로드맵 전자부품회로형성무전해도금 개요 무전해도금 (Electroless Plating) 은전해질로부터피도체에금속막을형성할때전기도금과같이외부전류를사용하지않고, 용액중에서금속이온을직접환원하여석출시키는방법이며, 금속이온의환원방법에따라다시치환도금법과화학도금법으로구분함. 전기도금법과달리전기적접촉없이직접피도체, 특히비전도성소재인플라스틱, 세라믹, 폴리머필름등에직접금속막형성이가능하기때문에전자부품의미세회로설계와패턴구현에있어그중요성이더욱부각되어반도체, 디스플레이, PCB 부품등에서광범위하게응용되고있음. 산업현황 공정, 원 부재료및소재의종류, 형태, 용도등에따라다양한기술이적용되는복합기반기술로서원천기술없이는경쟁력확보가어려움. 생산방식의 IT화, Green

461 요약 화및 NT 융복합화등신규시장확대추세이며, 전방산업의고기능화, 소형화, 경량화에따른신기술개발촉진 - 공정이비교적간단하고낮은생산원가, 짧은공정시간, 낮은공정온도, 고순도박막및낮은비저항, 균일성및도포성등이우수함. 배선의집적화, 초박화추세에따라배선저항증가, EM 저항감소에따라 scattering 효과, hill-lock, void & diffusion 등의결함이발생함. - 무전해방식을활용한일괄습식공정또는공정적인측면, metal cap 등의기술등에관한연구가필요함. 시장분석 금속표면마무리에관한보고서에수록된도금화학법시장에따르면 2009년 9억 9,500만달러에서 2014년 11억달러로연평균 (CAGR) 2% 성장이예상되고있음 인쇄회로기판 (PCB) 은한국의주요 IT 수출품목으로디지털가전제품및액정디스플레이생산이늘면서시장이크게확대됨에도불구하고, 기술경쟁력에서는미국, 일본등, 가격경쟁력에서는대만, 중국등에뒤처지면서어려움이가중되고있음 자동차, 기계부품, 철물류, PCB스루홀도금, 전자부품의 EMI/RFI 차단과세라믹등이무전해동도금의주요시장이되고있으며, 응용분야가많으므로당분간시장은확대될것으로예측됨 핵심요소기술및연구목표 구성요소핵심요소기술기술요구사항 무전해회로형성동도금 전자부품무전해단자도금 미세회로형성동도금기술 초미세 3D 회로배선기술 PCB 단자용무전해도금기술무전해도금층 solder wetting 특성제어기술커넥터부품의접촉저항저감을위한팔라듐도금기술 개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 패턴피치 (um) 차원배선회로 ( 가로 * 세로 * 높이 ) 40x40x30 40x40x50 40x40x70 공정최적화 (kg/d) 젖음성, 접촉각의재현성 (%) 귀금속함량제어 (g/l) 최종목표 미세회로동도금패턴기술확보 3D 회로기술설계 PCB 도금공정최적화 솔더특성제어기술확립 귀금속도금기술확보

462 중소기업통합기술로드맵 중소기업형기술로드맵 지능형건설기계 개요 지능형기계시스템에기초하여실시간으로업데이트되는실제작업상황을인식하고최적의건설작업을실제수행할수있도록하는기술이주대상임. 주요제품은전기식조이스틱, 컨트롤러 (H/W & S/W), 전자식컨트롤밸브, 센서내장형액추에이터, 전자펌프기술등으로구성되어있음. 산업현황 전자비례제어밸브기술및솔레노이드등지능형건설기계에많이사용되는전자식컨트롤밸브의발전으로지능형건설기계의증가가기대됨. 건설기계를지능화및자동화하기위해서는제어시스템이증가확대되는추세

463 요약 시장분석 건설기계의가장대표적인품목인굴착기시장등이 2014년까지연평균성장률 13% 의증가될것으로전망 년까지굴착장비의전세계시장이약 161억 5천달러규모의시장이형성될것으로전망됨. 지능형건설기계산업의높은성장에따라, 최근대기업및중소형벤처기업의사업진출이급격히확대 중소기업은고감도조이스틱, 위치제어를위한변위센서분야에서주로분포하며, 고품질전자제어펌프기술분야는대기업이점유 핵심요소기술및연구목표 구성요소핵심요소기술기술요구사항 개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 최종목표 전기식조이스틱 컨트롤러 전자식컨트롤밸브 전기신호제어를통한고감도조이스틱기술 지능형건설기계용원격제어구동시스템기술 인체공학적모형을가진전기식조이스틱기술 위치제어를위한변위센서제조기술 지능형건설기계제어를위한원격관리시스템기술 지능형건설기계용컨트롤밸브전자화기술 실차장착오류 0.01% 이하 원격통신오류 0.1% 이하 운전자피로도 80% 이하 변위분해능 20μm이하 현장적용대비 80% 이하 실차장착오차 2μm이하 센서내장형엑추에이터 액추에이터위치제어를위한제어알고리즘기술 스마트센서모듈을구비한액추에이터기술 명령대비실제움직임오차 5mm 이하 실측값대비측정오차 1% 미만 전자펌프 지능형건설기계용전자제어펌프기술 신뢰성지표 100%

464 중소기업통합기술로드맵 중소기업형기술로드맵 스마트농업생산시스템및기계류 개요 스마트농업생산시스템은축산생산시스템과식물생산시스템으로분류됨. 주요제품은센서, 분무장치, 제어시스템, 사료또는영양분공급을위한자동화장치, 안전장치, 조명장치, 통합농업정보시스템으로구성함. 산업현황 산업계니즈 (Needs) 는농업인구감소및고령화에따른농업인력대체를위한자동화 무인화관련농기계로요약이가능함 현재시장은농업장비가주도하며, 제어시스템및지능형농업생산시스템은일반농업장비에산업화진입을추진중 - 실시간재배환경, 식물영양및질병의진단을위한계측센서영역에집중하고있음

465 요약 시장분석 스마트농업의한분야인수경재배시장은 23% 이상성장할것으로전망 - 세계시장규모 : 2010년 4억달러 2014년 9억 1,500만달러 중소기업은주로스마트액추에이터및무선통신농기계원격제어기술부분에집중되어있으며, 식물영양및질병진단센서부분은취약 핵심요소기술및연구목표 구성요소핵심요소기술기술요구사항 제어시스템 센서 자동화장치 지능형농업생산시스템 농기계전자요소통합제어기술식물공장환경제어및생산관리기술실시간통양및재배환경계측센서 식물영양 / 질병진단센서 액추에이터및제어기 식물공장자동제어 실시간 ph 계측기 실시간진단기술 스마트액추에이터기술스마트액추에이터온실자동화 무선통신및농기계원격제어기술항법장치이용농기계자동제어시스템기술농작업무인제어및모니터링시스템기술스마트농작업소프트웨어플랫폼 개발목표 1차년도 2차년도 3차년도 ISO11783 전자제어액추에이터 CAN-BUS 기반제어기 인공광등환경제어 생산공정자동화 시스템규격화 통양계측기술개발 실시간대기환경계측 실시간 ph계측 영양진단기술 식물체질병진단 실시간진단기술 농기계전자제어 스마트액추에이터 최종목표 액추에이터및제어기식물공장자동제어실시간 ph 등계측실시간진단기술스마트액추에이터 원격제어 100m 이상 m 이상 자율항법플랫폼 ( 주행오차 ±3cm) 스마트경보어플리케이션 생산이력플랫폼 주행오차 ±3cm) 원격모니터링 재배환경 지능형농작업기기술센서복합형농작업기전자지도 어플리케이션 통양및생육정보가변량처방시스템 생산이력관리 센서복합농작업기 스마트경보어플리케이션생산이력플랫폼센서복합형농작업기 중소기업형기술로드맵

466 중소기업통합기술로드맵 고효율히트펌프시스템 개요 히트펌프는냉난방을겸용하는구조로열원에따라공기열원식 수열원식 ( 폐열원식 ) 지열원식 태양열원식등으로구분 주요제품은각종열교환기, 압축기, 축열조그리고이들구성요소들을유기적으로결합시켜제어하는제어시스템으로구성 산업현황 산업계니즈는쾌적성및안전성, 저소비전력, 고기능및고성능으로요약 최근에는지열을이용한고효율히트펌프에대한관심이증대하는추세 시장분석 열관리하드웨어전제시장은 2009년 57억달러규모에서연평균 5.7% 로성장해 2015년 85억달러규모가될것으로전망됨 중소기업은주로하이브리드히트펌프시스템분야에집중되어있으며, 태양열과특수패널을이용한고효율집열기는대기업중심으로공급망이구성 핵심요소기술및연구목표 구성요소핵심요소기술기술요구사항 태양열히트펌프 지열히트펌프 바이오매스히트펌프 태양열하이브리드수열원및지열원히트펌프시스템기술 대용량지열히트펌프용냉매절환밸브 냉각탑적용하이브리드지열원히트펌프시스템 수축열지열히트펌프시스템의지중열교환기기술 바이오가스엔진구동히트펌프기술 폐열원이용고온열제조하이브리드히트펌프기술 고효율화시스템제어 내구성및신뢰성 실증및제어 실증및제어알고리즘 운전알고리즘및제어 사이클운용및제어 개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 2 종열원매칭 냉매및물성특, 소재개발 하이브리드시스템사이클 수출및방열기술 엔진구동용바이오가스정제 열원융합기술 요소부품최정화 밸브구동 요수부품설계및최적화 지중열교환기설계 요소부품개발 고온사이클설계기술 고효율화및시스템제어 실증내구성및신뢰성 실증및제어기술 실증운영알고리즈및제어기술 운전알고리즘및제어기술 사이클운용및제어 최종목표 고효율화및시스템제어 실증내구성및신뢰성 실증및제어기술 실증운영알고리즈및제어기술 운전알고리즘및제어기술사이클운용및제어

467 요약 중소기업형기술로드맵 17 화학소재공정 반도체용소재 개요 반도체용소재란반도체공정의세척과 stripper용소재, 도금공정에사용되는소재, 이들반도체를이용한패키지에사용되는기판소재및반도체패키지공정에서사용되는패키지공정소재를일컬음. 반도체강국인국내시장과 LED 산업에대한국내기업의투자상황을감안할때반도체용소재산업에대한연구개발과시장확대가절실히요구됨. - 일본위주의부품소재산업에서탈피, 국내중소기업을육성할수있는분야이므로기초및생산기술개발지원의필요성이매우높음. 산업현황 패키지의 I/O수증가, chip의 clock rate와기능의증가, multi chip화, chip stack 및반도체의고집적화와박층화에따라발열량이급증하고있으므로방열특성이우수한패키지기판과패키지공정소재의개발이필요함. - 지속적인방열소재기술개발경쟁이가속화되고있음

468 중소기업통합기술로드맵 부품소재산업의대일의존성이매우크며, 범용의 Epoxy resin 등은국내에서대량생산되나기능성 Resin의개발및생산기술은부족한상황임. 중간제인패키지기판, Film형소재및 EMC paste 소재를생산가능한중소기업의부재는장기적인소재개발의한계를나타내므로이를극복하기위한노력이절실함. 시장분석 전자화학및재료 ( 소재 ) 시장전망따르면고분자 ( 전도성고분자포함 ) 소재는 2009년 14억달러에서 2014년 46억달러로연평균 (CAGR) 26.5% 의성장이예상되고있음 - 현재가장큰시장은웨이퍼로연평균 14.2% 성장하여 2014년 236억달러의시장규모를형성할것으로전망됨 2008년기준국가별로미국, 일본, 한국이반도체장비재료분야에서세계시장을주도하고있으며, 최근들어대만의약진이괄목할만함 - 일본은노광기, 세정장비, 열처리장비등웨이퍼프로세스장비와조립및검사장비등균형적으로산업전반을주도 핵심요소기술및연구목표 구성요소핵심요소기술기술요구사항 중간재소재 폴리이미드필름과동박을적용한플렉시블프린터기판개발 그래핀을이용한반도체제조기술 접착강도 1.2kg/ cm 전자이동도 1000cm 2 /V s 개발목표 1차년도 2차년도 3차년도 접착강도 0.8kg/ cm 접착강도 1.0kg/ cm 접착강도 1.2kg/ cm 최종목표 접착강도 1.2kg/ cm 800cm 2 /V s 1000cm 2 /V s 1000cm 2 /V s 혼화성이증대된복합탄소소재개발전자파차폐효율 15dB 전자파차폐효율 8dB 전자파차폐효율 10dB 전자파차폐효율 15dB 전자파차폐효율 15dB Blending 소재 저분자유기반도체와고분자와의혼합을이용한복합소재개발 전자이동도 2cm 2 /V s 전자이동도 5cm 2 /V s 전자이동도 3cm 2 /V s 전자이동도 2cm 2 /V s 전자이동도 2cm 2 /V s 원료형소재 유기형반도체를통한태양전지기술개발 단결정유기반도체를이용한유기전자소자개발 높은에너지변환효율 전자이동도 7cm 2 /V s 에너지변환효율 6% 전자이동도 10cm 2 /V s 에너지변환효율 7% 전자이동도 8cm 2 /V s 에너지변환효율 8% 전자이동도 7cm 2 /V s 에너지변환효율 8% 전자이동도 7cm 2 /V s

469 요약 중소기업형기술로드맵 생체적합성소재 개요 생체적합성소재는생리활성소재, 그리고생리활성소재의생체이용효율증대를위하여고분자 금속 세라믹 복합재료등으로이루어져있는생체적합성재료를활용한혈액적합성및생체적합성을지닌소재를총칭함. 생체적합성유무기소재를사용하여생체유래소재를제외한생체기능재료, 의료재료 ( 치료용재료 ) 와치료제등의유도체화합물의최적화공정기술포함 산업현황 산업화 / 도시화의증대에따른고령화로삶의질과관련된의약품수요증대 - 한국의경우 2020년에는노인인구가 15% 이상의고령화사회로, 2030년이후로는노인인구가 20% 이상을차지하는초고령화사회로진입 생체의료재산업은고부가가치산업으로다학제간융합기술과지식을토대로만들어지는신기술및고도의기술이필연적이며, 국가기반산업으로는정밀화학산업및생명공학산업과밀접히연계되는산업임

470 중소기업통합기술로드맵 저분자제네릭 (generic) 외에엄청난매출규모의바이오시밀러 (biosimilar) 혹은 followon-biologics시대가도래하고있어, 바이오의약품에대한연구개발이강화되고있어시장선점을위한경쟁도치열할것으로예상됨. 시장분석 금속생체재료시장전망에따르면 2009년 4억 8,500만달러에서 2011년 5억 9,400만달러로연평균 (CAGR) 4.1% 성장이예상되고있음 합성고분자시장전망에따르면 2009년 18억달러에서 2011년 24억달러로연평균 (CAGR) 6.3% 성장이예상되고있음 - 천연고분자시장은연평균 6.5% 성장하여 2014년에는 10억달러규모의시장을형성할것으로전망됨 세라믹생체재료시장전망에따르면 2009년 3억 7,700만달러에서 2011년 5억 5,000 만달러로연평균 (CAGR) 7.8% 성장이예상되고있음 나노복합물시장전망에따르면 2009년 5,600백만달러에서 2011년 1억 4,700만달러로연평균 (CAGR) 21.2% 성장이예상되고있음 핵심요소기술및연구목표 구성요소핵심요소기술기술요구사항 금속생체재료 고분자생체재료 세라믹생체재료 경량화및표면에치밀한부동태피막형성으로인한내식성 ( 고농도염소이온으로인한부식 ) 확보기술 표면처리를통한 cell adhesion 증가및 on-fouling 표면확보로인한단백질증착방지 생체의료용코팅의기계적안정성과생체부분의전달성능확보기술 유전자반응기반생체반응의강화기술 인공고관절등고강도생체재료를활용한장기사용기술 표면저항성 ( 벗겨짐 : 0.05% 이하 ) 세포부착성증대효과 150% 단백질흡착량 50 ng/cm^2 이하 세포점착률 : 90% 이상단백질흡착률 : 10% 미만 동물실험을통한당뇨병치료 ( 완치률 90%) 생체내표적율 20% 이상, 금속생체재료의반감기개선 : 50% 이상 개발목표 1차년도 2차년도 3차년도 표면저항성 ( 벗겨짐 : 0.1% 이하 ) - 세포점착률 : 50% 단백질흡착률 : 50% 인슐린분비하는췌장세포생존율증강 ( 생존율 80%) 생리활성물질결합가교율 : 70% 이상 표면저항성 ( 벗겨짐 : 0.05% 이하 ) 세포부착성증대효과 130% 단백질흡착량 60ng/cm^2 이하 세포점착률 : 90% 이상단백질흡착률 : 10% 미만 동물실험을통한당뇨병치료 ( 완치률 90%) 생체내표적율 20% 이상, 금속생체재료의반감기개선 : 50% 이상 - 세포부착성증대효과 150% 단백질흡착량 50 ng/cm^2 이하 - - 최종목표 표면저항성 ( 벗겨짐 : 0.05% 이하 ) 세포부착성증대효과 150% 단백질흡착량 50 ng/cm^2 이하 세포점착률 : 90% 이상단백질흡착률 : 10% 미만 동물실험을통한당뇨병치료 ( 완치률 90%) 생체내표적율 20% 이상, 금속생체재료의반감기개선 : 50% 이상

471 요약 중소기업형기술로드맵 염료화학소재 개요 염료란, 화합물중섬유및유사소재에대하여친화성을나타내어용매에서섬유상으로이동 염착하여일광, 세탁, 마찰등의사용목적에따라이용될수있는색소를통칭함. 전통염료를포함하는정밀화학산업은지식기술집약형산업으로중소기업형태로전문화가가능하며, 고기능성염 안료개발을통해자동차 조선 IT 산업등의국가주력산업의후방산업으로서의파급효과를기대할수있음. 산업현황 염 안료산업은폐수, 폐가스, 폐기물등의유출로인해두통등건강상의각종문제를일으켰으며, 최근환경에악영향을미치는일부아조계염료의생산금지가핫이슈로부각되고있음. - 염 안료산업의지속성장을위해서는친환경염료화학소재개발이시급함. 디지털날염은색상및디자인표현에대한유연성등으로미래첨단기술로평가되고있어, 선진국을중심으로많은연구개발및투자가진행되고있음

472 중소기업통합기술로드맵 - 다양한친환경고기능성잉크에대한개발요구와기존제품의성능개선 ( 안정성, 견뢰도등 ) 이지속적으로요구되고있음. 시장분석 분산염료 (Disperse Dyes) 시장이 30억달러에서 2014년 33억달러로연평균 (CAGR) 3.6% 성장이예상되고있음 - 반응성염료도 2011년현재 17억달러규모의시장을형성하고있으며연평균 3.0% 의성장이예상되어 2014년에는 19억달러규모의시장으로성장할것으로전망됨 아조안료 (Azo Pigments) 시장은 25억달러규모이며 2014년 29억달러로연평균 (CAGR) 4.5% 성장이예상되고있음 - 프탈로시아닌 (Phthalocyanine Pigments) 안료도 2011년현재 16억달러규모의시장을형성하고있으며연평균 4.6% 의성장이예상되어 2014년에는 19억달러규모의시장으로성장할것으로전망됨 핵심요소기술및연구목표 구성요소핵심요소기술기술요구사항 Color Filter 용소재 고내열 / 고내광 / 고용해성성질의염 - 안료제조기술 반투과형액정표시장치용칼라필터의제품비율향상기술 3 원색염료구조설계및합성 고휘도형 Colorresist 최적화 개발목표 1차년도 2차년도 3차년도 내열 / 내광성 del E=5.0 내열 / 내광성 del E=3.0 NTSC 대비색재현율 90% 용해도 10g/100ml NTSC 대비색재현율 100% 최종목표 내열 / 내광성 del E=3.0 미만, 용해도 10g/100ml 이상 NTSC 대비색재현율 100% Black Matrix 용유기색소 고내열성유기블랙색소제조기술 내열성 3 원색염료합성및 Black 발현 내열성 del E=3.0 Black L 값 =12 표면저항 12Ω/ cm, 체적저항 1 3Ω/cm Black L 값 =12 이하, 내열성 del E=3 미만 광변색소 높은색강도와빠른변환속도를갖는광변색소제조기술 특정흡수파장제어기술 3 원색색소구조설계및합성 최대흡수파장 550~650nm 최대흡수파장 400~550nm 최대흡수파장 400~650nm 근적외선색소 근적외선고차단율및가시광선영역고투과율을갖는근적외선색소제조기술 몰흡광계수증대를위한색소모체및치환기구조설계 몰흡광계수 60,000 몰흡광계수 80,000 내구성 100 회 내구성 100 회이상, 몰흡광계수 80,000 이상

473 요약 중소기업형기술로드맵 Eco-polymer 개요 Eco-polymer 는삶의질향상을목적으로하고, 친환경적, 친인간적인기초화학소재및핵심소재를제조하는기술로서생분해성이우수하거가석유와같은화석원료가아닌바이오매스로부터유래하여이산화탄소저감이가능한환경진화적인소재기술임. Eco-polymer 의경우생분해성또는원재료에서이산화탄소중립적인위치를차지하고있어폐기물문제또는지구온난화문제해결에기여할것으로판단됨. 산업현황 소득증가및환경 / 건강에대한소비자의인식이증가되어안전하며, 환경에대한부하가적은제품에대한수요증가 유럽, 일본등선진국을중심으로제품의생산및폐기과정중에서유발하는이산화탄소의부하에대한국제적환경규제움직임에선제적으로대응하려는움직임이큼

474 중소기업통합기술로드맵 시장분석 PLA 시장전망에따르면 2009년 2억 2,000만달러에서 2014년 4억 9,000만달러로연평균 (CAGR) 17.3% 성장이예상되고있음 고분자시장보고서에수록된폴리프로필렌 (Polypropylene) 시장전망에따르면 2011년 10억달러에서 2014년 12억달러로연평균 (CAGR) 5.3% 성장이예상됨. - 폴리에틸렌 (Polyethylene) 시장은 1.7억달러에서연평균 14.6% 성장하여 2014년에는 2.6억달러의시장규모로시장이성장할것으로전망됨 핵심요소기술및연구목표 구성요소핵심요소기술기술요구사항 생분해성플라스틱 -PLA (Polyl Latic Acid) 생분해성플라스틱-셀룰로오즈 생분해성바이오필름 - 멀팅비닐 미생물을활용한합성플라스틱 -PLA 생분해도향상기술 환경친화적생분해성플라스틱 - 셀룰로오즈합성및분해기술 생분해성플라스틱-셀룰로오즈의코팅기술생분해성바이오필림-멀팅비닐합성기술 분자량조절기술 : 분자량 150,000 이상 분자량및생분해도조절기술 : 분자량 150,000 이상및생분해도 1 년이내 코팅가공기술 : 가공속도분당 100 이상 멀팅비닐분해속도 : 생분해 6 개월이내 개발목표 1차년도 2차년도 3차년도 분자량 100,000 분자량 150,000 이상생분해도 1 년이내 분자량 120,000 분자량 150,000 이상생분해도 9 개월 분자량 150,000 분자량 150,000 이상생분해도 6 개월 분당 50 m 분당 70 m 분당 100 이상 생분해도 12 개월 생분해도 9 개월 생분해도 6 개월 최종목표 분자량 150,000 이상 bulk 중합 분자량 150,000 이상생분해도 6 개월 최종분당 100 m 이상코팅속도최종콤포스트환경하에서 6개월이내분해 중소기업형기술로드맵

475 요약 첨단섬유소재및공정, 섬유기계 개요 첨단섬유소재는의류용섬유와, 산업용섬유를의미하며, IT기술을적용하여공정효율을높이는기술및섬유기계가포함됨. 재생, 탄소, 스마트, 나노섬유및공정과섬유기계로, 이외에유기섬유, 유리섬유등이포함됨. 산업현황 산업계니즈는저가격화, IT/BT융합화, 고기능성, 웰빙및고급패션화등이며, 후방산업인첨단무기등군수산업의핵심요소임. 섬유소재는무기체계의핵심소재, 의료용, 초임계유체염색, 스마트인테리어제품, DDS( 약물전달시스템 ), 연료전지전극, 전자파차폐재료, 발광소자, 편광판, 디스플레이용등전반적인산업분야에적용됨. 시장분석 섬유분야기술혁신과함께 IT, NT, BT기술과융합하면서고감성, 고기능, 고성능의나노섬유를비롯한첨단섬유소재의시장은 2012년까지연평균성장률 10.7% 의성장세가예상됨 년에서 2014년까지세계시장규모를보면탄소섬유 17억달러에서 31억달러로 CAGR 12.7% 재생섬유 9만달러에서 27만달러로 CAGR 25.3% 나노섬유 81백만달러에서 330백만달러로 CAGR 40.4% 성장이예상됨. 중소기업은주로저전도고방열섬유소재, 향균및습윤기능성섬유소재등의개발에진출

476 중소기업통합기술로드맵 핵심요소기술및연구목표 구성요소핵심요소기술기술요구사항 탄소섬유 재생섬유 스마트섬유 Nano Fiber 나노섬유 고인성 CNT/ 탄소섬유고분자복합체기술 재활용수지를이용한난연섬유 (retardant fiber) 개발 내구성이우수한지오섬유 (geotextile) 복합체개발 항균및습윤기능성드레싱섬유개발 나노복합체용 light RTM (resin transfer molding) 고속공정개발 저전도성고방열섬유소재개발 충격파괴인성증가률 100% 이상 개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 CNT 함량 2% 이상 LOI( 한계산소지수 ) 28 이상 재활용분윤 50% 이상 강도보유율 80% 이상 향균도 99.9% 이상 Wettability 17g/g 이상 생산량 10parts/hour 부피분율 40% 이상 발열온도 45 이상 최종목표 충격파괴인성증가률 100% 이상 CNT 함량 2% 이상 LOI( 한계산소지수 ) 28 이상 재활용분윤 50% 이상 강도보유율 80% 이상 향균도 99.9% 이상 Wettability 17g/g 이상 생산량 10parts/hour 부피분율 40% 이상 발열온도 45 이상 중소기업형기술로드맵