신소재 나노융합 산업발전 7대 과제의 단계별 추진 정부는 제도적 개선 및 핵심기술 R&D지원, 네트워크 구축 등을 통하여 성장기반을 마련 하고 민간은 투자확대와 시장개척을 통해 사업화를 확대하는 역할 분담을 통하여 산업 육성 1단계(2009~2011년)에서는 글로벌리딩

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아이 함
7 years ago
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1 5. 신소재 나노융합 가. 정부의 추진계획 2018년 세계 4대 소재강국 및 2015년 3대 나노융합산업 강국을 목표 선발주자 독식과 시장지배로 세계시장은 진입장벽이 높으나 각국은 정부 투자확대와 민간 경쟁 촉진을 통하여 신시장 창출 모색 -미국, 일본, 러시아 등에서는 나노융합산업기술개발과 상용화에 국가적 노력 경주 세계 소재산업은 핵심기술 특허 표준을 진입장벽으로 소수 글로벌 기업이 시장을 지 배하고 있으며, 기업간 전략적 제휴 및 M&A를 통해 기술과 표준을 패키지화하는 추세 -편광판 소재(일, 후지 72%), 액정 원료(독, Merck 50%), OLED발광소재(미, UDC 80%) 대기업 중심의 범용소재 대량 생산구조인 국내 소재산업의 체질 변화와 핵심소재 경 쟁력 확보를 통해 세계 3~4대 소재강국으로의 변모를 계획 -국내 소재생산은 제조업 생산액 대비 16.7%(165.2조원)이며 화학(46.8%), 금속소재의 경우(42.7%) 상당한 비중을 차지( 07년 제조업 대비 기준) -또한 소재 기술경쟁력은 선진국(100%) 대비 66% 수준으로 낮으며, 신기술 분야인 나노 융합의 경우 상용화를 위한 산 학, 민 관 연계 노력이 부족 국내 소재 생산액은 198조원에서 583조원까지 연평균 11.3% 성장 달성을 목표로 함 -신소재 분야는 2018년까지 국내생산 583조원, 수출 3,663억달러, 고용 37만9천명, 부 가가치 134조원 달성 -향후 5년간 12.6조원의 투자 규모가 필요(2008년 6대분야 22개 신성장동력) 나노융합산업은 2008년 500억달러에서 2015년 생산액 규모 2,300억달러로 연평균 16.4% 성장 달성을 목표로 함 -30개 이상 나노융합기술 및 혁신제품을 창출하고 글로벌 중핵기업을 10개 이상 육성하 여 세계 나노융합시장의 15%를 점유 표20 신소재 나노융합 주요 추진과제 구 분 과제명 완료시기 주관부처 미래시장 선점을 위한 글로벌리딩(GL) 신소재 개발 2018년 지경부 시장선점을 위한 기술역량 확보 나노기술 상용화를 위한 나노융합2.0 프로젝트 추진 2018년 지경부/교과부 신소재 나노 원천기술개발 및 개발소재 시장창출 2018년 교과부/지경부 네트워크 활성화 및 지원 인프라 구축 2010년 신소재 나노융합 전문인력 양성 2018년 지경부/교과부 산업발전 추진주체 및 기반 확보 신소재 나노융합 표준화 추진체계 구축 2013년 지경부 국제협력을 통한 인력 및 기술기반확보 촉진 2018년 지경부/교과부 자료 : 신성장동력 세부 추진계획, H a n a I n s t I t u t e o f F I n a n c e 30

기업이 시장을 지 배하고 있으며, 기업간 전략적 제휴 및 M&A를 통해 기술과 표준을 패키지화하는 추세 -편광판 소재(일, 후지 72%), 액정 원료(독, Merck 50%), OLED발광소재(미, UDC 80%) 대기업 중심의 범용소재 대량 생산구조인 국내 소재산업의 체질 변화와 핵심소재 경 쟁력 확보를 통해 세계 3~4대 소재강국으로의 변모를 계획

2 신소재 나노융합 산업발전 7대 과제의 단계별 추진 정부는 제도적 개선 및 핵심기술 R&D지원, 네트워크 구축 등을 통하여 성장기반을 마련 하고 민간은 투자확대와 시장개척을 통해 사업화를 확대하는 역할 분담을 통하여 산업 육성 1단계(2009~2011년)에서는 글로벌리딩(GL)소재 창출, 상용화를 위한 인력 양성 및 소재기업 대형화, 선행 원천 기술의 확보 등을 통해 신시장 창출을 위한 기술 및 산업 육성 기반 마련 -소재분야 글로벌 리딩 소재 20개 창출 및 스타 브랜드(초경량 마그네슘 소재, 이온성 액 체 소재, 나노탄소 융합소재, 기능성 나노필름, 나노융합바이오머신) 전략적 개발 우선 추진 표21 신소재 나노융합 5대 스타브랜드 내 및 STAR 브랜드 초경량 마그네슘 소재 Ionic Liquid (IL) 소재 내 용 그린수송시스템의 차체 경량화를 위한 핵심소재 저탄소 녹색성장을 통한 신산업 창출 및 세계 표준 선도 가능 고품위 마그네슘 원소재, 연속제조 마그네슘 중간재, 고기능 마그네슘 부품, 초경량 마그네슘 모듈 마그네슘 원소재는 고품위 정련기술을 통해 중국과 차별화 추진, 마그네슘 중간재는 산업계 주도로 추진 부품/모듈은 산 연 공동으로 기술개발과 상용화 동시추진 그린제품 및 그린공정을 구현하기 위한 차세대 핵심 융합소재 친환경 기술로 차별성이 높으며, 산업적 사회적 파급효과 높음 전해질/나노융합 소재, 바이오매스 전환소재, 그린공정 소재, 표면 마찰저감소재 IL 전문연구센터인 IL 사업단을 형성, 개발초기부터 민 관 공동 연구 또는 위탁생산 등 개발과 동시에 수요기업 연계 나노탄소 융합소재 대표적 핵심 전략나노소재 녹색성장 산업, 우주 항공 산업에 파급효과가 높음 그래핀 소재, 초다공질 나노기공 탄소볼, 탄소(흑연) 나노섬유, 나노탄소 융합 복합소재 원료 문제 해결 및 나노탄소 융합소재 제조를 달성하고 나노탄소 융합소재 응용은 부품소재업체가 담당 기능성 나노필름 기존 필름에 나노기술을 융합하여 복합적 기능을 갖는 필름 신산업 창출 및 녹색성장/소재 산업의 기반기술 확보 나노융합 바이오머신 자료 : 신성장동력 세부 추진계획, 전도성 나노필름, 광학용 나노필름, 열응용 나노필름, 에너지 변환 나노필름, 고강성/저마찰/초발수 나노필름 단기제품과 중장기 제품의 구분을 통한 사업화 추진 나노구조체 또는 나노부품으로 조립된 수십 μm단위 시스템 기술의 혁신성, 신규성, 파급성이 매우 높고 기술도입 불가능 나노융합바이오 시스템 초기투자비용이 높으며 장기기술개발전략이 필요. 초기에는 학 연 공동으로 추진하되 개발된 원천 및 독자기술을 이용하여 2단 계에서는 산 연 공동 추진 31 하 나 금 융 경 영 연 구 소

(IL) 소재 내 용 그린수송시스템의 차체 경량화를 위한 핵심소재 저탄소 녹색성장을 통한 신산업 창출 및 세계 표준 선도 가능 고품위 마그네슘 원소재, 연속제조 마그네슘 중간재, 고기능 마그네슘 부품, 초경량 마그네슘 모듈 마그네슘 원소재는 고품위 정련기술을 통해 중국과 차별화 추진, 마그네슘 중간재는 산업계 주도로 추진 부품/모듈은 산 연 공동으로

3 -나노융합 분야는 나노융합혁신제품 30개 창출 및 나노융합기술 5대분야 위주로 스타 브 랜드(나노탄소 융합소재, 기능성 나노필름, 나노융합바이오머신) 전략적 육성 -소재 시장수요 창출을 위해 대일 무역적자 품목을 중심으로 개발을 추진하여 대일 무역 적자를 2008년 115억달러에서 2013년 50억달러 수준으로 감소 2단계(2011~2014년)에서는 핵심소재 사업화 자금 지원 확대 및 글로벌 M&A 및 기술 제휴를 통하여 국제 네트워크 구축 -신소재의 국방부문 정부 구매 연계 및 사업화 자금 지원 확대 등을 통해 시장 진출 지원 -금속, 화학, 세라믹 등 3대 소재정보은행을 중심으로 관련전문연구기관간 협력 강화 3단계(2015~2018년)에서는 소재기업의 대형화 세계화와 실용화한 나노융합기술을 활 용한 신시장 창출 나. 시장성장 전망 세계 신소재 시장은 2008년 2.4조 달러 규모이며, 2018년 9.7조 달러 규모로 전망 향후 친환경 고령화 에너지 문제, 첨단기술 융 복합 등으로 인하여 미래 첨단 신소재 시 장은 연평균 14.9% 성장할 전망 -하이브리드차(경량화 복합소재), 스마트 섬유의류(고기능 친환경 섬유소재), 지능형 로 봇(형상기억 소재), 홈네트워크(Flexible 디스플레이, e-paper 소재) 등 첨단 신소재 개발 정부는 신소재 3대 스타브랜드로 초경량 마그네슘소재, 이온성 액체소재, 나노탄소 융합 소재를 선정 마그네슘 수요는 연비규제 강화 등에 따른 운송기구 경량화 추세에 따라 빠르게 증가 마그네슘은 뛰어난 전자파차폐 특성과 기계가공성을 갖고 있고 철강이나 알루미늄에 비 하여 가볍기 때문에 자동차, 비행기 등 운송수단의 경량화 소재로 활용되는 추세. 또한 표22 신소재 나노융합 과제 단계별 추진로드맵 과제 1단계(2009~2011년) 2단계(2011~14년) 3단계(2015~18년) 미래시장 선점을 위한 GL신소재 개발 소재 원천기술 기반 실용화기술 기반 확립 실용화 기술 개발 확보 및 지재권 확보 소재 기술 표준화 나노기술 상용화를 위한 나노융합2.0 기업체 시제품 제작 선별적 생산 기술 신규사업화 사업 발굴 프로젝트 추진 지원 개발 지원 신소재 나노 원천기술개발 및 개발소재 원천기술 과제 발굴 관련사업간 특성화 및 나노소재-수요기업간 시장창출 및 지원 연계 강화 네트워킹 활동 지원 네트워크 활성화 및 지원 인프라 구축 N/A 신소재 나노융합 전문인력 양성 N/A 신소재 나노융합 표준화 추진체계 구축 표준화 기반구축 국제 네트워크 구축 국제 표준 획득 국제협력을 통한 인력 및 기술기반확보 촉진 N/A 자료 : 신성장동력 세부 추진계획, H a n a I n s t I t u t e o f F I n a n c e 32

용한 신시장 창출 나. 시장성장 전망 세계 신소재 시장은 2008년 2.4조 달러 규모이며, 2018년 9.7조 달러 규모로 전망 향후 친환경 고령화 에너지 문제, 첨단기술 융 복합 등으로 인하여 미래 첨단 신소재 시 장은 연평균 14.

4 전자제품의 경박화로 인하여 박형 부품에도 수요가 늘어나고 있음 -마그네슘은 밀도가 1.74g/cm 3 으로 철강(7.8g/cm 3 )이나 알루미늄(2.7g/cm 3 )에 비하여 가 볍고 비강성이 우수해 국내에서는 자동차 부품으로 대부분 사용 중 국내 마그네슘합금의 총사용량은 2004년 2,000톤에서 2008년 6,500톤 10) 으로 늘어나 연평균 34.2%의 증가세를 보였으며 자동차 부품이 80%를 차지하며 수요의 대부분을 차지 미국, 독일 등 해외에서도 마그네슘합금제 자동차 부품의 생산량이 급격히 증가하는 추 세. 여기에는 최근 자동차 연비규제 강화가 경량화 재료에 대한 수요를 촉발시키는 요인 으로 작용하고 있기 때문 나노융합산업시장은 2007년 1,4억달러에서 2015년 3.1조달러로 성장할 전망 나노기술은 나노단위에서의 조작 제어을 통하여 기존 물질과는 다른 새로운 물리적 화 학적 특성의 변화를 일으킴으로써 기존 물질의 한계를 극복할 수 있게 하는 기술이라 할 수 있음 나노융합산업시장은 2020년까지 연평균 22.6%의 성장세를 보일 전망(KISTEP, '05년) 이며, Lux Research에 따르면 나노기술적용시장규모가 2015년 3.1조달러로 연평균 46.3% 증가할 것으로 전망 분야별로는 소재/제조부문이 2007년 9억달러에서 2015년 1.8조달러로 가장 높은 성 장세를 보일 전망. 배터리/디스플레이를 포함한 전자부문은 3억달러에서 9,400억달 로 증가하고 헬스케어/생명과학 분야는 150억달러에서 3,100억달러 규모에 이를 전망 국내 나노융합소재 관련 기술은 아직 기초연구 수준이나 공정관련 기술 수준은 선진국 수준에 도달한 것으로 파악 국내 업계는 이미 실용화 및 상용화가 많이 이뤄진 나노분말이나 탄소나노튜브를 이용 그림19 나노섬유 국내 생산 및 수출액 규모 그림20 나노융합산업 시장 규모 전망 8,000 7,000 6,000 5,000 4,000 (백만달러) 생산 수출 4,053 3,601 7,204 6, (백억달러) 소재/제조 배터리/디스플레이 헬스케어/생명과학 ,000 2,000 1, ,279 1,946 1,237 1, CAGR 자료 : 산업연구원, 2020년 유망산업의 비전과 발전전략 자료 : Lux Research 10) 한국부품소재산업진흥원, 자동차 부품용 마그네슘 합금 기술 및 시장동향, , 철강신문, 올해 국내 Mg수요, 지난해 수준 유지 전망, 하 나 금 융 경 영 연 구 소

1조달러로 성장할 전망 나노기술은 나노단위에서의 조작 제어을 통하여 기존 물질과는 다른 새로운 물리적 화 학적 특성의 변화를 일으킴으로써 기존 물질의 한계를 극복할 수 있게 하는 기술이라 할 수 있음 나노융합산업시장은 2020년까지 연평균 22.

5 한 기능성 나노필름, 그리노 나노기술과 바이오기술을 결합한 나노융합바이오머신 등을 유력 성장 품목으로 보고 있음 나노분말은 연평균 12.8%로 성장하며 2010년 세계 시장규모는 42억달러에 이를 전망 나노분말 소재의 세계 시장 규모는 2000년에 4.9억달러에서 2005년 9억달러 규모로 증 가하였으며, 전자, 자기 및 광전자 응용이 14.9%로 가장 큰 성장세를 보임 나노분말은 100나노미터 이하인 미세분말을 의미하며 나노소재의 대부분을 차지하고 있으며, 2004년 전체의 약 93%를 차지 11) -금속, 세라믹, 고분자 등 다양한 분야로 세분화가 가능하며, 금속성 나노분말이 세계 시 장의 86%를 차지 -금속나노분말은 세라믹스나 고분자나노에 비하여 수요와 제품시장이 안정적이기 때문에 국내 업체들의 진출이 필요한 분야 탄소나노튜브(CNT)는 디스플레이, 2차 및 연료전지, 고집적 반도체 등 응용분야가 다양 CNT는 육각형 벌집모양의 탄소원자 결합으로 이루어진 흑연면(Graphite)이 원통형으 로 감겨진 결합 물질을 의미. 튜브형태에 따라 화학적, 전기적, 구조적 특성이 틀려져 연 성 (Flexible) 디스플레이, 축전지, 연료전지, 반도체 메모리 등 다양한 분야에서 응용이 가능 세계 CNT 복합재료 시장은 2009년 약 1.2~1.6억달러 수준으로 크지 않은 편. 그러나 양산화와 분산기술의 진보로 인하여 2009~2015년 CNT복합재료시장은 연평균 62~75% 증가할 듯 12) -2005년 250~350달러/kg 이던 다중막 CNT 가격은 2009년 100~150달러/kg으로 크게 그림21 탄소나노튜브 복합재료 세계시장 규모 전망 (백만달러) 9,000 8,000 7,000 6,000 가격경쟁력 10% 가격경쟁력 20% 가격경쟁력 30% CAGR 61.5~75% 5,110 5,000 4,000 3,619 3,000 2,487 2,000 1, , E 2010E 2011E 2012E 2013E 2014E 2015E 주 : 현재는 기존 재료대비 20% 가격경쟁력 수준을 확보 자료 : 신한투자증권 11) 2010년 나노분말은 전체 소재시장의 %를 차지할 것으로 예상, KIST '나노분말 기술과 IT산업, ) 신한투자증권 H a n a I n s t I t u t e o f F I n a n c e 34

국내 업체들의 진출이 필요한 분야 탄소나노튜브(CNT)는 디스플레이, 2차 및 연료전지, 고집적 반도체 등 응용분야가 다양 CNT는 육각형 벌집모양의 탄소원자 결합으로 이루어진 흑연면(Graphite)이 원통형으 로 감겨진 결합 물질을 의미.

6 하락, 업체들의 생산능력 확충으로 인하여 원가가 하락하면서 수요도 증가하는 추세 CNT를 재료로 한 탄소섬유는 무게가 철의 1/4에 불과하지만 강도는 10배에 달하는 첨 단소재로 고가로 인해 한정적인 분야만 사용되었으나 연비절감 및 환경규제 강화로 보 잉을 비롯한 항공기 제조회사들이 탄소섬유 사용 비중을 확대 -세계 탄소섬유시장은 도레이, 미쓰비시레이온, 데이진 등 3사가 주도 -또한 자동차 차체의 17%를 탄소섬유화하면 30%의 중량을 경감시킬 수 있어 20% 연비 개선이 가능. 따라서 마그네슘 합금 소재등과 함께 탄소섬유의 수요도 크게 늘어날 전망 최근 탄소나노튜브는 투명전도성 필름 등 기능성 필름으로 각광받는 추세. CNT 투명필 름은 기존의 ITO를 대체 다. 국내업체의 경쟁력 평가 마그네슘 부품 제조 기술은 선진국보다 낙후 다이캐스팅 방식에 의하여 제조된 소형부품(디지털 카메라 케이스, 무전기 케이스, 자동 차용 에어백 하우징)의 경우 양산화가 되고 있지만, 노트북케이스의 경우 불량률이 높으 며 금형 온도 제어 및 스크랩재활용 기술이 선진국에 비하여 떨어짐 -자본이 취약한 중소업체들이 대부분으로 환경규제 등으로 습식에서 건식으로 변화 중인 국제적인 표면 처리 기술 추세를 따르지 못하는 등 기술적 경쟁력이 낙후 나노융합소재는 상용화를 위하여 표준화, 넘어야할 장벽이 존재 나노분말분야는 아직 시장 진입이 상대적으로 용이한 생활소재 분야 중심으로 진행 -국내 나노관련제품 생산기업은 총 550개(대기업 39개)이며, 나노기술 전문기업은 약 200개로 파악 -규모의 경제가 필요한 나노분말 제조보다 큰 시설 및 투자가 없어도 가능한 분야에 국한 그림22 국내 나노관련 업체들의 기술력 수준 종합 제품 품질 나노임프린트 탄소나노튜브 나노금속분말 생산기술 및 설비수준 55 부품소재 자급도 60 제품개발능력 60 (선진국=100) 자료 : 산업은행, 테크노리포트, 36호 하 나 금 융 경 영 연 구 소

국내업체의 경쟁력 평가 마그네슘 부품 제조 기술은 선진국보다 낙후 다이캐스팅 방식에 의하여 제조된 소형부품(디지털 카메라 케이스, 무전기 케이스, 자동 차용 에어백 하우징)의 경우 양산화가 되고 있지만, 노트북케이스의 경우 불량률이 높으 며 금형 온도 제어 및 스크랩재활용 기술이 선진국에 비하여 떨어짐 -자본이 취약한 중소업체들이 대부분으로 환경규제

7 되어 일본 등에서 금속분말 등은 수입하는 추세 -화장품, 주방용품 등의 기능 개선 등에 주로 사용 나노분말분야는 선진국 대비 제조 기술 및 설비 공정기술 수준이 60% 수준 -가장 중요한 기술은 양산할 수 있는 생산기술이며, 국내 제조업체들은 대부분 규모가 작 기 때문에 제품 개발 및 설비 투자에 따른 공정기술 발굴 여력이 선진국 대비 열위 탄소나노튜브는 아직 핵심기술에 대한 기술적 장벽과 가격 등의 장애물이 존재 미국, 일본에 비해 원천기술 특허에서는 다소 처지나 반도체 LCD 등 응용기술분야의 높 은 수준으로 FED(Field Emission Display)공정기술 분야에서는 경쟁력을 확보하고 있음 -전반적으로 08년 미국 대비 77%(약 6.4년 뒤처진 수준)으로 13년 81%(5.9년 수준) 까지 격상시킬 계획 양산부문과 분산기술 등 공정처리에서 아직 넘어야할 장벽이 존재 -대량생산을 통한 원가절감이 국내 업체들에게 아직 넘어야할 장벽으로 작용 -상보, 엑사이엔씨, 탑나노시스 등이 터치패널의 ITO필름 대체를 위한 양산체제를 구축 하였으나 아직 원가절감을 위한 Roll-to-Roll방식은 도입되지 못한 상황 -CNT는 분산기술 확보와 가격 인하 등 상업화를 위하여 넘어야할 장벽들이 존재. CNT관 련 지적재산권의 독점, 높은 생산단가, 품질과 특성의 일관성을 확보하기 위한 국제적 표준 가격의 부재 등도 장애 요인 한화나노텍, 카본나노텍, 한화석화, 엑사이엔씨, 액티투오, 대유신소재, 대진공업, 탑엔 지니어링, 상보, 티모, 오픈베이스, 제이오, KH케미컬, 덕산하이메탈 등이 CNT를 생산 표23 주요 CNT복합재료 관련 업체 업 체 제품 특징 LG화학 CNT 고분자 복합재 개발 중 한화석유화학 단일벽나노튜브/다중벽나노튜브 제조, 고분자/금속 복합재 개발 한화나노텍 지분 78.6% 중 상보 CNT 투명전도성 필름 공급을 위한 양산테스트 중 엑사이엔씨 터치스크린용 투명전극, CNT-구리-알루미늄 복합재 개발 중 나노텍 흡수 합병 대유신소재 CNT-알루미늄 상용화 예정 액티투오 자회사를 통한 CNT 및 CNT 고분자/금속 복합재 개발 중 KH케미칼 지분 14.8% 탑엔지니어링 LED간판용 CNT투명필름 탑나노시스 지분 44.3% 덕산하이메탈 CNT 고분자/금속/세라믹 복합체, 염료감응형 태양전지 전극재 어플라이드카본나노 지분 30.3% 잉크테크 CNT 이용 투명전자잉크, 은필름 조명용 반사판 바이오니아 CNT 금속나노 복합체 양산 티모 CNT 염료감응형 태양전지 모듈 다이솔티모 지분 51% 엠파워 CNT 제조 비상장 나노미래 CNT 고분자 복합체 비상장 디피아이솔루션 투명전도성 필름 개발, 유기디스플레이용 CNT투명 전극 비상장 자료 : 각종 증권사 자료 참조 H a n a I n s t I t u t e o f F I n a n c e 36

9년 수준) 까지 격상시킬 계획 양산부문과 분산기술 등 공정처리에서 아직 넘어야할 장벽이 존재 -대량생산을 통한 원가절감이 국내 업체들에게 아직 넘어야할 장벽으로 작용 -상보, 엑사이엔씨, 탑나노시스 등이 터치패널의 ITO필름 대체를 위한 양산체제를 구축 하였으나 아직 원가절감을 위한 Roll-to-Roll방식은 도입되지 못한 상황 -CNT는 분산기술

신성장동력업종및품목분류 ( 안 )

신성장동력업종및품목분류 ( 안 ) 2009. 12. 일러두기 - 2 - 목 차 < 녹색기술산업 > 23 42-3 - 목 차 45 52 < 첨단융합산업 > 66 73 80-4 - 목 차 85 96 115 < 고부가서비스산업 > 120 124 127 129 135-5 - 녹색기술산업 - 6 - 1. 신재생에너지 1-1) 태양전지 1-2) 연료전지 1-3) 해양바이오