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3 목 차 신성장동력장비 개발로드맵 C O N T E N T S 개 요 ⅰ 1. 추진 배경 및 목적 ⅲ 2. 추진 경위 ⅳ 3. 추진 방향 ⅴ 4. 로드맵의 구성 ⅵ 5. 전략품목 목록 ⅶ 참여전문가 ⅹ 1 반도체장비 개발로드맵 제1장 반도체장비 개발로드맵 개요 3 1. 반도체장비의 개념 3 2. 반도체장비 개발로드맵 작성 범위 8 제2장 반도체장비 산업환경 분석 9 1. 관련 제품/서비스산업(반도체산업) 동향 분석 9 2. 신성장동력 전략지도 분석 반도체장비 산업동향 분석 반도체장비 산업구조 분석 33 1

4 신성장동력장비 개발로드맵 제3장 반도체장비 개발전략 SWOT 분석 및 당면현안 반도체장비산업의 발전 비전 반도체장비 전략품목 도출 41 제4장 반도체장비 개발로드맵 MI 장비 분야 테스터 분야 조립 장비 분야 전략품목별 세부 개발전략 69 2 디스플레이장비 개발로드맵 제1장 디스플레이장비 개발로드맵 개요 디스플레이장비의 개념 디스플레이장비 개발로드맵 작성 범위 82 제2장 디스플레이장비 산업환경 분석 관련 제품/서비스산업 동향 분석 신성장동력 전략지도 분석 디스플레이장비 산업동향 분석 디스플레이장비 산업구조 분석 106 제3장 디스플레이장비 개발전략 SWOT 분석 및 당면현안 디스플레이장비산업의 발전 비전 디스플레이장비 전략품목 도출 114 2

5 목 차 제4장 디스플레이장비 개발로드맵 마크로 로드맵 마이크로 로드맵 전략품목별 세부 개발전략 LED장비 개발로드맵 제1장 LED장비 개발로드맵 개요 LED장비의 개념 LED장비 개발로드맵 작성 범위 136 제2장 LED장비 산업환경 분석 관련 제품/서비스산업 동향 분석 신성장동력 전략지도 분석(LED응용) LED장비 산업동향 분석 LED장비 산업구조 분석 146 제3장 LED장비 개발전략 SWOT 분석 및 당면현안 LED장비산업의 발전 비전 LED장비 전략품목 도출 154 제4장 LED장비 개발로드맵 마크로 로드맵 마이크로 로드맵 전략품목별 세부 개발전략 159 3

6 신성장동력장비 개발로드맵 4 그린수송장비 개발로드맵 제1장 그린수송장비 개발로드맵 개요 그린수송장비의 개념 그린수송장비 개발로드맵 작성 범위 179 제2장 그린수송장비 산업환경 분석 관련 제품/서비스산업 동향 분석 신성장동력 전략지도 분석 그린수송장비 산업동향 분석 그린수송장비 산업구조 분석 207 제3장 그린수송장비 개발전략 SWOT 분석 및 당면현안 그린수송장비산업의 발전 비전 그린수송장비 전략품목 도출 216 제4장 그린수송장비 개발로드맵 마크로 로드맵 마이크로 로드맵 전략품목별 세부 개발전략 바이오장비 개발로드맵 제1장 바이오장비 개발로드맵 개요 바이오장비의 개념 바이오장비 개발로드맵 작성 범위 251 4

7 목 차 제2장 바이오장비 산업환경 분석 관련 제품/서비스산업 동향 분석 신성장동력 전략지도 분석 바이오장비 산업동향 분석 바이오장비 산업구조 분석 266 제3장 바이오장비 개발전략 SWOT 분석 및 당면현안 바이오장비산업의 발전 비전 바이오장비 전략품목 도출 279 제4장 바이오장비 개발로드맵 마크로 로드맵 마이크로 로드맵 전략품목별 세부 개발전략 의료장비 개발로드맵 제1장 의료장비 개발로드맵 개요 의료장비의 개념 의료장비 개발로드맵 작성 범위 310 제2장 의료장비 산업환경 분석 관련 제품/서비스산업 동향 분석 신성장동력 전략지도 분석 의료장비 산업동향 분석 의료장비 산업구조 분석 318 5

8 신성장동력장비 개발로드맵 제3장 의료장비 개발전략 SWOT 분석 및 당면현안 의료장비산업의 발전 비전 의료장비 전략품목 도출 324 제4장 의료장비 개발로드맵 마크로 로드맵 마이크로 로드맵 전략품목별 세부 개발전략 방송장비 개발로드맵 제1장 방송장비 개발로드맵 개요 방송장비의 개념 방송장비 개발로드맵 작성 범위 347 제2장 방송장비 산업환경 분석 관련 제품/서비스산업 동향 분석 신성장동력 전략지도 분석 방송장비 산업동향 분석 방송장비 산업구조 분석 375 제3장 방송장비 개발전략 SWOT 분석 및 당면현안 방송장비산업의 발전 비전 방송장비 전략품목 도출 383 6

9 목 차 제4장 방송장비 개발로드맵 마크로 로드맵 마이크로 로드맵 전략품목별 세부 개발전략 398 7

10 신성장동력장비 개발로드맵 표 목 차 <표 1-1> 반도체 주요 장비 및 기능 3 <표 1-2> 반도체장비의 주요 부분품 4 <표 1-3> 반도체생산단계 6 <표 1-4> 디바이스별 반도체시장 전망 9 <표 1-5> 세계반도체 30대 기업 10 <표 1-6> 반도체장비 Top 기업현황 13 <표 1-7> 지역별 장비시장 현황 13 <표 1-8> 품목별 세계 장비시장 규모 14 <표 1-9> 국내 반도체장비 산업현황 15 <표 1-10> 정부지원 사업 이력 28 <표 1-11> 반도체장비산업 위상 변화 29 <표 1-12> 반도체장비의 국내기업 및 인력 현황 34 <표 1-13> 반도체산업의 인력 현황 34 <표 1-14> 반도체산업의 인력 수급전망 35 <표 1-15> 주요 반도체장비기업 현황 35 <표 1-16> 국내 반도체장비기업의 글로벌 순위 36 <표 1-17> 주요 장비별 국내 기술수준 37 <표 1-18> 반도체 주요 장비 및 지원 현황 41 <표 1-19> 박막 두께(film thickness) 측정 장비의 마이크로 로드맵 46 <표 1-20> CD 측정 장비의 마이크로 로드맵 47 <표 1-21> Pattern profile(ocd) 측정 장비의 마이크로 로드맵 47 <표 1-22> 분석 장비(X-Ray 장비군)의 마이크로 로드맵 48 <표 1-22> 분석 장비(Rs 및 Raman Spectroscopy 장비)의 마이크로 로드맵 48 <표 1-23> Bright Field 검사 장비의 마이크로 로드맵 51 <표 1-24> Dark Field 검사 장비(high-end)의 마이크로 로드맵 51 <표 1-25> Dark Field 검사 장비(low-end)의 마이크로 로드맵 51 <표 1-26> 전자빔 검사 장비의 마이크로 로드맵 52 8

11 표 목차 <표 1-27> Particle Counter 장비의 마이크로 로드맵 52 <표 1-28> TSV contact monitoring Tool 52 <표 1-29> CD 측정 장비의 마이크로 로드맵 54 <표 1-30> Pattern Registration 측정 장비의 마이크로 로드맵 54 <표 1-31> Mask pattern 검사장비의 마이크로 로드맵(Aerial) 56 <표 1-32> Mask substrate 검사장비의 마이크로 로드맵 56 <표 1-33> Fusion Inspection 검사장비(CDU)의 마이크로 로드맵 57 <표 1-33> 매크로/마이크로 로드맵 웨이퍼 테스터 57 <표 1-34> 매크로/마이크로 로드맵 패키지 테스터 58 <표 1-35> 매크로/마이크로 로드맵 시스템IC 테스터 59 <표 1-36> Back Grinding 61 <표 1-37> Dicing Saw 62 <표 1-38> Bonding 63 <표 1-39> Flipchip Bonding 63 <표 1-40> Adhesive 64 <표 1-41> Solder 64 <표 1-42> Wire 65 <표 1-43> Mold 66 <표 1-44> Singulation 66 <표 1-45> Ball Attatch 67 <표 1-46> 3D TSV Level 68 <표 2-1> 세계 디스플레이 시장규모 84 <표 2-2> 평판디스플레이 수급현황 및 전망 84 <표 2-3> TFT-LCD 라인 세대별 투자비용 87 <표 2-4> 디스플레이 장비산업의 세계시장 규모(전망포함) 88 <표 2-5> 디스플레이 장비산업의 국내 시장 규모 89 <표 2-6> 해외 주요국의 기술개발 현황 95 <표 2-7> 임프린트 장비 국내 개발현황 97 <표 2-8> Scriber 장비개발 현황 99 <표 2-9> 국내 기술개발 현황 101 <표 2-10> 디스플레이 장비관련 정부지원사업 현황 105 9

12 신성장동력장비 개발로드맵 <표 2-11> 국내 기업 및 인력 현황 106 <표 2-12> 주요 장비기업 현황 106 <표 2-13> TFT-LCD 장비별 기술력 분석 108 <표 2-14> 지원대상 후보군 115 <표 2-15> 디스플레이 장비 전략품목 120 <표 3-1> LED 융합분야별 발전전망 138 <표 3-2> 신성장동력산업 연관분야 138 <표 3-3> 세계 LED장비시장 전망 140 <표 3-4> 국내 LED장비 시장 전망 141 <표 3-5> 해외 LED 장비기술 개발 현황 142 <표 3-6> 국내 기술개발 현황 143 <표 3-7> 세계각국의 LED 주요정책 현황 144 <표 3-8> LED 장비기업 및 인력 현황 146 <표 3-9> 국내 LED 장비기업 현황 146 <표 3-10> 국내 LED 장비산업 비전목표 150 <표 3-11> LED장비의 국내 시장 규모(정부지원에 따른 전망) 150 <표 3-12> 기술개발 방식 151 <표 3-13> LED 생산장비 포트폴리오 분석 범례 155 <표 3-14> LED장비 전략품목 156 <표 3-15> LED장비 기술개발 마크로 로드맵 157 <표 4-1> 그린수송장비 관련 제품분야 시장규모 180 <표 4-2> 그린수송장비산업의 세계시장 규모(전망포함) 190 <표 4-3> 그린수송장비 Global Top 7 매출현황('10) 191 <표 4-4> 그린수송장비산업의 국내 시장 규모 192 <표 4-5> 그린수송장비 점유율 및 국산화율 193 <표 4-6> 그린수송장비산업의 국내 시장 규모 193 <표 4-7> 그린수송장비 점유율 및 국산화율 193 <표 4-8> 해외 주요국의 기술개발 현황 197 <표 4-9> 국내 기술개발 현황 199 <표 4-10> 핵심기술의 로드맵 202 <표 4-11> 주요 단위기계별 로드맵

13 표 목차 <표 4-12> 국내 기업 및 인력 현황 207 <표 4-13> 주요 장비기업 현황('10년 기준) 208 <표 4-14> 공작기계산업의 산업구조 211 <표 4-15> 공정/기능별 대상장비 도출(그린카용 생산장비) 217 <표 4-16> 대상장비별 기능(그린카용 생산장비) 218 <표 4-17> 공정/기능별 대상장비 도출(고부가선박용 생산장비) 219 <표 4-18> 대상장비별 기능(고부가선박용 생산장비) 220 <표 4-19> 자동차용 생산장비 포트폴리오 분석 범례 224 <표 4-20> 선박용 생산장비 포트폴리오 분석 범례 225 <표 4-21> 도출된 그린수송장비의 18개 전략품목 226 <표 5-1> 바이오 장비산업의 세계시장 규모(전망포함) 254 <표 5-2> 바이오장비산업의 국내 시장 동향 및 전망 256 <표 5-3> 바이오 장비산업의 국내 시장 규모(정부지원이 없을 경우) 257 <표 5-4> 해외 주요국의 기술개발 현황 258 <표 5-5> 국내 기술개발 현황 262 <표 5-6> 바이오 이미징 시스템의 국내 개발 및 판매회사 현황 265 <표 5-7> 국내 기업 및 인력 현황 266 <표 5-8> 주요 장비기업 현황 267 <표 5-9> 공정/기능별 주요 장비 279 <표 5-10> 포트폴리오 분석 280 <표 5-11> 바이오 장비 포트폴리오 분석 범례 281 <표 5-12> 바이오 장비 전략품목 289 <표 6-1> 의료장비산업의 세계시장 규모(전망포함) 313 <표 6-2> 의료장비산업의 국내 시장 규모 314 <표 6-3> 해외 주요국의 기술개발 현황 315 <표 6-4> 국내 기술개발 현황 316 <표 6-5> 국내 기업 및 인력 현황 319 <표 6-6> 주요 장비기업 현황 319 <표 6-7> 공정/기능별 주요 장비 324 <표 6-8> 의료장비 전략품목 326 <표 7-1> 세계 3DTV 시장 전망

14 신성장동력장비 개발로드맵 <표 7-2> 세계 UHDTV 시장 전망 351 <표 7-3> 분야별 방송장비 주요 사업자 및 시장 점유율 현황 353 <표 7-4> 방송장비 세계시장 규모 354 <표 7-5> 각국의 디지털 전환 일정 354 <표 7-6> 실감방송 관련 주요 업체들의 개발 동향 354 <표 7-7> 전세계 지역별 셋톱박스 매출액 규모 356 <표 7-8> 국내 방송장비 시장 전망(정부지원이 없을 경우) 357 <표 7-9> 방송장비산업의 국내 시장 전망 358 <표 7-10> 방송설비의 디지털전환 추진계획(안)(지상파방송사) 358 <표 7-11> 방송사와 비방송사의 방송장비 국산화율 전망 358 <표 7-12> 셋톱박스 국내 생산액 추이 359 <표 7-13> 국내 플랫폼별 STB 매출액 규모 359 <표 7-14> 해외 주요국의 제작장비 기술개발 현황 362 <표 7-15> 해외 주요국의 송출장비 기술개발 현황 363 <표 7-16> 해외 주요국의 송신장비 기술개발 현황 364 <표 7-17> 국내 제작장비 기술개발 현황 365 <표 7-18> 국내 송출장비 기술개발 현황 366 <표 7-19> 국내 송신장비 기술개발 현황 367 <표 7-20> 3D 표준화 관련 현황 373 <표 7-21> 모바일 방송 표준화 관련 현황 375 <표 7-22> 국내 기업 및 인력 현황 375 <표 7-23> 주요 장비기업 현황 376 <표 7-24> 공정/기능별 주요 장비 384 <표 7-25> 제작 및 편집분야 포트폴리오 분석 범례 389 <표 7-26> 송출분야 포트폴리오 분석 범례 391 <표 7-27> 송신분야 포트폴리오 분석 범례 392 <표 7-28> 방송장비 전략품목

15 그림 목차 그 림 목 차 <그림 1-1> 반도체기술 패러다임의 변화 추이 5 <그림 1-2> 반도체 산업에 응용되는 재료의 다양화 추세 6 <그림 1-3> 반도체제조기술 기반의 파생산업 현황 7 <그림 1-4> 세계 반도체시장 전망 9 <그림 1-5> 연도별 반도체 장비 투자액 12 <그림 1-6> 미세화 전망(ITRS 2007) 16 <그림 1-7> Lithography 기술의 발전방향 17 <그림 1-8> 미세화에 따른 Front-end 기술의 발전방향 18 <그림 1-9> 반도체 후공정 장비 시장 전망 26 <그림 1-10> SEMI의 지역사무소 및 활동분야 32 <그림 1-11> 반도체산업 계열화 구조 34 <그림 1-12> 글로벌 Top 10 장비기업과 국내 Top 10 장비기업의 비교 36 <그림 1-13> 반도체 산업 가치사슬 및 우리기업 분포 37 <그림 1-14> 반도체 부분품 소재 평가인증시스템 개념 40 <그림 1-15> Interconnect Trends 60 <그림 2-1> 32" LCD 패널가격 추이 82 <그림 2-2> 42" LCD 패널가격 추이 82 <그림 2-3> OLED 및 플렉서블 디스플레이 시장전망 83 <그림 2-4> FPD산업의 전후방 효과 85 <그림 2-5> LCD산업의 크리스탈 사이클 85 <그림 2-6> 디스플레이 산업의 연관효과 87 <그림 2-7> 공정별 전세계 TFT-LCD장비시장 전망(비중추이) 88 <그림 2-8> Mask Projection 노광기 90 <그림 2-9> 임프린트 장비 개념도 91 <그림 2-10> 더블암형 로봇(DOUBLE ARM ROBOT)_출원번호( ) 91 <그림 2-11> 초대면적 기판 다단 Wet 공정장비 개념도 92 <그림 2-12> 국가별 플렉서블 디스플레이 연구거점 94 13

16 신성장동력장비 개발로드맵 <그림 2-13> Dispenser관련 특허보유 현황 98 <그림 2-14> 진공합착기관련 특허보유 현황 98 <그림 2-15> 디스플레이 발전방향 104 <그림 2-16> Ex. Roll-to-Roll 기술개요도 104 <그림 2-17> 가치사슬 체계도 107 <그림 2-18> 우리나라의 세계수출 1위 품목수 변화 109 <그림 2-19> 패널기업 Operating Margin 110 <그림 2-20> 차세대 디스플레이 발전방향 110 <그림 2-21> 포트폴리오 분석 결과 117 <그림 2-22> LDP장비 공정축소 개요 118 <그림 2-23> Mask 장력 Flow 119 <그림 2-24> Universial Repair 기술개요 119 <그림 3-1> LED 제조공정 및 관련 장비 135 <그림 3-2> LED용 기판성장 및 에피성장 장비 현황 135 <그림 3-3> LED칩 전공정 및 후공정 장비 현황 136 <그림 3-4> LED 패키징 공정장비 현황 136 <그림 3-5> LED 산업 시장전망 137 <그림 3-6> LED소자 및 장비 시장 전망 139 <그림 3-7> 국가 및 세계 MOCVD 도입 현황 140 <그림 3-8> LED 장비 가치사슬 체계도 147 <그림 3-9> LED제조 공정/기능별 주요 장비 154 <그림 3-10> LED 생산장비의 포트폴리오 분석 결과 155 <그림 4-1> 그린카 로드맵 175 <그림 4-2> 고부가가치 선박 로드맵 175 <그림 4-3> 그린카 대응 정밀 기계부품의 제조공정 176 <그림 4-4> 첨단선박용 대형엔진 제조 공정 178 <그림 4-5> 세계자동차 시장현황 181 <그림 4-6> 세계의 자동차시장 전망 182 <그림 4-7> 세계의 조선시장 현황 183 <그림 4-8> 그린카 가치사슬 분석 184 <그림 4-9> WISE Ship 가치사슬 분석

17 그림 목차 <그림 4-10> 그린수송장비(공작기계) 분야 국가별 시장전략 187 <그림 4-11> 저속엔진 제조사 글로벌 점유율(매출액기준) 189 <그림 4-12> IT융합 가공장비의 2015 비전 203 <그림 4-13> IT융합가공장비 로드맵 204 <그림 4-14> 2010년 생산시스템 산업기술로드맵 - 공작기계분야 발췌 205 <그림 4-15> 그린수송장비 글로벌 산업 Value Chain 209 <그림 4-16> 국내 그린수송장비 생산 및 기업구성도 210 <그림 4-17> 그린수송장비의 당면 현안 및 대응전략 213 <그림 4-18> 그린수송장비 2020 비전 214 <그림 4-19> 자동차용 생산장비의 포트폴리오 분석 결과 223 <그림 4-20> 선박용 생산장비의 포트폴리오 분석 결과 225 <그림 5-1> 바이오 장비의 분류 251 <그림 5-2> 2010년 세계 바이오산업 예상 시장규모 254 <그림 5-3> 바이오장비산업의 세계 시장 동향 및 전망 255 <그림 5-4> 가치사슬 체계도 273 <그림 5-5> 포트폴리오 분석 결과 도시 281 <그림 6-1> 의료장비 시장의 트랜드 307 <그림 6-2> 의료장비 제조 공정 309 <그림 6-3> 가치사슬 체계도 320 <그림 6-4> 포트폴리오 분석 결과 325 <그림 7-1> 방송산업 개요 345 <그림 7-2> 방송장비산업 구분 346 <그림 7-3> 디지털방송 기술발전 전망 350 <그림 7-4> 가치사슬 체계도 377 <그림 7-5> 단계별 방송장비 383 <그림 7-6> 제작 및 편집분야 포트폴리오 분석 389 <그림 7-7> 송출분야 포트폴리오 분석 391 <그림 7-8> 송신분야 포트폴리오 분석

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19 신성장동력장비 개발로드맵 개 요

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21 개 요 1 추진 배경 및 목적 우리나라 미래 먹거리인 신성장동력산업의 지속가능한 발전을 위해서는 제품과 장비의 병행 육성이 필요 그동안의 육성책으로 완제품, 부품소재는 글로벌 경쟁력을 확보*했으나 장비는 기술 력 및 국산화율 미흡** * 완제품 : 조선 1위, 반도체 3위, 부품소재 : ('01)70 ('07)87 (미국 : 100) ** 신성장동력 장비기술력 : 56(미국 : 100), 국산화율 : 35%('08) 핵심장비의 선진국 의존으로 제품산업 성장에 비례해 장비수입이 급증하는 성장의 딜레마 발생 신성장동력산업의 균형발전을 위해 자립화가 미약한 장비산업을 육성하는 신성장 동력장비경쟁력강화사업 확정 신성장동력장비*산업 육성전략 ('09.8) 수립과 실태조사를 거쳐 예비타당성조사에서 지원 타당성 인정(5년, 8,230억원) * 7대 장비 : 반도체, 디스플레이, LED, 그린수송, 바이오, 의료, 방송장비 '11년 신규사업 확정(240억원)으로 7대 장비 상용화 기술개발과 공통핵심 기술개발 추진 신성장동력장비경쟁력강화사업 의 효과적인 사업 추진을 위해 체계적 개발로드맵 작성 '12년 사업부터 신규과제 도출 과정에 로드맵에서 top-down으로 50% 이상 반영 전략적 사업추진, 사업 효율성 제고, 정책적 일관성 확보 가능 iii

22 신성장동력장비 개발로드맵 2 추진 경위 신성장동력장비개발로드맵 총괄 TF 와 7대 장비별 소위원회 구성('11.6) 총괄TF는 로드맵 수립 총괄 조정 역할을 수행하고, 지경부 성장동력정책과 담당관, 분야별 간사, 신성장동력장비연구단 * 으로 구성 * 신성장동력장비경쟁력강화사업의 정책기획 업무 수행(한국기계연구원) 소위원회는 7대 장비별 로드맵을 작성하고, 지경부 담당과 사무관, 해당분야 PD, 간사 *, 산학연 전문가 등 10인 내외로 구성 * 장비분야별 전문기관으로 한국반도체연구조합(반도체장비), 한국디스플레이산업협회(디스플레이장비), 한국 광기술원(LED장비), 한국생산기술연구원(그린수송장비), 한국화학연구원(바이오장비), 한국전기연구원(의료장비), 한국전자정보통신산업진흥회(방송장비) 참여 <로드맵 기획 추진체계> 소위원회별 기획 회의, 중간점검 워크샵(' )을 거쳐 로드맵 작성('11.12.) iv

23 개 요 3 추진 방향 실질적인 경제적 효과를 창출하기 위해 상용화 중심의 R&D 전략을 수립 기술개발 중심이 아니라 장비 상용화 중심으로 작성 수요기업 참여로 국내기업의 투자계획에 적극 대응하고, 이와 함께 해외진출을 위한 전략품목도 함께 도출 신성장동력 전략지도와의 연계를 통해 정책지원 효과 제고 신성장동력 전략지도 분석에 기반한 개발 아이템 도출을 통해 신성장동력산업 발전 정책에 부응 기존에 수립한 분야별 장비개발 계획과 연계 추진을 통해 정책적 일관성 확보 신성장동력장비 협력 네트워크 강화 7대 장비 분야별 전문기관을 간사로 참여시켜 분야별 로드맵의 전문성을 확보하고 총괄TF를 통해 협력 전체 분야가 참가하는 중간점검 워크샵을 통해 장비 분야간 교류 v

24 신성장동력장비 개발로드맵 4 로드맵의 구성 7대 장비별 로드맵은 산업환경분석 장비개발전략 장비개발로드맵 수립 과정을 통해 전략품목을 도출하고 개발 이정표를 제시 수립 단계 산업환경 분석 장비개발 전략 장비개발로드맵 주요 내용 신성장동력 전략지도, 제품산업 글로벌 마켓 트렌드, 분야별 장비개발 계획 검토 국내외 시장동향, 기술동향, 정책동향 등 산업동향 분석 가치사슬을 통한 산업구조 분석 SWOT 분석으로 대응 전략 도출 분야별 발전 비전 및 목표 제시 기능별/공정별 주요장비 파악 포트폴리오 분석으로 우선 개발 대상 전략품목 선정 분야별 장비개발로드맵 수립 전략품목별 세부 개발전략 수립 산업동향, SWOT 분석, 비전 및 목표, 전략품목, 개발로드맵, 품목별 세부 개발 전략 등 폭넓은 내용을 담고 있으며, 분야별 특성에 따라 적합한 형태로 작성 vi

25 개 요 5 전략품목 목록 분 야 전 략 품 목 반도체장비 Dark Field Inspection Tool TSV Contact Monitoring Tool TSV Auto Vision Inspection 반도체 공정용 Optical CD 측정장비 800Mbps 고속 플래시메모리 테스터 200Mhz CIS tester DRAM/Flash 메모리 웨이퍼 테스터 4.5Gbps DRAM 테스터 Vacuum In-Line Printer Fluxless Reflow Chip to Wafer Bonder Wafer Mold System 디스플레이장비 LCD 기판다단 Wet 공정장비 Laser Direct Patterning 장비 LCD TFT Array Tester 8세대급 OLED FMA 및 장력기 개발 LCD/OLED 검사 및 Repair 통합장비 LED장비 형광체 Conformal coating 장비 고온, 고압 MOCVD 리액터 LED TCO용 고품위 증착장비 열특성 평가 장비 실시간 Epi Layer 평가 장비 Die/Wire Bonder 패키지프레임 다이싱 M/C 웨이퍼 레벨 양자효율 측정장비 칩스케일 웨이퍼레벨 검사장비 대구경 LED Wafer Bonder 대형 LED 광원 가속수명 시험장치 vii

26 신성장동력장비 개발로드맵 분 야 전 략 품 목 그린수송장비 수직형 라인센터(VMC) 수평형 라인센터(HMC) FTL 컴팩트 라인센터 복합 터닝센터 멀티헤드/터렛 고유연 가공기 복합 다기능 가공기(Mill-Turn Center) 대용량공구/다수팔렛 5축 가공기 헤드틸팅형 5축 가공기 그린카용 초고속 권선기 그린카용 고정밀 기어 가공기 캠샤프트용 멀티그라인더 경량/난삭재 가공용 하드터닝 머신 초대형 플로워타입 보링 머신 20m급 초대형 플라노밀러(엔진블럭 가공장비) 실린더라이너 가공기 250톤급 초대형 수평 선반 중형 크랭크샤프트 연삭시스템 초대형 프로펠러 익면 5축가공기 대형 기어 연삭기 바이오장비 고성능 바이오 액체 크로마토그래프 시스템 Living Cell imaging system 라만검색기 융합바이오 이미징 장비 바이오 멸균기 DNA자동합성기 Cell manipulation 형광분석기 무인자동세포배양시스템 전자현미경 초고속 원심분리 장비 생물시료 제작장비 차세대 DNA 시퀀서 바이오 어레이어 바이오 스캐너 viii

27 개 요 분 야 전 략 품 목 의료장비 방송장비 이동형 CT 분자영상 융합장비(PET-CT/MR) Tomo-광음향 융합 영상장비 볼륨형 나선식 CBCT SPECT-CT 융합영상장비(Single Photon Emission Tomography / Computed Tomography) 망막세포 3D 영상장비 밀리미터파 영상장비 초음파 유도 HIFU 방사선 치료용 Couch 가상수술 네비게이터 구리-증기 레이저 수술기 자동 생화학/혈액분석기 Cyclotron(동위원소 발생장치) 방사성 동위원소 합성장치 지상파 방송 다채널 서비스 플랫폼 및 가변 채널 수신 모니터링장비 케이블방송 교환형 디지털 비디오(SDV) 송/수신 시스템 휴대형 방송 신호 저장 및 송출장치 (디지털 TV, 모바일 TV, 디지털 라디오, 아날로그 TV, FM) S3D(3G)Slowmotion Camera Lens(60f ~ 240f) S3D(3G) Digital Audio Monitor S3D(3G) Recoder & Player S3D(3G) Audio Mux & De-mux S3D(3G) CG S3D(3G) Potable저장장치 S3D(3G) Stereoscopic converter HD 방송 무선 중계기 HD 방송 광 중계기 HD방송녹화 DVR(Digital Video Recorder) / LTE전송 클라우드 기반의 모바일 미디어 콘텐츠 전송장비 최신 오디오 부호화 기술(USAC) 기반 지상파 디지털 라디오 전송 기기 및 수신 검증 플랫폼 ix

28 신성장동력장비 개발로드맵 참여전문가 총괄 TF 이 름 소 속 직 위 비 고 전재민 한국반도체연구조합 과장 반도체장비 이상진 한국디스플레이산업협회 팀장 디스플레이장비 백종협 한국광기술원 본부장 LED장비 이석우 한국생산기술연구원 수석 그린수송장비 서영덕 한국화학연구원 센터장 바이오장비 이태범 한국전기연구원 선임 의료장비 이재갑 한국전자정보통신산업진흥회 과장 방송장비 최병익 한국기계연구원 단장 장비연구단 심영렬 한국기계연구원 책임 장비연구단 이운규 한국기계연구원 선임 장비연구단 박천홍 한국기계연구원 책임 장비연구단 이대길 지식경제부 사무관 김파라 지식경제부 사무관 반도체분야 이 름 소 속 직 위 비 고 김구성 강남대학교 교수 김호섭 선문대학교 교수 박춘선 하이닉스반도체 부장 송준엽 한국기계연구원 수석 안재우 삼성전자 부장 이원준 세종대학교 교수 위원장 전재민 한국반도체연구조합 과장 간사 정종완 세종대학교 교수 주세형 지식경제부 사무관 한태희 KEIT PD x

29 개 요 디스플레이분야 이 름 소 속 직 위 비 고 김민수 삼성전자 수석 김범재 삼성모바일디스플레이 책임 문대규 KEIT PD 양남열 LG전자 수석 염근영 성균관대학교 교수 위원장 오정석 한국기계연구원 책임 이상진 한국디스플레이산업협회 팀장 간사 이유진 지식경제부 사무관 이종철 LG디스플레이 선임 최상진 삼성전자 생산기술연구소 수석 최희환 한국항공대학교 교수 LED분야 이 름 소 속 직 위 비 고 권광우 서울반도체 연구위원 김선희 한국광산업진흥회 팀장 김태훈 루미마이크로 연구소장 노동욱 주성 부사장 문영부 더리즈 이사 박성림 광전자정밀 대표 백종협 한국광기술원 본부장 간사 심종인 한양대학교 교수 위원장 오대곤 KEIT PD 이상철 AP-Tech 실장 이충렬 지식경제부 주무관 이형권 QMC 연구소장 주관종 한텍 전무 최희석 LG이노텍 연구위원 현승민 한국기계연구원 책임 xi

30 신성장동력장비 개발로드맵 그린수송분야 이 름 소 속 직 위 비 고 김수진 경상대학교 교수 남성호 한국생산기술연구원 수석 민병권 연세대학교 교수 박천홍 한국기계연구원 책임 위원장 박희철 한국공작기계공업협회 본부장 신흥철 기흥기계 이사 유재호 지식경제부 사무관 이석우 한국생산기술연구원 수석 간사 조용주 한국정밀기계 이사 지성철 단국대학교 교수 하재용 두산인프라코어 상무 한규태 현대위아 수석 바이오분야 이 름 소 속 직 위 비 고 김남일 바이오니아 이사 김민곤 광주과학기술원 부교수 위원장 김수현 삼성종합기술원 팀장 민준홍 경원대학교 부교수 박경문 KEIT PD 서영덕 한국화학연구원 센터장 간사 이상원 고려대학교 부교수 정연철 로고스바이오텍 사장 최수형 지식경제부 사무관 한방우 한국기계연구원 책임 xii

31 개 요 의료분야 이 름 소 속 직 위 비 고 김경미 지식경제부 사무관 김서확 서울아산병원 수석 김희중 연세대학교(원주) 교수 노성찬 세브란스병원 부장 박호준 한국산업기술시험원 책임 서석완 대한병원협회 보험국장 송재훈 서울성모병원 수석(과장) 신 철 고려대학교 교수 안병철 한국의료기기공업협동조합 부장 유재민 분당서울대학교병원 파트장 이태범 한국전기연구원 선임 간사 조영호 국립암센터 연구과장 위원장 최동일 삼성서울병원 교수 허 영 한국산업기술평가관리원 PD 방송분야 이 름 소 속 직 위 비 고 김동호 서울과학기술대학교 교수 박광만 전자통신연구원 책임 박선규 KBS 부단장 박현제 KEIT PD 백종호 서울여자대학교 교수 위원장 신현명 서울텍 대표 이경택 전자부품연구원 센터장 이상운 남서울대학교 교수 이재갑 한국전자정보통신산업진흥회 과장 간사 정종윤 지식경제부 사무관 xiii

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33 신성장동력장비 개발로드맵 1 반도체장비 개발로드맵

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35 1. 반도체장비 개발로드맵 제1장 반도체장비 개발로드맵 개요 1 반도체장비의 개념 1.1 반도체장비 반도체장비 반도체공정은 원재료인 웨이퍼를 개별칩으로 분리하는 시점을 기준으로 前 後 공정, 검사로 구분되며 각 공정별로 전문화된 장비를 활용하고 있음 * 반도체공정은 약 300 step으로 구성되며 단계별 전용장비가 필요 * 장비가격 : 前 공정 20-50억원, 後 공정 5-20억원, 검사 5-25억원 특히, 前 공정은 미세화 기술 등 반도체 칩의 품질을 좌우하는 단계로서 노광기, 증착 기, 식각기 등 매우 높은 기술수준 요구됨 後 공정은 최종적인 칩모습을 형성하는 조립단계로 절단, 금속연결로 구성되며 고집적 화 및 다양한 수요대응 기술 요구됨 검사는 불량을 검출 보완하는 단계로 고속처리 기술이 관건임 前 공 팹 공 정( 정) 後 공 조 정( 립) 공정 검 사 노 광 식 각 증 착 열처리 측정/ 분석 조 립 패키지 <표 1-1> 반도체 주요 장비 및 기능 장비 개요 주요 장비군 기능 외관 Stepper/Scanner Track Etcher Asher CMP CVD PVD Furnace RTP Wafer Inspection Metrology Die Attacher Wire Bonding Molding M/C Laser Marker Burn-in 시스템 Memory Test 빛을 사용하여 웨이퍼위에 회로모양을 그리는 장비 노광에서 그려진 대로 식각을 통하여 모양을 만드는 장비 웨이퍼위에 특정 용도막(산화막, 절연막 등)을 증착하는 장비 열을 이용하여 웨이퍼내 물질을 균질하게 하거나, 증착하는 장비 웨이퍼내의 물질특성(두께, 성분 등)을 분석하는 장비 패턴이 그려진 웨이퍼를 절단 하여 밀봉하기 전까지의 장비 전자제품에 장착하기 위하여 밀봉하는 장비 칩의 불량여부를 판정하는 장비 제1장 반도체장비 개발로드맵 개요 3

36 신성장동력장비 개발로드맵 1.2 반도체장비용 부분품 반도체장비용 부품은 장비별로 차이는 있으나, 약 1만개에 이상의 다양한 부품을 설 계사양에 따라 조립하여 완성하게 됨 * 부 품 : 볼트, 너트 등과 같이 기본적인 조립을 위한 최소 단위품목 * 부분품 : 부품의 조합체로 원형 그대로 제품에 부착되어 장비의 조성부분이 되는 재료 전공정 장비와 조립장비는 기능에 따라 Transfer 모듈, Process 모듈, Sub System 모 듈로 구분됨 검사장비는 기계적 특성보다는 테스트를 위한 전기신호 발생 해석 및 전원 제어 등 이 중요하여, 타 장비군과는 다소 차이가 있음 <표 1-2> 반도체장비의 주요 부분품 구 분 역 할 주요 부분품 Process Module 장비 고유의 공정이 가능하도록 조절, 관리 Heater, Chamber, MFC, Gas Panel, Valve, ESC, EPD, Pump, RF Generator 등 전공정 장비 Transfer Module 공정 대상이 되는 웨이퍼를 최적의 상태로 이송 Vacuum Robot, Backbone 등 Sub system Module 장비의 운영환경을 제공 Power box, Cable assembly, Operating S/W 등 Process Module 패키지 조립 공정 상의 필수적인 기능을 수행 Press, Heater, Vac.pump, Laser, Diamond Blade, Punch, Die 등 조립 장비 Transfer Module 공정과 공정간 Strip 또는 패키지 단품을 이송 Servo motor, Air cylinder, Linear motor, Vac.chuck 등 Sub System Module 장비 운영 및 시스템 제어 PC, PLC, Power cable, Driver, Encoder cable, Operating S/W 등 Main Frame Tester에 필요한 전원 공급 및 관리 Fixed Power, Programmable Power Supply, Power Control Board, Chiller 등 검사 장비 Head Hi-Fix 반도체 평가에 필요한 전기적인 신호발생 및 검증 다양한 평가를 하기위한 칩과 Head간 연결 Pin Electronic Device, PMU, F PGA, Relay, Connector, DC-DC 등 Cable, Connector, test socket 등 Transfer Module 피평가물 배치 및 테스트 결과에 따른 재배치 Handler robot, picker 등 4

37 1. 반도체장비 개발로드맵 1.3 반도체장비의 기술적 위치 반도체 소자의 미세화, 고집적화를 위한 기술개발은 이제 그 물리적 한계에 이른 만 큼 그 한계를 뛰어 넘기 위해서는 반도체 제조 장비 기술이 그 열쇠를 지고 있다고 할 수 있음 반도체 장비 제조는 전자/전기 공학, 광학, 화학, 정밀가공 기술, 기계 설계, 시뮬레이 션 등 다양한 최첨단 기술의 총합으로 가능한 것이므로 광범위한 주변 기술의 동반 발전 없이는 불가능한 종합적이고 파급력이 큰 산업임 넓은 의미에서 반도체장비는 반도체 웨이퍼를 제조, 칩 제조, 조립 및 검사 뿐만 아니 라 반도체 제조장치가 설치되는 Clean-room 및 반도체 공장 전체, 환경제어에 관련 된 각 설비도 포함함 나노기술 시대에 진입하면서, 반도체 제조 기술 개발 속도가 장비 개발 속도를 추월 함으로써, 이제는 제조 공정 및 검사 기술과 더불어 장비도 함께 개발되어야만 반도 체 제조도 가능한 시대로 기술 패러다임이 변화하였음. 즉, 특정한 장비 개발 없이는 반도체 제조가 이루어 질 수 없음 <그림 1-1> 반도체기술 패러다임의 변화 추이 반도체 수요업체의 다양한 요구에 부합하는 박막형 소자를 생산하기 위해 Etcher, CVD, Lithography, 평탄화(CMP), 금속 세정 관련 등 나노급 핵심장비의 기술개발이 가속화되어 업체간에 경쟁이 치열하게 전개되고 있음 최근 후발업체(국내업체 포함)가 꾸준한 기술력 축적 및 지속적인 성장에 위협을 느낀 외국 선진업체들의 특허분쟁 제기 등 후발업체에 대한 견제가 갈수록 심화되고 있음 제1장 반도체장비 개발로드맵 개요 5

38 신성장동력장비 개발로드맵 반도체 소자의 기능이 고도화됨에 따라 이에 소요되는 소재 또한 고기능화가 요구되고 있으며, 새로운 형태의 소자가 개발됨에 따라 새로운 재료의 요구가 대두되고 있음 반도체 소자 제조비용 절감을 위한 Si 웨이퍼의 대구경화(300mm 450mm) 반도체 소자성능 개선을 위해 Si 웨이퍼를 대체할 SOI(Silicon-on-insulator), SiGe 웨이퍼, Strained Si 의 도입 소자크기의 미세화(소자의 고집적화)를 위한 새로운 노광기술(예 : 극자외선 노 광 기술)의 도입으로 인해 새로운 포토마스크 및 포토레지스트가 필요함(65 nm 45 nm 32 nm 22 nm...) PRAM, PoRAM, ReRAM 등 새로운 비휘발성 메모리 소자의 구현을 위해 새로 운 특성의 박막 증착을 위한 신규 전구체 혹은 스퍼터링 타겟이 필요함 <그림 1-2> 반도체 산업에 응용되는 재료의 다양화 추세 1.4 반도체장비산업의 중요성 장비산업은 반도체생산의 필수요소산업으로 반도체제조기술을 선도함 <표 1-3> 반도체생산단계 시설구축(장비구축) 생산기술개발 반도체생산 6

39 1. 반도체장비 개발로드맵 미세화에 따라 초기단계의 장비구축 시기가 더욱 중요해지며, 장비 해외의존이 높 은 국내반도체기업 제조기술 글로벌선도가 불투명함 팹 건설비용이 막대해짐과 동시에, 이중 장비가격의 비중은 55%(150mm)에서 74%(300mm)로 확대되었으며 점차 증대할 전망임 * 팹 건설비 투자규모 추이 : 1억불('80년) 10억불('95년) 25억불('05년) 45억불('10년) 전기, 전자, 제어, S/W, 물리, 화학 이론이 복합되는 첨단 융복합기술의 선진형 제조 산업분야임 원천기술의 확보 발전과 산업기술발전이 동시에 진행될 수 있는 블루오션형 제조 기술산업 미국, 일본, EU 등에서 지속적으로 연구개발 성장되고 있는 선진형 첨단제조산업 디스플레이 LED 태양광 등 관련 장비산업까지 견인함으로써 새로운 기회를 제공하 는 최첨단 기반산업임 반도체 장비기술을 기반으로 장비기업들은 디스플레이 태양광 LED 등 관련 유사 산업으로 진출하여 포트폴리오를 다양화함 * 파급장비산업 본격화 시점 : 디스플레이('00년), 태양광('06년), LED('06년) <그림 1-3> 반도체제조기술 기반의 파생산업 현황 제1장 반도체장비 개발로드맵 개요 7

40 신성장동력장비 개발로드맵 2 반도체장비 개발로드맵 작성 범위 본 장비개발로드맵은 신성장장비경쟁력강화사업 중 반도체장비의 개발아이템을 발굴 하고자 함 산 학 연 공동의 반도체 장비 재료 기술개발의 기준 및 지표 마련 우리 실정에 맞는 반도체 개발로드맵을 작성하여 관련 산 학 연에서 폭넓게 활용 할 수 있는 반도체 장비 부품 및 재료 기술개발의 기준 및 지표를 마련 본 보고서에서는 반도체장비 중에서 동사업 성격(상용화 목표 달성)에 부합하는 조립 장비, 테스트 장비, 측정분석(MI)장비를 대상으로 조사하였음 핵심 전공정장비(식각/세정, 박막/열처리)는 산업융합원천사업 중 반도체장비상용 화사업 과 중복되지 않도록 본 검토범위에서 제외하였음 분야별로 다시 핵심 장비를 선정하고 현재 기술현황, 장 단기 기술로드맵, 향후 기 술요구 및 과제 등을 정리하였음 각 분과별로 부분품 및 소재의 개발방향을 정리하여 일관된 방향성을 제시함 수요자 중심의 시장환경 및 기술분석을 통한 로드맵 작성에 주력함 8

41 1. 반도체장비 개발로드맵 제2장 반도체장비 산업환경 분석 1 관련 제품/서비스산업(반도체산업) 동향 분석 2010년 세계 반도체시장 규모는 2009년 대비 32.5% 증가한 3,040억 달러를 기록함. 반도체 역사상 3천억 달러 규모대에 진입한 세계 반도체시장은 2011년부터 2014년까 지 4.4%의 성장률을 보이며 꾸준히 성장할 것으로 예상됨 (단위 : $B) * 자료 : isuppli <그림 1-4> 세계 반도체시장 전망 2010년부터 2014년까지의 디바이스별 반도체시장을 전망해보면 Analog(9.6%), Optical (9.2%), Discretes(9.0%) 분야가 높은 성장이 예상되며 Memory(-3.4%) 분야는 계속 되는 가격 하락으로 인해 시장 규모가 다소 축소될 전망임 <표 1-4> 디바이스별 반도체시장 전망 (단위 : $B) * 자료 : isuppli 제2장 반도체장비 산업환경 분석 9

42 신성장동력장비 개발로드맵 2010년 가장 많은 매출을 올린 기업은 Intel과 삼성전자로 404억 달러, 278억 달러의 매출을 기록하며 세계 반도체시장의 13.3%, 9.2%를 점유하여 4.3%를 점유하고 있는 3위 Toshiba와 큰 차이를 두고있음. 2010년 세계 상위 반도체기업들의 동향을 살펴 보면 전반적인 실적 회복 속에서도 특히 메모리 가격 회복의 영향을 받은 메모리 제 조업체들이 높은 성장률을 보이고 있음. 또한 삼성전자와 하이닉스 양사의 메모리 분 야 세계 시장 점유율은 2009년의 45.8%에서 49.8%로 상승하여 세계 메모리 업계에 서의 입지를 더욱 공고히 하였음. 이외에도 반도체업계 세계 10위인 Qualcomm을 포 함하여 총 7개 fabless 기업이 Top 30에 진입해 있는 등 반도체산업에서의 fabless 산 업이 매우 중요한 위치를 차지하고 있음 <표 1-5> 세계반도체 30대 기업 (단위 : $M) * 자료 : isuppli

43 1. 반도체장비 개발로드맵 2 신성장동력 전략지도 분석 반도체장비는 반도체제조의 핵심후방산업으로 장비경쟁력이 곧 반도체경쟁력에 직결 되고 있음. 반도체는 성격에 따라 시스템반도체와 메모리반도체로 구분되며, 시장규 모는 시스템반도체가 메모리반도체의 약 3배 규모임 국가경제에 이바지하는 반도체산업의 영향력은 막대하나, 메모리에 다소 치우친 경향 이 있어 정부에서도 2009년 국가 신성장동력 기술지도에 시스템반도체 를 포함하여 적극 육성할 의지를 표명하고 있음 이러한 시스템반도체는 전자산업을 비롯한 각종 시스템 산업의 원천부품으로 인식되 고 있으며, 그 특성을 감안하여 IT 융합시스템 에 포함되어 전략지도가 작성되었음 결론적으로 반도체장비분야는 IT 융합시스템 內 시스템반도체 산업 및 차세대메 모리 산업을 뒷받침하는 핵심성장동력사업 분야임 제2장 반도체장비 산업환경 분석 11

44 신성장동력장비 개발로드맵 3 반도체장비 산업동향 분석 3.1 국내외 시장 동향 및 전망 반도체장비시장은 지속적으로 확대되며, '12년에는 430억불, '14년에는 360억불 예상 되며, 이중 전공정 장비가 전체 시장의 75% 이상을 계속 점유할 것으로 예측됨 <그림 1-5> 연도별 반도체 장비 투자액 (단위 : 억불) 구 분 (E) 2011(E) 2012(E) 2013(E) 2014(E) 전공정 후공정 검사공정 각종설비 합 계 출처 : Gartner 특히, 3D 소자의 일반화 및 패키징의 아웃소싱이 가속되면서 TSV 및 범핑 장비시 장이 급속히 확대될 것으로 예상되고 있음 경쟁구도를 살펴보면 미국, 일본, 유럽 3개국 10개 업체가 전체시장의 60% 이상을 차지하고 있으며, 이들 Big Vendor들의 영향력이 절대적으로, 공정 미세화, 대구경 화 등으로 향후 top 10 기업의 영향력이 확대될 전망임 12

45 1. 반도체장비 개발로드맵 <표 1-6> 반도체장비 Top 기업현황 순 위 매출액(M$) 회사명 09년 2008년 2009년 증감률(%) 1 Applied Materials(미) 4,088 2, Tokyo Electron(일) 3,452 2, ASML(EU) 3,525 1, Lam Research(미) 1,502 1, KLA-Tenkor(미) 1,770 1, Nikon(일) 1, Teradyne(미) Dainippon Screen(일) Advantest(일) ASM International(EU) 개사 소계 18,899 11, 세메스(한) 기타 소계 11,760 5, 합 계 30,659 16, 출처 : Gartner 년은 KSIA 추정 아시아권의 장비수요가 지속적으로 확대되고 있으며, 그중 파운드리의 절대강국인 대 만의 장비시장이 지속적으로 상승하고 있음 <표 1-7> 지역별 장비시장 현황 (단위 : 억불, %) 구 분 (E) 2012(E) 2013(E) 2014(E) 북 미 일 본 유 럽 중 국 한 국 대 만 기 타 출처 : Gartner 반도체장비 중 리소장비의 시장이 가장 크며, 향후에도 그 영향력을 막대할 것으로 예측되고 있음 제2장 반도체장비 산업환경 분석 13

46 신성장동력장비 개발로드맵 <표 1-8> 품목별 세계 장비시장 규모 (단위 : M$, %) 구 분 전공정장비 27,062 24,639 31,182 34,320 22,873 12,425 21,833 27,763 33,016 27,949 27,508 Lithography 7,251 6,735 8,476 9,386 7,012 3,450 7,174 8,173 9,760 8,228 9,207 Steppers 5,271 4,990 6,386 7,144 5,388 2,606 5,672 6,181 7,388 6,105 6,668 Track 1,664 1,400 1,730 1,916 1, ,170 1,419 1,756 1,322 1,490 기타 ,049 Etch 4,194 3,612 5,136 5,879 3,617 1,953 3,171 4,247 5,046 4,232 3,822 Dry Etcher 3,799 3,275 4,598 5,388 3,310 1,828 2,856 3,832 4,536 3,872 3,489 Asher Diffusion 1,060 1,121 1,358 1, ,049 1, Oxidation RTP ALD Ion Implant 1,266 1,122 1,364 1, CVD 3,721 3,277 4,380 4,737 2,713 1,423 2,210 2,950 3,503 2,935 2,628 APCVD HDPCVD PECVD 2,040 1,651 2,297 2,569 1, ,411 1,939 2,342 1,996 1,794 Other Deposition , PVD 2,337 1,903 2,374 2,659 2,147 1,460 2,492 3,193 3,650 3,425 3,471 Sputter 1,644 1,290 1,554 1,643 1, ,249 1,433 1,129 1,001 Electro Plating , ,537 1,944 2,218 2,296 2,470 CMP 1,343 1,119 1,320 1, , Wet Etch & Clean 1,791 1,775 2,146 2,495 1, ,325 1,889 2,280 1,629 1,464 Wet Station 1, ,150 1, Spin-Spray Processor ,402 1,694 1,221 1,095 Other Clean Processors Metrology & Inspection 3,711 3,672 4,215 4,536 3,116 1,763 3,131 4,193 5,116 4,519 4,119 Wafer Inspection 1,773 1,826 2,180 2,408 1, ,703 2,301 2,866 2,505 2,279 Metrology 1,938 1,846 2,035 2,128 1, ,428 1,892 2,250 2,014 1,840 Other Wafer Fab Equipment 조립장비 3,482 3,220 3,924 4,047 3,168 1,937 3,396 4,066 4,659 3,548 4,072 Assembly 1,738 1,591 1,784 1,926 1, ,488 1,748 1,935 1,411 1,598 Dicing Saw Wire Bonding ,025 1, ,066 1, Die Attacher Package Molding M/C Singulator Laser Marker

47 1. 반도체장비 개발로드맵 구 분 Saw Sorter Ball Attacher Wafer Level Packaging Equipment ,209 1,5010 1,227 1,469 Other Package Equipment 검사장비 6,092 4,968 5,580 4,813 3,278 1,763 3,052 3,554 3,910 2,970 3,312 Tester 4,614 3,530 4,053 3,429 2,356 1,253 2,163 2,496 2,735 2,094 2,313 Memory IC Tester 2,007 1,147 1,378 1, SoC Tester 2,272 2,118 2,238 1,537 1, ,419 1,616 1,811 1,439 1,625 Mixed-Signal IC Tester Test Handlers Probe Station Other Test Equipment 각종 Utility 및 설비 1,290 1,313 1,368 1,690 1, ,092 1,030 1,335 1,228 1,074 총 계 37,925 34,141 42,053 44, ,659 16,677 29,373 36,413 42,920 35, ,966 출처 : Gartner 국내 반도체 장비시장은 40억불이나, 무역수지는 '10년기준으로 26억불 적자를 기록함 <표 1-9> 국내 반도체장비 산업현황 (단위 : 억불) 구 분 비 고 세계 Gartner 시장 국내 국내소자업체 수요조사 비율(%) 국내공급 수입규모 국내 소자업체 수요조사 국산화 수출규모 MTI 7321 (반도체제조용장비) 무역수지 * 국내소자업체는 하이닉스, 엠코, 삼성전자, 페어차일드 조사 * MTI 7321은 반도체 제조용 장비로, 부품 제외 * 분야별 수입비중('09년) : 전공정 54%, 조립 3%, 검사 및 기타 : 43% 설비 R&D 투자 현황을 살펴보면 '09년 매출액 대비 설비투자 비율은 3%, R&D 투자 제2장 반도체장비 산업환경 분석 15

48 신성장동력장비 개발로드맵 비중은 8.4%였으나, 금년 상반기에는 매출액이 상승하며 설비투자 비율 3%, R&D 비 중은 6.1%로 오히려 축소되었음 또한, 국내 장비업체 인력은 '10년 2분기 현재 '09년 대비 약 13.8% 증가된 것으로 조사 되어 전체적으로 약 11,000여명으로 추산되며, '10년 상반기 인력구성을 보면 생산직이 전체의 41.8%, 연구직이 26.3%, 관리직이 12.6%, 영업이 6.6% 등으로 조사되고 있음 3.2 국내외 기술 동향 및 전망 미세화 추이 지난 수십년간 반도체 소자는 반도체 집적회로(IC)의 용량이 매 3년마다 4배로 증가 하는 Moore의 법칙에 따라서 매 3년마다 최소선폭이 약 0.7배로 감소하는 추이를 보여 왔음. 미세화의 결과 IC 내의 트랜지스터 개수는 1970년대 수천 ~ 수만개에서 현재 수억 개로 증가하였고, 클럭주파수 역시 1970년대 수 MHz에서 현재 수 GHz로 향상 되었음. 또한 미세화 결과 같은 기능의 반도체 칩을 점점 더욱 싸게 생산할 수 있게 됨 미세화 전망 ITRS 등의 로드맵에 의하면 Moore의 법칙에 따른 미세화 경향은 앞으로도 상당기간 지속될 것으로 예상하고 있음. 그러나 DRAM의 경우 2000년 ~ 2004년, Flash의 경우 2000년 ~ 2008년에 달성했던 매 2년에 0.7배 감소는 어려울 것이고 매 3년에 0.7배 감소를 목표로 하고 있음 <그림 1-6> 미세화 전망(ITRS 2007) 16

49 1. 반도체장비 개발로드맵 미세화에 따른 기술적 난제 Lithography 기술은 광원의 파장을 줄임으로써 해상도를 향상시켜왔으며(g-line i-line(365nm) KrF(248nm) ArF(198nm)), 파장보다 작은 pattern을 형성하기 위 해서 각종 resolution enhancement technology가 사용되고 있으나, 현재 사용중인 ArF lithography는 곧 한계를 맞게 될 것임. 결국 EUV(13.5nm) 광원을 이용한 lithography 기술이 도입되고 있음 <그림 1-7> Lithography 기술의 발전방향 Front-end 공정기술은 0.13 um까지는 단순히 transistor의 gate 폭을 줄임으로써 소자 의 특성을 향상시켜왔으나, 90nm급부터는 새로운 기술이 도입됨(Strained Si 기술과 ultra shallow junction(usj) 기술 등). 45nm급부터는 High-K/Metal Gate가 기존의 SiON/poly gate를 대체하고 있으며, 새로운 물질의 도입이 가속화되고 있음 22nm급부터는 planar CMOS 소자가 한계를 맞이하여 FinFET과 같은 non-planar 소 자가 사용되며 이에 따라 bulk Si wafer 대신 SOI wafer의 사용이 확대되고 있음. 16nm급부터는 Ge, III-V, nano wire, graphene 등 전하이동도가 높은 새로운 channel 물질을 이용하는 새로운 소자가 필요할 것으로 예상됨 이와 같이 45nm 이하에서는 새로운 물질/구조/기판/제조공정의 도입에 의해 생산원 가가 상승하고 있으며, 소자 미세화의 한계를 극복하기 위한 기술개발과 병행하여 대 구경화를 통한 효과적인 대응여부가 소자업체의 경쟁력을 좌우할 것으로 예측됨 제2장 반도체장비 산업환경 분석 17

50 신성장동력장비 개발로드맵 <그림 1-8> 미세화에 따른 Front-end 기술의 발전방향 MI 장비 분야 웨이퍼용 측정분석 장비 세계 기술개발 현황 두께 측정의 경우 이미 얻은 spectrum이나 측정 데이터 2차 가공을 통한 각 Layer 의 구분능력 향상을 꾀하고 있음. Raw Spectrum에서의 개선이 아닌, 여러 데이터 가공 방법을 사용해서 성능 향상이 시도되며, H/W의 개발보다는 S/W 방법론 개발이 더 활발히 행해지고 있음 CD-SEM의 resolution 한계로 말미암아 resolution 개발보다는 영상을 이용한 application 개발에 focus가 많이 되고 있으며, Design rule 감소와 memory 용량 증 대로 인해 local CD 측정과 같이 몇 point 되지 않은 대표성이 없는 측정보다는 OCD 와 같이 매크로 CD 측정에 대한 need가 증대되고 있음 CD-AFM의 경우는 전자빔에 대한 shrinkage의 가능성이 없기 때문에 standard로 많 이 쓰이고 있지만 tip 제작의 한계와 throughput이 관건임 OCD 분석 장비 개발은 S/W 및 H/W 적인 변화 두 가지 방향으로 개발되고 있음. S/W 개선으로는 OCD Modeling 편의성 향상, Library 생성 및 분석 속도 개선 등이 이루어지고 있으며 H/W 적으로는 VUV SE 및 SR, Multiple-Azimuth Angle, Mueller Matrix 등의 개발이 진행 중이거나 상용화 됨 18

51 1. 반도체장비 개발로드맵 기존의 단독 측정 장비 외에 공정의 제어를 위해 ETCH 등 공정 장비 내에 OCD 측 정을 위한 장비가 함께 들어가 있어 측정 결과를 통한 공정 제어가 가능하게 하는 APC 방법도 활성화 될 것으로 예상됨 적층된 초박막에 대한 분석에 대하여 일반적인 ellipsometer의 경우 한계를 보이고 있어 이를 보완할 수 있는 XRR 기술이 적용되고 있음. X-ray의 angle을 grazing 하면 서 측정하기 때문에 측정 시간 및 spot size를 줄이는 방향으로 개발이 진행 중임 10A 이하의 초박막의 두께측정에 대하여 물리적인 두께 측정의 한계를 극복하기 위 하여 조성분석을 통하여 측정하는 방법이 시도되고 있으며, 박막 내 미량의 경원소 측정에 x-ray source의 XPS와 전자원인 EPMA tool을 이용하고 있다. 즉, 화학결합 상태를 확인하거나 극 표면부를 분석할 경우, 미량의 경원소를 분석할 경우 등에 XPS 또는 EPMA tool을 이용하고 있는 중임 LOGIC 제품 등에서 GATE performance를 증가시키기 위해 stress를 이용한 공정이 적용되고 있음. 이를 측정하기 위하여 라만 스펙트럼을 분석하여 결정화 정도를 측정 하는 Raman spectroscopy와 격자간 거리를 측정하는 HR-XRD로 stress정도를 모니터 링 할 수 있는 방법을 찾는 중임 기관 최근 개발현황 파라메타 개발단계 KLA-Tencor(미국) 150 nm SE 기술 개발 Precision 시제품 Nanometrics(미국) Lynx 기술 개발 Throughput 시제품 AMAT(이스라엘) high resolution SEM Resolution 시제품 Hitachi(일본) Various application 개발 User 편의 β tool Carl Zeizz(독일) Very high resolution tool Resolution α tool KLA-Tencor(미국) Multi Azimuth angle OCD 개발 Precision 시제품 Nanometrics(미국) Mueller Matrix OCD 개발 Precision 시제품 JordanValley(이스라엘) HR-XRD application 개발 Si stress 시제품 AMETEK(미국) very low concentration 측정 개발 sensitivity 시제품 Horiba(일본) In-line Raman 개발 Si stress 시제품 중장기 발전 전망 현재 150 nm 파장의 SE 설비가 도입 되었고, 장비업체에서는 120 nm의 파장 SE 설비를 준비하고 있음. 더 높은 에너지의 빛을 이용해서 다층 박막의 구분을 하겠다는 방향임 제2장 반도체장비 산업환경 분석 19

52 신성장동력장비 개발로드맵 시장의 요구를 만족하지 못하는 CD-SEM의 경우 resolution의 비약적인 개발이 없으 면 점차 CD 측정이 다른 tool로 진행될 소지가 있음. 그러나 여전히 CD-SEM의 need 가 있고 현재의 resolution으로 cover가 가능한 layer가 대부분이기 때문에 시장 자체 가 없어지지는 않고 유지는 될 것 같음 OCD에 대한 need가 계속적으로 늘어남. Device가 복잡해짐에 따라 2D에서 3D 분 석이 요구되고 있으며, 또한 생산성과 cell을 대변하는 영역의 monitoring이 아니고 cell 자체를 직접적으로 모니터할 수 있는 tool로의 가능성이 있기 때문에 앞으로 시 장성 또한 좋음 두께 측정뿐만 아니라 물질의 농도 측정에도 X-ray 기술이 적용되고 있는 등 X-ray 기술에 대한 가능성을 많이 보고 있음 웨이퍼용 검사계측 장비 세계 기술개발 현황 BF(Bright-Field)의 경우 광원으로 lamp와 laser가 경쟁적으로 개발 중임. 각 Source 들의 장점에 맞도록 특화되어 가는 경향으로 일반적으로 속도 위주의 개발이었으나 최근 들어 sensitivity도 고려되고 있음 EBI에서 중요하게 여겨지는 요소가 high resolution과 throughput인데 많은 업체들이 high resolution에 focus를 하고 있음 Particle counter는 상대적으로 BF나 DF tool에 비해 기술적으로 낮고 필요한 요구 spec이 낮으나 Design rule이 작아짐에 따라 필요한 source도 점차적으로 low wavelength 쪽으로 이동하고 있음. 현재 개발되고 있는 tool은 DUV source를 사용함 기관 최근 개발현황 파라메타 개발단계 KLA-Tencor(미국) BF : S/N ratio 향상 기술 개발 S/N ratio α tool AMAT(이스라엘) BF : Resolution 향상 기술 개발 resolution VOC 수집 KLA-Tencor(미국) DF : Throughput 향상 기술 속도 α tool Hitachi(일본) DF : sensitivity 기술 향상 sensitivity β tool Auros(한국) DF : sensitivity 기술 향상 sensitivity β tool HMI(대만) EBI : Resolution 향상 기술 개발 resolution 시제품 KLA-Tencor(미국) EBI:Resolution 향상 기술 개발 resolution β tool KLA-Tencor(미국) PC : sensitivity 기술 향상 sensitivity β tool Hitachi(일본) PC : sensitivity 기술 향상 sensitivity β tool 20

53 1. 반도체장비 개발로드맵 중장기 발전 전망 패턴의 미세화로 인해 high resolution의 중요성이 커지고 그것에 대한 need가 커지 고 있으며, DF의 성능이 비약적으로 향상되고 있어 BF 시장을 잠식할 가능성이 많 음. 또한 EBI의 resolution이 10 nm 미만으로 내려가고 있는 상황이고 차세대 EBI target이 3 nm 임 BF 검사기는 거의 독과점처럼 KLA-Tencor사가 M/S 대부분을 차지하고 있었으나 최 근에 Applied Materials사와 기술차가 많이 좁혀져 가고 있음 DF의 경우 계속적으로 throughput 향상에 주안점을 두고 개발이 예상되며 특히 국내 업체가 외국 업체 한 곳을 인수함에 따라 국산화의 가능성을 타진하고 있는 상황임. 기술적으로 선진업체와 격차가 많이 나지는 않음 Particle counter는 시장이 크지는 않지만 웨이퍼 수입 검사 쪽과 공정 monitoring으 로 수요가 있고 패턴 미세화에 따른 파티클 관리가 tight해져서 sensitivity가 갈수록 중요해지고 있으며, TSV는 신공정으로 현재 세계적으로 개발 중인 상태로 향후 시장 이 확대 될 것으로 판단됨 마스크용 측정계측 장비 세계 기술개발 현황 CD-SEM의 경우 Resolution 향상기술 및 영상를 이용한 application 개발에 초점이 맞춰 져 있으며, Charging에 의한 Image Shift 문제를 개선하기 위한 기술이 개발되고 있음. Phase/Trans측정의 경우 Phase Uniformity, Pattern Depth 및 Pattern Thickness 측 정기술에 초점이 맞추어져 있음 기관 최근 개발현황 파라메타 개발단계 Advantest(일본) 100 nm 기술개발 Resolution 시작품 Holon(일본) 200 nm 기술개발 Resolution 시작품 n&k analysis(미국) 200 nm 기술개발 Precision 시작품 패턴의 위치(Registration) 정밀도 측정 장비의 경우 해상도향상을 위한 단파장 광원 및 high NA Optic를 사용함. 기존 원형 beam에서 웨이퍼에서 실제 사용하는 변형 조명계(annular/quasar beam)를 사용하여 패턴의 해상도를 향상시킴 제2장 반도체장비 산업환경 분석 21

54 신성장동력장비 개발로드맵 기존 주 패턴 외곽의 단순 십자가(Cross) 형태의 Registration 측정에서 Layer간 주 패 턴 영역을 측정하는 In Registration 측정법이 개발되고 있으며, Layer내 동일한 위치 뿐 아니라 상이한 위치에서도 Layer간 Overlay 분석 가능한 Tool이 개발 되고 있음 기관 최근 개발현황 파라메타 개발단계 Carl Zeiss Aperture를 이용한 다양한 광원 개발 광원 완료 Carl Zeiss 193 nm 광원 개발 광원 완료 Carl Zeiss In-Die Registration Tool 개발 측정 방법 완료 Carl Zeiss Overlay 분석 Tool 개발 데이터 분석 완료 KLA 266 nm 광원 개발 광원 완료 KLA Overlay 분석 Tool 개발 데이터 분석 완료 중장기 발전 전망 CD-SEM의 경우 측정좌표를 이용한 자동측정기능의 강화기술과, 이에 연계된 측정속 도 향상개발도 이루어지고 있으며, 해상도의 비약적인 발전이 없으면 점차 CD 측정 이 다른 방식으로 옮겨갈 가능성이 있음. 또한 현재의 해상도로도 충분한 layer가 대 부분이기 때문에 시장 자체가 없어지지는 않고 유지는 될 것임 Phase/Trans 측정장치의 경우 지속적인 개발을 통해 Pattern Depth Profile 및 두께 측정 가능한 기술로 개발되고 있으며, 투과광을 이용한 CD 측정 및 CD Uniformity 측정에 대한 기술도 개발 되고 있음 마스크용 검사계측 장비 기술개발 현황 및 중장기 발전 전망 초기 마스크 패턴검사장비는 Hardware및 Computing 능력의 한계로 투과광 또는 반 사광을 단독으로 사용하는 검사를 진행하였으나 최근 장비성능의 향상으로 투과/반 사 영상을 동시에 분석처리하여 One time Scan으로 투과/반사 동시 패턴검사, 투과/ 반사 영상를 동시에 이용하는 이물검사 등 신규 기술이 개발되어 사용중임 EUVL이 도입되기 전까지 패턴 Inspection의 주 사용광원은 투과광이었으나 비투과 방식의 EUV 마스크를 검사하기 위해서는 투과광과 동등한 수준의 반사광 패턴 결함 검출력이 요구되며, 각 제조업체에서는 반사광을 이용한 패턴검사장비 개발 및 검출 감도를 올리는 기술을 개발하고 있음 22

55 1. 반도체장비 개발로드맵 Mask Pattern Inspection장비는 단파장광원을 사용하여 해상력과 검출감도를 향상시키는 알고리듬 및 생산성을 향상시키는 영상처리 능력을 경쟁적으로 개발중임. 또한 광학 마스크와 더불어 EUVL 마스크 검사가 가능한 검사장비들이 시장에 출시되고 있음 Mask Macro Inspection 장비는 Through-put이 손실되지 않는 범위 내에서 Stage 개 선, sensor의 Signal to Noise 비 개선을 통해 안정적인 파티클검출, 파티클의 Live Image 시각화 기능 등이 구현되고 있으며 최근 검출된 파티클제거하는 기능을 추가 하는 등 장비 활용성을 높이는 장비 및 기술이 개발되고 있음 Aerial Imaging Inspection장비는 마스크 패턴 의 웨이퍼 영향예측의 정확도를 높이 고 측정자동화를 통한 생산성 향상, 새로운 노광조건 및 복잡한 패턴 형성 기술에 대 응 가능하도록 기술개발이 진행중임 테스터 분야 메모리 테스터 세계 기술개발 현황 국외 선진사의 기술 동향을 살펴보면 메모리 테스터 부분은 8Gbps까지 Test 할 수 있는 수준의 장비가 이미 개발 완료되어 있으며 여러 소자업체에서 양산에 적용되고 있음. 최근에는 DDR4 제품과 LPDDR3 제품을 동시에 지원할 수 있는 4.0 ~ 4.5Gbps 급의 Full I/O 장비를 개발하여 2012년 ~ 2014년 사이에 출시할 예정에 있으며 테스 트 원가 절감을 원하는 소자 업체의 요구에 맞춰 동일 Platform 에서 원하는 성능으 로 Upgrade할 수 있는 Flexible한 장비를 개발하고 있음 국내 기술개발 현황 2008 ~ 2009년 불황을 겪으면서 국내의 경우 장비개발에 대한 투자 축소로 High Speed 장비에 대한 개발은 DDR3 제품을 Target으로 하는 1.8Gbps 장비 수준에 머 물러 있음. 2010년 국책과제로 3.6 Gbps DDR4(GDDR5) 측정 가능한 장비 개발이 일단은 완료되었으나, 국내 핵심 칩 기술의 한계로 인해 핵심 칩을 조립하는 수준이 어서 외산 대비 경쟁력이 떨어지는 상황임. 현재는 DDR3 제품을 타겟으로 하는 1.8Gbps급이 주로 생산되고 있음. 하지만 향후 출시 예정인 DDR4와 LPDDR3 제품 제2장 반도체장비 산업환경 분석 23

56 신성장동력장비 개발로드맵 에 대응하기 위해 해외 장비와 같은 Full I/O를 지원하는 3.6Gbps급의 장비 개발이 진행되고 있음. 최근 스마트폰과 같은 모바일 기기의 성장에 힘입어 모바일 제품 Core Test용으로 200Mhz급의 多 IO 장비가 개발되었고, 해외(대만)의 요청에 따라 100Mhz급 High Speed Burn-in 장비가 상용화가 되어 수출되고 있으며, 차기 High Speed Burn-in 장비로는 200Mhz 급의 시제품 개발되어 평가가 진행되고 있음. 웨이 퍼 테스터의 경우 패키지 테스터보다 국내 기술이 더욱 열악하며, 특히 Flash 제품이 DRAM보다 기술이 낙후되어 있는 상황임. NAND형 전용 웨이퍼 테스터의 경우는 최 근 80MHz, 480 parallel 측정이 가능한 장비가 개발 양산중임 중장기 발전 전망 가장 특이할 시장 방향성은 바로 Mobile제품으로서, Mobile DRAM 제품의 수요 증가 따라 이들 제품에 초점을 맞춘 저전력, 多 채널(I/O)을 보유한 검사 장비에 대한 필요 성이 증가하고 있음. 따라서 高 생산성( 多 Parallel)/및 가격경쟁력 있는 전용 장비 개발 쪽으로 전체적인 테스터의 개발 및 시장 방향성이 진행중임. High Speed 장비 분야 에서는 소자 업체들이 테스트 원가 절감을 위해 BOST나 ASIC을 활용하여 기존의 장 비를 재활용하는 방법을 찾고 있으며, 테스트 장비 업체에서는 DDR4와 LPDDR3를 주요 Target으로하는 4 ~ 4.5Gbps급의 Flexible한 장비를 개발 중임 시스템IC 테스터 세계 기술개발 현황 다채널 drive/compare가 가능하고, DPS Board의 수가 많으며 high frequency에서 안정적인 성능을 보이는 Tester를 개발하는 것이 우선임. CIS의 경우 시장규모가 점 점 커지는 추세이나 한정적인 Tester업체로 인해 선택의 폭이 넓지 않으며, 앞으로도 Blue ocean 사업군으로 평가됨. 국내에는 아직 CIS tester를 개발 및 판매하는 회사가 없음. 국내에서는 Memory tester로 테스터에 진입하여 이제 어느 정도의 기술력이 쌓 여있는 상황이고, 국내에는 CIS제품을 생산하는 세계적인 기업이 있으므로 CIS tester 의 진출이 절실히 필요함 SD/GD의 경우 LCD panel의 크기가 증가함에 따라 보다 많은 전압 및 전류의 공급 이 가능한 안정적인 Tester를 개발해야 함 24

57 1. 반도체장비 개발로드맵 최근 한 장비로 고정밀도를 가지고 폭넓은 bandwidth를 제공하는 ATE의 수요가 커 지고 있음 국내 기술개발 현황 : 시스템IC용 테스터의 개발경험이 전무함 중장기 발전 전망 Mobile 및 Display 용 칩이 시스템 IC에서 가장 많은 비중을 차지하고 있음. 많은 칩 들이 Mobile 및 Display용 칩이 system IC에서 가장 많은 비중을 차지함. 많은 칩들 이 SOC 혹은 MCP 형태로 가는 추세이며, 이에 따라 Tester에서 필요로 하는 option 또한 점차 까다롭게 변하고 있음 조립장비 분야 세계 기술개발 현황 주로 크게 기술면에서 3개의 축으로 기술개발이 이루어지고 있으며, 그중 Wafer Level Packaging을 축으로 하여 TSV Process를 기반으로 하여 전공정과 후공정 중간 형태의 Wafer 가공, Wafer Thinning, Wafer Bonding, Wafer Stacking, Tape Mount, Molding 등 이미 2 ~ 3년 후의 생산 확대를 예상하고 프로세스 검증과 양산 파라미터 추출 등 준비를 이미 끝마치고 있는 상황이며, 장비 가격 또한 전공정 장비 못지않은 고가격과 고부가가치를 구가하고 있음 미세화와 고생산성 기술을 축으로 하여 이미 출현한 Process와 형태는 비슷하나 기계 구조 Concept의 혁신 및 제어기술의 극대화, 멀티 및 복합화를 통한 시장 지배력을 공고히 하고, 부가가치를 높이는 방향으로 진행되고 있음. 예를 들면 FlipChip Bonder의 미세화 기술 적용에 따른 Copper Pilar 대응 열압착 Bonder, Multi Head Bonder를 통한 UPH상승. 그리고 대면적 수용을 위한 새로운 모델 확충 등을 들 수 있으며, 이 또한 국내 업체의 추격을 예상하고 앞서 준비하고 있는 실정임 마지막으로 레이저 머신비전 Adheasive Tester 등 새로운 material 및 추가 기능에 대한 발빠른 대응과 특허 전략임. 주로 3D Packaging의 발전 추세와 맞물려 있으며, 레이저의 고속, 정밀, 클린 기능을 최적화한 Ablation, Grooving, Thin Wafer Cutting & Drilling 등이 이에 해당하며, 머신비전은 2차원에서 3차원으로 자리 매김을 한지 제2장 반도체장비 산업환경 분석 25

58 신성장동력장비 개발로드맵 오래이며 레이저와 함께 하이브리드 형식의 구조로 패키지 및 Wafer를 검사 측정하 는 추세로 변모 하고 있음다. 또한 재료의 특성에 민감한 Tape, adhesive 용액, Cleaning 물질 등의 핸들링이 추가적으로 요구되어지고 있으며, 전기적 테스터와 인 라인으로 구성하는 사례가 많아지고 있음 2009년 하반기부터 1년여 간의 침체를 극복하고 중국 및 대만에서 엄청난 시설투자 를 감행하였고, 이때 오히려 국내에서는 오히려 투자가 거의 없었으며, 해외지사 설 립 및 대만이나 중국의 업체에 위탁생산을 하는 쪽으로 방향을 수정하였음. 이는 미 국 유럽 및 일본의 선진 패키징 기술을 가진 소자업체에서 선두권 장비업체와 연구 개발을 진행하고 양산은 생산 Cost를 감안하여 중국 및 대만에서 진행함으로써 나타 나는 현상으로 볼 수 있으며, 이로써 새로운 공정 장비는 고부가가치의 선진 장비 업 체가 공급하고 저가의 기존 공정 장비의 시설확충은 한국이나 중국 및 대만의 로컬업 체가 공급하는 현상의 가속화를 초래함 <그림 1-9> 반도체 후공정 장비 시장 전망 국내 기술개발 현황 SiP공정을 적용한 일부 공정/Pakaging 기술이 삼성전자와 Amkor, 하이닉스 등을 중심 으로 확보되어 있는 상태이나 전체 integration 양산 공정기술은 시급히 개발이 추진 되어야 할 분야이며 또한 이에 대한 장비 기술은 해외에 100% 의존되고 있는 상태임 향후 전개되는 Wafer to Wafer의 wafer-level 3D integration 공정기술 및 양산화기술 은 매우 초보적인 단계의 기술적 성숙도를 가지고 있는 상태임 26

59 1. 반도체장비 개발로드맵 조립장비(Assembly) 고집적화, 소형화, 전기적 특성 향상의 장점으로 인해 제품생산이 활발해 지는 직 접접속 방식의 패키징 조립기술은 반도체 제품의 적용범위가 넓어짐에 따라, 관련 공정장치 개발이 필수적인 상황임. 외산설비(Datacon)에 의존하던 플립칩 패키지 공정장비의 개발이 활발히 이루어지고 있으며, 국내 설비업체 중 일부는 양산검증 이 완료되어 본격적인 시장 진입이 기대되며, 고 생산성의 장비개발 가속화를 통한 생산 Cost를 줄이는 방향으로 개발이 진행 중임 반도체 디바이스 조립 외, 패키지 단위의 적층을 위한 3D stack 설비 및 Laser mold drilling 설비는 국산화(고려반도체시스템, 한미반도체)가 완료되어 반도체 생 산업체에 적용된 실적이 확인된 바 있으며, 3차원 적층을 위한 Chip to Chip, Chip to Wafer 설비는 TSV 기술개발 현황에 따라 그 필요성이 증대되고 있는 실정이나, 현재 해당기술의 구현은 외산설비에 의존하고 있는 실정임. 국내 프로텍의 경우 Chip to Wafer 설비의 개발이 진행 되고 있는 것으로 확인되고 있음 절단장비(Dicing, Singulation) 이미 CSP Package의 Dicing Saw 장비는 한미반도체에서 국산화 대응 및 수출전략 으로 상당한 전세계시장을 장악하였으며, 세크론 등에서도 개발을 진행하고 있음. 또한, 웨이퍼의 박형화는 절단공정의 변화를 요구하고 있으며, Dicing 공정의 단점을 해소하기 위한 레이저 다이싱 설비의 경우 고려반도체, 이오테크닉스 등이 해외업체와 경쟁하고 있으며, 고려반도체의 경우 low-k 물질제거를 위한 grooving 설비의 국내납품 실적이 확인되고 있음. 이오테크닉스는 수출을 통한 시장확대와 함께 Laser를 이용한 패키지 절단설비(Wafer Laser Full Cut)의 개발을 수행하고 있는 것으로 확인되고 있음 몰딩 장비(molding) 패키징 공정 가운데, 제품화에 필수적인 몰딩의 경우 해외 선도기업과의 수준차를 많이 줄인 것으로 확인되고 있으며, Strip의 대면적 컴프레션 몰딩은 개발을 완료하 였고, 300mm 대응을 위한 관련 기술개발을 통해 국내 장비업체의 기술선도가 가 능할 것으로 기대되고 있음 검사장비 검사장비의 경우, 외관 검사 장비인 3D Vision Inspection 장비는 기존 ICOS 등의 수입업체에 맞서 국산화가 대부분 완료되어 인텍플러스, 한미반도체 등이 역으로 제2장 반도체장비 산업환경 분석 27

60 신성장동력장비 개발로드맵 수출도 하고 있으며, 그 외 PCB 관련 3D 검사장비 업체가 이에 합류하여 시장을 키우고 있음. 한편, 접속 및 단락 검사를 수행하는 burn in tester 등은 국내 설비업 체에 의해 국산화가 상당부분 이루어졌으나, 소형화에 대응하는 fine pitch bump 검사의 기술개발이 취약한 상황임 중장기 발전 전망 Back Grinding은 박형화로 Non Mechanical 가공 및 Stress Relief 기술 개발이 요구 되며, Dicing은 박형화, Saw Line폭 축소, Low k Material 사용에 따른 절단기술 개 발이 요구됨 32nm 이하의 Low-K compatible, extremely thin die에 맞는 새로운 패러다임이 요구 되고 있으며, Density 향상을 위한 다층 Stack 기술 및 Flip Chip 전환에 따른 장비 Capa 향상이 필요함 Encapsulation에서 가장 중요한 Molding에서 사용하는 재료들이 기술개발의 동향에 맞추어 High Flow Mold Compound 혹은 Powder Compound, 그리고 Liquid Compound등이 시장에서 채용될 것임 3.3 정책 동향 반도체장비분야에 대해 지식경제부(구, 산자부)를 중심으로 산업 육성을 위해 지난 18 년간 약 1,700억원의 연구개발 예산을 투입하였음. 초기에는 조립, 모듈 중심이었으 나, 98년 이후에는 300mm 前 공정 장비에 집중 지원함 <표 1-10> 정부지원 사업 이력 사업명 기 간 지원규모 지원내용 지원부처 G7 프로젝트 '93 ~ '97 78억원 모듈/조립 과기처 중기거점 '95 ~ '99 124억원 조립/검사 산자부 시스템IC2010 '98 ~ '10 308억원 식각/증착 산자부, 과기처 부품소재기술개발 '04 ~ 562억원 전분야 산자부 성장동력반도체 '04 ~ 112억원 부품 산자부 반도체장비상용화 '07 ~ '11 580억원 증착/식각/검사 지경부 계 1,764억원 28

61 1. 반도체장비 개발로드맵 이러한 지원을 통하여 장비산업 발전기반 조성 및 산업위상 강화는 성공적이나 글로 벌 수출산업화로의 육성은 여전히 미흡한 것으로 평가됨 국책사업 결과로 약 1조 8천억원 이상의 매출이 발생하였으며, 이를 토대로 디스플 레이/태양광 분야에 성공적으로 진출함 * 매출규모 : CVD 3,500억원, Track 4,000억원, ALD 2,000억원, 기타 전공정장비 4,500억원, 후공정 및 부분품 4,000억원 규모 민간차원에서는 해외 선진제품 Copy-Follow 방식의 내수의존 사업전략 중심에서 최근 해외시장진출을 위한 글로벌 컨소시움 참여타진, 해외 법인설립 등 다각적인 노력 중임 <표 1-11> 반도체장비산업 위상 변화 구 분 1993년 2009년 비 고 업체수 70개 120개 1.7배 종사자 5,500 15, 배 생산액 0.9억불 12.6억불 14배 국산화율 8% 21% 2.5배 정부에서는 시스템반도체 및 장비산업 육성전략 ('10년 9월) 및 대중소기업 동반성 장 종합대책 ('10년 11월)을 통해 아래와 같은 대책이 제시됨 문제점 1) 반도체 장비산업의 발전토대 마련을 통해 반도체 투자가 늘수록 부가가치가 해외 로 유출되는 수입유발 구조도 극복할 필요 2) 장비-수요기업의 수직계열화, 국산장비를 외산장비의 가격협상 수단으로 활용하는 수요기업의 구매관행 등이 발전의 걸림돌 대책 1) '15년 장비 국산화율 35%를 목표로('09년 20%) 장비연구개발 강화 * 반도체장비 R&D는 신성장동력 장비산업 사업예산으로 조달계획 2) R&D측면에서도 고용창출을 뒷받침 할 수 있도록 기존의 R&D사업을 고용연계형 으로 전환('15년까지 2,000명 목표) * 사업자 선정시 고용을 평가요소에 반영하여 고용연계 기업에 가점 제2장 반도체장비 산업환경 분석 29

62 신성장동력장비 개발로드맵 3) 공동개발의 수직적/수평적 협력범위 확대 장비 부품 R&D 지원시, 1차 장비업체를 주관기관으로 수요 대기업, 2차 협력업 체(핵심부품 개발)가 공동으로 참여토록 관련 제도 및 배분금액 개선 '11년 시범사업*을 실시하여 성과 및 문제점을 면밀히 분석하고, '12년부터 2차 협력업체까지 참여하는 공동 R&D 사업 본격 도입 * 산업원천기술개발 사업의 장비 부품개발 과제에 시범 적용 4) 장비재료 성능평가 예산증액 및 2차 협력업체 재료 부품으로 평가확대 5) 수요대기업의 실질적 공동구매 성과도출 수요기업 협회 정부가 공동 참여하는 공동구매위윈회 를 신설하여 단기간 內 공 동구매 가능한 품목 발굴 및 구매촉진 방안 마련 3.4 표준화 동향 공적표준인 ISO, IEC에는 크린룸 및 반도체 소자와 관련된 표준은 존재하나 반도체장 비에 특화된 표준은 전무하며 사실상표준인 SEMI표준에 440여 종이 개발되어 있음 우리나라의 반도체장비 업계에서는 SEMI표준을 많이 참조하고 있으며, 반도체 디바 이스 업체들은 관련 IEC표준을 활용 중 SEMI(Semiconductor Equipment and Materials International, 세계 반도체장비 재료협회) : 세계 반도체 장비 재료산업 및 평판디스플레이(FPD)산업을 대표하는 캘리포니아 산호세에 본부를 둔 국제적인 협회 공적 표준 : ISO, IEC ISO/TC209에 크린룸과 제어된 환경관련으로 표준이 있고, IEC/TC47에 반도체 디바이스 관련한 표준이 존재 사실상 표준 : SEMI SEMI표준은 반도체장비, 재료 및 평판디스플레이 관련하여 약 830여 종의 표준이 있으며 산업계에서는 사실상 국제표준으로 통용됨 30

63 1. 반도체장비 개발로드맵 장비관련 SEMI 표준 현황 분 야 안 전 하드웨어 자동화 소프트웨어 자동화 시 설 패키징 리소그래피 개 요 장비의 전기적, 기계적, 인간공학적 안전설계 지침 규정 유량제어기(MFC)의 시험방법, 웨이퍼 전송 인터페이스 사양 등 반도체장비 부품 및 장비들 간의 기계적 인터페이스에 대한 표준 반도체장비들 간의 통신방식과 장비 모델에 대한 사양서 배관에 대한 사양서, 관 맞춤 결합 시험방법, 가스 및 가스 분배시스템에 대한 사양서 등 각종 리드프레임 사양서 및 반도체 페키지의 열저항 시험 방법 등 포토 레지스트와 관련된 금속 결정법, 포토 마스크 기판에 대한 사양서 등 반도체장비 업체들은 수요 대기업들의 기술적 요구사항 충족에만 전념하여 표준화에 대한 인식이 낮으며 국제적인 사실상 표준화 활동도 매우 저조함 * 일본의 경우 반도체장비 재료 관련 표준화활동을 위하여 15개 전문위원회에 650명의 전문가들이 활동 중임(국내에서는 1개 전문위원회에 30여명의 전문가가 활동 중) 반도체장비는 기술복합체로서 기술범위와 내용이 광범위하여 산업체 주도의 표준화 역량이 낮음. 대기업보다는 중소기업 위주의 제품출시로 표준화 역량이 낮은 이유 중 하나로 인식됨 또한, 반도체장비 기술의 빠른 변화 특성상 시장에서 사실상 표준이 우세하여 공적표 준의 개입여지 협소함. 사실상 표준의 평균 개발기간이 12 ~ 24개월이나 공적표준의 평균 개발기간은 24 ~ 36개월 정도 소요됨 국내 대부분의 반도체장비업체가 SEMI 표준을 따르고 있음. 특히 안전 및 자동화 분 야에 대한 활용비중이 높으며, 특정 안전규격(S2)은 인증과 관련하여 장비 납품 시 필 요함. 830여개의 표준 중 한국에서 제의하여 개발된 표준은 총 3건(디스플레이 분야) 에 불과하며, 전 세계적으로 반도체 장비 재료 분야 표준화 활동 참여는 5% 불과. 사 실상 반도체 분야 표준 활동은 전무한 상태임. 결국 수요는 많으나 한국 사용자의 편 의가 반영되지 않은 표준이 개발되고 있는 실정임 제2장 반도체장비 산업환경 분석 31

64 신성장동력장비 개발로드맵 [ 참고 설명 ] SEMI 현황 SEMI(Semiconductor Equipment and Materials Institute, 반도체 장비 및 재료 연구 소)의 산업표준은 세계반도체 장비 및 재료에 대한 가장 포괄적인 국제 표준임. SEMI 는 반도체 산업계의 자발적인 요구에 의하여 설립된 국제조직으로 본부는 미국 산호 세(San Jose)에 위치 특히 SEMI America, SEMI Japan, SEMI Europe, SEMI Korea, SEMI Taiwan, SEMI China, SEMI Russia, SEMI Singapore 등 전 세계 수요자, 공급자 및 관련업계 전문인 들과 상의하여 표준 규격 안을 주도하고 있음 SEMI 표준화 활동은 주로 미국, 일본, 유럽이 주도하고 있으며 표준의 최종 정책 및 심의기구인 ISC(14명 위원) 산하에 지역표준위원회(Regional Standard Committee, RSC) 를 두고 있음 SEMI 표준규격은 케미컬, 장비 자동화(하드웨어, 소프트웨어), 재료, 마이크로 패턴, 설비 및 안전 등 19 분야 약 830여 개가 제정되어 있으며 매년 세 차례 신규 표준 및 개정 표준이 배포되고 있음 <그림 1-10> SEMI의 지역사무소 및 활동분야 1995년 현재 사용되고 있는 300mm 웨이퍼 표준규격의 정립에 기여하였으며 2006년 에는 제조기술포럼(Manufacturing Technology Forum, MTF)을 구성하여 450mm 웨 이퍼에 대한 표준화 논의 시작 32

65 1. 반도체장비 개발로드맵 450mm 표준화에 대한 적극적인 참여는 미국의 인텔과 대만의 TSMC, 한국의 삼성전 자를 중심으로 진행되고 있음. 하이닉스는 미래의 450mm 웨이퍼 표준화 논의에는 적극적으로 참여하지 않고 있으며 그 추이를 현재 지켜보고 있는 상황 관련업계 및 전문가들은 궁극적으로는 현재의 300mm 체제에서 450mm로 표준화가 전환되어가는 것은 확실하나 경제성 및 기술의 안정성, 생산성을 고려하여 오랜 기간 (10-15년)에 걸쳐서 300mm 체제가 주도(300mm 프라임)하면서 450mm의 표준화가 개발되어 정착될 것으로 예측 우리나라의 경우 300mm 반도체 장비재료에서의 국제표준 참여는 극히 미흡했으며 특히 장비재료 업체의 기술적 수준이 미약하여 현재 830여개에 이르는 SEMI 표준에 참여하여 채택된 것은 한건도 없는 실정 4 반도체장비 산업구조 분석 반도체산업은 최종제품이 아닌 부품산업으로서 他 산업 대비 생산단계가 단순하며, 다 른 조립산업에 비해 소요되는 부품 소재의 수가 적어 협력업체 수가 적고, 1차 협력 관계 비중이 상대적으로 높은 산업임 * (반도체) 소재, 장비 생산(소자) 조립 검사 (자동차) 소재 3차 부품업체 2차 1차 완성차업체 * 1차 협력업체수('09년, 개사) : 반도체 160, 디스플레이 170, 휴대폰 630, 조선 3,000 * 2차 협력업체로 화학 기계업체 등이 있으나, 보통 여러 산업부문에 공급 소자대기업들은 수직계열화를 통해 협력업체 경쟁력 강화 지원 및 장비 재료의 안정 적 공급을 추구하고 있는데 이는 수직계열화 전략 운용이 용이한 국내 업체를 중심으 로 수직계열화 구조를 형성되고 있음. 특히 장치산업의 특성상, 대기업의 생산성 및 품질이 장비에 크게 좌우됨에 따라, 1차 장비업체의 수직계열화가 더욱 심한 편임 2차 협력업체들은 반도체 전용 부품소재 비즈니스가 아닌 디스플레이 LED 태양광 등 타 산업분야에도 진입하고 있음. 최근 장비경쟁력의 원천이 신뢰성 있는 부품기술에 서 기인한다는 인식하에 많은 장비기업들이 협력업체 발굴에 힘을 쏟고 있으며, 주요 경쟁요인으로 관리하고 있음 제2장 반도체장비 산업환경 분석 33

66 신성장동력장비 개발로드맵 <그림 1-11> 반도체산업 계열화 구조 국내 기업 및 인력 현황 반도체산업협회 회원사를 기준으로 장비기업(부품포함)은 약 110개, 종사자는 약 8,000명 규모로 추산되며, 연간 1,000명 이상의 인력수요가 있을 것으로 예측됨. 특 히, 장비기업 내 석박사급 고급 연구인력이 부족한 상황임 <표 1-12> 반도체장비의 국내기업 및 인력 현황 규모별 기업 수(연매출 기준) 5,000억원 1,000 ~ 5,000억원 <1,000억원 고용 1 개 13 개 96개 8,000명 출처 : KSIA 조사 2010 <표 1-13> 반도체산업의 인력 현황 (단위 : 명) 분 야 대기업 중소기업 주요기업 메모리반도체 63,094 63,094 - 삼성, 하이닉스 등 시스템반도체 21,275 17,144 4,131 동부, 엠텍비젼 등 반도체장비 8,090-8,090 주성, IPS 등 반도체재료 7,548-7,548 동진세미캠 등 합 계 100,007 80,238 19,769 34

67 1. 반도체장비 개발로드맵 <표 1-14> 반도체산업의 인력 수급전망 (단위 : 명) 분 야 '10 '11 '12 '13 '14 '15 합계 메모리반도체 2,706 2,806 2,927 3,051 2,911 3,317 17,718 시스템반도체 1,376 1,694 2,047 2,467 3,237 3,899 14,720 반도체장비 ,091 1,209 1,287 1,370 6,779 반도체재료 ,437 합 계 5,299 5,846 6,460 7,141 7,868 9,040 41,654 반도체 장비기업들은 실리콘사이클에 따른 경기변동에 대비하기 위해 대부분 디스플 레이 태양광 LED 장비사업에 진출하고 있음. 장비 Top 25기업 분석 결과 72%는 디 스플레이 장비, 36%는 태양광 장비, 20%는 LED 장비사업을 동시에 진행하고 있음. 또한 약 43%의 기업들은 3가지 이상의 분야에 관여하고 있는 것으로 나타남 <표 1-15> 주요 반도체장비기업 현황 (단위 : 억원, 명) 기업규모 기 업 주요 생산 장비 매출액 고 용 5,000억원 세메스 Track, 세정 7, 주성엔지니어링 증착, 식각 4, 에스에프에이 자동화 장치 4, 원익아이피에스 증착 3, 무진전자 세정, 스크러버 2, DMS 세정, 식각 2, 케이씨텍 세정 2, ,000 ~ 5,000억원 참엔지니어링 식각, 리페어 2, 이오테크닉스 레이저, 마커 2, 제우스 세정, 열처리 1, 세크론 Saw, 몰딩 1, LIG 에이디피 식각 1, 한미반도체 몰딩, 본딩 1, AP시스템 열처리 1, 피에스케이 Asher 유진테크 증착 <1,000억원 유니셈 스크러버, 칠러 에스앤유프리시젼 계측 870 테스 증착, 식각 출처 : KSIA 조사 2011 제2장 반도체장비 산업환경 분석 35

68 신성장동력장비 개발로드맵 국내 Top 10 기업과 글로벌 Top 10 기업을 비교하면, 인력은 8%, 매출은 9%에 불과 한 것으로 나타남 매출 인력 <그림 1-12> 글로벌 Top 10 장비기업과 국내 Top 10 장비기업의 비교 <표 1-16> 국내 반도체장비기업의 글로벌 순위 순 위 증감율 업 체 명 2009년 2010년 2009년 2010년 SEMES 2% 160% Hanmi Semiconductor -40% 295% Jusung Engineering 10% 140% PSK -54% 216% Charm 53% 313% KC Tech -62% 228% * Gartner

69 1. 반도체장비 개발로드맵 종합적인 기술경쟁력 수준은 약 65% 정도로 평가하고 있음 <표 1-17> 주요 장비별 국내 기술수준 분 야 중요도 25% 50% 75% 기술수준 산업경쟁력 노광장비 PR 처리장비 식각 장비 세정건조 장비 열처리 장비 CVD PVD 연마장치(CMP) 측정분석 장비 검사장비(Tester) 조립 장비 * COSAR 조사결과 2009 가치사슬 분석 제품 개발 절차 기업 유형 종합 반도체 회사(삼성전자, 하이닉스 등) Fabless 1) Foundry 2) 조 립 3) 검 사 4) 반도체 제조 장비 5) 반도체 재료 6) 1) 실리콘웍스, 엠텍비젼 등 120개사 2) 동부하이텍 등 3) 앰코코리아, 하나마이크론 등 5개사 4) 아이테스트, 네패스 등 10개사 5) 세메스, 주성엔지니어링 등 111개사 6) 실트론, 동진세미켐 등 34개사 <그림 1-13> 반도체 산업 가치사슬 및 우리기업 분포 제2장 반도체장비 산업환경 분석 37

70 신성장동력장비 개발로드맵 제3장 반도체장비 개발전략 1 SWOT 분석 및 당면현안 1.1 SWOT 분석 강점(Strength) 풍부한 국내 수요처 (전세계 시장의 20% 이상을 유지) 기술저변의 지속적 발전 (국가R&D 지원의 결과 상당수준까지 업그레이드됨) 약점(Weakness) 원천기술 취약 관련 부품소재 기술 열세 기회(Opportunity) 지속적인 한국시장의 규모유지 450mm 대구경 전환에 따른 업계판도 완전재편 가능 위협(Threat) 선진국(사)의 특허위협 선진사의 단가 인하에 따른 지속경쟁 불가 고급인력의 신규 진입에 애로 1.2 당면현안 반도체장비산업이 소자기업의 원가절감을 위한 수단이 아닌 자체경쟁력을 보유한 성 장가능산업으로 거듭나기 위해서는 글로벌화를 반드시 달성해야 하고, 또한 구조적으 로 산업기반 강화가 필수적임 글로벌화 기술개발 전략을 위해서는 1) 글로벌 진출형 핵심장비 개발, 2) 장비완성도 제고를 위한 핵심부분품 개발, 3) 기술선도를 위한 원천기술 확보 및 4) 공급-수요기 업 수요연계를 통한 상용화 개발이 필요할 것임 산업경쟁기반 확충을 위해서는 1) 국내외 성능검증 시스템 확보 및 강화, 2) 글로벌 시장진출 지원체제의 마련, 3) 신규고용 확대 및 인력난 해소 4) 업체 대형화를 위한 자금 지원 등이 반드시 필요함 38

71 1. 반도체장비 개발로드맵 2 반도체장비산업의 발전 비전 2.1 비전 및 목표 비 전 2015년까지 시스템반도체와 장비산업에 본격 진입 시스템반도체 점유율 7.5%, 국산화율 50% 달성 반도체장비 점유율 13%, 국산화율 35% 달성 시스템반도체 장비부문 고용을 3.5만명에서 5.7만명으로 확대 세계 최고수준의 중소 중견 시스템반도체 장비기업 30개사 육성 세 부 목 표 국 내 생산액 세계시장 점유율 ('09년) ('15년) ( 20년) 시스템반도체 56억불 210억불 390억불 반도체 장비 13.6억불 56억불 142억불 시스템반도체 3.0% 7.5% 10% 반도체 장비 8.2% 13% 18% 고 용 시스템반도체 2.5만명 4만명 5.5만명 반도체 장비 1만명 1.7만명 2.5만명 전 핵심기술 전략적 개발 중소 중견 팹리스 장비 및 파운드리 대표기업 육성 략 중소 중견기업 중심 반도체 클러스터 구축 신규고용 창출 및 인력애로 해소 - 메모리 반도체 분야는 시장에 맡기되 정부는 기업애로 해소에 중점 지식경제부 시스템반도체 및 장비산업 육성전략 에서 발췌(2010년 9월) 제3장 반도체장비 개발전략 39

72 신성장동력장비 개발로드맵 2.2 중점 추진 전략 글로벌 진출을 위한 장비개발은 기존 국산화에서 진일보한 글로볼 수출지향 장비 (300mm)화 향후 적용과제인 450mm를 구분하여 추진해야 함. 글로벌 센터인 SEMATEC, IMEC, IBM Fab club 등과 협력을 강구해야 하며, 인텔 IBM 글로벌 파운드리 등 해 외 수요기업과의 공동개발도 지원 가능해야 할 것임 핵심부분품 경쟁력 확보를 위해서는 장비 부품기업을 포함한 컨소시움형 개발을 통 해 명확한 개발 spec.의 공유 및 성능검증의 기회 확보가 필요함. 제도적으로는 국산 부품채용 장비기업에 대해서는 세제 혜택 등을 부여하는 혁신적 우대조치가 요구됨 원천기술개발을 위해서는 도전적 창의적 과제에 대한 지원을 대폭 확대하여야 할 것 임. 아이디어 발굴 및 연구의지 고취를 위해 성실실패를 과감히 인정하는 문화가 정 착되어야 할 것으로 소규모 창의과제를 다수 지원할 필요가 있음 개발제품의 신뢰성 확보는 무엇보다도 시급한 상황으로 기존의 장비검증수준에서 한 단계 더 발전한 부품 및 관련소재까지 철저하게 검증할 수 있는 시스템의 마련이 요 구됨. 그간 추진되지 못한 부품재료의 기초성능(물성)평가 시스템을 마련하여 국책연 구소 및 공공인프라를 통해 검증할 필요가 있음 <그림 1-14> 반도체 부분품 소재 평가인증시스템 개념 40

73 1. 반도체장비 개발로드맵 3 반도체장비 전략품목 도출 3.1 공정/기능별 주요 장비 반도체장비는 패턴형성을 담당하는 전공정 장비와 조립 및 검사를 하는 후공정 장비 로 구분되고 있음. 현재 투자의 약 80%는 전공정 장비에 집중되고 있으며 기술개발 도 가장 활발하게 진행되고 있음. 이에 정부에서도 지금까지 전공정 장비 위주로 투 자해 왔으며 현재도 나노반도체장비원천기술상용화사업 을 통해 지원중에 있음 <표 1-18> 반도체 주요 장비 및 지원 현황 前 공 팹 공 정( 정) 後 공 조 정( 립) 공정 노광 식각 증착 열처리 측정/ 분석 조립 패키지 검사 장비 개요 주요 장비군 기능 국가 지원 Stepper/Scanner Track Etcher Asher CMP CVD PVD Furnace RTP Wafer Inspection Metrology Die Attacher Wire Bonding Molding M/C Laser Marker Burn-in 시스템 Memory Test 빛을 사용하여 웨이퍼위에 회로모양을 그리는 장비 노광에서 그려진 대로 식각을 통하여 모양을 만드는 장비 웨이퍼위에 특정 용도막(산화막, 절연막 등)을 증착하는 장비 열을 이용하여 웨이퍼내 물질을 균질하게 하거나, 증착하는 장비 웨이퍼내의 물질특성(두께, 성분 등)을 분석하는 장비 패턴이 그려진 웨이퍼를 절단 하여 밀봉하기 전까지의 장비 전자제품에 장착하기 위하여 밀봉하는 장비 칩의 불량여부를 판정하는 장비 無 (접근 난이) 산업융합원천 (장비상용화) 산업융합원천 (장비상용화) - 본사업 본사업 본사업 본사업 그간 정부지원은 시장이 크고, 파급력이 지대한 식각 및 증착장비 위주로 진행되어왔 으나, 최근에는 미세화의 진행에 따라 점차 중요성이 부각되는 측정분석 분야도 주요 한 분야로 인식되고 있음. 그러나, 여전히 노광장비 분야는 필요성은 인정되나, 개발 가능성 측면에서 굉장히 낮은 점수를 받고 있음 제3장 반도체장비 개발전략 41

74 신성장동력장비 개발로드맵 3.2 포트폴리오 분석 분석 방법 및 선정기준 핵심장비군별로 시장성, 기술성, 국산화 정도를 분석하고, 현재 핵심추진 정책 및 지 원내역을 감안하여 동 사업의 핵심 지원분야를 설정함 구 분 주요장비 시 장 성장성 시장성 기술성 국산화 점유율 기 술 성숙도 기술수준 수 입 대체효과 해 외 의존도 노광 Stepper/Scanner Track 中 5 中 5 上 5 식각 Etcher, Asher CMP 中 4 中 4 上 4 증착 CVD PVD 中 4 中 4 中 4 열처리 Furnace RTP 中 2 中 3 下 3 측정/분석 Wafer Inspection Metrology 上 2 下 5 上 5 조립 Die Attacher Wire Bonding 上 2 中 3 中 3 패키지 Molding M/C Laser Marker 上 2 中 4 中 3 검사 Burn-in시스템 Memory Test 上 2 中 5 上 4 * 점유율, 기술수준, 해외의존도는 1 ~ 5로 표시(5가 가장 높음을 의미) 포트폴리오 분석 결과 종합적으로 분석한 결과 전공정분야에서는 초미세 결함 검출 및 물성 분석을 위한 측 정/분석 장비군이, 후공정분야는 TSV로 대비되는 3D 패키징을 위한 조립, 패키지 장 비군이, 또한 검사 스피드 고속화 대응을 위한 검사장비군이 본 사업을 통한 핵심지 원 분야로 판단됨 42

75 1. 반도체장비 개발로드맵 3.3 전략품목 도출 앞선 종합분석 결과를 토대로 신성장동력장비개발사업을 통한 육성분야를 설정하였 으며, 각 분야별 전략 개발품목은 End User(반도체 제조기업)의 수요를 바탕으로 아래 와 같이 도출하였음. 각 분야별로 4개씩 도출하여 총 12개 장비를 아래와 같이 제시함 전략품목 주요 수요기업 Dark Field Inspection Tool 측정분석 장비군 TSV Contact Monitoring Tool TSV Auto Vision Inspection 검사장비군 조립/패키징 장비군 반도체 공정용 Optical CD 측정장비 800Mbps 고속 플래시메모리 테스터 200Mhz CIS tester DRAM/Flash 메모리 웨이퍼 테스터 4.5Gbps DRAM 테스터 Vacuum In-Line Printer Fluxless Reflow Chip to Wafer Bonder Wafer Mold System 삼성전자, 하이닉스반도체, 동부하이텍, 앰코테크놀로지 등 제3장 반도체장비 개발전략 43

76 신성장동력장비 개발로드맵 제4장 반도체장비 개발로드맵 1 MI 장비 분야 1.1 웨이퍼용 측정계측 장비 박막 두께(film thickness) 측정 장비 현재 Metal 두께를 Thin ~ Thick을 정확히 측정할 수 있는 All in one 설비가 없음. 두께 대역별로 서로 다른 설비가 강점을 가지고, Barrier Metal + Metal 조합 경우는 거의 분리 측정이 불가능함 두께 측정 장비의 구조나 여건상으로 모든 물질의 두께 측정은 힘들 것 같고 layer에 대한 특화된 설비군으로 분리 측정하는 방법론이 필요함. 그래서, 장비업체에서는 이 점을 고려하여 개발이 요구됨 비 Metal 계열 쪽은 SE 개선으로 효과를 보고 있으나, Metal 두께 측정에는 우수한 장비나 해결책임 없는 상황임 Sonic을 이용한 장비가 metal 두께에 효과적이나 최근 device 개발에 필요한 metal 두께 측정에 한계를 보이고 있음. XRF와 같은 X-ray tool을 이용하거나 optic 기술을 이용한 간접적인 방법으로 monitoring 하고 있음 CD(Critical Dimension) 측정 장비 CD-SEM의 경우 1.5 nm이하의 resolution 구현에 어려움을 겪고 있음. 물리적인 한계 라고 장비업체에서 이야기되고 있는 상황임 He-ion Microscopy와 CD-AFM이 대체 tool로 이야기되고 있는 상황임. 그러나 resolution관점뿐만 아니라 throughput에 대한 need 역시 무시 못 함에 따라 CD-SEM 의 resolution 향상에 기대하고 있음. 국외 두 업체가 major인데 AMAT는 개선의 의 지를 보이고 있음. 1 nm 이하도 가능하다고 함 또한 산포 측정이 중요한데 현 CD-SEM의 기술적 한계로 throughput 향상에 문제가 있음 44

77 1. 반도체장비 개발로드맵 CD-SEM 영상나 다른 전자빔 영상을 이용하여 multi-point CD 측정하는 기술이 개발 중이고 웨이퍼 검사 tool을 이용하여 full wafer CD를 측정하는 기술 개발 중 Pattern profile(ocd) 측정 장비 20 nm 이하의 미세 패턴 측정을 위한 기술 개발 및 측정 한계 평가가 필요함 Cell 직접 측정을 위한 3D OCD 기술 개선이 필요하며 그에 따른 많은 계산량으로 인해 Server PC 의 성능 개선 및 분석 알고리듬의 속도향상이 필요함 측정의 정밀도 향상을 위해 기존 일반적으로 사용되던 Stokes vector에서 Mueller matrix를 통한 분석이 시도 중이며 VUV 대역까지 파장을 확장 하거나 Multiple Azimuth angle을 사용하는 평가가 진행되고 있음 분석장비 LOGIC제품에서 SiGe내 B 농도측정의 경우 cm 2 당 E14 수준으로 미량의 경원소 분석 을 요함 EPMA의 경우 x-ray를 좀 더 집적 시킬 수 있는 방안을 연구 중임. crystal의 표면 처 리와 곡률 디자인을 연구 중임 GATE 단위의 local stress를 측정 하는 것이 최종 목정임. 하지만 micro raman의 경 우 focused laser의 spot이 1 μm 정도이며, XRD는 이보다 훨씬 큰 수백 μm 수준임 Line & space와 같은 단순화 시킨 모니터링 패턴을 웨이퍼상에 준비하여 1 μm 영역 의 평균치를 검사하는 방법을 모색하고 있음. 현재는 파괴 검사인 NBD(nano beam diffraction)로 대체하고 있는 실정임 대구경화(450mm) 계측 장비 대구경화 계측 장비는 Process 장비와 다르게 기본적으로 기술적인 난제는 없으나, Stage를 비롯한 장비 향적인 면에서 커짐에 따른 Throughput issue의 극복 필요함 계측 분야에서 particle counter 장비는 대구경화 개발이 시작되었으며, 다른 계측장 비는 사용시점이 결정되면 개발을 진행할 것으로 보임 대구경화 계측 장비는 450mm 용 고성능 및 고효율 반송 로봇 제어 모듈, 450mm 용 High Precision stable stage, 영상처리용 high speed computing 기술 개발 그리고 Throughput issue 해결을 위한 기술 개발 등이 필요함 제4장 반도체장비 개발로드맵 45

78 신성장동력장비 개발로드맵 a. 매크로 로드맵 매크로 로드맵 (주요 트랜드) 구 분 2011 현기술수준 (현재) 상 중 하 Vision Wafer Size 300 mm mm 해당무 Patterning 193mm I-Litho. OCD/ EUV Method DPT CD-SEM ISO Structure Shallow Trench Isolation OCD Structure 3D Structure(Tecess Array FET/FinFET/3D-FET 등) OCD Gate Gate Ox. High-K Material Thickness Electrode Metal Cap. Structure CS (ff/cell) Top Electrode Capacitor Dielectric Bottom Electrode Cylinder/Pedestal MIM Pedestal MIM TiN TiN OCD/ CD-SEM Electrical Tool / X-Ray b. 마이크로 로드맵 단기개발 로드맵 (장비 Spec) 구 분 Tool to Tool Matching R ep e a t a b li l t y <표 1-19> 박막 두께(film thickness) 측정 장비의 마이크로 로드맵 Single Ox, Nit[Å] Single Ox, Nit[%] ONO Stack[Å] Single Ox, Nit[Å] Single Ox, Nit[%] ONO Stack[Å] Beam Spot Size [μm] Throughput [WPH] 2011 현기술수준 비고 (현재) 상 중 하 <0.4 <0.4 <0.3 <0.3 < Å <1.25 <1.25 <1.0 <1.0 < Å Å O: 2.2 N: 1.2 O: 0.7 O: 2.2 N: 1.2 O: 0.7 O: 2.0 N: 1.0 O: 0.5 O: 2.0 N: 1.0 O: 0.5 O: 1.7 N: 0.8 O: 0.3 Ox( 500Å)/ Nit( 200Å)/ Ox( 200Å) 100 Å <0.15 <0.15 <0.1 <0.1 <0.08 <0.25 <0.25 <0.2 <0.2 < Å O: 0.4 N: 0.4 O: O: 0.4 N: 0.4 O: O: 0.3 N: 0.3 O: O: 0.3 N: 0.3 O: O: 0.2 N: 0.2 O: Å Ox( 500Å)/ Nit( 200Å)/ Ox( 200Å) SE Beam Spot Size 기준 Ellipsometry 13Pts/ WF기준 46

79 1. 반도체장비 개발로드맵 단기개발 로드맵 (장비 Spec) 구 분 Resolution [nm] Tool Uncertainty [nm] Tool to Tool matching [nm] HARC Monitoring Ability [A/R] Throughput [WPH] <표 1-20> CD 측정 장비의 마이크로 로드맵 2011 (현재) 현기술수준 상 중 하 비고 Max, Spatial Resolution, 국내업체 수준 낮음 국내업체 수준 낮음 L/S C/H ~ 25:1 ~ 30:1 ~ 40:1 ~ 50:1 20:1 Line/Space, 국내업체 수준 낮음 Contact/Hole, 국내업체 수준 낮음 HARC : High Aspect Ratio Contact, 국내 업체 수준 낮음 Pts/WF기준 구 분 Tem, R²기준 <표 1-21> Pattern profile(ocd) 측정 장비의 마이크로 로드맵 2011 (현재) 현기술수준 상 중 하 2D D 비고 국내업체 수준 낮음 단기개발 로드맵 (장비 Spec) Tool to Tool Matching [Å] Library Generation Time[Hrs] 2D D D D Å Depth 측정 시 장비간 측정값 Skew 500Å Depth 측정 시 장비간 측정값 Skew ISO(Active) Structure 기준 ISO(Active) Structure 기준 MAM [Sec] 2D D 국내업체 수준 낮음 제4장 반도체장비 개발로드맵 47

80 신성장동력장비 개발로드맵 <표 1-22> 분석 장비(X-Ray 장비군)의 마이크로 로드맵 단기개발 로드맵 (장비 Spec) XRF XRD XRR XPS 구 분 경원소 측정 한계 [atom.cm2] Beam Size [μm] Spatial Resolution [μm] Depth Resolution [nm] 2011 (현재) 현기술수준 상 중 하 >E15 >E14 >E14 >E13 >E13 >E >10 >8 >6 측정두께 Range[nm] 2 ~ ~ ~ ~ ~ ~ 200 Beam Size [μm] Throughput [μm] 측정응용 Throughput [μm] N, O Zr, Al N, O Zr, Al Hf, La, O, Zr, Al Hf, La, O, Zr, Al Hf, La, O, Zr, Al Hf, La, O, Zr, Al 비고 국내업체 수준 낮음 Micro X-Ray Beam 국내업체 수준 낮음 국내업체 수준 낮음 두께, 농도, 결정 화도 따라 의존 국내업체 수준 낮음 국내업체 수준 낮음 국내업체 수준 낮음 국내업체 수준 낮음 <표 1-22> 분석 장비(Rs 및 Raman Spectroscopy 장비)의 마이크로 로드맵 구 분 2011 (현재) 현기술수준 상 중 하 비고 Resistivity Measur. Range [ml-cm] 310 ~ ~ ~ ~ ~ ~ 2.5 Manual 장비 는 판매 중 단기개발 로드맵 (장비 Spec) Rs 장비 Raman Spectr o Scopy 장비 측정 Accuracy [Ω/sq] Probe Head [ea] Spatial Resolution Mapping Speed [ms/pt] Shift Accuracy [ ] Special Option ± ± ± ± ± ± >4 >6 >8 >10 >10 >10 <20nm <15nm <5nm <2nm <1nm <1nm <3 <2 <2 <1 <1 < Pattern Recognition, Nanomapping, Multi Laser Exchange, SNOM Raman, AFM + Raman 국내업체 수준 낮음 국내업체 수준 낮음, Probe Head Auto Exchange 기준 국내업체 수준 낮음 국내업체 수준 낮음 국내업체 수준 낮음 국내업체 수준 낮음 48

81 1. 반도체장비 개발로드맵 1.2 웨이퍼용 검사계측 장비 Bright-Field 검사 장비 BF 검사 장비의 핵심 요소 기술 과제는 패턴의 미세화에 따른 very small physical defect 검출에 관한 기술임 가능한 resolution을 좋게 하여 미세 패턴에 대한 구분 능력을 확보하는 것이 중요하 지만 optic의 구조상 resolution에 대한 물리적인 한계가 있기 때문에 장비업체에서는 결함의 검출력을 높이기 위한 알고리듬의 개발과 detection signal을 높이는데 주안점 을 두고 기술 개발을 진행하고 있음 Light Source 연구의 경우 극비로 취급하고 있음. Lamp자체의 광량을 늘릴 수는 없 으며 웨이퍼단에 대한 damage도 고려하여야 하며, lamp의 가격도 비싼 상황임 Wavelength나 intensity 한계의 극복을 위해 위에서 언급된 사항이외에 aperture를 이용하여 detector로 들어가는 signal을 선택적으로 조정하는 방향의 기술 개발이 이 루어지고 있음 Dark-Field 검사 장비 DF 검사 장비의 경우 현재 tool의 성능이 비약적으로 높아짐에 따라 장비 가격이 높 아지고 있음 DF의 장비 특성상 high throughput을 지향하는데 이럴 경우 sensitivity는 낮아지게 됨. Sensitivity를 높이기 위해 noise를 줄이는 기술이 필요하고 signal의 강도를 높이 는 기술도 필요함 High N/A detection 기술과 알고리듬 개발을 통해 noise를 줄이고자 하는 시도를 진 행하고 있음 전자빔 검사 장비 EBI(Electron Beam Inspection)의 특성상 throughput 향상 기술이 지속적으로 요구 됨. 동시에 high resolution에 대한 need가 있기 때문에 양쪽을 같이 보아야 하는 어 려움이 있음 Throughput 기술 극복을 위해 여러 가지 기술이 대두되고 있으나 가장 현실성 있는 기술은 multi-column 기술로 오래 전부터 연구해오고 있음 제4장 반도체장비 개발로드맵 49

82 신성장동력장비 개발로드맵 국내외에서 10여전부터 연구를 해왔으나 최근 1 ~ 2년 사이에 많은 진척이 있으며, multi-column 기술 개발은 국내 반도체 및 주변산업의 발전에 영향이 큰 분야임 Resolution의 한계를 극복하기 위해 Gun과 column design을 바꾸는 등 beam source단에서 기술 개발이 진행되고 있음 관련 국내 장비 기술의 수준이 매우 낮으므로 이에 대한 국가적인 대응책이 필요 Particle counter 장비 20 nm 이하의 파티클 관리가 요구되고 있으나 DUV를 사용하는 차세대 기술조차도 20 nm이하는 어려움이 있음 BF나 DF와는 달리 알고리듬 만으로 S/N ratio를 높게 하는 것에 한계가 존재함. Light intensity 증대나 detector 개발같이 H/W 기술 개발이 요구됨 TSV contact monitoring 장비 TSV는 신공정으로 현재 세계적으로 개발 중인 상태이며 계속하여 시장이 확대될 것 으로 예측되고 있어 분야이지만 기술 확보가 미흡한 상태임 20 : 1의 Aspect ratio(depth/top CD) 측정 가능한 광대역 광원의 contact monitoring 기술이 필요 a. 매크로 로드맵 50

83 1. 반도체장비 개발로드맵 b. 마이크로 로드맵 <표 1-23> Bright Field 검사 장비의 마이크로 로드맵 <표 1-24> Dark Field 검사 장비(high-end)의 마이크로 로드맵 <표 1-25> Dark Field 검사 장비(low-end)의 마이크로 로드맵 제4장 반도체장비 개발로드맵 51

84 신성장동력장비 개발로드맵 <표 1-26> 전자빔 검사 장비의 마이크로 로드맵 <표 1-27> Particle Counter 장비의 마이크로 로드맵 <표 1-28> TSV contact monitoring Tool 52

85 1. 반도체장비 개발로드맵 1.3 마스크용 측정계측 장비 CD(Critical Dimension) 측정 장비 CD-SEM의 경우 웨이퍼의 경우와 비슷하게 1.5 nm이하 및 1.0 nm 이하의 해상도 구 현에 어려움을 겪고 있음. 장비회사에서는 물리적인 한계라고 함 마스크 CD-SEM의 경우 해상도뿐만 아니라 Charging Effect에 대한 개선이 필요한 상 황이며, 이를 개선하기 위하여 오존가스 주입이나 고진공 공정의 채택등 업체별 특화 기술을 사용하고 있음 해상도 및 생산성을 향상시키기 위하여 업체별로 많은 노력을 기울이고 있음. 주요업 체인 Advantest사의 경우는 Auto Pattern Matching 기술로 측정생산성을 향상시키기 위하여 애쓰고 있음 CD-SEM을 포함한 전자현미경을 이용하여 multi-point CD 측정하는 기술이 개발 중 이고, 마스크 검사장비로 전영역 마스크 CD를 측정하는 기술이 개발 중임 EUV 마스크를 위한 CD 측정을 위한 극자외선 산란 측정기술 등의 확보가 필요함 Phase/Trans 측정 장비 Phase/Trans 측정기술의 재현성 향상이 필요하며, 업체별로 다양한 재현성 향상 기술 을 개발하고 있음 패턴의 위치(Registration) 정밀도 측정 장비 실제 웨이퍼에서 사용되는 변경 조명계를 이용 ArF 193 nm 파장 광원 개발 국소영역내 Image Matching을 통한 In Die Registration 측정 방법 개발 장비 측정 안정성 강화를 통한 재현성 0.5 nm 이하 수준 도달 동일 위치 외에 상이한 위치에서의 Overlay 비교 Tool 개발 EUV 마스크 Registration 측정 신뢰도 향상 제4장 반도체장비 개발로드맵 53

86 신성장동력장비 개발로드맵 a. 매크로 로드맵 매크로 로드맵 (주요 트랜드) 구 분 ITRS Roadmap [nm] 2011 (현재) 현기술 수준 상 중 하 Mask 종류 Quartz Mask Quartz / EUV Mask 측정 Precision(3σ) [nm] 패턴 측정 재현성 [nm] 0.45 ~ ~ ~ ~ 비 고 b. 마이크로 로드맵 <표 1-29> CD 측정 장비의 마이크로 로드맵 단기개발 로드맵 (장비 Spec) 구 분 ITRS Roadmap [nm] Precision(3σ) [nm] stage Accuracy [nm] Throughput(100 point 기준) [min] 2011 (현재) 현기술 수준 상 중 하 0.45 ~ ~ ~ 0.2 O ±75 ±50 ±35 O O 비 고 <표 1-30> Pattern Registration 측정 장비의 마이크로 로드맵 단기개발 로드맵 (장비 Spec) 구 분 광원 파장 (nm) 측정 재현성 (nm) 2011 (현재) 현기술 수준 상 중 하 비 고 54

87 1. 반도체장비 개발로드맵 1.4 마스크용 검사계측 장비 Mask pattern Inspection 장비 Mask pattern Inspection장비의 기술과제는 ArF 광원을 이용한 해상력 증대와 EUVL 마스크 대응기술에 대한 선택으로 구분 된다. 광학(투과식) 마스크에 대한 패턴검사 장비용 광원의 한계는 ArF광원으로 정리되고 있으며 각 제조업체에서는 광원의 안정 성, Optic Mirror기술 향상, Signal to Noise 비의 향상을 통해 해상력을 증가시키고 더욱 작은 크기의 패턴결함을 검출할 수 있도록 개발 중, 해상력을 증가시키기 위해 Scanner장비에서 활용하는 Off Axis Illumination 기술을 접목시켜 Design node HP 20 nm 이하 마스크 검사에 대응 예정임, 또한 주 패턴보다 작은 SRAF(Sub Resolution Assist Feature)에 대해 False Alarm을 최소화하는 알고리듬개발에 대한 투자도 진행 중임 ArF 이후 마스크 패턴검사장비 사용 광원에 대해서는 EUV(Actinic) 또는 전자빔이 거 론되고 있으며 해상력과 Through-put 관점에서 각 제조업체별로 차세대 마스크 패턴 검사장비용 광원에 대한 기술검토 및 전략적 선택을 진행중임 Mask Macro Inspection 장비 Mask Macro Inspection 장비는 저비용 고효율 장비개발에 대한 요구에 따라 Throughput개선 및 파티클 검출력 개선을 위한 과제들이 진행중임, 또한 Mask Pattern Inspection 장비의 일부 기능을 접목시켜 Frame 부 DB검사, Align Key Define검사, 패턴이동 검 사 등의 기능을 추가하여 end user의 요구에 맞는 기술개발이 이뤄지고 있음 Fusion Inspection 기술 Fusion Inspection에서는 기존의 CDU 계측 및 Image Placement 계측 기술의 재현성 및 정확성을 높이는 것이 당면과제임. 또한 패턴 + 매크로검사 등 패턴 Inspection 장 비의 장비성능이 높아짐에 따라 타 검사장비가 갖는 기능을 추가하여 좀더 다양한 기 능을 갖는 Fusion Inspection장비 개발이 필요함 제4장 반도체장비 개발로드맵 55

88 신성장동력장비 개발로드맵 Aerial Imaging Inspection 장비 Aerial Imaging Inspection장비는 32 nm 이하 패턴에 대한 예측 정확도 및 해상도 향 상. 분석 데이터의 자동화에 대한 기술과제가 있으며 EUVL에 대한 패턴 예측기술(장 비)에 대한 투자가 이뤄지고 있음, 특히 EUVL Aerial Inspection 장비는 광원과 Optic, Stage개발 등에 많이 기술적 과제들이 존재하며 설비 업체 및 반도제 제조회 사들이 Consortium을 구성하여 개발 로드맵에 대응하고 있음 a. 매크로 로드맵 마크로 로드맵 (Defect size) 구 분 ITRS Roadmap [nm] 2011 (현재) 현기술 수준 상 중 하 Mask 종류 Quartz Mask EUV Mask Defect Size(nm) 비 고 b. 마이크로 로드맵 <표 1-31> Mask pattern 검사장비의 마이크로 로드맵(Aerial) 구 분 2011 (현재) 현기술 수준 상 중 하 비 고 ITRS Roadmap [nm] 단기개발 로드맵 (장비 spec.) 검사 방법 Pattern/ Aerial Pattern/ Aerial Pattern/ Aerial Pattern/ Aerial 검사파장(nm) 257/ Pattern/ Aerial 193/ 13.5/ Ebeam 감도(nm) Scan time(hrs) <3 <3 <3 <3 <3 <표 1-32> Mask substrate 검사장비의 마이크로 로드맵 단기개발 로드맵 (장비 Spec) 2011 현기술 수준 구 분 (현재) 상 중 하 광원 파장(mW) / 광원 power(mw) / 검사 감도(nm) / 비 고 56

89 1. 반도체장비 개발로드맵 <표 1-33> Fusion Inspection 검사장비(CDU)의 마이크로 로드맵 단기개발 로드맵 (장비 Spec) 구 분 2011 (현재) 현기술 수준 상 중 하 Precision(3s) [%] O 비 고 2 테스터 분야 2.1 메모리 테스터 금년의 가장 큰 보완사항은 급격한 수요증가를 보이고 있는 Mobile DRAM 및 High Speed Nand 분야로 DRAM부분에서는 LPDDR3(1.6Gbps) 제품의 출시 시기가 변경되 었으며, Nand 부분에서는 고속 무선 통신 4G(LTE) 전환에 따른 High Speed Nand 제품의 동작 속도 및 향후 Trend가 변경되었음. 2011년 3월에 발표된 Open NAND Interface(ONFI) 3.0 에서 DDR2 기반으로 400Mbps 가 채택(토글(Toggle) DDR 2.0) 되었음. 또한 2013년에는 800Mbps로 Memory업계나 Tester업계가 예측을 하고 있음. 2013년 이후에는 대략적으로 Nand Speed Trend를 볼때 1.6Gpbs 정도의 속도 경향 이 예상되어 작년 로드맵대비 급격하게 NAND의 속도가 증가되었음 웨이퍼 테스터(wafer tester) 테스트 핵심 기술에 대한 해외 의존도가 크며 RA 및 주요 ASIC 소자에 대한 기술 개 발이 필요함. 최근 Parallel 증가 및 TSV 제품을 위한 Wireless(무선) 방식의 Probe CARD기술에 대한 연구가 이루어지고 있음 <표 1-33> 매크로/마이크로 로드맵 웨이퍼 테스터 DRAM NAND 구 분 (현재) 현 기 술 수 준 상 중 하 Speed(Mbps) M ain& G rap hic/m o b ile 200/ / / / /1066 Parallel Drive shared x6 x8 x8 I/O interface SE SE SE Command Pa ra lle l Power noise 15mV 12mV 12mV AFM size >300G 지 속 증 가 (DDR/Double strobe. Parallel 증 가 cover) Power pins 2/4 2/4 Speed (MB/s) Parallel 512/ /768 Drive shared X4/x8 X4 /x8 Density (Mono) 64/128Gb 32/64Gb 64/128Gb 64/256Gb VDD (V) 1.8/3.0/ /3.0/3.3 IO in te rfa c e Asy/Synch Asynch/Synch AFM size >300G 지 속 증 가 (Density & Parallel 수 용 ) Vision Package tester보 다 국 내 기 술 열 악. Mobile KGD Speed Tester 필요 Package tester보 다 국 내 기 술 열 악. 제4장 반도체장비 개발로드맵 57

90 신성장동력장비 개발로드맵 2013년의 병렬처리 수1000개(2010년)에서 1500개로 변경됨. Density가 지속 증가하 는 상황에서도 Wafer당 Die수가 같이 증가하는 문제를 해결하기 위한 방안들이 지속 적으로 요구되는 단계임. 이를 위한 업계의 기술 개발 Trend로 보면 현 시점에서도 과거 예측한 수준이 달라지고 있음. 생산성 확보를 위한 핵심 기술인 Channel Shared기술 Trend 고려시 2013년으로 예측했던 1000개의 도입 시기가 앞당겨 질 것 으로 판단되며, 이에 대한 기술적인 방안들이 2013년에는 1500까지도 가능할 것이라 는 판단이어서 1000에서 1500으로 증가함 패키지 테스터(package tester) Mobile 제품 증가에 따른 wide I/O 장비 및 High Speed Nand 제품 지원을 위한 NAND Tester의 Speed 성능 개선이 요구됨 <표 1-34> 매크로/마이크로 로드맵 패키지 테스터 DRAM NAND 구 분 Speed (Gbps/Mb ps(m) Main DDR3 1.6G Graphic GDDR5 5G Mobile DDR2 400 DDR3 1.6G GDDR5 5G DDR (현재) DDR3 1.8G DDR4 2.1G GDDR5 6G LPDDR DDR3 1.8G DDR4 2.1G GDDR5 6G LPDDR2 800 DDR3 2.1G DDR4 2.4G LPDDR LPDDR3 GDDR6 7G DDR4 3.2G Wide I/O LPDDR3 현 기술수준 상 중 하 Parallel 512 Drive shared x4 x8 Power noise 6.0 mv 6.0 mv Power pins(m/mobile) 2/4 2/4 VIL/VIL(DDR2/3/4) 200/150/ /150/125 IO interface (Main-M) SE SE Command (Main-M) Para/Fram e Parallel / Frame Speed (MB/s) Density (Mono) 32/64Gb 32/64Gb 64/128Gb 64/256Gb VDD (V) 1.8/3.0/ /3.0/3.3 IO interface Asy/Synch Asynch/Synch Parallel /1024 Drive shared X4/x8 x4/x8 AFM size > 300G 지속 증가 (Density & Parallel 수용) Vision High Speed Tester 개발 요구됨 Mobile전용 Full I/O 장비 개발 요구 효율(Cost) 있 고, 생산성 있 는 맞춤형 장 비개발필요 NAND speed가 크게 증가함. 2011년 3월에 발표된 Open NAND Interface(ONFI) 3.0 에서 DDR2 기반으로 400Mbps 가 채택(토글(Toggle) DDR 2.0)되었음. 또한 2013년 800Mbps로 Memory업계나 Tester업계가 예측을 하고 있음. 2013년 이후에는 대략적으로 Nand Speed Trend를 볼 때 1.6Gpbs 정도의 속도 경향이 예상됨 58

91 1. 반도체장비 개발로드맵 2.2 시스템IC 테스터 국내의 시스템 IC tester는 완전히 불모지로서 국내 제품 개발이 요구됨 시스템 IC tester 진입 타겟으로 CIS tester 국내 개발을 제안함. CIS tester는 소수의 업체가 CIS tester 분야를 독점하고 있는 상황으로 tester 분야의 새로운 blue ocean 분야로 판단됨. CIS tester 진출을 발판으로 SOC tester에도 진출할 수 있으므로 향후 시스템 LSI 테스터분야에 획기적인 출발점이 될 것으로 판단됨 System IC에서는 보다 많은 channel/dps보드/awg보드를 지원하면서, high frequency 에서 안정적인 성능을 보이는 Tester의 개발이 필요함 u-processor, network-process, Enterprise switch PC graphics / chip sets, Wired networking Set top / Satellite, Cable modem <표 1-35> 매크로/마이크로 로드맵 시스템IC 테스터 구 분 현 기술수준 Vision 상 중 하 Pins Speed(Gbps) channel drive & receive Full differential IO interface Synch Hard disk/dvr, DSL, CD/DVD RW/RAM Cellular baseband, Cellular wireless Video/audio/MPEG, WiFi/WiMax, Bluetooth, GPS RF/MB, Automotive power, Standard analog LCD/LED driver, Battery mangement Microcontrollers, PLD/FPGA RFID Smart Cards Speed(Gbps) channel drive & Differential Full differential receive IO interface Synch drive/ compare(v) Data rate for full swing input(mhz) # of DPS channel drive/ compare(v) Bandwidth Carrier Freq (GHz) 24/48 30/60 40/80 60/ (16A) 12 (25A) 16 (40A) 16(60A current range) 24/48 30/60 40/80 60/ ~ 500 Mhz 40 ~ 700Mhz 40 ~ 800Mhz 40Mhz ~1Ghz 제4장 반도체장비 개발로드맵 59

92 신성장동력장비 개발로드맵 3 조립 장비 분야 Package의 박형화와 함께 Chip 적층 Wafer의 두께는 박형화되고 있으며, 2016년에는 일반제품에서도 50μm 정도까지 박형화가 진행될 것으로 예측되고 있어 Wafer 박형 가공기술 개발이 활발히 이루어지고 있음 Thin Wafer Handling 기술이 매우 중요해지고 20μm까지 Damage 없이 Handling 할 수 있는 기술개발이 이루어지고 있음 Back Grinding 보다 먼저 Dicing공정을 진행하는 방법의 연구가 진행되고 있으며, Die bonder는 50 μm 이하의 thin die handing 기능이 주로 해외 주요 업체에서 개발 되고 있고 새로운 Idea가 요구되고 있음. Wire Bonding 기술에서 Flip Chip Bonding 기술로 전환이 진행 중이며, Flipchip bonder는 thermo-compression, ultrasonic bonding, metal-to-metal 기술 등의 새로운 장비의 개발이 진행중임. 원가 경쟁력 확 보를 위한 합금 Wire, Wire Diameter 축소 기술 개발 진행 중으로 Pad pitch는 지속 적으로 줄어들 것으로 예상됨. 다만 Wire Die Size는 더 커질 것으로 예상되지 않음. 다만 FC Boniding Accuracy는 2012년에 1um급으로 줄어드는 것은 무리가 있음 High Density를 구현하기 위하여 PoP(Package-on-Package), Multi-Stack Package등 이 개발되어 사용되고 있음. 따라서 이들이 공통적으로 채용하고 있는 Low Profile, High Density, Complex Interconnection을 위하여 Thin Chip, High I/O등의 요구조 건을 만족시킬 수 있는 Molding기술/Encapsulation 기술이 지속적으로 개발 중임 Thin하고 3D Stack에서 사용가능한 재료들의 개발역시 중요해지고 있음 <그림 1-15> Interconnect Trends 60

93 1. 반도체장비 개발로드맵 3.1 웨이퍼 가공장비 Chip이 얇아짐에 따라 기계적 강도(Chip Strength)가 현저히 저하되고 있으며 Grinding, Handling시 Warpage 에 의한 Damage 가능성이 높아지고 있으며, Wafer 박형 가속화 및 Low K, Cu 배선 등의 Sawing 환경 변화로 기존의 Blade Sawing 기 술의 한계 발생으로 새로운 Sawing Solution 개발이 요구되고 있음. Thinning 에 따 른 Edge Crack 및 Under 30μm Wafer handling 기술과 정전기 대응기술이 요구 a. 매크로 로드맵 구분 현 기술수준 상 중 하 Vision 소자 변화 (Half Pitch) (nm) DRAM 해당무 MPU 해당무 Flash 해당무 재질/ 구조 W/FT 60um(40) W/FT 50um(30) 40um(20) 일반제품 `Thin W/FT 35um Thin W/FT 25um 15um Special 제품 S/L 60um S/L 50um S/L 40um S/L 30um 매크로 로드맵 (주요 트랜드) B/G 기술 Mechanical Plasma Mechanical + Plasma/Chemical Stress relief Polishing D/S 기술 Fine Mesh Wheel B/G ~ W/S Inline System Stealth Laser+ Blade Stealth Laser +Plasma b. 마이크로 로드맵 <표 1-36> Back Grinding 구분 현 기술수준 상 중 하 비고 소자 변화 (Half Pitch) (nm) DRAM 해당무 MPU 해당무 Flash 해당무 W/F t (um) Typ.(Min.) Thin W/F t (um) Typ.(Min.) 60(40) 60(40) 50(30) 50(30) 50(30) 40(20) 일반 35(10) 35(10) 25(10) 20(10) 20(10) 15(10) Special 단기 개발 로드맵 (장비 Spec) Wafer Size (mm) Wafer t 가공능력 (um) TTV (um) Polishing Method Dry/ Wet Dry/ Wet Dry/ Wet Dry/ Wet Dry/ Wet Dry/ Wet Wafer t measurement Non Contact Gauge (IR Laser Thickness Gauge) 제4장 반도체장비 개발로드맵 61

94 신성장동력장비 개발로드맵 <표 1-37> Dicing Saw 구분 현기술수준 상 중 하 비고 소자 변화 (Half Pitch) (nm) DRAM 해당무 MPU 해당무 Flash 해당무 W/F t (um) Typ.(Min.) Thin W/F t (um) Typ.(Min.) 80(45) 60(40) 60(40) 50(30) 50(30) 40(20) 일반 35(10) 35(10) 25(10) 20(10) 20(10) 15(10) Special 단기 개발 로드맵 (장비 Spec) 최소 Dicing Line (um) Wafer Size (mm) Wafer t 가공능력 (um) Thin Wafer에 대한 설비능력 Chipping (Chip t 기준) 10% Chip Damage Free 3.2 Interconnection 장비 Die bonder는 Big die size(memory case), Thin die( 50 μm) 기술, Wire Bonder는 Bond pad pitch가 30 μm이하를 기준으로 초고속과 고정도(high accuracy)가 요구되 고 있으며, Thin Chip Overhang Bonding 기술과 Low loop Control 기술 및 Capa 향상 기술이 필요함. Flipchip bonder는 여러 가지 bump alloy 및 40μm bump pitch 등을 ultrasonic/ thermo compression/metal bonding등의 새로운 방식의 bonding을 위한 고정도 ±3 μm 이하의 장비가 요구됨 a. 매크로 로드맵 구분 현기술수준 상 중 하 Vision 소자 변화 (Half Pitch) (nm) DRAM 해당무 MPU 해당무 Flash 해당무 Bonding D/A Accuracy=± ±12.5 μm D/A Accuracy=±±10 μm W/B Accuracy= ±1.75 μm W/B Accuracy= ±1.25 μm Flipchip Bump Pitch=130μm Bump Pitch=120μm Bump Pitch=100μm 매크로 로드맵 (주요 트랜드) Adhesive Die Thick = 50μm Die Thickness = 40μm High thermal paste High thermal paste = 3 watt = 1-2 Watt Thin Film = 10um Thin Film = 5um Solder um Micro ball = 60 75um size Pb. Free alloy No clean flux Wire 15μm Wire Diameter = 12μm Low Loop Wire Multi-Low & Overhang 62

95 1. 반도체장비 개발로드맵 b. 마이크로 로드맵 <표 1-38> Bonding <표 1-39> Flipchip Bonding 구분 현기술수준 상 중 하 비고 소자 변화 (Half Pitch) (nm) DRAM 해당무 MPU 해당무 Flash 해당무 Bump pitch area array peripheral Bond Accuracy +/-3 +/-2.5 +/-2.5 +/-2.5 +/-2 +/-2 Die thickness 단기 개발 로드맵 (장비 Spec) SnPb/ Pb free Pb free Pb free Pb free Pb free Pb free Bump alloy Au-stud Cu Au-stud Cu Au-stud Cu Au-stud Cu Au-stud Cu Au-stud Cu pillar pillar pillar pillar pillar pillar C4 Y Y Y Y Y Y Thermosonic Y Y Y Y Y Y 개발중 장비 기능 Ultrasonic Y Y Y Y Y Y metal-tometal Y Y Y Y Y Y Inline with underfill Y Y Y Y Y Y 개발중 제4장 반도체장비 개발로드맵 63

96 신성장동력장비 개발로드맵 <표 1-40> Adhesive 구분 현기술수준 상 중 하 비고 소자 변화 (Half Pitch) (nm) DRAM 해당무 MPU 해당무 Flash 해당무 Film Thickness (um) 단기 개발 로드맵 (장비 Spec) Paste Thermal (Watt) Film over Wire Y Y Y Y Y Y Laser sawing Y Y Y Y Y Y Die thickness (um) <표 1-41> Solder 구분 현기술수준 상 중 하 비고 소자 변화 (Half Pitch) (nm) DRAM 해당무 MPU 해당무 Flash 해당무 Ball size (um) External Bump Ball pitch (um) 단기 개발 로드맵 (장비 Spec) Accuracy (um) Ball attach method Y Y Y Y Y Y Alloy Pb free / Binary Y Y Y Y Y Y Ternary Y Y Y Y Y Y Flux No clean Y Y Y Y Y Y 64

97 1. 반도체장비 개발로드맵 <표 1-42> Wire 구분 현 기술수준 상 중 하 비고 소자 변화 (Half Pitch) (nm) DRAM 해당무 MPU 해당무 Flash 해당무 Bonding 방식 Ball, Wedge Ball, Wedge Ball, Wedge Ball, Wedge Ball, Wedge Ball, Wedge 단기 개발 로드맵 (장비 Spec) 최저 Loop 높이 (um) 대표적 Wire 지름 (um) Capillary Tip 지름 (um) Capillary Material Wire 재료 Ceramic/ Ceramic/ Ruby Ruby Ceramic/ Ceramic/ Ceramic/ Ceramic/ Ruby Ruby Ruby Ruby Au, Al Au, Al Au, Al Au, Al Au, Al Au, Al Au합금 Au합금 Au합금 Au합금 Au합금 Au합금 Cu합금 Cu합금 Cu합금 Cu합금 Cu합금 Cu합금 Pad 재료 Al, Pd Al, Pd Al, Pd Al, Pd Al, Pd Al, Cu, Pd Lead Finger 재료 Bond Pad pitch (um) Ag, Au, Pd Ag, Au, Pd Ag, Au, Pd Ag, Au, Pd Ag, Au, Pd Ag, Au, Pd Encapsulation 장비 각 Chip과 Chip간, FlipChip과 Board등이 있는 Narrow Gap의 Filling 기술, Stress Free한 Large Area Mold, 박형화 하면서 발생하는 Warpage등의 Control 기술, Halogen Free(친환경) High Adhesion 재료 및 방법이 필요함 a. 매크로 로드맵 구분 현 기술수준 상 중 하 Vision 소자 변화 (Half Pitch) (nm) DRAM 해당무 MPU 해당무 Flash 해당무 Top Margin = 110 μm 90um Mold Compression (Powder/Liquid), Vacuum Printing (Liquid) Transfer, Pin Gate, Molded UF (Tablet Type) 매크로 로드맵 (주요 트랜드) Singulation Powder EMC Liquid EMC 친환경 EMC (Halogen Free) High Flow EMC Tolerance = 50 μm Tolerance = 25 μm Mechanical + Laser Ball Pitch = 300 μm Ball Pitch = 250 μm 200um Ball Size = 250 μm Ball Size = 200 μm 150um Ball Attach Method : Pick & Place Method : Printing 제4장 반도체장비 개발로드맵 65

98 신성장동력장비 개발로드맵 b. 마이크로 로드맵 <표 1-43> Mold 구분 현 기술수준 상 중 하 비고 소자 변화 (Half Pitch) (nm) DRAM 해당무 MPU 해당무 Flash 해당무 Top Margin (um) 형상 Method Powder/ Liquid/ Top Gate Powder/ Liquid/ Top Gate Powder/ Liquid Powder/ Liquid Powder/ Liquid Powder/ Liquid Powder/ Liquid 단기 개발 로드맵 (장비 Spec) 성능 Flash & Resin (Max< mil) Wire Sweeping (< %) PKG Warpage (mil/inch) <10 <10 <5 <5 <5 <5 <5 <3 <3 <2 <2 <2 <2 <2 <1 <0.5 <0.5 <0.5 <0.5 <0.5 <0.5 Filler Cut <45um <35um <30um <20um <20um <15um <15um <표 1-44> Singulation 구분 현기술수준 상 중 하 비고 소자 변화 (Half Pitch) (nm) DRAM 해당무 MPU 해당무 Flash 해당무 단기 개발 로드맵 (장비 Spec) 형상 성능 PKG Margin (um) Method PKG Roughness (um) PKG Alignment (1um) <- <- <- Blade+ Laser Blade+ Blade+ Blade+ Laser Laser Laser <- <- < <- <- < <- <- <- Cutting Speed (mm/s) <- <- <- 66

99 1. 반도체장비 개발로드맵 <표 1-45> Ball Attatch 구분 현기술수준 상 중 하 비고 소자 변화 (Half Pitch) (nm) DRAM 해당무 MPU 해당무 Flash 해당무 형상 Solder Ball Pitch <- <- 200 (um) 단자 형성 Ball 탑재 / 인쇄 / 도금/ Jet 방식 단기 개발 로드맵 (장비 Spec) 성능 Bonding 정밀도 (um) Ball Size (um) <- <- < <- <- 150 Flux Control (Ball Size 대비 %) <- <- <- 3.4 TSV-Wafer level 장비 급변하는 시장 상황과 SiP 기술의 다양한 이점으로 인해 최근 주요 칩 업체들도 관련 솔루션을 출시하거나 개발에 박차를 가하는 중이나, 장비 업체의 개발참여는 미진한 실정임 SiP공정을 적용한 일부 공정/Pakaging 기술이 삼성전자와 Amkor, 하이닉스 등을 중 심으로 확보되어 있는 상태이나 전체 integration 양산 공정기술은 시급히 개발이 추 진되어야 할 분야이며 또한 이에 대한 장비 기술은 해외에 100% 의존되고 있는 상태 임. 향후 전개되는 Wafer to Wafer의 wafer-level 3D integration 공정기술 및 양산화 기술은 매우 초보적인 단계의 기술적 성숙도를 가지고 있는 상태임 2D및 3D의 Wafer Level 에서의 Interconnection, Encapsulation, 가공기술, 측정기술 및 TSV를 이용한 다단 Stack 구조 및 공정을 활용하여 Application Products 발굴이 중요 제4장 반도체장비 개발로드맵 67

100 신성장동력장비 개발로드맵 a. 매크로 로드맵 구분 현기술수준 상 중 하 Vision 소자 변화 (Half Pitch) (nm) DRAM 해당무 MPU 해당무 Flash 해당무 재질/ 구조 Embedded Chip Flipchip Stack Hybrid Stack Stack C2W Wafer Level W2W SI 매크로 로드맵 (주요 트랜드) 2D WLP Line/Space = 15/15 Line/Space = 10/10 2 Die Stack >2 Die Stack 3D TSV Via Process (isolation, Seed, Cu fill) Stack Process (Package, Die, Wafer) b. 마이크로 로드맵 <표 1-46> 3D TSV Level 구분 현 기술수준 상 중 하 비고 소자 변화 (Half Pitch) (nm) DRAM 해당무 MPU 해당무 Flash 해당무 Max. Die Stack 2 >2 >2 <- <- <- 단기 개발 로드맵 (장비 Spec) Via Size (um) Via Pitch (um) TSV Max. Aspect Ratio <- <- <- TSV Si Thickness <- <- <- Via Middle 68

101 1. 반도체장비 개발로드맵 4 전략품목별 세부 개발전략 측정분석 장 비 명 개 요 적용대상 제 품 선정사유 핵심개발 기 술 핵심부분품 장비현황 Dark Field Inspection Tool Pattern상에서 공정 기인성 Particle 및 Abnormal Pattern을 검출하여 각 단위 공정의 이상 유무를 판단하는 장치 반도체 Memory 및 Logic Device에 모두 적용이 가능하며, LCD 및 LED산업 등에도 확장이 가능함 Pattern에 영향을 주는 미세 Particle을 검출하여야 하나 현재 미흡한 상태임 빠른 Throughput을 가지고 Pattern Defect을 동시에 검출 할 수 있는 Tool 필요 Macro/LCD/Bright Field/Wafer Edge Inspection 등 다양한 Application으로 추가 접근이 용이 Sensitivity : 60nm Particle 및 70nm Pattern 결함 검출 Throughput : >25WPH Repeatability : >95% Spatial Filter 초정밀 Stage Defect Detection Algorithm High Resolution Optic Module 높은 출력의 광대역 광원 국내 Auros사에서 국산화 장치(i27)를 개발 중이며 현 상태는 H/W개발 완료 후 S/W(Algorithm) 개발 중임 개발기간 2012 ~ 2013년(2년) 소요예산 40억원(20억원/년) 기대효과 Yield에 영향을 주는 미세 Particle/Pattern Defect 검출 및 Monitoring 가능 Detection Algorithm/Digital Signal Processing 등 S/W관련 핵심기술 확보 광원/Optic/Detector 등 H/W관련 핵심 기술 확보 LCD/LED/Macro/Bright Field/Wafer Edge Inspection 추가 접근 가능 제4장 반도체장비 개발로드맵 69

102 신성장동력장비 개발로드맵 장 비 명 개 요 적용대상 제 품 선정사유 핵심개발 기 술 핵심부분품 장비현황 TSV Contact Monitoring Tool TSV공정에서 TSV Contact의 Depth 및 Top CD & Bottom CD, Contact Profile 등을 측정/검사하는 장치 적층형 반도체, 웨이퍼 삼차원 패키징 TSV는 신공정으로 현재 세계적으로 개발 중인 상태로 향후 시장이 확대 될 것으로 판단됨 TSV 측정/검사 기술은 공정개발과 양산적용에 필수적이나 현재까지는 기술 확보가 미흡한 상태임 TSV Aspect ratio(depth/top CD) : > 20:1 TSV Top CD : < 2μm, Depth : < 200 μm TSV Depth Resolution : ~ 1nm TSV CD Resolution : ~ 1nm Repeatability : < 1Sigma Throughput(MAM) : < 1Sec 광대역 광원 실시간 측정 간섭 현미경 모듈 고속 분광기 고속 분석 알고리즘 반도체 신공정 장치로 세계적으로 개발 완료된 몇몇 회사외 대부분의 회사에서 개발이 진행 중 몇몇 국내회사에서 장치개발 진행 중(시제품 제작) Gartner의 장치 지출 예상(2014년 6436억원)을 보면 관련 시장이 지속적으로 확대될 것으로 예상함 Nanometrics( 美 國 )사에서 TSV 측정/검사장치를 최근 출시함(2011년, 백색광 간섭계 장치) 개발기간 2012 ~ 2013년(2년) 소요예산 30억원(15억원/년) 기대효과 TSV 신공정 개발 및 양산적용에 기여 TSV Contact 측정/검사관련 핵심기술 확보 TSV Contact Monitoring Tool 수출 가능 70

103 1. 반도체장비 개발로드맵 장 비 명 개 요 적용대상 제 품 선정사유 핵심개발 기 술 핵심부분품 장비현황 TSV Auto Vision Inspection TSV Intergration이 적용된 Wafer의 Via와 Interconnection의 측정장치 Stacked Memory, Logic, Asic, Processer 3D Integration이후 접합의 결함측정 및 검사 IR 2D/3D Imaging Module개발 < 8min Detection / 12inch wafer 30sec/wafer IR Scanning Module Imaging SW 기존의 Visual inspection는 표면만 관측하고, IR spectroscopy를 wafer 전면(특히 bonded wafer)를 관측하는 장비는 범용화 되어있지 않음. IR spectrosceopy를 이용해 wafer 전면을 inspection하는 기존의 장비는>10min/12 inch wafer spec.을 가짐 개발기간 2012 ~ 2014년(2년) 소요예산 30억원(15억원/년) 기대효과 TSV 신공정 개발 및 양산적용에 기여 TSV Contact 측정/검사관련 핵심기술 확보 TSV Contact Monitoring Tool 수출 가능 제4장 반도체장비 개발로드맵 71

104 신성장동력장비 개발로드맵 장 비 명 개 요 적용대상 제 품 선정사유 핵심개발 기 술 핵심부분품 장비현황 반도체 공정용 Optical CD 측정장비 빛의 편광상태 변화를 측정하여 나노 패턴의 크기 또는 profile을 분석하는 장비 20 nm 이하의 차세대 반도체 소자 제조공정 20 nm 이하의 패턴측정 기술개발 및 한계 평가가 요구됨 현재 및 향후 반도체 공정용 핵심 측정장비들 중의 하나임 광학기술 기반이므로 상대적으로 국산화 가능성이 높음 Generalized Ellipsometry(GE) 기반 OCD 장치개발 GE와 normal incidence scatterometry 융합 시스템 개발 OCD modeling 편의성 및 분석 속도 개선 Multichannel generalized ellipsometer module[tool to tool matching : 0.3 nm(2d), 0.25 nm(3d)] Normal incidence scatterometer module OCD 분석 시스템[라이브러리 작성시간 : 10 시간(2D), 12시간(3D)] 반도체 소자가 2차원에서 3차원으로 복잡화됨에 따라서 OCD 기술이 지속적으로 필요함 반도체 소자에서 셀을 직접 모니터할 수 있는 장치로 활용 가능성이 있으므로 시장의 확대가 전망됨 전량 수입 의존(라인당 약 20대, 대당 15 ~ 20억원) 주요 메이커 : Nanometrics(미국), KLA-Tencor(미국) 세계시장 규모 : 4900억원/년, 국내시장 규모 : 800억원/년 개발기간 2012 ~ 2014년(3년) 소요예산 60억원(20억원/년) 기대효과 세계 제일의 반도체 소자산업 지속성장 강화 고부가 가치 전문계측기 산업 국내 육성 미래 나노소자 개발 및 양산 기반기술 확보 72

105 1. 반도체장비 개발로드맵 테스트 장 비 명 800Mbps 고속 플래시메모리 테스터 개 요 고속 Flash Memory tester 적용대상 제 품 선정사유 핵심개발 기 술 핵심부분품 장비현황 NAND flash Memory 국내는 주로 DRAM tester제품으로만 편향되어있고, Flash memory tester기술은 상대 적으로 매우 취약함. 모바일기기에 들어가는 NAND 메모리의 속도와 용량이 급격하게 커짐에 따라 High speed NAND 제품지원을 지원하는 고속 NAND Tester의 수요는 크게 증대 되고 있음. 측정 speed : 400Mhz(800Mbps) 고속 NAND tester NAND tester의 경우 package/wafer 겸용(Package : 400Mhz, wafer : 200Mhz) Power Supply, Pin electronic Device(Driver, Comporator, Deskew), Interconnect(Cable, Connector), FPGA 등 고급 Flash Memory tester는 전량 수입품임. 주요 해외 메이커는 Advantest, Teradyne. 개발기간 2012 ~ 2015년(3년) 소요예산 45억원(15억원/년) 기대효과 Flash Memory tester 국산 대체. 현재 국내에서는 DRAM tester는 많이 대체가 되었으나 flash Memory tester는 수입 의존. 장 비 명 200Mhz CIS tester 개 요 CMOS Image Sensor tester 적용대상 제 품 선정사유 핵심개발 기 술 핵심부분품 장비현황 CMOS image Sensor CMOS image sensor는 스마트폰의 시장확대로 급격하게 커지고 있고, 국내 반도체사의 점유율도 높으나 CMOS image sensor tester는 전량 수입하고 있음. 측정 speed : 200Mhz Image process Power Supply, Pin electronic Device(Driver, Comporator, Deskew), Interconnect(Cable, Connector), FPGA 등 CMOS Image sensor 는 전량수입임. 주요 메이커는 Teradyne. 개발기간 2012 ~ 2015년(3년) 소요예산 45억원(15억원/년) 기대효과 국산 대체(현재 국내 제품은 전무함) 제4장 반도체장비 개발로드맵 73

106 신성장동력장비 개발로드맵 장 비 명 DRAM/Flash 메모리 웨이퍼 테스터 개 요 DRAM/flash memory wafer tester 적용대상 제 품 선정사유 핵심개발 기 술 핵심부분품 장비현황 DRAM, Flash memory 국내는 주로 DRAM wafer tester의 경우 package tester에 비해 상대적으로 국산화 비율이 극히 낮아 국내 실정에 맞는 장비 개발이 필요함. 측정 speed : 400 ~ 800Mbps(200 ~ 400Mhz) with repair analysis High-speed Memory Repair Analysis(MRA) system(dram, Flash memory) 국내에는 160Mbps급의 Flash Memory wafer tester만 양산중임. DRAM wafer tester는 전량 수입품임. 주요 해외 메이커는 DRMA, flash메모리 모두 측정가능한 장비가 많으며, 주요 메이커는 Advantest, Teradyne. 개발기간 2012 ~ 2015년(3년) 소요예산 45억원(15억원/년) 기대효과 국산 대체(현재 국내에서는 wafer tester 제품은 거의 전무함) 장 비 명 4.5Gbps DRAM 테스터 개 요 고속 DRAM 패키지 tester 적용대상 제 품 선정사유 핵심개발 기 술 핵심부분품 장비현황 DDR4, LPDDR2, 3, GDDR 차기 DRAM 제품인 DDR4, LPDDR3 high speed 장비의 경우 해외선진사의 경우 ~ 4Gbps 장비가 2013 ~ 2014에 상용화 예정이나 국내의 경우 아직 1.8Gbps의 DDR3 제품정도만 양산중이어서 국내 실정에 맞는 장비 개발의 지원이 필요함. 3.2Gbps DRAM package tester 초고속 ASIC 기술 Pin electronic Device(Driver, Comporator, Deskew) 등 주요 해외 메이커는 Advantest, Teradyne. 개발기간 2012 ~ 2015년(3년) 소요예산 45억원(15억원/년) 기대효과 Flash Memory tester 국산 대체(현재 국내에서는 DRAM tester는 많이 대체가 되었으나 Flash Memory tester(package)는 전량 수입. 74

107 1. 반도체장비 개발로드맵 조립 장 비 명 개 요 적용대상 제 품 선정사유 핵심개발 기 술 핵심부분품 장비현황 Vacuum In-Line Printer On-Chip underfill의 도포 및 Embedded Buffer 물질의 도포, Wide TSV의 Via Fill 도포, 그리고 E-WLP Molding을 위한 다양한 형태의 Vacuum Printer System. 반도체 패키지인 WLP 경박단소로 집약되는 반도체 패키지의 추세에 따라 Tablet PC나 Smart Phone에 채용이 확대중인 WLP의 제작에 필수적인 장비로 국산화가 시급함. 대면적 기판 및 12인치 WLP의 Wafer용 Printer의 개발 대면적 In-Line Vacuum Chamber 개발 및 양산 자동화 UPH : > 20장/Module 실장된 칩을 구별하는 Vision기술 CuringSystem Printer Press In-Line Vacuum System Vision system RJR Polymer사 장비의 양산적용 및 테스트 진행중 개발기간 2012 ~ 2014년(2년) 소요예산 20억원(10억원/년) 기대효과 일반적인 IC 반도체 생산시장의 증가에 비하여 WLP의 경우 평균 12%이상의 성장이 유지될 것으로 보임(1.270BUS$ per All WLP장비, 10% of WLP장비) 장 비 명 Fluxless Reflow 개 요 u-bump의 Sn, Sn/Ag등의 Soft solder의 Reflow를 위한 장치 적용대상 제 품 선정사유 핵심개발 기 술 핵심부분품 장비현황 Stack Memory, Logic 및 ASIC IC용 SIP 3D IC를 구성하기 위한 핵심장비로서<40um미만의 Solder의 Reflow를 위한 Vacuum Reflow system 개발 12inch u-bump Reflow Process Module개발e In-Line Plasma Clean System개발 Cluster or Batch Type Process Module Transfer Arm with Thin Wafer Handling Semigear사가 독점공급하고 있음 개발기간 2012 ~ 2014년(2년) 소요예산 20억원(10억원/년) 기대효과 국산화 및 제품품질과 공정능력 향상, 제4장 반도체장비 개발로드맵 75

108 신성장동력장비 개발로드맵 장 비 명 Chip to Wafer Bonder 개 요 인터포우져를 포함하는 적층장치를 구현하기 위한 장치 적용대상 제 품 선정사유 핵심개발 기 술 핵심부분품 장비현황 Stack Memory, Logic 및 ASIC IC용 SIP 3D IC를 구성하기 위한 핵심장비로서 기존의 Flipchip으로 접합이 되지 않는 40um pitch 미만, 2um 해상도를 가지는 12인치 웨이퍼용 초정밀 본더 u-bump Align Accuracy Module Carrier support wafer 없이 12inch Si wafer를 기판으로 하는 Handing 하는 기술. Pulse heat 정밀 및 고속 control 기술 정밀 Force Control 기술 2 Head 개발 시(High UPH) 각 Motion에 의해 간섭을 받지않고 작업될 수 있는 진동감쇄기술 진동 buffering system Voice coil에 의한 Force control unit Inner Cooling system C2W장비는 현재 Suss-Microtec등에서만 제작이 가능하며, Datacon과 같은 기존의 Flip Chip bonder는 대응이 되지 않음 C2W TC Flipchip bonder는 현재 Toray, Panasonic, Shibaura사에서 양산장비 개발이 완료되었으나, Carrier support wafer없이 구동될 수 있는장비는 Toray가 유일함. BESI(Datacon)에서 2012년 장비 Launch 예정. 양사 모두 2 Head 적용시, 장비 진동에 의한 Accuracy issue로 진동 감쇄기술을 개발하고 있음. 개발기간 2012 ~ 2014년(2년) 소요예산 20억원(10억원/년) 기대효과 3D PKG 구현을 위한 핵심장비로써, 개발성공시 대규모의 수입대체 및 수출효과가 기대되며, TSV 관련기술로 확장 가능할 것으로 기대됨 76

109 1. 반도체장비 개발로드맵 장 비 명 개 요 적용대상 제 품 선정사유 핵심개발 기 술 핵심부분품 장비현황 Wafer Mold System Fan-Out방식의 Wafer Level Package(WLP)와 Embedded WLP를 만들기 위한 Compression방식의 Mold 장비 반도체 패키지인 WLP 경박단소로 집약되는 반도체 패키지의 추세에 따라 Tablet PC나 Smart Phone에 채용이 확대중인 WLP의 제작에 필수적인 장비로 국산화가 시급함. 대면적 기판(LCD2세대 이상) 및 12인치 WLP의 Wafer용 몰딩금형의 개발 대면적 몰딩 금형용 프레스의 개발 및 양산 자동화 UPH : >30장/Module, TTV : >+ / -15um 실장된 칩을 구별하는 Vision기술 및 EMC 정량 토출 기술 Film Assist Mold에 필요한 진공흡착기술 Mold Press Mold Chamber / Die / Force link 구조 Flim Supplier / Striper (YAMADA 및 ASM) Towa 및 Sumitomo 등에서 양산적용 및 테스트 진행중이며, 생산량의 증대등으로 장비를 개발중 개발기간 2012 ~ 2014년(2년) 소요예산 20억원(10억원/년) 기대효과 일반적인 IC 반도체 생산시장의 증가에 비하여 WLP의 경우 평균 12%이상의 성장이 유지될 것으로 보임(1.270BUS$ per All WLP장비, 10% of WLP장비) 제4장 반도체장비 개발로드맵 77

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111 신성장동력장비 개발로드맵 2 디스플레이장비 개발로드맵

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113 2. 디스플레이장비 개발로드맵 제1장 디스플레이장비 개발로드맵 개요 1 디스플레이장비의 개념 디스플레이장비의 개념 디스플레이 장비는 LCD, PDP, OLED등 디스플레이 패널을 제작하기 위해 사용되며, 각기 용도가 상이한 장비로 구성된 패널기업의 생산라인에 유리기판을 투입하여 패 턴형성, 박막형성, 액정주입, 백라이트 등을 부착하여 패널완성품을 직접적으로 제조 주요공정 및 장비체계도 LCD 제조공정 TFT/Color filter 공정 Cell 공정 Module 공정 제1장 디스플레이장비 개발로드맵 개요 81

114 신성장동력장비 개발로드맵 OLED 제조공정 2 디스플레이장비 개발로드맵 작성 범위 (LCD) 차세대 신공정 핵심장비 개발군 도출 최근 LCD업계는 패널가의 하락으로 인해 적자폭이 커지고 있는 상황으로, 2012년 이 후 중국의 LCD 생산이 본격화될 경우 공급과잉에 대한 우려 전망 이에 미래시장에서의 경쟁력 확보를 위해서는 공정단순화 및 원가절감이 가능한 신 공정 장비개발을 통해 저가 생산기반의 확립이 필요한 시점으로 본 보고서에서는 이 를 타겟으로 핵심장비군을 도출 <그림 2-1> 32" LCD 패널가격 추이 <그림 2-2> 42" LCD 패널가격 추이 82

115 2. 디스플레이장비 개발로드맵 (차세대 디스플레이) 국산개발이 필요한 고부가가치 장비개발군 도출 고화질 초슬림, 높은 휴대성 등을 특징으로한 OLED, 플렉서블 디스플레이는 향후 막 대한 시장이 형성될 것으로 예상됨 향후 LCD를 대체할 것으로 예상되는 2013년에는 30억 달러 규모(약 3조원)를 상회 할 것으로 예상되며, 2016년에는 60억 달러(약 6조원)규모의 시장을 형성할 전망 차세대 디스플레이로 각광받는 플렉서블 디스플레이 시장은 2008년 1천 5백만불 (약162억원)규모에서 2010년 3억5천만불(약 3천5백억원)규모, 2020년에는 498억불 (49조원)으로 막대한 시장을 형성할 것으로 전망 <OLED 시장전망> <플렉서블 디스플레이 시장전망> * 출처 : (OLED 시장전망) 디스플레이서치, (플렉서블 디스플레이) 디스플레이뱅크, Q <그림 2-3> OLED 및 플렉서블 디스플레이 시장전망 이에 시장선점을 위해서는 기반이 되는 핵심장비 기술에 대한 선행개발이 필요하여, 본 보고서에서는 이를 타겟으로 개발이 필요한 장비개발군을 도출 제1장 디스플레이장비 개발로드맵 개요 83

116 신성장동력장비 개발로드맵 제2장 디스플레이장비 산업환경 분석 1 관련 제품/서비스산업 동향 분석 디스플레이 패널산업 현황 디스플레이산업은 21세기 정보화산업을 선도하는 핵심산업으로 현재 우리나라가 세 계시장의 40% 이상을 점유하고 있는 세계적인 경쟁력을 가지고 있는 산업분야 '10년 디스플레이시장은 1,152억불로 LCD가 전체 디스플레이 시장의 94%를 차지하 고 있으며, 차세대 디스플레이로 각광받고 있는 OLED는 향후 시장규모가 점차 증대 될 것으로 예상 <표 2-1> 세계 디스플레이 시장규모(억불, '10년) 전체 디스플레이(1,152억불, 장비 재료 제외) FPD(1,141) CRT(11) 장비 재료(782) LCD(1,065) PDP(49) OLED(15) 기타(11) 장비(128) 재료(654) * 재료는 LCD는 핵심부품 6종(BLU, CF, 글라스, Pol, 드라이버 IC) 및 PDP OLED 핵심부품소재 * 장비는 TFT-LCD 장비 기준 '10년 국내 디스플레이 생산액은 약 44조원 수준으로 세계 시장점유율 45.6%를 기록 하여 독보적 1위 지위를 고수하고 있으며, 전체 생산액의 90% 이상인 345억불을 수출 <표 2-2> 평판디스플레이 수급현황 및 전망 구 분 (F) 디스플레이 세계시장(M$) 106,308 92, , ,729 FPD 세계시장(M$) 102,898 90, , ,144 우리 기업의 Global M/S 40.8% 46.4% 45.6% - 생산(십억원) 42,571 38,964 43,967 46,706 (M$) 39,381 33,754 38,232 40,614 증감율(원단위기준,%) 내수(십억원) 7,174 6,921 8,887 10,274 (M$) 6,654 5,995 7,728 8,934 수출(M$) 37,159 31,426 34,530 36,185 수입(M$) 4,433 3,669 4,026 4,505 기준 환율 1$=1,081원 1$=1,154원 1$=1,150원 1$=1,150원 * 출처 : 한국디스플레이산업협회,

117 2. 디스플레이장비 개발로드맵 디스플레이 패널산업 특징 평판디스플레이산업(FPD)은 우리나라의 핵심 성장동력산업인 디지털 가전, 컴퓨터, 정보통신기기 등 핵심 부품기술로 관련 산업의 전후방효과가 매우 큰 특징 후방산업 전방산업 <그림 2-4> FPD산업의 전후방 효과 신소재부품 등의 후방산업과 DMB 폰 디지털 TV 등 전방산업에 막대한 파급효과를 미치고 있는 FDP 산업군의 제품 및 시장의 가장 큰 특징은 상호 복합적인 경쟁구도 를 가지면서 시장을 확대해 나간다는 점 해당 기술이 발전하면서 생긴 기술적 우위가 다른 제품의 시장을 위협하며, 이러한 경쟁 구도 속에서 개별 제품의 가격이 하락하며, 전체 시장 사이즈는 급격히 성장하 는 선순환 성장 사이클을 가지고 있는 것이 매우 큰 특징 또한 FPD 시장은 크리스탈 사이클이라 불리는 특징적인 경기 곡선을 가지고 있는데, 이 경기 곡선의 변곡점에서는 급격한 상황변화가 발생하므로 시장 예측이 매우 힘든 면이 있으며, 또한 지금 이 순간에도 다양한 형태의 FPD가 새로이 개발 및 발전하고 있기 때문에 FPD 산업에서의 지속적인 경쟁력확보를 위해서는 여러 가지 종류의 제 품군에 공통적인 기술을 확보하는 노력이 필요 <그림 2-5> LCD산업의 크리스탈 사이클 제2장 디스플레이장비 산업환경 분석 85

118 신성장동력장비 개발로드맵 2 신성장동력 전략지도 분석 디스플레이 장비는 대당 가격이 100억원 이상으로 개발시 얻어지는 매출에 대한 기 대효과가 높은 분야이며, 신응용분야의 발굴로 타 장비시장 진입 기회확대로 이어질 수 있어 개발을 통해 얻어지는 기대효과가 높은 분야임 디스플레이 장비기술을 활용하여, 반도체 장비시장 및 태양광 장비시장으로 진출이 가능 첨단융합산업 기술 전략지도에 따르면, 디스플레이를 제조를 위해 사용되는 장비의 국산화율은 40% 수준이며, 최근 장비의 국산화율은 증가추세에 있으나, 부가가치가 높은 핵심장비의 해외의존도는 높은 상황 핵심장비의 국산화율 저조는 국내기업의 기술력 부족, 자본력 부족, 마케팅 능력 부 족, 전문인력 부족 등 전방위적 문제점으로 인한 것으로, 이의 개선을 위해서는 체계 적이며, 전방위적 방안이 필요함 장비개발에는 초기 진입비용이 높으며, 제품 개발의 실패에 따른 비용 부담도 큼 하지만, 디스플레이 장비제조기업들은 대부분이 중소기업으로 개발에 대한 리스크를 줄여주기 위해서는 정부의 지원이 필요한 상황 또한 지적재산권 확보 및 전문기술인력 수급이 필수적이며, 브랜드 인지도 및 마케팅 확보가 필요함 국내 장비업체가 가진 이점은 국내에 주요 수요업체가 존재한다는 사실로써, 기술개 발이 이루어질 경우 시장진입에 유리 최근 이슈화되고 있는 OLED, Flexible Display 의 조기양산을 위해서는 기반이 되는 장비기술 개발이 선행되어야 함 현재 디스플레이산업은 LCD산업이 중심이 되고 있으나, 고화질, 초박형 및 경량화 가 가능한 OLED, Flexible Display에 대한 수요가 급증할 것으로 예상되며, 차세대 패널의 개발을 위해서는 먼저 이를 대량으로 제조할 수 있는 장비기술의 신뢰성 확 보가 중요 86

119 2. 디스플레이장비 개발로드맵 3 디스플레이장비 산업동향 분석 3.1 국내외 시장 동향 및 전망 디스플레이장비산업의 특징 디스플레이산업은 대표적인 장치산업으로 제조장비에 의해서 패널산업의 경쟁력이 좌우됨 즉, 장비는 제품생산의 수율향상에 결정적 역할 및 신제품 개발을 위한 새로운 제조 공정의 핵심산업임 TFT-LCD 8세대라인의 신규 투자비용은 1라인당 3조 3천억원 가량으로 투자비용의 70%가 장비구매 비용이며, Particle 문제를 제외하면 제품수율의 90% 이상이 장비 성능에 의해 좌우됨 <표 2-3> TFT-LCD 라인 세대별 투자비용 (단위 : $M) 구 분 5세대 6세대 7세대 8세대 9세대 10세대 장비투자비용 936 1,262 1,634 2,111 2,753 2,962 전체투자비용 1,423 1,951 2,548 3,319 4,328 4,656 * 출처 : Displaybank, 2008 또한, 디스플레이 장비산업은 높은 전후방 효과로 타산업에 파급효과가 큰 특징 디스플레이 장비산업은 공정기술, 부품소재기술, 기구설계 가공기술 및 S/W기술 등이 종합된 시스템 집적화 산업 디스플레이 장비개발을 통해 확보된 첨단기술은 기계, 정밀가공, 광학 등 타산업에 적용되어 전후방산업 전반의 기술력 향상에 파급효과가 큼 <그림 2-6> 디스플레이 산업의 연관효과 제2장 디스플레이장비 산업환경 분석 87

120 신성장동력장비 개발로드맵 세계시장 규모 '10년 세계 디스플레이 장비시장(LCD기준)은 전년 69억불 수준대비 86.7% 성장한 130억불 규모를 기록하였으며, 금년 세계장비시장은 '10년 대비 7.9% 감소한 120억 불 규모를 기록할 것으로 예상 <표 2-4> 디스플레이 장비산업의 세계시장 규모(전망포함) (단위 : 백만불) 구 분 2009년 2010년 2011년 2012년 2013년 2015년 2018년 2020년 금 액 6,996 13,062 12,030 6,918 11,444 6,302 9,640 9,989 출처 : Displaysearch Q(2009 ~ 2015년 자료인용) 2016년부터는 회귀분석을 이용하여 추정(크리스털사이클) 각 공정별 장비의 비중을 LCD 제조장비의 예를 들어 살펴보면, 노광기 등 핵심장비 군이 포함된 어레이 제조 장비가 약 60% 수준으로 제일 크고, Color Filter 장비가 약 15 ~ 18%, Cell/Module 장비가 약 10 ~ 13% 수준을 차지 * 출처 : 한국LCD장비산업분석보고서, 2010, 2 <그림 2-7> 공정별 전세계 TFT-LCD장비시장 전망(비중추이) 88

121 2. 디스플레이장비 개발로드맵 국내시장 규모 2010년 국내 디스플레이장비시장은 세계장비시장의 53.4%수준인 69억불 수준을 기 록한 것으로 추정되며 이중 수입은 20억불, 수출은 5억불 수준으로 약 15억불수준의 무역적자를 기록한 것으로 추정됨 현재 패널업체에서는 고부가가치를 갖는 전공정핵심장비들을 수입에 의존하고 있고, 핵심원천기술을 해외 장비업체가 보유함에 따라 무역수지 적자는 지속될 것으로 예상 <표 2-5> 디스플레이 장비산업의 국내 시장 규모 (단위 : 백만불) 구 분 2009년 2010년 2011년 2012년 2013년 2015년 2018년 2020년 규모(시장) 1,784 6,975 5,245 3,182 4,120 2,767 3,735 3,816 생산 1,304 5,495 4,132 2,507 3,246 2,180 2,943 3,006 수출 수입 800 2,000 1, , ,071 1,094 출처 : 한국디스플레이산업협회 추정, [참고] (시장) DisplaySearch, 10.2Q, (수출입) HSK 제2장 디스플레이장비 산업환경 분석 89

122 신성장동력장비 개발로드맵 3.2 국내외 기술 동향 및 전망 세계 기술개발 현황 LCD장비개발 현황 TFT장비 중 시장규모가 가장 큰 노광분야는 공정단순화를 위해 Photo Mask가 필요 없는 Laser Direct Patterning 장비에 대한 연구개발이 진행 중 미국 Anvik은 1:1 Mask Projection 신개념 노광기술을 보유하고 있으며, 기판사이 즈 mm에 적용가능하며, Tact Time은 40sec 수준 <그림 2-8> Mask Projection 노광기 독일 Heidelberg는 Direct Writing 기술을 보유하고 있으며, mm 글래스 Size에 적용이 가능한 수준 저비용의 미세패터닝이 가능하여 차세대 기술로 각광받는 나노임프린트 기술은 현재 기업 및 연구소를 중심으로 기초 연구개발 단계에 있으며, 이 기술은 디스플레이뿐아 니라 반도체, LED, Solar Cell분야 등 패터닝이 필요한 산업계 전반에 활용될 수 있어 개발시 파급효과가 큰 품목임 Nanonex는 반도체기판에 대응할 수 있는 UV방식의 기술개발이 진행 중 EVGroup은 UV방식으로 반도체 기판 150mm에 대응 가능하며, Align정밀도 0.5um 의 기술개발 진행 중 Obducat은 UV 및 가열방식으로 반도체 기판 150mm 대응, 균일도 ±20nm의 연구 개발이 진행 중에 있음 90

123 2. 디스플레이장비 개발로드맵 <그림 2-9> 임프린트 장비 개념도 또한, 3m 이상 대형기판에 적용가능한 장비개발 이슈도 존재하나, 2009년 일본 샤프 의 10세대 라인 투자 이후, 타업체의 초대면적 기판용 라인에 대한 투자결정이 없어 일본업체를 제외한 타장비업체에서는 개발을 망설이고 있는 상황 TEL, YAC는 3m이상 초대면적 기판용 Dry Etcher 장비를 납품, 운행 중에 있음 DNS, TORAY, TOK는 초대면적 기판용 Spinless Coater에 대한 기술력 확보 미국 AKT의 경우도, 10세대용 PECVD가 개발되어 일본 샤프사에 납품 완료 Sputter장비의 경우도 일본 ULVAC에서 개발되어 납품 완료된 상황 글래스 반송로봇의 경우도 초대면적 기판용 장비개발에 대한 연구개발이 진행 중으로 일본 Sankyo에서는 11세대 Demo 장비를 제작하여 성능평가 진행 중이며, Yaskawa, Hirata는 10세대용 장비개발을 완료하여 현재 상용화 단계 수평 다관절 LCD 이재로봇은 대부분 일본업체가 선도하고 있으며, 관련 특허가 다 수 출원됨 <그림 2-10> 더블암형 로봇(DOUBLE ARM ROBOT)_출원번호( ) 제2장 디스플레이장비 산업환경 분석 91

124 신성장동력장비 개발로드맵 WET장비의 경우, 최소의 장비공간으로 제품의 생산량을 극대화하기 위해, 다단방식 의 기술개발에 대한 논의가 진행 중이나 아직 양산화한 업체는 없음 <그림 2-11> 초대면적 기판 다단 Wet 공정장비 개념도 Cell공정의 경우는 일본업체에서 액정을 주입하는 Dispenser, 기판을 대기압을 이용 하여 합착하는 합착장비 등 주요공정 장비의 대면적화 기술에 대한 연구개발이 진행 중 Dispenser장비는 일본 Hitachi, Shibaura에서 대변적(G11) 설비에 대한 기술검토 단계로, Seal장비의 도포위치 정도 및 속도향상, LC장비의 Coating 방식의 개 발 진행 중 합착장비 역시 일본업체인 Hitachi, ULVAC에서 대형설비에 대한 기술검토 단계에 있으며, 상하기판 정렬 후 다음 Process까지 품질을 유지하는 기술에 대한 기술개 발 필요 액정이 주입된 기판을 일정 크기에 따라 절단하는 Scriber장비는 일본 MDI에서 독 점적 시장지위를 고수하고 있으며, MDI는 Wheel원천기술을 바탕으로 해외 대부분 의 업체에 장비 납품 중 92

125 2. 디스플레이장비 개발로드맵 공정 중 패널의 불량을 검사하고 수정하는, 검사 Repair 장비의 경우는 시간단축을 통해 생산성을 향상시킬 수 있는 기술개발 노력 진행 중 TFT검사기(Array Tester)는 수년간 외산업체가 국내외 시장을 독점하고 있는 분야 로, 디스플레이 대형화로 Tact Time 문제가 이슈되고 있으며, 패널의 진화에 따른 검사성능 향상이 요구되고 있음 Laser Repair업체로는 이스라엘의 Obortech 및 일본의 OLFT에서 제작하고 있으며, Laser Repair 및 Laser CVD Repair를 모두 양산하고 있는 일본의 OLFT는 높은 기 술력을 바탕으로 해외시장을 주도하고 있는 상황 OLED 장비개발 현황 OLED는 고화질, 고색재현성을 특징으로하는 차세대 디스플레이로써, 공정이 LCD에 비해 간단하며, 양산을 위해서는 핵심장비인 Evaporator의 개발이 필요함 현재 OLED는 휴대폰 등 소형 Application에 적용 중이나, 향후 TV등 대형제품에 채 용이 본격화될 것으로 예상되어, 대형기판에 적용가능한 대형 장비의 개발이 시급 일본 Tokki는 상향식 증착방식의 5세대급 장비를 개발완료하였으며, 대면적 장비 에 사용되는 증착원은 여러 개의 점 증착원으로 조합한 Unit이 이동하면서 증착하 는 방식임 Ulvac은 선형증착원을 이용한 장비를 개발하여 판매하였으나, 장비의 불안정으로 판매가 정체되어 있으며, 잉크젯 개발업체인 Litrex를 인수하여 PLED 잉크젯 장비 개발에 박차를 가하고 있음 Seiko Epson은 1990년대 말부터 AMOLED 잉크젯 프린팅 기술을 개발하였으며, 2009년에는 cd/m2에서 45,000 시간의 수명 및 40 cd/a의 효율을 갖는 잉크젯 OLED 개발하여 수명 및 효율을 개선시킴 독일 Axitron은 UDC와 공동으로 하향식 면증착기(OVPD)를 개발 중 Eastman Kodak은 백색 OLED 및 Color Filter를 이용하는 방식을 개발하였으며, 특 히 RGBW 화소패턴을 형성하는 기술 및 OLED 발광 스펙트럼에 적합한 Color Filter를 개발하였음 Dupont는 자사가 개발한 용액공정 저분자를 상용화시키기 위한 공정기술로 노즐 젯 방식을 개발 중 제2장 디스플레이장비 산업환경 분석 93

126 신성장동력장비 개발로드맵 플렉서블 디스플레이 장비개발 현황 플렉서블 디스플레이는 모양을 휘거나 변형할 수 있어, 응용분야가 큰 차세대 디스플 레이로써, 개발을 위해서는 박막 형성 및 Encap 공정개발이 중요하여, 미국 및 유럽 을 중심으로 이에 대한 연구개발이 진행 중 미국 국방부는 플렉서블 디스플레이 개발을 위해 FDC(Flexible Display Center)를 아리조나 주립대학 연구단지 내 설립하여 학교뿐아니라 기업들까지 참여 중 * 참여기업 : Dupont Display, Kodak, Kent Display, E-ink 등 유럽에서는 플렉서블 디스플레이 연구개발을 위해 제 6차 연구개발 프로그램의 일 환으로, 유럽의 20개 기업 및 연구기관, 대학들이 모여 FlexDis Project에 착수하기 로 발표하였음 일본은 일본내 최대 핵심 R&D조직인 NECO(New Energy and Industrial Technology) 를 중심으로 연구개발이 진행 중이며, The Integrative Industry Academia Partnership 을 통해 고기능 플렉서블 디스플레이의 기반기술 및 개발연구를 진행 중 또한 대만은 ITRI, DTC(Display Technology Ceneter)를 통해 기초 연구 수행 중 <그림 2-12> 국가별 플렉서블 디스플레이 연구거점 94

127 2. 디스플레이장비 개발로드맵 <표 2-6> 해외 주요국의 기술개발 현황 장비명 개발단계 개발 내용 개발주체 Laser Direct Patterning장비 임프린트 장비 Pilot Pilot 상용화 (PCB분야) 상용화 (반도체) 1:1 Mask Projection 기술연구 ( mm기판대응, 40sec) Direct Writing기술을 보유 ( mm 글래스 적용 가능) LDI 기술보유, 현재 PCB시장 상용화단계 UV방식으로 반도체 기판대응 가능 UV방식, 기판(150mm) 얼라인 정도(0.5um) UV 및 가열방식, 기판(150mm), 균일도(±20nm) 미국 Anvik사 독일 Heidelberg사 이스라엘 Orbotech Nanonex사 EVGroup사 Obducat사 Dry Etcher 상용화 10G급 초대형장비 개발 및 양산가동 중 일본 TEL사 Coater 상용화 10G급 초대형장비 개발 및 양산가동 중 일본 TOK사 PECVD 상용화 10G급 초대형장비 개발 및 양산가동 중 미국 AKT사 Sputter 상용화 10G급 초대형장비 개발 및 양산가동 중 일본 ULVAC사 Wet공정장비 기술검토 Dispenser 진공합착기 Scriber 글래스반송로봇 TFT Array Tester 대면적 Laser Repair 장비 출처 : 업계조사, 2010 상용화 상용화 상용화 상용화 상용화 양산화 다단식 장비에 대한 연구개발을 현재 적극적으로 검토 중인 업체는 없음 10G급 장비 개발 및 양산 중 Cell라인 전체를 제작 운영하여 개발기간 단축함 10G급 장비 개발 및 양산 중 상하기판 정렬 후 다음 Process까지 품질 유지하는 기술 필요 10G급 장비 개발 및 양산 중 일본 MDI는 독점적 시장 지위 유지 중 10G급 상용화 단계로 11G급 Demo장비를 제작하여 성능평가 진행 중 LCD분야의 대형화로 검사시간 단축을 위한 기술개발이 이루어짐 대면적(80")급 디스플레이 상용화에 대응하는 장비개발이 요구됨 기존 장비의 성능개선 및 추가 검사 Module에 대한 기술개발 진행 중 - 일본 Hitachi사 Shibaura사 Musashi사 일본 Hitachi사 ULVAC사 Shibaura사 일본 MDI사 일본 Sankyo사 Yaskawa사 Hirata사 이스라엘 Obortec사 미국 AKT사 이스라엘 Obortec사 일본 OLFT사 제2장 디스플레이장비 산업환경 분석 95

128 신성장동력장비 개발로드맵 장비명 개발단계 개발 내용 개발주체 대면적 OLED Evaporator 상용화 (5세대) 상향식 증착기(점층착원), 5세대급 개발 대면적 장비에 사용되는 증착원은 여러개의 점증착원으로 조합한 Unit이 이동하면서 증착하는 방식임 선형증착원을 이용한 장비를 개발하여 판매하고 있으나, 장비의 불안정으로 인해 판매가 정체되어 있으며, 잉크젯 개발업체인 Litrex사를 인수하여 PLED장비개발에 적극적임 일본 Tokki사 일본 ULVAC사 Pilot OLED 증착장비 신생회사로 아직 뚜렷한 실적은 없으나, 증착원 전문회사인 Vieetech Japan을 인수하여 양산시장 진입을 계획 중임 일본 CMV사 Pilot UDC와 공동으로 하향식 면증착기(OVPD)를 개발 중 독일 Axitron사 FDC(Flexible Display center) : 미국국방부가 Flexible Display개발을 위해 아리조나 주립대학 연구단지내 FDC를 설립하여 학교뿐만 아니라 기업들까지 참여 * 참여기업 DuPont Dispaly, Kodak, Kent Display, E-ink 등 미국 FDC 플렉서블 디스플레이 제조 장비 기술검토 FlexDis Project : 유럽에서는 Flexible Display 연구개발을 위해 제6차 연구개발 Program의 일환으로 유럽의 20개 기업 및 연구기관, 대학들이 모여 FlexiDis Project에 착수하기로 발표 유럽 FlexDis Project 일본 최대 핵심 R&D 조직 NEDO (New Energy And Industrial Technology Development Organization)를 중심으로 종합적 R&D 추진 중 TRADIM(차세대모바일용 표시재료 기술연구조합)을 중심으로 샤프, NEC, DNP, Toppan, 등 Flexible 연구 일본 NEDO 일본 TRADIM 출처 : 업계조사, 2010 국내 기술개발 현황 LCD장비개발 현황 국내 Laser Direct Patterning장비 연구개발의 경우, Laser Marker, Titler, Hole 가공 및 PDP전극용 기술을 제외한 TFT-LCD용 장비기술은 미약한 수준 국내업체 중 이오테크닉스가 Laser Marker 장비에 대한 연구개발 중이며, 레이저 앤 피닉스 외 3개업체가 Laser Source에 대한 개발 진행 중 96

129 2. 디스플레이장비 개발로드맵 나노 임프린트 기술을 활용한 미세패턴형성 장비의 경우, 정부지원 등을 통해 연구개 발이 진행 중이나, 디스플레이용으로 가시적 성과를 거두지 못하고 있는 상황 <표 2-7> 임프린트 장비 국내 개발현황 구 분 기술명 개발내용 기업연구 나노패턴 형성용 임프린트 장비 NANOSIS nm급 선폭 정부출연연구소 과기부 정부과제 나노임프린트 장비 나노패턴 형성용 임프린트 장비 (나노메카트로닉스) 산자부 주관 차세대 성장동력 개발 (초저가 Display 개발) Nano Imprint 공정 및 장비개발 진행 중 Nano Imprint 장비개발 TFT-LCD제조적용 가능성 연구 3m이상 초대면적 기판에 적용가능한 전공정장비의 경우, 국내 패널업체의 투자결정 이 없어 국내업체에서는 개발에 대한 검토만 진행하고 있는 상황 Dry Etcher의 경우, 국내업체인 LIG ADP, ICD, IPS에서 8세대 장비개발에 성공하여 납품실적이 발생하였으나, 10세대 이상 대면적 장비개발에 대해서는 개발을 검토 중 Coater는 초대면적 기판에 적용을 위한 Air Floating방식의 장비개발을 일부업체에 서 진행하였으나, 품질수준을 따라가지 못하는 수준이며 개발에 드는 막대한 투자 비용을 감당하기 어려워 적극적 투자를 망설이고 있음 PECVD의 경우도 주성엔지니어링에서 8세대급 장비를 개발완료하여, 양산에 적용 하고 있으나, 10세대 이상 초대면적용 PECVD 장비에 대해서는 개발경험이 전무함 대면적 글래스를 반송하고 위한 로봇은 국내업체에서 8세대까지 개발 및 상용화한 단계이며, 최근 현대중공업에서 11세대급 기판용 로봇에 대한 기술검토를 진행 중에 있음 11세대 글래스에 적용가능한 로봇의 기술개발을 위해서는 해외업체에서 기출원된 특허항을 회피할 수 있는 구조개발이 필요하며, 8세대에서 11세대로의 급격한 세대 변동으로 인한 구조적 안정성의 확보 필요 Wet장비분야는 우리나라가 경쟁력을 갖고 있는 분야이기는 하나, 패널업체의 생산성 증대를 위해 다단식 장비 개발이 아이디어 차원에서 검토되고 있음 제2장 디스플레이장비 산업환경 분석 97

130 신성장동력장비 개발로드맵 액정을 주입하는 장비인 Dispenser는 국내 AP시스템, 탑엔지니어링에서 생산하고 있 으나, 공증검증이 어려워 Line단위의 설비 운영이 불가함 또한 특허를 일본 Hitachi, Musashi, Sibaura가 고루 보유하고 있어, 이를 회피한 장 비개발이 요구됨 <그림 2-13> Dispenser관련 특허보유 현황 진공합착기의 경우 국내업체 중 AP시스템, LIG ADP에서 제작이 가능하나, 기반산업 의 인프라 부족으로 점착고무, 고정도 구동부 기계요소 등 요소개발이 어려움 또한 관련 특허는 일본 Hitachi가 전체 ODF공정의 대부분을 선점함 <그림 2-14> 진공합착기관련 특허보유 현황 98

131 2. 디스플레이장비 개발로드맵 액정 주입된 유리기판을 절단하는 Scriber장비의 국내 제작업체는 아래와 같으며, 국 내업체들은 Wheel에 대한 개발 미비 및 양산공정 Test 미실시로 개발기간이 길어지 는 단점이 있음 <표 2-8> Scriber 장비개발 현황 장비업체 개발현황 특 징 SFA G8 Scriber장비개발 8세대 납품실적 SEMES G8 Scriber장비개발 초음파를 이용한 Scriber 개발완료 AVACO G5 Scriber장비개발 소형 LCD Scriber & Breaker 실적 탑엔지니어링 G8 Scriber장비개발 8세대 납품실적 검사 및 Reapair 장비는 비교적 우리나라가 강점을 보이고 있으나, 패널업체의 생산 성 향상을 위해 무인 검사 자동화 기기 및 복합 Repair 장비 등 차별화된 기술개발 노력이 요구되고 있는 분야임 OLED 장비개발 현황 OLED양산을 위한 핵심장비인 Evaporator 장비는 국내에서 양산화된 사례는 없으나, 일부업체을 중심으로 연구개발이 진행 중인 단계 에스엔유프리시젼(주)은 LCD 검사 전문 업체로써 입지를 구축하고 있는 업체로써 증착 장비 전문 업체인 ANS를 2009년 1월부로 합병함으로써 본격적으로 OLED 분 야에 진출을 하였으며 10년 이상의 OLED 장비 개발, 제작 노하우 및 2005년부터 지속적인 투자를 바탕으로 5세대급 데모장비를 구축하여 3년 이상 연구개발을 지 속해 와 대형 OLED 장비의 노하우를 축적 함으로써 OLED 시장에 적극적으로 진 출하고 있음. 두산메카텍은 2005년에 삼성전자에 4세대급 대형 파일럿 장비와 LPL에 2세대급 AMOLED용 증착기를 공급하였음. 선익시스템은 국내 장비업체 중 양산장비를 가장 먼저 수주했으며, 국내는 물론 중 국과 대만, 유럽 등 해외시장에도 선익시스템 장비가 공급되어 있음. 국내 최대 FPD 장비 회사인 SFA는 신규사업으로 증착장비를 개발 중으로 삼성모 바일디스플레이와 공동으로 5.5세대급 수직형 증착 Demo 장비를 개발 제2장 디스플레이장비 산업환경 분석 99

132 신성장동력장비 개발로드맵 야스는 LG디스플레이와 공동으로 5.5세대급 수평형 증착 Demo장비를 개발하여, 수요기업에서 양산성 검증 중 LCD 장비 회사인 주성엔지니어링은 하향식 증착장비를 개발중인 것으로 알려져 있 으며, 세메스는 LCD 장비 고객인 삼성전자와 협력해 4세대 증착장비 개발을 진행 중인 것으로 알려져 있음 증착기와 함께 OLED 주요 핵심장비인 Encap장비는 현재 OLED가 소형으로 주로 생 산되고 있어, 아직까지는 Glass나 Metal Cap 봉지 방식이 주를 이루고 있음 Can방식 Encapsulation 장비 업체로서 에스에프에이, 두산메카텍, 에스엔유프리시젼, AVACO, 코스텍, 탑엔지니어링 등이 있음 에스에프에이는 2008년 세계 장비 업체 Top 10에 진입한 국내 최대의 장비 회사로 (Display 제조 장치 데이터북, 2008) 다양한 AMOLED 제조 장비를 개발 및 납품한 실적이 있음 * 기존에 Metal Cap과 Glass를 공용화 사용하여 봉지가 가능한 2세대급 봉지 장비를 개발하여, 삼성 SMD양산 라인에서 양산성이 기 검증 완료됨. 박막 Passivation 방식은 크게 유기, 무기 박막을 다수 적층하는 Vitex 방식과 CVD 를 사용하여 SiNx 또는 SiOx 막을 성막하는 방식으로 나누어지며 Vitex 방식은 에 스엔유프리시젼과 선익시스템에서 장비를 생산하고 있으며 CVD 방식은 주성, 선 익 등에서 시도를 하고 있음 두산메카텍은 3.5세대급 봉지(증착기 포함) 장비를 제작하여, 대만 CMEL사에 납품 하였고, 선익시스템은 2세대급 봉지(증착기 포함) 장비를 독일 프라운호퍼 연구소 에 2세대급 파일럿 장비를, Novaled와 Merk사에 증착 및 봉지기를 납품 플렉서블 디스플레이 장비개발 현황 플렉서블 디스플레이 구현을 위해 필요한 박막봉지기술은 Vitex기술을 벤치마킹하여 연구 진행 중이며, Sputter를 이용한 무기성막장치와 Vitex의 모노머 기술을 도입하여 양산평가 진행 중 그러나 박막봉지용 무기막 성막 기술 중 원자층 증착기술은 국내기술이 세계를 앞 서고 있는 분야로 케이씨텍은 반도체용 원자층 증착장치를 개발하여, 플렉서블 디 스플레이에 적용가능한 저손상 박막봉지용 무기막 성막장치 개발에 필요한 기반기 술은 확보한 상황 100

133 2. 디스플레이장비 개발로드맵 플렉서블 디스플레이 생산성 향상을 위해 궁극적으로 개발이 필요한 Roll-to-Roll 장 비는 한국기계연구원, 건국대학교 등 대학 및 연구기관을 중심으로 활발히 연구개발 이 진행 중이나, 실제 사업화까지 연계될 수 있는 아이템 도출이 어려운 상황 잉크젯 및 Roll-to-Roll 장비 제조는 극소수업체만이 연구개발 진행 중으로 데모설 비 수준이며, 양산화를 위해서는 패널업체와의 지속적인 공동개발 노력이 필요 또한 국내에서는 지식경제부 주관의 산업원천기술개발사업으로 고품위 Plastic AMOLED 개발이 진행 중이나, 기존의 유리기판용 장비에서 필름을 이용한 개발이 전무함 <표 2-9> 국내 기술개발 현황 장비명 개발단계 개발 내용 개발주체 Laser Direct Patterning장비 기술검토 현재 Laser Marker에 집중 이오테크닉스사 기술검토 Laser Sourc에 대한 연구개발 진행 중 레이저 앤 피닉스 사 Pilot Nano Imprint 장비 개발 NND사 임프린트 장비 기술검토 Nano Imprint공정 및 장비개발 진행 중 한국기계연구원 기술검토 산자부주관 차세대 성장동력개발 초저가 Display개발 에 참여 삼성전자 LG디스플레이 Dry Etcher 기술검토 8G급 장비를 양산에 적용 중이며, 10G급 초대형장비에 대한 기술검토 중 LIG ADP사 ICD사 원익IPS사 Coater 기술검토 8G급 장비를 양산에 적용 중이며, 10G급 초대형장비에 필요한 Air Floating방식 장비에 대한 기술검토 중 나래나노텍사 케이씨텍사 PECVD 기술검토 8G급 장비를 양산에 적용 중이며, 10G급 초대형장비에 대한 기술검토 중 주성엔지니어링사 Sputter 기술검토 8G급 장비를 양산에 적용 중이며, 10G급 초대형장비에 대한 기술검토 중 아바코사 Wet공정장비 기술검토 다단식 장비에 대한 연구개발을 현재 적극적으로 검토 중인 업체는 없음 - Dispenser 기술검토 8G급 장비를 양산에 적용 중이며, 10G급 초대형장비에 대한 공정 검증이 어려워, 개발에 어려움이 있음 AP시스템사 탑엔지니어링사 진공합착기 기술검토 8G급 장비를 개발하였으나, 기반산업 인프라 부족에 따른 요소기술 개발에 어려움이 있음 AP시스템사 LIG ADP사 제2장 디스플레이장비 산업환경 분석 101

134 신성장동력장비 개발로드맵 장비명 개발단계 개발 내용 개발주체 Scriber 기술검토 국내업체에서는 Wheel에 대한 개발미비 및 양산공정 Test 미실시로 국산화개발기간이 길어짐 SFA사 SEMES사 아바코사 탑엔지니어링사 글래스반송로봇 기술검토 현대중공업에서 11세대 로봇에 대한 기술검토 단계를 진행 중 현대중공업사 TFT Array Tester 기술검토 검출의 핵심인 검출센서는 국산화되어 경쟁력을 확보하였으나, 미세화소 대응 및 대형 Stage 기술개발 요구됨 탑엔지니어링사 대면적 Laser Repair 장비 기술검토 대면적 기판 Size 확대에 따른 Uniformity 확보 및 고하중에 대한 Handling이슈 등 선결과제 다수 참엔지니어링사 Pilot 5세대급 Demo장비 개발 Can방식의 Encap장비 개발 중 에스엔유프리시젼사 Pilot '05년 삼성전자에 4세대급 Demo장비 납품 Can방식의 Encap장비 개발 중 두산메카텍사 Pilot 연구개발용 장비 해외 수출 CVD방식의 박막 Passivation 장비개발 중 선익시스템사 대면적 OLED Evaporator Pilot 기술검토 삼성모바일디스플레이와 공동으로 5.5세대급 수직형 증착 Demo장비 개발 Can방식의 Encap장비 개발 중 하향식 증착장비 개발 중 CVD방식의 박막 Passivation 장비개발 중 SFA사 주성엔지니어링사 기술검토 삼성전자와 협력하여 4세대 증착장비 개발 중 세메스사 기술검토 Can방식의 Encap장비 개발 중 아바코사 기술검토 Can방식의 Encap장비 개발 중 코스텍사 기술검토 Can방식의 Encap장비 개발 중 탑엔지니어링사 플렉서블 디스플레이 제조 장비 Pilot 기술검토 박막봉지용 무기막 성막기술 중 반도체용 원자층 증착장비를 개발 Roll-to-Roll 장비에 대한 기초연구 진행 중 케이씨텍 사 한국기계연구원, 건국대 등 출처 : 업계조사,

135 2. 디스플레이장비 개발로드맵 중장기 발전전망 신공정 장비개발을 통한 고생산성, 원가절감형 기술로 전환 최근의 패널가격의 하락세 및 '12년 이후 중국의 LCD 본격 생산 등으로 향후 디스플 레이업계는 생산비 절감을 통해 해외업체 대비 경쟁력을 확보해야 생존이 가능한 구 조로 전환되고 있음 참고 : 글로벌 패널업체의 對 中 투자 계획(7세대 이상) 국 가 회 사 세 대 위 치 省 市 가 동 Capa 한국(2) 삼성 7.5 강소성 소주 '11.3Q 100K/월 LGD 8 광동성 광저우 '12.1Q 120K/월 일본(1) Sharp 8 강소성 남경 '11.4Q 90K/월 대만(2) AUO 7.5 강소성 소주 '12.1Q 100K/월 CMI(창홍-폭스콘) 8 사천성 청두 '12.2Q 60K/월 중국(3) BOE 8 하북성 북경 '11.4Q 90K/월 Long Fei 8 강소성 곤산 '11.4Q 90K/월 TCL(China Star) 8 광동성 심천 '11.4Q 60K/월 자료 : Displaybank 및 언론보도자료 이에, 공정을 단순화할 수 있는 신개념 공법개발을 통해 저가 생산기반의 확립이 필 요한 시점으로, LCD공정 중 시간적, 비용적 비중이 가장 큰 Photo공정을 단순화할 수 있는 Imprinting기술, Laser Patterning 기술 등의 신개념 기술 적용 필요 <Imprinting 기술> <Laser Direct Patterning 기술> 제2장 디스플레이장비 산업환경 분석 103

136 신성장동력장비 개발로드맵 차세대 디스플레이 시장선점을 위한 준비 향후 고화질, 고색재현성을 특징으로한 OLED 및 다양한 디자인의 구현이 가능한 플 렉서블 디스플레이는 타산업과의 융합을 통해 막대한 규모로 성장할 것으로 예상 * OLED 시장전망 : 2015년 60억불(약 6조원) 규모의 시장 형성 전망 * 플렉서블 디스플레이 시장전망 : 2020년 50억불(약 50조원) 규모의 시장 형성 전망 <그림 2-15> 디스플레이 발전방향 OLED TV 제품 양산을 위한 대면적 장비 개발 차세대 디스플레이로 각광받고 있는 OLED는 현재 모바일제품을 중심으로 채용 중 이나, 향후 TV등 대형 Application 적용이 본격화될 것으로 예상되어 대면적 기판 에 대응할 수 있는 장비개발에 집중 필요 현재 국내업체의 장비개발 수준은 3.5 ~ 4세대 시제품 생산이 가능할 정도이며, 해 외 경쟁사와의 경쟁을 위해서는 세대를 건너 뛴 선제적 장비개발이 필요함 플렉서블 디스플레이 구현을 위한 핵심기술 확보 차세대 평판 디스플레이의 궁극적 모습은 디자인, 유연성, 무게, 휴대성 등 측면에 서 유리한 플렉서블 디스플레이가 될 것으로 예상되며, 고생산성 및 생산비용 절감 을 위한 핵심 장비기술 개발이 필요 <그림 2-16> Ex. Roll-to-Roll 기술개요도 104

137 2. 디스플레이장비 개발로드맵 3.3 정책 동향 관련법령 및 규제현황 디스플레이는 한국, 일본, 대만, 중국이 치열히 경쟁 중으로 가격경쟁력 확보를 위해 주요 경쟁국은 수입장비 및 부품소재 무관세 지원 공장자동화, 할당관세 등을 이용한 관세경감 '10년 할당관세의 디스플레이 대상품목은 4품목으로 기본관세율을 50%혜택을 받고 있음(건식식각기, LCD용 증착기, OLED용 증착기, 유리제조형 성형기) 공장자동화 등의 관세혜택을 통해 패널업체는 그간 장비를 국내에 저렴한 가격으 로 도입하는 효과를 거두게 되었으나, 국내 장비업체에는 해외업체와의 경쟁에 있 어 가격적 이점을 상쇄하는 단점이 있어 향후 공장자동화 관세감면제도는 점차 줄 어들 것으로 예상 ITA 협정을 통해 디스플레이 장비 중 5개 품목은 양허세율 0% 적용받고 있음 (5종 : 노광기, 습식식각기, 세정기, 박리기, 현상기) 정부지원 정책사업 종류와 현황 최근 정부는 산업에서 장비가 차지하는 중요성을 고려하여, 장비산업 육성을 위한 예 산지원을 점차 늘려가고 있는 실정 2011년 IT산업원천기술개발사업(전자정보디바이스)에 할당된 예산은 1,313억원이며, 이 중 디스플레이용 장비에 투입되는 예산은 108억원 가량으로 예상 2011년 신성장 7대분야의 장비산업 경쟁력 강화를 위해 신규 추진된 신성장동력 장 비 경쟁력 강화사업 은 '11년 사업예산이 240억원이며, 이 중 30억 수준이 디스플레이 용 장비개발에 투입될 것으로 예상 현 시점을 기준으로 디스플레이용 장비 기술개발에 투입되는 정부사업 종류 및 예산 규모는 다음과 같음 <표 2-10> 디스플레이 장비관련 정부지원사업 현황 (단위 : 건, 백만원) 해당산업 구 분 전 체 건수 규모 신성장동력장비경쟁력 강화사업 240억원 2 30억원 수준 IT산업원천기술개발사업(전자정보디바이스) 1,313억원 3 108억원 OLED사업화 기술개발 69억원 1 69억원 계 1,622억원 6개 207억원 제2장 디스플레이장비 산업환경 분석 105

138 신성장동력장비 개발로드맵 4 디스플레이장비 산업구조 분석 국내기업 및 인력현황 (매출현황) 주요 디스플레이 장비기업 50개사의 매출액을 분석할 결과, 매출 총액은 '10년 5.3조원을 기록하여 '09년 2.6조원 대비 107% 증가 이는 '10년 국내 패널업체의 투자 활성화에 따라 국내 장비업체에 대한 신규발주가 크게 증가한데 기인 * (주성엔지니어링) '10년 매출액 4,234억원으로 전년대비 149%증가하여, 최고 성장세 기록 * (세메스) '10년 매출액 7,620억원으로 장비기업 중 최고 매출액을 달성 한편, 기업을 매출액 규모로 분류한 결과 대기업으로 분류되는 매출액 5,000억원 이상기업은 단 1개에 불과하였으며, 매출규모가 1,000 ~ 5,000억원에 해당하는 기업 은 13개, 1,000억원 이하의 매출을 기록한 기업은 36개 기업으로 조사되어 대부분 의 장비기업의 규모가 영세한 것으로 나타남 (인력현황) 주요기업 50개사의 '10년 종업원수는 10,494명으로 '09년 8,455명 대비 24% 증가 <표 2-11> 국내 기업 및 인력 현황 규모별 기업 수(연매출 기준) 5,000억원 1,000 ~ 5,000억원 <1,000억원 고용 1개 13개 36개 10,494명 출처 : 한국디스플레이산업협회 회원사 DB, 2011 <표 2-12> 주요 장비기업 현황 (단위 : 억원, 명) 기업규모 기업 주요 생산 장비 매출액 고용 5,000억원 세메스 LCD용 세정기, Wet장비, Coater 등 7,620억원 890명 에스에프에이 물류장비 4,229억원 700명 주성엔지니어링 LCD용 PECVD 4,234억원 724명 1,000 ~ 5,000억원 디엠에스 세정기, Coater, Wet장비 2,573억원 536명 원익IPS LCD용 Dry Etcher 3,452억원 524명 케이씨텍 LCD Coater, Wet Station 2,303억원 424명 106

139 2. 디스플레이장비 개발로드맵 기업규모 기업 주요 생산 장비 매출액 고용 미래컴퍼니 Edge Grinder, Edge Inspection 878억원 186명 에스엔유프리시젼 3차원 측정장비, CS공정장비 870억원 280명 티에스씨멤시스 디스플레이 액정검사장치 764억원 300명 에스티아이 Wet Station 846억원 180명 <1,000억원 와이티에스 세정기, Titler, POL부착기 764억원 157명 참엔지니어링 LCD Repair 874억원 313명 나래나노텍 Coater 719억원 192명 피에스텍 UV램프 전자식 안정기 184억원 83명 호산이엔지 ACQC Unit, CCSS 131억원 72명 디네트웍스 LCD검사장비 211억원 48명 출처 : 한국디스플레이산업협회 회원사 DB, 2011 가치사슬 분석 디스플레이 장비산업은 부품업체에게 장비를 구성하는 부분품을 납품받아, 장비업체 에서는 패널업체에서 요구하는 Concept을 바탕으로 장비를 구성하여 패널업체에 납 품을 하게 됨 패널업체에서는 장비업체들을 통해 수급받은 장비로 생산라인을 구성하여, TV, 모니 터 등 완제품의 전단계인 패널을 생산 이후 패널업체는 생산된 패널을 세트업체에 납품하게 되며, 세트업체는 이에 Frame, 각종 센서류를 부착하여 최종 완제품을 생산하게 되는 구조 <그림 2-17> 가치사슬 체계도 제2장 디스플레이장비 산업환경 분석 107

140 신성장동력장비 개발로드맵 제3장 디스플레이장비 개발전략 1 SWOT 분석 및 당면현안 1.1 SWOT 분석 강점(Strength) 선진사 특화기술에 대한 분석이 빠르고, 개선기술을 반영하여 국산장비개발 기간이 빠름 단위 모듈 제작에 강점이 있음 약점(Weakness) 양산 신뢰성 검증이 미흡하며, 특허 회피를 위한 설계 도입 필요 기회(Opportunity) 국내에 세계최고의 생산기술력을 보유한 국내기업이 존재하여, 기술적 필요 부분에에 대한 신속한 조정이 가능 위협(Threat) 차세대 디스플레이산업 육성을 위해 유럽, 미국 등 선진국들은 국가주도의 대규모R&D 프로젝트를 추진 중이나, 현재 우리나라는 개별단위의 장비 개발을 지원 중 1.2 당면현안 설비주도권에 대한 대일 종속화 우려 우리나라는 그간 세정기 등 후공정 장비 위주의 기술력을 확보하였으나, 대당 가격이 100억원 이상인 고부가 전공정 장비에 대한 기술력은 크게 낙후 이에 대한 개선 노력이 없을시, 패널기업의 차세대 투자시 설비주도권을 또다시 일본 업체에 내줄 가능성이 존재 <표 2-13> TFT-LCD 장비별 기술력 분석 108

141 2. 디스플레이장비 개발로드맵 인건비에서 유리한 중국의 성장가능성 중국은 인건비의 이점을 바탕으로 2000년 이후 우리나라의 수출 주력품목을 대체 <그림 2-18> 우리나라의 세계수출 1위 품목수 변화 디스플레이산업 역시 최근 중국 로컬업체의 8세대 신규투자로 인해 인건비측면에서 유리한 중국의 강력한 도전에 직면할 것으로 예상 최근 중국은 세계 최대 LCD 내수 기반과 1천억 위안(150억불)의 진흥기금을 레버 리지로 8세대급 LCD 생산기반을 대폭 확충 중 업계에서는 BOE-OT, Long-Fei 등 중국 패널업체의 8세대 LCD 생산능력이 본격화 되는 2012년 세계시장점유율이 8%이상으로 급격히 증가할 것으로 전망 원가절감을 통한 생산경쟁력 강화이슈 앞서 언급했듯 최근의 패널가 하락추세 및 동북아 국가간 경쟁구도속에서 향후 시장 경쟁력은 생산비용의 절감에 초점이 맞춰져 있음 이에 정부지원 및 패널-장비업체간 공조를 통해 패널기업의 생산성을 향상시킬 수 있 는 차세대 전략 품목의 개발 필요 제3장 디스플레이장비 개발전략 109

142 신성장동력장비 개발로드맵 <그림 2-19> 패널기업 Operating Margin 차세대 디스플레이시장 선점을 위한 준비요구 향후 LCD를 대체할 것으로 예상되는 OLED와 타산업과의 융합을 통해 막대한 시장 을 형성할 것으로 예상되는 플렉서블 디스플레이는 기반이 되는 장비 및 소재에 대한 기술력 확보를 통해 시장을 선도해나갈 필요성이 높은 분야임 현재, 관련분야에 대한 국책사업이 일부 진행 중이나 해외사례처럼 효과적 연구개발 을 추진할 수 있는 연구거점이 필요하며, 개발에 수반되는 리스크 및 성공시 기대되 는 파급효과를 고려했을 때 대규모 정부지원이 필요한 분야 <그림 2-20> 차세대 디스플레이 발전방향 110

143 2. 디스플레이장비 개발로드맵 2 디스플레이장비산업의 발전 비전 2.1 비전 및 목표 설비 주도권 확보를 통한 최강국 디스플레이 코리아 실현!! 구 분 '09 '15 '20 국산화율 55.2% 80% 90% 기술경쟁력 70% 90% 100% 세계시장점유율 18.6% 45% 60% 국내생산액 13억불 28.3억불 59.9억불 수출액 3.2억불 6.2억불 25.6억불 주 요 추진과제 1 차세대 장비기술 개발 차세대 신개념 공법 기술 대면적 OLED 장비기술 플렉서블 디스플레이 구현기술 2 핵심부분품 기술 개발 제3장 디스플레이장비 개발전략 111

144 신성장동력장비 개발로드맵 2.2 중점 추진 전략 차세대 장비기술 개발 개 요 차세대 장비기술은 기존의 공정의 단순화를 통해 패널업체의 원가절감에 기여할 수 있는 신공정 장비기술 과 OLED, 플렉서블 디스플레이 등 차세대 디바이스구현을 위 한 차세대 디스플레이 장비 기술 로 구분될 수 있음 신개념 장비기술 : 수요기업인 패널업체의 생산공정 축소 및 자동화 등을 통해 생산 원가를 절감하여, 경쟁력을 확보할 수 있도록 하는 신개념 장비 차세대 디스플레이 장비기술 : OLED TV 등 대형 Application 적용을 위한 대면적 OLED장비, 플렉서블 디스플레이 양산을 위한 고생산성 장비기술 개발대상 장비 구 분 장비명 개발내용 요약 신개념 설비 대면적 OLED 장비 Laser Direct Patterning장비 In Cell Pol용 나노임프린트 장비 기판다단 Wet 공정장비 검사자동화 시스템 검사/Repair 통합 System TFT Array Tester 8G OLED Patternig 장비 8G OLED FMA 증착막질에 따른 Laser ablation 해석을 통해 최적의 Laser소스 선정 및 광학계 설계 나노스케일 구조를 갖는 임프린트 제작 및 패턴 기술 개발 * 나노임프린트용 Mole 제작기술 * 복제스탬프를 사용한 패턴형성 기술 다단반송 기술확보로 대형 Robot 수량 저감 현 Spray공정 처리모듈과 동등한 수준의 다단 공정처리 모듈 개발 현 Air Knife 성능과 동등한 수준의 다단건조 모듈 개발 대면적 정밀 Align 스테이지 및 제어기 개발 Pin Miss Zero화 Probe Unit 개발 4파장 Laser Repair 기술 구현 300mW이상 출력, >4KHz, Pulse폭> 50ns의 Laer CVD Repair 기술 개발 Shading, CF돌기, PR패턴 Repair 기술 개발 mm이상 검출센서 개발 대면적 고속검출 알고리즘 개발 X-Y 고정 Z-Free형태 장치 및 Gap측정을 위한 센서 개발 8G급 증착챔버 및 글래스 반송기술 개발 막두께 균일도, 대용량 및 연속가동 소스 개발 Pattern Align 정밀도 기술 개발 8G급 FMA 및 Frame 제작기술 개발 Mask Stretcher 핵심 Unit개발 8G급 Mask Frame 개발 112

145 2. 디스플레이장비 개발로드맵 구 분 장비명 개발내용 요약 Flexible 제조 장비 Wep Handling PI Coater 및 Debonding 박막증착 장비 Roll-to-Roll 대응 기초장비 개발 * Roll 폭 > 1000m * Feeding 정밀도 < 50μm * Feeding 장력 < 3% Roll-to-Roll 대응 기초장비 개발 * PI Film 두께:15-50μm * Coating Uniformity < ± 3 % * Coating Time < 90 sec * Laser 균일도 < ± 4 % Roll-to-Roll 대응 기초장비 개발 * WVTR(g/m 2 day):단일막 < 10-2, 다층막 < 10-6 * 표면평탄도 < 10 nm * 광투과도 > 85 % 핵심부분품 기술개발 개 요 장비의 수준은 탑재되는 핵심부분품 기술에 의해 차이가 발생하므로, 부품요소기술의 선행개발을 통한 장비 후방산업의 인프라 구축 필요 TFT 장비 산업 육성의 기반을 다지기 위해서는 핵심 부품 요소기술이 필요하며, 장비 에 직접 적용되는 핵심부품과 요소기술의 Integration이 중요 플라즈마를 사용하는 PECVD와 Dry etcher의 경우 전극 관련 기술이 필요 로봇기술의 경우, 실제 Integration될 장비와 사양을 공유하여 개발이 진행되어야 함 * 진공공정(PECVD, Dry etcher 등)과 비진공공정에 사용되는 용도의 차이가 있음 개발대상 부분품 구 분 장비명 개발내용 요약 전 극 로 봇 대면적 Dry Etcher용 전극 대면적 PEDVD용 전극 대면적 LCD 글라스 반송 로봇 대면적 상부전극 및 코팅기술 개발 * 신규전해액 및 공정기술 개발 * 내플라즈마, 내부식성을 가진 피막 개발 대면적 하부전극 기술 개발 * Chucking력 : 재료 및 구조에 따른 정전기적 Force 확보 * 온도 균일도 및 표면 Coating Roughness 확보 대면적 상부전극 기술 개발 * 가스 균일 분배 고려한 디자인 설계 * AI재료의 Diffuser Sample 가공 및 Hole Size, 형상을 고려한 설계/제작 대면적 하부전극 기술 개발 * 온도, Uniformity를 고려한 패턴 설계 * Anodizing 두께균일도 및 내식성 향상 고속, 고정도 대응구조 개발 부재 경량화 최적 설계 및 구조 동해석 기법 개발 초대형 로봇 진동억제 및 고속 모션 알고리즘 개발 제3장 디스플레이장비 개발전략 113

146 신성장동력장비 개발로드맵 3 디스플레이장비 전략품목 도출 3.1 공정/기능별 주요 장비 공정별 주요장비 LCD주요공정장비 공정/기능 장비 기능 전공정 (TFT/Color Filter) 공정 Cell 공정 후공정 (Module 공정) OLED 주요공정 장비 노광기 Dry Etcher PECVD Sputter Coater Wet 공정 장비 Array Tester Repair PI Coater/ Rubbing Machine 진공 합착기 액정주입기 POL부착기 Tab bonding 검사장비 빛에 반응하는 물질이 코팅된 기판 위에 자외선을 쬐어, 원하는 패턴을 전사시키는 장비 RF Plasma를 이용하여 유리기판 상의 Photo resist를 Mask로 패턴을 식각하는 장비 상/하부 전극에서 흐름이 유도된 Plsama 가스를 형성하고, 이를 이용하여 성막을 형성하는 장비 타겟에 Ar 이온을 충돌시켜, 타겟에서 이탈한 원자단을 기판에 증착하는 장비 기판 표면상에 PR(Photo Resist)나 CR(Color Resist)을 도포하는 장비 PR Coating처리기 완료된 기판을 화학약품을 이용하여 식각 처리하는 장비 TFT패턴의 완성 후 픽셀의 양불을 판정하고, 상태정보를 기록하는 장비 불량에 대한 Repair를 수행하는 장비 유리기판 위에 배향막을 일정히 배치하는 장비 2개의 기판(TFT, CF기판)을 진공 중에서 합착하는 장비 기판 사이에 액정을 주입하는 장비 편광판을 TFT기판 또는 CF기판에 부착하는 장비 대규모 직접회로를 패널 위에 고저밀 접합하는 장비 막 두께, Particle 유무 등을 측정, 검사하는 장비 전 공 정 공정/기능 장비 기능 결정화 장비 낮은 온도에서 빠른 속도로 a-si를 Poly-si로 결정화하는 장비 Photo & Etching 노광기 OLED기판 위에 자외선을 쬐어, 원하는 패턴을 전사하는 장비 공정 패턴형성장비 기판에 패턴을 형성하는 장비 증착공정 증착기 Organic Thin Film을 다층으로 형성하는 장비 IENCAP공정 소자에서 유입되는 수분과 산소를 차단하여, 발광재료의 봉지기 (봉지공정) 산화를 방지하도록 패널을 봉지하는 장비 OLED 패널 혹은 모듈 제품을 Aging하고 전기적, 광학적 후공정 검사기 불량을 검사하는 장비 114

147 2. 디스플레이장비 개발로드맵 3.2 포트폴리오 분석 분석 방법 및 선정기준 지원대상과제 후보군 도출 신개념설비 : 디스플레이산업은 향후 생산원가절감을 통한 경쟁력 확보가 가장 큰 이슈 로, 기존 공정을 단축하고, 생산원가를 절감할 수 있는 신개념 장비를 후보군으로 도출 차세대 디스플레이용 설비 : OLED, 플렉서블 디스플레이 등 향후 막대한 시장이 형성될 것으로 예상되는 차세대 디스플레이 시장에 대비를 위해 주요장비를 후보군으로 도출 10세대 이상 초대면적 장비과제 제외 : 디스플레이 경기침체로 국내 수요업체의 투자 계획이 없는 상황으로, 현재 시점에서는 논의가 적합지 않아 금번 후보군에서는 제외 <표 2-14> 지원대상 후보군 No 분류 과제명 후보군 선정사유 1 Laser Direct Patterning 패널업체 공정축소를 통한 원가절감 2 대면적 LCD 다단 Wet Etcher 다단형 형태로 공간활용도 극대화 LCD 3 대면적 TFT Array Tester 외산업체 독점으로 전략적 중요도 높음 4 대면적 Display 검사자동화 System 자동화 시스템으로 생산원가절감 가능 5 검사 및 Repair 통합 장비 공정단순화를 통한 생산원가절감 가능 복합 6 In Cell Pol용 Nanoimprint 장비 공정단순화를 통한 생산원가절감 가능 7 8세대 Patterning 장비 차세대 OLED시장 선점 대비 OLED 8 8세대 Fine Metal Mask Assembly 대면적 OLED장비 가능성 검증 9 Web Handling 장비 10 플렉 서블 PI Coater 및 Debonding 장비 11 박막증착장비 차세대 플렉서블 디스플레이 시장 선점 대비 포트폴리오 분석 기준 평가항목 시장성 기술성 시장성장가능성, 패널업체 수요도를 평가 평가Factor 전략적 중요성, 개발난이도, 기술의 신규성을 평가 기타고려사항 : 개발시 소요되는 예산규모 고려 제3장 디스플레이장비 개발전략 115

148 신성장동력장비 개발로드맵 포트폴리오 분석결과 분 류 과제명 시장성 기술성 비 고 Laser Direct Patterning 가능성 검증을 위해 소형Size 장비개발 필요 (2세대급) 대면적 LCD 다단 Wet Etcher - LCD 대면적 TFT Array Tester - 대면적 Display 검사자동화 System - 검사 및 Repair 통합 장비 - 복합 In Cell Pol용 Nanoimprint 장비 대면적 기술개발이 필요하나, 현재 기반 인프라가 미구축 OLED 8세대 Patterning 장비 8세대 Fine Metal Mask Assembly 수요업체 투자계획 미정 * 대규모 예산지원 필요 대면적 장비개발 가능성 검증을 위한 Needs 있음 Web Handling 장비 플렉 서블 PI Coater 및 Debonding 장비 별도 사업으로 대규모 예산지원을 통한 장비개발 필요 박막증착장비 116

149 2. 디스플레이장비 개발로드맵 <그림 2-21> 포트폴리오 분석 결과 3.3 전략품목 도출 LCD기판다단 Wet 공정장비 본 장비는 다단 반송기술이 적용된 신개념 장비로써, 수요기업의 생산장비 공간활용 도극대화가 가능하여 패널기업의 수요도가 높은 품목임 현재 세계적으로 본 장비를 양산화한 사례는 없으며, 기술이 구체화될 경우 적용가능 성이 높을 것으로 판단됨 Laser Direct Patterning 장비 현재 LCD공정장비 중 대당가격이 150억원 가량으로 가장 비싼 노광장비는 현재 일본 N사와 C사에서 전량 수입 의존 중으로 본 장비 개발시 해외의존도를 획기적으로 줄 일 수 있음 또한, 본 장비는 기존의 리소공정을 획기적으로 축소할 수 있는 신개념 장비로써, 개 발완료시 수요기업의 생산원가절감 및 핵심장비 기술종주국으로서의 위상제고 가능 제3장 디스플레이장비 개발전략 117

150 신성장동력장비 개발로드맵 <그림 2-22> LDP장비 공정축소 개요 Laser Direct Patterning 장비 디스플레이가 점차 대형화되면서 생산성 향상을 위한 검사의 중요성이 점차 높아지 고 있으며, 특히 본 장비는 외산이 국내시장을 독점하고 있어 개발의 시급성이 높은 품목임 또한, 개발완료시 수요기업의 투자비 및 유지비 절감, 적극적인 개선대응으로 생산성 향상 기대 8세대급 OLED FMA(Fine Metal Assembly) 현재 소형 Application에 적용되고 있는 OLED는 향후 시장확대를 위해 TV 등 대형 제품적용이 유력하며, 이를 위해 핵심장비 개발을 위한 기술검증이 필요 본 품목은 유기증착기내 유리기판 소자의 RGB자리와 Mask의 Open부위를 정확하게 Matching될 수 있도록 유도해주는 핵심품목이며, 위치결정, 용접일체화하는 Mask Stretcher를 동시 개발하여 대면적 OLED장비에 대한 개발가능성을 검증 가능 118

151 2. 디스플레이장비 개발로드맵 <그림 2-23> Mask 장력 Flow LCD/OLED 검사 및 Repair 통합장비 본 장비는 장비모듈의 동시 또는 선택적 구현을 통해 Laser Repair 기술에 대한 Total Solution을 제공하여 제조원가 절감 및 최적의 Small Foot Print 확보가 가능한 신개 념장비임 이에 개발완료시 대면적 검사장비 시장에 대한 선점 및 차별화된 기술로 경쟁사의 시 장진입 장벽 마련이 가능 <그림 2-24> Universial Repair 기술개요 제3장 디스플레이장비 개발전략 119

152 신성장동력장비 개발로드맵 <표 2-15> 디스플레이 장비 전략품목 전략품목 LCD 기판다단 Wet 공정장비 Laser Direct Patterning 장비 LCD TFT Array Tester 8세대급 OLED FMA 및 장력기 LCD/OLED검사 및 Repair 통합장비 주요 수요기업 (국내) LG디스플레이, 삼성전자 (해외) BOE, AUO, Longfei, TCL 등 (국내) LG디스플레이, 삼성전자 (해외) BOE, AUO, Longfei, TCL 등 (국내) LG디스플레이, 삼성전자 (해외) BOE, AUO, Longfei, TCL 등 (국내) LG디스플레이, 삼성모바일디스플레이 (해외) AUO 등 (국내) LG디스플레이, 삼성전자, 삼성모바일 디스플레이 (해외) BOE, AUO, Longfei, TCL 등 120

153 2. 디스플레이장비 개발로드맵 제4장 디스플레이장비 개발로드맵 1 마크로 로드맵 메가트렌드 '11 '12 '13 '14 '15 '16 '17 '18 '19 '20 신개념 TFT Patterning 검사 차세대 OLED장비 플렉서블 장비 및 공정 고출력 Laser 광학계 ITO(IZO)/Metal 공정기술 대면적 기판적용 기술 Multi-Head Stage 미세화소 검출, 검사자동화, Laser Repair/CVD 8G OLED증착기 FMM/FMM Free 8G FMA Stretcher/노광기 Small Mask 4G 및 R2R 대응 기판제작 기술개발 및 검증 플렉서블 기판, 반송 등 공동기술개발 및 표준화 플렉서블 기술별 단위공정 핵심기술 개발 R2R 대응 화소부 형성기술개발 및 검증 대면적 FMM Free Soluble 공법장비 대면적 FMA Small Mask R2R적용 플렉서블 기술검증 제품적용 및 양산 R2R In-line 일체화 장비기술 개발 및 생산성 향상 2 마이크로 로드맵 구 분 주요기능 전략품목 '12 '13 '14 '15 '16 '17 '18 '19 '20 패턴형성 Laser Direct Patterning 1단계 2단계 식각 기판다단 Wet공정장비 검사 TFT Array Tester 검사/Repair 통합장비 증착 OLED FMA/장력기 제4장 디스플레이장비 개발로드맵 121

154 신성장동력장비 개발로드맵 3 전략품목별 세부 개발전략 장 비 명 LCD 기판다단 Wet 공정장비 개 요 기존 공정처리 능력을 만족하고, 생산장비의 공간활용도를 극대화하기위해 최소면적으로 생산효과를 향상시킬 수 있는 다단형 형태의 Wet 공정장비 개발 적용대상 제 품 LCD패널 선정사유 핵심개발 기 술 기존 Wet장비는 매엽(1매식) 수평 또는 경사 반송으로 공정처리를 통해 제품을 완성하므로 대수만큼 많은 공간을 필요로 함 하지만 본 장비는 다단방식의 신개념 장비로써, 최소면적으로 제품의 생산량을 극대화할 수 있어 패널업체의 원가절감 가능 획기적인 다단 반송 기술확보로 대형 Robot 수량 저감 대형화 Robot에 의한 사고방지를 위한 Less를 위해 CST to 장비 Loading 방식의 기술을 개발 함 공정 처리 Unit에서 Glass를 안정적으로 반송하기 위해 기존의 Shaft를 적용한 Roller 방식을 대체할 기술 개발 현 Spray공정 처리모듈등과 동등한 수준의 다단 공정 처리 모듈 개발 현 Spray의 물리적 방식을 Dip방식으로 적용하여 유체 압력과 속도에너지로 Cover하여 Uniformity/ 반응시간을 대체할 모듈 개발 현 Air Knife 성능과 동등한 수준의 다단 건조 모듈 개발 적용 가능한 최적 기류를(벤츄리 효과 등) 활용하여 공간 최소화 건조 방식을 적용한 다단 건조 모귤 개발 현 적용 Chemical등의 소모량이 적은 친환경 장비 개발 적용 가능한 Chemical대체 기술 적용으로 사용량 최소화 Recycle 적용기술 개발로 극한 약액 소모량 확보 국산부품 적용, 국산재료 적용, 표준화를 통한 국내 부품/재료 업체의 발굴육성 대체가능한 국산 재료, 국산 부품 적용으로 국내 산업 Infra 확보 국내 재료/부품 업체 활성화 122

155 2. 디스플레이장비 개발로드맵 핵심개발 기 술 핵심부분품 장비현황 주요개발 Spec 평가 항목 필수요소 SPEC Target Tact Time Tact Time 40 Sec 40Sec Process Time Strip Time(EPD) 20Sec이내 15sec Etching Time 100Sec이내 60Sec이내 다단 CST Loader Tact Time Cycle Time 10sec 10sec 이내 반송 부 평탄도 중간지지 500μm 이내 200μm 이내 반송 부 진동 반송 부 안정화 Module A/K 건조 성능 Glass 진동 30Hz 이하 (초당0.5회) 30Hz 이하 (초당0.5회) Shaft 진동 떨림 없을 것 떨림 없을 것 Bearing Life Time 6M 이상 10M 이상 Guide Roller 6M 이상 10M 이상 Gear Life Time 6M 이상 10M 이상 Uniformity 90% 이상 90% 이상 UT 절감 G8 대비 동등 수준 15% 절감 반송 속도 & 건조 상태 7000mm/Min 이상 8000mm/min 이상 공정 Nozzle 개발 Uniformity 90% 이상 90% 이상 Particle Check 다단반송장치, 공정Nozzle Cleaner 기준 300ea이하 (S,M,L Total) 200ea이하 (S,M,L Total) 본 장비는 기존 Wet장비에 신개념 다단방식의 반송기술을 접목한 기술로 양산한 사례는 없음 현재 국내 L사에서 검토를 추진하고 있으며, 아이디어 단계이므로, 기술구체화가 될 경우 실현가능성이 높을 것으로 판단됨 개발기간 2012 ~ 2014년(3년) 소요예산 60억원(20억원/년) 기대효과 개발완료시 수요기업에는 장비 1대로 3배이상의 Output을 달성 가능 국내 장비업체는 차별화된 Concept의 장비개발을 통해 세계시장 판로개척 및 생존전략 확보 가능 제4장 디스플레이장비 개발로드맵 123

156 신성장동력장비 개발로드맵 장 비 명 Laser Direct Patterning 장비 개 요 글래스상의 단위막질에 대해 Laser Direct Abligation 기술을 적용하여 기존의 리소공정과 Etch/Strip 공정을 대신할 수 있는 신개념 장비 적용대상 제 품 LCD패널 선정사유 현재 LCD공정장비 중 대당가격이 가장 비싼 노광장비는 일본 N사와 C사에 전량 수입의존 중으로 LDP(Laser Direct Patternig)기술구현시 해외 의존도 절감 및 차세대 기술종주국으로서의 위상제고 가능 2G급 LDP 설비 핵심기술개발을 통한 양산 가능성 검증 대상공정 : TFT-LCD C/F ITO, BM, Passivation Resolution : 4 um L/S 개발단계 1단계 : 기반기술 확보단계(12.1 ~ 12.12) laser source 개발 및 공정성 기초 평가 기반기술 확보 2단계 : 장비기술 확보 단계(13.1 ~ 13.12) laser 광학계, proto 장비설계, 핵심 공정기술, ablation simulator 개발 3단계 : system integration & 결과 도출(14.1 ~ 14.12) 핵심개발 기 술 124

157 2. 디스플레이장비 개발로드맵 핵심부분품 Laser Source, 초정밀 스테이지, 레이저 광학계 등 현재 일부 해외업체를 중심으로 핵심기술확보를 연구 진행 중 1. 영국 : Exitech, 다양한 LPD 기초기반 기술 보유, 6세대 시험장비까지 개발하다 pilot 단계에서 도산(2007년 이후) 2. 미국 : Anvik, 1:1 mask projection 신개념 노광기술 보유, 250*350 mm, 40sec 장비현황 3. 독일 : Heidelberg, direct writing 기술보유, 800*800mm glass size까지 가능, LPKF group, PCB & FPD LDP 기술보유 4. 일본 : Exitech 사와 협업한 Nakan 사 이후 특별한 장비업체 활동은 없지만 2008년 SiNx 막질을 laser direct ablation 한 논문 발표 5. 이스라엘 : orbotech, LDI 기술보유, 현재 PCB 시장 상용화 단계 현재 FPD 시장 진입 하지 않고 있음 개발기간 2012 ~ 2014년(3년) 소요예산 60억원(20억원/년) 기대효과 패널업체의 공정축소를 통한 원가절감 가능 각종 노광용 Chemical 미사용으로 Green Factory 구현 가능 원천기술 확보시 막대한 수입대체효과 및 Royalty 수입효과 발생 제4장 디스플레이장비 개발로드맵 125

158 신성장동력장비 개발로드맵 장 비 명 개 요 적용대상 제 품 선정사유 LCD TFT Array Tester TFT-LCD공정 중 TFT Glass 제조에 있어 TFT 패턴의 완성후 Pixel의 양/불을 판정하고, 양/불 상태정보를 기록하는 장비 LCD패널, AMOLED패널 디스플레이가 점차 대형화되면서 생산성 향상을 위한 검사의 중요성이 점차 높아지고 있으며, 외산장비가 국내 및 해외시장을 독점하고 있으므로 개발의 시급성이 높아지고 있음 대면적 디스플레이용 대면적 검출 센서의 개발 mm 이상의 검출 센서 개발 투과형 액정센서 방식 미세화소 검출용 센서 대면적용 고속 검출 알고리즘 개발 고속 CCD 카메라(20fps이상) 확보 및 고속 처리 기술 확보 대용량 처리를 위한 영상 처리 장치(Grabber) 확보 안정적인 검출을 위한 Glass흡착 장치 개발 핵심개발 기 술 대면적 검출 센서의 부상장치 개발 중량의 센서 부상을 위한 Air 기류 분석 X-Y 고정에 Z-Free형태의 장치 설계 및 제작 Glass와의 Gap측정을 위한 센서 선정 및 설계 및 제작 고속 이송시 Gap 유지 장치 설계 및 제작 대면적 STAGE 제작 및 안정화 구동 기술 확보 Glass : 8G급 이상 대응 최적화 STAGE설계 및 제작(중량감소 및 장비 크기 감소) 진동 억제 및 영향 최소화를 위한 기술 적용 고속 모션 구동을 위한 정밀 모션 구동장치 개발 대면적 Glass 이송 장치 개발 ±20um 이내의 정밀제어 및 Glass 이송 장치 개발 Glass흡착용 Gripper 장치 설계 및 제작 126

159 2. 디스플레이장비 개발로드맵 핵심부분품 장비현황 검출센서, 검출센서 부상장치, 대면적 Glass 이송장치 TFT 검사기(TFT Array Tester)는 외산 업체가 수년간 국내외 시장을 독점을 하고 있음 검사방식은 액정센서(Modulator)와 E-beam을 이용한 방식으로 양분됨 세계시장의 70%를 액정센서 방식이 차지하고 있으며 점차 확대되고 있음 디스플레이의 대형화로 Tact time문제가 이슈이며 패널의 진화에 따른 검사 성능향상이 요구 되고 있음 OLED분야에 있어서도 OLED의 대형화로 검사의 필요성이 대두 되고 있음 개발기간 2012 ~ 2014년(3년) 소요예산 45억원(15억원/년) 기대효과 외산독점인 장비국산화로 인해 국내 검출기술 인프라 확충 및 관련 업체 매출증대의 시너지 효과 기대 국내 패널제조 업체의 투자비 및 유지비 절감, 적극적인 개선 대응으로 생산성 향상기대 혁신적인 신규 패널 개발시 빠른 검출 알고리즘 대응으로 기술 개발 시간 단축 대면적 디스플레이의 해외시장 선점 확보로 국가 이미지 재고 및 검출 기술 선도 제4장 디스플레이장비 개발로드맵 127

160 신성장동력장비 개발로드맵 장 비 명 8세대급 OLED FMA 및 장력기 개발 개 요 유기 증착기 내 유리기판 소자의 R.G.B자리와 Mask의 Open 부위가 정확하게 Matching되어 증착 Source에서 유기물을 Evaporating시키면서 유기물이 유리기판 소자 내 격벽 사이에 정확하게 증착할 수 있도록 유도해주는 것이 Mask Frame Assembly 이며, 8세대급 Mask Frame Assembly 공정개발 및 FMA를 장력, 위치결정, 용접일체화하는 Mask Stretcher 개발코저 함 적용대상 제 품 선정사유 LCD패널, AMOLED패널 OLED는 향후 TV양산을 위한 대형화 및 고해상도 요구에 따라 증착용 FMA의 대형화가 요구되고 있으며, 양산성 확보를 위한 8세대급 이상의 FMA 개발수요가 발생할 것으로 예상 핵심개발 기 술 Fine Metal Mask를 이용한 8세대 이상급 구현가능성 검토 Mask 노광 잡열에 의한 직진성 열해석 Mask Frame 구조강도 해석 / Counter Force 해석 Mask 원재 Coil 길이 한계성 극복을 위한 분할 방법 연구 5.5G 장력기 8G FMA 검증 Mask Frame Assembly Line 구축 8G이상급 Mask Etching Line 구축 / Mask 개발 8G-11G Mask Stretcher 개발 8G-11G Mask Frame Assembly 검사장치 개발 Mask Frame 연구(무게, 평행도, 가공성, 용접구조 Frame) 8G급 OLED Metal Mask 개발 UV노광시 포토마스크의 열변형 영향 평가 열변형에 따른 마스크 설계 적용 원재료 금속판(INVAR Ni36%)의 평탄도와 total pitch 변화와의 상관관계 규명 포토 에칭방법의 메탈마스크 제작시, 1차 에칭 후 한쪽면에 도포 하는 back coating resin의 개발 치수 측정시 마스크 변형 방지할 수있는 마스크 형태와 운반용 지그개발 (Mask 크기 : 2500mm 이상) 128

161 2. 디스플레이장비 개발로드맵 핵심부분품 Mask Frame, Stretcher OLED기술은 전세계적으로 한국이 선점하고 있으며, 향후 막대한 시장규모가 형성될 것으로 예상되어, 각국 주요업체들은 기반이 되는 핵심장비 개발에 주력하고 있음 * 향후 OLED디스플레이 시장규모는 2013년 30억달러(약 3조원)을 상회 할 것으로 예상되며, 2016년 60억 달러(약 6조원) 규모의 시장을 형성 할 것으로 예상됨 현재 OLED는 대형화 및 고해상도화에 따라 증착용 FMA의 대형화가 요구되고 있는 상황 장비현황 * 출처 : 디스플레이서치, <그림> OLED 시장전망 개발기간 2012 ~ 2014년(3년) 소요예산 30억원(10억원/년) 기대효과 대면적 OLED 구현을 위한 기반기술 확보를 통해 향후 막대한 시장형성이 예상되는 차세대 OLED시장에 대한 주도권 확보 대규모 설비 투자에 따른 장비업체간 상생 활동 및 Risk 최소화를 통해 패널업체와의 공동으로 한계기술을(Full Mask, Scan Type)을 극복 가능 제4장 디스플레이장비 개발로드맵 129

162 신성장동력장비 개발로드맵 장 비 명 LCD/OLED 검사 및 Repair 통합장비 개 요 TFT LCD 및 AMOLED패널의 모든 결함을 하나의 장비에서 Repair가 가능하게 하는 신개념 Universial Repair 장비의 개발 적용대상 제 품 선정사유 LCD패널, AMOLED패널 디스플레이 검사와 불량에 대한 Repair를 동시에 수행하게 하는 Total Solution 개념의 장비개발을 통한 수요기업의 제조원가 절감 및 최적의 Small Foot Print 확보 가능 TFT-LCD Repair 의 중요 핵심 설비인 Laser Repair 및 Laser CVD Repair 통합설비와 패턴 정밀검사 후 검사 결과에 따른 다양한 불량에 대하여 Repair를 가능케 하는 Shading Repair, Protective Coating, CF 돌기 Repair, PR Pattern Repair, 저출력 Laser, 3D Confocal System, AOI Module, High Precision Review System을 한 개의 장비에 선택적으로 결합한 TFT-LCD/AMOLED 제조용 Universal Repair 장비 개발 핵심개발 기 술 개발 년도 1차년도 2차년도 개발 내용 및 범위 Laser Repair 기능 및 Laser CVD Repair 기능 통합 구현 저출력 UV Q-S/W Pulse Laser 발진기 제작 저출력 Pulse Laser 발진기 제작 CF 돌기 Repair 기술개발 AOI System 구현 및 기술개발 High Precision Review System 개발 1차 단위 공정 평가 및 성능 개선 PR Pattern Repair 기술개발 Shading Repair 기술개발 Protective Coating 기술개발 3D Confocal System 개발 저출력 레이저 발진기 안정화 2차 단위 공정 평가 및 성능 개선 3차년도 Laser Repair 및 Laser CVD Repair 통합 Module Integration을 통한 Universal Repair 시제품 설비 제작 최종 성능 평가 및 Upgrade 수요 기업 준 양산성 평가 130

163 2. 디스플레이장비 개발로드맵 핵심부분품 장비현황 AOI Module, Laser Repair 등 현재 해외 Laser Repair 장비업체로는 이스라엘의 O사 및 일본의 O사 에서 제작/판매 중 이스라엘 O사의 경우, 가격경쟁력 및 고객지원의 한계에 부딪혀 시장 점유율이 낮아지고 있는 상황 하지만 Laser Repair 및 Laser CVD Repair장비 모두를 제작/판매하고 있는 일본의 O사는 핵심기술 확보 및 높은 기술력을바탕으로 국내 및 해외시장에서 높은 점유율을 차지하고 있음 이에 향후 우리나라가 차별화된 기술력을 확보하기 위해서는 기존 장비의 성능개선 및 추가Module 개발, 신규장비 개발 진행 필요 개발기간 2012 ~ 2014년(3년) 소요예산 30억원(10억원/년) 기대효과 기술/장비 Module의 동시 또는 선택적 구현의 신개념 Laser Repair Total Solution 제공으로 수요업체 제조원가의 획기적 절감 가능 국내 장비업체는 신개념 장비개발을 통해 세계시장 점유율 확대 및 수출효과 기대 제4장 디스플레이장비 개발로드맵 131

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165 신성장동력장비 개발로드맵 3 LED장비 개발로드맵

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167 3. LED장비 개발로드맵 제1장 LED장비 개발로드맵 개요 1 LED장비의 개념 LED장비는 LED 제조 및 측정평가 장비로 구분되며 제조장비는 제조공정에 따라 기판 성장, 에피성장, 칩 전공정, 칩 후공정, 패키징 공정으로 구분되고, 각 제조공정마다 측정 /평가 장비가 포함된다. 완성된 LED 및 LED제품의 특성/신뢰성 평가장비도 포함한다. <그림 3-1> LED 제조공정 및 관련 장비 공정별 주요장비 기판성장 에피 박막성장을 위해 사용되는 사파이어, SiC 등의 잉곳을 성장하거나 이 를 기판으로 가공하는 장비 에피성장 기판위에 단결정 형태의 얇은 박막 형태로 성장하는 장비(MOCVD 등). 기 타 부대장비로서 에피 세정장비, MOCVD 부대장비 등을 포함한다. <그림 3-2> LED용 기판성장 및 에피성장 장비 현황 제1장 LED장비 개발로드맵 개요 135

168 신성장동력장비 개발로드맵 칩 전공정 에피웨이퍼를 가공하여 웨이퍼레벨에서 칩 패터닝 공정을 완성하는 단계 까지 공정에 필요한 장비를 포함한다. 노광 장비, 세정 장비, 식각 장비, 증착 장비 등 반도체 재료를 대상으로 하는 가공 장비 등이 포함된다. 칩 후공정 웨이퍼를 연마, 가공하여 개별소자로 절단, 분리하고 특성별로 구분하는 공정을 포함한다. <그림 3-3> LED칩 전공정 및 후공정 장비 현황 패키징 공정 개별분리된 소자를 단품으로 제조하여 특성별로 분리하고 출하를 위해 포장하는 단계이다 <그림 3-4> LED 패키징 공정장비 현황 2 LED장비 개발로드맵 작성 범위 2008년 신성장동력산업으로 지정된 LED응용산업은 2009년 LED BLU TV의 상용화를 기점으로 수요가 급증하면서 관련 장비산업도 큰 폭으로 증가하여 새로운 산업이슈 로 떠오르고 있다. 본 개발로드맵 보고서는 LED 산업전망에 따른 공정분야별 장비산 업의 현황을 점검하여 향후 국산화 우선장비, 신기술 창출분야, 글로벌 메가트렌드에 맞춰 개발방향을 제시하기 위한 보고서로 활용한다. 136

169 3. LED장비 개발로드맵 제2장 LED장비 산업환경 분석 1 관련 제품/서비스산업 동향 분석 1) 관련 제품 시장규모 과거 모바일 시장에 LED가 채택됨에 따라 LED 산업이 급속도로 발전 * LED 개별소자 시장은 1999년 8.2억불에서 2010년 112억불로 증가 과거/현재 모바일시장을 비롯해 신호등, 전광판, 자동차 등에 LED 수요 증가로 꾸준히 확대 * 2005년부터 2010년까지 연평균 LED 시장성장률 26% Notebook PC, LCD TV등에 LED BLU가 채택됨에 따라 LED 시장이 다시 급증 미래 * Notebook PC LED BLU 채용율 : 3.5%('07) 90%('10) * LED BLU 채용 LCD TV 시장 포화 : 4%('09) 40%('11) 90%('14) 자동차/조명용 LED 시장이 가세하여 LED 산업은 지속적인 확장 예상 의료/환경/통신 등 전방위 산업으로 LED가 진출하면서 LED융합산업 시대가 열리 면서 관련 광소자 수요 급증 * LED 조명 시장 침투율 : 32%('16년) 출처 : LED산업 제2도약전략, 지식경제부(2011) <그림 3-5> LED 산업 시장전망 제2장 LED장비 산업환경 분석 137

170 신성장동력장비 개발로드맵 2 신성장동력 전략지도 분석(LED응용) 세계 LED 응용제품 시장(기구포함)은 '10년 306억불 규모이며, 매년 약 25% 성장하 여 '15년 약 1,100억불, '20년 약 2,600억불로 성장예상 * 세계시장(억불) : ('10) 343 ('12) 694 ('15) 1,147 ('20) 2,650 (조명) 제조원가 절감 및 성능향상으로 '12년경부터 LED 조명 시장이 본격적으로 형 성될 전망('10-'20 연평균 45%성장전망) 초기에는 기존 조명 대체형(retrofit) 시장이 형성(-'12)되다가, 광원 기구가 구분되지 않고 新 기능을 갖춘 일체형 조명으로 전환예상 * LED조명시장(억불) : ('10) 46 ('12) 120 ('15) 290 ('20) 1,015 (조명 中 LED비율) : ('10) 4% ('12) 10 ('15) 22% ('20) 66% (융합) '13년부터 자동차, 의료 환경(UV LED), 농수산 등 다양한 고부가가치 융합시 장이 지속 확대될 것으로 전망 (관련 주변산업) LED 수요급증으로 장비, 소재부품, 문화컨텐츠, 디자인 등 연관산업 파급으로 밸류체인이 확장되고 타 산업의 부가가치가 상승할 것으로 전망 17개 신성장동력산업 중 13개 분야와 직접연관되어 경제적 파급효과가 매우 클 것으 로 전망 <표 3-1> LED 융합분야별 발전전망 분 류 기 술 융합제품 성장률(10-20) 시장규모('20, 억불) 수송기기 적외선 LED, 센서, 자동제어 복합기능 전조등 28% 213 의료 환경 내시경, 자외선LED, 적외선 LED 살균, 정화, 진단 치료 79% 210 농수산 환경제어, 로봇자동화공정 식물공장 30% 100 <표 3-2> 신성장동력산업 연관분야 녹색기술산업 분야 첨단융합산업 분야 고부가서비스 분야 1. 신재생에너지 7. 방송통신융합산업 13. 글로벌 헬스케어 2. 탄소저감에너지 8. IT융합시스템 14. 글로벌 교육서비스 3. 고도물처리 9. 로봇응용 15. 녹색금융 4. LED응용 10. 신소재 나노융합 16. 문화콘텐츠 SW 5. 그린수송시스템 11. 바이오제약(자원) 의료기기 17. MICE 관광 6. 첨단그린도시 12. 고부가 식품산업 138

171 3. LED장비 개발로드맵 3 LED장비 산업동향 분석 3.1 국내외 시장 동향 및 전망 세계 시장 동향 및 전망 2009년 LED BLU를 채택한 TV 본격 출시를 계기로 LED 소자수요 급증 LED 소자수요 급증으로 MOCVD, 칩 공정장비, 검사장비, 패키징 장비 등 대규모 장비투자 발생 * MOCVD 투자전망 : 1조6천억원('09 ~ '12) * 출처 : 한국광기술원 분석, Strateges Unlimited(2011) 소자시장 자료를 바탕으로 소자수요를 감안하여 장비시장 추산 <그림 3-6> LED소자 및 장비 시장 전망 세계 LED장비시장은 '08년 8억불에서 '15년 45억불로 연 28%의 성장율 전망 MOCVD 장비는 후발주자인 중국, 한국, 대만이 전 세계 수요의 70% ~ 80%를 차지 하는 대형 구매처로 부상 일시적으로 소자수요를 MOCVD 공급시장이 넘어서서 전체 장비시장의 정체를 가 져왔으나, 장기적으로 '15년까지는 성장세를 유지할 전망 칩 공정 및 패키징 장비의 경우 공정기술의 변화, 속도의 발전, 인라인 자동화 등으 로 신 공정 장비의 수요가 증가하는 경향이 강함 제2장 LED장비 산업환경 분석 139

172 신성장동력장비 개발로드맵 * 출처 : Compound Semiconductor(2011.6) <그림 3-7> 국가 및 세계 MOCVD 도입 현황 <표 3-3> 세계 LED장비시장 전망 (단위 : 억불) 구 분 '08년 '09년 '10년 '11년 '12년 '13년 '15년 '18년 '19년 '20년 MOCVD 장비 전체 장비 * 출처 : Strategies Unlimited(2011) 소자시장, Compound Semiconductor(2011.6) MOCVD 시장 자료를 바탕으로 한국광기술원이 추정 국내 시장 동향 및 전망 매출기준 '08년 0.2억불에서 '15년 9.3억불로 급속히 성장 전망 국내 LED BLU 수요 급증에 따른 LED 공급난 심화에 의해 장비부분 집중 투자 삼성LED, LG이노텍 등 대기업 설비투자가 '09년 본격화 되어 '10년을 정점으로 투 자가 거의 포화 활용도가 높은 MOCVD, 검사장비, 패키징 장비 등에 집중 투자 국산화률은 기대에 못 미쳐서 대부분 수입장비를 기반으로 시장 성장 한국은 '10년 세계 최대 LED 장비 수입국(MOCVD 수요량의 50% 차지) '09년 이후 LED 측정장비 위주로 장비수출이 본격화 140

173 3. LED장비 개발로드맵 <표 3-4> 국내 LED장비 시장 전망 (단위 : 억불) 구 분 '08년 '09년 '10년 '11년 '12년 '13년 '15년 '18년 '19년 '20년 금 액 생 산 수 출 수 입 * 출처 : Strategies Unlimited(2009), 한국광기술원 * LED 장비시장은 MOCVD 시장의 3.33배로 추정(기업 설비투자 현황 분석) * 국내 MOCVD 장비시장은 기업 수요전망치를 조사 3.2 국내외 기술 동향 및 전망 주요국 기술 동향 미국 Veeco사와 독일 Aixtron사가 전체 MOCVD 시장의 90%를 점유 Veeco사는 수직회전형 chamber, Aixtron사는 수평 planetary chamber 원천기술 보유 양사 모두 6인치 급 6매이상의 장비의 개발을 완료하였으며 양산 중 일본 니뽄산소는 일본내 점유율 1위이며, 니치아사는 이 제품의 변형모델을 chamber 로 채택해 독자개발에 성공, 현재는 자사의 MOCVD 장비를 생산해 가동 Applied materials, tokyo electron 등 메이저 반도체 기업을 중심으로 MOCVDroqkd 경쟁이 가속화, 국내에서도 멀티클러스터, 카세트 로딩 등의 방식을 이용한 신기술 로 MOCVD 개발 경쟁 참여 일본 하마마쓰는 스텔스 기법에 의한 레이저 절단기술을 이용한 레이저 스크라이버 출시 일본 Towa는 봉지재, 형광체, 렌즈 통합몰딩이 가능한 압축식 몰딩공정 장비 개발 네덜란드에 본사를 두고 홍콩에 사업부를 둔 ASM은 원천기술을 기반으로 다이본딩, 와이어본딩 거의 전 장비를 독점 공급 제2장 LED장비 산업환경 분석 141

174 신성장동력장비 개발로드맵 <표 3-5> 해외 LED 장비기술 개발 현황 장비명 개발단계 핵심 기술 개발주체 MOCVD Contact aligner 양산적용 양산적용 고온 균일 heater assembly Shower head injector 광원모듈 기술 대면적 패턴 alignment 기술 ICP 양산적용 대면적 플라즈마 식각기술 Wet station 양산적용 자동 고속 spin rinse & dry E-beam evaporator Lapping/Polishing machine Laser scriber Prober/Sorter Die bonder/ Wire bonder Dispenser/Molder 양산적용 양산적용 양산적용 양산적용 양산적용 양산적용(개별) 양산평가(통합) E-beam gun 기술 대면적 균일증착 대면적 균일연마 고수율 고속스크라이빙 브레이크리스 스크라이빙 고속검사 이미지센싱 정밀 다이본딩 고속, 고신뢰성 고균일 도포공정 Tester/Handler 양산적용 고속자동검사 Veeco( 美 ) Aixtron( 獨 ) Karl Suss( 獨 ) ABM( 美 ) Oxford( 英 ) Evatec(스위스) Unaxis( 美 ) Karl Suss( 獨 ) Akrion( 美 ) Semivac( 美 ) Evatec(스위스) Ulvac( 日 ) CHA( 美 ) 스피드팸( 日 ) 후지코시( 日 ) Engis( 英 ) JPSA( 美 ) Newwave( 美 ) Disco( 日 ) SEIWA( 日 ) Optosystem( 日 ) ASM( 美 ) CAMMX( 英 ) K&S( 美 ) ASM(홍콩싱가폴) 무사시( 日 ) 산유랙스( 日 ) 도와( 日 ) 니혼가터( 日 ) 시부야( 日 ) 국내 기술 동향 주성, TEKS, ADP eng, IPS, 세메스 등 반도체 장비기업 중심으로 MOCVD 사업화 진출 6인치 급 MOCVD 개발 중(최근 2인치 120장 대형장비 수요업체에 납품) MOCVD는 LED 성능과 생산성을 결정짓는 핵심장비이며 난이도가 높아 국내 LED 장비사가 수요기업과 연계하여 개발에 총력을 기울이고 있는 실정임 * 스마트 프로젝트('09 추경사업)통하여 MOCVD 시범사업 수행(수요기업 연계) * '09년 국산 상용제품 출시, 신뢰성 검증 중('10년 국내 점유 20% 목표) * 수요기업의 적극 기술지원으로 빠르게 상용화 진행 * 초저가형, 클러스터 대량생산 형태로 3년내 국산채택률 40% 목표 142

175 3. LED장비 개발로드맵 칩 검사장비, LED tester/handler, 몰딩 등 수요가 많고 제품의 가격과 성능을 결정짓 는 주요 장비를 중심으로 국산화 장비개발 중소기업 위주로 단일장비 성능 업그레이드, 통합공정, 라인자동화에 치중 후공정, 패키징 장비 위주의 개발 QMC는 대기업과 연계하여 후공정 in-line 자동화 개발 중 <표 3-6> 국내 기술개발 현황 장비명 개발단계 핵심 기술 개발주체 MOCVD Contact aligner 개발단계 일부 시제품 공급 양산평가 고온 균일 heater assembly Shower head injector 광원모듈 기술 대면적 패턴 alignment 기술 ICP 양산적용 대면적 플라즈마 식각기술 Wet station 양산적용 자동 고속 spin rinse & dry E-beam evaporator Lapping/Polishing machine Laser scriber Prober/Sorter Die bonder/ Wire bonder 양산평가 E-beam gun 기술 대면적 균일증착 주성, TEKS, ADP Eng, IPS, 세메스 등 신우MST 타이닉스 플러스텍 세미텔 제우스 케이씨텍 한국진공 플러스텍 양산평가 대면적 균일연마 케이씨텍 양산평가 양산평가 양산평가 고수율 고속스크라이빙 브레이크리스 스크라이빙 고속검사 이미지센싱 정밀 다이본딩 고속, 고신뢰성 QMC QMC, TSE, 광전자정밀 포톤데이즈 삼성테크윈 Dispenser/Molder 개발단계 고균일 도포공정 AP Tech, 프로텍 Tester/Handler 양산평가 고속자동검사 미래산업 AP TEch 광전자정밀 In-line 자동화 개발단계 장비간 호환성 및 자동연결, compact 디자인, 생산성 향상기술 QMC LG CNS 중장기 발전 전망 기판 제조 장비는 현재 수입에 의존하고 있으나 잉곳 고품질화 및 고효율 생산 기술 개발이 진행되고 있으며, 사파이어 대체 기판인 GaN 기판 개발이 요구 되고 있음. 기판대형화에 따른 MOCVD 장비 제조 기술 확보가 시급하며, 선진사들은 8, 12인 치용 MOCVD 개발이 진행되고 있어 Cluster type, cassette to cassette type 등의 개발로 capa 확장 기술이 요구됨. 제2장 LED장비 산업환경 분석 143

176 신성장동력장비 개발로드맵 소자 제조 공정 장비 소자 성능의 한계돌파와 공정비용 절간을 위한 신공정 개발이 요구되고 있으며, 나노 기반 기술, 수직형 공정 및 화학적 기판 분리 기술 등이 융 합되고있음. 수율향상을 위한 후 공정 자동화 및 고속화가 추진되고 있으며, 6인지 이상 대형기 판 가공기술 및 칩 고속 측정 및 분류 장비가 요구되며, 인라인 자동화 장비로 개 발이 진행됨. 3.3 정책 동향 세계 주요국은 LED시장 선점을 위해 적극적인 R&D투자와 함께 시장 활성화를 위한 규제 도입 등의 정책을 적극 전개 중 (기술개발) '20년까지 200lm/W의 고효율 파워칩 개발 10년간 5,000억원 투자(미국), 21세기 광 프로젝트(일본) 등 (시장활성화) 백열전구 퇴출* 정책, 대대적인 공공 시범사업 실시, 장비 보조금(중국), 에코포인트 제도(일본) 실시 * 세계 각국의 백열전구 퇴출 정책 (미국) 단계적 퇴출 (EU) 2012년까지 전면사용금 (대만) 2012년까지 사용금지 완료 (중국) 2017까지 판매중단 및 사용금지 완료 (신뢰확보) 소비자 신뢰확보를 위한 품질관리 정책 실시 * 미국 DOE의 Lighting Facts, CALiPER 프로그램 등 <표 3-7> 세계각국의 LED 주요정책 현황 국 가 미 국 주요 정책 NEXT Generation Lighting Initiative(Vision2020) : 2020년까지 200lm/W개발, 조명시장 50%점유, 10년간 5,000억원 투자 LED 상용화 지원(7개 프로그램 운영) 1 SSL Quality Advocates 3 GATEWAY Demonstrations 5 Technical Information Network for SSL 7 Municipal Consortium 2 CALiPER Program 4 Design Competitions 6 Standards Development 144

177 3. LED장비 개발로드맵 국 가 일 본 중 국 대 만 주요 정책 Eco-point 제도 도입 - 친환경 가전제품(TV, 냉장고 등) 구매시 포인트 적립 및 제품 구입시 포인트 활용/ '11.4월까지 한시적으로 LED전구는 1/2 포인트 가격으로 구매 통산성을 중심으로 Light for 21C 프로젝트 추진 : 120lm/W진행, 조명으로 사용되는 에너지의 20% 감소추진 대대적 시범사업 : 5개지역(심천, 샤먼, 대련, 상해, 남창)에 국가 반도체조명 산업화 기지 선정 : 10개 도시 만개 LED 전등 시범프로젝트 추진 장비 보조금 총 7,800만 달러 지원 2010년 11월 LED조명에 대한 국가표준을 제정 2012년에 대만의 모든 가로등을 LED로 교체할 것이라고 발표 국내는 '09년부터 LED분야에 본격적인 R&D를 추진(약 670억원) (원천기술) 고효율 LED 칩 소재 기술개발에 집중투자('09-'10년 240억원) (상용화) 스마트 프로젝트 로 식물공장, MOCVD 국산화, 차량용 전조등 등 상용화 기술개발에 250억원 투자(7개과제, '09.7-'10.6) * 스마트 프로젝트 주요성과 전량 수입에 의존하던 MOCVD 장비 및 차량용 LED 핵심부품, 빛조절 가능 LED 가로조명용 LED칩/패키지를 국산화 및 전 과제 납품계약 성공 (장비 소재) 5개과제 장비 R&D('10년 60억원) 및 핵심소재 인 사파이어 잉곳 웨이퍼 대구경화 사업 착수(WPM사업, '10년 20억원), 인라인자동화장비 개발과제(신성장동 력장비경쟁력강화사업, '11년 12억원) 3.4 표준화 동향 현재는 사업자 및 사용자의 선택에 의한 사실상 표준(de facto standards)으로 진행되 고 있으며 국제표준으로 지정된 사례는 없음. 제2장 LED장비 산업환경 분석 145

178 신성장동력장비 개발로드맵 4 LED장비 산업구조 분석 국내 기업 및 인력 현황 2009년 현재, 국내 LED 장비기업은 33개 기업으로 집계 대부분 중소기업이며 대기업은 없고 중견기업은 5개이나 LED 사업부분 매출액은 1,000억원 미만이므로 실제로는 모두 중소기업에 해당 대부분 반도체, 디스플레이 등 기존 연관 산업의 장비분야에서 LED 장비사업으로 신 규진출하여, LED 사업부분 매출현황 통계치가 거의 없음 <표 3-8> LED 장비기업 및 인력 현황 기업수 대기업 중견기업 중소기업 종업원수 0개 0개 33개 3,000명 * 출처 : LED장비선진화 포럼, * 분류기준 : 대기업(매출 5,000억원 이상), 중견기업(매출 1,000억 ~ 4,999억), 중소기업(매출 1,000억 이하) * 상기 표는 LED장비선진화 포럼참여업체를 대상으로 추정함 주요 장비생산기업 현황 <표 3-9> 국내 LED 장비기업 현황 (단위 : 억원, 명) 기업규모 기업명 주요생산장비 매출규모 종업원수 세메스 Wet장비, 세정기, Scriber 등 4,079* 821 ADP엔지니어링 Dry Etcher, Plasma Asher, MOCVD 등 1,048* 260 주성엔지니어링 PECVD, MOCVD 등 1,522* 446 케이씨텍 Wet Station, 자동화 설비 등 1,860* 361 탑엔지니어링 Wet장비, 세정기, 자동화 설비 등 1,180* 195 IPS Dry Etcher, 장비부분품 등 802* 190 중소기업 제우스 In-line System, 검사기 등 973* 275 QMC 레이저스크라이버, 레이저 lift-off, 칩 검사장비 루켄테크놀로지 외관검사장비, 웨이퍼본더 25 엔엔디 나노임프린트공정 10 브이티에스 MOCVD 15 시스넥스 MOCVD 10 플러스텍 ICP, E-beam evaporator * LED사업부분은 매출규모에 비해 작고 집계가 어려우므로 중소기업으로 분류 146

179 3. LED장비 개발로드맵 가치사슬 분석 <그림 3-8> LED 장비 가치사슬 체계도 제2장 LED장비 산업환경 분석 147

180 신성장동력장비 개발로드맵 제3장 LED장비 개발전략 1 SWOT 분석 및 당면현안 1.1 SWOT 분석 폭 넓은 LED 내수시장 강점(Strength) 반도체/LCD 산업 기반 인프라 활용 기회(Opportunity) 거대 LED 조명 시장 도래 LED 수요급증에 따른 기업 투자 확장 수요기업의 장비국산화 요구증대 약점(Weakness) 낮은 부품소재 국산화율 원천기술 부재 기업 규모의 영세성과 전문인력 부족 위협(Threat) 대만-중국 동맹의 대규모 설비투자 글로벌 메이저업체의 견제 산업확장에 따른 지적재산권 분쟁조짐 1.2 당면현안 1) 국내개발 LED 장비의 신뢰도 부족 때문에 장비 수요기업의 적극적 활용이 미흡한 상황 으로 다음과 같은 장애요소가 존재함. 신뢰성이 검증된 유명브랜드 외산 장비 선호 * Long term 신뢰성 측면의 기술력 부재로 국산 장비에 대한 부정적 인식이 팽배 * 장비 A/S 측면에서 국내 기술대응력 미흡 국산화개발 지연으로 시장경쟁력 저하 * 오랜 개발기간으로 인해, 신속한 시장대응 지연 * 장비산업 무역수지 불균형 심화로('15년 대세계 15억불 적자예상) 재투자 미흡의 악순환 초래 148

181 3. LED장비 개발로드맵 2) 글로벌 스타 장비기업의 부재로 수요자 위주의 시장 형성 장비 공급기업과 수요기업간 배타적 비즈니스 관계로 인하여 장비기업 성장에 한계 * 반도체, LCD 장비기업 특정 기업에 독점적 장비공급 풍토 * 대기업 임원의 퇴임후, 계열 장비기업 진출에 의한 순환고리 형성 LED BLU TV 등 유망시장 완제품에만 관심집중, 우수 인력들의 장비기업 진출 외면 소재, 부품의 높은 대외 의존으로 인하여 장비기술 종속 심화 3) 장비업체의 영세성 및 비전문성 기존 LED 장비업체는 10여개에 불과하며 대부분 영세한 규모로 사업수행 최근 반도체, LCD 장비업체들이 LED 장비산업으로 사업영역을 확장하고 있으나 LED 이해 부족으로 개발지연 사례) 세계최고 반도체장비업체인 Applied Materials도 MOCVD 양산화 지연 4) 수요산업 메가트렌드 대응방안을 위한 종합적 전략필요 대구경 기판을 이용한 양산화에 대비, 대형 기판 가공 기술 개발 칩 공정 및 패키징 공정의 자동화 기술 제품 생산의 대형화에 따른 자동화 구축으 로 효율적 개발 체계 구성 저가형 LED 제품경쟁력 강화를 위한 웨이퍼레벨 패키징(형광체, 봉지공정 등) 공정장 비의 개발 필요 시스템 자동화 및 인라인 자동화 설비의 확대로 일괄공정체제 확립 2 LED장비산업의 발전 비전 2.1 비전 및 목표 세계 1등 LED장비산업국이 되기 위한 기술개발 전략, 대중소기업 협력, 소재부품 국 산화등을 집중 육성 개발 초기단계에서 부품 소재업체와 컨소시엄 구성을 통한 장비개발로 핵심 부품 소 재의 국산화 도모 제3장 LED장비 개발전략 149

182 신성장동력장비 개발로드맵 선진국 수준의 품질 생산성 확보를 위한 핵심 양산 가공 장비 국산화 핵심 장비 전문기업 육성을 통한 Global 경쟁력 강화 산학연의 컨소시엄 형태를 가지고 개발 및 제품 상용화에 대한 객관적인 목표에 부응 하는 과제 도출 대기업 및 선진 국내 기업과의 정보 공유 확대 국내 LED 장비기업이 기업규모를 확대하고 글로벌 시장 경쟁력을 갖출 수 있는 M&A 활성화 국산 장비의 수출산업화 및 해외시장 개척 장비산업의 집중 육성으로 2018년 무역흑자 2.0억불 달성 기대 <표 3-10> 국내 LED 장비산업 비전목표 구 분 '10 '15 '20 국내생산 국산장비 채택율(%) 고용창출 3,000 10,000 20,000 선진국대비 기술수준 60% 90% 105% <표 3-11> LED장비의 국내 시장 규모(정부지원에 따른 전망) (단위 : 억불) 구 분 2006년 2007년 2008년 2009년 2010년 2013년 2015년 2018년 2020 금액 생산 수출 수입 * 국내시장 규모는 정부지원이 없는 경우와 동일하게 적용 산출 * 수입액은 각 공정장비에 대해 사업수행에 따른 국산화율과 국내시장 규모로부터 산출 * 수출액은 '09년까지는 정부지원이 없는 경우와 동일한 비율 적용 150

183 3. LED장비 개발로드맵 2.2 중점 추진 전략 1) 국산장비 구매유도 객관적이고 철저한 장비성능 검증으로 신뢰성을 부여하여 수요기업의 국산장비 활용 적극유도 국산장비 평가 인증 전담기관 구축 활용 * 검사/측정장비 : 단기 시험 평가(1개월 이내) * MOCVD, Fab, 패키징 장비 : 중장기 시험 평가(1-6개월) 2) 수요자 연계형 기술개발 장비 제조기술 및 공정기술 연계 개발을 통하여 장비기술 전문성 제고 * 장비개발 및 평가단계에서 복수의 수요기업 공동개발 유도 수요기업-생산기업간 배타적인 기술봉쇄 탈피, 장비산업기술지원센터(안) 공동개발을 통한 기술의 국내 저변 확대가 필요 * 기술의 배타적 실시를 지양하고 호환 및 확장 가능 기술위주로 개발 * 공통기술, 원천기술 위주로 공동개발, 국내 기술저변 확대 3) 추격형 기술개발에서 선도형 기술개발로 전환 복수 수요기업들의 공동구매 확약을 통한 수요연계로 장비개발을 촉진하는 선도형 先 R&D 後 설비투자 지원방식으로 전환 * 장비 개발후 성능요건 충족 시 상업적으로 의미있는 수준의 구매유도 <표 3-12> 기술개발 방식 추격형 모델 (Fast-Follower Model) 선진국 검증된 사업에 설비투자 후 R&D 진행하는 Catch-up 방식 선도형 모델 (Rule-Creator Model) R&D를 통해 새로운 기술을 선점 확보한 후 설비투자 진행 이를 위해 수요기업이 기술개발 全 주기에 참여토록 의무화 * 수요기업의 R&D 기획 참여, 구매확약, 공동개발 강화, 성능평가 의무 제3장 LED장비 개발전략 151

184 신성장동력장비 개발로드맵 4) 부품소재 패키지형 기술개발 대외 의존도가 높은 부품소재를 패키지로 병행하여 장비개발 * 부품소재 국산화율을 장비 평가 인증 기준으로 활용 세부기술 추진방향 1) 기판 대구경화 대응 대구경 기판(6인치급 이상)의 중량 증가로 수작업의 어려움 * Cassette to cassette 로딩/언로딩 방식으로 전환(자동화) * MOCVD, e-beam 증착, 스퍼터, Stepper 등 에피/칩 장비위주 대구경 잉곳 국산화 장비개발 * 85 kg급(6인치급) 이상 사파이어 잉곳 성장장비 대구경 기판 채용을 위한 장비용량 확대 * 6인치급 MOCVD 및 칩 공정장비 위주로 대형 챔버 채용 * 공정개발 병행 필수 사파이어 기판 대안기술에 대응하기 위한 non-sapphire 결정성장 장비 개발 * 기판 및 소자개발 국책과제와 연계 2) 수요급증에 의한 효율적 생산시스템 개발 장비의 대용량화 * 대용량 멀티웨이퍼, 카세트로딩, 멀티 클러스터 등 생산성 향상기술 기반 장비 개발로 capa 확대 장비공정의 고속화 * Prober/Sorter, LED tester등의 검사/분류 속도 증가 * 어레이형 멀티프로브 동시검사 기술 * 웨이퍼레벨 형광체 도포기술, 봉지재 압축몰딩 기술 수작업에 의지하던 웨이퍼 불량검사의 자동화 * 웨이퍼 결함, 이물질 검사 등 외관검사 자동화 장비 개발 인접공정의 통합화 또는 웨이퍼레벨 공정 * 봉지재/형광체 통합몰딩, Prober/Sorter 일체형 등 * 웨이퍼레벨 다이접착, 몰딩공정 등 152

185 3. LED장비 개발로드맵 전체 또는 부분공정의 인라인자동화 * 연마공정, 절단공정, 검사공정 등을 통합한 후공정 인라인자동화 장비 * 패키징 공정 인라인 자동화를 위한 고속 큐어링 기술, 자동 이송 기술 등 * 팹공정 인라인 자동화를 위한 Robot Arm 기술 3) 고효율 LED 성능개선을 위한 신공정 장비(선도형 모델) MOCVD 신공정 장비 * 고온, 고압 MOCVD 에피장비 사파이어 기판 대체형 GaN 결정성장 기판 * 멀티웨이퍼 HVPE 또는 Ammonothermal 법 등의 장비기술 개발 나노기반 고효율 LED 관련 장비 개발 * 양자점 합성 및 코팅, 양산형 나노패터닝 장비 광추출효율 개선을 위한 thick 기판 LED * 기판 연마공정이 필요 없는 레이저스크라이빙 제3장 LED장비 개발전략 153

186 신성장동력장비 개발로드맵 3 LED장비 전략품목 도출 3.1 공정/기능별 주요 장비 LED 장비는 LED 제조 및 평가에 사용되는 장비를 포함하며 물성분석, 분광분석, 구 조분석 등 일반적으로 사용되는 범용장비는 제외함 기판 에피 칩 前 공정 칩 後 공정 패키징 단결정 성장 박막성장 에피평가 노광 세정 식각 증착 연마 절단 평가/ 분류 다이, 와이어 본딩 몰딩 디스펜싱 테스트 테이핑 결정성장 박막성장 기판가공 MOCVD HVPE In-situ 평가 에피평가 노광공정 : Contact Aligner, Stepper 식각공정 : ICP, RIE 증착공정 : PECVD, E-beam, Sputter 연마/절단 : Scriber, Polishing 측정평가 : Prober/Sorter, Tester 다이, 와이어본더 몰더/디스펜서 테스터/핸들러 테이핑 M/C 신뢰성 평가장비 <그림 3-9> LED제조 공정/기능별 주요 장비 3.2 포트폴리오 분석 분석 방법 및 선정기준 대상 장비들에 대해 각각의 공정별로 기술의 중요성 및 시장의 매력도를 평가하여 평 가 결과를 합산하고 평균값으로 나누어 도시 특히, LED장비 분야의 경우 최근 급속히 확장되는 산업변화의 특성에 적합하도록 글 로벌 기술 경쟁력을 중요시 하였으며, 선진국과의 기술적 격차가 큰 국산화 핵심품목 에 가중치를 부여 (a) 기술개발 가능성 (b) 시장의 매력도 154

187 3. LED장비 개발로드맵 (c) 포트폴리오 분석 결과 <그림 3-10> LED 생산장비의 포트폴리오 분석 결과 <표 3-13> LED 생산장비 포트폴리오 분석 범례 A-1 양산용 GaN 성장용 HVPE D-1 패키지 프레임 다이싱 M/C B-1 고효율 GaN on Si Epi Growth 장비 D-2 Conformal Coating M/C B-2 고온, 고압 MOCVD 리액터 D-3 형광체 Conformal coating 장비 B-3 UV LED를 위한 고온 MOCVD 국산화 D-4 Compressive Molding M/C C-1 Flip chip/eutectic bonder D-5 T Molding M/C for Housing Material C-2 Flip chip 용 tester & handleer D-6 white ship 제조장비 C-3 LED TCO용 고품위 증착 장비 D-7 High speed optical Flux 측정 장비 C-4 고품위 산화막 증착장비 E-1 조명용 고속 Tester & hanlder C-5 Die/Wire Bonder E-2 실시간 Epi Layer 평가 장비 C-6 대용량 고속 ITO Sputter 장비 E-3 웨이퍼레벨 양자효율 측정 장비 C-7 대면적 wafer 후 공정 장비 E-4 고속 신뢰성 평가 장비 C-8 고속 Flip Chip bonder E-5 고전압, 고출력 칩 측정 장비 C-9 대용량 Laser Lift Off M/C E-6 열특성 측정 장비 C-10 In Line Fab Process Integration Methods E-7 조명제품 특성 평가 장비 C-11 고속 Eutectic Bonding M/C F-1 LED 조명 가속수명 평가장비 C-12 조명용 White chip 제조장비 F-2 고속 측정 분류 장치 C-13 저결함 laser scribing 장비 국산화 F-3 대면적 수직형/Flip chip probing M/C C-14 대구경 LED wafer bonder F-4 칩스케일 웨이퍼레벨 검사 장비 F-5 LED 조명 자동조립 및 검사장비 제3장 LED장비 개발전략 155

188 신성장동력장비 개발로드맵 3.3 전략품목 도출 포트폴리오 분석 결과를 기반으로 전략품목을 도출 11개의 장비를 전략품목으로 도출 B-2, D-3, C-5, C-3 장비는 LED산업에 필수적이고 활용범위가 넓어 시장규모가 크 므로 기술성, 시장성에서 높게 평가됨 C-14, D-1,F-1, F-4 장비는 기술난이도가 높아 개발성공 시 그 파급효과가 매우 크 므로 정부지원이 필수 E-6, E-2, E-3 장비는 기술난이도는 상대적으로 낮으나 시장의 매력도가 높아 전략 품목으로 도출 <표 3-14> LED장비 전략품목 구 분 전략품목 수요기업 LED (11개) 형광체 conformal coating 장비 고온, 고압 MOCVD 리액터 LED TCO용 고품위 증착 장비 열특성 평가장비 실시간 Epi Layer 평가 장비 Die/Wire bonder 패키지프레임 다이싱 M/C 웨이퍼레벨 양자효율 측정장비 칩스케일 웨이퍼레벨 검사장비 대구경 LED 웨이퍼본더 LED 조명 가속수명시험장치 LG이노텍, 삼성LED, 서울반도체, 우리LST, 루미마이크로, 루멘스, 럭스피아 등 LG이노텍, 삼성LED, 서울옵토디바이스, 더리즈 등 LG이노텍, 삼성LED, 서울옵토디바이스, 더리즈 등 LG이노텍, 삼성LED, 서울반도체, 우리LST, 루미마이크로, 루멘스 등 LG이노텍, 삼성LED, 서울옵토디바이스, 더리즈 등 LG이노텍, 삼성LED, 서울반도체, 우리LST, 루미마이크로, 루멘스 등 LG이노텍, 삼성LED, 서울반도체, 우리LST, 루미마이크로, 루멘스 등 LG이노텍, 삼성LED, 서울반도체, 서울옵토디바이스, 더리즈 등 LG이노텍, 삼성LED, 서울반도체, 서울옵토디바이스, 더리즈 등 LG이노텍, 삼성LED, 서울옵토디바이스, 더리즈 등 LG이노텍, 삼성LED, 대진디엠피, 남영전구, 금호전기, 알에프텍 156

189 3. LED장비 개발로드맵 제4장 LED장비 개발로드맵 1 마크로 로드맵 LED 장비 기술개발 전망은 수요제품의 메가트렌드에 따라 생산성과 신기술 대응 전 략에 맞춰 기획 * '11 LED산업 제2도약 전략 및 '11 지식경제 통합청사진 기획내용 중 메가트렌드를 참조하여 장비 로드맵 작성 LED 시장 제 2라운드(LCD), 3라운드(조명), 최종라운드(융합) <표 3-15> LED장비 기술개발 마크로 로드맵 메가트렌드 '11 '12 '13 '14 '15 '16 '17 '18 '19 '20 LED 제품군 LCD/ 자동차 조명 융합 광원효율 160lm/W 250lm/W 웨이퍼 구경 2"/4 " 4 /6" 6 /8" 패키징 고출력 웨이퍼레벨 인쇄공정 검사속도 고속형 어레이형 웨이퍼레벨 자동화 시스템 자동화 인라인 자동화 제4장 LED장비 개발로드맵 157

190 신성장동력장비 개발로드맵 2 마이크로 로드맵 에 피 구 분 개발방향 '12년 '13년 '15년 '18년 '20년 MOCVD 평가(웨이퍼 prober) 대형양산화 신기능화 기능복합화 (웨이퍼스케일) 6인치 상용화 8인치 시제품 8인치 상용화 Multi wafer pocket cluster cassette loading 고온, 고압 리액터 개발 6인치, mapping 8인치 mapping 12인치 mapping wafer scale IQE mapping 내부양자효율 칩 前 공 정 칩 後 공 정 노광(Contact aligner) 식각(ICP) 증착(E-beam) Lapping/Polishin g Machine 절단(Scriber, Breaker) 평가/분류 (Prober, Sorter) 대형양산화 대형자동화 대형자동화 박막 품질 개량 Scale up 자동화 고속화 클린공정 6인치 급 국산화 6 3 수동 6 14 수동 6 3 자동 6 28 자동 나노패턴 국산화 8 3 자동 4 급 고품질화 6 급 고품질화 외경 200mm (6인치 1장) 외경 450mm (6인치 3장) 4인치급 일괄 자동화 절단속도 : 150mm/s 12인치 노광장비 시제품 12 3 자동 8 14 자동 12 6 자동 외경 600mm (8인치 3장) 절단속도 : 200mm/s 외경 800mm (12인치 3장) 절단속도 : 250mm/s 12인치 노광장비 상용화 12 6 자동 자동 외경 1000mm (12인치 6장) 절단속도 : 300mm/s scriber & breaker no breaker no breaker no breaker 결함 최소화 공정 고속정밀화 0.3초/칩 0.2초/칩 0.1초/칩 0.07초/칩 0.05초/칩 일체형 일체형 고정확도 Prober 상용화 패 키 징 후공정 자동화 Die/Wire Bonder 자동화 고속정밀화 lapping/polishing 절단 평가/분류 일괄공정 in-line 자동화(6인치 급) in-line 자동화(8인치 급) 정렬오차 35μm 정렬오차 30μm 정렬오차 25μm 정렬오차 20μm 속도 : 8개/s 속도 : 12개/s 속도 : 15개/s Molder 통합화 봉지재 렌즈 봉지재 렌즈 통합공정 automatic 통합공정 형광체/봉지재 일괄공정 웨이퍼레벨 도포공정 All fab 공정 Tester/Handler 고속양산 3개/s 5개/s 7개/s 10개/s 158

191 3. LED장비 개발로드맵 3 전략품목별 세부 개발전략 장 비 명 개 요 적용대상 제 품 선정사유 핵심개발 기 술 형광체 Conformal coating 장비 LED 웨이퍼 / 칩 / 패키지 상부에 형광체를 균일하게 코팅하기 위한 장비 백색 LED 웨이퍼 / 칩 / 패키지 / 모듈 형광체 배치 공정 신기술로서 공정 단순화, 수율 향상 및 색품질 향상을 위한 장비로서 최근 수요가 급증하고 있음 형광체 균일 코팅 구현과 색좌표 적중률 향상 및 색품질 향상 - 형광체층 두께:50um 이내 - 형광체층 두께 균일도:5um 이내 - 색좌표 적중 편차 : ± 색품질 균일성 : 맥아담편차타원 7수준 이상 핵심부분품 장비현황 형광체 입자 함유 액상물질 도포 모듈 형광체 입자 정량 혼합 모듈 선택적 형광체층 구현 마스크 모듈 공정 기술 및 장비 개발이 병행해야할 신규 장비임 세계/국내 시장 규모 : 향후 3년 내 3,000억원/1,000억원 예상 국내 기업 경쟁력 : dispensing 기술, 위치 정밀도 기술 우위 국내 관련 업계 장비 不 在 해외 주요 메이커 不 在 개발기간 2012 ~ 2014년(3년) 소요예산 45억원(15억원/년) 기대효과 형광체 배치 신공정 기술 / 장비 확보에 따른 시장 선점 - 시장선점효과 : 진입 초년도(과제 2차년) 200억 예상 공정 수율 향상에 의한 재료비 절감 및 기회비용 절감 신공정 장비 수출 증대에 따른 고용 증가 제4장 LED장비 개발로드맵 159

192 신성장동력장비 개발로드맵 장 비 명 개 요 적용대상 제 품 선정사유 핵심개발 기 술 고온, 고압 MOCVD 리액터 3족 질화물계 반도체 물질의 LED, LD 등의 발광소자 및 Solar cell 소자구조의 박막성장 장치 LED, LD, Solar cell, 전자소자 등 3족 질화물 반도체 물질인 InN, GaN 및 AlN 는 0.75eV에서 6.0eV의 넓은 에너지밴드갭을 가지고 있어 태양광스펙트럼의 전 영역을 흡수할 수 있는 태양전지 소자 및 풀칼라를 구현하는 녹색LED 광원 및 자외선 LED 광원을 구현하는데 매우 효과적임. 파장대역이 525nm 근처인 녹색LED, InGaN 기반의 태양전지소자 및 자외선 LED 소자는 높은 In 조성비, 높은 Al 조성비를 함유한 고품위의 박막성장의 어려움으로 인하여 고출력의 녹색 LED, 자외선 LED 소자 및 질화물계 태양전지 구현에 어려움이 있음. 고농도의 In 및 Al조성비를 함유한 고품질/고품위 InGaN 및 AlGaN 박막을 얻기 위해서는 1atm 이상의 높은 성장압력 및 1400C 이상의 높은 성장온도를 제공하는 MOCVD 가 필요하나, 현재 상용화 되고 있는 MOCVD 장비는 대부분이 500torr 이하의 성장압력 및 1100 이하의 성장온도 control 이 가능함. 현재 고온 및 고압용 MOCVD 장비는 대부분이 자체 제작에 의존하고 있음으로 빠른 시일내에 장비개발에 투자를 한다면 장비국산화를 통한 세계 장비시장 선점 가능 고온용 챔버 설계 및 제작기술 : >1400 온도 및 균일도 제어 고압용 챕버 설계 및 제작기술 : >2atm 압력 및 균일도 제어 고온및 고압에서의 균일한 gas delivery 및 distribution설계 및 제작기 술 고온챕버 cooling 기술 및 고압챕버 no leak 제작 기술 핵심부분품 Heater, 샤워헤드, 고온에 견딜 수 있는 부품(TaC, W등 ) 장비현황 해외 업체 : Veeco사(미국, 45%점유), Aixtron사(독일, 50%점유), Nippon Sanso(일본, 수% 점유) 국내 업체:주성 ENG, 시스넥스, ADP ENG, TES, IPS 등 개발기간 2012 ~ 2015년(3년) 소요예산 90억원(30억원/년) 기대효과 LED 제품 기술 및 가격경쟁력 제고 MOCVD시장 수입대체. 현재 수입률 100% 70% 미만 160

193 3. LED장비 개발로드맵 장 비 명 LED TCO용 고품위 증착장비 개 요 고출력 LED의 투명전극을 증착하기 위한 증착장비 적용대상 제 품 선정사유 고출력 수직형 LED의 투명전극 고출력 Flip 칩 LED의 투명전극 Normal LED의 투명전극 근래에 투명전극으로 많이 사용되고 있는 ITO는 E-beam 증착기를 일반적으로 많이 사용함 최근 고출력 LED를 제조하기 위해서는 투명전극의 막질이 우수해야할 뿐만 아니라 표면의 roughness의 정도가 0.5 nm 이하의 거칠기를 가져야 함 기존의 e-beam 증착기로는 0.5 nm이하의 거칠기를 유지하기 어려워 sputter를 이용한 증착장비의 개발이 필수적임 핵심개발 기 술 투명전극 투과율 : 90% 이상 Surface roughness(ra) : 0.5 nm 이하 투명전극의 contact resistance : <10-4 ohm cm 2 LED device의 forward voltage:3.3 V 이하(1 1 mm chip) 핵심부분품 sputter gun, plasma source, wafer loading capability, 진공도 장비현황 sputter 장비의 국내수요는 주로 해외기업이(울박, 에바텍등) 80%이상을 독점하고 있으며 국내기업의 경우 sunic이 일부 자체개발에 성공하여 국내 일부기업에 납품한 실적이 있음. 하지만 대부분의 국내기업이 영세하고 기술력 부분에서 경쟁력이 떨어짐 개발기간 2012 ~ 2014년(2년) 소요예산 15억원(7억원/년) 기대효과 LED 회사에 대부분 납품되어 있는 외국장비를 대체하여 수입대체 효과가 있음 향후 고출력 thin-gan LED의 양산 시 sputter 를 이용한 TCO 물질의 증착이 필수적임. 장비가 국내 개발완료 될 경우 향후 수출확대가 기대되고 LED 시장이 최근 성장하고 있는 중국등에서의 시장선점 효과 기대됨(1000억원 이상의 수출효과) 제4장 LED장비 개발로드맵 161

194 신성장동력장비 개발로드맵 장 비 명 개 요 열특성 평가 장비 LED PKG, Array, Module에서의 Transient 법을 사용한 열저항 및 구조 평가 적용대상 제 품 LED PKG, Array, Module 등 선정사유 LED는 열에 아주 민감하여, 온도에 따라서 특성이 바뀌게 되고, 고효율 LED PKG를 개발하고 LED를 이용한 관련 제품을 설계 하는데 있어서, 열특성 평가 시스템은 매우 중요한 파라미터를 도출해줌 LED의 장시간 수명신뢰성을 확보하기 위해서는 LED가 사용된 제품에서 온도를 되도록 낮게 관리되어야 하는데, 이를 위해서 LED array, Module에서의 열특성 평가 결과는 이를 확인시켜주며, 이에 따라서 수명데이터의 정확도 향상, LED 관련 제품의 장시간 수명 신뢰성을 확보가 가능함 현재 열특성 평가 시스템에서는 주로 단일 PKG에서의 특성 평가만을 가지고, 이를 평가하고 시뮬레이션으로 추정하는 체계를 가지고 있으나, Array, Module과 같이 대형, 높은 전력에서 구동되는 광원에 대해서는 정확하게 평가할 수 있는 시스템이 부족함 현재 조명시장의 활성화 단계에 즈음하여, 정확한 열평가에 따른 제품의 신뢰성 향상, 성능향상을 위한 평가 시스템의 구축이 절실함 핵심개발 기 술 20, 200mA, 2A급 range 기반 COB 열저항 평가시스템 구축 최대 mm 기반 열저항 평가 테스트 플랫폼 구축 평가 정밀도 0.5%이내의 반복 평가 가능한 셈플 로더 시스템 구축 핵심부분품 Thermal test platform, Thermal 균일도 management, test driver 장비현황 해외 업체 : Mentographics사(아일랜드, 70%점유), 기타 평가시스템 구축 국내 업체 : 광전자정밀, J&C tech. 개발기간 2012 ~ 2015년(3년) 소요예산 9억원(3억원/년) 기대효과 국내 열평가 시스템의 국산화 및 양산화 적용 162

195 3. LED장비 개발로드맵 장 비 명 개 요 실시간 Epi Layer 평가 장비 광학적인 측정 방법을 이용하여 에피 성장웨이퍼의 실제 온도, 반사도, 곡율 등을 실시간으로 측정하는 장비임 적용대상 제 품 MOCVD 선정사유 위 측정 장치는 MOCVD 장비를 이용한 고품위 에피 박막 성장을 위해 설치되는 핵심 측정 장치로서, 현재 전량 수입에 의존하고 있는 상황임 핵심개발 기 술 광학 시스템 구조 개발 측정 데이터 처리 구성 프로그램 개발 실시간 측정 시스템 개발 시스템 인터패이스 개발 핵심부분품 웨이퍼 표면 실제온도 측정 장치 박막 성장 실시간 반사율 측정 장치 박막 성장에 따른 기판의 휨 정도 실시간 측정 장치 장비현황 현재 전량 수입에 의존하고 있으며, 국내 사업화 기술 개발이 미미한 상황임 2015년 세계시장 2,000억원, 국내시장 500억원 규모 형성 Laytec 등 소수의 업체가 독점적으로 개발 및 판매가 이루어져 외국 장비에 대한 종속이 심한 상황임 개발기간 2012 ~ 2015년(3년) 소요예산 30억원(10억원/년) 기대효과 실시간 에피 박막 평가 장비 수입 대체 및 수출을 통한 시장 선점 효과 기대 실시간 평가 장비 개발을 통한 고품위 에피 박막 분석 기술 향상 관련 파급 효과 국내 MOCVD 장비 산업 활성화를 위한 핵심 측정 기술 파급 효과 박막 측정 장치 관련 응용 시장 선점 효과 제4장 LED장비 개발로드맵 163

196 신성장동력장비 개발로드맵 장 비 명 Die/Wire Bonder 개 요 LED 칩을 패키지 프레임에 접착물질을 이용하여 물리적으로 부착하고 금속선을 이용하여 전기적으로 연결 하는 장비 적용대상 제 품 선정사유 LED 패키지 LED 패키지의 고출력화, 소형화 및 대량 생산화로 인한 공정 난이도 증가에 따른 수율 향상, 생산력 증대에 필수적인 장비 핵심개발 기 술 본딩 택타임 고속화 및 본딩 정밀도 고도화 지향적임 - 다이본딩 정밀도 ±15um - 다이본딩 택타임 0.25sec/ea - 와이어본딩 타임 40msec/ea 핵심부분품 다이본딩모듈 와이어본딩파워제너레이터모듈 와이어본딩모듈 장비현황 국내시장 해외업체 장비 점유율 심각 세계/국내 시장 규모 : 향후 3년 내 6,000억원/2,000억원 예상 국내 기업 경쟁력 : 위치 정밀도 기술 우위 국내 관련 장비 업계 : 특허 이슈 등 경쟁력 열악 상태 개발기간 2012 ~ 2014년(3년) 소요예산 60억원(20억원/년) 기대효과 본딩 장비 국산화 공정 수율 향상, 대량 생산화 가능에 따른 기회비용 절감 장비 수입 대체 효과에 따른 무역수지 적자 감축 효과 164

197 3. LED장비 개발로드맵 장 비 명 패키지프레임 다이싱 M/C 개 요 웨이퍼 레벨 패키지 웨이버 다이싱 장비 적용대상 제 품 선정사유 웨이퍼 레벨 패키지 LED칩을 제조하기위한 후 공정 장비 웨이퍼 레벨 패키지 LED칩 제조를 위해 후 공정에서 패키지를 개별 절단하는 장비가 요구됨 핵심개발 기 술 일반적인 다이싱 장비는 웨이퍼 레벨에서 절단 공정이 이루어 지는 공정 장비로 웨이퍼 레벨로 패키지된 LED를 절단 하는 장비 개발 - 최대 웍 사이즈:300mm - 공급속도:600mm/s - 위치결정 정밀도:0.003mm이내 - 스핀들 회전수 : 60,000/min 핵심부분품 절삭부 부품, 절삭수 부품, 지지부품, 제어부품, 장비현황 일반적인 다이싱 장비는 웨이퍼 레벨에서 절단 공정이 이루어 지는 공정 장비로 웨이퍼 레벨로 패키지된 LED를 절단 하는 장비는 현재 부재한 사항, 일본 장비가 시장의 80%를 점유, 국내는 대부분 수입에 의존, 2010년 308억 달러 시장, 업체 : 디스코(일본), 네온텍(국내) 등 개발기간 2012 ~ 2014년(3년) 소요예산 30억원(10억원/년) 기대효과 수입에 의존 하고 있는 장비로 수입 대체 효과가 크며, 2015년 400억 달러 시장이 기대됨. 제4장 LED장비 개발로드맵 165

198 신성장동력장비 개발로드맵 장 비 명 개 요 적용대상 제 품 선정사유 웨이퍼 레벨 양자효율 측정장비 LED 소자 성능의 빠른 feedback을 주기 위한 특성 측정 웨이퍼 레벨에서 내부양자효율 측정 LED chip 새로운 형태의 LED 분석 장비로써 다른 장비와는 달리 메이저 장비 업체의 선점이 없음. 이에 국내 LED 장비업체의 시장 선점을 기대 할 수 있음 핵심개발 기 술 웨이퍼 레벨에서의 측정 가능 측정 가능 온도 : 10K ~ 325 K 저온장치 내 probe station 탑재 핵심부분품 Tuneable temperature control system spectrometer Microscope Probe station 장비현황 에코피아(한국), Suss MicroTec Test Systems(독일), Labshpere(미국)등에서 웨이퍼 레벨에서 LED의 상대적인 광세기를 측정할 수 있는 분석장비를 양산중에 있으나 상온에서만 측정이 가능하여 양자효율을 분석할 수 없음 광전자 정밀에서는 TO캔 패키징 된 chip에서만 양자효율 측정이 가능하여 웨이퍼 레벨에서의 빠른 feedback은 불가능한 수준 임. 개발기간 2012 ~ 2014년(2년) 소요예산 10억원(5억원/년) 기대효과 신개념의 분석장비 개발로 국내외 LED장비 시장 점유율 확대 가능 양자효율 측정을 간소화함으로써 국내 LED 생산업체의 양산성 확대 가능 166

199 3. LED장비 개발로드맵 장 비 명 칩스케일 웨이퍼레벨 검사장비 개 요 웨이퍼레빌패키지(WLP) LED의 광특성, 전기특성을 검사하고 등급별로 분류하는 장치로 모든 동작이 자동으로 진행된다. 적용대상 제 품 선정사유 웨이퍼레빌패키지(WLP) LED 가격경쟁력을 갖는 WLP LED 대량 생산을 위한 측정,검사장비 핵심개발 기 술 Flip chip 상태에서의 광 특성 측정(BOTTOM 특성 측정) Optical power, Wavelength, Chromaticity measurement Wavelength Accuracy : ±0.3 nmm Chromaticity Accuracy : ±0.002 전광속을 정확히 측정하기 위한 입력광학계 설계 Flip chip 상태에서의 전기 특성 측정 Vf, Vr, If, Ir 4wire sensing Accuracy : ±1nA, ±10μV 고속 X, Y, Z table 설계 및 제어 Reproducibility : <10μm Speed : >100mm/sec Vision Inspection 화소분해능 : <1μm chip 위치파악 chip 외관 불량 검사 조명 및 시스템 설계, 소프트웨어 웨이퍼 로딩/언로딩 시스템 설계 통합제어 소프트웨어 장비 제어, 측정, 해석, 데이터 저장, 분류, 사용자 인터페이스. 제4장 LED장비 개발로드맵 167

200 신성장동력장비 개발로드맵 장 비 명 개 요 적용대상 제 품 대구경 LED Wafer Bonder 수직구조 LED 제작을 위한 웨이퍼 접합 공정용 웨이퍼 본더(Wafer Bonder) 수직형 LED, LED BLU, 조명 LED, 자외선 LED 등 선정사유 최근 급성장하는 LED 광원은 기존의 광원에 비해 친환경, 저전력, 소형화, 장수명 등의 많은 장점을 가지고 있으나, LED 광원의 발열문제가 가장 큰 문제로 대두되고 있다. 발열문제의 해결하기 위해 방열시스템의 개발 및 생산에 많은 비용이 발생하고 있음. 특히 LED 소자는 구조적으로 열전도가 낮은 사파이어 웨이퍼 위에 GaN 에피층이 제작되어 있어, 발광시 발생하는 열을 외부로 방출하기가 어려움. 현재 주로 생산되고 있는 수평구조 LED 소자는 구조적으로 열전도가 매우 낮은 사파이어 웨이퍼 상에 GaN 에피층이 제작되어 있어, 소자 동작 시 발생하는 열을 방출하기가 근본적으로 어려움. 이런 문제점을 해결하는 방법으로 수직구조 LED가 개발 되었으며 수직구조 LED의 생산을 위하여 사파이어 웨이퍼 상의 GaN 에피층을 열전도도가 높은 실리콘 또는 금속 웨이퍼로 전사시키는 Laser Lift-off 기술이 개발되었음. 해결방안을 찾기 위한 많은 연구개발이 국내외적으로 진행되었으며, 사파이어 웨이퍼 위의 GaN 에피층을 열전도도가 큰 실리콘 또는 금속으로 전사시키는 접합 공정 기술이 개발되었음. 수직구조 LED에 있어서 사파이어 및 실리콘, 금속 웨이퍼를 접합하는 공정과 GaN 에피층을 분리하는 공정이 핵심으로 볼 수 있음. 이러한 접합 공정 기술을 위해서는 대면적 양산용 웨이퍼 본더(Wafer Bonder) 장비 개발이 꼭 필요하며, 현재 국내 LED 생산업체에서는 열방출에 유리한 접합 공정을 이용한 LED 소자의 양산을 계획하고 있으며, 양산용 웨이퍼 접합 장비의 개발 및 적기 공급이 필요한 시점임. 핵심개발 기 술 LED 소자에서 에피층을 형성하는 MOCVD공정의 경우 대략 10시간 정도의 공정 시간을 갖는데 6인치 MOCVD의 경우 시간당 0.6 ~ 0.8장의 생산성을 갖고 있는 것으로 알려져 있음. 이에 따라 LED 공정에 사용되는 다른 장비들 역시 MOCVD에서 나오는 에피기판을 시간에 맞춰 처리 할 수 있는 양산성을 요구하고 있음. 이는 동시에 여러 장의 기판을 접합 할 수 있는 다중 헤드 웨이퍼 본더를 요구 하는 것이라 할 수 있음. 웨이퍼 접합 기술은 열, 압력, 전류, 전압 등의 방법을 이용하여 실리콘-유리, 유리-유리, 실리콘-실리콘 등 다양한 이종, 동종 기판들을 서로 접합 시키는 방법으로 MEMS 공정에 기반을 두고 있음. LED 소자의 제조 공정은 사파이어 기판위에 GaN 에피 웨이퍼 제조 칩 생산 패키징 모듈 등으로 진행됨. 168

201 3. LED장비 개발로드맵 핵심개발 기 술 핵심부분품 장비현황 웨이퍼 접합 공정은 GaN 에피 웨이퍼 제조 후에 접합 및 전사 공정이 추가되지만, 소자의 열적 특성을 크게 개선시키고 칩의 크기를 작게 만들 수 있기 때문에 단위 웨이퍼에서 생산되는 칩의 수를 30%이상 증가시키는 장점이 있음. 특히 LED 공정에서는 열, 압력을 이용하여 사파이어 웨이퍼-사파이어 웨이퍼, 사파이어 웨이퍼-실리콘 웨이퍼 간의 접합에 주로 이용되고 있음. 요구되는 핵심 개발 기술 (1) 기판 접합 기술 기판 크기 : 8인치 이상 접합 온도 : 500 이상, 균일도 ±2% 이내 접합 압력 : 90kN 이상, 균일도 ±3% 이내 (2) 기판 정렬 기술 x, y, z 정밀도 : 5um 이하 θ 정밀도 : 0.1도 이하 (3) 기판 검사 기술 기판 내부 검사 : 분해능 5um 이하 기판 외부 검사 : 기판 휨 20um 이하 웨이퍼 본딩 장비 웨이퍼 정렬 장비 웨이퍼 검사 장비 국내에서 사용되는 수직구조 LED 웨이퍼 본더는 대부분 MEMS, 반도체용 웨이퍼 본더를 전용하여 사용하고 있는 실정이고, 기존 MEMS용 웨이퍼 접합 장비들은 연구개발을 목적으로 개발되어 하나의 장비에서 하나의 접합 기판을 생산하는 것이 일반적임. 하지만 근래에 들어서 수직구조 LED의 대량 생산을 위한 준비가 가속화 되면서 기존에 2인치 크기의 기판을 사용하던 공정에서 6인치 이상 대면적 기판을 사용하는 공정으로 준비하는 곳이 늘어 가고 있음. 해외에서는 MEMS 기반의 웨이퍼 본더 업체인 독일의 SUSS사와 오스트리아의 EVG사가 관련 제품을 생산하고 있고, 두 업체의 경우 MEMS 기반의 웨이퍼 본더로서 LED산업에서는 수직구조 LED 칩의 연구, 개발을 위한 장비로 전용하고 있음. 해외 웨이퍼 본더는 주로 MEMS, 반도체에 사용되는 웨이퍼 본더를 중심으로 개발되고 있음. 따라서 주로 실리콘과 같은 동종 기판을 접합하는데 사용되며 실리콘 기판의 두께 균일도가 거의 일정하기 때문에 LED에 사용되는 사파이어 기판과 같이 두께 균일도가 떨어지는 경우에 대한 대책이 미흡한 실정임. 개발기간 2012 ~ 2015년(3년) 소요예산 30억원(10억원/년) 기대효과 대면적 수직형 LED용 웨이퍼 본더 기술 개발 양산형 대면적 웨이퍼 본더 요구 충족 대면적 히터, 압력 인가 장치에 대한 기술 개발 고정밀 기판 정렬 장비 기술 개발 기판 접합 후 접합 검사 기술 개발 및 기반 기술 확보 제4장 LED장비 개발로드맵 169

202 신성장동력장비 개발로드맵 장 비 명 개 요 적용대상 제 품 선정사유 핵심개발 기 술 대형 LED 광원 가속수명 시험장치 상온 정격수명 시험을 대체할 가속수명시험장치로 대형광원 (면광원 및 가로등)에 대한 온도 가속 수명시험 장치 1. 평판 조명등의 대형 실내 광원 2. 가로등/보안등 및 터널등 등의 대형 실외 광원 3. 시험 내용 : 초기고장 screening, 수명특성 및 신뢰성 특성 평가 1. LM-80의 한계 : 현재 LM-80의 규격은 광원용 LED PKG에 국한 되어 있음. 2. 제품 시험 시간의 문제 : Energy star등의 규격에서는 LED 조명 제품의 신뢰성 시험에 있어서 정격 6,000 시간 시험을 규정하므로 완성품 제조 회사의 제품 개발 사이클과 맞지 않음. 그러므로 짧은 시간에 시제품의 특성을 파악하고 평가하여 기술 개발 시간을 당길 필요가 있음. 3. 측정 방법의 문제 : 기존의 온도 가속 시험의 경우 시험조건에서 측정을 하는 것이 아닌 상온에서 측정을 진행함. 이로 인해 측정 조건에서 상온 측정 조건으로 이행하는 과정에서 시료의 취급 등에 문제 발생 시 데이터의 신뢰성에 영향을 미쳐 정확한 특성 평가를 하기 어려움. 4. 실시간 특성 평가 기반 가속 수명 시험을 통한 시험 데이터의 신뢰성 확보 및 시험 시간 단축 : 기존의 시험 측정 데이터의 신뢰성 제고 및 가속 수명 시험을 통한 시험 시간 단축을 통해 업체의 개발 제품에 대한 신뢰도를 향상하고 제품 개발 후 특성 평가 시험 시간 단축을 통한 업체 경쟁력 향상에 기여. 5. LED 조명제품 특성 평가 기술 개발을 통한 국제 경쟁력 향상 : LED 조명 제품의 가속 수명 시험을 통한 양질의 데이터 확보를 통하여 국제 규격 및 시험 규격 제정에 있어서 선도적인 역할을 할 수 있으며, 이를 통하여 국내 제품 개발업체에 대한 신뢰성 제고를 통한 국내 시장 점유율 향상 및 국제 경쟁력 향상 실시간 광학 특성 평가 장치 개발 : 시험조건에서 실시간으로 정기적으로 광학적인 특성을 평가할 수 있는 전기 광학 평가 장치 개발. Spectrometer + 반구형(또는 임의의 다른 모형) 반사체(내부에 Ba2SO4 coating을 통한 전광선속의 측정 또는 검은색을 사용하여 반사광을 제거한 후 광원에서 직접적으로 detector로 입사하는 광의 특성만 평가) + 전력 분석 시스템 + 하드웨어 제어 시스템 온도 및 습도 제어 장치 개발 : 대형 광원에 대한 특성 평가를 실시하므로 기존의 방식이 아닌 대형 광원용 지그 및 이동 시스템이 부착된 온습도 제어 챔버 개발. 3개 이상의 시료를 하나의 챔버에서 측정하기 위한 시험장치.(시험 공간을 최소화하며 동시에 시료 간 상호작용을 배제할 수 있도록 함) 실시간 데이터 분석 프로그램 개발 : 측정 된 데이터를 현장에서 실시간으로 분석하여 시간에 따른 신뢰성 데이터를 제시하여 측정 시간에 따른 데이터의 변화 추이를 관찰하고 이를 기반으로 한 제품별(또는 종류별)수명 시험 시간에 대한 가이드라인 제시. 신뢰성 분석 프로그램(ex. ALTA)과 연계 또는 동일한 성능을 수행하는 신뢰성 분석 프로그램 개발 광학 특성 및 전기 특성 실시간 평가 및 도식화 시험 챔버 환경 모니터링 및 제어 170

203 3. LED장비 개발로드맵 핵심부분품 장비현황 전기 광학특성 측정 및 평가 장치 : 전력 분석기, spectrometer, 측정용 지그 및 외부광 차단 시스템 시험용 챔버 : 온 습도 제어용 대형 챔버. 전력 공급 시스템 구비. 광원 회전 시스템 및 외부광 차단 시스템. 장치 제어 및 특성 평가 시스템 : 실시간 데이터 측정, 처리 및 분석 시스템. 가속 수명 시험장치의 하드웨어 제어 및 측정 데이터의 실시간 도식화 및 측정 결과에 대한 통계처리. 1. 전기 광학특성 측정 및 평가 장치 : 개별적인 메이커에서 장비를 제작하여 판매하고 있으나 통합 장비는 없음 2. 시험용 챔버 : 상용제품은 최대 1500mm까지 제작되고 있으나 단순한 항온항습 챔버로 가속 수명시험을 위한 시스템을 구비한 전용 장비는 없음 3. 개별 하드웨어에 대한 제어 프로그램은 메이커에서 직접 공급. 측정된 데이터에 대한 통계처리 프로그램은 상용으로 판매되고 있으나 고가임. 측정에 사용되는 제어 프로그램과 데이터 처리 프로그램을 통합한 프로그램은 존재하지 않으며, 실시간 측정 및 데이터 처리 시 관련 프로그램의 개발이 필요. 개발기간 2012 ~ 2014년(3년) 소요예산 30억원(10억원/년) 기대효과 1. 제품의 신뢰성 시험 기간 단축으로 개발 시간을 줄일 수 있음. 2. 초기 특성 평가 및 고장 특성 파악으로 제품의 신뢰도 향상. 3. 평가된 특성을 활용한 국제 규격제시에 대한 기본 데이터 활용 가능. 4. 통합 장비의 개발로 내수 시장 및 해외 시장 개척 가능. 제4장 LED장비 개발로드맵 171

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205 신성장동력장비 개발로드맵 4 그린수송장비 개발로드맵

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207 4. 그린수송장비 개발로드맵 제1장 그린수송장비 개발로드맵 개요 1 그린수송장비의 개념 1.1 그린수송장비의 정의 그린수송시스템은 에너지효율이 높고, 환경오염가스(NOX, CO 2 등) 배출이 적은 고부 가가치 친환경 시스템으로, 차세대 자동차 및 고부가가치 선박을 전략품목으로 함 차세대 자동차(그린카) : 하이브리드, 친환경디젤, 연료 수소전지, 전기 자동차 등 고부가가치 선박(WISE Ship) : 초대형 컨테이너, 레저 보트, 크루저, 해양 플랜트 등 그린수송장비는 이러한 신성장동력 그린수송시스템의 양산을 지원하는 생산설비 그린수송시스템의 양산을 위한 제조공정 상에서 제품의 기능, 품질, 부가가치, 생산 성을 좌우하는 장비산업으로, 경량 난삭 소재 및 고부가가치 대형화 부품의 고정밀 고효율 가공 및 전지, 전기모 터 등 새로운 부품의 양산을 지원하는 생산장비로 정의됨 <그림 4-1> 그린카 로드맵 <그림 4-2> 고부가가치 선박 로드맵 제1장 그린수송장비 개발로드맵 개요 175

208 신성장동력장비 개발로드맵 1.2 그린수송시스템의 공정 체계 l 그린카 대응 제조공정 체계도 (a) 핵심 기계류부품의 가공공정 (b) 핵심 차체부품의 성형 접합 및 조립공정 <그림 4-3> 그린카 대응 정밀 기계부품의 제조공정 176

209 4. 그린수송장비 개발로드맵 핵심 기계류부품의 가공공정의 개요 소재전처리 가공 1차 공정으로, 대부분 소재생산기업에 의한 절단, 1차 가공 등으로 수 mm 정밀도 가공 1차 선삭/밀링 선반/밀링/전용기 등을 바탕으로 하여 수십 μm 정도의 정밀가공으로 생산 정밀가공 복합 가공기/5축가공기/전용기 등으로 수 μm 영역으로 가공 열처리 제작된 부품의 신뢰성/인성/마모 특성을 향상하기 위한 고주파열처리 등의 열처리 공정을 제품특성에 맞게 생산 연삭 /연마 제품의 기능성(작동부위 및 초정밀 조립부분) 부위에 연삭/연마기를 통한 μm 단위의 초정밀 가공으로 부품의 생산 세정 /후처리 제품의 외관품질을 위한 초음파 세척기, 블로우 세척기와 같은 세척장치 및 브러쉬와 같은 형태의 외관품질 향상 핵심 차체부품의 성형 접합 및 조립공정의 개요 소재 전처리 성형가공 표면처리 및 열처리 조립 및 접합 성형공정에 따라 원재료에서 적당한 크기와 형태로 성형재료를 준비하는 과정(Blanking). 그린카 분야에서는 철강 재료 외에 합금, 복합재료, 고분자 재료 등 다양한 재료를 사용하며 성형특성에 따라 가공방법 상이 프레스가공, 분말소결, 사출 등의 양산기술을 기반으로 재료를 원하는 형태로 생산. 일반적으로 성형공정은 다단계로 이루어지며 공정에 따라 금형과 전용 양산장비가 적용 성형 가공된 부품을 열처리와 표면 처리 과정을 통해 기계적 특성을 향상시키고 표면의 특성을 바꾸어 부품의 내부식성등을 향상시키는 작업을 수행 생산된 각각의 부품 요소들을 조립과정을 통해 단일 부품으로 제작하는 과정으로 용접, 본딩, 체결 등의 여러 가지 방법으로 작업 수행 페인팅과 코팅 차량에 조립을 위해 외부 도색 작업을 수행하며 운행중 부식이나 파손을 방지하기 위해 표면 코팅 제1장 그린수송장비 개발로드맵 개요 177

210 신성장동력장비 개발로드맵 2 고부가가치 선박대응 대형엔진 생산공정 체계도 * 출처 : 두산엔진 <그림 4-4> 첨단선박용 대형엔진 제조 공정 고부가가치 선박대응 대형엔진 생산공정의 개요 대형 엔진블럭 제조공정 대형 크랭크 제조공정 핵심부품 가공공정 대형엔진의 기본 구조가 되는 엔진 블럭의 제조공정으로, 기본 형상의 대형 가공과 엔진블럭의 형상 가공, 실린더 홀 등의 대형 정밀 보링, 호닝 등의 공정 대형 엔진의 크랭크 샤프트를 제조하는 공정으로 기본 주물구조를 선삭과 다축 정삭을 통한 크랭크 샤프트 가공과 크랭크 쓰로우의 가공 및 보링 등으로 이루어짐 대형엔진의 부품 제조를 위한 공정으로, 엔진 실린더 및 실린더 라이너의 가공, 소기홀의 가공, 캠 샤프트의 가공 및 대형 기어, 감속기의 가공 등의 공정 178

211 4. 그린수송장비 개발로드맵 2 그린수송장비 개발로드맵 작성 범위 (대상 전략품목) 그린수송장비는 국제경쟁력을 보유한 국내 자동차 조선 주력산업의 생산성 혁신과, 관련 신성장동력 전략품목군의 새로운 핵심공정을 지원하기 고부가가 치 장비 또는 시스템으로, 세부 범위는 다음과 같음 (그린카) 하이브리드, 클린디젤, 연료전지, 전기 자동차 등의 그린카 전략품목에 대 응한 초경량/고강성 차체부품, 그린전장 공통핵심부품, 전동부품 및 고효율 동력전 달시스템(파워트레인) 등을 위한 핵심 생산공정 대응 장비 (고부가가치 선박) LNG선, FPSO/드릴쉽 등 해양플랜트, 크루즈선 등 고부가가치 선박을 위한 대형엔진 및 핵심 기자재 부품의 기술선점 및 국산화에 필요한 대형 맞춤형 장비 (그린수송장비의 범위) 그린카 및 고부가가치 선박의 기반 장비산업으로서 공작기계 (절삭 및 성형), 산업용기계(용접 조립 및 로봇응용 시스템) 및 제반 생산시스템 분야 의 기술로드맵을 근간으로, 신성장동력 전략품목의 조기 상용화를 위한 맞춤형 장비 공급과 장비업체의 상용화 우선순위를 고려하여 중장기 개발로드맵을 수립 대상 신성장동력 분야(그린카, 고부가가치 선박)의 전략품목과 품목별 공정분석을 통해 권선기, 경량/고강성 소재 생산장비 등 그린카 대응 장비 기술 체계도 도출 정밀도, 신뢰성, 생산성 향상 등을 위한 자동차 산업의 공통 핵심장비를 대상으로, 특히 해외 의존도가 높은 고가 고부가가치 장비를 우선 고려 기존의 생산시스템 관련 로드맵 분석을 통해, 고속 복합형 장비와 같이 산업원천성 과 타산업 파급효과가 높은 장비 타입을 포괄함 터닝/머시닝센터, 보링머신 등 장비업체의 상용화 및 시장성이 높은 장비를 우선시 대상산업 핵심 대상 전략품목 개발장비 범위 및 품목 그린카(자동차)용 장비 고부가가치 선박용 장비 그린카 대응 초경량/고강성 차체부품, 그린전장 공통핵심부품, 전동부품 및 고효율 동력전달시스템(파워트레인) 고부가가치 선박 대응 대형엔지 및 핵심기자재 - 크랭크샤프트 등 고가 전용장비 - 권선기, 기어가공기 등 그린카 신수요 장비 - 신소재(난삭재) 대응 고정밀 가공 및 성형/조립 장비 -고유연 고신뢰 그린카/자동차 공통장비 - 생산성 혁신을 위한 고속 복합형 장비 - 해외의존도가 높은 대형 맞춤형 장비 - 고부가가치 선박 고정밀 대형 가공장비 - 수요급증이 예상되는 파급성이 높은 대형 장비 제1장 그린수송장비 개발로드맵 개요 179

212 신성장동력장비 개발로드맵 제2장 그린수송장비 산업환경 분석 1 관련 제품/서비스산업 동향 분석 그린수송시스템 그린수송장비가 직접 생산에 적용되는 신성장동력 제품으로는 자동차(그린카), 고부 가가치 선박(WISE Ship) 등으로, '10년 기준 세계시장 16,406억불, 국내시장 749억불 규모의 시장을 형성하고 있음 세계 시장 국내 시장 <표 4-1> 그린수송장비 관련 제품분야 시장규모 (단위 : 억불, 만대) 구 분 2009년 2010년 2011년 2012년 2013년 2015년 2018년 2020년 자동차 1) (대수) 3) 15,268 (6,360) 15,959 (7,220) 16,681 (7,740) 17,436 (7,888) 18,225 (8,245) 19,902 (9,004) 21,432 (9,696) 22,517 (10,187) 고부가선박 2) 계 17,924 16,406 17,148 17,924 18,735 20,459 22,032 23,148 자동차 1) (대수) 3) 593 (145) 623 (155) 651 (162) 681 (169) 711 (177) 777 (193) 837 (208) 879 (219) 고부가선박 2) 계 ,006 1,057 * 출처 : 1) 2009년부터는 EURO-5를 만족하는 클린디젤차량 포함(출처 : 신성장동력기술로드맵 보고서) 2) 첨단 선박 기관부 규모 - 하나금융경영연구소 보고서(2008), 세계 조선 기자재 시장 61조원, 이중 기 관부 시장은 55%, 국내 기자재 시장은 세계시장의 24%며, 2012년까지 18% 성장 예측 3) 자료 : 한국자동차산업연구소 2011년하반기 경영환경전망 보고서 세계 그린카 동향은 환경규제 강화로 자동차 산업은 기존 가솔린차 중심에서 친환경, 고효율 그린카로 성장의 중심이 급속히 이동 중 자동차산업은 공작기계 수요량의 40%대를 차지하는 핵심 수요견인 산업으로, '09 년 세계적 경기침제로 인한 자동차산업 불황과 함께, 해당 장비산업인 공작기계의 시장규모가 813억불('08년)에서 547억불('09년)로 추락한 바 있음 180

213 4. 그린수송장비 개발로드맵 자동차산업의 이러한 세계적 침체와는 대조적으로 그린카의 시장은 세계적으로 연 평균 33.7%의 높은 성장률을 기록하였음 글로벌 전 산업분야중 수송부분의 온실가스 배출량은 25%로 각국은 온실가스 배출억 제를 위해 자동차의 각종 규제를 강화하면서, 향후 이러한 그린카의 시장규모는 보다 가속화 될 것으로 전망 그린카 세계시장 규모(억불) : 150('08) 4,690('13 6,593('18) 향후 10년까지는 하이브리드차의 시장이 형성되면서, 기존 내연기관은 지속될 것으 로 예상되며, 완전한 전기자동차는 20년후 소형차부터 본격적인 상용화가 예상 특히, HEV, PHEV, EV 등 그린카는 '15년 총 7.7%를 차지할 것으로 예상되며, '20 년에는 총 19.6%의 비중을 차지할 것으로 전망(출처 : 하나금융경영연구소 '09) * 유럽은 '14년부터 적용되는 Euro-6 배기 규제를 만족하는 클린디젤 및 하이브리드차 개발에 매진하고 있으며, 전세계적으로 이에 대응한 신차 개발전략으로 글로벌시장을 공략하고 있음 * 미국은 무공해차(ZEV) 규제를 적용, 플러그인 하이브리드차 개발을 전략적으로 추진 * 중국은 그린자동차에 1000억 위안(약 17조원)의 보조금을 지급할 계획, '20년까지 100만대 규모의 전 기차를 생산할 계획 자료:Ward, CSM, KB투자증권 <그림 4-5> 세계자동차 시장현황 제2장 그린수송장비 산업환경 분석 181

214 신성장동력장비 개발로드맵 자료:Automotive World Car Industry Forecast Report, Global insight <그림 4-6> 세계의 자동차시장 전망 한국은 그린카에 대응한 발전로드맵을 발표하고, 이를 기반으로 정부부처간 협의와 협조를 바탕으로 그린카 체제로의 시장개편에 대응하고 있음 하이브리드차(HEV)는 '97년 첫 출시 후 연 평균 33%씩 증가, '15년에는 전세계 연 수출량이 400만대를 목표 전기자동차(EV) 시장은 '10년 전 세계적으로 8.3만대, '15년에는 78만대, '20년에는 266만대로 성장할 전망이고, 우리나라는 '15년까지 보급 '20년까지 경쟁력확보 목표 클린디젤차(CDV)는 '15년 전세계 클린디젤차 시장은 4207억 달러로 예상, 국내 관 업체계는 '15년 핵심 시스템 기술 개발 후, '20년경 본격적 시장대응에 나설 전망 수소차(연료전지차)는 시제품을 출시하기 위한 실증단계에 머물러 있음 '15년까지 각 사마다 수 만대 규모의 수소차를 양산, '20년까지 보급 지역 확대 계획 '10년 세계 조선 수주량은 38,625천 CGT로 중국(41.6%), 한국(28.9%), 일본(13.9%) 순 이나, 한국은 고부가가치 선박으로 수주량 1위 회복을 목표(출처 : 한국조선협회 '10년 통계) 중국은 저부가가치 선박인 벌커(10)와 탱커(2.1)에 편중된 반면, 한국은 고부가가치 컨테이너(2.5), LNG선(0.3), 해양플랜트 수주에서 중국을 압도(단위 : 백만CGT) 크루즈선, FPSO, LNG선 등 철강재 기준 10 ~ 20배의 부가가치가 있는 것으로 분석 되고 있어, 한국의 고부가가치 선박에 대한 낙관적 전망이 지속될 경우, 세계 1위 회복이 가능할 것으로 전망됨 182

215 4. 그린수송장비 개발로드맵 * 자료 : 한국조선협회 조선자료집 '09 <그림 4-7> 세계의 조선시장 현황 생산장비를 포함하는 세계 조선 기자재 시장은 '10년 기준 834억불 규모 중 한국은 유럽에 이어 두번째이고 국내 생산품은 주로 내수용임 세계 조선 기자재 생산 834억불 중 유럽 48%, 한국 22%, 일본 14%, 중국 11% 점유 ('10년, 자료 : CSIC) 유럽의 조선 기자재 제조업은 유럽 조선업의 하향세에도 불구하고 건조기술, 선박 설계, 건조 소프트웨어에서 세계 선두를 달리고 있으며 다국적 기업화 추세 일본은 조선 기자재 분야에 세계적 기업들이 존재하며 연간 생산규모의 1/3이 수출 이고 그중에서 엔진과 기관부가 70%임 국내 조선 기자재 시장은 세계 시장의 24%를 차지하고 있으며, 국내 생산품은 주 로 내수용이고, 기자재 중에서 엔진을 포함한 기관부의 비중이 55%임 선박용 엔진을 포함한 기관부는 세계 기자재 시장의 55%인 335억불 수준이며, 국내 기업의 점유율은 높은 반면 원천기술 및 생산장비는 유럽에 의존하고 있음 국내 3사가 세계 저속엔진 시장의 절반 이상을 점유 : 현대중공업(23%), 두산엔진 (20%), STX(14%) 국내 기업은 원천기술을 보유한 유럽의 MAN B&W, MTU와 라이센스 생산 형태를 유지하고 있어 핵심 기술개발이 시급함 제2장 그린수송장비 산업환경 분석 183

216 신성장동력장비 개발로드맵 2 신성장동력 전략지도 분석 그린카(자동차) 대응 장비산업 (그린카의 정의) 그린카 시스템은 하이브리드 자동차, 클린디젤 자동차, 연료전지 자 동차, 전기 자동차 등과 같이 고효율 친환경 자동차를 말하며, 핵심기술은 다음과 같음 하이브리드 자동차 : 플러그인 하이브리드 기술, 전동시스템 및 동력전달계 기술 클린디젤 자동차 : Multi-Fuel 엔진 기술, 청정 고효율 클린디젤 및 대체연료 엔진 기술, 고효율 청정 소형 엔진 기술 그린카 공통핵심부품 : 초경량 그린카 전용 차체부품 적용 기술, 클린/고강도 초경 량 소재 기술 (그린카 핵심기술) 그린카 시스템에는 친환경 초경량소재, 고효율 그린전장부품, 클린 파워트레인 기술이 적용됨 CO2 저감기술 및 매연 저감기술 발달로 최근 각광을 받고 있는 클린디젤엔진 개발 을 위한 연소제어 기술, 초고압 연료 공급 시스템 기술, 고효율 초청정 소형 엔진 기술개발이 요구됨 그린카는 고효율 엔진과 구동 모터 및 전달 시스템, 고효율의 에너지 저장시스템의 장착이 필수임 특히, 고장력강, Al/Mg 합금 등 경량 고강도 금속의 저가 소재 공정 기술 및 이종소재 융합 등은 모듈자체의 개발보다는 양산화를 위한 생산공정 장비의 개선이 더욱 어려움 전기에너지 효율 향상을 위한 고효율 그린 전장부품과 신뢰성이 확보된 고효율 전 동시스템의 시장활성화가 다가옴에 따라, 생산장비 업계의 기종전환과 시장 적기대 응이 중요해짐 친환경/초경량 소재 그린전장 핵심부품 클린 파워트레인 그린카 시스템 *출처 : 신성장동력 전략지도 <그림 4-8> 그린카 가치사슬 분석 (그린카 대응 장비기술) 그린카는 경량 고강도 소재의 채택이 핵심이므로 고정밀, 고 강성 장비개발이 요구되고 있으며, 고효율 파워트레인 생산을 위한 다축 고유연 장비 의 필요성과 중요도가 높아짐 184

217 4. 그린수송장비 개발로드맵 기존 내연기관 차량의 연비향상을 위한 친환경 경량 소재의 채택추세에 따라, 제반 공정(장비)의 개선이 지속적으로 이루어지고 있으며, 친환경 초경량 소재를 이용한 차체부품 생산용 장비의 정밀도, 생산성, 강성 요구수준은 지속으로 향상 고강도 초경량 소재에 대응한 공정기술도 중요하지만, 공정/장비 자체의 친환경화 요구에 대응한 건식가공, 에너지효율 최적화 등을 통한 장비의 친환경화 수요도 증가 전술한 바와 같이, 엔진(클린디젤), 동력전달(파워) 모듈, 조향장치, 그린카전동 모 듈 등의 그린카 양산공정의 핵심모듈은 공통적으로 선진국의 High-Tech 산업용장 비로 해외의존 핵심 장비품목임 * 자동차산업 장비국산화율은 52%이나, 고유연 다축 가공장비, 연삭시스템 등은 20%미만에 불과하며, 신뢰도/기술 수준은 80-90% 수준 클린디젤차의 차세대 엔진/피스톤과 고효율 파워트레인 가공부문에서 고유연 복합 가공장비 필요성이 급격히 증대되고 있음('10년도 이후 본격 시장성장기로 전환) 권선기 등 그린카 전동부품 양산용 장비는 그린카를 위한 새로운 요소부품으로 중 요도가 큼 고부가가치 선박 대응 장비산업 (고부가가치 선박의 정의) 고부가가치 선박(WISE Ship)은 주력선종의 고부가가치화, 미래형 친환경 선박, 에너지개발을 위한 해양구조물 등을 포함 LNG선 시장의 약 82%를 국내업체들이 점유하고 있으나, 저장탱크, 펌프타워 등 주 요기술과 장비를 해외에 의존 FPSO, 드릴쉽 등 해양플랜트 수주가 급격히 증가하고 있으나, 상부구조(Top-Side Plant) 설계는 해외엔지니어링 社 에 의존 최고가 고부가가치 선박인 크루즈선은 EU의 조선소가 독점하고 있으며, 국내에서 는 공동으로 핵심기술 개발 착수 북극 항로 및 자원 개발을 위한 빙해선박 수요 또한 증가 (고부가가치 선박 핵심기술) 선박 해양 구조물 핵심 기자재와 대형선박용엔진 핵심기 술 국산화 필요 일반 상선에 필요한 기자재는 국산화율이 90% 수준으로 높은 편이나 LNG운반선, 호화유람선, Drill-Ship 등 고부가가치 기자재는 국산화율이 60% 수준임. 제2장 그린수송장비 산업환경 분석 185

218 신성장동력장비 개발로드맵 현대중공업, 두산엔진, STX엔진의 대형선박용 엔진(6,000마력 이상)의 세계시장 점 유율이 60%에 달하고 있으나 원천기술을 보유한 유럽의 MAN B&W, MTU와 라이 센스 생산 형태를 유지하고 있음 (고부가가치 선박 대응 장비기술) 핵심기자재의 절반 이상을 차지하는 대형선박용엔 진과 기관시스템을 생산하기 위해서는 대형 전용장비 개발이 필요 고부가가치 선박(WISE Ship)의 핵심기자재 중에서 장비산업의 대상이 되는 것은 대형 선박엔진임 대형선박용 엔진블럭 형상가공에 플라노밀러, 실린더 홀 보링에 플로워타입 보링 머신 등 장비의 대형화 필요 크랭크 샤프트 선삭에 대형수직선반, 다축 정삭에 크랭크샤프트 정삭 가공기, 크랭 크샤프트 연삭기 등 대형이면서 정밀도가 높은 장비가 필요 대형엔진의 부품 제조를 위해 실린더 라이너 가공기, 소기홀 가공기, 대형 캠샤프 트 가공기 등 대형 전용장비 개발 필요 대형 기어 감속기의 가공 공정에 다축 특수 장비인 대형 기어가공장비 등 대형 전 용 가공장비 개발 필요 대형 프로펠러 5축 가공과 크랭크샤프트 가공 등 대형 고유연 가공장비 개발 필요 가공기의 정밀도를 10μm 수준까지 높여 친환경/소음저감 등 고부가가치선박의 요 구성능을 충족할 수 있는 대형부품의 양산장비 개발을 추진 * 출처 : 신성장동력 전략지도 <그림 4-9> WISE Ship 가치사슬 분석 186

219 4. 그린수송장비 개발로드맵 <그림 4-10> 그린수송장비(공작기계) 분야 국가별 시장전략 3 그린수송장비 산업동향 분석 3.1 국내외 시장 동향 및 전망 시장 특징 2009년 이후, 자국 시장을 배경으로 한 중국의 급부상, 아시아권 중심의 글로벌 생지 기지화 등 그린수송장비의 글로벌 Value-Chain 구도가 재편 그린수송장비 세계시장은 2000년대 중반이전 2 强 국가의 생산액이 세계시장 전체 의 약 40%를 점유하는 2 强 ( 日 獨 )-2 中 -4 弱 구도에서, '10년도 중국(1위), 일본(2위), 한국(5위), 대만(6위), 인도(12위) 등 아시아 5국의 생산이 61%(406억불)를 차지하며 생산면에서 신흥국 및 아시아권의 위상이 급부상 '10년 생산액 기준 국가별 순위는 중국>일본>독일>이탈리아>한국 순 그린수송장비의 기반이 되는 공작기계산업의 국내외 최대 수요 견인산업은 자동차, 조선산업으로, 생산장비 분야는 향후 7%에서 최대 10%수준의 지속적인 성장 전망 '00년 이후 '08년까지 자동차, 조선산업의 호황에 힘입어 연평균 6 ~ 7%대의 지속적 성장(공작기계시장에서의 수요산업별 장비비중은 자동차산업이 44%, 선박이 14%) '09년 글로벌 자동차산업 침체로 30% 가량 시장이 축소되었으나, 자동차산업의 회 복세와 중국의 조선시장 급부상 등으로 '10년 전년대비 생산량이 20%정도 증가하 며 회복세에 접어듦 특히, 중국의 공작기계 생산은 '10년 200억불로 전년대비 30.6% 증가하며 2년연속 생 산 1위의 위상 차지 제2장 그린수송장비 산업환경 분석 187

220 신성장동력장비 개발로드맵 생산 규모면에서 글로벌 Top.10 기업중 Shenyang(3위), Dalian(6위) 등 2개 업체 가 진입 선진업체합병 등을 통한 경쟁력 향상과 공작기계 전문인력 백만명 양성 계획 발표 (2010) 등을 통한 기술력 향상으로 Mid-Tech 시장을 위협 Mid-Tech 장비 부문에서 후발국의 위상변화에 따라, 선진국은 글로벌 업체간 제휴, 해외 생산기지화, 시스템 패키화 등을 통한 Mid-End 시장확대 전략 독일, 일본의 High-End 장비분야의 경쟁력은 유지하고 있으나, 시장성장의 한계로 독일의 후발-EU12 생산기지화 등을 통해, Mid-Tech 장비시장에서 무한경쟁 단위기계에서 IT 서비스 공급으로 전환, 글로벌 시장지배력 확대 전략 독일 DMG와 일본 Mori-Seiki(매출 8위, 절삭기 기준 1 ~ 2위), 2 强 國 자동차 장비 Top 메이커의 합병으로, 공격적 글로벌 시장공략이 가속화 될 것으로 전망 라인센터, 고유연 5축가공기 등과 함께 FMC 등 시스템 플랫폼을 공급으로, 수요업 체의 특정 장비업체 생산라인 및 장비에 의존 국내 장비업체의 어려움 가중 공작기계산업은 '07년 이후 흑자로 전환되었으나, 최대 수요처인 자동차 및 조선산업 에서는 해외장비 선호도가 높은 취약한 산업구조('10년도 그린수송장비 적자 8억불) 캠샤프트, 베어링류 등 자동차부품 양산라인 장비는, 기술집약도와 산업파급성이 높은 분야로 무역역조 개선을 위해 국산화율 제고가 절실 두산인프라코어, 현대위아, 화천기계 등 국내 공작기계 업체는 자동차 기계산업을 대상으로 한 머시닝센터, CNC선반, 프레스 등이 주력 기종이나 아직 해외 신흥시 장 수출 의존도가 상대적으로 높은 편임 자동차 부품의 최종품질을 결정하는 연삭 연마시스템은 기술력 취약한 중소업체위 주의 생산으로 2%대의 시장점유율에 머물고 있으며 거의 전량 수입장비 의존 * 연삭기류 대일 무역적자는 '06년 1.1억불 수준 현대자동차의 설비 국산화 전략 등 국내외 그린수송장비의 성장환경은 성숙 국산장비 적극 채택 선언('08. 11)으로 현대 기아차에서 도입하는 대부분의 장비를 공급(연간 1,500 ~ 2,000억원)하며 신뢰도를 높이고 있음 현대차는 BRICS 3국의 생산량 20 ~ 30% 증설계획 등 Global Top.3 중 유일하게 향 후 2 ~ 3년간 공격적인 생산라인 투자 중으로, 장비 국산화를 위한 절호의 기회 * 중국에 상용차 라인 합작 증설(' 발표), 러시아에 신규생산라인 투자 * '10년부터 서브프라임 상황으로 연기된 브라질 라인 증설(' 발표)계획의 재추진 188

221 4. 그린수송장비 개발로드맵 선박 엔진 및 기관부의 경우 국내기업이 세계 1 ~ 3위(현대중공업, 두산엔진, STX) 의 위상(세계시장 점유율 55%이상)을 차지하며, 대형화/고부가가치화와 함께 급격 히 성장하고 있어, 국내 대형 선박장비 업체의 시장진입기회가 크게 증가 '10년 자동차/반도체/디스플레이의 투자 확대로 국내 공작기계산업은 사상 최대의 호황인데 반하여, 일본, EU, 미국은 자국시장의 악화로 침체 자동차 및 선박 분야의 글로벌 생산기지화에 따른 그린수송분야 장비 및 수요산업의 Value-Chain 재편에 따른, 국내 장비업체의 전략 대응이 요구 독일의 Waldrich, 일본의 Toshiba, Mitsubishi, Homma, Karats, 체코의 Skoda, 이 탈리아의 Pama 등은 이미 고부가가치 선박엔진용 생산장비 요구에 대응 '10년 중국의 세계 조선시장 1위 부상에 따른 국내 장비의 대중국 공급기지화 시장 전략이 절대적으로 필요 두산인프라코어, 현대위아 등은 장비 신뢰성 확보와 함께, 이러한 수요산업 요구에 대응한 시스템 엔지니어링 기술력 향상과 생산시스템 Turnkey 공급화 전략 추구 또한, 고부가가치 대형 기자재 및 엔진 수요증가 및 기탄 풍력산업 등의 활성화와 함 께, 국내 대형 장비업체의 장비개발 요구가 급부상하고 있음 90년대 이래 한국의 조선 기자재 제조업은 빠르게 성장하여 현재 국산화 비율이 85%까지 상승 한국의 조선기자재 시장은 12조원(주로 내수)에 육박할 것으로 추산 되며, 이중 설비 비중이 30%(선박용 엔진 55%)으로 선박용 장비제조국으로 빠르게 부상하고 있음 그러나, 고부가가치 선박 분야에 특화된 초대형 맞춤형 장비는 개발경험이 없거나, 수입에 의존하여 선박 생산장비 분야의 기술개발 요구가 매우 중요한 시점 <그림 4-11> 저속엔진 제조사 글로벌 점유율(매출액기준) 제2장 그린수송장비 산업환경 분석 189

222 신성장동력장비 개발로드맵 최근의 고유가와 해양환경오염 방지를 위한 규제가 강화되면서 에너지절약형과 그린 형의 선박 수요가 확대되고 있으며 이에 대응하기 위해 조선시장은 대형화, 고속화, 고효율화 추세로 변화하고 있음. 북극항로의 경제성이 높아짐에 따라 빙해선박 및 쇄빙선의 수요 증대 친환경 에너지 수요 증가로 시추선과 같은 해양 플랜트 분야와 가스 운반선 등의 신규 시장 창출 예상 2014년 파나마 운하의 운행제한 크기의 대폭 완화로 초대형 컨테이너선 증대 초호화 크루즈선 시장의 가파른 성장과 해양 레져산업의 확대로 수요 증가예상 세계시장 현황 규모 그린수송장비의 세계시장은 '10년 기준 385억불 규모이며 연간 7 ~ 10%의 꾸준한 성 장세를 유지하며 '20년에는 997억불 수준에 이를 것으로 전망 그린카는 기존의 자동차 생산장비가 고기능화 되어 생산에 적용되므로, 현재의 자 동차산업 대응 생산장비 시장을 기반으로 시장을 추산하였음 고부가가치 선박은 선박 자체보다는 선박엔진 및 부품류가 생산장비를 필요로 하 므로 공작기계 시장 가운데 선박용 장비 시장 전체를 포함 특히, 중국, 한국, 일본 등 아시아 국가의 세계 시장 지배력이 점차 확대대고 있어 Mid-Tech 장비 시장의 경쟁은 더욱 치열해질 것으로 예상 일본, 독일 등의 선진국의 세계시장 점유율 또한 높아지고 있어 선진국과 개발도상국 과의 기술격차 뿐만 아니라 선진 TOP 국가와의 기술격차가 심화되고 있음 <표 4-2> 그린수송장비산업의 세계시장 규모(전망포함) (단위 : 억불) 구 분 2009년 2010년 2011년 2012년 2013년 2015년 2018년 2020년 세계시장규모 자동차 생산장비 1) 선박 생산장비 2) 총 계 * 주 1) 한국공작기계공업협회 통계자료('10)를 기준으로 '10년 공작기계시장에서의 자동차용 장비 비율 0.44를 고정하여 환산 2) 한국공작기계공업협회 통계자료('10)를 기준으로 '10년 공작기계시장에서의 선박용 장비 비율 0.14를 고 정하여 환산 190

223 4. 그린수송장비 개발로드맵 자동차용 장비 비율은 자동차용장비 점유율 39% + 통계에는 범용장비로 잡히나 자 동차생산에 사용되는 장비(예 : 범용연삭기, 밀링, 태핑머신, 각종연삭기 등)의 비율 5%로 계산 선박용 장비 비율은 선박용장비 점유율 10% + 통계에는 범용장비로 잡히나 선박생 산에 사용고가 장비(예 : 플라노밀러, 플라워차입보오링기 등)의 비율 4%로 계산 세계 Top 장비업체 현황 그린수송장비는 독일, 일본의 블루오션으로 Global Top 7 가운데 5개사를 차지 '08년 Top.7 가운데 독일, 일본이 6개사, 미국이 1개사였으나, '10년 이후 중국이 2 개사(Shenyang, Dalian)로 생산국 위상 향상 (마작/ 日 ) '09년 매출액은 25.3억$(전년대비 3%감소)로 전라인업 공급 복합가공기, CNC선반, 복합가공기, 레이저 등 주요장비의 경쟁력 확보 '07년 이후 북미 EU 기술지원 센터 및 동남아 생산기지 구축(9개국 해외공장망) 등 적극적 글로벌 시장공략 전략 IT생산운용솔루션을 개발하여, 플랜트 단위의 시스템 서비스 공급 (트럼프/ 獨 ) '09년 16.6억$ 매출로 22% 감소(공작기계 불황에 기인) 공작기계 비중이 84.3%인 전문회사로 판금 레이저가공기 시장주도 독일외 EU 대만 미국 등 생산기지화로 글로벌 시장경쟁력 확보 (선양/ 中 ) '09년 17.7억$ 매출로 전세계 공작기계 불황에도 9% 증가, 세계 공작기계 2위 생산업체로 도약 공격적인 M&A 전략 등으로 기계 생산규모면에서 선진사 추격 업체명 Yamazaki Mazak( 日 ) <표 4-3> 그린수송장비 Global Top 7 매출현황('10) Trumpf ( 獨 ) Shenyang ( 中 ) Jtekt ( 日 ) Gildmeister ( 獨 ) Dalian ( 中 ) (단위 : 백만불) Komatsu ( 日 ) 매 출 액 2,525 2,346 2,123 2,012 1,636 1,525 1,493 시장점유율 6.0% 5.6% 5.1% 4.8% 3.9% 3.6% 3.6% 주력분야 복합가공기 머시닝센터 판금레이저가 공기 CNC선반/ 밀링 절삭기 기계부품 5면가공기 머시닝센터 * 출처 : Metalworking Insiders Report, Machine Tool Scoreboard, 2010년도 현재 (시장점유율 Top 142 업체의 매출합계 기준) CNC선반/ 밀링 CNC 절삭기계 제2장 그린수송장비 산업환경 분석 191

224 신성장동력장비 개발로드맵 국내시장 규모 '10년 기준 그린수송장비의 국내 시장은 25.8억불, 국내생산액의 세계시장 점유율은 4.7%, 국산화율은 52% 수준 현 추세 유지시, '20년 세계시장 점유율 4.4%, 국산화율 52% 수준 예상 '09년 이후 무역수지 적자 폭이 갈수록 증가하여 '20년에 약 20억불의 적자가 예상되 며 특히, High-End 장비분야는 무역역조 심화 최대 수요처(33%)인 자동차산업의 고가 전용장비는 독 일이 90% 이상 독점 <표 4-4> 그린수송장비산업의 국내 시장 규모 (단위 : 억불) 구 분 2009년 2010년 2011년 2012년 2013년 2015년 2018년 2020년 국내시장 생 산 수 출 수 입 * 주 : 1) 국내시장 규모는 '10년 현재 국내시장의 세계시장 점유비율을 고정 적용 자동차용 장비 및 선박용 장비 : 공작기계에서의 세계시장 점유율 6.7%적용 2) 수입액은 실태조사 대상장비들의 국산화율과 국내시장에서의 시장 비율 및 비대상장비의 '08 ~ '10년 국 내시장대비 수입 비중(공작기계산업 통계 적용)의 평균치로부터 산출 수입비율 = (비대상장비 국내시장 수입 비중 + 대상장비 국내시장 (1 - 대상장비 국산화율)) / 장비 국내시장 규모 자동차용 장비 39.1%, 조선장비 76.2% 3) 수출액은 '08 ~ '10년 국내시장대비 수입 비중(공작기계산업 통계 적용)의 평균치로부터 산출 자동차용 장비 21.45%, 조선장비 10.7% '09년 그린 수송 장비 세계시장 점유율은 4.2%에서 '10년 현재 4.7%로 상승하였으나 '20년까지 시장 점유율은 정체될 것으로 전망 그린 수송 장비 국산화율도 '09년에서 '20년까지 약 52%로 예상되어 국내 시장규모 확대에도 불구하고 심각한 무역 불균형으로 그린수송장비의 경쟁력 확보가 어려움 특히, High End 장비의 해외 의존도는 가속화되고 선진국과의 기술격차 이격이 더욱 커질 우려가 있음 192

225 4. 그린수송장비 개발로드맵 <표 4-5> 그린수송장비 점유율 및 국산화율 (단위 : %) 구 분 2009년 2010년 2011년 2012년 2013년 2015년 2018년 2020년 세계시장 점유율 국산화율 * 주 : 1) 세계시장 점유율 : 국내생산액/세계시장 2) 국산화율 : 실태조사결과 각 장비의 '10년 국산화율로부터 금액기준으로 환산 자동차용 장비 : (비대상 저가장비 90% + 개발대상장비 31.73%) / 2 = 60.86%, 개발대상장비의 국내시장규모는 자동차용 장비 전체의 약 50% 선박용 장비 23.8% 그린수송장비 발전전략에 따른 국내 생산액 전망치는 '20년 기준 125억불로 약 78억 불 증가하였고, 수출은 34억불 증가한 반면 수입은 9억불 감소할 것으로 분석되었음 특히, '15년에는 수출량이 수입량을 추월하는 등 그린수송장비산업의 무역 수지가 흑 자로 전환될 것으로 분석되었음 한편, 국내생산액의 세계시장 점유율은 4.7%에서 '20년 12.5%로 증가하였고, 국산화 율 또한 연평균 약 4% 증가하며 76%까지 상승하는 것으로 전망되어 수입의존도가 점차 낮아질 것으로 판단됨 <표 4-6> 그린수송장비산업의 국내 시장 규모 (단위 : 억불) 구 분 2009년 2010년 2011년 2012년 2013년 2015년 2018년 2020년 국내시장 생 산 수 출 수 입 * 주 : '20년 국내 공작기계산업의 세계시장 점유율 전망치 약 12.5% 기준(세계 시장 점유율 4위) <표 4-7> 그린수송장비 점유율 및 국산화율 (단위 : %) 구 분 2009년 2010년 2011년 2012년 2013년 2015년 2018년 2020년 세계시장 점유율 국산화율 제2장 그린수송장비 산업환경 분석 193

226 신성장동력장비 개발로드맵 3.2 국내외 기술 동향 및 전망 세계 기술개발 현황 그린수송장비의 글로벌 기술트랜드는 초고속 고정밀화, 다기능/복합화, 초정밀화, 고 유연 지능화 선진국은 異 種 공정 복합화, 고속화, 유연자동화 대응, 광폭화, 후공정 단축 등이 가 능한 다양한 첨단 가공장비를 출시 밀링/선삭/연삭 등의 공정기능 복합화 뿐만 아니라, 하이브리드 연삭공정, 초음파 응용 절삭, 레이저공정의 머시닝센터 통합 등 절삭공정의 복합메카니즘화 기술개발 및 실용화 진전 자동차 부품의 고기능화, 일체화, 소음/신뢰성 향상을 위한 장비의 고정밀화 요구수 준이 지속적으로 향상되고 있으며, 대형 맞춤형 장비의 요구가 증가됨 피에조 인젝터, 다단 듀얼 클러치 트랜스미션, 캠샤프트류 등 연비상승을 위한 고기능 부품생산에 대응하기 위해, Active 소음/진동 제어, 열변위 보정, 고정밀형 고속 스핀들 기술 등 한층 더 향상된 머시닝센터, 터닝센터, 복합가공기들이 상품화 되고 있음 부품의 고정밀화 뿐만 아니라, 부품 일체화 및 생산성 향상 등을 위한 고유연화와 다양한 대형 맞춤형 장비가 개발, 공급중임 유럽, 일본 등 선진국을 중심으로 고경도, 저마찰 공구 및 1개의 공구로 다양한 기 능을 하는 복합 기능 공구 개발 수요산업 뿐 아니라, 장비 시스템의 친환경화 대응 및 공간 저감형 그린수송장비 기 술 수요 대두 고집적/저전력 제어장치, 서보계 및 모터 출력 최적화, 친환경 절삭유 또는 건식 가 공 등을 통한 그린수송장비의 친환경화 기술이 접속되고 있음 최근에는 에너지절감 차원에서, 장비응용 생산시스템의 3R(Reduce, Recycle, Reuse) 환경 추진이 이루어지고 있음 기존의 장비성능을 유지하면서도 장비구조의 Compact화를 통하여, FTL 생산라인에서 자동화 주변장치 통합성, Interchangeable Spindle Head & Fixture을 적용한 장비/ 시스템의 재구성, 설치공간의 간소화 등의 잇점을 가지는 장비기술의 중요성 확대 환경문제 해결과 환경보호를 위해 공구분야에서는 PVD코팅으로 전환과 드라이커 팅(Dry Cutting) 공구 개발이 초점화 되고 있음 194

227 4. 그린수송장비 개발로드맵 자동차산업의 친환경화/경량화에 따라 고경도 신소재 및 난삭재 가공장비의 필요성 이 보다 중요해짐 경량/고경도 난삭재 가공은 Hard Material Machining이 대표적인 예인데, 통상 연 삭으로 정밀가공되는 고경도재에 대해 고정밀/고강성 NC 공작기계, PCBN 공구 및 Dry-Cutting 기술을 접목하여 유연성 있는 가공기법이 개발되고 있음 저열팽창소재 등을 고정밀 공작기계에 적용하고 있으며, 고속이송 및 절삭 시 진동 을 억제하기 위한 고댐핑소재 등의 개발도 활발히 진행 중임 고속도강 계열에서 초경합금 제품으로 전환 및 원료의 고급화는 기본으로, 고속, 고능률 및 난삭재 가공비중 증대에 따른 나노복합, 고경도 코팅 등 코팅 절삭공구 비중이 70% 이상으로 확대 신소재/난삭재 가공공정 및 장비 기술은 독일과 미국이 기술을 리드하고 있다고 할 수 있음 고부가가치 선박의 대형화/고출력화, 고정밀화 요구에 따라, 고부가가치 대형 장비의 요구되고 있으며, 특히 생산장비의 복합화 추세가 두드러짐 선박의 대형화에 따른 부품의 대형화로 생산장비의 가공용량도 대형화 되고, 이에 따른 생산장비의 복합화(One-Chucking System) 시스템 개발이 초점화 선박의 고속화(고출력화) 요구에 따른 부품 가공의 고정밀화 수준이 높아짐 다품종 소량생산의 특수한 형태의 공작물 가공이 가능하도록 전용장치가 부가된 복합가공기로서 대형 공작물에 대응 가능한 고정밀도 장비 요구 선박시장구조의 급격한 변화에 대응 가능한 장비개발 사이클 타임의 단축 및 다품 종 생산의 수요자의 요구에 대응한 장비 개발 및 적기공급이 중요 또한 자동차/조선 분야에서, Multi-Grinder와 One-Chucking 연삭 등의 복합연삭, 신 공정복합(초음파 진동연삭) 장비가 요구되고 있으며, 그린카 대응 전동모터 생산용 권선기 등 신수요 장비가 등장하면서, 고부가 특화장비 개발경쟁이 치열 정밀도 외에도 다양한 부품형상에 대한 생산성 향상이 초점으로 최근, 멀티주축 터 렛 하드터닝, 유연자동화 대응 역수직선반 및 수직형 연삭기 등 개발요구 증가 캠샤프트와 크랭크샤프트 가공의 선두업체인 미국의 Landis Cincinnati는 대형 부품 의 연삭가공 및 생산성 향상을 위해 500mm이상의 광폭 센터리스 연삭기를 상품화 일본의 Koyo는 척의 회전 중에 가공물의 인덱싱이 가능한 One-Chucking 기술을 개발 제2장 그린수송장비 산업환경 분석 195

228 신성장동력장비 개발로드맵 자동차용 생산장비는 종래 대량생산체제에서 최근 다품종 소량생산체제상의 유연자 동화 생산시스템 대응장비 개발이 초점 선진국은 다품종 대량생산 및 제품의 짧은 라이프 사이클을 위한 유연 생산시스템 및 생산성 향상 및 인건비 절감에 대한 무인 자동화 시스템을 패키지로 공급 장비업체가 양산라인(FMS)를 구축하기 위한 ATC, Tool Magazine과 결합된 Base Machine, 보조장비(세척기, 중앙 칩 제거장치), 측정장비, 자동물류 이송적재 장비 (Conveyor/AGV/Stacker Crane/로봇), 자동창고, 치공류와 같은 H/W와 통합운용시 스템을 패키지로 공급 AMADA( 日 )는 판금가공 FMS을 위한 통합운영시스템인 ASIS1000PCL, DNC 스케줄 운전기능과 온라인 셀/라인 제어 및 자동 운전과 메모리 전송이 가능한 AM_FAS/Win 을 상품화 Mazak( 日 )은 공장내를 네트워크화하고 기계, 가공 프로그램, 치공구, 생산스케줄 등의 모든 정보를 공유함으로써, 리얼타임 내에 공장을 관리할 수 있는 Cyber Production Center 개념의 통합 공장 운영시스템 상품화 Mass Customization에 대응 가능한 고속화, 지능화, 유연화 요소기술을 바탕으로 선 진 가공장비 업체에서는 초고속 가공기, 고능률 다축/복합가공기 등 다양한 라인업을 구축하고 있음 일본의 Mori-Seiki는 두 개의 볼스크류로 구성된 트윈 드라이브를 이용하여 구조물이 무게중심에서 이송되도록 하여 잔류진동을 최소화하는 DCG(Driven at the Center of Gravity)를 비롯하여, DDM(Direct Drive Motor), BMT(Built-in Motor Turret), ORC(Octagonal Ram Construction) 등 독자적인 기술로 고효율 Mill Turn Center, 고품위 고속가공이 가능한 다양한 기종의 5축 머시닝센터 등을 상품화하고 있음 최근에는 독일의 DMG와 공동으로 개발한 컴팩트형 수직형 밀링/보링센터와, 자동 차용 캠샤프트 및 드라이브샤프트 등의 샤프트 가공용 고정밀 고효율 다축 터닝센 터를 출시하였음 일본의 Yamazaki Mazak은 5축 가공기, 동시 5축 복합가공기 및 리니어모터를 탑 재하여 급이송속도 120m/min를 실현한 초고속 가공기, 5축 대형 5면가공기 등 다 기능/복합(Done-In-One) 개념의 장비 생산에 주력하고 있음 독일의 DMG는 한 장비에서 첨단 소재를 초음파 그라인딩/드릴링/밀링 등 다양하 196

229 4. 그린수송장비 개발로드맵 게 가공하여 생산성을 배가시킬 수 있으며 최대 5축 동시기공이 가능한 복합가공기 를 상품화하였으며, 하나의 세팅에서 5축 터닝/밀링 작업이 가능하여 대형 공작물 을 일괄 생산할 수 있는 복합 머시닝센터도 출시하였음 선박관련 대형장비 기술은 독일과 일본이 선도하고 이탈리아, 체코와 중국이 추격하 는 상황 독일의 Waldrich, Hofler, Greason 등은 기 보유한 대형장비 관련 원천기술을 이용 하여 세계적인 엔진 설계/제작 메이커의 요구에 대응 가능한 장비의 개발에 조기 착수하여 현재까지 지속해오고 있으며, 선박관련 고부가가치 대형 가공기 시장을 선점하였으나, 가격 경쟁력 저하로 중국에 인수합병 기업 일부 발생 일본의 Toshiba나 Mitsubishi는 유럽에 이은 조선장비 Top 메이커로서의 장비 설 계/제작 기술을 바탕으로 자국 시장의 요구에 대응 가능한 대형 플라노밀러, 플로 워 보링, 수평선반, 수직선반과 같은 다양한 장비를 개발한 상태이며, 이종가공의 복합화, 고속화 및 최첨단 제어기술의 적용과 같은 새로운 시장요구에 대응 가능한 기술수준을 보유하고 있으나, 독일에 비해 약세이고, 가격경쟁력에서는 다소 우위 이탈리아의 Pama와 체코의 Skoda의 경우 기본적인 대형 초장축 선반 분야에서는 안정적 기술력을 확보한 상태이나, 장비의 신뢰도, 인지도에서 독일과 일본에 비교 약세 중국의 Qiqihal과 Beijing No. 1은 국가차원의 기술개발 지원을 받고 있으며 가격 경쟁력에서 우위를 확보하고 선진국 대형 공작기계 기업의 인수합병을 통해 기술 및 시장 경쟁력을 급속히 강화 <표 4-8> 해외 주요국의 기술개발 현황 장비명 개발단계 핵심 기술 개발주체 질량중심과 이송중심을 일치시키는 DCG 구조물 설계개념 ( 日 )Mori-Seiki사 초고속가공기 / 고속 5축 머시닝센터 제품판매 ATC내 고속 내장형모터를 내장한 BMT형 다기능/다축 머신 ( 日 )Mori-Seiki사 리니어모터를 적용한 장비에 직접구동식(Direct Drive) 토크모터를 적용한 회전축을 추가 ( 日 )Mazak 자동차 산업용 복합 연삭/연마시스템 제품판매 광폭 센터리스 연삭가공 및 시스템 설계기술 크랭크샤프트의 핀과 저널 부위를 One-Chucking 가공 ( 美 )Landis Cincinnati사 ( 日 )KOYO 제2장 그린수송장비 산업환경 분석 197

230 신성장동력장비 개발로드맵 장비명 개발단계 핵심 기술 개발주체 고유연 복합 가공기 고유연 머시닝센터 및 다면가공기 대형 엔진블록 가공기 제품판매 R&D/ 제품판매 상용화 기존의 MC, TC의 경계를 허무는 Mill Turn Center라는 새로운 공작기계 타입 제시 토크모터를 적용한 회전테이블을 적용한 4/5축의 밀링머신에 초음파 가공을 복합시킨 장비 수직터닝, 수평터닝, 5축 밀링을 하나의 셋팅(장비)에서 작업이 가능한 고정도 복합 머시닝센터 유연생산라인에 적합한 주축, 테이블로 하나의 장비에서 모든 공정을 일괄처리 장비뿐 아니라, FMC(Flexible Machining Cell) 주변장비 + 운용S/W 패키지화 다양한 어태치먼트 착탈로 초대형 공작물의 복합가공 실현 길이와 무게의 제한이 거의 없는 초대형 공작물의 최장 보링 능력 대형 기어 연삭장비 상용화 대형 기어의 정밀 연삭 기술 ( 日 )Mori-Seiki사 ( 獨 )DMG ( 獨 )DMG ( 日 )신일본정기 (핀란드) Fastems사 ( 獨 )Waldrich사 ( 伊 )Pama사 ( 獨 )HOFLER사 ( 獨 )GLEASON사 대형 프로펠러 가공장비 상용화 지름 10 m급 프로펠러 곡면의 5축 가공기 ( 日 )TOSHIBA * 출처 : 생산시스템 동향분석 보고서('08년) 국내 기술개발 현황 고속 고정밀화, 다기능 복합화, 유연화 지능화, 소형화(콤팩트화) 등 고부가가치 핵 심 기반기술 분야에서 선진국과의 기술격차 확대 국내 그린수송장비 산업은 저가형 장비 부문에서 기술경쟁력의 강세 유지하고 있 으나, 현재 Top 메이커들이 저가형 모델을 출시하고 있으며 Low-end 시장의 역학 관계가 변화하고 있음 자동차 관련 초고속 초정밀 또는 다계통(Multi-Path) 복합가공기의 모델 개발 및 생산 이 일부 이루어지고 있으나, 선진국에 비해 정밀도, 강성 및 신뢰성에서 열세 두산인프라코어는 리니어모터를 적용한 컬럼 이송방식으로 급속이송속도 100m/min, 가감속도 2g를 가지며 열변형 보정장치가 장착된 초고속 머시닝센터를 상품화하였으며, 최대이송속도 80m/min의 리니어모터 직선축 이송계와 정밀도 8mm의 50,000rpm 초고속 주축, DDM을 이용한 회전축 분할 정밀도 5arcsec 로터리테이블로 구성된 초고속 고정밀 5축 머시닝센터를 개발하였음 198

231 4. 그린수송장비 개발로드맵 두산인프라코어는 또한 최소이송단위 1 nm인 유정압이송계를 이용하여 형상정밀 도 0.1 mm, 표면거칠기 5 nm Ra를 실현한 초정밀 가공기와 Turning, Milling과 Drilling의 연속적인 수행이 가능한 다기능 복합가공 장비를 상품화 현대위아는 복합가공 공정의 자동화율을 극대화시키며, 구조물과 주축이 높은 강성 을 갖추고, 기계상태 감시를 위한 센서(MTLM)와 가변예압 주축에 새로운 메커니즘 을 도입하여 열변형을 보정하는 고신뢰 고능률 머시닝센터를 개발 화천기공은 넓은 가공 공간을 제공하고 가공각도를 자유롭게 사용할 수 있어서 중 대형 3차원 형상의 부품 가공에 유연성을 보이며, 한 번에 여러 공정을 끝낼 수 있 는 장점을 갖는 병렬기구 고유연 머시닝센터를 개발 선박용 생산장비의 경우 일부 대형 부품 가공용 공작기계는 국산화되어 있으나 베드 플레이트, 프레임 박스, 크랭크샤프트 등을 가공하는 고가의 초대형 장비는 선진국 대비 70% 정도의 기술수준으로 실용화 사례 전무 국산화된 장비는 대부분 중형 선박과 발전기용 엔진 생산에 사용되는 중형장비로, 대형장비의 경우 개발경험이 전무하며 핵심기술이 확보되지 않고 제조능력이 검증 되지 못해 국내 수요자들에게 외면 대형장비의 경우 수십억원 이상인 개발 투자비의 부담으로 기업 자체의 독자적인 기술개발이 어려운 상황 한국정밀기계에서는 고정밀 대형 스핀들 및 주축대, 핀 터닝 장치, 방진구, 고강성 면판, C축 등 핵심 원천기술의 확보를 기반으로 대형 선박엔진용 크랭크샤프트 가 공기를 개발하고 있음 또한 한국정밀기계에서는 선박용 프로펠러 익면장비를 자체기술로 개발하여 국내 외 시장에서 주목을 받고 있는 등 경쟁력을 키워가고 있는 상황이며 앞으로 대형 장비 시장에서 중국제품과 경쟁할 것으로 예상됨 장비명 개발단계 핵심 기술 개발주체 고유연 다축 머시닝센터/ 복합 터닝센터 제품판매 TC 기반의 MC 기능을 가지는 복합가공기 상용화 두산 인프라코어 R&D R&D <표 4-9> 국내 기술개발 현황 Multi-Functional CNC 제어장치 개발단계 직접구동식의 회전테이블을 가지는 고유연 5축 머시닝센터 개발단계 두산 인프라코어 위아 제2장 그린수송장비 산업환경 분석 199

232 신성장동력장비 개발로드맵 장비명 개발단계 핵심 기술 개발주체 고속 머시닝센터 초정밀 선반/밀링 선박용 대형엔진 크랭크 가공기 R&D R&D 상용화 빌트인 모터 채용 고속주축을 탑재한 5축 머시닝센터 개발단계 고강성 고정도 롤러가이드, 고속이송 고유연 APC, 고감쇠 콘크리드 베드 등 개발 및 적용 나노 분해능 이송계를 가지는 초정밀 선반 슬림형 대형 특수 공구대가 부가된 강력 절삭형 수직선반 중형 공작물 내외경 터닝용 수직선반 중형 공작물 측면 보링용 플로워 보링기 두산 인프라코어 위아/화천 두산 인프라코어 한국정밀 한국정밀 한국공작기계 한국정밀 프로펠라 가공기 상용화 지름 8 m급 프로펠러 내경 가공용 수직선반 한국정밀 * 출처 : 생산시스템 동향분석 보고서('08년) 중장기 발전 전망 향후 그린수송장비 기술은 초고속 고정밀화, 다기능 복합화, 지능화, 개방화, Network화, 환경 친화, 신수요 부품 대응 신개념 장비 개발의 가속화로 지속적인 기술혁신 전망 초고속화 관련 스핀들, 이송계, ATC, APC 등 모듈부품을 중심으로 가공장비가 변 화할 것으로 예상 생산성 측면에서 고효율 가공을 위해 동적 열적 강인성의 확보가 향후 장비의 중 요한 기반기술이 될 것임 초정밀 미세화에 따라 유정압/공기정압 주축 개발과 초정밀 이송계 모듈의 개발이 가속화될 것으로 예상 자동차 부품 형상의 복잡화와 부품 수 저감으로 인한 One-Piece Design 확산과 Single Setup 에 의한 생산성 향상 추구에 따라 5축 가공기와 단위장비에서 선삭, 밀링, 보링, 연삭, 레이저가공 등이 가능한 복합가공기가 향후 공작기계 시장의 주 류를 이룰 것으로 판단되므로, 이에 따라 분산처리 CNC 프로세서 모듈 요소기술과 다축 동기제어 기술 등을 바탕으로 다축 복합가공용 CNC 제어기술이 빠르게 발전 할 것으로 예상됨 장비 상태의 원격 모니터링/제어, 파트 프로그램의 저장 및 관리 등을 용이하게 하 는 네트워크 기반 HMI 기술도 필요 200

233 4. 그린수송장비 개발로드맵 선박용 엔진 부품과 자동차 대형 내/외장 금형 가공에 필요한 대형 장비에 대한 수 요가 지속적으로 증대되고 될 것으로 예상됨에 따라 장비의 구조 및 이송계 설계기 술, 운동오차와 열변위 측정 및 보정 기술 등이 발전할 것으로 예상됨 환경 친화 및 에너지 절감 측면에서 절삭유나 윤활유 등의 환경 저해 물질을 최소 화할 수 기술과 장비의 경량화 기술 개발이 활발히 이루어질 것임 3.3 정책 동향 자동차, 선박의 주요 생산장비는 대부분 공작기계 산업 분야에 속하며 따라서 공작기 계 산업에 관한 정책동향을 조사 분석 정부 차원의 주요정책으로는 생산설비 육성정책(2005), 산업기술로드맵-IT융합가공 장비(2006), 생산시스템 산업기술로드맵(2007-현재) 등을 통해 공작기계 산업의 발 전 비전, 발전전략 및 세부 지원대상 기술의 로드맵 등 제시 그러나, 이들 주요 정책은 주로 IT관련 주력산업 및 신산업창출에 초점을 맞추고 있 어 기존산업에 해당하는 자동차 및 선박 생산용 공작기계는 대부분 제외 2007년 이후 실제 정부지원으로 수행된 그린수송장비분야 과제는 단 2건이며 5년간 55억원 수준에 불과 고신뢰 고능률 머시닝센터 개발, '08-'11, 산업원천사업, 총 17억원 대형선박엔진용 크랭크샤프트 가공기 개발, '09-'14, 산업원천사업, 총 37.5억원 1 생산설비 육성정책(2005) 2005년 지경부는 기계산업진흥회, 한국기계연구원과 공동으로 생산설비 실태조사 및 육성정책 을 수립 그 일환으로 2015년의 공작기계 부문 세계 5위의 기술 경쟁력 및 생산 능력 확보를 골자로 하는 공작기계산업 발전을 위한 비전 2015 설정하고 핵심기술 및 주요 단위 공작기계의 로드맵을 제시 로드맵에 제시된 단위 공작기계의 대부분은 산업원천사업 등을 통해 실용화가 시도 되었으며 그 결과 비전 2015보다 빠른 2010년에 공작기계산업 세계 5위 달성 그러나, 라인센터 및 일부 연삭기를 제외한 자동차 생산 설비는 포함되지 못했으며 선박생산용 설비는 전혀 포함되지 않음 제2장 그린수송장비 산업환경 분석 201

234 신성장동력장비 개발로드맵 <표 4-10> 핵심기술의 로드맵 <표 4-11> 주요 단위기계별 로드맵 202

235 4. 그린수송장비 개발로드맵 2 산업기술로드맵(IT융합가공장비, 2006) 2006년 지경부는 국내 최초로 주력산업분야의 산업기술로드맵 로드맵을 작성하고 VIP보고회를 개최 공작기계분야는 IT기술 융합 및 IT제품 적용 확대를 통한 신시장 창출을 주요 이슈로 한 IT융합가공장비 로드맵을 발표하였으며 기업맞춤형 R&D, 수요연계형 시장전략, 실용적 인력양성 및 인프라 구축이라는 3대 전략을 통해 수출 40억불, 무역흑자 15억 $을 기록함으로써 세계 4위로 도약하는 2015년 비전을 설정 <그림 4-12> IT융합 가공장비의 2015 비전 기술적으로는 디스플레이, 반도체 등 주력산업 지향의 초정밀가공시스템, 심기술융합 미세가공시스템, 미래지향 신개념 가공시스템 등에 역점을 두었으며 기존 분야에 있 어서는 고능률화, 자율지능화 기술에 역점 고능률 복합가공시스템, 고능률 하이브리드 연삭시스템 등이 자동차 생산장비와 일부 부합하며 선박생산장비는 미포함 제2장 그린수송장비 산업환경 분석 203

236 신성장동력장비 개발로드맵 <그림 4-13> IT융합가공장비 로드맵 ③ 산업기술로드맵(생산시스템, 2010) 2006년 이후 공작기계는 생산시스템 산업기술로드맵에 포함되어 매년 기술개발로드 맵의 업데이트가 진행됨 가정 최근인 2010년 생산시스템 산업기술로드맵에서는 2018년까지의 공작기계 기술 개발 로드맵이 제시되었으며 이 가운데 고생산성 Multi-Head 복합가공장비, 인덱스 교환형 Multi-Purpose 머시닝센터 등이 자동차 생산장비 관련으로 로드맵에 포함되었 으나 선박 생산장비는 전무 204

237 4. 그린수송장비 개발로드맵 <그림 4-14> 2010년 생산시스템 산업기술로드맵 - 공작기계분야 발췌 제2장 그린수송장비 산업환경 분석 205

238 신성장동력장비 개발로드맵 3.4 표준화 동향 그린수송장비와 직접 연관이 있는 공작기계 분야의 국제 표준화 기구인 ISO/TC 39 (공작기계)의 산하 분과중 SC2(공작기계 시험방법), SC10(공작기계 안전)가 가장 활 발한 표준개정이 이루어지고 있음 최근 터닝 및 머시닝센터의 정밀도 검사 뿐 아니라, 5축 및 만능주축헤드 등 고유 연화 요소기술에 대한 정밀도/신뢰도 시험표준과 안전기준에 대한 표준개정이 가 장 활발히 논의되고 있음 현재 공작기계 및 부품 관련 ISO 규격은 100여개가 있지만, 일반 절삭/연삭 공작기 계 등에 대한 규격으로 아직 다양한 복합형 공작기계 및 시스템 레벨의 규격은 제 정되어있지 않은 상태임 최근의 고유연 장비는 기종의 경계가 허물어지고, 기종별 옵션이 다양화 됨에 따라 새로운 규격을 제정하는 것보다는 기존의 규격을 개정 정비하려는 노력도 기울여 지고 있음 국내 가공장비 표준은 과거 KS 규격 제정시 일본 공업규격(JIS)에 기반으로 출발하였 으나, 최근 ISO 부합화 원칙에 의거하여 많은 ISO 규격이 KS ISO로 번역되어 제정되 었으며, 현재는 KS와 KS ISO가 서로 혼용되어 널리 사용되고 있는 상태임 일본 또한 1999년부터 JIS 규격을 ISO 형태로 제정 및 개정을 추진 중이고 ISO 규 격의 단순 부합화가 아닌 일본의 현실에 맞는 부합화를 추진하고 있음 선진기업은 세계시장 선점의 수단으로 후발 주자에 대한 특허 소송과 국제 표준 채택 을 활발히 추진 유럽의 CNC 제조 업체인 Renishaw, Heidenhein사 등은 자사 제품 중심의 ISO측 정 검사규격 표준화를 통해 관련 측정기/센서 시장의 독점화 추구 가공장비를 포함한 기계산업 전반에서 유럽의 CE, 미국의 UL, 중국의 CCC인증이 강제화되어 있음. 또한, ISO 규정에 따라 안전을 확보하도록 규정되어 있어, 국제 표준 대응보다 이러한 특허, 안전/환경 규제에 대응한 정책마련 또한 중요해짐 공작기계 산업분야에서 두산, 위아 등 대기업의 경우, 일부 자체 브랜드 인증으로 수출이 가능하나, 특히 주문제작이 많은 중소기업의 국내 연삭기, 프레스기의 경우, 각 모델(톤수별)별로 각국 인증을 획득하여야 하고 고비용이 소요되어 국내 중소기 업은 수출진창이 거의 불가능한 상태임 206

239 4. 그린수송장비 개발로드맵 이러한 공작기계 산업의 안전 인식제고 및 최근 주요 수출국에서의 안전기준 강화 추세에 부응하여 기술표준원에서 EN 규격을 기초로 하여 머시닝센터 등 4 종에 관 한 안전규격을 제정하여 2007년 9월에 고시 최근, 확장성이 유연한 FMC/FMS 시스템의 발달과 함께, Gantry Loader, Robot Cell 등 기본 주변장치의 CNC 통합은 기본으로, 가공장비와 시스템 벤더 간의 벽이 허물 어짐에 따라, 고유연 수평형 머시닝센터 등 핵심장비와의 호환성 요구로 팔렛, 공구 스토리지 시스템과의 기구부가 Multi-Vendor에 확장성을 가지도록 설계됨에 따라, 향 후 공작기계 분야의 ISO 국제표준의 영역확대가 기대됨 4 그린수송장비 산업구조 분석 국내 기업 및 인력 현황 우리나라 공작기계산업은 소수 대기업과 다수 중소기업으로 양분되어 있으며, 중간층 인 중핵(중견)기업이 취약한 양극화된 구조로 되어 있음 한국공작기계공업협회 회원사의 공작기계 완성품 생산업체 55개사에 대한 현황을 보면 연매출액 5,000억원 이상 업체는 총 2개사, 1000억원에서 5000억원 사이의 중 견기업은 7개사에 불과 연매출액 1,000억원 미만의 업체는 100억원 미만의 중소기업으로 구성 최근 OEM거래 확산으로 상위 2개사의 시장지배력은 지속적 확대추세인 반면 산업간 협업 및 대 중소기업간 연계기능을 수행할 수 있는 중핵기업의 상대적인 왜소화로 견실한 산업구조 기반 취약 이는 중간규모 기업층이 견고한 독일, 일본과 비교하면 동 산업의 지속 성장가능성 에 대한 저해요인으로 작용 OEM 의존기업은 독자적인 마케팅 및 R&D 능력 결여로 경기 하락시 경쟁력 상실 우려 <표 4-12> 국내 기업 및 인력 현황 규모별 기업 수(연매출 기준) 고 용 5,000억원 1,000 ~ 5,000억원 <1,000억원 2개 7개 46개 약 12,000명 출처 : 한국공작기계산업협회 회원사 기준('10) 제2장 그린수송장비 산업환경 분석 207

240 신성장동력장비 개발로드맵 국내 Top 장비메이커 (두산인프라코어) '10년 매출액은 8,600억원으로 전년대비 65.7% 증가 전체 매출규모는 세계 16위이나, 절삭기계 부문 세계 5위 위상 수출 비중 60%, 초고속 복합 FMS솔루션 등 사업부문 확장 목표 (현대위아) '10년 매출액은 8,061억원으로 전년대비 34.2% 증가 매출액 구성은 NC선반(34%)과 머시닝센터(19%), FA사업(28%), 프레스(15%)가 매 출의 96%, 보링기 및 연삭기 등이 4% 차지 창원공장외 중국 장가항에 해외공장을 보유하였으며, 모그룹(현대) 내 공작기계 사 업 중요도 강화 (화천기계) '10년 2,010억원 매출규모(머시닝센터 57%, NC선반 18%) 매출액 구성은 머시닝센터(57%)와 NC선반(18%)이 75%이상을 차지하며, 나머지는 범용공작기계가 25%를 차지 내수위주의 공작기계 전문업체이나, 최근 수출기종 R&D에 박차 (기타) 한국공작기계, 한국정밀기계 등에서 풍력발전/조선 등 수요산업 대응 <표 4-13> 주요 장비기업 현황('10년 기준) (단위 : 백만원, 명) 기업규모 기 업 주요 생산 장비 매출액 고 용 5,000억원 두산인프라코어 머시닝센터, CNC 터닝센터 등 889,858 1,300 현대위아 머시닝센터, CNC 터닝센터 등 806,118 1,000 심팩 서보 프레스 180, 한국정밀기계 CNC 보링기, 대형 5축가공기 등 142, ,000 ~ 5,000억원 한화테크엠 CNC 자동선반 등 104, 화천기공 대형 터닝센터, 머시닝센터 등 132, 화천기계 대형 터닝센터, 머시닝센터 등 167, 기흥기계 머시닝센터, 수직 터닝센터 29, 남선기공 5축가공기, 수직 터닝센터 16, 넥스턴 CNC 자동선반 25, <1,000억원 동신프레스 프레스 32, 동양마그닉스 탭핑센터 25, 세스코 CNC 센터리스 연삭기 10, 일림나노텍 레이저가공기 등 19, 코마텍 탭핑센터 30,

241 4. 그린수송장비 개발로드맵 기업규모 기 업 주요 생산 장비 매출액 고 용 한 광 레이저가공기 45, 한국공작기계 수직터닝센터, 수평터닝센터 등 77, S&T중공업 수직 터닝센터, 기어가공기 등 37,593 1,164 SMEC 머시닝센터, CNC선반 등 74, 출처 : 한국공자기계산업협회 '10(가나다 순), 매출액과 종업원수는 장비분야 사업부 만을 고려 가치사슬 분석 주요 수요산업인 자동차, 일반기계 등의 산업에서 생산성 배가 및 다양한 제품에 대 한 유연성 요구 증대와 더불어, 고객맞춤형 전용장비 요구가 증가 이에 대응하기 위해 초고속화, 공정집약형 다기능 복합화, 고유연 시스템에 대한 기술 시장수요 급증 및 선진국의 시장선점 경쟁 가속화 독일, 일본 등 공작기계산업의 선진국은 Mazak, DMG 뿐만 아니라, Toyo, Daisho와 같은 특화장비 메이커와 주축, 이송계, 베어링 등 요소기술 전문기술과 협력체계가 구축 이러한 산업구조는 신규업체가 진입하기 어려운 특성이 있으며, 선진국은 M&A를 통해 전문영역을 확장하면서 기술장벽 구축을 강화 <그림 4-15> 그린수송장비 글로벌 산업 Value Chain 제2장 그린수송장비 산업환경 분석 209

242 신성장동력장비 개발로드맵 공작기계산업의 기업구조는 완제품 생산업체, 1차 협력업체 및 2, 3차 부품업체를 중 심으로 구성(부품 수급은 수직계열화 구조 형태) 주요 공작기계 생산업체의 시장구조를 보면, 두산, 위아, 화천 등을 주축으로 하여 완제품을 생산하고 내수와 수출 수요를 충당 주요 유닛의 조달은 국내 공급 또는 국내에서의 공급이 가능한 경우에도 수요자의 요구에 따라 수입부품 사용 되고 있음 볼스크류를 포함한 이송계의 경우, 삼익THK, 세양정공, 삼광기계, 헤넥스 등 국내 업체들이 관련 부품의 대부분을 공급하는 구조 모터 및 서보드라이버 같은 경우도 효성정밀 등 국내 업체를 중심으로 제작, 완제 품 업계에 공급 하지만 CNC의 경우 두산인프라코어 등에서 자체적으로 개발 중이나 국내 제품의 신뢰성과 원천기술의 부족 등으로 자체 사용 또는 국내 업체에 제한적으로 공급되 는 실정이며 현재 국내에서는 주로 파낙 시스템, 지멘스, 하이덴하인 등 해외 제품 에 의존하고 있음 구 분 2차벤더 1차벤더 장비사업자 수요업체 주요 생산품 비고 (협력사항 등) 볼스크류 LM가이드 베어링 슬라이드커버 주축 부품 이송 부품 요소기술 전문업체간 협력개발/생산 ATC/APC Coolant Unit Splash Guard 전장 Unit CNC 장치 공구/연삭휠 등 장비 개발단계 협력개발 머시닝센터 CNC선반 연삭기 금형가공기 주축/이송계 구조물 등 자체설계/제작 <그림 4-16> 국내 그린수송장비 생산 및 기업구성도 완성차업체 1/2차부품벤더 가공업체 금형/용접/프레스 등 부품업체 210

243 4. 그린수송장비 개발로드맵 <표 4-14> 공작기계산업의 산업구조 공작기계 두산인프라코어(주) 현대위아(주) 한국공작기계(주) 화천기계(주) (주)남선기공 (주)세양정공 한화테크엠(주) (주)넥스턴 대영기계공업 (주)세스코 (주)한광 한국정밀기계(주) 가공공작기계(레이저방식) 수직형 머시닝센터 선반(터닝센터) 지그 보링머신 원통연삭기 볼스크류 Controller Motor & 서보 드라이버 Seal Ball Shaft & Nut Support Bearing NC 보드 & I/O 모듈 반도체/전기소자 아메코(주), 화우테크놀러지(주), (주)이오테크닉스, (주)한광, (주)와이티에스, (주)아이엠티 두산인프라코어(주), 현대위아(주), 화천기계(주), (주)코마텍, (주)남선기공, (주)기흥기계, 대영기계공업, 한국공작기계(주) 현대위아(주), 두산인프라코어(주), 화천기계(주), 한국공작기계(주), (주)세양정공, 한화테크엠(주), (주)넥스턴, 두산인프라코어(주), 현대위아(주), 한국정밀기계(주), 화성엔지니어링(주), DMC(주), (주)화인에이티씨 현대위아(주), (주)세스코, 대영기계공업, 에이엠테크놀로지, (주)에스케이이엠, 한비기계(주), (주)금호엔티시 하이윈코리아, 티아이씨(주), 유성 ITS, TIC 볼스크류, (주)에스비씨리니어, (주)한산 리니어시스템, 화인베어링시스템, 엘엠코리아, 삼익티에치케이(주) 한국에스에스디(주), (주)지앤디윈텍, 한국파고르오토메이션(주), (주)성안기전, 신일전기(주), (주)세영 (주)티피씨메카트로닉스, 효성전기(주), 효성정밀(주), (주)제일유압, 성우오토모티브(주), (주)맥산교역, 동양기전(주), (주)아모텍, 하이젠모터(주) 평화오일씰공업(주), 동보공업(주), 한국씰텍(주), 엔이케이(주), 한국에스케이에프씰(주), (주)진양오일씰, 한국씰마스타(주), (주)영신화공 (주)에스비씨리니어, (주)원에스티, 셰플러코리아, (주)삼호엔지니어링 (주)서울금속, 협신기계(주) (주)에스비씨리니어, 한국엔에스케이, (주)일진베어링, 동양특수금속(주) (주)세영, (주)시뮬라인, (주)에스원 (주)하이닉스반도체, 일진반도체(주), 삼성전자(주), (주)동부하이텍 Steel Stainless Steel 비합금강 포스코특수강(주), 동국제강(주), (주)세아베스틸, 대성종합철강(주) 현대제철(주), (주)세아제강, 동부제철(주), (주)대한특수강, (주)성광 (주)서광산업, (주)호경, (주)대명티엠에서, 원남금속(주) 고무 및 플라스틱 기타 유리제품 금호석유화학(주), 아이아(주), 한국다우코닝(주), 대성공업(주) 한국유리공업(주), 영신쿼츠(주), 삼정지오테크(주) * 출처 : 2011 핵심부품소재 VCM(Value-Chain Map) 보고서 제2장 그린수송장비 산업환경 분석 211

244 신성장동력장비 개발로드맵 제3장 그린수송장비 개발전략 1 SWOT 분석 및 당면현안 1.1 SWOT 분석 강점(Strength) 수요기업이 세계 시장 선도 - 자동차, 선박 등 저가격화 기술로 Mid-tech 품목 품질/가격 경쟁력 기확보 - 대만 등 후발국에 비해 품질,성능우수 - 납기 및 A/S에서의 비교우위 풍부한 인력자원 보유 - '70 ~ 80년대 중점육성된 기계전문인력이 업계의 리더 역할 약점(Weakness) 영세한 산업 구조 - 중소기업 93.8%, 대기업 0.4%수준 내수시장 규모 부족/높은 수출 의존도 - 내수만으로 산업규모 유지 불가능 고급장비 기술 및 개발경험 부족 - 설계기술 선진국 70-80% 수준 - 신뢰성 기반 부족에 따른 구매 기피 장비전문인력 부족 - 대부분의 인력은 공정기술 개발에 투입 기술인력 고령화 가속 - 취업인력 기피, 신기술 교육 부족 기회(Opportunity) 국내 수요기업의 세계시장 점유율 확대 시도 - 현대자동차 브라질, 러시아 공장 투자 등 BRICs, ASEAN등 신흥국 수요시장 확대 - 개도국의 장비수입 증가율 선진국 4배 정부의 R&D투자의지 확대 - 신성장동력, 산업원천기술개발사업 등 국내 생산 수요기업의 장비 중요성 및 고부가가치 선호 현상 확대 위협(Threat) 국내기술 경쟁력 강화에 따른 선진국의 기술보호 장벽 심화 - 장비의 산업무기화 선진대기업의 M&A를 통한 시장독점력 강화 - DMG, Hardinge 등 중국 인도 등 신흥 개도국의 약진 - 자국 시장 확대에 따른 개도국의 장비자급화 정책 강화 - 중국의 선진기업 M&A를 통한 발전 가속화 세계경제 침체로 수출 여건 악화 - 미국, 유럽 등 수출시장의 변동 심화 212

245 4. 그린수송장비 개발로드맵 1.2 당면현안 <그림 4-17> 그린수송장비의 당면 현안 및 대응전략 중소기업 중심의 영세한 산업구조 중소기업 가운데 장비 전문 중견기업의 다수 육 성을 통한 그린수송 장비분야의 기술경쟁력 기반 확보 고급장비 기술경쟁력 부족 장비 전문 R&D기반 구축, 전문가 네트워크 및 효율적 개발 체계 구성을 통해 R&D인프라기술 협력 체계를 확보하고 국내 기술경쟁력을 강화 내수시장 규모 부족 중국에서의 경험을 바탕으로 신흥국 시장을 선점하여 산업의 선순환 구조를 확립 이외에도 세계 시장에서의 후발국의 약진에 대응하여 국내 수요기업과의 연계 강화 를 통한 고부가가치 장비 기종으로의 전환 필요 제3장 그린수송장비 개발전략 213

246 신성장동력장비 개발로드맵 2 그린수송장비산업의 발전 비전 2.1 비전 및 목표 <그림 4-18> 그린수송장비 2020 비전 (장비산업 內 ) '18년까지 국내생산 5배, 일자리 3배 및 국산장비 채택률이 약 1.6배로 증가하며 기술수준은 선진국에 대해 94%까지 근접한 수준이 될 것으로 기대 (장비산업 外 ) 관련산업의 생산유발효과와 부가가치 역시 약 2배 규모로 증가할 것으 로 예상 '18년 기준으로 수입규모는 1.5배 증가하나 수출규모는 8배로 크게 증가하여 무역수 지가 흑자 전환되며 15억불의 수입대체효과 달성 전망 선진국 수준의 품질 생산성 확보를 위한 핵심 양산가공장비 국산화 및 High-Tech 장 비산업구조로의 전환 214

247 4. 그린수송장비 개발로드맵 장비기업의 전문화를 통한 Global Top 장비업체 육성 그린수송장비 관련 원천기술 및 인력인프라 보유에 따른 신산업용 장비의 선행개발 및 기술적, 경제적 선순환 효과 창출 2.2 중점 추진 전략 그린수송장비산업 특성을 감안한 2단계 시장진입 전략 1단계 : 핵심부품용 고정밀 가공장비의 국산화/고신뢰화 개발을 통한 시장 진입 (국내시장 진입을 통한 신흥국 시장 연계 진입) 2단계 : 수요자 연계를 통한 차세대장비(경량소재/고정밀화 가공장비)의 적기 개발 및 진입(생산라인화에 따른 시스템 시장 진입으로 Turnkey시장 확대) 제3장 그린수송장비 개발전략 215

248 신성장동력장비 개발로드맵 3 그린수송장비 전략품목 도출 3.1 공정/기능별 주요 장비 개발대상 장비 도출 자동차(그린카)용 생산장비, 선박용 생산장비의 주요공정별 체계도를 분석하고, 이에 대해 각각 업계를 선도하는 2개 이상 수요기업과 2개 이상의 장비공급기업에 대한 실 태조사를 통해 공정상의 장비 품목을 선정 도출 수요기업과 공급기업 공동으로 각각의 도출장비에 대한 단가, 세계시장, 국내시장 및 국산화율 조사 분석 현재 양산에 적용되지 않으나, 향후 시장전망이 밝고 신성장동력 제품에 필수적이 라고 판단되는 장비를 산학연 전문가 TFT회의를 통해 전문가보완 장비로 추가 그 가운데 정부지원으로 국내 개발이 필요한 장비군을 산 학 연 전문가의 TFT회의를 통해 1차 도출 1차 도출된 개발대상 전략품목을 기반으로, 2차 로드맵 기획회의를 통해 도일부 품목 을 보완하고 국내기업의 시장대응 가능성을 고려한 개발우선순위 조정과 함께 핵심 기술 고도화를 고려한 장비별 세부 개발전략(핵심기술) 선정코자 하였음 총 40개 장비를 개발대상 장비로 도출 : 그린카(자동차)용 생산장비 20개, 고부가선 박용 생산장비 21개 그린카(자동차)용 생산장비 수요기업 및 장비기업의 실태조사를 통해 13개 품목을 1차 개발대상 장비로 도출 1/2차 전문가 TFT회의 결과, 7개 장비를 추가하여 총 20개의 대상장비 선정 그린카용 생산장비로 시장 전망이 높은 고속 권선기, 고속/다기능 레이저가공기, 워터젯/방전 가공기, 복합 성형 및 용접시스템, 초고압 대면적 성형시스템 등 5개 장비 추가 수직형/수평형 라인센터, 컴샤프트용 멀티그라인더 등 기존 내연기관과 향후 그린 카의 새로운 소재/부품에 공통장비는 실태조사 의견을 그대로 반영하여 핵심장비 로 포함 216

249 4. 그린수송장비 개발로드맵 국산화는 되고 있으나 채택율이 높지 않아 기술향상이 필요한 앵귤러연삭기, 평면 베드연삭기 등 2개의 연삭장비를 추가 <표 4-15> 공정/기능별 대상장비 도출(그린카용 생산장비) 주요공정 주요 장비 도출사유 추정단가 (억원) 세계시장 (억원) 국내시장 (억원) 국산화율 (%) 수직형 라인센터(VMC) 실태조사 4 30,000 1, 수평형 라인센터(HMC) 실태조사 4 30,000 1, 고속 머시닝센터 (금형가공기) 실태조사 4 20,000 1, 복합 터닝센터 실태조사 3 12, 자동차 공통 요소부품 양산공정 멀티헤드/터렛 고유연 가공기 실태조사 6 3, 복합다기능가공기 (Mill-Turn Center) 실태조사 8 4, 전용 하드터닝 머신 실태조사 5 3, 대용량공구/다수팔렛 5축가공기 실태조사 10 3, 헤드틸팅형 5축 가공기 (5면가공기) 실태조사 8 4, FTL 컴팩트 라인센터 전문가보완 8 8, 고속 권선기 전문가보완 5 1, 고속/다기능 레이저가공기 전문가보완 3 20, 자동차 차체부품 워터젯/방전 가공기 전문가보완 3 5, 복합 성형 및 용접시스템 전문가보완 8 6, 초고압 대면적 성형시스템 전문가보완 10 4, 고정밀 기어가공기 실태조사 7 7, 캠샤프트용 멀티그라인더 실태조사 7 3, 자동차 동력전달계 부품 크랭크샤프트 연삭기 실태조사 9 1, 앵귤러 연삭기 전문가보완 5 2, 평면(베드) 연삭기 전문가보완 9 6, 광폭 센터리스연삭기 실태조사 8 2, 제3장 그린수송장비 개발전략 217

250 신성장동력장비 개발로드맵 <표 4-16> 대상장비별 기능(그린카용 생산장비) 공정/기능 장비 기능 자동차 공통 요소부품 양산공정 자동차 차체부품 양산공정 자동차 동력전달계 부품 수직형 라인센터 (VMC; Vertical Machining Center) 수평형 라인센터 (HMC; Horizontal Machining Center) 고속 머시닝센터(금형가공기) 복합 터닝센터 멀티헤드/터렛 고유연 가공기 복합다기능가공기 (Mill-Turn Center) 전용 하드터닝 머신 대용량공구/다수팔렛 5축가공기 헤드틸팅형 5축 가공기 (5면가공기) FTL 컴팩트 라인센터 고속 권선기 고속/다기능 레이저가공기 워터젯/방전 가공기 복합 성형 및 용접시스템 초고압 대면적 성형시스템 고정밀 기어 가공기 캠샤프트용 멀티그라인더 크랭크샤프트 연삭기 앵귤러 연삭기 평면(베드) 연삭기 광폭 센터리스 연삭기 자동화된 양산라인(FTL, FMS/FMC) 에 적합하도록 팔렛교환 등이 가능한 수평형 머시닝센터(라인센터) 트랜스퍼 양산라인에 적합한 테이블구조로 주축이 수직으로 구성된 머시닝센터(라인센터) 고속의 주축회전(2만rpm이상)과 이송으로 3D(금형)형상의 고정밀 가공과 가공시간을 단축이 가능 원통형의 부품선삭용 터닝센터를 기반으로 부가밀링공정의 일체가공이 가능한 복합가공기 다수의 주축헤드/터렛으로 다양한 형태의 형상을 동시에 가공하여 생산성을 향상 선반, 밀링 작업 등 다양한 가공기능을 한번의 셋팅으로 일체가공 다수의 선삭주축 터렛을 장착하거나 자동화에 유리한 역수직 구조로 다량 부품생산에 유리한 전용선반 공구 및 팔렛 스토리지 시스템을 패키지화하여, 자동차산업의 고유연/다품종생산에 적합한 5축 가공기 중 대형 3차원 형상부품의 일체가공으로 다품종 대응과 생산성 향상이 가능한 5축 가공기 다수의 터닝 머신과 머시닝 센터를 하나의 라인으로 구성할 수 있는 컴팩트 사이즈의 유연 자동화 라인센터 그린카 전동모터의 유도코일의 권선용 장비 고출력 레이저를 이용하여 3차원 차체부품의 판재절단 및 홀가공 등이 가능한 고효율 레이저 가공기 워터젯에 연마제(연삭입자)를 혼합하여 고압수를 분사하여 가공, 주로 판재 가공물에 이용 이종 경량 소재를 프레스-용접 하는 복합 용접시스템 초고압, 정수압을 기반으로 고정밀 제어를 통해 초대형 부품 또는 대면적 판재를 성형하는 고효율 시스템 기어/나사의 정밀가공하는 장비로, 특히 그린카의 Geared 전동모터의 치차 등을 고능률 가공 크랭크샤프트의 저널부를 동시 가공하거나, 핀부 연마를 처리하는 복합기 크랭크샤프트 핀 부를 초정밀 연마하는 자동차 동력전달계 핵심 장비 경사진 형상을 따라 이송계를 정밀 동시제어하여 연삭하는 장비 평면을 고정밀도로 연삭하며, 대면적의 기준면을 정밀 연삭가공 광폭의 연삭숫돌을 이용하여 넓은 가공영역을 단번에 고능률형 무심연삭기 218

251 4. 그린수송장비 개발로드맵 고부가선박용 생산장비 실태조사 결과에 의해 21개 품목을 1차 개발 대상 장비로 도출 실태조사에 의해 선정된 장비가 고부가가치 선박분야의 주요 중대형 맞춤형 장비를 포괄하고 있어, 1차/2차 전문가 TFT회의에서 실태조사 도출품목을 대상장비로 결정 조선기자재 산업특성상 타산업분야와 공유되는 기반장비 시스템과 플랜트형 설비는 제외하고, 해외의존도가 높고 새로운 개발이 필요한 대형 가공장비를 주요대상으로 함 <표 4-17> 공정/기능별 대상장비 도출(고부가선박용 생산장비) 주요공정 주요 장비 도출사유 중형엔진 크랭크샤프트 가공기 추정단가 (억원) 세계시장 (억원) 국내시장 (억원) 국산화율 (%) 중형 크랭크샤프트 황삭가공기 실태조사 50 2, 중형 크랭크샤프트 정삭가공기 실태조사 30 1, 중형 크랭크샤프트 연삭기 실태조사 30 2, 대형엔진 크랭크샤프트 가공기 대형 엔진블록 가공장비 프로펠러 가공기 대형엔진 실린더 가공장비 캠샤프트 및 기어 가공기 대형 크랭크쓰로우 가공기 실태조사 20 2, 대형 수직선반 실태조사 20 1, 대형 플로어타입 보링머신 실태조사 25 4, 대형 크랭크샤프트 정삭가공기 실태조사 60 4, 초대형 프라노밀러 실태조사 ,000 1,000 0 초대형 플로어타입 보링머신 실태조사 80 16,000 1,000 0 프로펠러 익면 5축 가공기 실태조사 40 2, 프로펠러용 대형 수직선반 실태조사 30 1, 대형 수평선반 실태조사 30 2, 실린더라이너 가공기 실태조사 30 1, 소기홀 가공기 실태조사 30 1, 쿨링홀 가공기 실태조사 내외경 황삭가공용 NC선반 실태조사 내외경 정삭가공용 NC선반 실태조사 내경 호닝머신 실태조사 대형 캠샤프트 가공기 실태조사 30 1, 대형 기어 호빙기 실태조사 20 1, 대형 기어 연삭기 실태조사 40 2, 제3장 그린수송장비 개발전략 219

252 신성장동력장비 개발로드맵 <표 4-18> 대상장비별 기능(고부가선박용 생산장비) 공정/기능 장비 기능 중형엔진 크랭크샤프트 가공기 대형엔진 크랭크샤프트 가공기 대형엔진 블록 가공장비 프로펠러 가공기 대형엔진 실린더 가공장비 캠샤프트 및 기어 가공기 중형 크랭크샤프트 황삭가공기 중형 크랭크샤프트 정삭가공기 중형 크랭크샤프트 연삭기 대형 크랭크쓰로우 가공기 대형 수직선반 대형 플로어타입 보링머신 대형 크랭크샤프트 정삭가공기 초대형 프라노밀러 초대형 플로어타입 보링머신 프로펠러 익면 5축 가공기 프로펠러용 대형 수직선반 대형 수평선반 실린더라이너 가공기 소기홀 가공기 쿨링홀 가공기 내외경 황삭가공용 NC선반 내외경 정삭가공용 NC선반 내경 호닝머신 대형 캠샤프트 가공기 대형 기어가공기 대형 기어 연삭기 중형 엔진 크랭크샤프트의 1차 형상 가공 중형 엔진 크랭크샤프트의 형상 가공의 정밀 가공 중형 엔진 크랭크샤프트의 정밀 연삭 대형 엔진용 크랭크샤프트 쓰로우 가공 대형 엔진 크랭크샤프트 가공 대형 엔진 크랭크샤프트 및 쓰로우 조립부의 내경 가공 대형엔진 크랭크 샤프트의 선삭 및 정삭 가공 대형 엔진블럭 및 선반 부품 가공 대형 엔진 블록의 보링 가공 대형 첨단선박의 프로펠러 다축 가공 대형 첨단선박의 프로펠러 회전부 Assy 의 정밀 선삭가공 대형 첨단선박의 장축 프로펠러 회전부의 정밀 선삭가공 대형 엔진의 실린더 라이너 가공 대형 엔진 실린더 부품의 소기홀 가공 대형 엔진 부품의 쿨링홀 가공 대형엔진 실린더, 피스톤 등 부품의 내외경부 1차 황삭 가공 대형엔진 실린더, 피스톤 등 부품의 내외경 정삭 가공 엔진 실린더 및 부품의 내경부의 최종 고품위 마무리 가공 대형 엔진의 캠샤프트 가공 대형엔진용 대형기어의 치형 가공 대형엔진용 기어의 정밀 연삭 3.2 포트폴리오 분석 분석 방법 및 선정기준 대상장비의 수가 많고, 대상안업에 따라 시장 및 기술특성이 상이하므로 자동차용 생 산장비 19개를 A군, 선박용 생산장비 21개를 B군으로 분류 각각의 장비군에 대해 시장의 매력도(시장성) 및 기술의 중요성(기술성)을 평가하여, 위원들의 평가결과를 합산하고 평균값으로 나누어 도시 220

253 4. 그린수송장비 개발로드맵 시장성 및 기술성 하의 4항목에 대한 총점 기준 75% 이상을 전략품목으로서의 기본 점수로 하고 평가의견을 고려하여 최종 결정 특히, 그린수송장비 분야의 글로벌 기술트렌드 상 중요도가 매우 높으면서 선진국 과의 기술적 격차가 매우 큰 국산화 핵심품목에 가중치를 부여 또한, 실태조사를 통한 국내시장과 국산화율을 근간으로 수입대체효과와 해외의존도 를 역산하고, 시장성-기술성을 평가를 통한 포트폴리오 결과에서 국산화에 따른 효과 를 최종 분석하여 최종 선정대상을 조정하였음 1 그린카(자동차)용 생산장비 구 분 장비명 시 장 성장성 시장성 기술성 국산화 점유율 기 술 성숙도 기 술 난위도 수입대체 효 과 해 외 의존도 A-1 수직형 라인센터(VMC) A-2 수평형 라인센터(HMC) A-3 고속 머시닝센터(금형가공기) A-4 복합 터닝센터 A-5 멀티헤드/터렛 고유연 가공기 A-6 복합다기능가공기 (Mill-Turn Center) A-7 전용 하드터닝 머신 A-8 대용량공구/다수팔렛 5축가공기 A-9 헤드틸팅형 5축 가공기 (5면가공기) A-10 FTL 컴팩트 라인센터 B-1 고속 권선기 B-2 고속/다기능 레이저가공기 B-3 워터젯/방전 가공기 B-4 복합 성형 및 용접시스템 B-5 초고압 대면적 성형시스템 C-1 기어가공기 C-2 캠샤프트용 멀티그라인더 C-3 크랭크샤프트 연삭기 C-4 앵귤러 연삭기 C-5 평면(베드) 연삭기 C-6 광폭 센터리스 연삭기 제3장 그린수송장비 개발전략 221

254 신성장동력장비 개발로드맵 2 고부가선박용 생산장비 구 분 장비명 시 장 성장성 시장성 기술성 국산화 점유율 기 술 성숙도 기 술 난위도 수입대체 효 과 해 외 의존도 A-1 중형 크랭크샤프트 황삭가공기 A-2 중형 크랭크샤프트 정삭가공기 A-3 중형 크랭크샤프트 연삭기 B-1 대형 크랭크쓰로우 가공기 B-2 대형 수직선반 B-3 대형 플로어타입 보링머신 B-4 대형 크랭크샤프트 정삭가공기 B-5 초대형 프라노밀러 B-6 초대형 플로어타입 보링머신 C-1 프로펠러 익면 5축가공기 C-2 프로펠러용 대형 수직선반 C-3 대형 수평선반 D-1 실린더라이너 가공기 D-2 소기홀 가공기 D-3 쿨링홀 가공기 D-4 내외경 황삭가공용 NC선반 D-5 내외경 정삭가공용 NC선반 D-6 내경 호닝머신 D-7 대형 캠샤프트 가공기 D-8 대형 기어 가공기 D-9 대형 기어 연삭기 포트폴리오 분석 결과 1 그린카(자동차)용 생산장비 자동차용 생산장비에서는 20개 가운데 11개 장비를 전략품목으로 도출 대용량공구/다수팔렛 5축가공기, 헤드틸팅형 5축가공기, 멀티헤드/터렛 고유연 가공 기, 복합다기능가공기(Mill-Turn Center), 전용 하드터닝 머신 등의 복합기종은 시장 규모가 상대적으로 작고 기술적 난이도도 높지만, 부가가치가 높고 후발국에 대한 기 술장벽을 유지할 수 있는 선진기종이므로 기술적 중요도가 높고 점유가능성이 높은 것으로 평가됨 222

255 4. 그린수송장비 개발로드맵 수직형 라인센터, 수평형 라인센터 등은 이미 국산화 개발이 시도되고 있지만 높은 신뢰성 요구로 실용화개발까지 개발 부담이 크나, 시장성이 여전히 높고 국산화를 통 한 시장점유 가능성이 높다는 점이 높게 평가됨 고속 권선기는 그린카 전동모터부품용 전용기로 향후 그린카의 시장 확대시 선점 효 과가 매우 크다는 장점이 높게 평가됨 기어 가공기, 캠샤프트용 멀티그라인더는 기술성이 높아 부가가치 및 기술장벽이 높 으며 중견기업 품목으로 시장도 매우 크다는 장점이 높게 평가됨 고속/다기능 레이저가공기, 워터젯/방전 가공기, 복합 성형 및 용접시스템 등은 시장 규모가 상대적으로 크지만, 기술력의 차이가 크고 시장성장성이 낮다는 단점이 있어 상대적으로 낮게 평가됨 (a) 기술개발가능성 (b) 시장의 매력도 (c) 포트폴리오 분석 결과 <그림 4-19> 자동차용 생산장비의 포트폴리오 분석 결과 제3장 그린수송장비 개발전략 223

256 신성장동력장비 개발로드맵 <표 4-19> 자동차용 생산장비 포트폴리오 분석 범례 A-1 수직형 라인센터 B-1 고속 권선기 A-2 수평형 라인센터 B-2 고속/다기능 레이저가공기 A-3 고속 머시닝센터(금형가공기) B-3 워터젯/방전 가공기 A-4 복합 터닝센터 B-4 복합 용접시스템 A-5 멀티헤드/터렛 고유연 가공기 B-5 초고압 대면적 성형 시스템 A-6 복합다기능가공기(Mill-Turn Center) C-1 기어연삭기 A-7 전용 하드터닝 머신 C-2 캠샤프트용 멀티그라인더 A-8 대용량공구/다수팔렛 5축가공기 C-3 크랭크샤프트 연삭기 A-9 헤드틸팅수평형 5축가공기 C-4 앵귤러 연삭기 A-10 FTL 컴팩트 라인센터 C-5 평면 연삭기 C-6 광폭 센터리스 연삭기 2 고부가선박용 생산장비 선박용 생산장비에서는 21개 가운데 7개 장비를 전략품목으로 도출 고부가가치 선박의 제조에 있어서는 대형 엔진블록 가공장비의 개발이 시급하며, 주 장비인 초대형 플라노밀러와 초대형 플로워타입 보링머신의 경우, 엔진 생산에 필수 적이면서도 활용범위가 넓어 시장 규모가 크므로 기술성, 시장성면에서 높게 평가됨 중형 크랭크샤프트 연삭기, 실린더 라이너 가공기, 대형 프로펠러 익면 5축 가공기, 대형 수평선반 등은 상대적으로 시장규모가 크지 않으나, 수입의존도가 높고 개발 가 능성이 높으며 개발시 기술/시장 경쟁력을 유지할 수 있다는 점이 높게 평가됨 대형 기어 연삭기는 기술적인 난이도가 크지만 시장규모도 크고 기술의 파급효과도 매우 크므로 반드시 국산화가 필요한 품목으로 평가됨 224

257 4. 그린수송장비 개발로드맵 (a) 기술개발가능성 (b) 시장의 매력도 (c) 포트폴리오 분석 결과 <그림 4-20> 선박용 생산장비의 포트폴리오 분석 결과 <표 4-20> 선박용 생산장비 포트폴리오 분석 범례 A-1 중형 크랭크샤프트 황삭가공기 C-1 프로펠러 익면 5축 가공기 A-2 중형 크랭크샤프트 정삭가공기 C-2 프로펠러용 대형 수직선반 A-3 중형 크랭크샤프트 연삭기 C-3 대형 수평선반 B-1 대형 크랭크쓰로우 가공기 C-4 실린더라이너 가공기 B-2 대형 수직선반 D-1 소기홀 가공기 B-3 대형 플로어타입 보링머신 D-2 쿨링홀 가공기 B-4 대형 크랭크샤프트 정삭가공기 D-3 내외경 황삭가공용 NC선반 B-5 초대형 프라노밀러 D-4 내외경 정삭가공용 NC선반 B-6 초대형 플로어타입 보링머신 D-5 내경 호닝머신 D-6 대형 캠샤프트 가공기 D-7 대형 기어 호빙기 D-8 대형 기어 연삭기 제3장 그린수송장비 개발전략 225

258 신성장동력장비 개발로드맵 <표 4-21> 도출된 그린수송장비의 18개 전략품목 구 분 전략품목 주요 수요기업 그린카용 생산장비 (12개) 선박용 생산장비 (7개) 수직형 라인센터(VMC) 수평형 라인센터(HMC) FTL 컴팩트 라인센터 복합 터닝센터 멀티헤드/터렛 고유연 가공기 복합다기능가공기(Mill-Turn Center) 전용 하드터닝 머신 대용량공구/다수팔렛 5축가공기 헤드틸팅형 5축가공기 고속 권선기(그린카 전동모터부품용) 기어 연삭기(그린카 핵심전동부품용) 캠샤프트용 멀티그라인더 엔진 블록가공장비(초대형 플라노밀러) 초대형 플로워타입 보오링머신 실린더라이너 가공장비 대형 수평선반 중형 크랭크샤프트연삭기 대형 프로펠러 익면 5축 가공기 대형 기어 연삭기 자동차완성차 및 부품기업 (현대, 기아, 파워텍, 모비스, 델파이, 만도, 다이모스 등) 선박부품기업 (현대중공업, 두산엔진, STX, 두산중공업, 평산, 세아베스틸, 삼우프로펠러 등) 226

259 4. 그린수송장비 개발로드맵 제4장 그린수송장비 개발로드맵 1 마크로 로드맵 자동차용 생산장비는 현재 선진국 양산시스템의 요구 성능인 233ppm수준의 고신뢰 도와 2μm수준의 가공정밀도에 대응할 수 있는 고부가가치 가공장비를 우선적으로 추 진하며 장기적으로는 100ppm이내의 고신뢰성 및 서브미크론의 가공정밀도를 갖는 공정장비기술을 선행 개발하여 차체의 경량화 및 연비저감 등 그린카 생산의 요구성 능을 만족할 수 있는 부품가공 양산장비라인의 선점을 타겟으로 설정 선박용 생산 장비는 현재의 생산공정에 활용되면서도 크루저급 등 고부가가치 선박 용 부품 생산에도 그대로 적용이 가능한 100,000마력급 엔진 부품 생산용 대형 가공 기를 우선 개발 대상으로 고려하며 장기적으로는 가공기의 정밀도를 10μm수준까지 높여 침환경/소음저감 등 고부가가치선박의 요구성능을 충족할 수 있는 대형 부품의 양산장비 개발을 추진 구 분 메가트렌드 '11 '12 '13 '14 '15 '16 '17 '18 '19 '20 신성장동력 제품 그린카(자동차) 생산장비 고부가선박 생산장비 그린카 HEV PHEV EV/FCV 클린디젤 자동차(EURO-6) 대체연료 자동차 고부가선박 LNGC, 초대형 컨테이너선 WISE Ship, 크루저 정밀도 공차 2µm 1µm Sub-µm 소재 경도 HRC 60 HRC 70 HRC 80 신뢰성(C mk ) 233ppm 150ppm 100ppm 정밀도 공차 20µm 10µm 대응엔진 사이즈 100,000마력급 200,000마력급 제4장 그린수송장비 개발로드맵 227

260 신성장동력장비 개발로드맵 2 마이크로 로드맵 주요기능 구 분 전략품목 '11 '12 '13 '14 '15 '16 '17 '18 '19 '20 수직형 라인센터(VMC) 수평형 라인센터(HMC) FTL 컴팩트 라인센터 복합 터닝센터 자동차 공통요소부품 양산공정 멀티헤드/터렛 고유연 가공기 복합 다기능 가공기(Mill-Turn Center) 경량/난삭재 가공용 하드터닝 머신 대용량공구/다수팔렛 5축 가공기 헤드틸팅형 5축 가공기(5면 가공기) 그린카용 초고속 권선기 자동차 동력 전달계 부품 대형엔진블록 가공장비 대형엔진실린더 가공장비 중형엔진 크랭크샤프트 가공기 프로펠러 가공기 캠샤프트 및 기어 가공기 그린카용 고정밀 기어가공기 캠샤프트용 멀티그라인더 20m급 초대형 플라노밀러 초대형 플로워타입 보오링머신 실린더라이너 가공장비 중형 크랭크샤프트연삭기 250톤급 초대형 수평선반 150톤급 프로펠러 익면 5축 가공기 대형 기어 연삭기 228

261 4. 그린수송장비 개발로드맵 3 전략품목별 세부 개발전략 그린카(자동차)용 생산장비 장 비 명 수직형 라인센터(VMC) 개 요 3차원 형상가공이 필요한 자동차 핵심부품의 트랜스퍼 라인 또는 Job-Shop 생산공정에 활용되는 최대 수요품목으로 해외의존도가 높은 국산화 전략품목 적용대상 제 품 선정사유 핵심개발 기 술 핵심부분품 장비현황 고강도/경량 엔진블록, 자동차 차체부품, 자동차용 사출 프레스금형 자동차 엔진블록 등의 핵심장비로 전체 자동차 장비시장의 1/6 을 차지하는 최대 수요기종 중 하나로, 연평균 10%대의 지속적인 시장성장 품목이며, 타기종 고부가가치화의 파급효과가 큼 정밀도 및 신뢰도 문제로 해외장비에 대한 의존도 지속 선진업체 합병(DMG/Mori-Seiki) 및 해외기지 구축 등을 통한 Mid-End 시장공략 및 중국 등 후발국 차별화를 위한 핵심기종 고강성 고감쇠 시스템 구조 설계 및 열변형 보정 기술 열변형 정밀도 ±10µm이내, 반복정밀도 0.3µm 이내 고정밀 고속 주축 설계 및 제작 기술 25,000rpm(DmN 1,500k이상), 소음 60dB, 런아웃 1µm이내, 이상진단 센서/모니터링 및 실시간 이송속도 스케쥴링 기술 (가공부하 균일도 ±10% 이내) 시스템 신뢰성 평가 및 향상기술(C mk > 233ppm) 고정밀 주축유닛(클램핑, 베어링), 3축 이송계(LM가이드, 볼스큐류, 서보모터), ATC, 공구 모니터링 모듈, CNC 모듈 두산인프라코어, 현대위아, 화천기계 등의 주력장비이나, 주로 중국 등 수출에 주력, 국내 완성차 업체 공급률 10% 미만(전체 국산화율 25%)에 머물로 있음 Mazak/DMG 등 독점체제 산업원천과제 등을 통해, 머시닝센터 개발이 시도된 바 있으나, 자동차 양산에 투입되는 상용화 단계에 이루지 못하고 있음 개발기간 2015 ~ 2017년(3년) 소요예산 60억원(20억원/년) 기대효과 상용화 후 곧바로 매출증가 1,500억원, 수출증가 1,000억원, 수입대체 1,000억원 가능 자동차 생산장비 뿐 아니라, 공작기계산업의 세계 Top 4 진입을 위한 핵심기종 제4장 그린수송장비 개발로드맵 229

262 신성장동력장비 개발로드맵 장 비 명 수평형 라인센터(HMC) 개 요 확장형 팔렛 시스템(LPS), 자동화 Conveyor 등과 연동하여 고유연 가공라인(FTL, FMC/FMS)을 구축할 수 있는 자동화 양산라인의 핵심 기종 적용대상 제 품 선정사유 핵심개발 기 술 핵심부분품 장비현황 엔진블록, 하우징부품, 자동차 차체부품 수직형 라인센터와 함께 자동차산업의 시장비중이 가장 큰 장비로 특히, 고유연 생산체계의 확대에 따라 연평균 18% 수준의 지속적 시장성장이 기대되는 전략장비 HMC 장비를 FMC/FMS 플랫폼과 함께 Turn-key 공급하는 시스템 시장이 급격히 성장함에 따라, 장비기술 업그레이드 요구 고신뢰 시스템 구조 설계 및 오차 보정 기술 공간오차 감소를 위한 고강성 최적 구조설계 기술 Built-in 센서 기반 능동형 진동감쇄(반복정밀도 0.5µm 이내) 고유연 라인대응 플랫폼 기술 및 표준화 기술 확장형 팔렛/로봇 시스템 Integration 및 고속 지능형 공구교환 시스템 대응 Ramp-up 및 생산속도 15%, 팔렛/공구교환 시간 30% 감소 원격 모니터링 및 고유연 가공셀(FMC) 최적화 운용기술 무인자동화 연속 무인운전시간 72hr 이상 고유연 팔렛/공구 시스템(APC/ATC), 고정밀 주축유닛, 3축 이송계(LM가이드, 볼스큐류, 서보모터), CNC 내장 진동감쇄 모듈 VMC와 마찬가지로 국내 완성차 업체 공급률 10% 미만(전체 국산화율 25%) 장비의 정밀도와 신뢰성(내구성)은 기본으로, 선진국은 다양한 생산라인의 유연성을 위한 옵션을 제공 수요업체가 Mazak/DMG 등의 Turn-key 시스템 의존도가 높아짐에 따라, 국내 장비업체의 HMC 장비를 경쟁력이 오히려 약화 개발기간 2015 ~ 2017년(3년) 소요예산 60억원(20억원/년) 기대효과 상용화 후 곧바로 매출증가 2,000억원(FMC 신규시장 대응), 수출증가 1,000억원, 수입대체 1,000억원 가능 VMC와 함께 공작기계 최대 수요기종으로, 공작기계산업의 세계 Top 4 진입을 위한 핵심기종 230

263 4. 그린수송장비 개발로드맵 장 비 명 FTL 컴팩트 라인센터 개 요 FTL 유연자동화 라인에 적합한 컴팩트한 격자형 시스템 구조와 Interchangeable Spindle Head and Fixture 등의 제품에 따른 유연성을 가미한 대량 무인양산에 최적화된 라인센터 * FTL : Flexible Transfer Line 적용대상 제 품 선정사유 핵심개발 기 술 핵심부분품 장비현황 엔진블록, 핵심 동력 부품, 베어링 캡, 자동차 주요 부품 자동차 핵심 부품, 특히 그린카 엔진 생산의 고효율화 및 고능률화가 가능한 자동화 장비(machine reconfiguration 시간 불필요)로 고유연(line flexibility) 다품종 생산 요구에 대응 가능 생산 버퍼 사이즈(buffer size)의 최적 디자인 가능한 시스템으로 Total cost의 30% 감소 가능 공간감소형 고강성 컴팩트 시스템 구조 설계 기술 Interchangeable Spindle Head and Fixture(수직형/수평형, C축) FTL Workstation을 위한 Automatic Transfer Mechanism 시뮬레이션 및 설계 기술 Multi-Production 대응 Mixed Flexible Transfer 라인센터 설계 기술 고유연 라인 대응 플랫폼 및 표준화 기술 팔렛 Configuration and Linking 시스템(생산속도 20% 감소) 초고속 통신버스(제어용) 및 분산 원격 제어 통합 기술 Distributive 제어 시스템 관리 기술(PLC, I/Os, Servo) 고유연 팔렛/공구 시스템(APC/ATC), 고정밀 주축유닛, PLC, I/Os, Servo, Loading/unloading 시스템 선진국은 다양한 생산라인의 유연성을 위한 장비 및 제어 소프트웨어 Total Package System 출시 Mazak의 PMC(Palletech Hi-rise System)은 유연한 Machines, Pallets 및 Load/Unload 시스템 양산 라인 구축 가능 Ford는 대형 엔진 생산을 위한 FTLs 라인센터 구축하여 30%의 토탈 생산 비용 감소(Fixture 모듈화) 개발기간 2014 ~ 2016년(3년) 소요예산 54억원(18억원/년) 기대효과 매출증가 1,000억원, 수출증가 1,200억원 공작기계산업의 세계 Top 4 진입을 위한 고부가가치 핵심 장비 제4장 그린수송장비 개발로드맵 231

264 신성장동력장비 개발로드맵 장 비 명 복합 터닝센터 개 요 원통형의 선삭가공을 위한 터닝센터를 기반으로 부가밀링축 등을 탑재하여 복합형상을 가진 샤프트류의 일체가공이 가능한 복합가공기 적용대상 제 품 선정사유 핵심개발 기 술 핵심부분품 장비현황 캠샤프트류, 크랭크샤프트 등 자동차 동력전달계 부품(샤프트류 형상부 가공), 디스크 베어어링류 다계통 복합(Multi-path/Multi-Functional) 가공장비 중에서 시장형성이 본격화 되기 시작한 복합가공기의 핵심기종 자동차 부품의 일체화 설계와 함께 수요시장의 요구확대 머시닝센터류와 함께 자동차 산업의 최대 수요기종인 CNC 선반류(터닝센터)를 대체하면서 20%이상의 시장성장율 고강성 복합구조물 최적설계 기술(3개이상 유형의 복합기 개발) 다양한 Configuration을 고려한 해석 및 최적 설계기술 다계통 구동원을 고려한 동기제어 및 오차보정 기술 계통간 연동제어 가공정밀도 3µm, 열변형 정밀도 ±15µm 다기능 공구터렛(DDM) 및 고속주축(20,000rpm), 리니어모터 이송계 응용기술 리니어모터 등 초장축 머시닝센터/복합터닝센터 공통 요소기술 복합 가공경로 생성 및 최적화 시뮬레이션 기술 개발 다기능 고효율 공구터렛/주축헤드, 고속 공구교환장치, 고속형 복합 이송계 Mazak, DMG/Mori-Seiki 등 선진업체는 기종구분이 없을 정도로 이미 복합가공기를 상용화 하고 있으나, 국내업체는 두산 등의 수종 모델(MX-2500 시리즈 등)에 불과 시장형성이 본격화 되고 있어, 향후 시장경쟁력을 위해 복합 터닝센터에 대한 개발이 시급함 개발기간 2014 ~ 2016년(3년) 소요예산 75억원(25억원/년) 기대효과 매출증가 1,500억원, 수출증가 1,000억원 향후, 새로운 터닝센터 분야 대체품목 상용화를 통한 시장확보와 함께 복합가공기 미래경쟁력 확보가 가능한 원천기술 확보 232

265 4. 그린수송장비 개발로드맵 장 비 명 멀티헤드/터렛 고유연 가공기 개 요 다수의 주축헤드/터렛으로 다양한 형상을 One-Chucking 일체가공할 수 있는 장비로, 다품종 제품요구와 짧은 라이프싸이클에 대응하면서도 생산성 향상요구에 대응가능한 장비 적용대상 제 품 선정사유 핵심개발 기 술 핵심부분품 장비현황 디스크 베어어링류, 자동차 차체부품, 핵심 동력전달 모듈 등 다품종 생산의 생산성 향상 요구에 대응하여 복합 터닝센터와 함께 시장형성이 본격화 되기 시작한 복합가공기의 핵심기종 자동차(그린카)산업의 지속적인 생산성 향상 및 에너지 절감 요구로 추후 규모의 시장이 전망되는 고부가가치 기종 멀티헤드/테렛 고유연 가공기 최적설계 기술 다중 열원/구동부를 고려한 해석 및 최적설계 기술 가상 충돌 방지 및 가공공정 최적화 시뮬레이션 기술 고효율 BMT(Built-in Motor Turret) 및 부가장치 통합기술 공구테렛내 공통 Built-in Motor 및 회전형 클램핑 구조 (부가주축 회전수 10,000rpm, 회전정밀도 1.0µm) 고속/무정지 공구/가공물 교환장치 등 요소기술 개발 슬라이딩 주축형 멀티헤드 다기능 터닝머신(Swiss-Turn) 개발 6헤드 이상 고강성 슬라이딩 주축 (슬라이딩 Travel 300mm, 주축 정강성 20N/µm) 다기능 고효율 공구터렛/주축헤드, 고속 공구교환장치, 고속형 복합 이송계 국내에서는 다기능 공구테렛을 적용한 터닝센터 및 일부 멀티헤드 가공기를 상용화 하고 있으나, 생산성/정밀도 측면에서 선지업체에 비해 크게 뒤쳐짐 다양한 형태의 장비를 고려한 상용화 기술 및 부가장치를 통합한 기술개발은 전무한 실정 개발기간 2012 ~ 2014년(3년) 소요예산 45억원(15억원/년) 기대효과 매출증가 2000억원, 수출증가 1,000억원, 수입대체 1,000억원 다양한 복합가공기를 위한 요소기술 확보로, 복합 Mill-Turn Center 및 고생산성 멀티선반 등에 기술파급이 매우 큼 제4장 그린수송장비 개발로드맵 233

266 신성장동력장비 개발로드맵 장 비 명 복합 다기능 가공기(Mill-Turn Center) 개 요 선반, 밀링 작업 등 다양한 가공기능을 한번의 셋팅으로 일체가공이 가능한 차세대 머시닝센터 기종(머시닝센터 기반 복합가공기) 적용대상 제 품 선정사유 핵심개발 기 술 핵심부분품 장비현황 엔진블록, 대형 캠샤프트류, 전동기어 치차류 등 복합다기능가공기(Mill-Turn Center)는 기술집약도 및 부가가치가 가장 높은 장비 선진업체 기술격차 해소 및 기술선점 요구 * DD 선삭용 회전테이블, 다기능인덱싱주축헤드, 다계통제어 및 컴팩트화 구조설계 등 공작기계 첨단기술이 집약된 장비 복합다기능가공기는 머시닝센터의 미래 대체기종으로 '06년 5%미만에서 '15년 20%로 급성장 예상 복합다기능가공기 원천설계 및 상용화 기술 개발 (1단계) 복합다기능가공기 원천설계 기술 개발 (2단계) 양산대응 상품화 기술 개발 다이렉트구동 복합회전테이블 설계 및 제작 개발 다이렉트구동 복합회전테이블 개발(대구경 선삭 및 고정도 위치결정이 가능한 고강성 복합회전테이블) 회전분할정밀도 5", 최대회전 1500rpm, 위치결정 200rpm 고유연/틸팅형 고속 주축시스템 개발 주축회전속도 20,000rpm, 주축효율 20kW, 회전분할정밀도 복합다기능가공기 대응 성능 신뢰성 향상기술 개발 시스템 특성평가 및 취약부 규명 기술 핵심유닛 신뢰성 평가체계 구축(신뢰성 인증 및 표준화) 복합공정 모델링 시뮬레이션 및 원격진단 기술 개발 다이렉트 구동 고강성 복합회전테이블, 틸팅형 고속 주축 시스템, 네트워크 기반 원격진단 및 서비스 시스템 다양한 형태의 장비를 고려한 상용화 기술 및 부가장치를 통합한 기술개발은 전무한 실정 Mazak 등은 최근 고속 리니어이송계까치 탑재한 복합가공기를 개발하고, 수요산업의 요구에 따라 다양한 파생장비를 공급 개발기간 2013 ~ 2016년(4년) 소요예산 60억원(15억원/년) 기대효과 매출증가 5,000억원, 수출증가 2,000억원, 수입대체 1,500억원 본 기술의 확보로 하이엔드 가공장비의 해외의존도 탈피 가능를 위한 기반마련 234

267 4. 그린수송장비 개발로드맵 장 비 명 대용량공구/다수팔렛 5축 가공기 개 요 다품종 중량 생산방식에 적합 고유연 5축 가공장비(중대형)와 함께 수요산업의 FMC 또는 FMS 플랫폼을 함께 포함한 시스템 플랫폼 적용대상 제 품 선정사유 핵심개발 기 술 핵심부분품 장비현황 중대형디젤엔진블록, 대형 동력전달계, 하우징류, 블레이드 등 대용량 공구매트릭스와 다수 팔렛을 내장한 다품종생산에 유리한 가공시스템으로, 자동차분야 고유연 다품종 생산체계 중요도 크게 확대 대용량공구/팔렛 시스템을 패키지로 공급하는 FMC 시장은 절삭기계 시장의 1/6규모로 고객사 생산시스템 Turn-key 공급추세에 따라 중요성이 크게 확대 FMC 플랫폼 대응 5축 가공기 설계/제작 기술 개발 다이렉트모터 구동형(DDM) 5축 가공기 원천설계 기술 개발 인덱싱/회전 테이블 교환형 모듈화 설계기술 개발 지능형 대용량 공구시스템 및 고유연 팔렛시스템 개발 지능형 공구 스토리지/교환 및 공구/치구 관리시스템(IT) 개발 인덱싱/회전 테이블의 팔렛 시스템 Integration 기술 800mm급 중대형 팔렛사이즈 대상 FMC 플랫폼 개발 800mm급 팔렛 대응 Loader/Unloder, Stacker Crane 등 FMC 주변장치 개발 개방형 분산네트워크 기반 셀 제어 운영 시스템 개발 (FIFO대비 스케쥴링 효율성 120%이상 향상) Shop-Floor Control 시스템과의 실시간 상호운영 기술 개발 다이렉트 구동 5축 가공기, 지능형 공구 및 팔렛시스템, 중대형 FMC 플랫폼 5축 가공기와 함께 다품종 유연셀 방식 시스템이 필요한 국내 자동차/항공 업계의 경우, 독일의 FMC에 도입에 의존(가공기의 최적화가 필요하여 장비메이커가 아니면 시스템 구축이 불가능) 해외 플랫폼 도입시, FMC 플랫폼을 통합 디지털 생산관리 구축 등 시스템 확장이 불가능하여, 국내업체의 패키지 상품화 요구 개발기간 2016 ~ 2018년(3년) 소요예산 45억원(15억원/년) 기대효과 매출증가 2,000억원, 수출증가 2,000억원, 수입대체 500억원 장비 상용화와 함께 공구/팔렛 시스템 등 중대형 제품에 대응한 FMC/FMS 플랫폼 공급으로 장비 동반공급이 가능 제4장 그린수송장비 개발로드맵 235

268 신성장동력장비 개발로드맵 장 비 명 헤드틸팅형 5축 가공기 개 요 중 대형 엔진블록 등의 복잡한 3차원 형상을 일체로 가공할 수 있는 장비로서 바닥면을 제외한 5면에 대하여 밀링과 드릴링을 할 수 있는 복합가공기. 가공자유도 향상을 통한 생산성 향상을 위해 도입중인 외국 의존도가 높은 장비 적용대상 제 품 선정사유 핵심개발 기 술 핵심부분품 장비현황 엔진블록, 자동차 차체 및 동력전달계 부품 등 5면 가공을 필요로 하는 중 대형 부품 동시 5축 가공대비 하여 우수한 가공성능 및 제어가 용이한 5면 가공에 대한 수요 급증 자동차 엔진블록 가공의 생산성을 높이기 위해 필요한 핵심장비로서 신뢰성 확보 미비로 해외 의존도가 높은 고부가가치 장비 틸팅헤드의 설계 기술 미비로 관련 장비분야 기술도약의 한계 고강성 고감쇠 해드틸팅 시스템 구조 설계 및 고정밀 제어 기술 열변형 정밀도 ±10µm이내, 반복정밀도 1µm 이내 고정밀 틸팅헤드 설계 및 제작 기술 틸팅헤드 제어 및 오차 예측/보정 기술(분할정밀도 : 10 ) 틸팅헤드 시스템의 신뢰성 평가 및 향상기술(C mk 2.0) 고강성 틸팅헤드, 틸팅헤드 구동(각도변환 및 실가공)을 위한 동력 전달계, ATC, 틸팅헤드 제어 알고리즘, 전용 가공프로그램 틸팅헤드 설계 기술은 국내에서 개발된 바 없으며, 해외에서 도입한 설계도를 이용하여 동일한 틸팅헤드를 성능 개선 없이 지속적으로 생산하고 있는 수준 주요 업체보다는 중소 중견 공작기계 업체를 중심으로 고객 맞춤형 전용기 형태로 수주 및 납품되고 있어, 체계적인 설계기술이 축적이 부족하여 기술개발의 선순환이 어려움 개발기간 2013 ~ 2015년(3년) 소요예산 30억원(10억원/년) 기대효과 상용화 후 곧바로 매출증가 1,000억원, 수출증가 800억원, 수입대체 500억원 가능 틸팅헤드 설계 및 제작 기술은 자동차 생산장비 뿐 아니라, 문형(Portal) 및 갠트리(gantry) 타입의 초대형 장비에 바로 적용할 수 있는 고부가가치 장비의 핵심 기술 236

269 4. 그린수송장비 개발로드맵 장 비 명 그린카용 초고속 권선기 개 요 그린카용 기어드 전동모터의 유도코일의 고속 권선과 고효율 조립공정을 완전자동으로 처리할 수 있는 전용장비(GUI방식) 적용대상 제 품 선정사유 핵심개발 기 술 핵심부분품 장비현황 하이브리드카 전동모터 부품, 발전기, 초고압 변압기 등 그린카 엔진 동력 모듈에 대응하기 위한 핵심 국산화 품목으로, 하이브리드카 시장태동 단계부터 생산장비 해외 존속 현상 높은 정밀성과 생산성 문제로 해외 의존도 장기화 우려 마이컴 방식의 제어기술과 On-Board 시스템의 개발 등 장비관련 원천기술 확보로 국산화 및 생산성 향상 기대 Wire 장력을 고려한 고정밀 제어기술 인장 및 송출 방식 Tension 기술 Full-Auto 시스템화 설계 기술 Free-Flow Line 장치 기술(컨트롤러 설계 기술) Loading/Unloading 시스템 기술 멀티 스핀들 시스템 설계 및 제작 기술 10,000rpm 이상, 정지정도 ±1 /분해능력 1 고속권선, 다축동기 제어 등 고효율화 기술 시간당 700km 이상(35가닥 권선 기준) 초고속 Actuator 응용 기술 무축 구동 시스템 설계 기술 콘트롤러 멀티 스핀들/코일 Winder, Wire Cutter 등 코리아니토쿠 등 해외 합작업체에서는 고속 타입의 Bobinless 코일 정렬권선기(NT480, BHS 등)이 출시되고 있으나 Free-flow Line 탑재 권선기는 대부분 일본, 미국, 스위스 등에서 수입 그린카 수송장비 및 원자력 등 시장 규모가 확대 되고 있어, 향후 시장경쟁력을 위해 Full Automation 권선기에 대한 개발이 필요 개발기간 2018 ~ 2020년(3년) 소요예산 24억원(8억원/년) 기대효과 매출증가 600억원, 수입대체 600억원 향후, 그린카 분야 고속 및 고효율 생산을 위한 원천기술 확보 제4장 그린수송장비 개발로드맵 237

270 신성장동력장비 개발로드맵 장 비 명 그린카용 고정밀 기어 가공기 개 요 기어/나사의 밀링, 호빙 및 연삭 공정을 위한 가공기로서, 특히 그린카의 기어드 전동모터 및 새로운 동력전달계의 내부 기어를 가공할 수 있는 고정밀/고능률 전용 기어 가공장비 적용대상 제 품 선정사유 핵심개발 기 술 핵심부분품 장비현황 그린카 전동모터(Geared Motor), 신동력전달 부품 및 일반 기어 부품 그린카 부품 양산 대응을 위한 핵심 장비로서 상대적으로 작은 시장 규모와 낮은 기술력으로 진입장벽이 높음 그린카의 내구성 및 안전도 확보를 위하여 높은 정밀도가 요구되어 고강성 정밀 기계 부품(기어) 전용 가공기 개발 필요 특히, 래핑 공정 생략할 수 있어 생산성 향상이 가능한 핵심 기종이나 해외 의존도가 매우 높음 고강성 다축 기어 가공기 구조 최적설계 기술 회전 속도(Max. 15,000rpm, 호빙공정 기준) 모듈형 공작물 클램핑 자동화 시스템 고속 Clamping 메카니즘 및 Loading/Unloading 기술 High Performance Cooling 시스템 기술 온도 Fluctuation 제어 기술(±0.5 이하) 열적 안정성 및 정밀도 향상 기술(3-circle Cooler) Multi-Grinding을 위한 숫돌 개발 및 고정밀 제어기술 Profile 및 Treaded Wheel Grinding 설계 및 제작 기술 X/Z축 정밀 이송 기술(정밀도 1μm이하) 고속 스핀들/3축 이송계, 고강성 Hob, 연삭 숫돌 Auto Dressing 장치, 밀링 Cutter 등 EMAG사(독일)의 9축 기어 호빙머신이 출시되어 모듈형 공작물 클램핑 시스템 및 자동화가 가능 독일 등 선진국에서는 기어 호빙 및 연삭을 하나의 장비에서 가공할 수 있는 Hybrid CNC 기어 가공기를 개발하는 추세 S&T 중공업은 국내 최초로 기어가공기(GHO 시리즈)를 출시하였으나 기어 가공 장비의 국산화율은 10% 미만 Klingelnberg(독일)사는 빠르고 간단한 chagnge-over와 연삭작업을 위한 옵션 장착 사용 용이한 장비 출시 개발기간 2017 ~ 2019년(3년) 소요예산 36억원(12억원/년) 기대효과 매출증가 1500억원, 수입대체 1000억원 그린카 가공 분야 뿐만 아니라 기계 전반에 들어가는 고정밀 기어류 제작이 가능하여 기계 산업 전반에 적용 기대 238

271 4. 그린수송장비 개발로드맵 장 비 명 캠샤프트용 멀티그라인더 개 요 크랭크샤프트 및 캠샤프트의 저널부와 핀부를 동시에 연삭하여 기존대비 100%이상의 생산성이 기대되는 그린카 생산공정의 핵심장비로 해외에서 전량 수입의존하는 제품임 적용대상 제 품 선정사유 핵심개발 기 술 핵심부분품 장비현황 고정밀 그린카 대응 부품(모터샤프트, 변속시스템), 자동차 크랭크샤프트, 캠샤프트, 디프케이스등 자동차 부품 및 초정밀 원통형 제품 등 향후 자동차 시장 및 친환경/고효율 그린산업의 육성에 따른 상용화 시기 도래 대표적인 수입품목으로 전량 수입(대일무역적자의 주요요인, 자동차 생산설비국산화율 50%, 동력계 핵심설비는 90%이상 수입) 현대/기아자동차와 같은 완성차 시장의 선도형(Trend-Setter Model)모델을 통한 경쟁력유지를 위해 꼭 필요한 설비임 Multi-Grinding이 가능한 시스템 설계 및 제작기술 연삭휠 650mm이상, Orbit Grinding 대응 고강성 구조 설계 초고속 주축 및 초정밀 이송시스템 기술 주속도 250m/s, 초정밀 이송시스템 분해능 ±0.1µm이내 초정밀 Multi-Grinding 연동화 및 최적화 공정기술 생산속도 2배 이상, Multi-Grinding 공정최적화 DB 구축 Multi-Grinding을 통한 캠샤프트 양산공정 기술(Cpk 1.3이상) 초정밀/초고속 주축, 고강성 이성계 및 구조, 초정밀 이송시스템, Multi-Grinding이 가능한 Controller, 모니터링 시스템 현대, 기아등 국산자동차 완성업체의 양산장비 국산화율 10%(대당 10억이상, 공정 및 정비 해외 의존) 기존 생산라인의 대체를 위한 원천기술개발은 진행중이나 그린카 부품의 적용에는 미진 개발기간 2016 ~ 2018년(3년) 소요예산 45억원(15억원/년) 기대효과 하이브리드 자동차 생산라인에 상용화하여 투입가능(자동차 10만대생산라인에 1,000억 투자) Rack MDPS용 볼스크류 생산시스템 등 3조규모의 시장 진입 가능 제4장 그린수송장비 개발로드맵 239

272 신성장동력장비 개발로드맵 장 비 명 경량/난삭재 가공용 하드터닝 머신 개 요 자동차 공통 기계류 핵심부품인 밸브 및 각종 샤프트 등의 고경도 소재(HRC>60)를 연삭공정을 적용하지 않고 선삭공정으로 마무리하기 위한 고강성의 전용 터닝장비 적용대상 제 품 선정사유 핵심개발 기 술 핵심부분품 장비현황 밸브 및 각종 샤프트, 스플라인 기어, 베어링, 자동차 휠 스핀들 등(열처리 소재) 자동차의 핵심 부품 중 높은 경도가 필요한 샤프트 형상제품 가공의 핵심장비로 연삭공정의 제거를 통해 생산성과 원가를 절감이 가능(현재 일부 품목에 대해 적용 시도 중) 연삭공정의 단점을 극복할 수 있는 핵심기종 연삭유 및 분진 등에 의한 환경오염 저감이 가능한 친환경 장비 생산성 극대화 및 에너지저감을 동시에 실현 가능 고강성 고감쇠 시스템 구조 설계 및 열변형 보정 기술 고강성 시스템 구조:500N/µm이내 고강성 고속 선반 주축 설계/제작 및 고정밀 밸런싱 기술 주속도 250m/s, 30mm이상, 런아웃 0.3µm이내 고감쇠 시스템 구현을 위한 복합재료 베드 설계 및 제작 기술 생산성과 품질을 고려한 난삭재 하드터닝 가공공정 기술 건식가공을 위한 공구형상 설계 및 내마모 공구코팅 기술 Dry Cutting을 위한 가공공정 기술 및 조건 최적화 기술 고강성 고감쇠 베드, 고강성 주축 이송계, 고강성 터렛, ATC, 내마모 공구, CNC 모듈 실현가능성에 대한 논의는 오래 되었으나 적절한 공구 및 가공조건을 확보하지 못하여 답보 상태에 머물렀으나, 공구소재(CBN) 및 다층 코팅 등의 신기술 개발을 통하여 최근 현장을 중심으로 몇몇 제품에 대해 시도되고 있는 추세 산업원천과제 등을 통해 하드터닝 머신 개발이 시도되었거나 개발 중에 있으나, 양산에 대량으로 투입하기 위한 전용기 형태로서 개발되지 않아 시장 요구에 적극 대처 불가능 개발기간 2012 ~ 2014년(3년) 소요예산 20억원(6.7억원/년) 기대효과 상용화 후 곧바로 매출증가 2,000억원, 수출증가 1,000억원, 수입대체 1,000억원 가능 자동차 생산 장비 뿐 아니라, 각종 고경도 샤프트 제작으로 확대 적용할 수 있는 친환경 가공장비 240

273 4. 그린수송장비 개발로드맵 선박용 생산장비 장 비 명 초대형 플로워타입 보링 머신 개 요 스핀들 250mm/150kW 급의 초대형 플로워타입 보링 머신으로 대형 선박엔진 실린더 등의 내경 정밀가공을 위한 장비 적용대상 제 품 선정사유 핵심개발 기 술 핵심부분품 장비현황 대형 선반 엔진블럭, 대형 산업 설비 등 가공 대형 선박엔진 본체부품 가공용 핵심 장비임. 대형 발전설비의 가공물과 같이 길이 및 무게의 제약이 거의 없는 초대형 공작물의 보링 및 밀링가공이 가능하여 관련산업의 파급효과가 큼 기술적 난이도가 크면서 중요도가 높고, 시장규모가 큼 초대형 스핀들 시스템(직경 250, 150kW, 회전정밀도 8µm) 기술 초대형 구조물의 고강성 이송시스템 설계/제작 기술 램 돌출시 처짐에 따른 보상기술 적재하중 200톤 고강성 로타리테이블(3,000N/µm이상) 초대형 스핀들헤드, 초중량 로타리테이블, 유니버샬헤드, BT60/50겸용 ATC시스템, 대용량 칩콘베어 시스템 국내의 중소형 기계는 한국정밀기계 등에서 일부 제작하고 있으나, 직경 250mm급의 초대형 프로워 타입 보링 머신은 전무 고강성 구조물, 고중량형 장비의 개발 투자비가 너무 많이 소요되어 자체 개발이 어려우므로 정부지원이 필요함. 해외 제작 업체 : PAMA, SKODA, TOSHIBA, DST 등 개발기간 2011 ~ 2013년(3년) 소요예산 60억원(20억원/년) 기대효과 매출증가 2,000억원, 수출증가 500억원, 수입대체 1,500억원 제4장 그린수송장비 개발로드맵 241

274 신성장동력장비 개발로드맵 장 비 명 개 요 적용대상 제 품 선정사유 핵심개발 기 술 핵심부분품 장비현황 20m급 초대형 플라노밀러(엔진블럭 가공장비) 테이블 크기 6m 20m 급의 초대형 겐트리 타입의 엔지블록 가공장비 대형선박 엔진 블록, Base Plate 등 가공 대형 선박엔진 본체부품 가공용 핵심 장비 복잡한 형태의 일체형 항공기 부품 가공 및 대형 금형 가공등 활용분야가 다양함. 다양한 어태치먼트와 자동교환기능을 통해 한번 셋업으로 5면의 가공을 수행할 수 있는 대형 복합가공기로 선호도가 높음 초대형 구조의 해석 및 최적설계 기술(테이블 사이즈 6m 20m) 초대형 구조물(무게 약 150톤)의 겐트리 이송 시스템 고정밀 대형 램 헤드 시스템의 설계 및 제작기술 크로스레일의 상하이송 편차 보상기술 램 헤드 좌우 이송시 램 끝단의 처짐 및 휨 보상기술 대형 고정도 램 헤드, 고정도 겐트리 이송시스템, 각종 아타치먼트, 아타치먼트 자동교환장치, 아타치먼트 인덱스 장치, BT60/50겸용 공구자동교환장치 국내에서 제작되고 있는 중소형 플라노밀러는 크기, 가공능력 및 가공정밀도에서의 현저한 차이로 인해 수입산에 비해 장비생산성이 많이 떨어지므로 전량 수입에 의존. 고강성 구조물, 고중량형 장비의 개발 투자비가 너무 많이 소요되어 자체 개발이 어려우므로 정부지원이 필요함 Waldrich-couburg, Toshiba, SNK, DST 등에서 생산하고 있지만 상기 수준의 초대형 프라노밀러의 전문 제작사는 2곳 정도임 개발기간 2013 ~ 2016년(4년) 소요예산 160억원(40억원/년) 기대효과 매출증가 2,000억원, 수출증가 500억원, 수입대체 1,500억원 242

275 4. 그린수송장비 개발로드맵 장 비 명 실린더라이너 가공기 개 요 대형 선박엔진 실린더 라이너의 외경은 일반 수평선반 개념으로 가공하고, 내경은 특수한 보링스톡을 심압대 대신 장착하여 가공할 수 있는 실린더라이너의 내외경 동시가공 장비 적용대상 제 품 선정사유 핵심개발 기 술 핵심부분품 장비현황 대형선박엔진의 실린더 라이너 대형 선박엔진의 실린더라이너는 소모품으로 수요가 계속적으로 증대하는 제품임. 내외경 가공을 한 장비에서 수행할 수 있어 생산성이 향상됨. 지름이 크고, 길이가 수미터에 달하는 정밀한 내경가공 기술은 쉽게 진입하기 어려운 기술임. 최대 내경지름 1m, 길이 4m급 고정밀 보링스톡 개발 (가공원통도 0.02mm/4m) 반경방향 미세 이송축(U축)을 장착한 보링헤드 개발 가이드 퀼을 이용한 수평방향의 보링 램의 처짐 방지기술 개발 고강성 주축대 설계 및 제작 기술 개발 고강성 헤드스톡, 고강성 보링 스톡, 보링 램, 보링헤드, 방진구, 가이드 퀼 국내에서는 중소형 수평선반은 생산되고 있으나, 수미터급 내외경 가공을 동시에 수행할 수 있는 내외경 실린더라이너 가공기는 전량 수입에 의존 Karats(일본)에서는 내외경 동시제작의 어려움으로 인해 외경 가공기와 내경 가공기를 분리해서 제작하기도함. Waldrich-siegen(독일)에서 독점적으로 내외경 가공기를 생산 개발기간 2012 ~ 2014년(3년) 소요예산 60억원(20억원/년) 기대효과 매출증가 600억원, 수출증가 200억원, 수입대체 400억원 제4장 그린수송장비 개발로드맵 243

276 신성장동력장비 개발로드맵 장 비 명 250톤급 초대형 수평 선반 개 요 지름3m, 길이15m, 하중250톤 급의 대형 공작물의 외경, 단면 및 홈부위를 주축대와 심압대 및 방진구를 이용해 지지하면서 선삭할 수 있는 초대형 수평선반 적용대상 제 품 선정사유 핵심개발 기 술 핵심부분품 장비현황 대형 선박의 프로펠라 샤프트, 풍력의 메인샤프트, 발전설비의 터빈로터 샤프트 등 성장가능성이 높은 대형선박, 풍력산업, 발전분야의 고부가가치 핵심부품을 가공하기 위한 핵심장비임. 대형장비는 공작물 크기는 커졌지만 정밀도는 중소형 장비와 대등한 수준이상을 요구하고 있어 기술진입이 어려운 분야임. 높은 정밀도와 실패의 위험으로 인해 해외 의존도가 높음. 모터파워 200kW급 고토크 고정밀 주축대 개발 (스핀들 흔들림 10µm) 열팽창 보상장치가 탑재된 고강성 심압대 개발 유정압 방진구 기술 개발(지지하중 100톤) 강력절삭형 블록툴 시스템(최대 절삭력 15톤) 및 반자동 공구 클램핑 장치 고정밀 고강성 주축대, 심압대 및 공구대, 고정밀 유정압 방진구, 반자동 공구 클램핑 장치 중형 수평선반은 한국정밀기계, 한국공작기계 등에서 일부 생산 되고 있으나 초대형 수평선반은 높은 요구정밀도 및 프로젝트 전체에 미치는 영향이 큰 최종공정 장비인 만큼 실패위험으로 인해 전량 수입에 의존 중소형 제작메이커 수에 비해 진입장벽이 높아서 대형수평선반 제작업체는 Waldrich-siegen(독일), Karats(일본), Innse(이테리), Skoda(체코) 등 몇몇 업체에 국한되어 있음. 국내 수요업체들은 많이 있으나 고가로 장비를 구매하고 있어 세계시장 경쟁에서 중국에 비교우위를 점하기가 점점 어려워짐. 개발기간 2015 ~ 2017년(3년) 소요예산 45억원(15억원/년) 기대효과 매출증가 700억원, 수출증가 300억원, 수입대체 400억원 244

277 4. 그린수송장비 개발로드맵 장 비 명 중형 크랭크샤프트 연삭시스템 개 요 선박용 중속엔진 크랭크샤프트의 최종공정인 저널부와 핀부의 연삭작업을 위한 Orbital 타입의 중형 크랭크샤프트 연삭시스템 적용대상 제 품 선정사유 핵심개발 기 술 핵심부분품 장비현황 선박용 중속엔진 크랭크샤프트, 대형 캠샤프트 중속엔진용 일체형 크랭크샤프트의 연삭시스템은 최종공정으로 반드시 연삭공정이 필요하며, 제품의 대형화, 가공편의, 생산성 등을 고려해 기존 범용장비에서 준 범용장비를 거쳐 CNC Orbital 연삭형태로 급격하게 변화하고 있어 급격한 성장 예상 중국의 급속한 부상에 따른 한국의 고부가가치 선박의 기술선점 유지를 위한 핵심 전략장비로 기술적 파급효과가 큰 기술임 500억달러가 넘는 조선업계의 핵심 부품으로 세계 1위 유지를 위한 기술선점 및 수출 증대필요 고강성 중형 크랭크샤프트 연삭시스템의 설계 및 제작기술 개발 지름 2m급 연삭숯돌에 대응 가능한 고정밀, 고강성 Grinding Head 개발 (회전정밀도 3µm) Obital Grinding을 위한 고정밀 Indexing Head(C-axis) 및 고가감속능력을 갖는 고정밀 Grinding Head 이송 시스템(X-axis) 개발 고정밀 왕복대 이송진직도(10µm/m) 크랭크샤프트의 Obital Grinding Program 개발 고강성 Grinding Head, 고정밀 Indexing head, Grinding head 이송시스템, 지름 2m급 연삭숫돌, 측정 및 모티터링 장치, Orbiting Controller 국내 대형 Obital type Grinding Machine의 개발실적은 전무함. 중소형 크랭크연삭기 업체인 Landis(영국), Naxos-union(독일) 등도 일체형 크랭크샤프트 연삭기 시장 공략을 위해 최근 장비를 개발함. Karats(일본)는 자국의 수요업체의 요구에 의해 개발한 이래, 국내 기업에도 판매한 실적이 있음. AZ(이테리)는 범용장비로 시작해 준 범용장비를 거쳐 CNC Obrital연삭기를 개발하였으나, 기술 수준이 뒤쳐짐. 개발기간 2014 ~ 2016년(3년) 소요예산 45억원(15억원/년) 기대효과 고부가가치 선박 세계 1위 수성 및 부품생산 기반 확충 장비 및 대상제품 분야의 고부가가치화에 일조 제4장 그린수송장비 개발로드맵 245

278 신성장동력장비 개발로드맵 장 비 명 초대형 프로펠러 익면 5축가공기 개 요 대형 선박용 프로펠러의 익면 가공을 위한 5축 가공기와 보스부의 내경 가공용 수직선반을 하나의 장비로 결합한 프로펠러 복합가공기 적용대상 제 품 선정사유 핵심개발 기 술 핵심부분품 장비현황 중 대형 선박용 프로펠러 선박의 친환경화 및 고효율화를 위해 프로펠러도 대형화 추세로, 더 큰 프로펠러를 가공할 수 있는 장비 수요 발생 프로펠러 날개부의 5축 가공과 보스부 내경 가공을 한번 셋업으로 가공할 수 있게되어 초기투자비 절감 및 생산성 증대. 국내 조선업계에서 고부가가치 제품의 효율적 생산 도모 고하중 고정밀 테이블 인덱싱 장치 최대 공작물 직경 11m, 최대 적제하중 150Ton 인데스 정밀도 10sec 1회전 및 2틸팅축을 합한 3축과 직선이송축 2축을 이용한 동시5축 가공시스템 설계/제작기술 및 전용 5축 가공 프로그램 개발 보스부 내경가공을 위한 고속회전 테이블(회전속도 30rpm) 수직선반과 5축 가공기의 복합화 설계 기술 고하중 고정밀 인덱스 테이블, 3축 틸팅 렘 헤드, 테이블 구동장치, 5축 가공 프로그램 Waldrich-siegen에서 2축 헤드를 램 선단에 아타치먼트 형태로 착탈할 수 있도록 하여 보스부 내경가공 및 익면 5축가공이 한번에 가능한 프로펠러 가공기를 최근에 개발한 실적이 있음. Toshiba(일본)에서는 익면용 5축가공기를 국내에 납품한 실적이 있음. 국내 개발실적은 전무함. 개발기간 2016 ~ 2018년(3년) 소요예산 60억원(20억원/년) 기대효과 매출증가 800억원, 수출증가 300억원, 수입대체 500억원 246

279 4. 그린수송장비 개발로드맵 장 비 명 개 요 적용대상 제 품 선정사유 핵심개발 기 술 핵심부분품 장비현황 대형 기어 연삭기 대형 내외경 헬리컬 및 스퍼기어를 연삭할 수 있는 대형 기어 연삭기 선박엔진 기어, 풍력산업용 기어, 대형 감속기용 기어, 기타 산업설비용 대형 기어 대형 선박엔진 기어 가공용 핵심 장비. 기술적 난이도가 크면서 중요도가 높고, 시장규모가 큼 고정도 테이블 인덱스 장치(직경 1.6m, 인덱싱 정밀도 3초") 고정도 그라인딩 스핀들 장치 개발 앵귤러 연삭 및 In-feed 연삭 기술 Profile 및 Treaded Wheel Grinding 기술 총형 치형 드레싱 프로그램 개발 열적 안정성 및 정밀도 향상 기술(3-circle cooler) 고정도 인덱스테이블, 고정도 그라인딩 헤드, 고정도 드레싱장치, 프로파일 연삭 프로그램 중소형 기어연삭기는 S&T 등에서 일부 생산 되고 있으나 대형 연삭기는 전량 수입에 의존 고강성 구조물, 고정밀 장비의 개발 투자비가 너무 많이 소요되어 자체 개발이 어려우므로 정부지원이 필요함 개발기간 2017 ~ 2018년(3년) 소요예산 45년(15억원/년) 기대효과 매출증가 1,200억원, 수출증가 600억원, 수입대체 600억원 제4장 그린수송장비 개발로드맵 247

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281 신성장동력장비 개발로드맵 5 바이오장비 개발로드맵

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283 5. 바이오장비 개발로드맵 제1장 바이오장비 개발로드맵 개요 1 바이오장비의 개념 바이오 기술(biotechnology)은 지식이나 재화, 서비스 등을 생산하기 위해 과학과 기술을 살아 있는 조직이나 다른 생명 또는 비생명 재료에 응용 하는 것으로 정의될 수 있음 바이오기술은 유전공학(재조합 DNA 기술, 유전자 치료, 클로닝, 안티센스 등), 하이 브리도마 기술, PCR, 유전자 지도, 단백질 공학 등을 포함하는 기술로서, 바이오장비 는 이러한 연구를 수행할 수 있는 도구라 할 수 있음 바이오장비는 생명현상을 연구하는데 사용되는 과학적 도구로서 물리 화학적 원리를 이용하여 분자, 세포, 개체 단계의 생물학적인 현상을 연구 이해하고 활용하는 장비 로 정의 가능함 2 바이오장비 개발로드맵 작성 범위 일반적으로 바이오장비는 용도별 분류에서 연구용, 생산용, 진단용, 치료용 장비 들을 포함하지만 부처간 중복투자 방지를 위해 연구용, 생산용 바이오 장비를 주로 논의하 기로 함 바이오장비는 매우 다양한 품목들로 구성되어 있는데, 여러 보고서에 분류된 자료들 을 토대로 시료 제작, 바이오 분리, 바이오 분광, 바이오 패터닝, 세포 공학, 질량 분 석 장비로 분류함 바이오 장비 시료 제작 바이오 분리 바이오 분광 바이오 패터닝 세포공학 질량분석 <그림 5-1> 바이오 장비의 분류 제1장 바이오장비 개발로드맵 개요 251

284 신성장동력장비 개발로드맵 제2장 바이오장비 산업환경 분석 1 관련 제품/서비스산업 동향 분석 바이오제품 세계시장은 연평균 11 ~ 11.5%의 성장률로 2000년 540억불에서 2010년에 는 1,540억불로 증가할 것으로 전망(Biotechnology and Trade, OECD) 국내 생산규모는 2002년 1조 8,934억원에서 2003년 2조 791억원, 2004년 2조 4,119 억원으로 연평균 10% ~ 16%대의 성장세를 지속 전세계적으로 반도체기술을 기반으로 하는 바이오칩 및 어레이, 스캐너 등의 시장규 모가 급속히 확대되고 있으며, 바이오분리 기술 분야 가운데 유전자기술을 기반으로 질병진단 및 치료제 부문에 많은 관심이 고조 기술표준원 2005년도 국내 생물산업 통계에 따르면 개별업체의 바이오산업 부문 매 출이 다소 성장했으나 미국 등 선진국의 글로벌 바이오업체와 비교하면 매우 작은 규모 * '03년 10억 미만 업체의 13.9%가 '04년 10억 이상으로, 10억 이상 50억 미만 업체의 9.5%가 50억원 이상으로 성장 국내 바이오산업은 승인 판매를 통해 제품을 상용화하고 독자 산업화하는 단계에는 도달하지 못하고 있을 뿐 아니라 연구개발투자 규모 등이 선진국과 경쟁하기에는 역 부족인 상황이며 수출비중 역시 여타 부문에 비해 크게 낮은 실정임 2 신성장동력 전략지도 분석 첨단의료영상진단기기 (첨단의료영상진단기기의 정의) 인체 내부의 조직이나 기관을 포함하여 의학적으로 유용한 모든 생체정보를 비침습적인 방법으로 영상화하는 의료기기 중 세계시장규모 가 가장 큰 분야이며, 다양한 학문의 복합적 특성을 지닌 고부가가치의 첨단산업으로 대부분의 국가에서 수입관세 및 규제가 거의 없는 글로벌 신사업임. 252

285 5. 바이오장비 개발로드맵 영상진단분야는 연평균 6 ~ 10% 고성장으로 전체의료기기의 50%이상 비중 차지 (첨단의료영상진단기기의 국내외 시장 전망) 전 세계 전자의료기기 시장규모는 1,984 억불('07)로 연평균 6%대의 성장률을 보이고 있으며, 영상진단기기는 전자의료기기 시장의 50% 비중을 차지하는 부가가치가 가장 높은 산업으로, GE, Siemens, Philips 등 다국적 거대 기업들이 전체시장의 70 ~ 80%를 차지하고 있음. 영상진단기기 시장 은 개도국의 경제발전, 전 세계적인 고령화, 의료기술의 급속한 발전에 따른 수요증 가가 예상됨. 국내시장은 협소하지만 국내외 첨단 영상진단기기의 수요가 증가하고 있는 시점에서 관련 산업의 명품화 제품 개발은 수출 증대 및 내수시장 활성화에 크 게 기여할 수 있음. (분자영상진단기기) 핵심부품 및 신제품 개발을 위해서 주요국가의 다국적 기업 및 벤처기업들이 연구개발에 집중하고 있으며, 이 분야의 기술은 전자, 재료, IT, BT, NT, 핵물리, 생명과학, 화학 등 여러 분야의 융 복합적 기술개발이 필요하기 때문에 대규모 연구비가 소요되는 특징으로 미국과 유럽 등 주요 국가에서는 대규모 국가 연 구 사업으로 지원하고 있으며, 민간에서는 기업간의 연구비 출자를 통한 공동연구도 진행됨. In vivo 공초점 현미경의 경우, 미국 Lucid Inc. 에서 하버드 대학 기술을 기반으로 제품을 출시하여 임상 적용 범위를 넓혀가고 있음 분자영상 진단 및 치료 기술에 관한 해외연구는 미국 NIH내에 National Institute of Biomedical Imaging and Bioengineering가 설립되어 기초과학분야임에도 실용 화를 염두에 두어 의사출신 책임자를 임명하여 활발하게 연구되고 있음. 3 바이오장비 산업동향 분석 3.1 국내외 시장 동향 및 전망 세계시장 현황 규모 삼성경제연구소의 자료에 따르면 2010년 바이오산업 예상 시장규모 중 바이오장비 는 바이오신약 다음으로 크고 U-Health 시장의 무려 3배 정도 큰 규모의 시장임 제2장 바이오장비 산업환경 분석 253

286 신성장동력장비 개발로드맵 * 출처 : 삼성경제연구소 <그림 5-2> 2010년 세계 바이오산업 예상 시장규모 <표 5-1> 바이오 장비산업의 세계시장 규모(전망포함) (단위 : 백만불) 구 분 2009년 2010년 2011년 2012년 2013년 2015년 2018년 2020년 7 시료 제작 1 9,946 10,495 11,049 11,616 12,174 13,473 15,185 16,371 바이오 분리 2 5,469 5,718 5,981 6,251 6,526 7,100 7,881 8,392 바이오 분광 3 2,700 3,000 3,300 3,700 4,100 4,751 5,706 6,342 바이오 패터닝 4 5,064 5,958 6,807 7,656 8,508 11,444 14,341 16,273 세포 공학 5 1,701 1,966 2,273 2,629 3,041 4,071 5,059 5,717 질량분석 6 2,528 2,738 2,965 3,211 3,478 4,079 4,781 5,249 계 27,408 29,875 32,375 35,063 37,827 44,918 52,953 58, 산출근거 : GIA(2006), SDI(2005) 보고서, GIA(2008) Biotechnology Instrumentation : A Global Strategic Business Report 2. 산출근거 : Frost & Sullivan World Laboratory Analytical Instrumentation Market Report, GIA(2008) Global Industry Analysits Biotechnology Instrumentation : A Global Strategic Business Report 3. 산출근거 : 2008 TriMark Publications, LLC.사의 Microscopy Markets 4. 산출근거 : Bioinsights, Kalorama report(2005) 5. 산출근거 : Kalorama Information(2005) 6. Solid phase extraction, evaporators, concentration 등 다양한 샘플 준비 장치 7. 연평균 상승률을 고려하여 추정함 254

287 5. 바이오장비 개발로드맵 (단위 : million US$) <그림 5-3> 바이오장비산업의 세계 시장 동향 및 전망 시료제조 장비는 일부 제품을 제외하고, 기기의 형태가 단순하고 시장규모가 크지 않 은 특성을 보이므로, 시장성이 크고 다양한 기술이 결집된 제품에 대해 연구할 필요 성이 있으며, 이로부터 다양한 품목을 점진적으로 공략할 수 있을 것으로 사료됨 세계 분리장비 시장은 지난 10년간 매년 평균 4.8%의 신장률을 보이고 있음. 분리장 비 시장은 발달단계상 성숙단계에 접어들었으며, 향후에도 연간 5%정도의 안정적인 성장을 이룰 것으로 전망됨 동기간 중 HPLC 시장의 연평균 신장률은 6.1%로 바이오 분리장비 시장 중 가장 큰 신장률을 보임. 또한 HPLC 시장은 전체 분리장비 시장의 약 41%를 점유하고 있어 가장 큰 시장을 확보하고 있음 동기간 중 GC, 전기영동장비, DNA서열 분석 장비, 그리고 단백질/펩티드 서열 분석 장비 시장은 각각 연평균 3.1%, 3.7%, 4.7%, 그리고 5.6%의 신장률을 보임 국내시장 규모 국내 생산규모는 2002년 1조 8,934억 원에서 2003년 2조 791억 원, 2004년 2조 4,119 억 원으로 연평균 10% ~ 16%대의 성장세를 지속 제2장 바이오장비 산업환경 분석 255

288 신성장동력장비 개발로드맵 시료 제작 바이오 분리 바이오 분광 바이오 패터닝 세포 공학 <표 5-2> 바이오장비산업의 국내 시장 동향 및 전망 (단위 : 백만불) 구 분 DNA 자동합성기 단백질/펩타이드자동합성기 멸균기 바이오증폭장비(PCR) Freeze drying 기타 샘플준비 장치 소계 HPLC GC 전기영동 DNA서열분석 단백질/펩티드서열분석 소계 Optical Confocal Electron SPM 소계 스캐너 어레이어 소계 Flow Cytometry Cell manipulation 소계 질량분석 총계 ,052 1,135 1,348 1,589 1,750 * 산출근거 : 기업체 조사, 세계 시장 성장률을 고려, 전세계 시장의 2 ~ 5% 바이오장비 관련 국내기업 조사의 응답 및 통계의 확보가 되지 않은 상황에서, 통상 전세계 시장의 2 ~ 5%인 국내 시장규모를 추정 256

289 5. 바이오장비 개발로드맵 바이오증폭장비(PCR기기)는 국내에서는 바이오니아에서 PCR 및 qpcr장비가 개발되 어 사업화 되었고 2010년 이후에 소량 샘플을 증폭하는 장비가 바이오메드랩, 아람바 이오, 삼성에서 개발되고 있다. PCR기기 전체 시장은 conventional PCR과 Real-Time PCR시장으로 구분되어 있으며, 전세계 시장은 2009년 10억불에서 매년 12%씩 성장하고 있다. 국내시장은 전세계 시 장의 3%로 분석되어 0.3억불 규모로 분석되고 있다. 90% 이상 국내 분리기기 시장은 미국 Agilent사나 Waters 혹은 Thermo 등 거대 다 국적 기업에 의해 장악되고 있는 실정 국내 질량분석기기 시장은 국내 생산 기업이 전무한 상황이며 급격한 변화가 없을 경 우 당분간 지속 전망 바이오 패터닝 분야는 최근 DNA칩 등이 FDA에 승인을 받는 등, 최근 바이오 칩 시 장의 급격한 증가에 따라 계속적인 성장을 이룰 것으로 예상 멸균기, 동결건조기는 일신랩에서 국산화 하여 성공하였는데, 이러한 국산화 기술들 의 고성능화 전략에 의해 세계시장 진입이 더욱 가속화될 수 있을 것으로 전망 국내 초고속 원심분리기의 시장규모는 200억 원 규모이고 국내시장 점유율은 30%수 준이며, 생명과학 및 단백체학(proteomics) 연구의 활성화로 시장 성장률이 급상승중 제약 및 생명기술 분야의 성장은 분리기기 시장에서도 강한 성장 추진력을 제공 하고 있으며 특히 질량분석기와 같은 다른 분석 장비와의 결합은 분리분석기기 시장의 중 요한 성장요인으로 작용 어레이의 경우 전량 수입에 의존하고 있으나 국내 일부기업에서 개발 시도 중 어레이 스캐너의 경우, 국내기업들이 저가 장비 시장을 공략 중 <표 5-3> 바이오 장비산업의 국내 시장 규모(정부지원이 없을 경우) (단위 : 억불) 구 분 2009년 2010년 2011년 2012년 2013년 2015년 2018년 2020년 규모 생산 수출 수입 출처 : 기업체 조사, 세계 시장 성장률을 고려, 전세계 시장의 2 ~ 5% 제2장 바이오장비 산업환경 분석 257

290 신성장동력장비 개발로드맵 3.2 국내외 기술 동향 및 전망 세계 기술개발 현황 바이오증폭기(유전자 증폭기:PCR기)는 전자동으로 시료에서 핵산 추출을 하고 유전 자를 증폭하는 자동화 바이오증폭기 개발이 세계 여러 회사들에서 진행되고 있으며, 일부 상업화 완료된 장비들은 유전자 진단 분야에 사용이 되고 있다. 또한, 향후 시장에서는 시료 속에 target되는 유전자 수를 정확하게 측정할 수 있는 digital qpcr(dpcr) 장비 수요가 높아질 것으로 예측되고 있어 선진국의 유전자 증폭 기 개발 회사들이 선도적으로 개발을 진행하고 있다. 유전자 증폭기 분야의 미래 시 장 선도를 위해서는 국내에서도 기 개발된 선진국의 유전자 증폭기와 동등한 성능을 가지고 있는 장비를 개발하는 것도 중요하지만 아직 시장에 확산되지 않은 digital qpcr기기와 같은 첨단 바이오 증폭기를 개발하는 것이 더 중요 함. HPLC 시스템은 sampling과 automation 부분의 최적화를 중심으로 진행되고 있으며, 자동화 로봇을 이용한 시료준비체계와 이를 이용한 HPLC 자동화가 HPLC 장비 회사 를 중심으로 진행되고 있음 최근, HPLC 분리기술개발과 관련하여 주목할 만한 것은 고정상 충진물의 소형화 추 세이며, 2 마이크론 이하의 직경을 가진 고정상 충진물을 이용할 경우에 van Deemter plot을 그려보면 상당히 넓은 flow rate에 대해 매우 flat한 이론단수가 얻어 짐을 알 수 있는데, 작은 직경의 고정상 충진물일수록 고속분리에서도 칼럼의 분리분 해능이 크게 영향을 받지 않을 수 있음을 보여주고 있음 Waters사의 UPLC 시스템과 Thermo사의 Accela 시스템은 최대 15,000 psi의 구동압 력을 생성시키고 있음 장비명 개발단계 개발 내용 개발주체 실시간 세포 이미징 장비(바이오분광) <표 5-4> 해외 주요국의 기술개발 현황 개발 중 살아있는 세포를 실시간으로 관찰하는 Cellular Observatory 프로그램 Pacific Northwest National Lab( 美 ) Automatic DNA sequencer RISA384(바이오분리) 양산적용 DNA 염기서열 자동 분석 이화학연구소, Shimadzu 社 ( 日 ) Digital qpcr장비 개발 중 Target 유전자의 수를 정확하게 측정 함 Quanta & Life technology( 美 ) 258

291 5. 바이오장비 개발로드맵 장비명 개발단계 개발 내용 개발주체 DNA 분석 및 크로마토그래피 (바이오분리) 개발완료 GC, HPLC, DNA 분석, Microarray 등 토탈 장비 제공 서비스 Agilent Technologies( 美 ) 원심분리기 (시료제작) 개발완료 최대 RPM 100,000, 최대 RCF 802,400, 용량 1,500mL Beckman Coulter 社 ( 美 ) HPLC(바이오분리) 개발완료 나노수준의 HPLC 및 관련 분석기술 서비스 Dionex 社 ( 美 ) DNA 분석, 전자현미경, 자동 임상화학분광기 (바이오분리, 바이오분광) 개발완료 DNA 염기서열분석, 전자현미경, 분광을 이용한 생물시료 분석기술 Hitachi High-Technologies 社 ( 日 ) HPLC, 분광 광도계, 이미징 장비(바이오분리, 바이오분광) 개발완료 생의학 이미징 시스템 기술 PerkinDlmer 社 ( 美 ) 융합형분광장비 (바이오분광) 양산적용 6축 제어 시스템 및 형광/라만 융합분광 기술 AFM/NSOM 기반의 융합형 라만분광시스템 기술 JPK 社 ( 獨 ) Witec 社 ( 獨 ) 무인자동세포배양기 (세포공학) 양산적용 인큐베이터/로봇기술을 적용한 부착형 동물세포 무인자동배양기 TAP 社 ( 英 ) SGE(Slab Gel Electrophoresis)는 선택매개물로 코팅된 걸쭉한 판위에 전기적 성질에 의해 DNA 조각을 순수분리하고 동질화하고 분리하는 절차는 증명되었음. Capillary 전기영동은 사용자 편의성 이외에도 적은 샘플량으로도 충분히 실험할 수 있고, 자동 으로 즉시 분석할 수 있다는 점에서 이전의 전기영동법을 능가 PAGE(Polyacrylamide Gel Electrophoresis)는 단백질을 20조각보다 큰 범위 안에서 분리할 수 있음. sodium dodecyl sulfate(sds)를 함께 사용하는 PAGE는 단백질의 분 자크기에 따라 단백질을 분리할 수 있음. Two dimensional polyacrylamide gel electrophoresis(2d PAGE)는 생물학적 샘플을 분석하는데 이용된다. 이것은 샘플의 조심스러운 준비가 요구된다. 많은 소프트웨어 시스템으로 2차원 겔 데이터베이스의 분석이나/해석(construction)이 가능 현재 미생물분야에서 일반 광학 현미경의 활용은 점차 쇠퇴하고 있으며, 시료 전 처 리과정(cutting, mounting, polishing)을 생략하고 자연 상태 하에서 시료표면을 실시 간으로 3차원 이미징이 가능한 공초점 현미경이 바이오현미경 시장을 주도하고 있어 향후 5년 ~ 10년 이상 바이오시장에서 지속될 것으로 보임 제2장 바이오장비 산업환경 분석 259

292 신성장동력장비 개발로드맵 바이오분야에서는 살아 있는 세포나 바이오물질을 수용액 속에서 실시간(in vivo visualization) 검사하는 것이 매우 중요한 기술 이슈로 떠오르고 있으며, 현미경기술 과 더불어 광학적 분광기술의 활용도가 매우 높은 동시에 향후, 단백질 분자수준의 분 광기술이 요구될 것이므로 주변기술을 접목한 제품이 출현할 것 최근 전통적인 어레이어의 한계성을 극복하여 개발된 새로운 방식의 나노 어레이어 기술 중 하나는 1999년 개발된 딥펜 나노리쏘그라피(Dip-Pen Nanolithography) 방식 인데, 이 기술은 수십 나노미터 스케일의 탐침을 펜으로 이용하여 나노스케일의 점형 혹은 선형 패턴을 바이오물질로 그리게 해주는 장비로 나노스케일의 바이오칩 제작 에 사용될 가능성을 보여주고 있음 스캐너는 제작된 바이오칩에서 나온 신호를 광학적 방법으로 읽어 들여서 분석하는 장비인데, Agilent사 등 많은 해외업체들이 치열한 경쟁을 벌이고 있는 한편, 국내업 체들도 저가 제품을 내새워 시장 공략에 나서고 있음 세포조작의 방법에는 세포 내로 DNA RNA 또는 단백질을 주입시키는 transfection과 세포와 세포를 결합시키는 fusion이 있는데, transfection분야에서는 다시 시약을 사용 해 화학적으로 DNA 등을 주입시키는 방법과 세포에 전기적인 충격을 주어 세포막에 일시적인 구멍을 뚫고, 이를 통해서 외부에서 DNA 등을 주입시키는 전기천공장치 (electroporator)가 있음. 현재 fusion기술은 hybridoma cell을 만들어 antibody를 제 조하는 데 많이 이용되는데, 주로 화학적 방식을 사용 질량분석(Mass Spectroscope : MS) 기기의 경우 ABI사 Micro MS사 Finnigan사 Bruker 사 등 기타 바이오장비들의 경우보다 소수의 기기회사에서 주로 개발 판매되고 있으 며, 이는 새로운 MS 시스템을 개발 제작하는데 있어 기술비용이 높고 장비자체가 매 우 고가인 점 등으로 국내기술 개발에 어려움 최근에는 후리에 변환 질량분석계(FT-ICR)가 본격적으로 바이오분석에 이용되기 시 작해 역할이 점차 중요해지고 있는데, FT-ICR은 높은 감도(100 amole-150 zmole까지 측정 가능), 높은 질량분해능 1 ppm 이하의 높은 질량측정정확도 등으로 단백질 혼합 물의 확인 및 peptide sequencing 정보의 향상을 기할 수 있게 됨에 따라 이를 통해 낮은 질의 질량분석 데이터의 반복 재생산을 통한 생물학 실험의 효율성 저하문제를 개선할 수 있을 것으로 기대되고 있음 질량분석기술과 다른 분리분석기술의 결합 또한 프로테오믹스 등 현대생물학실험의 260

293 5. 바이오장비 개발로드맵 가장 중요한 기술 중 하나이며, 최근 바이오분야에서 사용되는 질량분석기기는 대부분 LC/MS의 형태로 판매되고 있고 연구자들 역시 이러한 통합된 분석기기의 구입을 통 해 분석 효율과 분석 능력을 최대화하는 것을 요구하고 있으며, 이를 위해 nanoflow 고압 HPLC와 고분해능 CE기술의 온라인 결합기술이 활발하게 개발되고 있음 Agilent Technologies Inc.는 Colloidal Dynamics와 TILL Photonics GmbH를 취득함. 취득 후에, 두 회사는 Life Science 와 Chemical Analysis 회사의 부분을 형성하는 Agilent의 Materials Science Solutions Unit하에 움직임. Colloidal Dynamics의 인수 와 더불어, Agilent는 입자-분석 솔루션에 접근. 회사는 특수 화학제품, 중합체, 제약, 잉크/색소, 물질 연구 그리고 식품 시장에서 물질적 과학 거래처에게 상호 보완하는 솔루션 수집을 제공할 것 독일 뮌헨에 본부를 둔 TILL Photonics는 생명 과학 용도의 형광 현미경 제품의 주된 공급업체이다. Agilent의 AFM(atomic force microscope)을 보완하는 취득은 완전한 업무 솔루션과 함께 거래처에게 제공하기 위한 Agilent의 전략의 부분을 형성한다. TILL Photonics의 인수는 형광과 공초점 현미경 시스템의 주요 공급업체로 Agilent를 설립할 것을 기대 Hitachi High-Technologies Corporation은 반도체 산업, 생명과학을 위한 선진 장비 의 마케팅, 제조, 개발이 포함된다. 그 회사는 환경적 보호, 임상 시험, 바이오기술 분 야에 기술을 제공한다. Hitachi의 핵심 사업부문은 Advanced Industrial Materials, Electronic Components, Information and Manufacturing, FPD and HD Manufacturing Systems, Device Manufacturing Equipment, Life Science을 포함 Shimadzu는 Spectrophotometer의 생산라인, LC-MS시스템, HPLC장비, GC/MS 제품과 기체 크로마토그래피의 전체 배열을 제공한다. 기체 크로마토그래피 장비는 Modular Gas Chromatographs, Single Detector Gas Chromatographs를 포함 영국 TAP사는 약 10년 전부터 SelecT 등의 2가지 모델의 무인자동세포배양시스템을 개발하여 판매하고 있음. TAP사의 홈페이지에 따르면 주요 고객들은 다국적제약회사 들로서 70대 정도가 팔린 것으로 알려짐. 스위스 Tecan사는 세계적인 Liquid Handling 로봇기술 및 시스템(Celerity)을 개발하여 판매중인 회사로서 다양한 제품 제공중임. 다만, 두 회사들의 제품은 약10억원에 이르는 대형/고가 장비로서 수요자 가 제한적임. 제2장 바이오장비 산업환경 분석 261

294 신성장동력장비 개발로드맵 국내 기술개발 현황 바이오니아는 아시아에서 최초이면서 세계 4번째로 실시간정량유전자증폭기(Realtime PCR instrument)를 개발하여 사업화 완료하고 국내 및 해외에 판매 진행하고 있음. 개발된 유전자 증폭기는 체외진단 사용을 위하여 CE IVD인증 및 국내 의료기기등록 과 중국에 의료기기 등록을 완료 하였으며, 2009년 12월에는 지식경제부 지정 차세대 세계 일류 상품으로 선정되었음. 일신바이오베이스는 동결건조기(Freeze Dryer)와 초저온냉동고(Deer Freezer)를 국내 처음으로 개발 동결건조기는 해외시장에서 강화된 품질관리기준(CGMP)과 국내 품질관리기준 (KGMP)에 의한 바이어들의 다양한 요구를 충족하였으며, 오스트리아, 불가리아 수 출에 이어 중남미 지역의 잠재 시장인 칠레와 수출 계약을 성사. 2009년, 플랜트형 동결건조기는 전용량(500kg외 7품목)에 대해 CE(유럽연합)인증 획득함 <표 5-5> 국내 기술개발 현황 구 분 장비명 개발단계 개발 내용 개발주체 기업 동결건조기 (시료제작) 개발완료 품질관리기준(CGMP) 및 국내 품질관리기준(KGMP) 충족, 유럽연합(CE) 인증 기술 일신 바이오베이스 기업 바이오증폭기 (PCR기기) 개발완료/ 판매진행 5 color qpcr기기 개발 완료. 2등급의료기기 품질 관리기준(KGMP) 충족. 32, 96 & 384 well plate PCR 기기 개발 완료 바이오니아 기업 유전자 추출장비 개발완료/ 판매진행 전자동 유전자 추출장비 개발완료, 국내 의료기기 인증 및 CE IVD인증 완료 바이오니아 기업 스캐너 (바이오패터닝) 개발완료 유전자발현, 변이, 염색체 수적변화 분석 기술 마크로젠 기업 어레이 (바이오패터닝) 개발완료 전립선 질환에 대해 기존 30분 ~ 48시간 분석소요 시간을 5분 이내로 단축하는 진단키트 제작 기술 나노엔텍 기업 스캐너 (바이오패터닝) 개발완료 바이오칩 분석을 위한 초고속, 고정밀 스캐너 제작 기술 프로테오젠, 로봇앤디자인 기업 원심분리기 (시료제작) 개발완료 최대속도 150,000rpm, 원심력 1,048,680 xg, 용량 1,500mL, 자동평형 기술 한일과학산업 기업 진단키트 (바이오패터닝) 개발완료 클라미디아균의 감염여부를 유전자 분석을 통하여 체외 진단하는 키트 제작 기술 외 40종 이상의 진단 키트 개발 완료 바이오니아 262

295 5. 바이오장비 개발로드맵 구 분 장비명 개발단계 개발 내용 개발주체 기업, 연구소 세포분석장비 (바이오분광) 기술 검토 중 단일 세포 내에 존재하는 다양한 활성 분자에 대한 물리, 화학, 기계적 특성의 in vivo 측정과 실시간 제어 삼성전자, KRICT 기업 3세대유전자분석장비 (바이오분리) 개발 중 개인유전자 정보에 대해 $1,000에 분석이 가능한 장비 기술 삼성전자 기업 무인자동 세포배양시스템 개발중 정밀 CO2인큐베이터 및 Liquid Handling 로봇 개발중 로고스바이오 시스템스 마크로젠은 1999년 DNA칩을 상용화한 데 이어 cdna(상보적 DNA)와 올리고칩 제작기술 을 확보해 맥어레이(MacArray)라는 독자 브랜드로 세계 연구용 시장에 바이오칩을 공급 2006년 3월에는 세계 최초의 유전질환 진단칩인 `백(BAC)칩 H1440'에 대해 식품의 약품안전청으로부터 시판허가를 받음 2009년에 보령제약그룹과 유전체 분석 서비스 및 맞춤의약품 개발 추진을 위한 협 약을 맺고 첫 공동 사업화 제품인 `G-스캐닝'을 출시 2009년 서울대 의대 유전체의학연구소와 공동으로, 마크로젠은 국내 30대 한 남성의 개인유전체 전장서열을 분석, 그 결과를 세계적인 학술저널인 네이처지에 발표했으 며, 2005년 3월에는 세계 최초로 5,000만 원 정도의 보급형 MG-DNA칩 스캐너를 출 시하였는데, 동 스캐너는 대당 1억 2,000만원에 판매되고 있는 미국 에피메트릭스사 의 제품과 성능은 대등하면서도 cdna칩(유전자 발현), 올리고칩(유전자 변이) 및 지 노믹 DNA칩(염색체 수적 변화) 검사는 물론 단백질칩에 이르기까지 바이오칩 발현 분석용으로 폭넓게 사용 가능 나노엔텍은 2009년, 모든 병이나 질환을 병원에서 받을 수밖에 없고 응급 질환의 경 우에도 최소 30분에서 2일 이상 걸리는 분석 시간을 단 5분 내외로 줄일 수 있는 진 단키트를 개발하였으며, 전립선 질환(PSA; Prostate Specific Antigen)을 손쉽게 진단 할 수 있는 진단 키트인 FREND PSA의 국내 판매를 위해 U2Bio와 공급계약을 체결 서린바이오사이언스는 2009년에 '1:1 맞춤형 마이크로칩 제작 파운드리 서비스 를 실시 하고 있으며, 최근에는 바이오시밀러에 연구를 투자하고 있으며, 인프라 관련 주요 공급 제품은 전략적 마케팅 제휴관계를 맺고 있는 세계 최대의 바이오 전문기업인 Thermo Hyclone사의 바이오시밀러 생산관련 Single Use Bioreactor(생산기반)와 Media(원재료) 및 세계 유수 바이오 제약회사가 사용하고 있는 Finesse사의 운영솔루션 등 제2장 바이오장비 산업환경 분석 263

296 신성장동력장비 개발로드맵 2008년, 프로테오젠은 로봇개발 전문기업 로봇앤드디자인과 공동으로 바이오칩 분석 장비인 형광 스캐너(FS-1000) 를 개발하였으며, 2009년에 미국 특허청(USPTO)로부터 무독성 신생혈관 저해 항암제 P11'에 대한 신물질특허를 취득 생명공학, 세포생물학, 분자생물학, 생화학 연구 등에 필수적으로 사용되는 원심분리 기는 60,000rpm 이상의 초고속 회전속도(600,000 xg 이상의 원심력)의 성능을 필요 로 하고 있으며 RNA, DNA, 미토콘드리아, 리소좀 등의 분리에 가장 효과적이고 바 이러스와 플라스미드 DNA(plasmid DNA), 리포프로테인(lipoprotein) 등의 고강도 분 리에 반드시 필요한 기술로서 개발이 시급함 현재 국내 광학 현미경 시장에서 일부 저가 제품을 제외하고는 국산 광학현미경은 거 의 없어, 대부분 일본, 유럽연합, 미국에서 수입되는 실정이며 이 분야의 국내의 산업 인프라도 매우 저조함 하지만 원자현미경 분야는 조기 투자와 국산화 성공으로 인하여 현재 국산 제품의 국 내 점유율이 80%이상이며, 세계 시장에서 국산 제품의 인지도 및 점유율이 점차 확 대되고 있음 국내의 원자현미경 제조업체 중에는 가장 오래전에 설립된 원자현미경 제조업체 중 의 하나인 실리콘벨리의 PSI(Park Scientific Instrument)로부터 시작하여 발전된 몇 개의 회사가 존재하며 지난 20여 년간의 경험과 축적된 노하우로 연구용 원자현미경 을 개발하여 국내(50%) 및 국외(5%)에 공급하고 있으며 산업용원자현미경을 개발하 기 시작하여 Seagate, Hitachi, GST등과 같은 유수의 하드디스크 업체에 공급(국외 5%) 하지만 아직도 급격하게 개발되고 있는 SPM기술을 흡수하고 새로운 SPM 기술의 개 발이 요구되고 있으며 산업용 원자현미경 시장의 지분을 늘리기 위해서는 장비의 안 정화(반복성 및 재현성) 및 자동화가 더욱 진행되어야 하며 대면적방식과 고속 AFM 기능을 현실화 시켜야 하는 숙제를 안고 있다. SPM기술과 기존 광학장비와의 융합장비의 시장 수요가 높으나 광학렌즈 및 전자렌즈 분야의 정밀가공 및 연마, 설계기술 미숙으로 인한 기술적 병목현상이 있음 바이오 이미징 시스템의 국내 개발 및 판매 기업 현황은 아래 표와 같음 264

297 5. 바이오장비 개발로드맵 <표 5-6> 바이오 이미징 시스템의 국내 개발 및 판매회사 현황 No 분류 개발 및 판매회사 국내시장 1 Laser-Based Fluorescence Imaging Bio-Rad, MiraiBio, Hitachi 10억 2 Multi-Use CCD Imaging Systems Gel Documentation Systems(CCD/Digital) Inverted Microscope Fluorescent Imaging Systems Confocal Laser Scanning Imaging Systems Live Cell Imaging System Alpha Innotech, BERTHOLD TECHNOLOGIES BioGenex, Bio-Rad FOTODYNE, KODAK Molecular Devices, SYNGENE UVP Alpha Innotech, BERTHOLD, Bio-Rad Elchrom, FOTODYNE, KODAK, Major Science PerkinElmer, SYNGENE, UVP Applied, Precision, Cellomics, Cairn, GE Healthcare, Amersham Biosciences, Hamamatsu Photonics, Leica Andor Technology, BD Biosciences, Carl Zeiss, Molecular DevicesNikon, Olympus,PerkinElmer, ATTO BD Biosciences, Bio-Rad GE Healthcare, formerly, Amersham Biosciences, Leica, Microsystems Inc. Olympus, Nicon Leica, Carl Zeiss 7 Imaging System Software 대부분 장비개발 회사 외 20억 계 30억 60억 30억 50억 30억 230억 바이오 패터닝 장비 중 어레이어의 경우, 현재 프로테오젠, 바이오니아 등에서 제품 화 하여 시판하고 있으나 시장점유율은 아직 미미한 상황 (주)로고스바이오시스템스는 다수의 바이오 분야 자동화 장비를 개발중인데, 특히, 소 형/정밀 CO2인큐베이터 및 Liquid Handling 로봇 기술 등을 포함하여 자동화된 세포 배양시스템의 컴포넌트를 개발중임. 중장기 발전 전망 바이오 이미징 기술의 발전을 통한 전반적 이미징 기술의 바이오 이미징 시장으로 확 대, 신기술의 개발을 통해, 점차 새로운 시장이 창출될 것으로 판단되며, 연관되는 바 이오산업의 발전을 통한 국가 경쟁력 향상 바이오 장비 산업의 핵심적인 기술 발전을 통하여 기존의 바이오센서로 진단이 불가 능했던 암, 당뇨병, AIDS 등 조기진단이 필요한 질병 전 분야에 걸쳐 활용할 수 있을 것임. 따라서 질병 진단 및 치료 등의 의료계까지 상당한 기술적 발전 영향을 끼칠 수 있을 것으로 기대 제2장 바이오장비 산업환경 분석 265

298 신성장동력장비 개발로드맵 유전자, 단백질 관련 합성기와 분석기 개발을 통하여 생물분야 전반의 기술발전을 가 속화할 수 있으며, 특히 DNA자동합성기의 개발로 Lab scale의 gene 합성에서 highthroughput scale로 gene이 합성되고 expression 되어 functional genomics, drug developing 그리고 proteomics분야의 연구가 동시에 활성화되어 관련 연구 분야에서 도 국가 경쟁력을 높일 수 있음 3.3 정책 동향 세포공학장비 분야는 향후 지속적으로 정부지원이 필요한 부문이며, 특히 세포배양기 는 지식경제부 100대 전략품목으로 선정된 바 있음. 3.4 표준화 동향 세포공학 분야는 아직 국내 및 해외에서 표준화 동향이 정립되지 않아 초기 상태임. 세포배양기 중 미생물 배양기를 제외하고는 표준기술이 정립되지 않은 상태이며, 정 밀 CO2 인큐베이터 기술, 로봇 기술, 운영소프트웨어 기술이 각 제조사별로 개발되 어 사용되는 상황임. Cell manipulation 장비는 일부 전기 혹은 Lipid를 이용한 표준 기술이 사용되고 있음. Flow cytometer 장비는 BD 등의 제조회사가 표준화된 기술 을 사용하거나 일부특허를 보유하고 있음. 4 바이오장비 산업구조 분석 국내 기업 및 인력 현황 국내 바이오장비 산업분야의 대부분 기업들이 중소 규모에 해당하고 시장 형성 단계 에 있는 것으로 파악되며, 기업과 인력도 상대적으로 적은 규모임 <표 5-7> 국내 기업 및 인력 현황 기업수 501인 이상 51 ~ 500인 11 ~ 50인 1 ~ 10인 종업원수 1개 18개 34개 11개 1,209명 출처 : 2009년 국내 바이오산업 통계(지식경제부 바이오나노과), 분류기준 : 주력업종이 바이오공정 및 기기산업이며 직원수 규모에 따라 분류함 상기 표는 한국바이오협회에서 실시한 국내 바이오산업 실태조사를 참고로 하여 작성 266

299 5. 바이오장비 개발로드맵 <표 5-8> 주요 장비기업 현황 (단위 : 억원, 명) 기업규모 기업 주요 생산 장비 매출액 고용 한일과학산업(주) 원심분리기 (주)일신바이오베이스 초저온냉동고, 동결건조기 케이맥(주) 단백질칩 분석 장비(SPR), 분광분석기 (주)제이오텍 배양기, 진탕기, 진공장비, 초음파세척기 ~ 500인 (주)바이오니아 DNA추출장비, 바이오증폭장비, 유전자 진단장비, 전자동유전자 합성기, 전자동 단백질 합성기 (주)대한랩테크 건조기, 배양기, 생장상, 멸균기 (주)영린기기 액체, 기체 크로마토그래프, 잔류용제분석시스템 (주)서린바이오사이언스 MyLab, MyImager, Uniprimer Kit (주)마크로젠 DNA칩, 유전자분석장비 (주)나노엔텍 세포내유전자전달시스템, 세포계수기 (주)비전과학 원심분리기, 배양기, 고압멸균기 (주)프로메가바이오시스템 유전자추출기, 유전자 연구시약 (주)펩트론 합성펩타이드, 주문형항체 ~ 50인 (주)선일아이라 항온기기, 교반기, 건조기 (주)자이로젠 원심분리기 (주)태크노마트 초저온냉동고, 배양기 (주)로고스바이오시스템스 자동세포카운터, 전자광학장치, 소형 CO2인큐베이터, 3축로봇 1 11 프로테오젠(주) 단백질칩, 제조 장비 2 8 (주)휴먼과학 초순수 제조장비 ~ 10인 화인피씨알 교반기, 항온기기, 믹서, 쉐이커 11 8 출처 : 대한 상공회의소 삼원냉열엔지니어링 초저온냉동고, 진공동결건조기 13 7 허브사이언스 원심분리기, 냉동고 5 2 제2장 바이오장비 산업환경 분석 267

300 신성장동력장비 개발로드맵 가치사슬 분석 가. 산업 경쟁자 시료제작 장비는 부품의 종합적인 결합에 의해 가능한 분야이므로 지속적인 연구개 발에 의해 제품화가 가능한 것으로 바이오장비 관련 회사는 산업 경쟁자 관계에 있다 고 할 수 있음. 바이오증폭장비의 경우 바이오니아가 1995년 아시아 최초로 개발 성 공한 이래 미세 온도 제어 기술, 광학 기술등의 기반 기술들이 축적하여 ABI, Roche, BioRad등의 선진 회사들과 경쟁하고 있음. 바이오분리 장비의 경우, 세계적으로 광범위한 설치기반을 가지고, 한 개 이상의 다 양한 분석 장비를 공급하는 Waters, Agilent Technologies, Shimadzu와 같은 거대 다 국적 선도 기업들이 세계시장에서 경쟁하고 있음. 국내 분리 장비 시장의 90% 이상 을 이들 다국적 선도 기업들이 차지하고 있으며, 일부기업에서 HPLC, GC 제품을 국 산화하여 중국, 동남아 및 중동지역에 수출하고 있음 바이오 분광의 경우, 기술 발전 미래를 섣불리 예측하지 못할 정도로 많은 분야와의 접목이 이루어지고 있음. 이미징 자체의 기술과 타 기술과의 접목 등을 통해 고유 분 야를 확대해 가고 있음. 따라서 제품의 차별화가 쉽지 않고 기술력에 따라 급속히 진 입과 퇴출이 이루어지는 내부 경쟁관계에 있음 다수의 바이오 분광 분야를 융합하는 복합 바이오 분광 장비의 경우, 각각의 분야를 제품화하는 바이오 분광 관련 회사는 산업 경쟁자 관계에 있다고 볼 수 있음 스캐너의 경우, Affymetrix, Ciphergen, Genomic Solutions 등의 외국 회사가 고가 장비 시장에서 경쟁하고 있는 한편, 마이크로젠, 디지털바이오테크놀로지, 서린바이 오사이언스 등은 최근 대당 3000만원에서 5000만원 안팎의 저가 바이오 칩 분석 장 비를 선보이며 시장을 공략함. 특히, 국내의 바이오 벤처기업들은 바이오 칩 분석 장 비를 병원과 연구소에 대량으로 보급해 바이오칩을 이용한 진단과 연구를 활성화하 고 바이오칩과 분석 장비 시장을 장악하는 전략을 취하고 있음 어레이어의 경우, Affymetrix, BioRobotics, Hyseq 등의 회사들이 전통적인 고가 어레 이어를 판매하는 한편, Nanogen, Packard BioScience 등은 독점적인 특허에 바탕을 둔 첨단 어레이어를 개발하여 시장을 공략하고 있음. 반면, 국내에서는 바이오니아 등의 회사가 어레이어 개발을 끝냈으나, 아직 시판에 들어간 제품은 없어서 전량 수 입에 의존하는 상황임 268

301 5. 바이오장비 개발로드맵 질량분석기기의 경우, 세계적으로 광범위한 설치기반을 가지고, 한 개 이상의 다양한 분석 장비를 공급하는 Thermo와 같은 거대 다국적 선도 기업들이 세계시장에서 경쟁하고 있음 세포배양기의 경우, 영국 TAP사 및 스위스 Tecan사가 대형/고가 무인자동세포배양기 를 개발하여 대형제약사에 공급하는 전략으로 시장경쟁중임. 반면, 줄기세포/면역세 포 등의 세포치료제 개발 및 대부분의 연구실에서 수행되는 기초 연구용 세포배양을 위한 중소형 세포배양 작업을 자동화하는 시장이 급속히 확대되고 있으나 대응제품 이 부재한 상황이므로 블루오션 창출의 기회가 될 수 있음 나. 잠재 진입자 시료제조 장비는 부품의 종합적인 결합에 의해 가능한 분야이므로 지속적인 연구개 발에 의해 제품화가 가능한 것으로 잠재진입자는 비교적 적다고 볼 수 있음 바이오분리 장비의 경우, Chip-LC나 microfluidic flow control 시스템을 응용하여, 분 리의 재현성과 감도를 개선하는 기술 개발이 활발히 진행되고 있어, 이 분야의 기술 선점 기업이 새로운 시장 진입자로 진출할 수 있을 것임. 또한 질량분석기기와의 최 적화된 연계를 앞세운 특정 애플리케이션에 특화된 기술을 개발하는 회사가 기업의 인지도나 자본 규모에서 선도 기업에 크게 뒤지나, 가격 경쟁력을 앞세워 시장에서 중요한 위치를 점할 것으로 예상됨 이미징 기기는 다수의 부품 및 소프트웨어 등의 제반 기술을 연구 개발을 통해 결합 해야 진입 가능한 분야이므로 제반 이미징 기술 기반이 없는 잠재 진입자는 비교적 적다고 볼 수 있음 어레이어의 경우, 그 기반 기술이 원자 현미경 기술이나 잉크젯 기술과 유사하여, 기 존의 원자 현미경 회사인 PSIA, 나노포커스 등의 회사들이 쉽게 시장에 뛰어들 가능 성이 있음 질량분석기기의 경우, 기술, 마케팅, 기업 인지도, 자본 규모 등에서 모두 높은 진입 장벽을 가지고 있으며, 수요자의 필요에 대한 정확한 부응을 해야 하는 등 고도의 사 후관리를 해야 하는 등 시장 진입을 어렵게 하는 요소가 많아, 잠재 진입자는 비교적 적다고 볼 수 있음 제2장 바이오장비 산업환경 분석 269

302 신성장동력장비 개발로드맵 세포배양기의 경우, 로봇기술/소형C02인큐베이터/평판전자광학장치/전자제어기술 등 이 융합적으로 구현되어야 함. 또한, 장비의 성격에 맞게 중소형 연구실의 구매력에 적합한 성능/가격을 제공하여야 함. 따라서 진입장벽이 아주 높으며, 잠재진입자가 작다고 할 수 있음 다. 공급자 이미징 기기를 이루는 광학 모듈, 광학 부품들은 비교적 공급이 안정되어 있으나 외 국 의존도가 많은 편임 바이오분리장비의 경우, 펌프, 고압 액송계, 나노 유속 조절 장치 등 대부분의 기술들 이 관련기업의 자체 개발을 통해 이루어지고 있으며, 국내 기업도 비교적 높은 기술 자립도를 가지고 있어, 공급은 안정적이라 볼 수 있음 바이오 이미징에 최근에 많이 쓰이는 큰 피에죠 스테이지 등의 경우 거의 전량을 수 입에 의존하고 있는 실정이어서 부품 구입 단가가 높은 편임 스캐너를 이루는 주요 모듈 중, 광학 모듈과 카메라 등은 비교적 그 공급이 안정된 부품이나, 데이터 분석 소프트웨어는 구입이 불가능하고 대부분의 회사가 자체 개발 하는 실정임. 이러한 이유에서, 분석 소프트웨어의 개발에 많은 인력과 자금이 소모 되며 많은 경우 상품의 경쟁력과도 직결되곤 함 어레이어의 주요 부품 중 모터, 구동기 등 기계적 부품은 비교적 공급이 안정되어 있 으나, 잉크를 스포팅하는 탐침이나 환경 조절 장치, 소프트웨어의 경우, 회사 자체 개 발에 전적으로 의존하기에 많은 경우 장비의 경쟁력을 결정하는 요인이 됨 질량분석기기의 경우, 선도 기업에서 조차 일부 핵심 기술들을 제외하고, 대부분의 기술은 외주 주문이나 외부 부품의 조립을 통해 기기 제조가 이루어지고 있음. 따라 서 공급자는 비교적 안정적이나, 거대 다국적 선도 기업에 의한 공급자 독점 계약 등 은 공급에 대한 불안 요소이기도 함 세포배양기의 경우, 각 컴포넌들(로봇/인큐베이터/광학장치)을 구성하는 부품은 거의 대부분 국내에서 조달이 가능하므로 해외의존도가 아주 낮고 국내 독자 기술로 개발 이 가능함. 다만, 일부 부품(광학렌즈, 이미지센서)은 국내 제품이 기술적으로 미흡하 여 해외 조달이 필요하나 안정적으로 수급이 가능함 270

303 5. 바이오장비 개발로드맵 라. 수요자 바이오증폭장비는 생명공학 연구에 필수적인 장비로 연구자들에게 가장 많이 보급된 장비이다. 바이오 증폭장비 중 일반 PCR 기기는 시장 성장세는 둔화되었지만 꾸준히 기능이 향상된 대체 장비 수요가 발생하고 있고, Real-Time PCR기기는 연평균 12% 로 시장이 성장하고 있다. 바이오 분리 장비는 바이오 장비 중 가장 큰 시장을 가장 지속적으로 보유하고 있음. 전통적인 수요자인 의약산업, 식품산업 등의 지속적인 수요와 생명기술산업, 생물화 학산업을 중심으로 하는 새로운 시장이 중요한 성장 동력을 지속적으로 제공하고 있음 바이오 이미징 기기의 수요자는 주로 생명공학 및 의료 관련 연구에 걸쳐 학교, 연구 소 및 병원 등으로서, 최근 들어 바이오 관련 산업이 급속도로 발전함과 동시에 바이 오 이미징 기기의 수요가 증가하고 있음 스캐너, 어레이어 등 어레이 관련 장비의 수요자는 주로 바이오칩을 사용하는 학교, 기업체 연구소로서, 최근 전세계 바이오 칩 연구의 활성화와 더불어 이러한 장비의 수요가 급격히 증가하고 있음 질량분석기기는 단일품목으로는 HPLC 다음으로 큰 시장규모를 가지고 있으며, 지난 수 년 동안 연간 성장률은 오히려 HPLC보다 높았음. 생명기술 및 생물화학 산업에 다양한 애플리케이션을 제공하는데 성공하고 있으며, 용이성을 크게 개선 일반 바이오 관련 연 구자들이 이용할 수 있게 되면서, 바이오 질량분석기기의 수요는 크게 증가하고 있음 세포배양기의 수요자는 20 ~ 30만개로 추정(출처 : 메릴린치 바이오장비산업 보고서, 2011년 10월 17일)되는 전 세계 바이오 연구실임. 바이오 연구실은 제약, 바이오, 학 교, 정부기관 등으로 구성되어 있음. 기초 연구용 세포배양작업의 증대 및 줄기세포/ 면역세포 등의 세포치료제 개발 증가 동향과 함께 향후 무인자동세포배양기는 몇 가 지 실험장비들(CO2인큐베이터, PCR장치 등)과 같이 거의 모든 연구실에서 사용되는 범용장비시장을 형성할 것으로 예측됨 마. 대체품 바이오증폭 분야 기술인 PCR 기술을 대체할 수 있는 기술의 등장 가능성은 매우 희 박한 편임. 다만, 현재의 증폭장비를 대량으로 고속 증폭할 수 있는 수준으로 개선되 는 방향과 핵산 추출부터 증폭까지 전자동으로 할 수 있는 시스템 개발 그리고 시료 제2장 바이오장비 산업환경 분석 271

304 신성장동력장비 개발로드맵 속의 target gene의 수를 정확하게 측정하고 대량으로 처리 할 수 있는 Real-Time PCR 기기 개발이 중심이 될 전망임 분리는 대부분의 연구, 생산 과정에서 가장 기초적인 과정이며, 이 분리 장비는 지난 십 수 년간 지속적이고 안정된 시장 성장을 보여 왔음. 앞으로도 바이오분리장비를 대체할 기술의 등장 가능성은 매우 낮은 편임. 다만 바이오분리기술간의 대체 가능성은 있음 바이오 이미징의 경우, 의료용으로 사용되는 CT, X-Ray, MRI 및 PET 등의 의료영상기기 등이 대체기기로 볼 수 있으나 세포수준의 영상 이미징 기기로의 대체가능성은 낮은 편임 스캐너의 경우, 현재 스캐너가 필요 없는 바이오칩 개발이 진행 중이나, 그 상용화 가 능성이 아직 확실치 않은 상황이어서, 한동안은 대체품이 없이 계속 바이오칩 연구에 중요한 역할을 할 것으로 예상됨 어레이어의 경우, 기존의 모터를 이용한 구동기가 아닌 새로운 구동 방식의 어레이어 나, 기존에 원자 현미경으로 사용되던 시스템을 어레이어 역할을 하도록 개조하려는 노력이 진행되고 있으나, 한동안은 바이오칩 제작에 주요 역할을 할 것으로 예상됨. 다른 한편으로, 어레이어 대신, 포토리쏘그라피를 이용하여 바이오칩을 제작하는 방 식은 복잡성 및 물질 호환성의 한계 때문에 바이오칩 생산에 주요 방법이 되기는 어 려울 것으로 보임 생물화학이나 생명 기술 산업에서 바이오 물질의 동정 및 정량검출의 경우, 질량분석 기기 이외에 ELISA나 단백질 칩 등의 방법이 대체할 가능성이 있으나, 질량분석기기 가 제공하는 분자 정보 및 화학 정보에 대한 수요는 지속될 것이므로, 이 분야에 대 한 대체품은 상당기간 나타나기 어려울 것임 세포배양기는 아직 시장 및 기술 초기 단계이며, 세포배양 자체가 생명연구의 최소단 위이자 가장 기본적인 연구작업으로서 대체가 불가능함. 따라서, 무인자동세포배양기 는 향후 10년 이상 시장을 성장시키는 단계로 예상됨. 다만, 최근 신경세포칩을 이용 한 새로운 세포배양기술이 연구되고 있으나, 적용범위가 한정되어 있으며 상용화하기 위해서는 최소 10 ~ 15년 이상 소요될 것으로 예상됨 272

305 5. 바이오장비 개발로드맵 구 분 2차벤더 1차벤더 장비사업자 수요업체 주요 생산품 (주요기업명) 삼성전자 엘지전자 시원테크 성광기계공업 창신 컴파일 PI, Analog device, Tl, Thorlab 등 우림산전 러트라 Future ENG 삼진파스텍 코리아바쿰 National instruments, VSI 등 디지털바이오테크 바이오니아 서린바이오 선일아이라 영린기기 일신바이오베이스 케이맥 인포피아 등 LG생명과학, GS칼텍스, 종근당, 마크로젠, 나노엔텍 등 비고(협력사항 등) <그림 5-4> 가치사슬 체계도 제2장 바이오장비 산업환경 분석 273

306 신성장동력장비 개발로드맵 제3장 바이오장비 개발전략 1 SWOT 분석 및 당면현안 1.1 SWOT 분석 강점(Strength) 생명공학 분야 투자 증가 국내 부품 개발 연구 활성화 일부 제품은 외국 경쟁제품도 초기 제품 수준으로 기술 격차가 크지 않아, 조기 제품 개발로 기술 경쟁력 확보 가능 일부 연구소 및 대학의 선진국 수준 연구 역량 확보 및 우수한 국내 전문가 풍부 반도체, 소프트웨어 등 IT산업 활성화 약점(Weakness) 관련 부품의 선진국 의존성, 특히 핵심 부품일수록 높은 해외 의존도 중소기업 중심의 개발에 따른 자금난, 특히 고가 장비일수록 심화 국외에 비해 상대적으로 작은 시장 기업의 영세성으로 기술 개발 속도가 떨어지며, 향후 시장 개척 및 IP 분쟁 대응 등에 어려움 예상 국내 연구자들의 인지도 및 선호도 부족 기회(Opportunity) 전 세계적으로 생명공학 연구 투자 증가 생명공학에 쓰는 바이오장비 수요 증가 국외의 앞선 연구 그룹들에서 바이오장비분야에 충분한 연구 경험을 가진 전문가들의 계속적인 국내 유입 바이오장비의 필요성에 대한 인식 확산 위협(Threat) 국외의 거대 선도업체의 적극적인 투자와 앞선 기술 창출 국외 제품들의 성능 향상 및 다기능화, 국산화 제품의 경쟁력 저하 급속히 변화하는 바이오산업 기술 신기술 개발-산업화 사이의 연계성 부족 기술보호 등의 명목 하에 해외 핵심기술의 국내도입이 점차 난항 예상 글로벌 기업들의 공격적인 경영 및 투자로 인해 국내 기업의 시장 점유율 확대에 많 은 어려움이 있으며, 정부적인 지원정책이 요구된다. 일부 국내 기업의 우수한 제품에 전략적 마케팅을 지원하여 글로벌 기업 제품과의 인 지도 격차를 해소하고 국내 공공, 민간 기관의 의무사용 할당제 같은 제도를 도입하 여 국내 제품을 홍보 및 사용함으로서 점차적으로 해외시장을 공략할 수 있다. 274

307 5. 바이오장비 개발로드맵 대부분의 장비들이 선진국과 기술격차가 크기 때문에 장기적인 연구개발 전략이 필 요하며 국내 우수한 반도체, IT, 전자 기술을 적극 활용하는 방식으로 연구체계를 확 립하고 중소기업 및 대기업의 참여를 독려해야 한다. 1.2 당면현안 바이오증폭장비는 유전자를 증폭하는 장비인 유전자 증폭기(PCR기)가 대표적이며, 현재 1 ~ 2시간 반응시간이 걸리는데 향후 3년 이내에는 현장에서 10분 이내에 유전 자를 증폭할 수 있는 장비들이 시장에서 요구가 되어 질 것임. Genome projects들이 완료가 된 이후에 유전자의 functional study가 진행되고 있어 많은 수의 단백질을 생산해내는 시스템의 수요가 급증할 것임 유전자 증폭기의 핵심 특허들이 2011년에 만료되었기 때문에 중국, 인도 등에서 기본 적인 PCR기기와 Real-Time PCR기기들을 중점 개발하여 시장에 진입하기 때문에 국 내 바이오 장비 기업에서는 고성능의 유전자 증폭기들을 시급히 개발하여 시장 점유 우위를 유지하여 함. 최근 나노 바이오센서 기술의 발전에 따라, 마이크로 칩의 일정한 부분을 바이오 물질 로 코팅하여 바이오센서를 제작해야하는 수요가 늘어나고 있다. 이에 따라, 마이크로 칩의 특정한 부분을 찾아가는 registration 기능을 어레이어에 포함시켜 개발해야 한다. HPLC는 분리기기 시장의 판매액 기준 40% 이상을 꾸준히 점해오고 있으며, 연 5-6% 의 성장을 지속해오고 있다. 특히 최근 단백질 분석, 단백체 분석 등 바이오 응용분 야에 LC기술의 적용을 컨셉으로 개발하면 높은 수요를 기대할 수 있다. 기존에 환경물질 분석에 많이 사용되어 온 GC기술은 최근 대사체 물질의 분석과 관 련한 생체물질 분석 등 바이오 적용이 모색되고 있으므로, 바이오분야의 상황을 고려 하여 다기능 융합 특성을 지닌 장비로 개발해야 한다. 분리 장비 산업의 선도 그룹 회사들은 Thermo, PerkinElmer, Varian Associates, Waters Corp, Agilent Technologies, Shimadzu Scientific Instruments 등 거대 국제 무역회사들로, 이들은 활발한 기업 인수, 합병을 통해, 몇몇의 특화된 장비가 아닌 많 은 수의 여러 다양한 분석 장비들과 솔루션들을 제공하는 경향을 보인다. 제3장 바이오장비 개발전략 275

308 신성장동력장비 개발로드맵 바이오 분리기기 산업의 중요한 특성 중 하나는 장비 보급(판매)이 대부분 직접 판매 방 법을 통해 이루어지는 것이다. 장비의 복잡성과 높은 가격으로 인해 생산 기업과 소비 자와의 직접 판매를 확대하고 이를 독려하여 쌍방 이익이 실현될 수 있도록 해야 한다. HPLC의 기술적인 측면에서는 2미크론 이하의 소형 고정상 충진물 칼럼과 고압 HPLC 시스템의 결합이 앞으로 [HPLC를 이용한 바이오 분리]의 주요한 기술로 대두될 것으 로 예측되어, 반도체 직접기술을 적극 활용하는 연구 협력 체계를 갖춰야 한다. 전기영동기술 측면에서는 lab-on-a-chip 기술을 전기영동에 적용시킨 마이크로칩 미 세관 전기영동(microchip capillary electrophoresis)기술 및 전체 CE과정 자동화기술, 개선된 전기영동 매질(media) 개발 등이 중요한 과제로 대두되고 있다. 차세대 DNA 시퀀싱 장비는 병렬 사이클 반응을 기반으로 한 2세대 기술이 현재 주 류이며 단일 분자 형광 검출 방식의 3세대 제품이 등장했으나 비용과 처리용량 등에 서 경쟁력이 떨어져 제한적인 시장에서만 활용되고 있다. 비광학적 방식의 차세대 DNA 시퀀싱 장비로 ph 미소센서어레이 기반의 장비가 최 근 상품화되었고 단일 분자 검출 방식으로 나노포어 센서 기반의 시퀀싱 기술이 활발 하게 연구되고 있다. 살아있는 세포 및 바이오 물질의 실시간 3차원 영상화가 중요한 기술로 수요도 커지 고 있으며, 세계적으로 상당수의 기업들이 융합형 현미경 초기 제품을 판매중이거나 개발 중에 있으므로 국내 기업들이 투자시기를 놓치지 말고 연구개발에 박차를 가해 야 할 것이다. 전 세계적으로 바이오칩 산업의 급격한 발전에 따라, 그 핵심 장비인 스캐너와 어레 이어 장비 수요의 빠른 증가가 예상되므로 짧은 작업시간, 대용량, 고정밀의 복합 장 비 개발에 목표를 맞춰야 할 것이다. 질량 분석 장비의 경우, Thermo, Waters, ABI, Bruker, Shimadzu 등 세계적 선도 기 업의 장비들이 대부분의 질량 분석 장비 시장을 차지하고 있으며, 장비기술의 고도 화, 높은 가격, 관련 기술의 높은 특허율 등 높은 산업 진입 장벽으로 인해, 이러한 경향은 크게 변화되지 않기 때문에 정부의 장기적인 연구개발 전략이 요구된다. 최근 고도화된 질량분석기들은 단백질 동정은 일상적으로 수행할 수 있는 수준으로 발전했으나, 아직 미량 단백질 동정과 미량 단백질 변형 분석에는 많은 어려움이 있 276

309 5. 바이오장비 개발로드맵 다. 질량분석에서의 중요한 기술적 과제는 단백질, 대사체 등 생체 물질 정량화이다. 이를 해결할 수 있는 새로운 질량분석법 개발이 활발하며, 소프트웨어 개발/개선 및 이온 전달율 및 분해능 개선을 통한 MRM 등 질량분석기법 확대를 적용한다. 어레이어의 경우, 국내 여러 회사들이 현재 시제품 개발에 어느 정도 성공한 것으로 알려져 있으나, 아직 시판되지는 않고 있는 상황이기에 전량 수입에 의존하고 있는 상황이다. 국내 분리분석 장비 업체는 세계적 선도 회사와 인지도와 상품성, 마케팅에 있어서 경쟁구도를 가지지 못하여 저가격에 시장수요에 의존하고 있으며 근래에 일부기업에 서 공격적인 시장공략으로 매출 실적을 높이고 있다. 중국 및 동남아, 인도, 중동지역 에 2005년 100만 불의 수출실적이 있었으며, 2006년에는 200만 불 내외의 수출실적 이 있을 것으로 예상된다. 최근 국내 프로테오믹스의 발전과 질병 질환에 대한 바이오마커 발굴 작업의 대형화, 국제화에 맞물려, 질량분석기의 감도와 분석속도의 개선이 크게 요구되고 있으며, 이 러한 환경은 새로운 질량분석기기에 대한 구매수요를 확대하고 있다. 그러나 이러한 고도의 질량분석수요에 대처할 수 있는 국내 생산 기반은 매우 미약한 실정이므로 정 부의 중소기업 육성전략이 요구된다. 기존 대형/고가 세포배양기나 미생물 발효배양기는 기존 해외 기술/제품의 경쟁력을 이기기 어려운 상황이므로, 중/소형 무인자동 동물세포배양기로 개발 초점을 맞추어 지원하여 단기 블루오션 창출을 목표로 해야 한다. 2 바이오장비산업의 발전 비전 2.1 비전 및 목표 구 분 '10 '15 '20 기술 목표 세계 12위 세계 9위 세계 6위 기술경쟁력 70% 85% 100% 세계시장 점유율 1.1% 3.5% 7.0% 국산장비 채택률 19% 32% 46% 제3장 바이오장비 개발전략 277

310 신성장동력장비 개발로드맵 (장비산업 內 ) '18년까지 국내생산은 약 20배 이상, 일자리는 약 10배, 국산장비 채택 률이 약 3배로 증가하며 기술수준은 선진국과 동등한 수준이 될 것으로 기대 (장비산업 外 ) 관련 산업의 기업은 기존 대기업, 중견기업이 전무한 상황에서 '18년에 는 대기업과 중견기업 수준의 글로벌 기업으로 성장할 것으로 예상 現 상황 유지시 '18년 내수시장 16억불 중 약 84%인 13.4억불을 수입하는 반면, 동 육성전략을 시행할 시, 내수시장 28억불 중 약 53%인 14.7억불로 축소 가능(약 9억불 수입 대체효과 달성) 2.2 중점 추진 전략 연구 역량의 선택과 집중 기술적/산업적 파급효과, 산업화의 용이성, 외국의 장비 지원 육성 사례 등을 고려해 특정 바이오장비 분야를 선정하고 연구 인력 및 자금을 집중함으로써 세계최고의 국 제경쟁력을 확보 기술혁신 기반조성 국가 차원에서 산학연 공동연구개발을 위한 다학제적 인력 Pool을 구성하고 이를 바 이오 생산 장비 업체들로 하여금 공동으로 활용하게 하는 방안 추진 기술교류의 문턱이 낮고 공공성을 갖는 공공기관 중심으로 바이오장비산업 종합 지 원센터 를 설립해 전문인력 지원, 애로기술 지원, 디자인 개발, R&D 지원 등 수행 인력양성 바이오장비 대학원 협동 과정을 설치해 물리, 화학, 생물, 기계, 전자, 디자인 등 다양 한 전공의 개론과 바이오장비 분야에 대한 전문 교육 실시 중소기업과 연계해 장학금을 지원하고 취업으로 연결시키는 산학연계 프로그램 진행 주문형 석사과정제도 도입으로 기업의 현장업무 수요에 맞는 실무 중심의 인재를 육 성하고 취업 기회를 보장 기업 수요에 맞는 단기 전문 교육 프로그램을 통해 기업현장 인력 전문성 강화 국내외 마케팅 지원 278

311 5. 바이오장비 개발로드맵 바이오허브 센터, 지역 클러스터 등 국가 주도 바이오 장비 구축 사업에 국내 바이오 장비 생산 업체에서 생산 된 바이오 장비를 우선적으로 공급 해외 판로 개척, 시장 진입 가이드라인 등 해외 진출 지원 서비스 제공 영세기업을 위한 제품 보증 보험 실시 지원 3 바이오장비 전략품목 도출 3.1 공정/기능별 주요 장비 공정별 주요장비 <표 5-9> 공정/기능별 주요 장비 분류 주요 장비 장비 기능 시료 제작 바이오 분리 바이오 분광 바이오 패터닝 DNA 자동합성기 멸균기 바이오증폭기(PCR) 원심분리기 생물시료 제작장비 HPLC 차세대 DNA 시퀀서 Cell Imaging System 라만검색기 광학 및 원자현미경 형광분석기 전자현미경 스캐너 어레이어 DNA 자동 합성 생물시료 및 실험기자재 멸균처리 DNA또는 RNA의 원하는 부분을 복제 및 증폭 RNA, DNA, 미토콘드리아 등 분리 산업용 크로마토그래피 공정을 연속, 정밀, 신속하도록 하는 장비 생물시료의 고성능 액체크로마토그래피 분리 DNA 정보를 해석하는 장비로서 고속, 고용량, 고정밀 특성을 갖는 3세대 분석 장비 세포를 비롯한 생체 물질을 실시간으로 영상화하여 분석하는 시스템 라만 신호를 검출하여 특성을 분석하는 장비 바이오 분야의 시료전처리 과정을 생략한 상태에서 초고분해능으로 분석할 수 있는 장비 특정 SNP 패턴을 대량으로 인식하여 유전자 발현 특성을 분석하는 장비 생물시료 및 수분을 포함한 고체의 전처리 없이 저 진공에서 직접 분석이 가능한 장비 바이오칩의 세포 형광 특성을 분석 바이오칩 제조를 위한 생물시료의 미세한 어레이 구현 세포 공학 Cell manipulation 세포배양기 세포의 transfection, fusion 등 처리 연구용/상업용 세포의 무인 자동화 배양(배지교체, 계대배양, 광학 모니터링 등) 제3장 바이오장비 개발전략 279

312 신성장동력장비 개발로드맵 3.2 포트폴리오 분석 분석 방법 및 선정기준 선정기준 이미 제품 개발이 완료되어 시장에 진입하였으나 Validation이 보완될 경우 추가적 인 부가가치 창출이 가능한 제품 성능 측면에서 해외 경쟁제품에 비해 경쟁력 있는 제품 Validation(성능검증)이 제품 매출에 미치는 영향이 큰 제품 예상 수입대체효과 및 수출증가효과가 큰 제품 장비명 <표 5-10> 포트폴리오 분석 시 장 성장성 시장성 점유가능 시장규모 R&D 능력 기술성 기 술 난이도 멸균기 바이오증폭기/DNA 자동합성기 세포배양기 생물시료 제작장비 고성능 바이오 액체 크로마토그래프 시스템 세포분석장비 차세대시퀀서 Cell Imaging System 라만 검색기 광학 및 원자 현미경 형광분석기 전자현미경 어레이어 스캐너 Cell manipulation

313 5. 바이오장비 개발로드맵 포트폴리오 분석 결과 (a) 기술개발 가능성 (b) 시장의 매력도 (c) 포트폴리오 분석 결과 <그림 5-5> 포트폴리오 분석 결과 도시 <표 5-11> 바이오 장비 포트폴리오 분석 범례 A-1 멸균기 C-1 Cell Imaging System A-2 바이오증폭기/DNA 자동합성기 C-2 라만 검색기 A-3 세포배양기 C-3 광학 및 원자 현미경 A-4 생물시료 제작장비 C-4 형광분석기 B-1 고성능 바이오 액체 크로마토그래프 시스템 C-5 전자현미경 B-2 세포분석장비 D-1 어레이어 B-3 차세대시퀀서 D-2 스캐너 E-1 Cell manipulation 제3장 바이오장비 개발전략 281

314 신성장동력장비 개발로드맵 3.3 전략품목 도출 총 16개의 장비를 전략품목 도출 고정밀 디지털 실시간 유전자 증폭기(High Accuracy digital Real-Time PCR system) Real-Time PCR기기는 바이오증폭기에서 시장 규모가 가장 크면서도 전 방향 산업 및 후방 산업과의 산업 밀접도가 매우 높고 국산화율도 높은 전략적 바이오 장비 임. 또 한 전 세계에 널리 보급되어 있지만 현재에도 연 평균 12%씩 성장하고 있음. * 북미 : 40% 유럽 : 40% 아태지역 : 17% 기타 : 3% 북미와 유럽 등의 선진국 시장은 기존 보급된 제품의 대체를 위하여 고성능의 제품들 특히 대용량의 고속 PCR이 가능한 장비와 전략품목으로 추천하는 digital PCR기기의 수요가 지속적으로 요구되고 있고, 분자 진단으로 체외 진단 시장이 변경됨에 따라 진단에서의 수요도 급속히 증가하고 있음 아태 지역은 PCR 및 qpcr 시장이 급속히 성장하고 있는 지역 임 전략품목으로 선정한 digital PCR은 3세대 PCR장비로 매우 정밀하게 시료속의 target 유전자 수를 측정할 수 있어 기존의 장비로 분석 불가능한 10%이내의 유전자 발현 변이 등을 측정할 수 있는 장점이 있음. 최종 수요 그룹은 제약회사, 병원, 교육기관, 정부 산하 연구소등이 될 것임 고성능 바이오 액체 크로마토그래프 시스템(High Performance Bio-LC System) 분석기기중에서 시장 규모가 가장 크면서도 관련 비교 산업 제품군 중에 지속적으로 시장규모 증가율도 지속적으로 향상되고 있음 * 북미 : 40% 유럽 : 29% 아태지역 : 26% 기타 : 5% 북미, 일본 및 유럽 등의 선진국의 시장 규모는 전통적으로 안정된 시장을 바탕으로 일정하게 증가할 것으로 예상되며 아태지역의 이머징 마켓의 시장이 확대될 전망임 시장에서의 경쟁은 단품을 판매하거나 틈새시장을 공약하는 업체보다 공급 기반이 큰 다국적 기업이 우선함.(Waters Corp., Agilent Technologies, Perkin Elmer, etc) 그 다음의 경쟁으로는 특정지역에 대하여 공급기반이 큰 기업으로 아시아 지역에서 는 일본기업이 다국적기업과 함께 주요 경쟁대상이 될 것으로 예상함(Shimadzu 282

315 5. 바이오장비 개발로드맵 Scientific Instruments, Beckman Instruments, Thermo Quest, etc) 최종 수요 그룹은 제약 및 석유화학 산업, 병원, 교육기관, 정부 산하 연구소, 환경시험, 화학 산업, 화장품, 식품, 음료 등의 기타 산업이며 연구소 및 제약분야의 수요가 가장 큼 * 제약 : 23% 실험실:26% 환경:25% 정밀화학:15% 기타:11% 생물시료 제작장비 고 부가가치 생명산업 물질인 단백제제 및 거울상 이성질체와 같은 고 부가가치 생명 산업 물질 분리를 통한 국내 시장 형성 및 외국 시장 개척 Racemic mixture로 판매되는 의약 제제의 chiral switch를 통한 의약 제제 생산 독자적 SMB 기술을 이용한 석유화학공정에서의 자일렌 및 석유화학 제품의 분리 저압 SMB를 이용한 식품산업용 기능성 당 및 아미노산 분리 SMB 공정에 특화된 크로마토그래피용 고압 및 저압용 정량펌프 개발 선점기업의 특허를 벗어날 수 있는 독자적이며 정밀한 유로 제어를 위한 정밀 밸브 시스템 개발 Cell Imaging System 전 세계 현미경 시장 현황에 근거를 두고 다양한 live cell 관련 현미경 기술을 이용한 제품군의 상대적 시장 점유율과 연평균 성장률을 고려하였음 연구 분야에서 연구개발 추세, 바이오 분야에서 기술의 중요성, 바이오 분야 시장의 요구, 부가가치, 파급효과 등을 고려하여 작성 Booz-Allen에서 제시한 기술 포트폴리오 방법을 사용하였음 바이오 분야 시장 특성과 기술적 요구 관점에서 현미경 기술별 중요도와 기술적 성숙 도를 검토하였음 라만 검색기 분야의 시장 점유율이 거의 전무인 현 상황에서 국내 점유율을 50%로 확보할 수 있 을 것으로 기대됨 제3장 바이오장비 개발전략 283

316 신성장동력장비 개발로드맵 국내소요 형광 현미경의 단가 5000만 원 정도로서 판매되는 브랜드가 3 개정도 올림 프스, 니콘, 칼자이스가 있음. 국내에서는 한해 평균 100여대 의 시장이 형성되어 있음 단일벽 카본 나노튜브(Single Walled Carbon Nanotube : SWNT)는 지름 수 nm 미만, 길이 수 μm 미만의 카본 튜브로서, 원자 및 전자들이 전부 표면에 존재하여 주변 환 경의 변화에 따라 민감한 전자구조의 변화를 나타냄 광학 및 원자현미경 전 세계 현미경 시장 현황에 근거를 두고 다양한 현미경 기술을 이용한 제품군의 상 대적 시장 점유율과 연평균 성장률을 고려하였음 연구 분야에서 연구개발 추세, 바이오 분야에서 기술의 중요성, 바이오 분야 시장의 요구, 부가가치, 파급효과 등을 고려하여 작성 Booz-Allen에서 제시한 기술 포트폴리오 방법을 사용하였음 차세대 DNA 시퀀서 시장규모가 크고 성장률도 높으며 모든 생명체가 공통적으로 갖고 있는 유전정보를 분석할 수 있어 다양한 응용분야로 확대될 가능성을 가지고 있음 2세대 기술의 발전으로 1세대 Sanger 방식은 경쟁력을 상실해 가고 있으며, 단일분자 검출 기반의 3세대 기술이 등장했지만 비용 및 분석용량 부분에서 경쟁력이 떨어짐 그러나 이들 문제를 해결한다면 단일 분자라는 장점으로 시장 개척에 매우 유리할 것 으로 예상됨 어레이어 바이오칩 분야에서는 아피메트릭스를 비롯하여, 모토롤라, 코닝, 애질런트 테크놀러지, 나노젠 등, 생체삽입용 칩 개발에서는 MIT, 스탠포드 등 대학이 주축이 되고 있음 단백질칩을 포함한 바이오칩 시장은 연 30% 이상의 성장을 보이고 있으며 DNA칩이 주종인 현 시장은 2010년이면 단백질칩을 중심으로 한 차세대 바이오칩으로 대체될 것으로 예측되고 있음 284

317 5. 바이오장비 개발로드맵 스캐너 2014년 60억불 시장규모가 예상되는 품목으로서, 지금까지 제품화되지 않은 기술향 상이 가미된 제품이 개발될 경우 시장선점이 가능함 품목임 즉 현 제품의 감도를 유지하면서 공간분해능과 간편성이 향상되고, 소형화가 실현될 경우, 시장 개척이 매우 유망할 것이 예상됨 단백질 마이크로어레이 시장 중 장비가 차지하는 비율은 약 60% 정도인 것으로 보고 (Bioinsight, "Protein Chips : The Race for High-Throughput Protein Analysis) Virtek Vision International Inc.의 2002년 연례 보고에 따르면 마이크로어레이 스캐 너와 마이크로어레이어의 시장규모 비율은 각각 64, 56 %인 것으로 나타남 멸균기 국산 제품 점유율이 기존 멸균 방식은 80%이상 차지할 정도로 국내 기술 수준이 높 아 졌으나 제조업체의 VHP멸균 기술에 대해서는 10% 이하일 것으로 예상됨 고압증기멸균은 바이오 분야에 가장 널리 사용되고 있는 멸균 기술이며, 최근 멸균기 술의 발달로 여러 가지 방법이 활용된 멸균기가 사용되고 있음 멸균작용은 멸균 시간이 짧고, 멸균 후 잔류물이 존재하지 않아야 하는 기술이 요구 되고 있는데, VHP 멸균기는 과산화수소를 사용하는 멸균 방식으로 과산화수소 가스 는 발암성이 없으며, 포르말린 훈증, 과초산 훈증 혹은 다른 유독한 소독제를 분무하 는 방식의 기존 방식보다 뛰어난 안전성과 멸균효과를 가지고 있음 따라서, 과산화수소 특징 및 장비의 특징을 살펴보면 멸균이 효과적이고 간단하여 향 후 멸균방식이 과산화수소를 이용한 멸균기로 전환 될 것이므로 제품의 기술적 중요 성은 매우 높음 원심분리기 초고속 원심분리기의 세계 시장규모는 Laboratory Centrifuges-Global Industry Analysts, Inc., IVD Market for IVD Product 01-06, growth rates through 2014 : RD estimates Supplier interviews에 따르면 $1,835M로 전체 연구용 원심분리기 시장의 제3장 바이오장비 개발전략 285

318 신성장동력장비 개발로드맵 41%에 해당하며, 전체 연구용 원심분리기의 시장규모는 $4,475M로 초고속, 벤치탑, 플로우스탠딩, 마이크로, 특수 원심분리기의 5가지 형태로 구성되어 있음 미국이 가장 큰 시장으로 세계시장의 40%를 점유하고 있으며, 유럽은 34%로 두 번째 시장임. 아시아 태평양 지역은 높은 성장 잠재성을 보이며, 특히 중국은 초고속 원심 분리기와 고속 냉장 원심분리기에 대한 높은 수요를 나타내고 있으며, 생명과학 연구 의 지속적 발전과 단백체학(proteomics) 연구의 증가로 초고속 원심분리기 시장의 성 장률이 급상승하고 있음 또한 질병진단에 관한 검사 중 DNA, RNA 및 단백질 등 생체지표물질을 검출 및 분 석하는 분자검사 분야는 연간 11%의 높은 성장률과 07년 세계 시장규모 2.87조원으 로, 초고속 원심분리 과정을 반드시 필요로 함 DNA 자동 합성기 2006년 GIA world market report에 따르면 2006년도 세계 gene expression, vectors, cloning, & sequencing 시장 규모는 $798M 이며, gene synthesis 시장 규모는 $418M 로 이 두 시장의 전체 규모는 $1.21B에 달함 앞서 세계 합성 시장 전망에서 설명한 봐와 같이 기존 cloning 기술과 비교하여 gene synthesis가 가지는 3 가지 장점들이 $1.21B에 달하는 gene expression 시장에서 gene 합성 기술이 독보적인 기술로 될 수 있는 강력한 driving force로 작용할 것으로 보임 Cell manipulation 해외에서는 아직까지는 Amaxa가 높은 성장률을 보여주고 있지만, 2007년부터 Digital Bio Technology와 경쟁이 시작될 것으로 보이며, 치열한 시장 경합을 벌일 것으로 예상됨. 두 회사의 제품을 비교할 때 비슷한 transfection efficiency를 보여주 는 경우가 많아 결국 해외 시장에서는 가격 경쟁력과 더불어 어느 회사가 사용자에게 제품 판매 전후에 보다 좋은 서비스를 제공할 수 있느냐에 따라 시장 점유율에 변화 가 오리라 예상됨 cell fusion device의 경우 BTX 이외에 시장 경쟁자가 없고, BTX의 cell fusion device도 cell fusion에 특화된 기기라 볼 수 없기 때문에, 높은 효율을 가지는 cell 286

319 5. 바이오장비 개발로드맵 fusion device를 개발하여 시장에 출시하면 곧바로 시장을 독점할 수 있으면 cell fusion device에 대한 시장 규모도 현재보다 월등히 증가하리라 예상됨. 실제 연구 분야에서는 cell fusion이 electroporation의 50% 이상의 빈도로 연구되어지고 있음 형광분석기 현재 많은 대학과 병원 그리고 연구소에서는 Affymetrix의 GeneChip과 같이 50만개 씩의 SNPs를 genotyping할 수 있는 대용량 microarray chip을 사용해 gene expression profiling 같은 서비스를 받고 있으나, 장비의 판매는 전문적으로 SNP을 분석하는 회사나 연구소에 국한되어 있는 실정임 인간의 모든 유전적 정보를 지니고 있는 genome은 30억 개의 DNA 염기서열로 구성 되어 있음 네 개의 뉴클레오타이드 A(adenine), T(thymine), G(guanine), C(cytosine)로 구성된 염기서열은 유전적 혹은 환경적 요인에 의해 종종 변이과정을 겪게 되는데, 전체 인 간 유전 변이형의 약 90% 이상 차지하는 것이 바로 단일염기다형성(SNP)임 SNP은 하나의 염기서열 차이를 보이는 유전적 변이로서 예를 들어 AAGGT 같은 DNA 염기서열이 ATGGT로 변화된 것을 말 인간의 DNA 중 오직 3 ~ 5% 정도만이 단백질을 만드는 정보를 제공하기 때문에 대 부분의 SNPs는 인간에게 큰 영향을 주지 않지만 DNA의 coding region에 SNP이 생 겼을 때는 약물에 대한 상이한 개인별 반응성을 보이기도 하고 심각한 유전병을 초래 하기도 하여 human genome project 이후 많은 연구자들이 관심을 가지게 되었음 최근에는 암이나 심장 질환, 천식, 당뇨병 같은 많은 일반 질환들이 동일한 염색체 위 의 연관된 여러 개의 SNPs(haplotype)로 인해 발병된다는 사실도 새롭게 알려지게 되었음 전자현미경 국내시장에서의 경쟁은 기술력보다는 판매 대리점의 영업력에 의존하는 경향이 있으 며 비교적 기술력이 높은 구미의 업체의 경우 비싼 가격으로 일본산 제품에 비해 보 급대수가 비교적 적음 제3장 바이오장비 개발전략 287

320 신성장동력장비 개발로드맵 최종 수요 그룹 제약 및 석유화학 산업 병원, 교육기관, 정부 산하 연구소 금속 부식시험, 환경시험 화학 산업, 철강 산업 화장품, 식품, 음료 등의 기타 산업이며 연구소 및 제약분야 최근 국산화를 통한 교육용시장이 급속하게 확대되고 있음 세포배양기 세계적으로 세포배양은 지난 수십년 간 대부분 수작업으로 이루어지고 있는데, 최근 Laboratory Automation 동향과 함께 세포배양작업을 무인 자동화하여 연구용 혹은 상업용 세포의 균질성 및 연구 효율성을 높이는 기술 개발이 요구되고 있음. 또한, 최근 국내/해외에서는 줄기세포 치료제 및 면역세포 치료제 개발이 새로운 바 이오텍 연구개발의 주된 흐름이 되고 있어 이를 위한 세포배양작업의 자동화가 각광 받고 있는 상황임. 전세계 20 ~ 30만개 세포배양 실험실이 잠재시장이나 상용제품이 없어 단기 시장 진 입 및 중기에 수억달러에 이르는 거대한 신시장 창출가능함. 무인자동세포배양시스템은 한국이 핵심역량을 보유하고 있는 로봇기술, 전자제어기 술, 광학기술, 청정기술 등 다수의 기술이 적용가능함. 본 기술을 통해 개발된 배양 시스템의 개별 모듈은 독립적으로 상용화가 가능 : 초소 형 정밀 인큐베이터, 초소형 현미경 등 추가 제품 출시 가능 안드로이드폰/아이폰 등 모바일 플랫폼과의 통합을 통해 원격 감시및 제어가 가능하 므로, 장기적으로 전 세계 어디서나 운영이 가능한 시스템으로 개발 가능함 288

321 5. 바이오장비 개발로드맵 <표 5-12> 바이오 장비 전략품목 전략품목 DNA 자동 합성기 바이오증폭기 바이오 멸균기 생물시료 제작장비 원심분리기 고성능 바이오 액체 크로마토그래프 시스템 차세대 DNA 시퀀서 라만 검색기 융합바이오 이미징 장비 바이오 전자현미경 형광분석기 주요 수요기업 합성생물학과 시스템스 바이올로지를 연구하는 연구기관, 바이오 연료를 연구하는 산업체 및 연구 기관, 제약 회사 등 생명공학을 연구하는 모든 기업과 연구실, 병원, 전문 검사실, 동실물 검역소 등 생명공학을 연구하는 모든 기업과 연구실, 병원 등 대학, 제약 및 석유화학산업, 연구소 등 대학, 병원, 제약 산업, 정부 산하 연구소 등 제약 및 석유화학산업, 병원, 교육기관, 정부산하 연구소, 환경시험, 화학 산업, 화장품, 식품, 음료 등의 기타 산업이며 연구소 및 제약분야 병원, 교육기관, 정부산하 연구소, 제약 산업, 생물공학 산업, 환경시험 등 병원, 제약 산업, 정부산하 연구소 등 대학, 정부산하 연구소 등 제약 및 석유화학 산업, 병원, 교육기관, 정부 산하 연구소, 금속부식시험, 환경시험, 화학 산업, 철강 산업, 화장품, 식품, 음료 등의 기타 산업이며 연구소 및 제약분야 대학, 병원, 전문적으로 SNP를 분석하는 회사나 연구소 등 Living cell imaging system 대학, 생명공학을 연구하는 기업과 연구소, 병원 등 바이오 스캐너 바이오 어레이어 세포배양기 Cell manipulation 병원, 생명공학 연구소, 대학 등 병원, 대학, 생명공학을 연구하는 모든 기업과 연구소 등 *1차수요기관 : 제약/바이오산업, 학계, 병원, 정부연구소 등의 연구소(전 세계 20만개) *2차수요기관 : 화학/농업/식품/화장품 등의 생명관련 산업 연구소 혹은 기관(전 세계 10만개) 대학, 생명공학을 연구하는 기업과 연구소, 병원 등 제3장 바이오장비 개발전략 289

322 신성장동력장비 개발로드맵 제4장 바이오장비 개발로드맵 1 마크로 로드맵 2 마이크로 로드맵 공 정 장비군 2010년 2011년 2012년 2014년 2018년 시 료 제 작 바이오 분 리 바이오 멸균기 바이오증폭기 DNA 자동합성기 생물시료 제작장비 원심분리기 HPLC 바이오증폭기 차세대 DNA 시퀀서 비가열식 바이오 멸균기 기술 멀티 원심분리 기술 HPLC 기술 비가열식 바이오 멸균기 기술 3세대 PCR기술 개발 유전자 자동합성 기술 멀티 원심분리 기술 고성능 바이오 HPLC 장비 비가열식 바이오 멸균기 장비 제작 비가열식 바이오 멸균기 장비 제작 3세대 digital PCR기기 digital PCR기기 개발 module개발 유전자 자동합성 기술 초고속 원심분리기 요소기술 고성능 바이오 HPLC 장비 유전자 자동합성 장비 개발 바이오시료 대량 생산 기술 초고속 원심분리기술 바이오증폭기술 차세대 DNA 분석 (2시간 이내) 차세대 바이오 멸균기 개발 대용량 3세대 유전자 증폭 장비 개발 차세대 유전자 자동합성 장비 개발 고순도 SMB 장비 개발 차세대 원심분리기 개발 고성능 바이오 HPLC장비 및 바이오증폭기 개발 차세대 DNA 시퀀서 장비(1시간 이내) 290

323 5. 바이오장비 개발로드맵 공 정 장비군 2010년 2011년 2012년 2014년 2018년 바이오 분 광 바이오 패터닝 세 포 공 학 Cell imaging system, 바이오 전자 현미경 라만 검색기, 형광 분석기 광학 및 원자현미경 (융합바이오 이미징장비) 어레이어 스캐너 Cell manipulation 세포배양기 바이오 어레이 기술 Confocal 및 바이오 현미경 기술 바이오 형광 및 라만 분석 기술 HT genotyping 기술 바이오 어레이 기술 바이오 스캐너 기반 기술 세포배양/ 분리 기술 CO2인큐베이터/ 로봇기술 Confocal 및 바이오 현미경 기술 바이오 형광 및 라만 분석 기술 HT genotyping 기술 바이오 패터닝 기술 개발 마이크로 패터닝 기술 세포 이미징 기술 광학모니터링/ 전자제어기술 융합형 현미경 기술 개발 바이오 형광분석기 및 라만 검색기술 개발 첨단 SNPs genotyping 기술 개발 고집적 바이오 어레이어 장비 개발 라만 기반 바이오 스캐너 장비 개발 세포조작장비 무인자동배양기 개발완료 융합형 현미경 장비 개발 바이오 형광 분석기 및 초고감도 라만 검색기 장비 개발 SNP genotyping 장비 개발 초고속 바이오 어레이어 장비 개발 라만 분광학 기반 초고속 바이오 스캐너 장비 개발 세포조작장비 개발 네크워크/모바일 원격조정 및 배양커패시티 확장 무인자동세포배 양기 제4장 바이오장비 개발로드맵 291

324 신성장동력장비 개발로드맵 3 전략품목별 세부 개발전략 장 비 명 개 요 적용대상 제 품 선정사유 핵심개발 기 술 고성능 바이오 액체 크로마토그래프 시스템 화학성분 분석에 사용되고 신뢰성이 가장 높은 분리 기술이라 할 수 있음 단백질, 당, 효소반응물 등을 분석, 분리에 사용 전세계 10조원대의 큰 시장 규모를 갖고 있으며 개발시 수입 대체 효과가 상대적으로 큼 바이오 분야의 응용에 대응하여야 하므로 넓은 유속범위와 고내압에서 사용할 수 있고 비금속형 유로의 구성을 기본 옵션으로 선택, 1 ~ nl/min의 유속센서와 유속 분할모듈을 부착하여 바이오 응용분석에 널리 사용되는 MS연결 분석에 사용할 수 있도록 하며 시스템 구성인 펌프, 검출기, 자동시료 주입기, 컬럼오븐 등 제반 구성요소를 모듈화하여 수요자의 요건에 맞게 구성 핵심부분품 장비현황 분리용 칼럼, 고성능 펌프, UV 측정 장치 영린과학 등 국산화율이 높음 마이크로 시스템, 초고감도 측정장치, Mass 결합 등 신기술 개발이 활발함 개발기간 2011 ~ 2013년(3년) 소요예산 30억원(10억원/년) 기대효과 매출증가, 수출증가, 수입대체 등 장 비 명 개 요 적용대상 제 품 선정사유 핵심개발 기 술 핵심부분품 장비현황 Living Cell imaging system 세포를 비롯한 생체 물질을 실시간으로 영상화하여 분석하는 시스템 세포를 살아 있는 상태에서 실시간 고해상 이미징할 수 있는 기기 바이오 기술연구의 필수적인 분석 기능, 생체현상 분석 핵심장비 Universal temperature imaging incubator : micro CO2 incubator는 용기의 크기나 구조가 제한적이라는 결점을 가진데 반해 이 시스템은 온도의 조절이 -40도부터 80도까지 가능하며 용기의 형태 및 크기를 다양화 할 수 있어 지금까지 개발된 시스템에 비해 수요자의 다양한 요구를 충족시킬 수 있다는 장점을 가지고 있음 현미경, CCD 대부분 해외 제품에 의존하고 있음 개발기간 2011 ~ 2013년(3년) 소요예산 30억원(10억원/년) 기대효과 바이오이미징 시장의 주도권 선점, 수입대체 등 292

325 5. 바이오장비 개발로드맵 장 비 명 라만검색기 개 요 라만 신호를 검출하여 특성을 분석하는 장비 적용대상 제 품 선정사유 핵심개발 기 술 핵심부분품 장비현황 세포, 단백질, 유기물질의 라만 분광을 측정하여 생체물질의 종류, 결합 등을 분석 라만 신호를 통한 나노 바이오 연구 분야의 새로운 현상들을 연구할 수 있으며, 원천기술 선두 선점 기회제공, 바이오마커/센서 분야에 중요한 분석기능, 암진단, 분자생물학 등 분석 기능이 유망함 광학적 나노-바이오 센서개발 : 반도체성 SWNT의 근적외선 형광신호 변화를 이용하여 SWNT와 결합된 DNA/단백질 등의 상대되는 분자와의 결합 및 미세신호 변화의 실시간 측정 스펙트로스코피, cooled CCD, 레이저 나노라만, UV 라만 등 차세대 라만 분광 기기 개발이 국내외적으로 활발하며, 단백질, 세포, 핵산 분석에 크게 활용될 것으로 기대됨 개발기간 2011 ~ 2014년(4년) 소요예산 80억원(20억원/년) 기대효과 바이오 마커/센서에 유용 등 장 비 명 개 요 적용대상 제 품 선정사유 핵심개발 기 술 핵심부분품 장비현황 융합바이오 이미징 장비 바이오 분야의 시료전처리 과정을 생략한 상태에서 초고분해능으로 분석할 수 있는 장비 나노측정기술과 바이오 이미징 장비를 결합하여 세포, 단백질, DNA를 단분자 해상도로 측정할 수 있는 제품 세포분석과 같은 차세대 분석기술에 핵심적인 데이터를 제공하며 융합형 현미경 시장이 크게 증가하고 있어 시장 선점 기회를 가질 수 있음 3차원 형상 정보뿐만 아니라 광학적 분광(tip-enhanced Raman Spectroscopy, fluorescence spectroscopy), bio molecular force spectroscopy 기능을 가능하여, 현미경 기술과 바이오 spectroscopy 기술을 단일 장치에 융합화한 새로운 장치 spectroscopy, scanning probe microscopy 아직 개발이 미미하나 세포분석 장비로서 수요가 클 것으로 예상됨 개발기간 2011 ~ 2013년(3년) 소요예산 45억원(15억원/년) 기대효과 융합현미경 기술 및 시장을 선점하여 원천기술 확보와 수출 증대 제4장 바이오장비 개발로드맵 293

326 신성장동력장비 개발로드맵 장 비 명 바이오 멸균기 개 요 바이오 분야의 실험준비에 전반적으로 필요한 고압증기 멸균 장비 동결건조기, 의료장비, 의료제품, 식료품, 처리장치, 적용대상 포장재료, 발효기, 투석기, 가금류부화기, 원심분리기, 제 품 인큐베이터 선정사유 고압증기멸균은 바이오 분야에 가장 널리 사용되고 있는 멸균 기술이며, 2010년 약 700 million US$ 시장에 대한 국내 우수 기술 보유업체의 효율적인 시장진입 가능성이 매우 큼 차세대 VHP 바이오 멸균기는 과산화수소(H2O2)를 사용하는 멸균 방식으로 핵심개발 과산화수소(H2O2) 가스는 발암성이 없으며, 포르말린 훈증, 과초산 훈증 혹은 다른 기 술 유독한 소독제를 분무하는 방식의 기존 방식보다 뛰어난 안전성과 멸균효과 핵심부분품 가열장치, 온도센서, 멸균화학반응장치, 압력센서 멸균기 시장규모는 2009년 세계 7조원, 국내 200억원 정도임 장비현황 일신랩에서 국산화 성공 국산 제품 점유율이 기존 멸균 방식은 80%이상이나 차세대 멸균기 개발은 아직 수준이 낮음 개발기간 2011 ~ 2013년(3년) 소요예산 30억원(10억원/년) 기대효과 바이오 멸균기 시장 선점 장 비 명 DNA자동합성기 개 요 DNA를 자동 또는 대량, 신속하게 합성하는 장비 적용대상 의료장비, 의료제품, 단백질 합성, DNA 정량, DNA 제 품 서열분석기기 향후 바이오 분야의 연구는 synthetic biology가 기초로 되어 functional genomics, 선정사유 proteomics 등의 연구 과정상 필수적인 장비로 시간, 생산량, 신뢰도를 높이어 국내시장은 물론 세계시장 진출의 기회를 모색함 핵심개발 HTS gene synthesis system과 gene synthesis에 필요한 reagents의 조기 공급으로 기 술 더욱 높아질 것이며, bioinformatics 기술과 complexing 기술을 upgrade 시킴 핵심부분품 고정밀 고속 마이크로리터 화학물질 정량펌프 및 밸브 시스템 다공성 실리카 나노입자. X-Y-Z robot with vision, 합성생물학에 기반한 BIO2.0 시대로 본격 진입해 감에 따라 차세대 DNA 합성기와 장비현황 시스템을 주요기업에서 개발하고 있음. 그러나 아직 gene 합성에 최적화된 시스템은 전세계에서 개발된 것이 없음. 개발기간 2011 ~ 2013년(3년) 소요예산 30억원(10억원/년) 축적된 유전정보를 가지고 설계된 gene을 가장 빠르고 경제적으로 합성하여 기대효과 효율적으로 이용하는 시스템을 확보함으로서 차세대 바이오산업의 주도권을 우리나라가 확보하는 데 필수적인 기술임. 많은 나라들이 이러한 시스템을 보유하고자 하고 있어 고액의 시스템턴키베이스 수출도 기대 294

327 5. 바이오장비 개발로드맵 장 비 명 개 요 적용대상 제 품 선정사유 핵심개발 기 술 핵심부분품 장비현황 Cell manipulation 세포 실험 및 분석의 기본이 되는 장비로서 in-vivo와 in-vitro가 있음 세포선별, 세포 재조합 Gene therapy 또는 cell therapy는 향후 바이오산업에서 가장 유망하며, fizer와 같은 거대 기업도 BioKorea 2006의 기조연설에서 다가오는 미래에 회사의 핵심 역랑을 gene therapy와 personalized medicine에 집중할 것임을 밝힌 바와 같이 시장의 급격한 확대에 대응하여 세포 관련 제품을 선개발하기 위함 Transfection 분야에서는 다시 시약을 사용하여 화학적으로 DNA 등을 주입시키는 방법과 세포에 전기적인 충격을 주어 세포막에 일시적인 구멍을 뚫고 이를 통해 외부에서 DNA 등을 주입시키는 전기 천공 장치, 최근 모든 electroporator에서 적용하는 cuvette 방식이 아닌 새로운 방식의 electroporator 현미경, electroporator, CCD 세포의 손상 없이 정밀하게 세포조작을 할 수 있는 기기 개발이 활발함 개발기간 2011 ~ 2013년(3년) 소요예산 30억원(10억원/년) 기대효과 장 비 명 개 요 적용대상 제 품 선정사유 핵심개발 기 술 핵심부분품 장비현황 세포관련 실험상 낮은 효율을 극복할 수 있는 계기가 마련되어 매우 급격한 시장 확대가 기대됨 형광분석기 특정 SNP 패턴을 대량으로 인식하여 유전자 발현 특성을 분석하는 장비 웰플레이트 형광분석기, 형광 단백질 분석, DNA 분석 기존의 공초점 현미경 장비와 레이저 및 광학장비를 소형화하여 소규모 실험실에서도 쉽게 실험할 수 있는 규모의 장비를 만들고자 함, 미토콘드리아 DNA의 질병같이 정량적인 SNP genotyping이 필요한 최첨단 분석분야에 응용될 가능성이 높음 높은 정확성과 신뢰성(high accuracy and fidelity) 초고감도(ultra-high sensitivity) 저렴한 비용(low-cost) 빠른 분석시간(fast assay) 정량적이고 정밀한 분석 방법(quantitative and precise) 현미경, 필터, cood CCD, 소프트웨어 웰 플레이트에 시료를 초고속 형광분석을 할 수 있는 기기가 상용화 되었음 국내외 다수의 기업에서 제품화 개발기간 2011 ~ 2013년(3년) 소요예산 30억원(10억원/년) 기대효과 본 장비의 기술은 기존 장비를 대체하는 효과가 아니라 그 동안 해결하지 못했던 문제를 극적으로 해결할 수 있는 분석 기술을 개발하는데 초점을 두고 있으며 새로운 틈새시장을 개척할 것으로 기대됨 제4장 바이오장비 개발로드맵 295

328 신성장동력장비 개발로드맵 장 비 명 개 요 적용대상 제 품 선정사유 핵심개발 기 술 핵심부분품 장비현황 무인자동세포배양시스템 세포배양을 위한 배지공급, 계대배양, 광학적 모니터링을 무인 자동화하는 장비 연구용/생산용 동물세포(일반동물세포, 줄기세포, 면역세포 포함) 1. 세계적으로 세포배양은 대부분 수작업으로 이루어지고 있는데, 최근 Laboratory Automation 동향과 함께 세포배양작업을 무인 자동화하여 세포의 균질성 및 연구 효율성을 높이는 기술 개발이 요구되고 있으나, 상용제품이 부재한 상황임. 2. 또한, 최근 국내 및 해외에서는 줄기세포 치료제 및 면역세포 치료제 개발이 새로운 바이오텍 연구개발의 주된 흐름이 되고 있어 이를 위한 세포배양작업의 자동화가 각광받고 있는 상황임. 3. 무인자동세포배양시스템은 한국이 핵심역량을 보유하고 있는 로봇기술, 전자제어기술, 광학기술, 청정기술 등 다수의 기술이 적용가능하며 신시장 창출과 세계적인 경쟁력을 가질 것으로 예상됨. 1. 로봇기술 및 통합 시스템 제어 기술 2. 정밀 CO2 인큐베이터 개발 및 제어기술 3. 초소형 현미경 개발을 위한 광학기술 4. 원격 조정을 위한 네트워크 및 모바일 제어 기술 1. Liquid handling 로봇(3축 이상) 2. 정밀 CO2 인큐베이터(IQ/OQ 가능) 3. 광학 현미경, 디지털 카메라, Embedded PC(세포 이미지 저장) 4. 배지/시약 Reservoir(4도~40도 냉각/가열 가능) 5. 고청정도 필터링 시스템(Class 100 유지) 1. 무인자동세포배양시스템은 수작업으로 진행되던 세포배양공정을 배지교체, 계대배양, 현미경 모니터링을 완전자동화하는 신공정장비임. 2. 동 시스템은 해외에서도 개발된 사례가 없으며, 중소형 시스템 개발시 20만 ~ 30만개의 세포배양 연구실에 필수적인 장비로 판매가 가능하므로 세계적인 신시장 창출이 예상됨.(다만, 영국 TAP/스위스 Tecan사가 10억원 규모의 대형, 고가 장비를 개발하였으나, 수요가 거의 미흡함) 3. 동 시스템은 국내 기술로 자체 개발이 가능하며, 로봇기술/광학기술/시스템제어기술/ IT기술이 복합된 BT/IT 융합장비로서 세계적인 기술경쟁력을 보유함. 개발기간 2011 ~ 2013년(3년) 소요예산 30억원(10억원/년) 기대효과 무인자동세포배양시스템은 세포배양의 효율성 및 세포 균질성을 제고하여 전반적인 연구개발의 생산성을 높일 것이며, 또한 새로운 범용 바이오 장비로 포지셔닝할 것임. 또한, 줄기세포/면역세포 등의 대량공급이 가능해 지면서, 산업화 촉진/치료효과를 향상시킴. 296

329 5. 바이오장비 개발로드맵 장 비 명 개 요 적용대상 제 품 선정사유 핵심개발 기 술 핵심부분품 장비현황 전자현미경 생물시료 및 수분을 포함한 고체의 전처리 없이 저 진공에서 직접 분석이 가능한 장비 세포 표면분석, 단분자 단백질 분석, 나노입자-생체분자 접합체 분석 등 바이오용 전계방출 전자현미경의 개발은 바이오 분야는 물론 현재 전량 수입에 의존하는 각종 반도체장비의 핵심부품을 국산으로 대체할 수 있는 중요한 계기가 됨. 향후 개발 예정인 Bio-TEM 및 FE형 Bio-STEM 개발 등에도 시너지 효과 예상 최적 조건을 잡기위한 개발법으로서 Takuchi 방법을 개발 현장에 적용, 특히 ESD검출기의 거리 각도 및 프리앰프와의 접속부분에서 많은 시행착오가 발생할 우려가 있으므로 치밀한 실험계획법 수립 중요 부분품 기술(개발 대상 여부에 관계없이 작성) 국내시장에서의 경쟁은 기술력보다는 판매 대리점의 영업력에 의존하는 경향이 있음 국내외제품 : Hitachi High-Technologies 개발기간 2011 ~ 2013년(3년) 소요예산 45억원(15억원/년) 기대효과 연간 국내에 수입되는 전자현미경의 절반이상이 생물용이므로 수년이내에 국내 시장에서만 100 ~ 200대수주의 시장창출가능(일본시장의 1/10규모에서 1/5정도 상승할 경우) 제4장 바이오장비 개발로드맵 297

330 신성장동력장비 개발로드맵 장 비 명 초고속 원심분리 장비 개 요 생명공학, 세포생물학, 분자생물학, 생화학 연구 등에 필수적으로 사용되는 원심분리기는 그 목적에 따라 다양한 원심력과 회전 속도를 제공하고 있음 적용대상 제 품 선정사유 핵심개발 기 술 핵심부분품 장비현황 세포분리, 단백질분리, 나노입자 분리 입자의 직경이 작아짐에 따른 원심분리 성능 향상이 요구되며, RNA, DNA, 리소좀, 미토콘드리아, 바이러스, 플라스미드 DNA, 리포프로테인 등의 분리에 반드시 필요한 장비이므로 바이오산업의 연구 증진에 반드시 필요한 장비임. 해외 제품이 국내 70%이상 점유하고 있어 국내 제품 대체 효과가 클 것임 바이오 샘플의 총 볼륨 중 20%를 보상하는 초고속 원심분리기 개발 자동평형에 의한 사이클 타임 감소와 자체 고장진단을 모니터링 하는 시스템 개발 원심력과 용량 측면에서 글로벌 제품과 동등 또는 이상의 제품 개발 최대 회전속도 / 상대원심력 : 150,000 rpm / 1,048,680 xg 최대 용량 : 1,500mL 로터, 온도조절장치, 속도조절장치 줄기세포, 나노입자, 단백질 분리 등의 수요가 높아짐에 따라 고성능 원심분리장비가 요구됨 국내 시장규모는 200억원 정도이며 국산화율은 30% 정도임 국내외 메이커 : Beckman Coulter, 한일과학산업, 자이로젠 분리, 나노신공정 장비 여부, 해외 의존 정도, 세계/국내 시장 규모, 국내 기업의 경쟁력 수준, 해외 주요 메이커 등 개발기간 2011 ~ 2013년(3년) 소요예산 30억원(10억원/년) 기대효과 국내에서 사용되고 있는 연간 140억 규모 원심분리 장비를 전량 대체할 수 있으며, 성능과 A/S 보증으로 해외수출을 위한 이미지 개선 효과도 얻을 수 있음 298

331 5. 바이오장비 개발로드맵 장 비 명 생물시료 제작장비 개 요 산업용 크로마토그래피 공정을 연속, 정밀, 신속하도록 하는 장비 적용대상 제 품 선정사유 핵심개발 기 술 핵심부분품 장비현황 단백질 정제 향후 생명산업 및 고 부가가치 정제가 필요한 산업에서 SMB 기술을 적용하지 않게 되면 세계시장에서 경쟁력을 유지할 수 없음. 현재 100% 수입에 의존하고 있는 SMB 장치 및 기술력에 대한 국내 원천기술 확보가 요구됨 SMB 공정에 적용 가능한 저압 및 고압 정량 펌프의 개발 정확한 유로조절과 선점 기업의 특허를 벗어날 수 있는 밸브시스템 개발 밸브 및 펌프의 정확한 컨트롤을 위한 software 개발 SMB design 및 simulation 방법 개발 크로마토그래피 칼럼, 분광분석기, 펌프, 자동 시료 분주기 산업용 크로마토그래피는 분리용 칼럼 충진 물질의 성능이 핵심으로 다양한 기능화 비드가 제품화 되었음 칼럼 충진물질의 국산화는 매우 미미한 상태임 개발기간 2011 ~ 2013년(3년) 소요예산 30억원(10억원/년) 기대효과 SMB에 대한 국내 원천기술 보유, 국내에서 개발된 고 부가가치 생명산업 물질의 산업화에 기여, 국내 HPLC 및 크로마토그래피 공정에 적용 가능한 펌프 및 밸브 공급 외국 선점, 기업과의 경쟁을 통한 해외 수출 제4장 바이오장비 개발로드맵 299

332 신성장동력장비 개발로드맵 장 비 명 개 요 적용대상 제 품 선정사유 핵심개발 기 술 핵심부분품 장비현황 차세대 DNA 시퀀서 DNA 정보를 해석하는 장비로서 고속, 고용량, 고정밀 특성을 갖는 3세대 분석 장비 고용량 DNA 시퀀싱 장비 인간 유전체 해석 시스템 유전자 기반 항암제 선별 서비스 유전자 분석 시장의 급격한 증가에 대비하여 저렴한 비용과 높은 신뢰성을 갖는 3세대 분석 장비를 시급히 개발해야 함 $1,000 게놈용 3G 유전자 반응 핵심기술 확보 $1,000 게놈용 3G 유전자 feasibility 기능 확보 샘플 전처리 자동화기기(96 샘플/day) 고감도 검출부(단분자 형광 검출기, 나노포어 센서 등) 나노유체 조작 자동화부 DNA 라이브러리 제작부 DNA 추출/정제부 장비 개요 2005년 최초 등장 이후 다수 업체가 독자적 기술로 상용화 주로 생명과학 R&D 용으로 사용 최근 임상진단 활용에 대한 논의가 활발히 진행 중 국내 시장 2세대 장비인 HiSeq 2000 등 약 20여대 도입 장비의 경우 100% 수입의존 세계시장 규모 2세대 시퀀서 및 서비스 : $1.3 Billion(2011 예상) 3세대 시퀀서 : $33 million(2011 예상) 해외 주요 메이커 Illumina(HiSeq 2000, MiSeq) Life Technologies(ABI 5500, ion PGM 등) Roche 454(Genome Sequencer FLX) Pacific Biosciences(PacBio RS) 개발기간 2011 ~ 2013년(3년) 소요예산 30억원(10억원/년) 기대효과 매출증가, 수출증가, 수입대체 등 300

333 5. 바이오장비 개발로드맵 장 비 명 개 요 적용대상 제 품 선정사유 핵심개발 기 술 핵심부분품 장비현황 바이오 어레이어 DNA나 단백질칩 분야에서 마이크로 또는 나노 수준의 바이오 분자 배열 장비 Ubiqutous Sensor Network, U-health 핵심 부품인 초소형 실시간 진단 센서 제작, 바이러스(신종플루, 조류독감 등) 경보기, 바이오 테러 방지 등을 위한 센서 제작, 향후 인쇄전자, 유연성 소자 등의 IT 산업 분야에도 활용 가능 국내 보유하고 있는 우수한 반도체기술을 응용하여, 바이오 칩 시장에 바로 적용이 가능하면서도, 새로이 빠른 속도로 형성되는 나노바이오 칩/센서 장비 시장에도 적용 가능 크기 : 50 cm 40 cm 40 cm spot size:<5 μm spotting 속도 : 100개/분 바이오물질 종류 : 단백질, DNA, PNA 등 마이크로어레이 핀, 자동분주장치, 소프트웨어 전량 수입에 의존하고 있으나 프로테오젠 등에서 국산화 하였음 온도, 습도 조절을 효과적으로 수행할 수 있는 장비 기술이 요구됨 시장은 2011년 국내 0.8억불, 세계 40억불 정도임 개발기간 2011 ~ 2013년(3년) 소요예산 45억원(15억원/년) 기대효과 바이오칩 분야에 시너지 효과 증대 제4장 바이오장비 개발로드맵 301

334 신성장동력장비 개발로드맵 장 비 명 바이오 스캐너 개 요 DNA 어레이 및 반응을 분석하는 장비 적용대상 제 품 선정사유 핵심개발 기 술 핵심부분품 장비현황 단백질, DNA 등의 발현이나 특성에 대해 분석할 수 있는 바이오칩의 주요 분석 장비, 개인 맞춤형 진단을 실현할 수 있는 초고속 유전자 분석장비, 식중독균, 바이러스 등의 초정밀 분석 바이오칩의 정보를 판독하는 장비로서, 크게 증가하고 있는 바이오칩 시장 분야에 기술 및 제품 선점 기회를 제공 크기 : 30 cm 20 cm 20 cm 형광 수 : 3개(488, 532, 633) 공간 분해능 : 1 μm 분석속도 : 5분/슬라이드 1장 감도 : 0.1 fluor/μm 2 형광분석장치, 자동스캔장치 최근 오토포커싱, 용액상 측정 등 새로운 바이오스캐너 측정기술이 개발되고 있음 고밀도 마이크로어레이 측정을 위해 고해상도의 측정 신기술이 요구되고 있음 시장은 2011년 국내 1.3억불, 세계 27억불 정도임 대부분 해외 제품에 의존하고 있으나 국내기업인 나노스토리지에서 국산화 성공 개발기간 2011 ~ 2013년(3년) 소요예산 45억원(15억원/년) 기대효과 바이오칩 시장에 시너지 효과 증대 302

335 신성장동력장비 개발로드맵 6 의료장비 개발로드맵

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337 6. 의료장비 개발로드맵 제1장 의료장비 개발로드맵 개요 1 의료장비의 개념 1) 의료장비의 정의 및 산업 개요 의료장비란 의료기기의 한 부분으로서 의료기기 중 비교적 대형의 제품을 말함 의료기기 는 의료기기법 제2조에 정의되었으나 의료장비 에 대해서는 법률 등에 별 도로 정의된 바 없음 법률상의 특수의료장비 지정 취지를 반영하여 외형적 크기가 큰 장비로 정의 함이 타당 본 로드맵의 의료장비 는 지식경제부 의료기기 지원사업의 전략성 등을 종합 고려 하여, 세계적으로 미출시되었거나 국산화 하지 못한 대형 의료기기로 정의하고, 제 품개발시 신의료서비스 창출이 가능한 품목을 우선 대상으로 함 * 우리 의료기기 기업들은 기술력, 자본력, 인지도 등에서 매우 열세로 국내수요의 62%를 수입에 의존 (MRI, CT 등 대형고가 의료장비는 95% 수입의존) '10년 10억불 수출로 세계 20위권 밖의 수출국이며, 수출품목도 초음파영상진단기, 치과용 임플란트, 온열기, 안경렌즈 등 범용제품이 주류 <의료기기의 정의> 의료기기법 제2조에 의한 의료기기 는 사람 또는 동물에게 단독 또는 조합하여 사용되는 기구 기계 장치 재료 또는 이와 유사한 제품으로서 질병의 진단 치료 또는 예방의 목적 으로 사용되거나, 구조 또는 기능의 검사 대체 또는 변형의 목적으로 사용되는 제품을 말 하며 전자장치가 핵심부분품으로 구성된 장비로서 다음 중 하나에 해당됨 * 단, 약사법에 의한 의약품과 의약외품 및 장애인 복지법 제55조의 규정에 의한 재활보조기구 중 의지 ( 義 脂 ) 보조기( 輔 助 器 )를 제외 1 질병의 진단 치료 경감 처치 또는 예방의 목적으로 사용되는 제품 2 상해 또는 장애의 진단 치료 경감 또는 보정의 목적으로 사용되는 제품 3 구조 또는 기능의 검사 대체 또는 변형의 목적으로 사용되는 제품 4 임신조절의 목적으로 사용되는 제품 * 의료기기법상 2,056개의 다품목 산업으로 5만 여개 제품이 존재 제1장 의료장비 개발로드맵 개요 305

338 신성장동력장비 개발로드맵 <특수의료장비의 정의> 의료법 제38조(특수의료장비의 설치 운영)에서 보건의료 시책상 적정한 설치와 활용이 필요하여 보건복지부장관이 정하여 고시하는 의료장비를 특수의료장비 라고 정의함 방사선 등의 사용으로 인해 적정한 시설기준 및 안전관리가 필요한 대형 품목이 해당 장비의 품질관리, 적정 의료비 산정(본인부담, 공담부담, 비급여 등) 등을 위해 개별장 비에 식별코드를 부착하여 사용기간 및 사용량 등을 별도로 관리 * 특수의료장비의 설치 및 운영에 관한 규칙에 의한 의료장비(11종) 자기공명영상촬영장치(MRI) 전산화단층촬영장치(CT) 유방촬영용장치(Mammography) 혈관조영장치 투시장치 이동형 투시장치 PET PET - CT 방사선치료계획용 CT 방사선치료계획용 투시장치 체외충격파쇄석기(ESWL) 세계의료기기 기술 동향 세계 의료장비 시장은 IT, Nano, MEMS 1), Bio 등 신기술 출현과 기술융합에 따른 차세대형 의료장비 산업으로 진화하고 있음 나노 바이오 생체재료와 무선 IT전자기술의 혁신적 진화로 인하여 인체내 삽입 가 능한 체내 삽입형 신경센서, 이식형 전기자극기, Micro-technology sensor system 등 인간-기계 통합의료장비 출현 기대 손목형 혈압, 혈당, 심전도 측정 등의 생체 모니터링분야의 무구속, 무자각 기술 개 발로 인체 친화적이고 사용자 인터페이스가 우수한 기술 개발 실현 바이오 MEMS 기술, 고분자기술, 광학기술, 생물학 기술이 융합된 센서 및 유전자 칩 등의 출시 가속화 1) MEMS(Micro Electro Mechanical System) : 극소형 카메라, 초소형 모터, 극소형 동력장치, 신호처리시스템 및 미세가공 기술 등을 활용, Micro 로봇이 혈관과 내장을 이동하며 진단 및 치료 수행 306

339 6. 의료장비 개발로드맵 <그림 6-1> 의료장비 시장의 트랜드 3) 의료장비산업의 특성 대표적인 독과점 산업 기술력과 마케팅 능력을 보유한 소수의 다국적 기업이 독과점하고 있는 형태이며, 매출액 상위 7위까지의 글로벌 기업이 세계 시장의 약 50%를 점유 글로벌 기업은 대규모 R&D 투자, 우수기술을 보유한 전문벤처기업 M&A 등을 통 해서 기술 및 품질 경쟁력을 지속적으로 유지 자체적으로 보유하고 있는 대규모 전문 마케팅 인력과 그룹 차원의 수요자 금융상 품 등을 바탕으로 세계 의료기기 산업 유통망을 장악 안전성 추구 국민의 생명과 연관된 제품과 서비스를 제공하므로 안전성이 가장 중요 : 이로 인해 세계 각국은 의료장비에 대해 자국에 맞는 규격과 품질에 관한 표준, 각종 인 허가 제도를 마련하고 있음 제1장 의료장비 개발로드맵 개요 307

340 신성장동력장비 개발로드맵 : 의료장비는 간단한 소형기구에서부터 첨단 수술용 로봇까지 종류가 다양하며 의 약품과 마찬가지로 엄격한 임상시험이 요구됨 : 기존제품을 지속적으로 사용하려는 보수 성향에 따라 검증이 안 된 신제품보다는 유명제품에 대한 선호도가 높음 기술집약형 성장산업 삶의 질에 대한 관심증대와 고령사회로의 진입 등으로 인해 향후 연평균 5%이상의 지속적인 수출증가가 예측되는 성장산업 : 질병을 치료하고 예방하여 인간의 삶의 질을 향상시키는 목적으로 다양한 기술을 가진 품목들이 생산되고 있음 IT, BT, NT 등 첨단기술을 결합한 부품을 많이 사용하는 기술집약형 산업 : 의료와 첨단기술의 융합으로 개발된 의료장비는 소득증대로 인해 종합적인 건강 관리와 편리하고 양질의 의료서비스에 대한 수요가 확대 높은 진입장벽 소수의 다국적 기업이 주도하고 있으며 이들은 자체적인 전기, 전자, 기계, 제어계 측 등 다양한 사업 영역에서 기술력을 확보하여 국제적인 경쟁력을 갖추고 있음 높은 연구개발 및 임상시험 비용 등으로 선도기업을 중심으로 인수합병이 증가하 는 추세이지만 다품종 소량 수요의 특성을 가지고 있어 유연성이 높은 중소기업에 적합한 분야임 308

341 6. 의료장비 개발로드맵 3) 주요공정 및 장비 체계도 공정 체계도 진단장비 치료장비 영상진단장비는 검출기 및 영상센서 제작공정, 고속 영상 재구성 공정, 영상획득 및 실시간 처리공정, 고해상도 영상화 공정 등이 사용됨 치과용 진단장비는 구강영상 촬영을 위한 검출소자제작 공정, 다층 파노라마 영상 획득공정 및 볼륨 영상 시퀸스 공정이 중요함 실험분석장비 로봇수술기 개발을 위한 로봇 수술용 haptic interface 공정, 최소침습용 기구 최소화 공정 및 고정밀 미세 제어공정이 중요함 스텐트는 미세 레이저 가공, 표면처리 및 코팅 공정, 약물방출 및 생분해 공정이 필수적임 임상분석장치, 크로마토그래피, 혈액검사장치, 전자현미경, 초음파 현미경 등 바이오 chip을 이용한 유전적 결함 진단 및 분석장비로서 간편하고 정확한 진단을 위해 활용 <그림 6-2> 의료장비 제조 공정 제1장 의료장비 개발로드맵 개요 309

342 신성장동력장비 개발로드맵 2 의료장비 개발로드맵 작성 범위 산업환경분석 장비개발전략 장비개발로드맵 수립 과정을 통해 전략품목을 도출하 고 개발 이정표를 제시 수립 단계 산업환경 분석 장비개발 전략 장비개발로드맵 주요 내용 신성장동력 전략지도, 제품산업 글로벌 마켓 트렌드, 분야별 장비개발 계획 검토 국내외 시장동향, 기술동향, 정책동향, 특허동향 등 산업동향 분석 가치사슬을 통한 산업구조 분석 SWOT 분석으로 대응 전략 도출 분야별 발전 비전 및 목표 제시 기능별/공정별 주요장비 파악 포트폴리오 분석으로 우선 개발 대상 전략품목 선정 전략품목별 주요 성능지표 및 개발 목표 설정 전략품목별 세부 개발전략 수립 310

343 6. 의료장비 개발로드맵 제2장 의료장비 산업환경 분석 1 관련 제품/서비스산업 동향 분석 의료장비 제품산업 동향 품목별 시장전망을 보면 정형외과장비(24.9%), 심혈관장비(16.8%), 주사기 및 카테 터(12.4%), 전자의료장비(10.9%), X-ray 장비(10.9%), 기초의료용품(7.8%) 등 의 순으로 그 규모가 확대 될 것으로 전망됨 : 성장률이 높음 품목으로는 의료용 로봇(25.0%), 정형외과장비(13.6%), X-ray 필름 (11.4%), 초음파장비(7.0%), 휠체어(5.9%), 기초의료용품(5.4%)을 들 수 있음 : 그러나 높은 성장률에도 불구하고 의료용 로봇(0.5%), X-ray 필름(1.9%), 휠체어 (0.9%)는 시장 규모가 너무 작아 규모 확대에 한계가 있음 시장규모가 크고 성장률이 높은 품목으로는 정형외과장비, 심혈관장비, 전자의료장 비 등을 들 수 있으나 앞으로 심혈관장비, 전자의료장비의 성장둔화가 예상됨 : 그럼에도 불구하고 세 가지 품목의 2005년 시장점유율은 41.0%에서 2010년에는 52.6%으로 성장세가 빠르며 이 품목들은 고급 기술을 사용한 것이 대부분임 제2장 의료장비 산업환경 분석 311

344 신성장동력장비 개발로드맵 세계 의료장비 수입시장은 정형외과장비, 심혈관장비, 전자의료장비, X-ray 장비를 중심으로 형성될 것으로 정망되며, 수출확대를 위해서는 이 분야에 집중적인 투자 와 기술개발이 이루어져야 할 것임 의료장비 서비스산업 동향 우리나라 국민의 평균 수명은 2011년 현재 79.05세이며, 전체 인구 중 65세 이상의 노 령 인구는 2000년에는 7.2%에 불과했지만 2050년에는 38.2%로 무려 5배 이상 증가할 것이며, 2050년 한국 남성의 평균수명은 84세, 여성은 89세로 높아질 것이라 예상됨 고령 인구의 증가와 더불어 고령자의 건강에 대한 관심 고조, 1인당 국민소득 증가 가 맞물려 향후 의료장비산업이 지속적으로 성장할 것으로 보임 세계 의료장비시장의 85%를 차지하는 미국, 유럽, 일본의 평균 출산율 저하 및 평 균 수명증가로 인해 인구고령화가 가속화되면서 고령친화산업이 급성장하고 있으 며, 의료산업에서도 고령인구에 특화된 의료서비스 및 고령친화 의료장비에 대한 신규 수요가 지속적으로 증가하고 있음 정부가 지원하는 공공의료 및 서비스에 대한 지속적인 요구가 증가하고 있으며, 핵 가족화로 인한 노인부양 기능 약화, 사회적 보호서비스 수요가 증가되고 있음 2 신성장동력 전략지도 분석 2.1 메디-바이오 진단 시스템 메디-바이오 진단 시스템은 바이오, 생화학 등의 기초기술, 나노 기술, MEMS 가공기 술 및 시스템 기술 등 BT, NT, IT 및 시스템 기술을 총괄하는 분야임 일반적인 연구개발은 기획에서 시작하여 시장화로 마무리되는 직선적 구조이지만, 메디-바이오 진단 시스템 분야는 각 요소들이 지속적으로 순환하면서 각 단계에서 발생하는 문제를 피드백하고 신기술분야를 지속적으로 업데이트 하여 제품의 사양 을 향상시키는 형태로 구성되어야 함 2.2 첨단의료영상진단기기 생활수준의 향상과 고령화로 인한 의료수요의 급격한 증가 IT BT NT 융합기술의 발전으로 인한 영상진단기술의 패러다임 변화 312

345 6. 의료장비 개발로드맵 : 아날로그 시대 디지털 시대 : 질병발현 후 진단 및 치료 질병 발현 이전 진단 및 치료 영상진단장비의 급격한 진화 : 단일 modality 고기능화 다기능화/복합영상화 인간 친화적 기술(저선량 비침 습 무구속) 2.3 고령친화의료기기 삶의 질 향상 고령친화 의료기기의 대표적인 품목인 전동휠체어, 다기능 보청기, 지능 형 웨어러블 재활훈련시스템, 수면질 향상 침대, 자동배뇨배변처리장치, 고령 가용감성 기능의복, 스마트 신반 등은 유사한 가치사슬을 가지지만 품목별 현황은 다소 차이가 있음 3 의료장비 산업동향 분석 3.1. 국내외 시장 동향 및 전망 시장 특징 의료장비시장은 GE, Siemens, Philips등 다국적 거대 기업들이 전체시장의 70~80% 를 점유 세계시장 현황 '07년 세계 의료장비시장 규모는 415.9억불로 추산되며 '07~'18년까지 연평균 5.4% 의 지속적 성장 전망 의료장비시장은 개도국의 경제발전, 전 세계적인 고령화, 의료기술의 급속한 발전 에 따른 수요증가 예상 <표 6-1> 의료장비산업의 세계시장 규모(전망포함) 구분 2007년 2008년 2009년 2010년 2013년 2015년 2018년 (단위 : 억불) 연평균 성장률 (07~18) 금액 % 출처 : Espicom, The World Medical Markets Forecasts to 2012, 제2장 의료장비 산업환경 분석 313

346 신성장동력장비 개발로드맵 국내시장 규모 우리나라의 '08년 의료장비 생산액은 12.7억불로 '07년 11.5억불 대비 10.4% 성장 : 시장규모는 2001~2007년 기간 동안의 연평균 성장률 10.9%로 높은 성장을 지속 : MRI, CT등 고급 의료장비 수입증가로 무역수지 적자도 대폭 증가하여 2007년 4.4 억불 무역수지 적자를 기록 국내 의료장비 시장은 의료서비스에 대한 질적 수준 향상 요구와 병/의원의 양적 팽창에 따른 첨단 의료장비의 수요증가, 고령화와 소득수준 향상에 따른 예방검진 장비 분야의 고성장세 등으로 향후 연평균 10%대의 고성장 기대 2018년 국내 시장 규모는 48.5억불을 상회할 것으로 예상되며 이러한 성장률은 세 계 의료장비 시장규모가 5.4%씩 성장할 것으로 예상 <표 6-2> 의료장비산업의 국내 시장 규모 (단위 : 억원/백만불) 구분 2006년 2007년 2008년 2009년 2010년 2013년 2015년 2018년 규모 생산 수출 수입 출처 : 2008 의료기기 제조 수입 수리업소 편람, 한국의료기기산업협회, , '01~'07년 평균성장을 적용 추정 3.2. 국내외 기술 동향 및 전망 세계 기술개발 현황 Johnson&Johnson, General Electric, Medtronic, Baxter International 등 세계적인 의료장비 제조업체를 보유, 세계의료장비 시장의 70% 이상을 장악하고 있으며 장 비의 핵심 원천기술도 보유 : Johnson & Johnson은 세계에서 가장 큰 의료장비 매출액을 기록하고 있으며, 봉 합사 및 상처 관리 제품부터 진단장비, 인공관절 및 척추 관련 제품, 소독 제품 등 다양한 의료장비 제품을 공급 : GE 헬스케어는 조기 진단 및 사전 질병징후 탐색과 질병예방에 초점을 맞춘 새로 운 early health'를 가능하게 하는 것을 비전으로 하여 새로운 환자치료의 방법으 로 발전하고 있는 변화된 의료기술과 서비스를 제공하고 있으며, 특히, 의료 영상 및 정보 기술, 진단, 환자 모니터링 시스템 등에 특화된 전문성을 보유함 314

347 6. 의료장비 개발로드맵 : SIEMENS Medical Solution은 방사선과 imaging 시장에서 강력한 경쟁 위치에 있으 며, 세계 초음파 시장에서의 시장 선두 주자로 자리매김하고 있으며, 진단 및 치료 시스템과 단층촬영, 자기공명단층촬영장치, 분자 이미징, 초음파 검사 및 방사선 장 치뿐만 아니라 임상 관리 목적을 위한 정보기술 시스템의 시장에 공급하고 있음 <표 6-3> 해외 주요국의 기술개발 현황 장비명 개발단계 개발 내용 개발주체 수술용 MRI (폴스타 N30) PET/CT (GEMIMI TF) C-arm형 X-선 투시촬영장비 (OEC 9900 Elite) 사이버나이프 상용화 수술방에서 환자의 수술영상정보가 실시간 제공 감마선 시간 측정값을 이용한 TOF 기술을 적용해 영상 품질을 향상 DRM(Dynamic Range Management) 기술을 이용하여 고속 처리 속도로 영상의 질을 향상시켜 수술에 필요한 특정 부위의 화질을 높임 암 부위의 형태와 크기 등을 정밀하게 분석한 후 1,200개의 이상의 방향으로 방사선 조사가 가능 메드트로닉 필립스 GE헬스케어 Accuray 다빈치 복강경 수술 로봇 Intuitive surgical 디지털병원 통신네트워크 및 의료정보/의료영상 시스템 GE 헬스케어 모노크로매틱 X-선을 이용한 진단장치 재활치료 훈련시스템 Pilot 출처 : 첨단 전자의료기기 시장동향과 기술개발전략 국내 기술개발 현황 엑스선 천체망원경 제작기술을 응용하여 모노크로메틱 엑스선 발생장치 개발 훈련 시스템에 대한 기술 연구는 미국의 Henley International 사 등 전 세계적으로 15개 사에 의해 다양한 재활운동 훈련 시스템 기술이 개발되고 있음 MXF Technology Henley International 국내 의료장비 산업은 선진국과 비교할 때 여전히 취약한 상황으로 아직까지 많은 부분을 수입에 의존하고 있고, 기업들은 대부분 영세하고 투자 여력이 낮으며, 기 술력 및 전문 인력도 글로벌 기업과 비교할 때 매우 부족함 생체 현상 계측이나 의료 영상 진단과 같은 진단장비로 분류되는 기술수준은 해외 최고 기술 수준의 약 70%까지 접근하고 있으나 치료장비로 분류되는 다기능 로봇 수술 시스템, 영상 유도 융합 치료기, 정형외과 임플란트의 기술은 세계 수준의 약 60%에 해당하고 있음 전 세계가 현재 급속한 노령화 사회로 진입하고 있으며, 이로 인하여 고령화 질환 으로 분류할 수 있는 각종 퇴행성 근골격계 질환의 증가에 비하여 이를 치료하는 장비의 기술은 상대적으로 뒤처지고 있음 제2장 의료장비 산업환경 분석 315

348 신성장동력장비 개발로드맵 진단장비 분야의 경우 프리미엄급 제품개발 경험이 부족한 상태이며 중 저가급의 나 특정 진료과(치과용 CT, 산부인과용 초음파)중심의 기술개발 치료장비 분야는 절개수술에서 복강경 및 내시경 수술로 전화되는 추세이며 다빈 치라는 외산 장비가 로봇수술기 시장을 독점하고 있으며 국내에서는 KIST에서 복 강경 수술 시스템을 개발 중 <표 6-4> 국내 기술개발 현황 구분 장비명 개발단계 개발 내용 개발주체 진단장비 치료장비 실험분석장비 Digital Radiography (영상센서) MRI 제품판매 상용화 a-se 방식의 디지털 방사선 영상센서 디알텍 Pilot 포톤카운팅 저선량 영상센터 개발 한국전기연구원 초전도자석형 1.5T MRI상용화/ 영구자석형 개방형 MRI로 자장세기 0.32테슬라 아이솔 /싸이메디스 PET Pilot PET-MRI 융합 여기술 가천길병원 복강경 수술 시스템 Cyclotron 크로마토그래피 Pilot Pilot pilot 정밀 광학계와 고화질 영상처리기술을 통합 설계해 실시간 영상처리기술 적용 18F와 11C 표지 화합물을 위한 방사성 추적자 합성 시스템 개발 바이오센서를 이용한 면역크로마토그래피의 정량분석법 개발 국립암센터 가천의과대학 뇌과학연구소 광주과학기술원 출처 : 첨단 전자의료기기 시장동향과 기술개발전략 3.3. 정책 동향 의료장비산업 발전을 위해 선진국들은 의료관련 규제를 개혁하고, 경제활성화를 위한 정책을 추진하고 있으며, 로봇, 신소재, 나노, MEMS 등의 IT 기반 치료기기 신산업에 서 세계시장 선점을 위해 정부주도의 법제도 정비 및 R&D 정책이 추진 중임 우리나라의 경우 2010년 11월 의료기기산업 육성방안 을 통해 25대 전략품목 선 정, R&D 추진 및 임상지원 CE 및 FDA 등 국제인증획득 지원 강화 등 의료장비 산 업 고도화를 위한 정책을 마련 각 국에서는 자국의 의료장비 산업 보호를 위한 규제를 강화하고 있음 의료장비 선진국(미국, 유럽, 캐나다, 호주)들은 GHTF(Global Harmonization Task Force, 의료기기국제조화기구)를 구성하여 활발한 국제 활동, 제품개발을 통한 경 316

349 6. 의료장비 개발로드맵 쟁력 강화로 세계시장을 확대하고 있으며, 또한 Johnson&Johnson, GE 등 다국적 기업도 자국의 정치적 지원을 받으며 적극적 마케팅에 주력 EU에서는 Framework Programme을 통해 IT의료 기반연구 개발에 적극적으로 지원 : ILS(Independent Living Service), AAL(Ambient Assisted Living) 등 고령화 사회 에 대 비하여 고령인구의 건강 및 독립적 생활을 위한 프로젝트 등 사회복지 차원 의 기반서비스 형태로 추진 의료장비와 관련된 보험은 정부 주도 보험시장이므로 자국의 국내산업 보호와 경 기부양을 위해 보이지 않는 규제를 강화하고 있으며, 특히 후발국의 가격경쟁력을 통한 자국 시장 진입 확대에 대응하기 위해 미국, EU를 중심으로 안전성과 신뢰성 에 대한 규제는 강화되는 추세임 3.4. 특허 동향 2000년 이후의 전세계 특허 출원추이를 살펴보면, 한국은 2004년 이후로 지속적인 증 가 추세를 나타내고 있으며, 유럽은 2002년 이후로 증가추세를 보이고 있으며, 일 본 은 큰 증가나 감소를 보이지 않는 것으로 나타남 미국등록특허의 등록량 추이를 살펴보면 2001년 이후 급속한 증가세를 보여 현재 까 지 꾸준한 등록 추세를 보이는 것으로 나타남 의료장비산업 전체에서 상위 특허권자 분포를 보면 개인출원 비율이 가장 높고 GE, Siemens, Toshiba 순으로 높게 나타남 GE 와 Siemens는 해당분야에서 미국, 일본, 유럽에 패밀리 특허를 갖고 있음을 나 타내는 삼극 특허 분포에서도 상위권에 속함 삼국 특허 분포를 보면 GE, Philips, Picker Unternational, Siemens순으로 높은 비 율 을 나타냄 IT, 통신 산업의 발전에 따라 원격재택 의료장비 분과와 모바일 헬스케어 분과는 99년을 기점으로 급증하는 추세를 나타냄 2000년대에 들어서면서 고령자를 위한 의료장비 분야의 기술이 증가하는 추세를 타 나내고 있으며 한방의료장비 분과의 경우 80년대에는 관련기술에 대한 출원경 향이 미약했으나 90년대에 들어서면서 출원량이 최근까지 꾸준한 증가추세를 나타 내고 있음 제2장 의료장비 산업환경 분석 317

350 신성장동력장비 개발로드맵 3.5. 표준화 동향 의료장비 분야의 국제적인 공적 표준은 국제표준화기구(ISO : International Organization Standardization, IEC : International Electronical Commission)에서 가지고 있고, 선진국 들이 모여서 만든 의료기기관리국제정합화기구 (GHTF : Global Harmonization Task Force)에서 40여종의 관련 규격이 개발되어 사용되고 있으며, 새로운 규격을 개발하여 보급하고 있음 ISO는 외과용 이식재 등 의료장비 관련 분야 12개의 기술위원회(TC : Technical Commite)에서 775종의 표준을 개발하여 운영 중에 있으며, 전자의료장비와 초음파 의료장비를 취급하는 IEC는 2개의 TC에서 160여개의 표준을 제정 운영 중에 있음 기타 유럽표준(EN:European Standard)은 4개 분류 276종의 규격이 있으며, 미국 은 미국재료시험협회 (ASTM : American Society of Testing Material) Committee F04의 35개 소위원회에서 의료용 소재에 대한 물성 조성 생물학적 특성에 대한 표 준을 제정 운영함 선진의료기기협회(AAMI : Association for the Advancement of Medical Instrumentation) 는 251개 TC 및 작업반에서 130개 이상의 규격 규정 기술 정보 보고서를 보유하여 미국 표준협회(ANSI : American National Standards Institute)의 승인을 받아 적용하고 있음 국내 의료장비 분야 표준화 현황은 기술표준원에서 운영하고 있는 한국산업규격 (KS)' 671종과 식약청에서 운영 중인 의료기기 제조 및 품질관리기준 114종의 기술 기준이 있으며, 기술표준원에서 국제 규격과 일치시키기 위해 꾸준히 추진하고 있음 의료장비와 관련된 국내 부처로는 기술표준원을 비롯해 지식경제부 보건복지부 식 약청 등으로 표준을 비롯한 관련 제도를 수립 시행하고 있음 4 의료장비 산업구조 분석 국내 기업 및 인력 현황 2009년 기준 국내 의료장비산업에 종사하는 인력은 제조업체 28,167명, 수입업체 15,677 명으로 집계됨 생산액이 10억원 미만인 업체가 2009년 1,393개로 전체 제조업체의 79.4%를 차지 하고 있으나, 생산액은 2,422억원으로 전체 생산액의 8.8%에 그치고 있음 318

351 6. 의료장비 개발로드맵 제조업체 종사자수의 경우 2003년~2009년 기간 동안의 연평균 증가율은 4.4%, 수 입업 체 종사자수는 2004~2009년 기간 동안 5.1%의 성장률을 보이고 있음 2009년 종사자 1인당 생산액은 9,810만원으로 전년대비 7.0% 증가하였음 의료장비 제조업체 종사자수 증가율은 2.3% 수준으로 낮은 반면 의료장비 생산액 의 연 평균 성장률이 (2004~2009)이 13.3%로 높은 증가율을 나타내면서 종사자 1 인당 의료기 기 생산액이 2005년부터 평균 10% 이상 증가함 이는 우리나라 의료장비산업의 생산성이 점차 향상되고 있음을 나타냄 <표 6-5> 국내 기업 및 인력 현황 규모별 기업 수(연매출 기준) 고용 1,000억원 500~1,000억원 <500억원 2 개 5 개 1,747개 28,167명 출처 : 한국의료기기산업협회, 2010 의료기기 생산 및 수출 수입 수리업체 편람(제조업체만을 반영) 2009년 기준 상위 20개사의 생산액은 전체 생산액의 39.1%인 1조 821억원으로 집 계되 었으며, 상위 업체로는 초음파영상진단장치를 생산하는 (주)메디슨이 2,036억 원(7.4%)로 생산액이 가장 많았고 그 뒤로 세라젬(4.0%), 오스템임플란트(3.1%), 신흥(2.7%)의 순임 <표 6-6> 주요 장비기업 현황 (단위 : 억원/명) 기업규모 기업 주요 생산 장비 매출액 고용 1,000 억원 500 ~1,000억원 <500억원 (주)메디슨 초음파영상진단장치 2, (주)세라젬 의료용 온열기 1, 오스템임플란드 치과용 임플란트 (주)신흥 치과용 기자재 (주)바텍 치과용 장비(디지털 x-ray, CT) 지멘스(주) 초음파영상진단장치 희성촉매(주) 치과재료 지멘스(주) 초음파영상진단장치 대명광학(주) 안경렌즈, 광학렌즈 벡톤디킨슨코리아(주) 일회용 주사기 (주)이우테크놀로지 치과용 영상 의료장비 (주)덴티움수원공장 치과용 의료기구 (주)누가의료기 가정용 온열기, 초음파, 저주파 한국지이초음파 초음파영상진단장치 (주)케미그라스 광학렌즈 출처 : 한국의료기기산업협회, 2010 의료기기 생산 및 수출 수입 수리업체 편람 제2장 의료장비 산업환경 분석 319

352 신성장동력장비 개발로드맵 가치사슬 분석 세계시장 선점을 위해 정부의 적극적인 역할을 통한 의료장비산업 발전동인 창출 필요 : 품질관리 체제를 선진국 수준으로 up-grade 하여 현재 저가품 중심의 과당경쟁 구조를 품질경쟁 체제로 전환 : 의료장비산업은 인 허가 단계를 포함하는 장기간의 대규모 투자가 필요한 분야 : 의료장비산업의 가치사슬 특성이 원활하게 연계될 수 있도록 지원 <그림 6-3> 가치사슬 체계도 320

353 6. 의료장비 개발로드맵 제3장 의료장비 개발전략 1 SWOT 분석 및 당면현안 1.1. SWOT 분석 강점 (Strength) 세계 최고의 IT 기반 기술 확보 전자 반도체 산업의 경쟁력 우수한 제조 기술 및 기반 세계 일류 의료 임상 서비스 약점 (Weakness) 기술 경쟁력 및 원천기술 부족 전문실무 인력 부족 임상시험 지원체계 부족 전주기적 관리 지원 미흡 재택, 원격진료 서비스 인프라 및 관련 법규와 제도 등 미비 기회 (Opportunity) 국내 융합 가능한 유관 산업의 제반 기술력 국내 인구 고령화에 따른 내수시장 성장 정부의 의료장비 산업 지원 의지 질병의 조기진단 및 예방을 위한 잠재시장 확대 위협 (Threat) GE, Siemens, Philips 등 거대 글로벌 기업과의 경쟁 국내 의료복지 서비스 시장 개방 아시아 시장에서 중국과의 경쟁 심화 기술선진국의 특허권 청구 및 기술 독점 인허가 및 평가 시스템 미비 1.2. 당면현안 의료장비산업의 기술경쟁력 확보 연구개발 초기단계부터 시장지향형 R&D추진 상용화 및 글로벌시장 진입을 위해 IT BT NT 기술 융합형 의료장비산업에 전주기 적 지원을 통한 중장기 지원 의료장비산업의 성장기반 확충 거점별 의료장비 산업클러스터 특화 의료장비산업의 시장 개척 연구개발에 의사(병원)참여를 의무화하여 국산개발 의료장비의 신뢰성과 초기시장 을 확보 제3장 의료장비 개발전략 321

354 신성장동력장비 개발로드맵 IT기술과 의료기술의 융합으로 시장선점 및 신산업 창출 세계적 수준의 IT 인프라와 정보통신 기술, 반도체 기술과 의료진, 의료기술을 융 합하여 국제 경쟁력을 갖춘 IT의료 기술 개발을 통한 국가 성장 동력으로 육성 2 의료장비산업의 발전 비전 2.1. 비전 및 목표 2015년 IT 융복합 의료장비 Top 5 강국 진입 3대 분야, 9대 세부과제를 전략적 추진 구분 '10 '15 20 산업 성장 기반 확충 첨단의료장비 클러스터 활성화 생산자-수요자간 협력 등 수요기반 강화 의료장비 품질관리 및 임상시험 역량 강화 산업혁신 역량 강화 시장친화적 핵심기술 개발 집중투자 유망 전문벤처기업 집중 육성 표준화 및 시험 평가 기반 확충 미래 신시장 개척 e-hospital의 수출 산업화 U-healcare 서비스의 활성화 맞춤형 해외 마케팅 지원 강화 2.2. 중점 추진 전략 산업 성장기반 확충 1) 첨단의료장비산업 클러스터 활성화 각 지역의 특성을 반영하여 정부, 지자체, 대학, 연구소 등의 실질적 네트워크를 형성 2) 생산자-수요자간 협력 등 수요기반 강화 생산자 수요자(병원, 의사)간 상생협력 확대 : 의료기관의 제조업체 방문, 생산자-수요자 공동 학회 세미나 공동개최 등을 통해 의 료장비 개발 방향 진단 및 국산의료장비 구매 촉진 공동의료기관의 구매제도 개선으로 국내기업 입찰기회 확대 322

355 6. 의료장비 개발로드맵 산업혁신 역량 강화 1) 시장 친화적 핵심기술개발 집중 투자 새롭게 시장이 창출되는 신산업분야의 투자 비중을 확대 임상시험, 표준화, 인력양성 등 전주기적 R&D 지원 의사(또는 병원) 참여 의무화로 신뢰성 및 초기 시장 확보 2) 유망 전문 벤처기업 집중 육성 벤처기업이 개발한 의료장비의 조기상품화 지원을 위한 의료장비 투자펀드 조성 3) 표준화 및 시험평가 기반 확충 ISO, IEC 등 국제표준기구의 규격을 토대로 단계적 의료장비 표준화 추진 시험 검사기관의 시험평가 능력을 국제수준으로 향상 미래 신시장 개척 1) e-hospital의 수출 산업화 시장 진입장벽 극복을 위해 디지털 병원 수출모델 개발을 추진 디지털 병원 수출을 위한 프로젝트 발굴 및 디지털 병원 홍보 신흥시장인 동남아, 중앙아시아 등 개도국 대상으로 패키지형 e-hospital 수출 추진 2) U-healthcare 서비스의 활성화 U-healthcare 서비스 시범사업을 통한 비즈니스 모델 발굴 세계 최고의 U-healthcare 시스템 구축을 위한 기술 개발 U-healthcare 서비스의 활성화를 위한 법 제도 정비 3) 맞춤형 해외 마케팅 지원 강화 선진국시장의 현지 의료전문가를 기업도우미 로 활용하여 진출희망 업체에 맞춤형 서비스 제공 신흥 자원부국에 민관 합동의 시장 개척단 파견 제3장 의료장비 개발전략 323

356 신성장동력장비 개발로드맵 3 의료장비 전략품목 도출 3.1. 공정/기능별 주요 장비 진단장비, 치료장비, 실험분석장비에 대해 각각 업계를 선도하는 6개 공급기업과 3개 의 수요병원에 실태조사를 통해 주요공정별 장비를 1차 도출 TFT기획회의를 통해 정부의 지원 필요성을 중심으로 총 15개의 개발 대상 장비를 도출 <표 6-7> 공정/기능별 주요 장비 공정/기능 장비 기능 진단장비 치료장비 실험분석장비 나선식 CBCT PET-CT/MR SPECT-CT 이동형 CT 3D C-arm X-Ray CT 기반 유방암 진단기 밀리미터파 영상장비 망막세포 3D 장비 Tomo-광음향 영상장비 방사선 치료용 Couch 가상수술 네비게이터 구리-증기 레이저 수술기 초음파 유도 HIFU 고속 생화학 혈액분석기 평판형 검출기(FPD)를 이용한 볼륨형 나선식 콘빔 CT PET의 기능성 영상과 CT 또는 MR의 해부영상을 동시에 제공 SPECT의 기능성 영상과 CT의 해부영상을 동시에 제공 대형 CT 사용이 어려운 수술실 등에서 고속, 저피폭 진단/시술안내가 가능 수술 가이드 용 이동형 X선 장비 유방암 진단시 해상도를 높은 X선 장비 인체에 무해한 밀리미터파를 이용한 영상진단 장비 망막세포의 분자영상을 통해 정밀 조기 진단이 가능한 장비 삼차원 Tomosynthesis 영상과 광음향 단층촬영이 동시에 가능한 장비 방사선 치료 또는 영상진단시 환자 위치의 정밀제어가 가능한 침대 수술전 및 수술시 가이드가 가능한 시뮬레이션 장비 가시광선 대역의 구리-증기 레이저를 이용해 내피부위 종양제거에 사용 Cyclotron 방사선 동위원소 합성장비 PET용 방사선 원소 생성장비 강력한 초음파를 조사하여 인체 내의 종양을 제가하는 치료 장비 질병 진단을 위해 혈약 등을 고속으로 자동 분석하는 장비 3.2. 포트폴리오 분석 분석 방법 및 선정기준 324

357 6. 의료장비 개발로드맵 기술개발 가능성 : R&D능력과 기술의 난이도 시장 매력도 : 시장 성장성과 시장 점유 가능성 글로벌 트렌드상 중요도가 높으며 선진국과 기술격차가 커 수입의존도가 높은 장 비의 경우 가중치를 부여 각각의 장비군에 대해 R&D능력, 기술난이도, 시장규모, 시장의 성장성을 평가하여 4항목에 대한 총점 100점을 기준으로 75점 이상을 전략품목으로 최종결정 포트폴리오 분석 결과 (a) 기술개발 가능성 (c) 포트폴리오 분석 결과 <그림 6-4> 포트폴리오 분석 결과 (b) 시장의 매력도 A-1 볼륨형 나선식 CBCT A-2 PET-CT/MR A-3 SPECT-CT A-4 이동형 CT A-5 3D C-arm X-Ray A-6 CT 기반 유방암 진단기 A-7 밀리미터파 영상장비 A-8 망막세포 3D 장비 A-9 Tomo-광음향 영상장비 A-10 방사선 치료용 Couch A-11 가상수술 네비게이터 A-12 구리-증기 레이저 수술기 A-13 초음파 유도 HIFU A-14 고속 생화학 혈액분석기 A-15 Cyclotron 방사선 생성장비 (d) 범례 3.3. 전략품목 도출 수입 의존도가 높고 제품개발 시 신의료서비스 창출이 가능한 품목을 우선 대상으로 함 (진단장비) 모바일 CT, PET-CT/MR, SPECT/CT 등은 국산화 초기단계의 장비들이 지만 향 후 시장 규모 확대가 기대됨 제3장 의료장비 개발전략 325

358 신성장동력장비 개발로드맵 (치료장비) HIFU(고강도집속초음파) 등은 시장 성장성 및 국산화율이 양호하며 품 질향상으로 국내 시장 확대 및 세계시장 진출이 가능함 (실험분석장비) 중 고속 생화학/혈액 분석기 등은 정확한 진단에 필수적인 장비로 서 국산화시 파급효과가 큰 장비임 위 근거로 종합 분석하여 HIFU, 모바일 CT 등 총 12개의 전략품목을 도출하였음 <표 6-8> 의료장비 전략품목 전략품목 이동형 CT PET-CT/MR Tomo-광음향 영상장비 볼륨형 나선식 CBCT SPECT-CT 망막세포 3D 장비 밀리미터파 영상장비 초음파 유도 HIFU 방사선 치료용 Couch 가상수술 네비게이터 구리-증기 레이저 수술기 고속 생화학/혈액 분석기 주요 수요기업 의료기관(59천개 소) 종합전문 요양기관(43개) 종합병원(284개) -중소병원(2,156개) 의원(27,040개) 326

359 6. 의료장비 개발로드맵 제4장 의료장비 개발로드맵 1 마크로 로드맵 진단장비 분야 신시장 창출이 가능한 신개념 장비(Mobile CT, 망막세포 3D 영상장비 등) 진단 정확성 향상을 위한 융합영상기기(PET-CT, SPECT-CT 등) 진단능력 향상을 위한 영상장비용 Couch 치료장비 분야 신시장 창출이 가능한 초음파 가이드 HIFU, 가상수술네비게이터 등 실험분석장비 분야 진단효율화를 위한 자동 생화학/혈액분석기 메가트렌드 '11 '12 '13 '14 '15 '16 '17 '18 '19 20 이동형 CT PET-CT/MR Tomo-광음향 장비 진단장비 볼륨형 나선식 CBCT SPECT-CT 망막세포 3D 장비 밀리미터파 영상장비 초음파 유도 HIFU 치료장비 방사선 치료용 Couch 가상수술 네비게이터 구리-증기 레이저 수술기 실험분석장비 고속 생화학/혈액 분석기 제4장 의료장비 개발로드맵 327

360 신성장동력장비 개발로드맵 2 마이크로 로드맵 전략품목 구분 전략품목주요기술 '11 '12 '13 '14 '15 '16 '17 '18 '19 20 이동형 CT 저선량화 기술 고해상도 영상제공 기술 노이즈 개선 알고리즘 PET-CT/MR PET 검출기 평판형 x-ray 검출기 융합영상 및 구동시스템 Tomo-광음향 장비 고성능 3D Tomosynthesis 이미징 기술 고속 3D PAT 이미징 기술 유방암 진단용 Tomo-PAT 융합 이미지 진단 장비 볼륨형 나선식 CBCT X선 및 고전압 제어장치 갠트리 및 나선형 구동기술 고속 영상처리 기술 SPECT-CT SPECT/CT Gantry 회전 구종장치 CT 영상획득을 위한 X선 튜브 제어장치 SPECT/CT 영상 융합 프로그램 망막세포 3D장비 투명세포 3D 이미징 장치 광대역 광원 고속 다방향 Moving Stage 밀리미터파 영상장비 밀리미터파 스캐너 신호 검출부 RF 신호처리 및 영상재구성 모듈 초음파 유도 HIFU 치료용 트랜스듀서 및 위치초점 제어기술 초음파 영상 시스템 치료콘솔 및 열제어 시스템 치료 장비 방사선 치료용 Couch 가상수술 네비게이터 Couch Top 및 Robotic Arm 원격 제어장치 제어 소프트웨어 수술계획 소프트웨어 Haptic 인터페이스 Visual 인터페이스 개발 구리-증기 레이저 수술기 색도 센서 기술 Copper bromide laser Control part 분석 장비 고속 생화학/ 혈액분석기 자동 검사 모듈 고속 해석 모듈 운송 및 관리시스템 328

361 6. 의료장비 개발로드맵 3 전략품목별 세부 개발전략 장 비 명 이동형 CT 개 요 대형 CT 사용이 어려운 다양한 진료현장(수술실, 검진 등) 에서 고속, 저피폭, 3차원 스캔이 가능하며, 진단/시술안 내 기능을 포함하는 이동형 CT 적용대상 제 품 선정사유 핵심개발 기 술 핵심부분품 장비현황 병원내 수술실 또는 이동검진시 별도 전원장치 없이 고속 사용이 가능한 신개념 CT 대형 전신용 CT 시장 진출은 기존 기업의 강세로 인해 어려우나, 소형 CT 기술을 발전시킨 이동형 제품은 국내 기술력으로 개발이 가능하며 신시장 창출이 가능할 것으로 사료됨 저피폭 3차원 CT를 위한 고감도, 고속 검출기 소형 경량의 Generator 및 Gantry 고속, 고화질, 3차원 영상 재구성 SW 개발 통합 시스템 구현 및 물리적, 임상적 성능 평가 듀얼모드(저선량 고속모드, 고해상도 모드) 스위칭 기술 저피폭선량 검출기 기술 소형 경량 겐트리 기술 해외 메이저 기업은 모바일 CT를 본격적으로 출시하지 않고 있으며, 일부 기업의 개발시도 및 활용사례가 보고됨 국내는 치과용 CT만 출시되었으며, 전신용 CT는 기술력의 한계로 인해 미출시. 모 바일 CT는 미개발 개발기간 2012 ~ 2014년(3년) 소요예산 60억원(20억원/년) 기대효과 기존의 대형 고정형 CT 시장과 차별성을 갖는 이동형 CT의 신규시장형성 전망 CT 유도하 치료-시술의 증가로 시술현장 활용성 높은 소형 이동형 CT 수요 증가 전 세계적인 저피폭 방사선 안전강화를 기회로 차별화된 저피폭 3차원 CT 기술개 발 필요 제4장 의료장비 개발로드맵 329

362 신성장동력장비 개발로드맵 장 비 명 분자영상 융합장비(PET-CT/MR) 개 요 최적의 생물학적 기능영상과 해부영상을 동시에 제공하는 혁신적인 기술임 심장, 뇌질환 및 다양한 암진단데 탁월한 효과로 인해 그 수요가 최근 크게 증가 적용대상 제 품 선정사유 핵심개발 기 술 핵심부분품 장비현황 기능성 영상(PET)과 해부학적 영상(CT 또는 MR) 융합장비 평판형 x-ray 검출기를 이용한 일체형 PET/CT 검출기 기술은 세계적으로 처음 시도 기술임 국내 PET, CT, MR 관련 기반기술을 갖추었으며, 각 부분의 역량결집을 통해 핵심기술 개발 및 제품화가 가능할 것으로 사료됨 현존하는 최고 수준의 의료영상장비로서, 개발 성공시 의료기기 산업 수준을 대표하는 품목으로 예상됨 PET과 CT 또는 MRI가 통합되어 하나의 갠트리에 장착된 진정한 의미의 일체형 PET-CT/MR 시스템 영상 융합 및 해석기술 융합 영상을 획득하고 제어하는 단일 콘솔 Scintillation crystal module 및 광학 설계 개발 PMT-PET (또는 반도체 방식)검출기 모듈 Flat-pannel x-ray 검출기 및 x-ray generator 갠트리 및 환자 침대 개발 전체 핵의학 세계시장 규모는 2010년 예상 2.1조원 이며 이중 PET 시장이 차지하는 비율은 약 50% 정도(약 1조원) 임 국산제품은 초기단계 개발중이며 상용제품은 없음 개발기간 2013 ~ 2015년(3년) 소요예산 60억원(20억원/년) 기대효과 PET/CT 기술은 국내 여건을 감안할 때 기술적 인프라를 확보하고 있기 때문에 제품의 혁신성과 차별성이 강구되면 세계 시장의 진입이 가능하며, 경제 및 산업적 파급효과가 높은 미래 국가 전략사업으로 육성이 가능함 330

363 6. 의료장비 개발로드맵 장 비 명 Tomo-광음향 융합 영상장비 개 요 삼차원 tomosynthesis 촬영과 광음향 단층영상 촬영 (photoacoustic tomography)을 동시에 할 수 있는 융합진단기기 유방의 3차원 해부영상과 기능영상을 동일 좌표계에서 시각화함으로써 유방암 조기 진단의 정확도 및 편의성 향상 적용대상 제 품 선정사유 핵심개발 기 술 핵심부분품 장비현황 유방암 정기검진 장비 전이암 검사 장비, 영상유도 조직검사/시술 장비, 전립선 암 검사 장비 등 유방암은 한국 여성암 중 발병률 1위인 암으로, 조기에 발견되면 98% 완치가 가능하여, 한국 여성의 40% 이상이 정기적으로 유방암 검진을 받고 있음 종양의 해부학적 모양을 관찰할 수 있는 삼차원 tomosynthesis 영상과 종양의 양악성도를 영상화 할 수 있는 광음향 단층영상을 동일 좌표계에서 일괄적으로 획득할 수 있어 유방암 조기 진단의 정확도를 획기적으로 향상시킬 수 있음 고성능 3D Tomosynthesis 이미징 기술 고속 3D PAT 이미징 핵심원천기술 유방암 진단용 Tomo-PAT 통합 퓨전 이미징 시스템 3D Tomosynthesis 모듈 PAT 모듈 고화질 3D 영상 재구성 SW 국내에 직접방식의 X-ray 검출기 및 tomosynthesis 장비 개발은 실적은 없음 GE, Siemens 등 글로벌 업체에서 tomosynthesis 장비 제품화 활발함 세계적으로 PAT 3D 영상화를 위한 다양한 기술 개발 중 개발기간 2013 ~ 2015년(3년) 소요예산 60억원(20억원/년) 기대효과 3D 융합 영상으로 유방암 정기검진 정확도 획기적으로 향상 전립선암, 피부암 등 타 암질환 검사에 활용 제4장 의료장비 개발로드맵 331

364 신성장동력장비 개발로드맵 장 비 명 볼륨형 나선식 CBCT 개 요 평판형 검출기(FPD)를 이용한 볼륨형 나선식 콘빔 CT를 개발하여 뇌, 심장, 흉부, 복부, 골반, 혈관 등 전신 질환을 고속 3차원 스캐닝 적용대상 제 품 선정사유 핵심개발 기 술 핵심부분품 장비현황 독립형 CT(Dual energy, Cardiac) CT 융합영상기기(PET-CT 등)와 결합 대형의료기기중 세계시장규모와 수입대체효과가 가장 큼 국내 X선기업의 제품 경쟁력 강화에 기여 가능 다양한 복합기능 CT로 진화할 수 있는 파급력이 큰 제품임 평판형 검출기를 이용한 나선형 스캔기술 제안하는 볼륨형 나선식 콘빔 CT는 원형 회전에 비해 고속의 전신 촬영이 가능하고 원형 회전에서는 불가능했던 정확한 영상 재구성 방식의 적용이 가능함 고속 영상재구성 및 부분 영상화 기술 대면적 FPD X선 및 고전압 제어장치 갠트리 및 나선형 구동기술 고속영상처리기술 전신형 CT는 전량 외산 제품임 국산제품은 치과용 CT 등 국소형 제품에 국한됨 개발기간 2014 ~ 2016년(3년) 소요예산 60억원(20억원/년) 기대효과 전신형 CT의 세계시장(10조) 및 수입대체 (3,500억)효과가 크고 Dual energy CT, PET-CT, SPECT-CT, Cardiac CT 등으로 파급효과가 큼 대면적 FPD의 조기 적용으로 세계 FPD시장을 선도 332

365 6. 의료장비 개발로드맵 장 비 명 개 요 적용대상 제 품 선정사유 핵심개발 기 술 SPECT-CT 융합영상장비 (Single Photon Emission Tomography /Computed Tomography) 신개념 SPECT/CT 융합영상장치 개발로 단 한 번의 검사를 통해 핵의학 진단 정보와 해부학적 정보를 이용한 융합영상을 제공하는 일체형 시스템 개발 하나의 시스템에서 SPECT와 CT를 구현하여 동일한 포지션의 영상 정합에 의한 진단의 정확성을 높이고 수술을 위한 정밀한 위치정보 파악이 용이한 의료영상진단장치 전신의 종양 및 종양의 전이, 감염부위, 심장질환 및 갑상선 질환 등을 진단하고 병소의 위치를 파악 두 영상의 융합으로 종양의 해부학적 위치를 판별하여 진단 및 치료의 정확도를 높일 수 있으며, 정확한 진단부터 치료 계획까지 단 한 번의 검사로 가능 국내 기술로 우수한 제품을 생산하여 장비 가격 저감 및 원활한 공급이 가능 감마카케라를 이용한 SPECT 검출기 개발 평판형 x선 검출기를 이용한 CT 검출기 개발 일체형 SPECT-CT 시스템 개발 감마선 검출 및 신호 처리방식의 특성이 적합한 디텍터 핵심부분품 장비현황 SPECT-CT Gantry 회전을 위한 구동장치 CT 영상획득을 위한 x선 튜브의 제어장치 SPECT-CT 영상 정합을 위한 영상융합프로그램 세계적으로 GE, Siemens, Philips가 대부분을 차지 국내 고해상도 감마카메라의 연구 개발은 활발하게 이루어지고 있으나 상용화된 제품은 없음 개발기간 (3년) 소요예산 60억원(20억원/년) 기대효과 영상획득의 질적 향상 및 진단적 가치의 유의성을 증가할 수 있으며 외국 기술과 경쟁가능한 수준의 기술 보유가능 국내 외 시장점유율의 상승과 시장규모의 저변확대가 예상되며 개발종료 후 지속적인 유통전략 및 마케팅을 통한 높은 수준의 국부창출이 기대됨 제4장 의료장비 개발로드맵 333

366 신성장동력장비 개발로드맵 장 비 명 개 요 적용대상 제 품 선정사유 핵심개발 기 술 핵심부분품 장비현황 망막세포 3D 영상장비 망막 내의 시각 세포들을 3D 영상으로 표현하여 눈의 망막질환을 조기진단 안과용 영상진단장비 및 차세대 OCT 장비 분자레벨 영상진단장치 망막의 변형이 발생한 후에 진단이 가능한 기존장비(OCT)와 달리 망막을 세포레벨에서 관찰하여 초기에 관찰 및 검진 가능 안과는 연간 2조원 이상이며, 인체에서 눈의 중요성을 고려할 때 경제적 효과뿐만 아니라 사회적 파급성이 매우 큼 투명 세포 관찰 기술 광원 기술 초고속 3D 망막세포 영상처리 기술 투명세포 이미징 장치 광대역 광원, 3-D 세포 이미징 장치 초고속 이미징 장치 고속 다방향 moving stage 현재 대부분의 안과에서 고가의 OCT 의료장비를 보유하고 있으며, 이러한 OCT 장비들은 해외에서 전량 수입하여 사용 세계적으로 상용화된 제품은 미출시됨 개발기간 2016 ~ 2018년(3년) 소요예산 30억원(10억원/년) 기대효과 현재 망막이상을 측정하는 데 사용되는 OCT의 경우 2012년에는 1조원 이상의 세계 시장규모를 가질 것으로 예상되며, 매년 약 34% 증가할 것으로 예상 기존의 안과 시장뿐만 아니라 건강검진 시장에도 투입이 가능 334

367 6. 의료장비 개발로드맵 장 비 명 밀리미터파 영상장비 개 요 인체에 해가 없으면서 인체 조직에서 방사되거나 흡수 반사되는 35GHz 밀리미터파의 특성을 이용하여 의료영상을 얻을 수 있는 장비 적용대상 제 품 선정사유 핵심개발 기 술 핵심부분품 장비현황 피부암 및 유방암 진단 장비, 토모그래피 장비 방사선이 피폭되는 CT, 고가의 MRI의 단점을 보완하는 저가형 의료영상을 획득하는 기술을 개발을 통해 신시장 창출 인체로부터 자연 방사되는 밀리미터파를 수신하거나, 혹은 밀리미터파를 능동적으로 인체에 조사하는 스캐너 스캐너가 획득한 밀리미터파 신호를 증폭하고 검출하는 RF검출기 검출된 신호로부터 잡음을 제거하고 디지털 신호처리를 수행하여 영상으로 재구성하는 신호처리부 밀리미터파 스캐너 신호 검출부 RF 신호처리 및 영상재구성 모듈 현재 밀리미터파는 지뢰탐지, 자원탐사 등에 주로 사용되며 세계적으로 의료용으로 출시된 제품 없음 개발기간 2017 ~ 2019년(3년) 소요예산 30억원(10억원/년) 기대효과 원천기술이 확보되지 않아 초기 투자비용이 비교적 클 것으로 예상되나, 성공할 경우 경제적 효과는 매우 클 것으로 기대됨 기존의 고가의 의료영상 장비의 상당 부분을 대체하여 의료비 저감에 기여 제4장 의료장비 개발로드맵 335

368 신성장동력장비 개발로드맵 장 비 명 초음파 유도 HIFU 개 요 고강도의 초음파를 환부의 한 점에 집중시켜 발열 혹은 기계적 효과(cavitation)를 유발해 양/악성 종양의 괴사, 항암제의 표적약물전달, 내출혈 치료 및 통증완화등을 시행할 수 있는 완전 비침습적 치료장비 적용대상 제 품 체외형 초음파 유도 HIFU 장비 선정사유 초음파 관련 국내 연구 역량 및 인프라가 잘 갖추어져있어 핵심기술 개발이 용이하고, 조기에 국제경쟁력을 갖춘 상용제품을 출시할 가능성이 높음 HIFU 시장은 현재 태동기로 단기간의 집중 육성으로 인한 효과가 클 것으로 기대됨 핵심개발 기 술 고출력 초음파 발생 프로브 제작기술 초음파 영상과 치료부위 정합을 위한 제어기술 치료효과 판단 및 환자 안전성 확보기술 핵심부분품 치료용 트랜스듀서 및 위치 초점제어 기술 초음파 영상 시스템 치료콘솔 및 열제어 시스템 장비현황 미국 및 중국 등에서 출시되고 있으며 국내는 약 12대가 도입됨 국내 기업개발 제품은 초기형 제품의 동물실험이 진행중임 개발기간 2012 ~ 2014년(2년) 소요예산 30억원(15억원/년) 기대효과 상처나 출혈, 2차감염 등의 우려가 없는 HIFU치료가 급격히 확산 될 것으로 예상됨 지난 5년간 국내 암 치료를 위한 HIFU 수입액은 약 300억원에 이르고 개발 후, 수입대체 및 수출이 기대됨 HIFU는 암 치료뿐만 아니라 표적약물전달, 내출혈 치료, 통증완화등에도 사용가능하므로, 임상적인 잠재력이 큼 336

369 6. 의료장비 개발로드맵 장 비 명 방사선 치료용 Couch 개 요 영상유도 방사선 치료시 치료의 정확성은 높이면서 시간을 단축할 수 있는 robotic couch 주로 방사선 치료장비와 함께 설치되며, 환자가 누워서 받는 의료장비 전반에 이용가능 적용대상 제 품 선정사유 핵심개발 기 술 핵심부분품 장비현황 방사선 치료장비(선형가속기, 양성자 치료기, 사이버나이프 등) 및 수술대 방사선 치료 대상 환자가 지속적으로 증가하고 있으므로 많은 방사선 치료 장비 도입이 예상되는 가운데, 주요 부품의 국산화로 시장에서의 잠재력이 클 것으로 기대됨 능동적이고 최적화된 로봇 테이블은 효율적인 치료 계획 수립과 치료 기간 단축, 세팅 오류 방지, 정확도와 재현성 극대화 등의 임상적 유용성이 클 것으로 예상됨 다자유도 다관절 로봇 테이블 설계 및 제작 기술, 환자를 고려한 인체공학적 설계 기술 방사선 치료 시 환자의 최적 치료 자세 획득 최적 구조 및 재료 선정 환자 자세 모니터링 시스템 Couch Top 및 Robotic Arm 원격 조종장치 정밀제어 소프트웨어 대표적 선형가속기 회사인 Varian사 및 Elekta사는 자사의 최신 정밀장비에 다른 기업의 robotic couch를 적용 Cyberknife 장비에는 자사의 robotic couch를 사용함 국내는 방사선 치료용 정밀장비 개발 기업 없음 개발기간 2013 ~ 2015년(3년) 소요예산 30억원(10억원/년) 기대효과 로봇 환자 테이블은 방사선치료의 정확성을 극대화하며 방사선치료장비에 광범위하게 적용될 수 있어 이용성이 매우 큼 방사선치료뿐만 아니라 전반적인 의료시술 시에도 사용될 수 있어 성공시에 수입대체로 인한 경제적 효과가 클 것으로 예상 제4장 의료장비 개발로드맵 337

370 신성장동력장비 개발로드맵 장 비 명 가상수술 네비게이터 개 요 외상,종양, 선천기형 등으로 안면골의 재건시 수술네비 게이션 및 시뮬레이션을 이용하여 정확한 수술 전 계획을 세우고 미리 제작한 가이드를 이용하여 수술 성과 향상 적용대상 제 품 선정사유 핵심개발 기 술 핵심부분품 장비현황 안면골의 복잡골절, 조직결손, 안면기형 등으로 정형외과 및 성형외과에 환자군에 시술 정형외과 및 성형외과 적 정밀수술은 장시간의 수술시간과 실혈 및 높은 감염율로 인해 수술 전 의료 시뮬레이션을 통한 수술계획이 필요 CT, MRI, 초음파 등의 영상이미지를 복합중첩시키거나, 로보틱스 기술기반의 수술 네비게이션 및 시뮬레이션 성형외과장비는 신개념 장비로서 수술성과 향상에 기여 할 것으로 사료됨 수술네비게이션 및 시뮬레이션을 이용한 수술계획 수립 소프트웨어 개발 수술계획 소프트웨어와 연동된 수술장내 항법장치 개발 실제 수술 중 필요한 Haptic 및 Visual 인터페이스 개발 수술네비게이션 및 시뮬레이션을 이용한 수술계획 알고리즘 수술장 내 항법장치 Haptic 및 Visual 인터페이스 해외에 개복수술, 무릎관절 내시경 등이 출시되었으며 성형외과영역에서는 초기수준임 외국의 경우 홀로그램을 이용한 3차원 영상 기술 소프트웨어가 유통되고 있으나 고 가의 다수 장비가 필요 개발기간 2014~2016년(3년) 소요예산 45억원(15억원/년) 기대효과 세계적인 수준의 의료기법을 의료용과 SW, 로봇 기술을 융합할 경우 국내에서 충 분한 성장가능성이 있음 로보틱스와 컴퓨터 기반의 시뮬레이터를 통해 임상에 있어 치료계획 수립의 편의성 증진 및 치료 성적 향상에 기여 338

371 6. 의료장비 개발로드맵 장 비 명 구리-증기 레이저 수술기 개 요 가시광선대 영역인 511nm와 578nm를 이용하여 내피질 환의 수술과 치료를 목적으로 하며, 특히 자궁, 대장, 소 장, 위, 심장, 폐, 순환기계통 등의 종양(Tumor), 암세포 (Cancer cell)에 대한 치료와 수술이 가능 적용대상 제 품 선정사유 2mm이하의 fiber로 기도, 항문 또는 요로를 통해 내피에 직접 수술 가능 현재까지는 전기수술기(BOVIE)나 전기자극을 이용한 치료기기 또는 메스 등을 통한 직접 제거술에 의존하는 경향이 많고, 레이저는 Nd;Yag 등을 이용해 전립선 치료, 기도막힘 등 일부에만 국한 구리-증기레이저가 외피용 피부질환뿐만 아니라 혈관성 병변을 중심으로 한 여러 내피용 질환에 우수한 효과를 발휘할 핵심개발 기 술 핵심부분품 장비현황 레이저 발생 및 컨트롤 기술 고해상도 Scope 기술 레이저 활용 치료 및 안전성 확보 기술 구리-증기 레이저 소스 수술부위 관찰 Scope 구동 및 제어부 세계적으로 활성화되지 않은 제품임 개발기간 2015 ~ 2017년(3년) 소요예산 45억원(15억원/1년) 기대효과 신기술 의료기기로서 자궁경부암, 폐암, 소화기 등의 종양과 암세포 제거 및 예방적 치료 가능 세계적으로 발표된 사례가 없는 독보적인 기술이 될뿐더러 아르곤가스와 전기수술 기에 대한 수입대체효과 기대 제4장 의료장비 개발로드맵 339

372 신성장동력장비 개발로드맵 장 비 명 자동 생화학/혈액분석기 개 요 혈액분석, 생화학분석, 전해질 분석 등 혈액으로 진단 할 수 있는 측정 항목을 통합 자동화하여 대용량으로 처리할 수 있는 장비 적용대상 제 품 선정사유 핵심개발 기 술 핵심부분품 장비현황 자동화 혈액 분석기, 자동화 생화학분석기, 자동화 전해 질 분석기 등 중대형 병원 및 전문 분석업체에서 가장 많이 사용되는 장치로 분석을 위한 소모품 이 지속적이며 대량으로 요구됨 현재 국내에서는 일부 기능만 개발되어 사용되고 있음 혈액분석장치의 자동화, 연속화, 고속화 기술 검체 관리 시스템 자동분석장치 자동 검사모듈 고속 해석 모듈 관리 시스템 국내에서는 중대형 병원을 중심으로 최소 1대의 장비가 통합형 자동화 분석장치로 가동되고 있으며 그 외에 혈액분석기, 전해질 분석기 등 다양한 형태의 별개의 장 비가 운영되고 있음 소형병원에서는 전문 위탁 임상병리 업체를 통하여 검사 개발기간 2014 ~ 2016년(3년) 소요예산 45억원(15억원/년) 기대효과 통합형 자동 분석기는 초기 투자비용은 크나, 장비의 운영에 따른 지속적인 소모품 의 발생으로 지속적 경제성이 양호함 생화학분석기 관련 시장은 세계적으로 32억 달러의 규모이며 국내에서만 약 500억 에 달함 340

373 6. 의료장비 개발로드맵 장 비 명 Cyclotron(동위원소 발생장치) 방사성 동위원소 합성장치 개 요 PET 용 국산 cyclotron 및 합성 장치의 성능 개선 적용대상 제 품 선정사유 핵심개발 기 술 핵심부분품 장비현황 방사성 동위원소를 생산하는 장치인 Cycrotron, 생산된 방사성 동위원소를 핵의학 검사 진단장비에 적용하여 사용할 수 있도록 합성하는 방사성의약품 합성 장치 의료기술 및 적용확대에 따라 의료용 가속기의 수가 해마다 증가 추세 병명을 진단하는 방법의 다양화와 진단방식의 특성에 따라 핵의학진단법이 증가하고 있으며, 그중 핵심이 진단에 사용되는 방사성 동위원소이다. 방사성 동위원소는 진단목적에 따라 여러 종류가 있으며 반감기 특성상 생산 후 즉시 또는 빠른 시간 내에 사용되어야 한다. Cyclotron은 동위원소를 생산하는 장치로서 현재 국내제품으로 생산되어 있지만 성능개선이 필요하다. 방사성 동위원소를 생산하기 위해서는 가속기가 필요하다. 물리 기계 전자 기술이 합해진 것으로 고전압 발생 기술, 가속 Control 기술, target의 성능개선. 합성장치-합성율 증가 ion source system, RF system, magnet system, target system, vacuum system 등 해외의 주요 의료장비 회사 GE, Siemens, Advanced Cyclotron, IBA등에서 생산하고 있으며 국내에는 한국원자력연구원에서 개발한 국산 Cyclotron을 기술이전 받아 삼영에서 생산하고 있다 개발기간 2012년 ~ 2017년(5년) 소요예산 100억원(20억원/년) 기대효과 방사성 동위원소를 사용한 핵의학 진단건수가 증가함으로 Cyclotron의 사용이 많아지고 있어 국내수요 및 수출품목으로서 가능성이 있음 제4장 의료장비 개발로드맵 341

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375 신성장동력장비 개발로드맵 7 방송장비 개발로드맵

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377 7. 방송장비 개발로드맵 제1장 방송장비 개발로드맵 개요 1 방송장비의 개념 디지털방송(Digital Broadcasting)이란 영상, 음향 및 데이터를 포함하는 고품질의 다 양한 멀티미디어 콘텐츠를 제작, 전송 및 재현에 이르는 전 과정을 디지털화하여 다 수의 시청자가 언제 어디서나 선택적으로 동시에 편리하게 이용할 수 있는 방송서비 스를 말한다. 디지털 방송은 영상, 음성, 음향, 문자 등 다양한 형태의 정보와 TV수상기, 컴퓨터 모 니터, 태블릿 PC, 스마트폰 등 여러 가지 매체를 통합하여 멀티미디어 방송과 시청자 가 참여하는 대화형 양방향 서비스를 지원한다. 디지털 TV 방송은 산업적으로는 크게 방송장비산업과 수신단말기산업으로 구분할 수 있다. 방송장비산업은 방송콘텐츠 제작에서 편집, 송출, 송신 및 수신에 이르는 전 과정을 구성하는 방송용 네트워크, 방송용 시스템 및 기기와 소프트웨어를 포함한 관련 서비 스와 시스템 산업을 포괄적으로 포함한다. 또한 매체별로는 지상파, 케이블, 위성방송, IPTV 및 모바일TV 등으로 구분될 수 있다. 수신단말기산업은 디지털 TV 수상기, 디지털 셋톱박스, PVR(Personal Video Recorder), 휴대방송단말 등의 방송용 수신기를 포함한다. <그림 7-1> 방송산업 개요 제1장 방송장비 개발로드맵 개요 345

378 신성장동력장비 개발로드맵 제작/편집 단계 송출 단계 송신 단계 <그림 7-2> 방송장비산업 구분 346

379 7. 방송장비 개발로드맵 방송장비산업은 방송의 디지털 전환, 방통융합의 진전, 신규 방송매체 출현 등 신패 러다임으로 전환됨에 따라 실감화 고품질화, 양방향화 네트워크화, 개인화 및 이동성 확보 등으로 발전하고 있다. 수요처 별로는 고품질 고신뢰성의 High-end 제품을 요구하는 방송사 장비와 기업, 종교단체, 호텔, 학교, 공연장 등의 사설방송용으로 이용되는 장비로 구분이 가능하다. 2 방송장비 개발로드맵 작성 범위 본 방송장비 개발 로드맵의 작성에는 앞 절에서 언급한 상기의 방송장비산업 및 수신 기산업분야에 포함 가능한 모든 종류의 제작, 편집 송출을 포함하는 방송과 수신 장 비들을 포함하였다. 또한 현재 서비스가 제공되고 있는 방송서비스 뿐 아니라 3DTV, UHDTV 등 새롭게 도입되고 있는 신규 방송서비스 관련 장비들도 고려되었다. 아울러 방송장비 개발 로드맵 작성을 위해 방송장비 제품과 서비스 산업에 대한 국내 외 기술 개발 및 시장동향에 대한 분석을 수행하였다. 특히 국내외 시장 규모 및 향 후 전망에 대해서는 심도있는 자료조사 및 분석이 이루어졌으며, 이를 반영하여 방송 분야 장비개발에 대한 우선 순위와 개발 일정 수립을 수행하였다. 또한 장비별 개발우선 순위 결정에는 해당 분야와 제품에 대한 국내 기술수준, 투입 가능한 개발 예산 등도 반영하였다. 제1장 방송장비 개발로드맵 개요 347

380 신성장동력장비 개발로드맵 제2장 방송장비 산업환경 분석 1 관련 제품/서비스산업 동향 분석 기존 디지털방송은 고정형 방송수신 위주였으나, DMB 등 이동형 방송수신이 등장하 면서 방송시장은 고정형 방송시장과 이동형 방송시장으로 크게 구분할 수 있다. 또한 방송통신융합에 따라 IPTV 뿐만 아니라 신규 서비스인 스마트TV 시장이 새롭게 형성되고 있다. 국내의 경우는 2012년 말 아날로그 지상파 방송이 종료될 예정이고, 세계 각국에서도 아날로그 방송의 종료와 더불어 디지털 방송으로의 전환이 추진됨에 따라서 향후 방 송시장은 디지털 방식이 지배적인 위치를 차지할 것으로 전망된다. 방송과 통신의 융합이 진전됨에 따라서 이동성과 개인화를 가능하게 하는 모바일 방송, 3D와 같은 실감방송과 개인형 데이터방송 기술까지 그 기능이 확대 발전되고 있다. 정보통신기술의 발전과 방송의 디지털화로 전통적인 방송과 통신의 경계가 무너지고 융합이 급속도로 전개되고 있으며, 최근 미디어의 디지털화에 따라 미디어 융합이 가 속화되고 있다. 보편적으로 방송과 통신이 그 영역을 서로 넘나들면서 융합되고 있는 현상을 방송통신융합이라고 하며, 방통융합에 의해 네트워크 성격에 관계없이 방송망 을 통한 통신서비스, 통신망을 통한 방송서비스의 제공이 가능하다. 또한, 아날로그 형태의 정보를 디지털 형태의 정보로 전환하여 전송할 수 있게 됨에 따라 방송과 통신 특성 모두를 가진 서비스가 등장하고 디지털 콘텐츠 기능과 형태가 통합되는 현상이 나타나고 있다. 일방향이던 미디어 소비형태가 사용자가 콘텐츠를 직접 생성하여 이를 인터넷을 통 해 다수의 다른 이용자들이 소비할 수 있도록 하는 프로슈머로 기능하고 있으며, 향 후 이와 관련하여 개인방송의 형태가 또다른 미디어 소비형태로 자리잡을 것으로 예 측되고 있다. 348

381 7. 방송장비 개발로드맵 향후 방송 콘텐츠는 UHD급 초고화질, 3D 입체 및 오감으로 확대되는 실감형 콘텐츠 로 진화하며, 발전된 UI/UX 기술과 결합하여 인간중심적 인터랙션이 강화되는 방향 으로 발전이 예상된다. 방송플랫폼의 경우에는 초고속 인터넷의 보급과 다양한 스마트 단말 기기들이 출현 하면서 다양한 서비스 사업자와 사용자가 동시에 참여하고 다양한 스마트 기기에 동 시 적용할 수 있는 N-스크린 서비스 기술, 디바이스 협업기술, 클라우드 서비스로 진 화할 것으로 전망된다. 방송네트워크 측면에서는 실감 미디어서비스를 수용하기 위한 고효율 전송을 가지는 송신기술 개발과 방통융합을 위한 IP 서비스 기술로 발전이 예상된다. 방송단말은 다채널 방송서비스를 지원하며, 교통, 날씨 정보 및 소셜 네트워킹 등 다 양한 부가서비스를 제약없이 수신할 수 있는 가변수신 양방향 융복합 단말기로 발전 할 것으로 전망된다. 이와 같은 기술진화에 따라서 방송장비는 TV 방송산업과 네트워크의 융합화로 TV의 PC화가 진행되고 있고, 이에 따라서 H/W보다는 S/W의 비중이 점차 확대될 것이며, 방송장비의 범용 컴포넌트화 및 방송시스템의 IP 기반 융합과 통합이 가속화될 것으 로 전망된다. 방송장비산업은 아날로그에서 디지털 방식으로의 방송방식 변화로 인한 장비 교체수 요와 3D, UHD 등 신규 미디어 서비스 등장에 따른 신규 장비수요 증가로 향후에도 지속적으로 증가할 것으로 전망된다. 세계 방송장비 시장은 다매체, 다채널, 모바일화, 개인화, 지능화, 실감화, 스마트화 등으로 지속적인 성장을 유지할 것으로 예상된다. 가깝게는 디지털 방송 및 아바타 등의 3D콘텐츠를 경험한 소비자의 욕구가 증가하면서 3D방송에 대한 요구가 확대되 고 있고, IPTV, DMB 등의 서비스가 본격화 됨에 따라 개인화, 모바일화의 확산으로 소규모 방송장비에 대한 수요가 촉발될 것으로 전망된다. 이에 따라서 세계 방송장비 시장은 2008년 292억불 규모에서 연평균 6.7%씩 성장하 여 2018년에는 558억불 규모로 두 배 가까이 성장할 것으로 전망된다. 제2장 방송장비 산업환경 분석 349

382 신성장동력장비 개발로드맵 <그림 7-3> 디지털방송 기술발전 전망 세계 DTV 수상기 시장은 판매대수는 꾸준히 증가하나 판매단가의 하락으로 인해 전 체 시장규모는 2011년 1,138억 달러에서 2015년 1,019억 달러로 감소 정체될 전망이 며, 세계 디지털 셋톱박스 매출액은 2011년 218억 5천만 달러에서 2015년에는 233억 4천만 달러로 다소 증가하고, 판매대수는 2011년 2억 2천만 대에서 2015년에 2억 6 천만 대로 성장이 전망된다(Digital TV Market Intelligence Service. IMS, ). 한편, 일본, 미국, 유럽 등의 선진국에서는 이미 차세대 방송 시장을 선점하기 위한 치열한 경쟁이 시작되어 3DTV, UHDTV 디스플레이 기술 개발을 적극 추진 중이며, 3DTV 제조사와 콘텐츠 업체간 결합을 통해 3DTV 방송서비스 조기 활성화를 꾀하고 있다. 3DTV 시장은 2010년에 본격적으로 형성되기 시작하였고, 시장조사기관별로 약간의 편차는 존재하나 디스플레이서치에 의하면 2014년에 1억대에 이를 것으로 전망되고 있다. 세계 TV 시장에서 3DTV가 차지하는 비중은 2015년에 20% ~ 30% 정도에 도달할 것 으로 전망되고 있다. 350

383 7. 방송장비 개발로드맵 유형별 판매대수 <표 7-1> 세계 3DTV 시장 전망 (단위 : 천대) 구 분 RP OLED ,200 PDP 935 5,234 9,996 13,532 14,454 LCD 2,865 16,283 38,311 61,878 84,942 Total 3,968 21,647 48,406 75, ,596 출처 : DisplaySearch(2011.3), "Quarterly TV Design and Features Report UHDTV 시장의 경우는 현재 시장 형성 초기 단계이나, 향후 연평균 42% 성장하여 2020년에 226억 달러 규모의 시장을 형성할 것으로 예상된다. <표 7-2> 세계 UHDTV 시장 전망 (단위 : 백만달러) 구 분 매출액 ,090 1,207 1,795 2,788 7,174 10,912 13,632 17,855 22,586 출처 : In-Stat( ), The Market Opportunity for Ultra-High Definition Video 모바일 방송 시장의 경우는 세계 주요 사업자들의 적극적인 노력에도 불구하고 대부 분의 모바일 방송 기술들의 상용화 및 서비스 확산이 미흡한 상황으로, 일본의 One-Seg와 한국의 T-DMB 이외의 모바일 방송서비스는 크게 영향력을 미치지 못한 상태이다. 그러나 무료방송으로 단말기 시장은 연평균 34%로 성장하여 2010년 연간 5천2백만 대 규모에서 2015년 2억2천2백만대 규모로 성장할 전망이다. 2 신성장동력 전략지도 분석 방송장비산업은 신성장동력 전략지도 중 방송통신융합산업과 밀접한 관계를 가지고 있다. 방송통신융합산업의 스타 브랜드로는 차세대 융합네트워크, 차세대 무선통신, 실감 DTV 방송, 차세대 IPTV의 네 가지가 선정되어 있는데 방송장비의 경우 실감 DTV 제2장 방송장비 산업환경 분석 351

384 신성장동력장비 개발로드맵 방송과는 직접적으로 밀접한 관련이 있고, 간접적으로는 차세대 융합네트워크와 차세 대 IPTV와도 연계되어 있다. 실감 DTV 방송산업은 밸류체인에 따라서 실감 DTV 콘텐츠, 실감 DTV 방송장비, 실 감 DTV 디스플레이, 실감 방송통신서비스로 구분될 수 있는데, 이 중 실감 DTV 방 송장비는 방송장비와 직접 매핑되며 나머지 세가지 분야도 직접적인 연계를 가지는 것으로 생각할 수 있다. 차세대 융합네트워크의 경우는 현재 방송통신 융합이 진전됨에 따라서 방송과 통신 의 경계가 모호해지고 IPTV, 스마트TV와 같이 IP망을 이용하는 방송서비스가 등장함 에 따라서 통신방식의 방송서비스의 경우 연관되어 있다고 생각할 수 있다. 그리고 차세대 IPTV의 경우 IPTV를 방송서비스로 분류하고 있으므로 방송장비와 연 계를 가지고 있는 것으로 판단된다. 가치사슬 상에서 본다면 콘텐츠, 서비스 플랫폼, 품질보장형 네트워크, 융합단말 중에 서 서비스 플랫폼과 융합단말의 경우 관련 제품을 방송장비로 생각할 수 있으므로 직 접적인 연관을 가지며, 콘텐츠와 품질보장형 네트워크의 경우도 간접적으로 연관되어 있다고 생각할 수 있다. 3 방송장비 산업동향 분석 3.1 국내외 시장 동향 및 전망 시장 특징 방송장비 시장은 원천기술 특허 장벽, 방송사업자와의 관계, 브랜드 인지도 등 다양 한 요인으로 인해 미국(Harris), 프랑스(Thomson), 일본(Sony) 등 소수 글로벌 업체 들이 시장을 점유하고 있다. 일본의 소니, 파나소닉은 방송국용 카메라에서 VTR, 프로젝터, 모니터, Dubbing, Hybrid Audio/Video Editing, Storage 등 Full lineup을 구축하고 있다. 미국의 시스코는 케이블TV 장비 등을 생산하는 Scientific Atlanta('06년)와 Encoder 및 Multiplexer 등 송출 전문 장비업체인 Tandberg사('09년)를 인수해 lineup을 구축 하는 등 방송장비 관련업체의 인수합병이 활발히 이루어지고 있다. 352

385 7. 방송장비 개발로드맵 방송장비 주요업체로는 Sony, Thomson, Motorola, Cisco, Harris 등이 있으며, '08년 기준 이들 5개사가 전체 방송장비 시장의 65% 정도를 차지하고 있는 것으로 추정되고 있다. 한편, 방송장비들은 점점 더 다양하고 복잡한 기능을 수행해가고 있으며, 이에 따라 시스템간 통합을 위한 SI(System integration) 부분에 보다 많은 기회가 생길 것으로 보인다. 이러한 방송장비의 SI 및 컨설팅 분야에서도 소니와 톰슨는 벨류체인 전반의 강점을 기반으로 세계시장의 20%를 차지하며 주도하고 있다. 소니와 톰슨을 제외한 중견기업들은 벨류체인 중 일부분에 특화시키거나 일부 지역 시장에 특화시켜 틈새시장을 공략하고 있다. <표 7-3> 분야별 방송장비 주요 사업자 및 시장 점유율 현황 분야 방송장비 시장 전반 촬영(Shoot) 카메라, VTR, 모니터 등 하드웨어 부분 편집용 SW 및 워크 플로우 솔루션 주요 사업자 및 시장 점유율 소니와 톰슨이 40% 차지 소니와 톰슨이 주도(소니가 촬영 장비 지배력 장악, 유럽 high-end tapeless 카메라 시장의 60% 점유) Avid 자동화 시스템 Harris 25%, Omnibus System 28% 방송용 비디오 서버 MAN(Media Asset Management) SI 및 컨설팅 분야 Omenon 30%, Thomson Grass Valley 30% 나머지 40%의 시장을 Avid, Harris 등이 차지 SGT, Vizrt, Dalet, Blue order, Harris 등이 전체 시장의 10 ~ 20%씩 점유 소니와 톰슨이 20% 차지 출처 : The evolving broadcast value chain, (Review Report), Datamonitor, 방송사들은 다양한 플랫폼에 다채널 방송을 공급하기 위해 노력하면서 모바일, 웹기 반 및 기타 IP기반의 시스템 등 IT 관련 분야에 대한 투자를 늘리고 있다. 이를 위해 서는 코덱 등 미디어 포맷의 표준화가 우선 이루어져야 복잡성을 최소화할 수 있을 것이다. 세계시장 현황 규모 세계 방송장비(TV 및 셋톱박스 등 단말기 제외) 시장규모는 292억불('08년)로 추정되 며, 이후 연평균 6.7%씩 성장하여 2018년에 558억불에 달할 것으로 전망된다. 제2장 방송장비 산업환경 분석 353

386 신성장동력장비 개발로드맵 <표 7-4> 방송장비 세계시장 규모 (단위 : 억불) 구 분 2009년 2010년 2011년 2012년 2013년 2015년 2018년 2020년 시장규모 주) 방송장비 시장규모 산출에 있어 DTV, 셋톱박스 등의 단말기는 제외 출처 : 방송장비산업의 경제성 연구(ETRI, ) 방송의 디지털 전환, 방통융합의 가속화로 인한 신규 방송매체의 등장(IPTV, 모바일 TV 등), 개인방송의 활성화, 3DTV UHDTV 등 실감방송의 출현으로 향후 방송장비 시장은 지속적으로 성장할 것으로 예상된다. <표 7-5> 각국의 디지털 전환 일정 연도 기 달성국가 2011 ~ 년 이후 디지털 전환국 룩셈부르크, 네덜란드(이상 2006), 핀란드, 스웨덴(이상 2007), 스위스(2008), 덴마크, 독일, 노르웨이, 미국(이상 2009), 오스트리아, 라트비아, 말타, 스페인, 대만(이상 2010) 벨기에, 캐나다, 크로아티아, 프랑스, 이스라엘, 일본(이상 2011), 불가리아, 에스토니아, 그리스, 홍콩, 헝가리, 아일랜드, 리투아니아, 마케도니아, 포르투갈, 세르비아, 슬로바키아, 남아프리카공화국, 한국, 영국, 호주(이상 2012), 폴란드(2013), 알제리, 뉴질랜드(이상 2014), 벨라루스, 말레이시아, 모로코, 루마니아, 태국, 튀니지, 우크라이나(이상 2015) 브라질(2016), 칠레, 싱가포르(이상 2017), 중국, 베네주엘라(이상 2018), 아르헨티나(2019), 멕시코(2021) 고화질 HD 방송 및 아바타 등의 3D 콘텐츠를 경험한 소비자의 대화면, 고화질, 실감 화에 대한 요구가 증가하면서 차세대 실감방송에 대한 요구가 확대되고 있으며, 이와 관련하여 주요 업체들은 실감방송과 관련된 제품을 활발히 개발하고 있다. <표 7-6> 실감방송 관련 주요 업체들의 개발 동향 구 분 실감TV 기타 관련 제품 제작장비 삼성전자 LG전자 UHD 4K개발 3D Full line 출시 세계최초 3D LED TV 출시 3D LCD, Full LED 3DTV 출시 5년내 무안경식 3DTV 개발 예정 3D BD-C6900 스포츠와 콘서트를 3D 영상화 사업 3D 프로젝터 등 354

387 7. 방송장비 개발로드맵 구 분 실감TV 기타 관련 제품 제작장비 SONY 2010년 3DTV 출시 본격화 UHDTV데모 출시('08, '09년) 3D방송용 기기, PS3 3D 대응 HDMI 단자 탑재 홈시어터 시스템 생중계용 3D촬영용 카메라 향후 3D촬영용 카메라 소형화, 편집용 SW 개선 Panasonic Full HD급 3DTV, 4K PDP UHDTV 개발 3D대응 Blu-ray 레코더판매 업무용 3D 촬영 카메라, 업무용 모니터, mixer 3D 홈시어터 3D소프트웨어 개발 TV 포털을 통한 3D 콘텐츠 전송 서비스 제공 도시바 무안경3DTV 전시(CEATEC 2010) JVC D-ILA(Digital-image Lignt Amplifier) 8K 패널발표('08), 4K D-ILA 프로젝터 발표 EPSON 4K 가정용 TFT LCD 패널발표('09) 방송장비 기술은 디스플레이 기술의 진화, 네트워크의 고도화 등에 따라 UHD(Ultra HD)TV, 3DTV 등 초고화질 실감형 방송기술의 개발이 본격화되고 있으며, 스마트폰, 스마트TV, 스마트패드 등의 등장으로, 자동보정 일체형 3D 카메라, UHD 송수신장 비, 인텔리전트 자동수신시스템 등 최첨단 방송장비에 대한 개발도 본격화되고 있다. BBC는 NHK와 공동으로 2012년 런던올림픽에 맞추어 8K UHDTV를 서비스 할 예정 이며, IFA 2010에서는 삼성, LG, 소니, 애플이 스마트TV를 발표하였고, CES 2011에 서는 다양한 종류의 스마트패드가 선보였다. 일본의 Sony, Panasonic 등은 3DTV Full Chain 방송시스템의 핵심 장비 개발을 지속 하고 있으며, 미국 또한 산학협력 등의 형태로 3D 하드웨어/솔루션/콘텐츠 관련 기술 개발에 집중하고 있다. 3ality Digital(직교식/평행식 리그 사용), Sony(싱글렌즈), Panasonic(트윈렌즈 일체형), RED(3D 카메라, 3K 이상 지원) 등은 3D 방송용 카메 라 출시와 지속적 성능 업그레이드를 진행 중에 있다. 세계 디지털 셋톱박스 매출액은 2011년 218억 5천만 달러에서 2015년에는 233억 4천 만 달러로 다소 증가하고, 판매대수는 2011년 2억 2천만 대에서 2015년에 2억 6천만 대로 성장이 전망된다. 지역별로 살펴보면 2010년 기준으로 아시아태평양 지역이 76 억 달러로 가장 규모가 크며, 북미, 서유럽 등의 시장이 그 뒤를 잇고 있다. 제2장 방송장비 산업환경 분석 355

388 신성장동력장비 개발로드맵 <표 7-7> 전세계 지역별 셋톱박스 매출액 규모 (단위 : 백만불) 구 분 CAGR 북미 6,987 6,489 6,567 6,737 6,316 5,847 5, % 남미 568 1,247 1,118 1,332 1,651 1,747 1, % 아시아태평양 4,742 7,625 8,001 7,880 8,299 9,619 9, % 서유럽 4,177 4,000 4,100 4,182 4,158 4,255 4, % 동유럽 894 1,058 1,163 1,278 1,326 1,419 1, % 중앙아시아 아프리카 ,006 1,076 1, % 합계 18,015 21,275 21,853 22,377 22,755 23,962 23, % 출처 : Digital TV Market Intelligence Service. IMS, 세계적으로 아날로그 방송이 종료되고, 디지털 방송이 시작됨에 따라서 디지털 셋톱 박스의 신규 및 교체수요가 증가하고 있다. 서유럽 및 미국의 디지털 전환율은 50 ~ 70% 수준으로 매우 높은 반면, 아시아 지역 은 아직 낮은 편이다. 서유럽은 위성방송을 중심으로, 미국은 케이블TV를 중심으로 전환이 이루어지고 있으며, 아시아, 중남미, 동유럽의 신흥 시장에서 디지털 방송 전 환이 본격화됨에 따라 셋톱박스에 대한 수요 증가가 기대되고 있다. 많은 셋톱박스 업체들은 단순히 디지털 방송만을 보여주는 것이 아닌 시청자의 다양 한 니즈를 충족시켜 줄 수 있는 콘텐츠 저장, 전송, 미디어 서버, 게이트웨이, 와이어 리스, VoIP 등의 기능을 탑재한 제품을 출시하고 있으며, 향후 스마트TV 기능 등 셋 톱박스의 고기능화가 예상된다. 국내시장 규모 국내 시장규모는 1조 8,800억원('09년) 규모로 추정되어(약17억불 규모) 세계시장 점 유율은 2.7%에 불과하고 외산장비 도입비율이 80% 수준에 이르러 수출입 부문은 대 규모 무역수지 적자를 보이고 있다.('09년 10억불) 방송사(85% 수준)외에 공공기관 공연장 등 사설방송 시장부문도 외산장비 도입비율 이 상당(79% 수준)한 것으로 파악되고 있다. 디스플레이 단말 시장은 삼성, LG 등 대기업들이 세계시장을 장악하고 있으나, 방송 사 등을 상대로 한 국내 방송장비 시장규모는 17억불에 불과하여, 전형적인 중소기업 위주의 산업 생태계를 형성하고 있다. 356

389 7. 방송장비 개발로드맵 방송장비의 국산화를 위한 정책적 노력과 투자가 이루어지지 않는 경우의 국내 방송 장비 시장을 전망한 결과는 다음과 같다. <표 7-8> 국내 방송장비 시장 전망(정부지원이 없을 경우) (단위 : 억원) 구 분 2009년 2010년 2011년 2012년 2013년 2015년 2018년 2020년 규모 18,816 20,384 21,424 22,673 24,221 27,774 34,525 40,252 생산 5,510 5,853 6,218 6,604 7,015 7,916 9,487 10,705 수출 1,691 1,637 1,584 1,533 1,483 1,389 1,259 1,179 수입 14,997 16,167 16,790 17,602 18,689 21,248 26,296 30,726 출처 : 방송장비산업의 경제성 연구(ETRI, ) 국내 방송장비 시장 전망을 위하여 먼저 방송사들의 투자 실적과 향후 매체별 투자 전망을 반영하여 지상파, PP, DMB, IPTV, 종합유선, 위성 및 사설방송시장 등 매체 별 방송장비 시장 규모 전망을 하였을 때, 지상파 방송사들은 2012년 디지털 전환 완료 이후에도 HD 제작장비의 투자 및 3D와 UHD 등 Post HD로의 전환을 위한 투자가 지속되어 연 평균 5% 가량의 성장을 지속 할 전망이다. PP들도 디지털 제작장비 및 3D 콘텐츠 제작을 위한 투자가 지속되어 연간 9%씩 투 자를 증가시킬 전망이다. DMB와 IPTV는 DMB 음영지역 커버를 위한 투자 및 IPTV 가입자망을 위한 투자 이 후, 차세대 DMB로의 진화 및 IPTV 2.0으로의 진화가 예상되나 DMB와 IPTV의 수익 성을 고려할 때, 차기 기술로 진화하기 위한 투자규모는 크지 않을 것으로 전망된다. 위성방송사업자는 디지털 전환을 완료하였으나 3D 등 Post HD로의 투자가 지속될 전망이며, 종합유선사업자는 HD로의 전환 및 Post HD로의 전환이 지속되어 각각 17%, 14%로 성장이 지속될 전망이다. 사설방송 시장의 경우 디지털 전환 및 Post HD로의 전환 속도가 빠르지는 않을 것으 로 보여 기존 방송장비 시장의 성장속도로 성장할 것으로 전망하였다. 앞에서 살펴본 바와 같이 국내 방송사들의 디지털 전환, 신규 방송사업자의 선정, 뉴 미디어의 도입, Post HD 방송으로의 전환 등으로 인해 내수시장 규모는 7% 정도의 성장이 예상된다. 제2장 방송장비 산업환경 분석 357

390 신성장동력장비 개발로드맵 <표 7-9> 방송장비산업의 국내 시장 전망 (단위 : 억원) 구 분 2008년 2010년 2012년 2014년 2016년 2018년 2020년 금액 17,818 20,384 22,673 25,916 29,814 34,525 40,252 출처 : 방송장비산업의 경제성 연구(ETRI, ) 국내의 경우 송신시설 중 방송국의 디지털화는 모두 완료하였고, 방송보조국의 디지 털화는 39.2%('10년), 제작시설의 디지털화는 70.5%('10) 수준의 디지털 전환률을 보 이고 있다. 구 분(누계) <표 7-10> 방송설비의 디지털전환 추진계획(안)(지상파방송사) 대상시설 (개수) '09년 '10년 '11년 '12년 개수 전환율 개수 전환율 개수 전환율 개수 전환율 방송보조국 1, % % % 1, % 제작시설 % % % % * 출처 : '10년도 디지털전환 활성화 시행계획(안), 방통위, 2010 이 밖에 디지털 케이블TV 방송설비 구축, 위성방송의 HD채널 확대 등을 통해 디지 털방송의 활성화를 추진 중이다. 그러나, 국내 열악한 방송장비 산업을 활성화시키기 위한 노력을 하지 않는다면 방송 사들의 디지털전환 및 PostHD 시대로의 전환을 위한 방송장비 투자는 지속되는 반면 방송장비 생산은 크게 증가하지 않아 방송사들의 국산장비 이용율은 2008년 18%에 서 2018년 12.5%로 오히려 하락할 것으로 전망된다. 그러나 국내 방송장비 제작사들의 주요 수요처가 사설방송시장이므로 이들의 국산화 율은 2018년까지 30%정도까지 증가하여 전체 방송장비의 국산장비 이용율은 20% 수 준으로 유지될 것으로 전망된다. <표 7-11> 방송사와 비방송사의 방송장비 국산화율 전망 (단위 : %) 구 분 방송사 18.1% 13.6% 14.3% 13.9% 13.3% 12.5% 비방송사 20.0% 22.5% 24.8% 26.9% 29.0% 30.9% 전체 19.3% 20.7% 22.4% 23.2% 23.7% 23.8% 출처 : 방송장비산업의 경제성 연구(ETRI, ) 358

391 7. 방송장비 개발로드맵 디지털 셋톱박스의 경우 국내 업체로는 삼성전자, LG전자와 같은 대기업과 휴맥스, 토필드, 셀런, 가온미디어 등의 중견기업이 제품을 공급하고 있다. 삼성전자, LG전자와 같은 대기업은 개방형 제품도 생산하고 있으며, 중견기업의 경우 수출용 폐쇄형 제품에 주로 전문화되어 있다. 지난 2 ~ 3년간 중국산 저가제품의 공세로 침체기에 있었던 국내 셋톱박스 업체들은 IP 기술력을 바탕으로 IPTV용 STB에서 해외 방송사들과 성공적인 공급계약을 체결하고 있다. <표 7-12> 셋톱박스 국내 생산액 추이 (단위 : 억원) 구 분 합 계 15,889 16,708 16,829 17,685 16,969 17,994 지상파 위성 15,442 16,295 15,591 16,248 15,552 16,121 케이블 IP ,083 1,239 1,254 1,429 기타 출처 : 정보통신산업월보, KAIT, 2011 국내 시장의 경우 시장규모는 연평균 0.6%의 저성장을 보일 것으로 예상되며, '10년 5,939억원 규모에서 '14년 6,077억원 규모로 다소 커질 것으로 전망된다. 출하량은 '10년 381만대 규모에서 '14년 472만대 규모로 5.5%의 성장률을 보일 전망 이며, 케이블 TV 셋톱박스의 출하량이 상대적으로 높은 성장률을 보여 전체 시장에 서 차지하는 비중이 '14년에는 50%에 이를 전망이다. <표 7-13> 국내 플랫폼별 STB 매출액 규모 (단위 : 억원) 구 분 CAGR('10-'14) Satellite STB % Cable STB 2,185 1,969 2,219 2,180 3, % IP STB 2,927 1,801 2,149 1,990 2, % DTT STB % 합계 5,939 4,668 5,454 5,017 6, % 자료 : IMS Research, 주 : 환율은 1,200원/달러 기준 제2장 방송장비 산업환경 분석 359

392 신성장동력장비 개발로드맵 3.2 국내외 기술 동향 및 전망 방송장비는 디지털과 네트워크 기술의 발전으로 크게 변화하며 발전하는 중이며 그 러한 흐름에 따라 방송사들은 디지털 전환사업을 통해 디지털 네트워크 제작 송출시 스템 을 구축하는 등 기술변화에 대처하는 중이다. 그러한 기술변화의 주요 흐름을 살펴 보면 다음과 같다. 저장장치 : Tape 기반환경에서 HDD, 메모리 등의 Tapeless 시스템 기반으로 변화 시스템 : 제작, 편집, 송출 등의 방송시스템이 광대역 전송, 고기능 서버 등의 IT 기 술발전에 힘입어 네트워크 기반의 통합시스템으로 전환 서버 : 제작용 서버, 데이터 캐쉬용 서버, 송출용 서버 등 서버의 중요성 부각, 서버 기반의 비선형 편집기(NLE) 활성화 무엇보다 최근의 주된 변화는 기존 SD/HD 방송에서 3DTV, UHDTV 등 미래방송으 로의 시장 확대에 대한 전망이다. TV의 발전 : 고화질, 실감형 표현을 위한 미래방송으로 전환 가속화 UHDTV 시장 규모 : 2016년 23억 달러, 2020년 70억 달러 전망 * Frost & Sullivan Research, D 관련 제품의 잇단 개발 및 출시 SONY : 생중계용 3D카메라 및 편집용 SW, 3DTV Full Chain 방송시스템 개발 Panasonic : 3D카메라 및 모니터, Mixer, 3D SW 등 방송시스템 기술 3ality Digital : 직교식/평행식 3D 촬영용 리그 RED : 고화질 3D 카메라 해외의 주요 분류별 시장 및 기술동향을 살펴보면, <제작장비> 카메라 및 편집기 주요 개발사 : SONY, Panasonic, JVC, 히다치, 이케가미(일본), 그라스밸리, 필립스 (EU) 등 주요 글로벌 업체가 우리나라 카메라 및 편집 시장의 거의 100%를 점유 최근 카메라 개발의 특징 카메라 렌즈 : 휴대용 12 ~ 24배, 중계용 12 ~ 25배, 스튜디오용 40 ~ 60배 360

393 7. 방송장비 개발로드맵 차세대 저장장치 : ENG카메라의 경우 기존 테이프 기반 방식에서 차세대 저장장치 (HDD, 메모리) 기반의 방식으로 전환(SONY, Panasonic, Ikegami 등) 그 외 ENG카메라는 이동성 확보를 위해 소형화되고 있으며, 무선 카메라 모듈을 장착하여 중계차 등의 제작시설로 바로 전송할 수 있는 무선전송장비 개발중 중국 정부가 주주인 화아오칭촹( 華 傲 精 創 )이 HDAVS 브랜드로 SD/HD카메라 (ENG,EFP), SD/HD편집기(테이프형)를 개발하여 중국 방송사에 사용중 현재 개발되고 있는 방식은 모두 기존의 테이프 방식이어서 일본 등의 선진국 이 개발 중인 메모리카드 방식에 기술적으로 뒤쳐져 있는 상황 향후 중국도 메모리카드 기반의 카메라, 3D카메라 개발 예정 최근 편집기 개발의 특징 NLE(비선형 편집기) : 네트워크 기반 제작/송출 시스템에서 중요한 역할을 하며, 주 요 개발사는 Avid, Pinacle, SONY 등 비디오 스위처 : HD방송의 확대로 인해 믹싱 및 효과 뱅크수와 특수효과의 난이도 가 높아지고 있으며, GVG, Roland 등이 주요 생산업체 제작 및 편집 모니터 HD 뷰파인더, 휴대용, 방송제작용, 4채널 쿼드 monitor(ikegami) 3D 제작용 모니터, UHDTV 제작용 모니터, OLED 모니터 등 개발 진행 중 3차원 입체콘텐츠 획득 및 생성기술 하프미러를 이용한 직교방식 고화질 입체카메라 개발 및 3D 영화 촬영, 스포츠 3D 중계 등에서 적극 활용 중(3ality Digital, PACE Technologies, NHK 등) 적외선을 이용한 고화질 Depth 카메라(Axi-Vision) 개발 상용화 준비 중(NHK) 3차원 입체영상용 편집도구 개발 및 시판 중(Quantel, Autodesk, DVS, Avid 등) EU FP7에서 3D 콘텐츠 생성기술 개발 중(3D4YOU 등) UHDTV는 HDTV 이후의 차세대 방송기술로 각광받으면서 일본을 중심으로 4K 수준 의 LCD 패널과 카메라, 스캐닝 장비 등의 시제품이 출시 제2장 방송장비 산업환경 분석 361

394 신성장동력장비 개발로드맵 UHDTV 미디어 획득기술 35mm 8K CMOS Sensor가 장착된 4K급( pixels) 해상도의 카메라가 이 미 개발, 보급 예정(SONY) Pixels 급의 5K 카메라(RED) 개발완료 오디오 획득은 NHK에서 22.2채널 획득 및 재생 기술을 확보 UHDTV 프로그램 제작기술 4K 디지털 시네마용 프로그램 저장 및 편집 기술은 있으나, 8K 영상에 대한 프로 그램 제작 기술은 미미 장비명 개발단계 핵심 기술 개발주체 SD/HD카메라 제품판매 메모리카드 기반의 ENG 카메라 SD/HD NLE 편집기 제품판매 전통적인 VCR/VTR 대체하는 저장장치/서버개발과 연동하여 NLE편집 SONY Panasonic Ikegami Avid, Pinacle, SONY HD A/V 모니터 제품판매 뷰파인더, 휴대용, 방송제작용 Ikegami 3DTV, UHDTV 제작용 모니터 R&D 3DTV, UHDTV 제작용 모니터 Ikegami 등 HD Sync Gen 제품판매 tri-level sync 사용 Tektronix UHDTV 8K 카메라 개발완료 SONY UHDTV 미디어 획득기술 UHDTV 디지털시네마 4K 카메라 제품판매 SONY, RED, ARRI 등 UHDTV 오디오 획득 시제품개발 22.2채널 획득 및 재생 기술 NHK 3DTV 고화질 입체카메라 * 출처 : 미래방송장비 고도화 포럼 <표 7-14> 해외 주요국의 제작장비 기술개발 현황 상용화단계 하프미러를 이용한 직교방식 3차원 입체콘텐츠 획득 및 생성기술 상용화단계 적외선을 이용한 고화질 depth 카메라 3ality Digital, PACE Technologies, NHK NHK <송출장비> 송출용 비디오 스위처는 HD급 8CH(소형)/16CH(중형)/24CH(대형) 마스터 스위처가 상용화되어 있다(GVG) 인코더 장비의 HD급 encoder 전세계 시장 규모는 연간 20억달러, 국내 시장 규모가 연간 3천억원이며, 디지털화에 따른 HD급 encoder 장비 수요 및 모바일급 encoder 장비 수요 증가하고 있으며, 에릭슨(텐드버그)사 등이 이미 H.264 인코더를 개발하여 시장에 출시하였다. 362

395 7. 방송장비 개발로드맵 3차원 입체콘텐츠 부복호화 기술분야에서는 다시점 비디오 부복호화 기술 은 국제표 준화 마무리 단계이며, 다시점 비디오 및 깊이영상 부복호화 기술 은 MPEG 표준화 진행 중이다. 그러나, 독일의 프라운호퍼 HHI 연구소가 핵심기술 보유 중인 상황이다 3차원 입체콘텐츠 전송 기술분야에서는 일본이 BS11에서 3D 위성방송 서비스 제공 중이며, 유럽에서는 DVB-H 기반의 모바일 3DTV 방송기술 개발 중이다. 또한, ATSC, ITU-R, DVB에서 3DTV 전송기술에 대한 표준화 검토 중이다 UHDTV 분야에서는 NHK에서 8K 비디오 부호화를 위해 MPEG-4 AVC H.264 코덱 16대 병렬로 구성된 실시간 부호화기 개발과 약100Mbps로 압축된 오디오/비디오에 대한 위성전송 실험을 수행하고 있다. HD급/UHDTV/3DTV 송출용 비디오 서버는 기존 HDD를 대체하고 메모리 기반(SSM) 저장 기능이 있으며, 대용량/빠른 읽기 및 쓰기 속도 구현이 중요한 기술요소이다. 자동 송출장비는 다양한 포맷, 최소 인력으로 자동송출, 포맷별/품질별 자동선택 송 출이 가능한 장비이며, 세계시장 규모는 1,500억원 이상이다. 점유율은 고급형의 경 우 Harris등 주요 5개 업체가 70% 이상을 점유하고 있다. <표 7-15> 해외 주요국의 송출장비 기술개발 현황 장비명 개발단계 핵심 기술 개발주체 송출용 비디오 스위처 제품판매 HD 8 CH(소형 송출)/16CH(중형 송출)/ 24CH(대형 송출) 마스터 스위처 GVG 등 HD Encoder 제품판매 MPEG2 기반 HD encoder Tandberg, SONY H.264 인코더 제품판매 H.264 인코더를 개발 에릭슨(Tandberg) UHDTV 미디어 Encoder 기술 UHDTV 미디어 전송기술 R&D 시제품 R&D 8K 비디오 부호화를 위해 MPEG-4 AVC H.264 코덱 16대 병렬로 구성 약100Mbps로 압축된 오디오/비디오에 대한 위성전송 3D 입체콘텐츠 부복호화 기술 R&D 다시점 비디오 부복호화 기술 獨 HHI연구소 3D 입체콘텐츠 전송 기술 R&D ATSC, ITU-R, DVB 표준화 검토중 DVB-H 기반 모바일 3DTV 전송기술 NHK NHK 日 BS11 유럽 DVB-H HD송출용비디오 서버 제품판매 대용량/빠른 읽기 및 쓰기 속도 구현 3DTV/UHDTV 서버 R&D 기존 HDD를 대체하고 메모리 기반(SSM) 저장 자동 송출장비 * 출처 : 미래방송장비 고도화 포럼 제품판매 다양한 포맷, 최소 인력으로 자동송출, 포맷별/품질별 자동선택 송출 Harris 제2장 방송장비 산업환경 분석 363

396 신성장동력장비 개발로드맵 <송신장비> 일본에서는 NHK와 NTT가 8K 콘텐츠의 전송실험에 대해 협력하고 있으며, NHK에 서는 16대의 AVC인코더를 병렬로 처리한 8K인코더를 개발, 실험 중이다. 또한, NHK, NTT, SANYO, ATR 등을 중심으로 다시점카메라 및 auto 3DTV 개발 을 위한 다양한 프로젝트를 수행하고 있으며, 현재에는 SANYO, NTT Data, Sharp 등을 중심으로 한 3D 컨소시엄이 구성되어 스테레오스코픽 타입의 3D 비즈니스 실현을 위한 입출력기기의 보급확대, 3D 콘텐츠의 확대 촉진과 유통 향상, 3D 시 장의 확대 발전을 꾀하기 위해 노력중이다. 미국은 Altera사와 Xilinx사에서 8VSB DTV DOCR 기술을 개발하고 있으며, EU에서 는 R&S(Rohde&Schwarz, 독일)가 DVB-T/DVB-H 신호 계측을 위한 휴대용 계측기를 개발하였다. <표 7-16> 해외 주요국의 송신장비 기술개발 현황 장비명 개발단계 핵심 기술 개발주체 ICS DOCR 제품판매 FPGA 美 Altera, Xilinx DTV신호 분석기 제품판매 신호분석기술 UHDTV송신기 R&D 고용량 송신기술 전송 스트림 기술 3DTV 송신기 R&D 3DTV 방송기술 IP Encapsulator DVB-S2 변조기 디지털 라디오 중계기 개발 개발 개발 * 출처 : 미래방송장비 고도화 포럼 비동기 직렬 인터페이스에서의 Multiprotocol Encapsulation(MPE) GS(Generic Stream) 추가 16APSK, 32APSK 변조 waveform exactness, Time Alignment, Frequency Alignmnet and Delay Adjustability 獨 Rohde & Schwarz 美 Tektronix사 美,EU 디지털 케이블전송 규격 日 NHK STRL 중앙 연구소, NTT 日 마쓰시타, 소니 NHK, SANYO, NTT Data, Sharp 등 EU Bilkent 대학 美 Comtech EF Data (덴) Digicast (EU) Newtec Elevation 英 Paradise Datacom (EU) Newtec Elevation, Stream tell 美 Comtech EF Data Austria Harris 364

397 7. 방송장비 개발로드맵 국내의 주요 동향을 살펴보면 해외 주요국의 기술개발에 비해 국내 기술은 많이 뒤처 져 있는 상황이다 특히, 시장과 산업기반도 취약해서 자본금, 인력, 매출 규모 등이 취약한 중소기업 위주의 산업 구조, 협소한 B2B(방송사 대상) 시장규모 등으로 상당 히 어려운 상황에 처해있다. <제작장비> 방송장비의 핵심장비인 카메라 및 편집기 시장은 외산장비에 의해 시장이 형성되고 있으며, 국내업체의 진입은 거의 없다시피 하고 있다 편집 장비 중에서는 HD 문자 발생기(Compix)와 편집용 모니터인 HD 뷰파인더, 휴 대용, 방송제작용, 4채널 쿼드 monitor(티브이로직)가 두각을 나타내고 있으며, 특히 3D 제작용 모니터, UHDTV 제작용 모니터, OLED 모니터 등을 개발하여 모니터 분 야에서는 경쟁력을 보유하고 있다 3차원 입체콘텐츠 획득 및 생성기술 분야에서는 ETRI, KBS, 스테레오피아, 한국입체 방송에서 고화질 입체카메라 개발을 진행 중이며, 또한 ETRI, 광주과기원, 한양대, 광 운대 등에서 다시점 3D 입체영상 획득 및 생성 기술 개발 중이다. 특히, 아솔은 3D 촬영용 렌즈 어댑터를 개발하여 상용화하였다. UHDTV 촬영장비에서는 4K/8K 카메라에 대한 기술이 전무한 상태이며, UHDTV 프로 그램 제작기술은 KETI에서 4K/8K 비디오/오디오 저장 및 출력 기술 개발을 하고 있다. <표 7-17> 국내 제작장비 기술개발 현황 장비명 개발단계 핵심 기술 개발주체 HD CG 제품판매 HD 문자발생기 Compix HD방송제작용 모니터 제품판매 뷰파인더, 휴대용, 방송제작용 티브이로직 3DTV, UHDTV 제작용 모니터 R&D 3DTV, UHDTV 제작용 모니터 티브이로직 고화질 입체카메라 3D 촬영용 렌즈 어댑터 다시점 3D 입체영상 획득 및 생성 4K/8K 카메라 출처 : 미래방송장비 고도화 포럼 R&D 기술검토 3차원 입체콘텐츠 획득 및 생성기술 UHDTV 프로그램 제작기술 UHDTV 미디어 획득기술 ETRI, KBS, 스테레오피아, 한국입체방송, V3I 아솔 ETRI, 광주과기원, 한양대, 광운대 KETI 제2장 방송장비 산업환경 분석 365

398 신성장동력장비 개발로드맵 <송출장비> HD급 인코더 장비는 창해에너지어링, 호서텔레콤 등에서 개발, 상용화되었으며, 특 히 MPEG-2, MPEG-4, H.264 등 Encoder가 시장에 출시된 상황이다. 3차원 입체콘텐츠 전송 기술분야에서는 지상파/위성DMB기반 모바일 3DTV 방송기 술 개발 중이며, 기존 인프라기반의 고화질 3DTV 방송을 위한 전송기술은 선진국 대 비 90% 수준이다 특히, 이동 단말에서의 3D 서비스를 위한 전송기술은 세계 최고와 동등수준이다 이 외, UHDTV 미디어 부호화 기술 및 미디어 전송기술, HD/3DTV/UHDTV 서버, 자 동 송출장비 등에서 주요 업체들이 기술개발을 하고 있다. <표 7-18> 국내 송출장비 기술개발 현황 장비명 개발단계 핵심 기술 개발주체 HD Encoder 3차원 입체콘텐츠 부복호화 기술 제품판매 R&D HD급 encoder 장비(MPEG-2) 모바일급 encoder 장비 서비스 확산 조명보상 및 모션 Skip Mode 분야 기술 기고 UHDTV 미디어 부호화 기술 R&D 4K/8K 비디오 및 오디오 부호화 기술 UHDTV 미디어 전송기술 HD송출용비디오 서버 3DTV/UHDTV 서버 자동 송출장비 R&D R&D 시제품 R&D R&D 시제품 출처 : 미래방송장비 고도화 포럼 4K/8K UHD 비디오/오디오 전송을 위해 케이블망 기반의 전송기술 개발 대용량/빠른 읽기 및 쓰기 속도 구현 기존 HDD를 대체하고 메모리 기반(SSM) 저장 다양한 포맷, 최소 인력으로 자동송출, 포맷별/품질별 자동선택 송출 호서텔레콤, 창해에너지어링 ETRI, KBS, LG전자 美 D대학 ETRI 디투넷 CIS테크놀로지 디투넷 CIS테크놀로지 <송신장비> ETRI는 동일채널 중계기술을 2008년 10월 미국의 DTV 표준기구인 ATSC(Advanced Television System Committee)에 발표하면서 미국식 DTV 표준을 공략, 1년도 안 되 어 미국 단일 채널 방송망 구현을 위한 기술 권고로 채택시키는 성과를 창출하였다. UHDTV 관련 기술은 디스플레이 장치이외에 기술 개발이 미미한 상태이며, 삼성, ETRI에서 표준화 진행 중이다. 366

399 7. 방송장비 개발로드맵 <표 7-19> 국내 송신장비 기술개발 현황 장비명 개발단계 핵심 기술 개발주체 ICS DOCR R&D 동일채널 중계기술 ETRI DTV신호 분석기 제품판매 신호분석기술 텔레만전자통신 태화텔레콤 2.5kW DTV송신기 제품판매 디지털 송신기술 진명통신 UHDTV송신기 3DTV 송신기 OFDM 전송방식에서의 동일채널중계기 R&D R&D R&D 출처 : 미래방송장비 고도화 포럼 전송 스트림 기술, 변복조 기술 DCATV 기반 UHD 콘텐츠 송수신 기술 DMB/IPTV/DCATV/DTV 스테레오스코픽 서비스 송수신정합 규격 비실시간 3DTV 방송기술 등화기술 LG 삼성, ETRI ETRI, TU미디어, MBC, 삼성전자, LG전자 등 ETRI 등 ETRI, KBS,(주)소암시스텔,(주)쏠 리테크 중장기 발전 전망 방송의 미래는 IT기술을 통해 변화될 것으로 예측되고 있다. 특히 모바일방송 및 소 셜미디어와 같은 매체의 변화가 방송서비스 뿐만 아니라 방송기술의 나아갈 방향을 제시하고 있다. 특히 클라우드와 IT도구를 이용한 협업 및 커뮤니케이션, 멀티 디바이스를 지원할 수 있는 영상콘텐츠 인코딩과 스트리밍 서비스 등 IT를 이용한 다양한 기술이 개발되며, 이를 이용한 서비스의 확산이 예상된다. 스마트폰을 활용한 모바일방송 서비스 등 매체간 융복합 가속화되고 있는데 2010 남 아공 월드컵 이 모바일TV 서비스 확산의 기폭제로 작용하여 유럽, 미국 등에서 모바 일방송 이용자가 스마트폰 보급과 함께 빠르게 확산되고 있다. 이는 통신과 방송의 상호 시너지 효과 를 보여주고 있으며, 이러한 현상은 스마트패드, 스마트TV 등의 확 산을 통한 시장 변화에 발맞춰 N-Screen 서비스 등 스마트미디어 시대가 도래할 것 으로 예상된다. 또한, 이에 발맞춰 방송제작 부문에서는 어플리케이션을 이용해 스마트폰이나 스마트 패드 등에서 무선편집이 가능한 솔루션을 개발하는 등 무선단말기와의 접목을 시도 할 것이다. 제2장 방송장비 산업환경 분석 367

400 신성장동력장비 개발로드맵 영상장비 분야는 3D와 UHD기술에 대한 개발이 주를 이룰 것으로 보인다. 3D 영화 흥행을 촉매로 시작된 3D에 대한 관심은 2010 월드컵 3D 중계, 3D 위성방 송, 3D 지상파 실험방송 송출 등을 통해 관련 기술 및 서비스가 시도되고 있으며 곧 상용화 되어 본격적인 3D지상파 방송서비스가 선보일 전망이다. 최근의 세계 방송산업은 3D영화 등 3D콘텐츠의 확산과 3DTV의 보급, 3D캠코더 개 발 등 3D 를 통한 성장이 시장확대를 주도하였으며, 3D 방송장비의 경우 일본(소니, 파나소닉)과 미국(3ality)의 메이저 업체들이 앞장서 있다. 이러한 메이저 업체들은 ENG/EFP 타입의 핸드헬드형 3D카메라와 좀 더 선명하고 자연스런 화면구현 기술을 선보이며 기술개발을 주도하고 있다. 또한, UHDTV 등 초고화질 실감형 방송기술과 스마트폰, 스마트TV 등의 등장으로 UHD 송수신장비, 인텔리전트 자동수신시스템 등 최첨단 방송장비 개발이 본격화되 고 있다. UHD(Ultra High Definition)기술은 최근 4K급 카메라와 모니터, 프로젝터 등이 상용 화되며 그 발전속도가 더더욱 가속도를 붙고 있으며, BBC는 NHK와 공동으로 2012 년 런던올림픽에 맞추어 8K UHDTV 서비스를 할 예정이다. 3.3 정책 동향 국외 정책동향 미국은 군수산업에 이은 제2의 수출 전략산업으로 실감미디어 엔터테인먼트 산업을 육성하여, 세계시장 70% 점유를 목표로 추진 중에 있다. 이의 일환으로 ARPA (Advanced Research Projects Agency)의 국책 연구과제로 3D 입체영상 및 그래픽 디스플레이 기술 개발 을 선정하여 기술개발을 추진 중에 있다. 미국은 FCC 주도로 기존 지상파 대역내에서 지상파와 모바일을 동시에 전송할 수 있 는 ATSC-M/H 방송의 상용화를 추진 중이다. FCC에 의해서 디지털 방송 전환이후 700MHz대역에 대한 경매를 통한 채널 재배치 실시, 이 중 Ch 56번(722MHz ~ 728MHz, 6MHz 대역)을 모바일 방송에 할당하였다. FCC는 디지털 시대 미디어의 미래(the Future of Media)와 커뮤니티의 정보 니즈에 대한 대규모 프로젝트 개시를 선언하였다('10. 1). 368

401 7. 방송장비 개발로드맵 일본은 고도입체 동화상 통신, Full 3D 복원 홀로그램 등에 집중투자를 하고 있다. 우정성 TAO(Telecommunication Advancement Organization)의 고도 입체 동화상 통신 과 고도 3차원 동화상 원격 표시 란 국책과제를 중심으로 NHK, NTT, ATR 등에서 차세대 3차원 입체 TV의 프로토타입을 개발, 6개년 계획으로 실용화를 추진하고 있다. '07년부터는 BS11을 통해 3D 프로그램을 방송 중이며, '15년 UHDTV 위성 시험방송, '20년에는 가정대상 실용방송 정책을 추진하고 있다. 미래 시장의 선점을 위하여 실감미디어 분야에서의 원천 기반 기술의 연구 개발에 꾸 준히 투자하고 있으며, '20년 초고선명 TV의 본격적인 상용화를 목표로 추진 일정을 발표하였다. 일본 정부는 주파수 전환('11년 7월 아날로그 방송 종료)에 따른 새로운 서비스 도입 을 위해 One-Seg(UHF 대역사용)에 이어 ISDB-Tmm(VHF 대역사용)을 전국 모바일 방송 방식으로 선정하였다. ISDB-Tmm(terrestrial mobile multimedia)은 ISDB-T의 확장 기술로 다채널방송이 가 능하다. 일본 정부는 브라질 등의 라틴아메리카 국가들에서 ISDB-T 방식을 수용하도 록 적극적으로 지원하고 있어 모바일 방송에서도 One-Seg 수용하도록 추진하고 있다. EU는 96년부터 ATM 망 이용 화상 회의용 3D, 홀로그램 등 미래 원천 기술 개발에 약 6천만 유로를 투자하여 역량을 집중하고 있다. EU공동의 R&D 프로젝트를 기획 추진하고 있어 EU 7th Framework Programme(FP7) 내에 3D Media Cluster 를 구성하여 영상 다중화, 홀로그래픽, 3D 데이터변환에 집중 적으로 투자하고 있다. EU 국가들은, 아날로그방송 종료를 앞두고 DVB-SH(프랑스), DVB-T의 이동수신, T-DMB(노르웨이), FLO-EV(영국) 등 다양한 기술방식을 모바일 방송용으로 수용 및 검토하고 있다. DVB-H의 차세대 버전인 DVB-SH 및 DVB-NGH 등을 통한 새로운 모바일 방송의 도 입을 추진하고 있다. EC(유럽위원회)는 차세대 양방향 모바일 방송을 포함한 다양한 방송 서비스(HD, 3D, connected TV 등) 등장에 대비한 투자 유치와 인프라 구축을 골자로 하는 Digital Agenda for Europe 을 '10년 5월에 발표하였다. 제2장 방송장비 산업환경 분석 369

402 신성장동력장비 개발로드맵 국내 정책동향 국가과학기술위원회는 3DTV를 차세대 주력 품목으로 육성하기 위한 3D 비전 2010 전략 을 '05년도 3월에 발표한 바 있다. 3D 입체영상기술을 '10년 이후 국내 산업을 활성화할 수 있는 핵심기술로 선정, 세계 선도 기술을 개발하기 위한 프로젝트를 추진하였다. '08년부터 신성장동력산업과 100대 국정과제로 선정하여 3D 관련 정책지원을 진행 중이며, '09년 IT 코리아 5대 전략 발표로 확대하였다. '10년 3월에는 3D 산업육성을 통한 시장선점 차원에서 3개 부처(방통위, 지경부, 문 체부) 공동으로 3D 산업 발전 전략 수립, '15년까지 약 8천억원의 예산을 투입하도록 하는 계획을 발표하였다. 고화질 3DTV 실험방송의 성공적인 실시와 국내 3D방송산업 활성화를 위한 협력체 3DTV 실험방송추진단 을 출범('09.12)하였고, 국내 3D방송 활성화 및 세계 시장 선 도를 위한 국제표준화 지원, 산업정보 지원 등을 체계적으로 대응하기 위해 3DTV 방송진흥센터 를 설치 운영('10.2)하고 있다. 또한 3D영화 육성을 위해 상암DMC 단지에 서울 3D영상지원센터 와 인력개발센터를 설립하고, 6,000여명의 전문기술인력 양성을 추진하고 있다. < 3D 산업 발전 전략 > '15년 3D영상시대 본격화 및 세계 진출 기반구축이라는 비전을 제시하고 단기 중장기 전략으로 구분, 체계적으로 추진 예정 TV시장에 파급 효과가 큰 지상파 3D실험방송('10년 10월)을 차질없이 추진하여 국제적 3D방송표준 및 방송기술을 선도해 나가도록 하고, 방송사의 3D콘텐츠 제작 지원 추진 370

403 7. 방송장비 개발로드맵 한편 지식경제부, 방송통신위원회 및 문화관광부 등 3개 부처는 '11년 4월에 경제정 책조정회의를 통해 스마트TV산업 발전에 관한 정부정책을 발표하였다. 스마트TV산업에서는 기존 TV와 달리 하드웨어 경쟁력만으로 성공할 수 없고, 콘텐 츠 인터넷망 등 TV를 둘러싼 생태계의 활성화가 가장 중요한 요소로 부각됨에 따라 발전전략을 마련하였으며, 정부는 스마트TV산업의 발전을 위해 스마트TV 경쟁력 제 고, 콘텐츠 및 서비스 육성, 인프라 구축 등 3개 분야 주요 정책과제를 제시하고 범정 부적으로 추진해 나갈 계획이다. < 스마트TV산업 발전 전략 > 스마트TV 경쟁력 제고 콘텐츠 및 서비스 육성 인프라 구축 경쟁력의 핵심인 플랫폼, UI 등에 대한 차세대 원천기술 확보 중소기업의 시장참여를 확대하여 서비스 수준을 제고하고, 세계 시장 기술트렌드를 선도하기 위해 필요한 각종 UI, 액세서리, 스마트폰 태블릿PC 등 다양한 가전기기와 스마트TV간의 상호연동 인터페이스에 대한 표준화 추진 민원, 교통 등 공공서비스에 대한 시범사업을 추진하고, 공모전을 개최하여 참신한 아이디어에 대한 사업화를 지원 TV제조사, 유료방송사, 콘텐츠제작사, 통신사업자 간 협력적 생태계 조성 스마트콘텐츠 육성전략 수립 및 콘텐츠 생태계 프로젝트 추진을 통해 스마트콘텐츠 산업의 발전 토대 구축 똑똑한 TV콘텐츠 및 서비스를 위한 기반기술의 개발 추진 스마트TV 콘텐츠는 시청과정에서 무단 복제되는 등 불법적인 유통이 일어날 가능성이 높아 영화 등 콘텐츠들의 합법적인 유료 유통시장을 창출하고 저작권 보호를 강화할 계획 유선부문은 '12년까지 BcN망보다 10배 빠른 기가인터넷의 상용화를 추진하고, 전국 어디서나 100Mbps급 광대역망을 이용할 수 있도록 망 고도화를 지원 무선부문은 '11년 하반기부터 LTE 도입을 시작으로 차세대 무선망을 구축하고, 중장기적으로 장 단기 주파수 공급계획을 마련 네트워크 투자비용 분담과 관련해서 통신사업자의 투자와 망 이용편익을 조화시킬 수 있는 정책방향을 도출할 계획 신규 방송통신융합서비스가 기존 방송매체와 조화롭게 발전할 수 있는 제도적 기반을 마련 스마트 시대에 대응하기 위한 방송 통신 인터넷 법제의 정비 모바일 분야에서는 모바일 방송 활성화를 위해 위원회 구성, 포럼 운영 등 다양한 비 즈니스 모델 수립을 위해 노력하고 있다. 방통위는 '08년부터 모바일 방송의 발전방향을 모색하기 위해 정부산하기관, 연구단 체, 관련기업들이 모여 기술협의체를 구성한 바 있으며, 모바일방송기술위원회는 제2장 방송장비 산업환경 분석 371

404 신성장동력장비 개발로드맵 TTA, ETRI, 삼성전자, LG전자, 이동통신 3사, 지상파 DMB 6개 사업자 등 DMB 관련 단체, 기업 30여 곳이 참여하고 있다. 여기에서는 지상파DMB 수신환경 및 DMB 광 고 개선, T-DMB 수익모델 개선과 공익서비스로서 전국 커버리지 확대를 위한 제도 개선 등 다양한 방안을 모색하고 있다. 방통위는 지상파 DMB 활성화를 위해 DMB광고, 채널운영 및 편성 규제를 완화하였 고('08. 12), 지상파 DMB 사업자의 소유제한 완화 및 가상 간접광고를 도입('09. 7) 하였다. 또한 AT-DMB 활성화를 위한 해외 수출 지원과 활용방안을 모색하고 있다. 정책지원 을 통한 해외 수출 기반강화 추구('09년) 및 AT-DMB 실험 방송을 추진('10년)하였다. 이 외에도 방송통신위원회는 향후 5년간 전파관련 중장기 정책방향을 설정하는 전파 진흥기본계획 을 수립 발표하였다('09. 5). 방송 관련 핵심기술 개발 및 표준화 등 5 대 분야 22개 중점 추진과제에 2013년까지 1조 5,287억원의 예산을 투입할 계획이며, 주파수 재할당 정책을 통한 채널 7 ~ 13번(174MHz ~ 216MHz 대역, 7개 채널)은 지상 파 DMB에 우선 사용을 검토 중이다. 3.4 표준화 동향 3DTV 표준화 추진 현황 세계적으로 3DTV 방송 시스템 기술 분야 이외에 대부분 표준안 제정 단계에 있다. Blu-ray Disk 협회에서는 3D 규격을 1080p 순차 프레임 출력으로 확정('09)하였고, DVB는 SMPTE의 3DTV TF와 공동으로 DVB 망에서의 3DTV 서비스를 위한 표준 논 의를 진행하고 있다. ITU-R에서는 3DTV 표준화 연구과제를 선정하여 '08년부터 '12년까지 연구를 진행 중이 다. 또한 MPEG에서는 Stereoscopic Video Applicaltion Format과 같은 시스템관련 포맷 과 MVC, FTV(3DV) 등 3D 비디오 부호화 관련 기술에 대한 표준화를 진행 중이다. 372

405 7. 방송장비 개발로드맵 표준화 기구/ 단체 표준화 수준 구 분 국내 국외 국내 참여 업체 국내 기여도 국내 표준화 인프라 수준 3DTV방송 시스템기술 차세대방송 표준포럼/TTA ETSI/MPEG/ IEFT/SCTE/ITU ETRI/삼성전자/ LG전자/TU미디어/ 넷엔티비 <표 7-20> 3D 표준화 관련 현황 비디오 부호화기술 - MPEG/ JVT ETRI/세종대/ KBS/GIST/ KETI/연세대/ 경희대 스테레오스코픽 AF기술 차세대방송 표준포럼/TTA MPEG/ BDA 경희대/ECT/ 삼성전자/ LG전자/ETRI 3D 디스플레이기술 차세대방송표준포럼 /TTA/한국표준협회/ KSA/ KS한국품질표준원/ KSISO IEC/ISO/CEA/ VESA/SMPTE KIST/파버나인/ 삼성전자/LG전자 3D오디오 기술 TTA MPEG ETRI 보통 높음 높음 보통 높음 국내 표준안기획 표준안기획 표준안기획 표준안기획 표준안기획 국외 표준안기획 표준제정 표준제정 - 표준제정 높음 높음 높음 낮음 높음 국내의 경우 차세대방송표준포럼 실감방송분과 위원회(구 3DTV 분과위원회) 3D 디 스플레이 워킹그룹에서는 3D 디스플레이/3D 콘텐츠 분야의 기술 표준화를 추진하 고 있으며, TTA에서는 3DTV 프로젝트그룹이 신설되어 3DTV 방송 기술 표준화를 추 진하고 있다. 표준안 제정 단계인 선진국들과 대비하여 국내의 경우는 표준안 기획 단계로 3D표준 은 초기 단계이다. 모바일 단말에서의 스테레오스코픽 비디오서비스를 위한 응용 포 맷을 국내기관이 공동으로 MPEG에 표준기술을 제안하여 채택('09.12)되었고, TTA에 서 DMB 비디오 연동형 스테레오스코픽 데이터 서비스 송수신 정합 규격 및 위성 DMB 스테레오스코픽 비디오 서비스 규격 표준화('08)가 이루어졌다. TTA에서 3D DCATV 방송서비스 송수신 정합규격 및 3D DTV 방송서비스 송수신 정 합규격 표준화를 위한 3DTV 프로젝트 그룹(PG)을 '09년에 신설하고 표준화를 진행 중에 있다. 제2장 방송장비 산업환경 분석 373

406 신성장동력장비 개발로드맵 UHDTV 표준화 추진 현황 UHD 기술 관련 표준화는 ITU 등 표준기구를 중심으로 진행 중에 있으나, 아직은 초 기 단계이다. ITU-R BT.709에 칼라포맷 관련하여 SONY가 표준화를 제안하였고('06), 이후 삼성전 자가 표준화를 제안하였다('09) SMPTE에서 4K/8K 비디오 규격 및 UHDTV 오디오 신호규격을 제정하였고('08년), ITU-R에서 대화면영상 서비스의 영상포맷('06년)에 대해 표준화를 완료하였다. '10년초에 MPEG과 VCEG이 공동으로 JCT-VC(Joint Collaborative Team on Video Coding)를 구성하여, UHDTV에 적용할 수 있는 HVC(High-performance Video Coding) 표준화를 진행 중에 있다. 국내의 차세대방송표준포럼에서 '08.2월에 UHDTV WG(Working Group)을 구성하 여, 부호화, 전송 및 디스플레이를 포함한 기술 및 표준화를 논의 중이며, '09년에 UHDTV 비디오 신호 규격을 만들어 TTA에서 표준화를 추진 중에 있다. 차세대 모바일 방송 표준화 추진 현황 EU, 미국 등 전 세계적으로 기존 모바일 방송기술을 보다 지능화하기 위한 표준화를 추진 중에 있다. EU의 경우 DVB를 기반으로 하는 새로운 모바일 방송 표준 (DVB-NGH)을 2010년 말 초안 완성 및 2011년 ETSI 등록을 위해 추진 중에 있으며, 미국은 ATSC 기반의 모바일 방송 표준(ATSC-M/H)을 ATSC와 OMVC 주도로 최근 완 료하였다. 우리나라는 T-DMB 기반의 새로운 모바일 방송 표준인 AT-DMB(Advanced T-DMB) 의 표준화를 TTA를 통해 추진 중이며, 국제 표준화를 위해 ITU-R에 기고문 제안 중 이다. AT-DMB 방송시스템 기술은 국내기관이 공동으로 TTA에 고전송률 지상파멀티 미디어 방송 송수신정합 표준을 제안하여 제정('09.6) 및 ITU-R SG-6(방송분야)에 표 준기술로 제안('09.11)하였다. TTA에서 MPEG Surround 오디오 압축 기술을 이용한 디지털 멀티미디어방송(DMB) 멀티채널 오디오서비스 규격을 위성 DMB용으로 채택('09.7)하였고, 지상파 DMB용 으로는 표준화를 진행중에 있다. 374

407 7. 방송장비 개발로드맵 TTA의 모바일 방송 표준화 그룹(PG801)에서 차세대 모바일 방송 표준 기획을 위한 모바일 융합 WG을 신설하여 DMB와 통신망과의 새로운 융합 서비스에 대하여 논의 중에 있다. <표 7-21> 모바일 방송 표준화 관련 현황 국가 유럽 미국 국내 표준 동향 DVB 에서는 차세대 모바일 방송을 위해 DVB-H 및 DVB-SH의 단점을 개선하고, DVB-T2를 기반으로 하는 DVB-NGH(Next Generation Handheld)의 표준화 추진 또한, HBB(Hybrid Broadband Broadcasting) 이라는 이름으로 위성방송과 고정형 인터넷망과의 연동을 통한 하이브리드 방송 서비스규격을 제정 중임 ATSC에서는 지상파 방송 대역에서 다양한 비실시간 프로그램을 선보이기 위한 Non-Real Time(NRT) 전송 기술 규격을 제정 중에 있음 TPEG 상용화를 통한 경험 및 DMB를 기반으로 하여 M-TPEG을 TPEG Forum에 제안 '09년 AT-DMB 송수신 정합, 계층부호화 비디오 서비스 등의 국내 표준 제정 '09.11월 스위스 제네바 ITU-R SG6에서 국내 AT-DMB 전송기술 관련 1건의 기고를 제출 4 방송장비 산업구조 분석 국내 기업 및 인력 현황 국내 방송장비 기업은 모두 연 매출 1천억원 미만의 중소기업으로 총 156개의 업체 에서 3천 4백여명의 고용자가 방송장비를 생산하고 있는 것으로 파악되었다. 업체 평 균 매출액은 41억원, 평균 고용인원은 22명으로 나타났다. <표 7-22> 국내 기업 및 인력 현황 규모별 기업 수(연매출 기준) 고용 대기업( 5,000억원) 중견기업(1,000 ~ 5,000억원) 중소기업(<1,000억원) 0 개 0 개 156 개 3,437명 출처 : ETRI&KEA(2011), 방송장비제조사 실태조사 결과 주 : 종업원수는 조사 기업의 총 종업원수를 방송장비 매출액 비중으로 환산, 무응답 기업에는 평균치를 이용하여 추정 파악된 국내 방송장비 업체의 매출액은 '09년 5,353억원에서 '10년 5,780억원으로 증 가된 것으로 집계되었고, 연평균 7% 정도 매출액이 성장하여 '12년에는 6,640억원 수 준으로 성장할 것으로 전망되었다. 제2장 방송장비 산업환경 분석 375

408 신성장동력장비 개발로드맵 업체 평균 매출액은 '09년 38억원에서 '10년 42억원으로 소폭 상승하였으며, '12년에 는 45억원으로 증가할 것으로 응답하였다. 방송장비 매출액을 구간별로 살펴보면 30억원 미만인 경우가 응답기업의 49%, 30억 ~ 100억원 사이가 35%, 100억원 이상인 경우가 16%를 차지하는 것으로 조사되었다. 국내 방송장비 업체 중 상위 10개 업체의 매출액의 합은 '10년 기준으로 전체 매출액 의 38%를 차지하며, 상위 20개 업체 매출액의 합은 55%, 그리고 상위 30개 업체의 매출액의 합은 전체의 67%를 차지하는 것으로 조사되었다. 종업원수를 구간별로 살펴보면 1 ~ 9인 사업장이 21%, 10 ~ 19인이 20%, 20 ~ 49인이 20%, 50인 이상이 13%로 조사되었다. 국내 업체의 '10년 기준 평균 종업원 수는 22 명으로 기술연구/개발 7명, 생산 7명, 경영/사무 3명, 영업 4명, 기타 1명으로 구성된 것으로 조사되었다. 국내 주요 장비기업 현황 국내 방송장비 주요기업의 현황은 다음과 같다. <표 7-23> 주요 장비기업 현황 (단위 : 억원, 명) 기업규모 기업 주요 생산 장비 매출액 고용 중소기업 (<1,000억원) 인터엠 엠프, S.P, EQ/Effector 디지털존 HDMI 재생기, 분배기 나다텔 NTP 서버 케빅 스피커, 엠프 티브이로직 비디오 모니터 대경바스컴 마이크 동양텔레콤 송신기, Divider, 수신 안테나 출처 : ETRI&KEA(2011), 방송장비제조사 실태조사 결과 국내 방송장비업체의 경우 기술력 측면에서 방송용카메라, NLE(Non-Linear Editor, 비선형편집기) 등 제작 편집 핵심장비는 선진국과 대비하여 기술격차를 보이는 등 선 진국 대비 약 70%의 기술경쟁력을 보이고 있으며, AMU(Audio Mixing Unit, 음성혼 합기), Converter(디지털 아날로그 신호 변환장치), Router(영상 및 음향 신호를 버 튼 조작으로 연결시켜 주는 장비) 등 또한 기술력 측면에서 열세를 보이고 있다. 376

409 7. 방송장비 개발로드맵 하지만, IT기술이 적용된 방송시스템(T-DMB, IPTV, 지상파DTV 등)과 자동송출시스 템, MAM(미디어자산관리시스템), 자막/문자 발생기 등과 방송장비 고도화 사업의 일 환으로 추진된 수요자 연계형 R&D 결과물인 방송 제작 편집용 모니터, DTV 엑사이 터 등은 일정 정도 경쟁력을 확보한 것으로 평가되고 있다. 가치사슬 분석 국내 장비업체의 경쟁력이 매우 취약하여 방송사들은 주로 수입 장비에 의존하고 있 으며, 국내 제조사들은 주로 비방송사에서 이용하는 장비를 생산하거나 공급하고 있다. 제조사들은 직접 방송사 및 비방송사에 장비를 생산/판매하거나, SI업체를 통해 공급 하고 있다. SI업체는 국내 및 해외 수입 업체의 장비를 시스템으로 결합하여 방송사 및 비방송사에 공급하며, 신규 건물의 경우 건설사 등의 시공업체 주문에 따라 공급 하고 있다. 수입업체들은 국내에 직접 영업점을 두고 장비를 공급하기도 하며, SI업체 및 시공업체를 통해 방송사 및 비방송사에 장비를 공급하고 있다. <그림 7-4> 가치사슬 체계도 제2장 방송장비 산업환경 분석 377

410 신성장동력장비 개발로드맵 제3장 방송장비 개발전략 1 SWOT 분석 및 당면현안 1.1 방송장비산업의 SWOT 분석 (Strength) 방송산업의 패러다임 변화에 따라 IT강국인 한국에 잇점 IT 강국의 기술력과 인지도 보유 IT분야의 다양한 개발경험을 바탕으로 강력한 IT기반 Solution 경쟁력과 인지도 보유 통신단말기 및 방송수신기에 대한 높은 세계 시장 경쟁률 DTV, 휴대방송, 방통융합형 미디어 분야와 관련하여 기술력과 원천특허를 보유하는 등 세계적 경쟁력 보유 휴대폰, 스마트폰, 스마트패드 등 모바일기기에 방송서비스가 보편화되면서 시장이 급성장할 것으로 기대되며, 이와 관련된 다양한 표준기술에 대한 장비 수요가 큼 (Weakness) 원천기술 부족 및 전문인력 부족, 악순환의 영세산업 구조 선진장비에 대한 추격형 개발로 인해 원천기술이 상대적으로 부족 핵심기술인 장비 설계기술 수준은 선진국의 70 ~ 80% 수준에 불과 방송장비 설계 전문인력 부족 방송장비 설계를 교육하는 대학의 학과가 전무하며 관련학과에서도 장비설계와 관 련하여 개설한 과목이 부족한 상태 방송사 등을 상대로 한 비즈니스(B2B)로 시장규모('09년 17억불)가 작아 전형적인 중 소기업 위주의 산업 생태계 형성 국내 개발장비의 신뢰성/인지도 미흡으로 인해 수요기업은 구매를 기피하고 이에 따라 장비기업은 기회 상실 및 의욕 저하로 이어지는 악순환 구조 형성 상대적으로 작은 내수 시장으로 인한 경쟁심화로 인해 안정적 기업성장이 어려움 378

411 7. 방송장비 개발로드맵 (Opportunity) 방송의 초고화질 실감화에 따른 장비개발 수요 발생 디스플레이 기술의 진화, 네트워크의 고도화 등에 따라 HDTV 이후의 UHD(Ultra HD)TV, 3DTV 등 초고화질 실감방송 기술이 본격 논의되며, 이에 따른 기술 및 장비 개발이 본격화 * BBC는 NHK와 공동으로 2012년 런던올림픽에 맞추어 8K UHDTV 서비스 예정 * 헐리우드를 중심으로 3D 영화제작이 활성화(3D 영화관수 : '08년 1천개 '10년 5천개) 개인이 방송을 소비만 하는 입장에서 직접 방송을 제작/송출하는 형태로 변화함에 따 라, 개인방송용 소규모 방송장비 수요가 신규 발생 휴대폰, 스마트폰, 스마트패드 등 모바일기기를 활용한 방송서비스가 보편화되면서 시장이 급성장할 것으로 기대되며, 이와 관련된 다양한 장비 수요가 신규 발생 방송제작 기술과 송출시스템 등이 IT기술과 융합되는 추세 (Threat) 선진국의 시장 독점력 강화와 기술보호 장벽 심화, 신흥국들의 장비시장 약 진, 세계 경제 침체에 따른 수출 여건 악화 등 선진기업은 글로벌기업화, 토털솔루션화로 시장 독점력을 확대하면서 상대적으로 소 규모의 후발경쟁자들에 대한 기술보호 장벽이 심화됨 중국 등 신흥국들은 자국 방송장비산업의 보호를 위해 장비개발에 대한 대규모 투자 와 장비자급 정책을 강화 중 중국 방송장비 업체의 비약적 성장은 방송장비 자급 정책 강화에 의해 이뤄짐 세계경제 침체로 수출여건 악화 및 국내시장의 잠식 우려 미국, 유럽 등 수출시장의 변동이 심화되면서 방송장비 시장의 위축이 예상되며, 선진기업의 출혈판매로 국산제품의 가격경쟁력 약화가 예상됨 < 방송장비 개발 필요성 > 방송산업의 디지털화 등 패러다임 변화는 IT강국인 한국에게 기회요인 또한, 실감방송으로 방송형태가 변화하는 상황에서 핵심기술 및 장비 개발은 차세대 방송산업을 주도할 수 있는 좋은 기회 반면에 이번 기회를 잘 살리지 못한다면 진입장벽이 높은 방송산업에서 우리의 경쟁력은 지속적으로 약화될 것으로 판단 제3장 방송장비 개발전략 379

412 신성장동력장비 개발로드맵 1.2 방송장비분야의 개발전략 외부환경 내부환경 강점 Strength IT 강국의 기술력과 인지도 보유 통신단말기 및 방송수신기에 대한 높은 세계 시장 점유율 DTV, 휴대방송, 방통융합 미디어 분야와 관련하여 세계적 경쟁력 보유 약점 Weaknesses 장비개발 원천기술 부족 방송장비 설계 및 개발 전문인력 부족 중소기업 위주의 산업 생태계 형성, 수요기업의 구매 기피현상과 장비개발 기회 상실 등 악순환의 영세산업 구조 기회 Opportunity UHDTV, 3DTV 등 초고화질 실감방송 서비스 도입에 따른 신규장비 수요 발생 모바일 기기를 통한 방송서비스 확대와 개인 방송확대에 따른 신규 방송장비 수요 발생 방송제작 시스템의 IT화 확대 위협 Threat 선진국의 시장독점력 강화와 기술보호 장벽 심화 중국 등 신흥국들의 장비시장 약진 세계 경제침체에 따른 수출 여건 악화 SO 전략 IT 솔루션 접목한 신규장비 개발을 통해 글로벌 경쟁력 확보 방송 제작장비와 송출장비 등에 IT 솔루션을 접목하여 장비개발 차별화 미래 방송서비스를 위한 방송장비개발에 산학연 공동연구 개발과제 지원 ST 전략 미래방송기술을 위한 특허와 IT기술력을 바탕으로 해외 선진기업과 제휴 미래방송서비스를 위해 확보한 기술력과 특허를 활용하여 해외 기업과의 공동연구개발 추진 IT 솔루션 업체와 함께 해외선진기업과의 제휴 추진 및 공동개발 추진 WO 전략 영세한 중소기업 위주의 산업생태계를 탈피하여 안정적 성장이 가능하도록 정부지원 확대 방송사-제조업자간의 수요연계형 기술 개발을 통해 R&D 역량 강화 및 낮은 인지도 만회 시험인증센터 구축 및 운용을 통해 국산 방송장비의 신뢰성확보 추진 WT 전략 활성화/보호에 대한 균형정책을 통한 생산성과 보안성 향상 장기적으로 국산화가 필요한 장비는 연구소를 활용하여 원천기술 확보하고 중소기업 기술이전 신규방송사업자 허가/승인 시 국내장비 보호 및 활성화 대책 의무화 380

413 7. 방송장비 개발로드맵 2 방송장비산업의 발전 비전 2.1 비전 및 목표 비전 국산 방송장비 및 기술력을 기반으로 한 방송산업 선도국가 도약 목표 방송장비 국산화율 제고 : 21.6%('11) 35%('16) 방통융합 스마트 방송산업 생태계 구축 2016년 방통 융합형 단말 세계 시장 점유율 1위 추진 전략 3D, UHD 등 미래선도기술 집중 개발 수요기반 실용화 장비 개발 건전한 생태계 선순환 구조 창출 2.2 중점 추진 전략 추진방안 종합 3D, UHD 등 미래 선도기술 개발 수요기반 실용화 장비 개발 방통융합 등 시장변화에 맞는 방송기술 개발 ㅇ 3D 방송 핵심장비(카메라, 엔코더 등) 개발을 우선 추진 ㅇ 오디오/비디오 코덱, 전송, 시스템 기술 분야를 위주 4K/8K UHD 핵심기술 개발 ㅇ 내수 및 수출 가능성이 높은 장비를 우선적으로 선정 ㅇ 공동마케팅(글로벌 브랜드 육성) 전략이 가능한 시스템형 장비 선정 ㅇ 저비용 방송 사업자나 개인을 위한 방송장비 개발 ㅇ 유무선 통합망 환경에서 다양한 환경변화에서도 품질 보장하는 방통융합 기술 개발 세부 추진방안 3D, UHD 등 미래 선도기술 개발 3D, UHD급 등 실감미디어와 관련된 새로운 미디어를 위한 방송장비를 개발하고 시 장 선점을 위한 기술 개발 제3장 방송장비 개발전략 381

414 신성장동력장비 개발로드맵 3DTV 서비스는 콘텐츠 획득 및 저작, 부호화 및 전송, 디스플레이, 휴먼팩터 등 여러 분야에서 새로운 방송장비산업과 연계 산업 창출 효과가 크므로, 3D 방송 핵심장비 (카메라, 엔코더 등) 개발을 우선 추진 4K/8K UHD TV는 기존 HD 대비 수십배의 데이터양을 획득, 처리, 전송, 소비 및 디 스플레이해야 함에 따라, 관련 장비 및 부품을 새롭게 개발해야 하는 동시에 초소형 화, 초경량화, 대용량화, 고압축화, 초고속화 기술 필요 국내 기술력이 높은 오디오/비디오 코덱, 전송, 시스템 기술 분야를 위주로 4K/8K UHD TV 핵심기술을 개발 흑백TV 방송(1세대), 칼라TV 방송(2세대) 및 디지털 HDTV 방송(3세대) 이후 도래할 4세대(4G)방송은 몰입감이 강화된 3D 및 초고선명(UHD) 영상 그리고 10채널 이상 의 다채널 오디오로 구성되는 실감방송 서비스가 될 전망 이러한 초고화질 실감형 방송기기는 의료, 문화, 설계, 국방, 탐사 등 매우 다양한 분 야에 적용되어 그 파급효과가 심대할 것으로 예상됨. 이를 위하여 세계 선진국들의 기술 개발 경쟁이 치열한 상황 수요기반 실용화 장비 개발 국내 시장에서의 구매수요와 기술적 요구에 맞는 실용화 장비 개발을 지원함으로써 중소기업 활성화 기여 개발된 장비가 제작자, 방송사 등 수요자 요구에 부합하여 활용될 수 있도록 수요자 연계형 방송장비 개발 국제 경쟁력을 가진 글로벌 기업 육성을 위하여 내수 및 수출 가능성이 높은 장비를 우선적으로 선정 시스템형 수출모델을 통한 해외 시장에서의 경쟁력 강화를 위해 상호 연계, 호환성을 고려한 장비 개발 방통융합 등 시장변화에 맞는 방송기술 개발 저비용 방송 사업자나 개인을 위한 저가의 방송장비 기술 개발 방통융합 환경에서 고품질의 양방향 멀티미디어 서비스를 제공할 수 있는 차세대 방 송기술 개발 유무선 통합망 환경에서 이용자별 서비스 환경변화에 능동적으로 적응하여 최적의 품질을 보장하는 방통융합 서비스 기술 개발 382

415 7. 방송장비 개발로드맵 3 방송장비 전략품목 도출 3.1 공정/기능별 주요 장비 장비 체계도 제작/편집 단계 송출 단계 *일반송출시스템 *CATV송출 송신 단계 <그림 7-5> 단계별 방송장비 제3장 방송장비 개발전략 383

416 신성장동력장비 개발로드맵 제작/편집 단계 송출 단계 송신 단계 제작장비 : 방송국 스튜디오 및 외부제작에 필요한 카메라, 음향, 조명 등 부조 제작장비 : 주로 방송국의 부조정실(subcontrol room)에서 수행하는 영상전환, 카메라 조명 음성조정 등에 필요한 장비 sync발생기, 스위처, 조명 콘트롤러, 오디오 믹서, 월모니터, 품질 측정장비 등 편집장비 : NLE, CG 등 방송국 내의 각부조정실이나 중계라인 또는 네트워크국에서 보내는 신호를 종합, 편집하여 송신소 및 네트워크국으로 프로그램을 송출, 감시하는 기능을 수행. 오디오/비디오 Encoder 장비와 Mux, 변조장비, 각종 서버 등으로 구성 CATV, IPTV 등의 뉴미디어 발전에 따라, 수신 후 재송신을 위한 송출 장비 시장이 커짐. 해당 장비는 IRD(Integrated Receiver Decoder), ReMux, Remodulator 등으로 구성 최종 안테나를 통해 송신하는 단계로 DTV 송신기, 송신안테나, 변조기, 그리고 수신율 향상을 위한 중계기 등으로 구성 공정/기능 장비 기능 제작 및 편집 CAMERA SYSTEM (비디오 카메라 시스템) HD VIDEO MIXER UNIT (비디오 프로덕션 믹서) HD VCR & DVR (비디오 녹화기 및 비디오 서버) HD VIDEO MODULAR SYSTEM (각종 비디오 신호 처리기) HD VIDEO ROUTING SWITCHER (HD 비디오 라우터 3) ) C/G 시스템 (문자발생기 및 컴퓨터 그래픽) HD VIDEO MONITOR HD AUDIO MONITOR SIGNAL GENERATOR& VS WF MONITOR (HD 신호 발생기 및 측정 장비) <표 7-24> 공정/기능별 주요 장비 휴대용, 중계용, 대형 카메라와 카메라 신호 유닛, 패데스탈 2), 케이블 등 HD용 프로덕션 믹서(소형, 중형, 대형) & 특수 효과 기능 장비 비디오 테이프 녹화기, 비디오 저장용 서버, 비디오 테이프 녹화기 대체용(VCR 대체용) 등 HD-SDI 분배기, HD 프레임 싱크로 나이저, HD 로고 삽입기, HD/SD 방송 신호 방신 변환 컨버터(각국의 방송방식 연관), HD Audio Embeddder & De-embedder 등 소형(8 ~ 16CH), 중형(32 ~ 64CH), 대형(128 ~ 256CH) 라우터 등 HD 문자 발생기, HD 방송용 3D ON-AIR 그래픽 시스템, 비선형 편집기, 컴퓨터 그래픽을 이용한 가상 현실 광고 등 7/9인치 LCD 모니터, HD 방송 제작용 모니터, 쿼드 디스플레이 모니터, 레퍼런스용 모니터, HD 방송용 OLED 모니터, 3D 제작용 모니터, 4K 제작용 모니터, 방송용 AM OLED 모니터 등 HD 오디오 모니터, HD 멀티포맷 모니터, 디지털 오디오 모니터, 아날로그 오디오 모니터 등 테스트 패턴 및 싱크 발생기, 비디오 신호 측정기 등 384

417 7. 방송장비 개발로드맵 공정/기능 장비 기능 송출 및 플랫폼 AUDIO MIXER (AUDIO 프로덕션 믹서) Digital Audio File Digital Audio Modular 오디오 신호 처리 기기 INTERCOM(인터컴) AUDIO 악세서리(오디오 관련 기타) DIGITAL COMMENTARY SYSTEM 1인 운용 통합 제작 시스템 통합 방송정보 시스템 디지털 뉴스룸 시스템 디지털 아카이브 시스템 Prompter DV Steady CAM 조명 기구 송출 비디오 스위처 송출용 비디오 서버 미디어 서버 HD급 송출용 비디오 서버 자동송출 시스템(APC 업그레이드) 송출 감시 시스템(BNMS) 트래픽 & 컨트롤 시스템 날씨, 증권&스크롤 시스템 컨텐츠 전송관리 시스템 H/W 기반의 멀티채널 자동 송출 시스템 AES/EBU MIXER, 아날로그 오디오 믹서 등 디지털 오디오 자료 저장 장치, 디지털 오디오 편집, 송출 기기 디지털 오디오 분배기, Analog->Digital 혹은 Digital->Analog 컨버터, 디지털 4CH, 돌비 엔코더 유(대용량 30대 이상), 무선(고품질의 방송 제작) 인터컴 장비 유, 무선 마이크 코멘터리 4) 메트릭스 메인 장치, 코멘터리 단말 유닛, 코멘터리 헤드셋 및 마이크 최소 인력으로 장비 제어, 스케줄 편성 등 부조 운용이 가능토록 구현된 자동 운용 및 송출 시스템 공중파, 케이블, IPTV, DMB 등 전체 방송사에서 운용중인 경영 정보, 편성, 운행, 광고, 콘텐츠관리 등을 통합해 중복작업 없이 효율적 결과분석이 용이한 통합 시스템 뉴스 및 시사프로그램 디지털 제작 및 기사와 영상을 통합관리, 편집, 송출 하는 시스템 콘텐츠를 고화질화 및 저해상도로 테이프 라이브러리 또는 파일 스토리지하여 편리하고 빠르게 콘텐츠를 검색 구현하는 시스템 LCD/LED 패널, Deamsplitter glass, Tripod & support sets 등 Duralum 재질 바디, spring 완충조절기능 등 디지털 딤머 5), Spot light(650w), Spot light(1kw), Spot light(2kw), LED 조명 기구 HD 송출용 비디오 스위처 6) (소형, 중형, 대형) UHDTV급 화질 음성 저장 및 송출 미디어 서버 카메라로 녹화된 미디어를 저장, 송출하는 제작 및 송출 겸용 미디어 서버(HD/UHD, 2D/3D) HD 급 비디오 영상 메모리(SSD)방식 7) 저장 다양한 포맷, 최소 인력으로 송출하는 소프트웨어 송출되고 있는 장비의 상태와 비디오 & 오디오의 품질 체크 및 자동 품질 조정 시스템 위성방송, 케이블 DMC, IPTV, DMB 등의 플랫폼에서 Live 채널 VOD, 양방향 TV, 웹포털, 데이터 방송 등의 시스템채널 편성 관리, 인증을 통제하고 관리하는 시스템 방송 매체에 증권시세 및 날씨정보, 부동산 정보 등 입력 받아 영상에 삽입해 송출하는 시스템 VOD 및 양방향 서비스 컨텐츠를 Tape 방식이 아닌 파일 형태로 네트웍을 통해서 전송, 관련 장비 등록 및 삭제를 원격 지원 하는 시스템 S/W 제어 방식이 아닌 H/W(Device server)방식으로 구성, 편리한 효율성으로 구현된 다매체 다채널용 자동 송출 시스템 제3장 방송장비 개발전략 385

418 신성장동력장비 개발로드맵 공정/기능 장비 기능 송신 및 네트워크 HD/UHD, 3D Encoder Multiplexer Ad Server Splicer 영상 및 오디오 신호를 부호화하여 압축 전송하는 장비(멀티 채널 변환 및 기가비트) 여러 종류의 신호를 단일 채널로 실어 보내기 위한 장비 디지털 광고를 저장, 관리 및 송출하기 위한 장비 스케쥴 정보에 따라 Ad Server로부터 광고를 수신해 실시간스트림을 광고로 대체하기 위한 장비 FM 송신기 FM 방송 지역별 Main 송신기 FM 중계기 FM 방송 난청지역용 중계기 CP Ring 송신 안테나 단일 채널용 FM 안테나 FM panel 송신 안테나 광대역 FM안테나, 다채널 Combine 기능 FM 수신 안테나 주로 FM중계소에서 수신용으로 사용 Digital FM 송신기 차세대 Digital FM 방송용 송신기 DMB 송신기 DMB 방송 지역별 Main 송신기 DMB 중계기 DMB 방송 난시청 지역용 중계기 VHF Panel 송신 안테나 VHF High Band 광대역, 다채널 Combine 기능 VHF 저출력 송신 안테나 VHF 저출력 안테나, 주로 DMB 중계소 송신용 사용 DTV 송신기 DTV 방송 지역별 Main 송신기(대출력) DTV 중계기 DTV 방송 난시청 지역용 중계기 UHF Panel 송신 안테나 UHF 전채널 광대역 안테나, 다채널 Combine 기능 UHF 수신 안테나 UHF 수신 안테나, 주로 DTV 중계소 수신용 사용 Digital AM송신기 DRM 라디오 방송용 송신기 하이파워 엠프 대출력 Power AMP(amplifier) OTX/ORX RF신호를 광신호로 변환하여 전송 CMTS 케이블모뎀 종단장치, STB와 DSG 연동을 통한 양방향 서비스 지원 장비 DTI DOCSIS Timing Interface를 위한 장비 256QAM급변조기 케이블망기반256QAM급변조기 1024 QAM 급 이상의 차세대 변조기 케이블망기반1024QAM이상의고효율대용량변조기 Edge QAM M-CMTS에서 신호를 케이블 망에 전송하기 위한 변조기 2) 패데스탈 : 이동형 카메라 받침대 3) 라우터 : 패킷의 위치를 추출하여 그 위치에 대한 촤상의 경로를 지정하며 이 경로를 따라 데이터 패킷을 다음 장치로 전향시키는 장비 4) 코멘터리 : 라디오, TV(시사문제, 스포츠)등의 해설 및 실황 방송 등 5) 디지털딤머 : 전압제어 딤머, 조명기구의 노이즈 해결, 조도 제어 개발 6) 스위처 : 영상 믹서(영상 스위처)로 여러 개의 다른 비디오 대상을 선택하는 데에 쓰이는 장치 7) SSD(Solid State Drive/Disk)방식 386

419 7. 방송장비 개발로드맵 3.2 포트폴리오 분석 분석 방법 및 선정기준 개발된 장비가 제작자, 방송사 등의 수요자 요구에 부합하여 활용될 수 있도록 수요 자 연계형 방송 장비를 선정하고자 하였다 국제 경쟁력을 가지는 글로벌 스타기업을 육성하기 위하여 내수 및 수출 가능성이 높 은 장비를 우선적으로 선정하였다 우리나라가 해외 시장에서 경쟁력을 가질 수 있는 장비를 목표로 한 선택과 집중, 그 리고 기술료 확보를 위하여 IPR이 연계된 장비 선정에 우선하였다 IPR 확보와 연계된 방송장비 개발 전략 수립 HD급 장비 시장 이후에 전개될 실감미디어 시장을 겨냥하여 Post-HD급 장비를 장기 적인 관점에서 선정하였다 디지털방송 분야의 성장동력을 유지하기 위하여 HDTV 이후의 3DTV, UHDTV 등 의 차세대 방송기술 개발의 조기 추진이 필요하다 실감방송 산업은 카메라 장비부터 실감방송 콘텐츠 제작, 전송, 소비 단말 장비까 지 새롭게 개발해야 하는 분야로, 실감방송 핵심원천기술 개발을 발판으로 관련 장 비의 선진화를 유도함으로써 국내 디지털 방송 산업의 체질 강화 및 개선 추진을 이루어 나갈 것이다 3DTV 기술개발 방향 3DTV 서비스는 콘텐츠 획득 및 저작, 부호화 및 전송, 디스플레이, 휴먼 팩터 및 계측 등 여러 분야에서 새로운 방송 장비 산업과 콘텐츠 산업 창출 효과가 크고, 최근 양안식 3D 영화와 관련 서비스가 붐이 일고 있어, 3D 방송 핵심 장비(카메라, Encoder 등) 개발을 우선적으로 추진하고자 하였다 UHDTV 기술개발 방향 4K/8K UHDTV는 기존 HD 대비 수십 배의 데이터 량을 획득, 처리, 전송, 소비 및 디스플레이해야 함에 따라, 관련 장비 및 부품을 새롭게 개발해야 하는 동시에 초 소형화, 초경량화, 대용량화, 고압축화, 초고속화를 위한 기술이 매우 중요하다 UHDTV 기술은 국내기술력이 높은 오디오/비디오 코덱, 전송, 시스템 기술 분야를 위주로 4K/8K UHDTV 핵심기술을 개발하고, 4K UHDTV에 대해 상용서비스를 우 선적으로 추진해야 할 필요가 있다 제3장 방송장비 개발전략 387

420 신성장동력장비 개발로드맵 디지털 라디오 기술개발 방향 디지털 라디오는 고품질 오디오 서비스는 물론, 교통, 증권 및 영상 등 다양한 부가 데이터 서비스와 양방향 방송이 가능하도록 방송 통신이 융합된 송출기, 송신기 개 발이 필요하다 개발 시 장비 국산화 효과 및 Royalty 수입 효과를 거둘 수 있도록 기존의 디지털 라디오 인코더에 사용되는 오디오 부호화기(HE-AAC v2)외에 국내 업체의 IPR이 포함되어 있는 최신 오디오 부호화 기술인 USAC 기술을 사용하여 인코더를 개발 할 필요가 있다 또한, 새로운 시스템 개발로 송수신 정합이 매우 중요하므로 송출기, 송신기 개발 뿐 아니라 수신검증 플랫폼을 동시에 개발하여 시스템의 검증에 집중할 필요가 있다 테스트 송신 장비 및 신호분석 기술개발 방향 전 세계적으로 디지털 TV, 모바일 TV, 디지털 라디오 테스트 장비는 국가별 표준 이 상이하고, 표준별로 각각 개발/판매되고 있으므로 고가의 외산 장비 수입을 대 체할 수 있도록 가격경쟁력을 갖춘 디지털/아날로그 방송 통합형 테스트 송신 및 신호분석 장비 개발로 추진할 필요가 있다 포트폴리오 분석 결과 제작 장비 제작 분야 장비는 기존 시장에 침투하기 용이한 또는 전략적으로 틈새시장이 있는 분야 및 미래에 전개될 방송 서비스와 관련된 장비에 주안점을 두었다 편집 분야 장비는 세계 수준의 장비와 기능적으로 차별성이 있어서 시장 확보가 유 리한 장비를 우선시하였다 인터페이스 분야 장비는 현재의 방송 서비스에서 가장 많이 활용되고 있는 장비를 선정하고, 국산화 가능성이 높은 장비 순으로 평가하였다 388

421 7. 방송장비 개발로드맵 (a) 기술개발 가능성 (b) 시장의 매력도 (c) 포트폴리오 분석 결과 <그림 7-6> 제작 및 편집분야 포트폴리오 분석 <표 7-25> 제작 및 편집분야 포트폴리오 분석 범례 A-1 2D카메라(6mm, ENG, Studio) A-12 실시간 이동형 제작 스튜디오 A-2 3D/UHD영상신호발생기 및 패턴제너레이터 A-13 양안식 3D 문자발생기 A-3 멀티채널 오디오 모니터 A-14 3D/UHD온에어그래픽처리기 A-4 3D/UHD방송제작용모니터 A-15 Down stream keyer A-5 3D 카메라 A-16 HD방송 제작용 DVR(Digital Video Recoder) A-6 LED 조명 장비(Digital Dimmer) A-17 SD/HD Capture 보드 A-7 Spot/Flex 조명 장비 A-18 3D 및 UHD 저작 및 편집 도구 A-8 실시간 입체 촬영 monitoring system A-19 장비간 인터페이스 및 제어용 마스터 스위처 및 믹서 A-9 3D/UHD 그래픽 및 문자발생기 A-20 3D/UHD용Matrix라우터 A-10 3D 영상소자, 광학렌즈, 전송장비 A-21 HD 대용량 라우터 및 신호분배기 A-11 고성능 카메라 RIG 제3장 방송장비 개발전략 389

422 신성장동력장비 개발로드맵 송출 장비 3DTV 및 UHDTV방송을 위한 인코더, MUX, 서버 장비 등은 향후 시장의 성장성이 매우 클 것으로 판단되어 높은 점수를 부여하였으며 향후 전 세계적으로 개발업체간 의 치열한 경쟁이 예상되는 점을 고려하여 점유 가능 시장규모에 점수를 부여하였다 3DTV 및 UHDTV 방송을 위한 송출장비의 기술적 난이도는 높은 편이지만, 이 분 야에 대해 국내 연구기관 및 학계, 산업체의 연구개발 능력이 해외 경쟁사에 비해 뒤처지지 않은 것으로 판단하여 R&D 능력을 비교적 높게 평가하였다 다만, 현재 시장에 출시되어 있는 인코더, MUX, 재송신기, 서버 등의 송출장비는 해외업체에 뒤쳐져 있는 것으로 파악되어 점유가능 시장규모가 낮은 것으로 판단 되었다 전 세계적으로 디지털화가 예상되며 국내에도 도입이 검토되고 있는 디지털 라디오 방송을 위한 인코더, MUX 등은 향후 거대한 시장이 예상되어 높은 점수를 부여 하 였으며, 특히, 국내 업체의 IPR이 포함되어 있는 최신 오디오 부호화 기술인 USAC 기술을 사용할 경우 장비 국산화 효과를 거둘 수 있어 높은 점수를 부여하였다 T-DMB 상용화로 국내 연구기관 및 학계, 산업체는 높은 수준의 연구개발 능력을 확보하고 있으나, 시장점유에 있어서 선진 업체에 뒤쳐져 있으므로 점유가능 시장 규모는 상대적으로 낮은 것으로 평가하였다 (a) 기술개발 가능성 (b) 시장의 매력도 390

423 7. 방송장비 개발로드맵 (c) 포트폴리오 분석 결과 <그림 7-7> 송출분야 포트폴리오 분석 <표 7-26> 송출분야 포트폴리오 분석 범례 B-1 3D format 생성장비 B-9 디지털라디오 인코더/Mux B-2 3DTV Encoder/Mux B-10 Any-Format Cross Media 인제스트 서버/Streaming 서버 B-3 3DTV IRD(Integrated Receiver Decoder) B-11 인텔리전트 자동송출 시스템 B-4 3DTV서버및저장장치 B-12 방송 송출 감시/제어 시스템 B-5 UHDTV Encoder/Mux B-13 멀티 플랫폼 통합관리시스템 B-6 UHDTV서버및저장장치 B-14 IPTV 용 STAT Mux 및 VOD 서버 B-7 UHDTV용 입출력 기술 개발 및 편집장치 B-15 디지털 광고 삽입기 B-8 H.264SVCEncoder/전송기술 송신 장비 송신 분야 장비는 향후 전세계 시장으로 확대될 것으로 예상되는 DTV 서비스와 곧 규격 결정과 서비스 개시가 논의될 디지털 FM 라디오 방송 등 디지털 방송서비스 의 시장성이 높을 것으로 예상되었다 3DTV 및 UHDTV 방송을 위한 송신용 변조기 등은 향후 시장 성장성이 매우 클 것 으로 판단되어 높은 점수를 부여하였고, 향후 전 세계적으로 개발업체간의 치열한 경쟁이 예상되는 점을 고려하여 점유가능 시장규모에 점수를 부여하였다 DTV, 디지털 FM라디오를 위한 중계기 장비와 이동방송서비스를 위한 중계기 등은 서비스 품질 향상을 위해 반드시 필요한 장비로서 시장의 성장성이 클 것으로 판단 제3장 방송장비 개발전략 391

424 신성장동력장비 개발로드맵 되었고, 이동방송과 관련된 국내 R&D 능력이 상대적으로 우수한 점을 고려하여 점 수를 부여하였다 테스트 송신기 및 신호분석기는 상대적으로 기존 시장에 침투하기 용이하고 전략 적으로 틈새시장이 있는 분야로 가격경쟁력이 있는 디지털 방송 통합형 장비 개발 이 가능하여 높게 평가되었다 (a) 기술개발 가능성 (b) 시장의 매력도 (c) 포트폴리오 분석 결과 <그림 7-8> 송신분야 포트폴리오 분석 <표 7-27> 송신분야 포트폴리오 분석 범례 C-1 ATSC-M/H용 ICS DOCR C-8 디지털 라디오 송신기 C-2 휴대용 통합 테스트 송신 및 신호 분석기 C-9 송수신 정합용 디지털 라디오 수신 플랫폼 C-3 2.5kW DTV 송신기 C-10 디지털 라디오 중계기 C-4 DMB 저출력 송신 안테나 C-11 OFDM 전송방식에서의 동일채널중계기 C-5 2.5kW DMB 송신기 C-12 UHDTV 송신기 C-6 IP Encapsulator/Decapsulator C-13 3DTV 송신기 C-7 DVB-S2/C2/T2 변조기 C-14 케이블기반 광전송장치(RFoG:RFoverGlass)개발 392

425 7. 방송장비 개발로드맵 3.3 전략품목 도출 기술성, 시장성 포트폴리오 분석 결과에 따라 아래와 같이 15개 전략품목을 도출 <표 7-28> 방송장비 전략품목 번호 장비명 개 요 지상파 방송 다채널 서비스 플랫폼 및 가변 채널 수신 모니터링 장비 케이블방송 교환형 디지털 비디오(SDV) 송/수신 시스템 휴대형 방송 신호 저장 및 송출장치 S3D(3G)Slowmotion Camera Lens(60f ~ 240f) 지상파 다채널 서비스는 기존 6MHz TV 대역에 하나의 서비스만 방송이 가능한 지상파 DTV 신호를 다채널 서비스가 가능하도록 설계한 새로운 표준이며 별도의 방송 인프라 구축을 최소화하는 대신 지상파 디지털방송 시스템을 최대한 활용하여 다채널 방송 서비스를 제공하는 특징을 갖고 있음. 다채널 서비스 플랫폼의 핵심장비로는 다채널 Multiplexer, Advance EPG Server 등이 있음. 종합 유선 방송(CATV)에서 시청자가 선택한 특정 채널만 송출하는 기술로써, 교환형 디지털 비디오(SDV)서비스는 실시간 방송형 비디오 서비스뿐 아니라 주문형 비디오(VoD)와 같은 비디오 서비스 모두 교환형 디지털 비디오(SDV)를 적용할 수 있다. 2차 전지를 내장 한 디지털 및 아날로그 TV 및 라디오 방송 신호를 발생 및 저장을 할 수 있는 휴대용 신호 발생기 및 저장장치 S3D Slowmotion 촬영을 위한 S3D카메라 전용 Lens. 5 S3D(3G) Digital Audio Monitor S3D(3G) 비디오 신호에서 추출된 Audio 신호를 Monitor. 6 S3D(3G) Recoder & Player S3D(3G)영상을 Recoding 및 Play 할수 있는 저장장치. 7 S3D(3G) Audio Mux & De-mux S3D(3G)Single 비디오 신호에 Audio 신호를 Mux, De-mux 하는 인터페이스. 8 S3D(3G) CG S3D(3G)신호에 문자등 특수효과 삽입 9 S3D(3G) Potable 저장장치 ENG용 S3D(3G) 카메라의 신호를 Potable 형태의 장치에 녹화 및 플레이. 10 S3D(3G) Stereo scopic converter S3D(3G)Single 신호를 좌안 우안 2D 신호로 전환하거나 또는 그반대로 2D 좌, 우 영상을 S3D(3G)영상으로 전환 하는 컨버터 11 HD 방송 무선 중계기 HD 영상 중계를 위한 Studio/EFP용 무선 중계시스템 12 HD 방송 광 중계기 HD 영상 녹화, 중계를 위한 Studio/EFP용 광 케이블 중계시스템 HD방송녹화DVR(Digital Video Recorder) / LTE전송 클라우드 기반의 모바일 미디어 콘텐츠 전송장비 최신 오디오 부호화 기술(USAC) 기반 지상파 디지털 라디오 전송 기기 및 수신 검증 플랫폼 HD영상녹화 및 편집/LTE전송을 위한 SSD(Solid State Disk) Recorder 개발 클라우드 컴퓨팅 기술을 적용하여 스마트 DMB, N스크린 등 방통융합형 미디어 콘텐츠를 모바일 환경에서 최적화하여 전송할 수 있는 장비 고품질 오디오 서비스는 물론, 교통, 증권 및 영상 등 다양한 부가데이터 서비스를 언제 어디서나 최적의 상태로 제공할 수 있는 최신 오디오 부호화 기술 기반 디지털 라디오 방송 전송 기기 및 수신 검증 플랫폼 제3장 방송장비 개발전략 393

426 신성장동력장비 개발로드맵 제4장 방송장비 개발로드맵 1 마크로 로드맵 신성장동력 제품 1단계('12 ~ '14) 2단계('15 ~ '17) 3단계('18 ~ '19) 모바일 3DTV 양안식 3DTV 다시점 3DTV HDTV 4K UHDTV 8K UHDTV 디지털 라디오 다채널 디지털라디오 및 전송효율고도화 제작 및 편집 양안식 3D제작장비 다시점 3D 4K-UHD제작 장비 다시점 3D 8K-UHD 제작장비 송출 송신 양안식 3D부복호화기/서버 다시점 3D 4K-UHD 부복호화기/서버 다시점 3D 8K-UHD 부복호화기/서버 2.5kW DTV 송신기 3DTV송신기 UHDTV송신기 디지털라디오 송신기 다채널 디지털라디오 송신기 미래방송서비스인 3DTV와 UHDTV 관련 방송장비는 시스템 전체를 고려한 종합적이 며 체계적인 연구개발이 필요하여 중장기적으로 단계별로 개발하도록 함 3D의 경우 양안식과 다시점방식이 있는데, 양안식 3D는 단기 또는 중기, 다시점 방식은 주로 중기 또는 장기로 개발하도록 함 UHD 방송장비의 연구개발 일정은 4K-UHD와 8K-UHD를 구분하여, 단기 또는 중 기 시점에서는 4K-UHD를, 중기 또는 장기 과제로는 8K-UHD를 선택하도록 함 2012년까지 기존 2D 카메라를 개발하면서 3D 카메라를 동시에 개발하고, 2012년부 터 4K-UHD 카메라를 기존 시장과 신규 시장을 차별화하는 전략으로 기술 개발 추진 멀티채널 오디오 모니터 장비의 경우 현재 서비스되고 있는 5.1채널 오디오 모니터 장비를 우선적으로 개발하고, 향후 UHDTV 방송에서 활용 가능한 10.2채널이상으로 부터 22.2채널까지의 오디오 모니터링 장비를 단계별로 개발하도록 함 LED를 사용한 조명시스템의 경우, 개발 초기에는 150룩스에서 추가의 경우 최대 250 룩스 이상의 LED 조명을 사용한 방송시스템 구축을 단계별로 개발함 그래픽 문자발생기(CG)와 그래픽 처리기는 2D/3D/UHD 방식으로 단계적 개발을 수행 394

427 7. 방송장비 개발로드맵 송출 장비는 인코더/Mux 장비와 서버/저장장치로 구분하여, 각각 2D/3D 또는 HD/UHD로 구분하여 단계별로 개발함 송신 장비는 단기적으로 개발하여 국산화를 앞당기는 것이 필요한 경우가 많아 단기 개발 품목으로 개발을 추진함. 디지털 라이오의 경우, 국내에 AM/FM 대역의 디지털 라디오 도입 및 상용화가 2 ~ 3년 내에 이루어 질 것으로 예상돼 디지털 라디오 엔코더와 송신기를 우선적으로 개 발하도록 함 개발 시 장비 국산화 효과 및 Royalty 수입 효과를 거둘 수 있도록 기존의 디지털 라디오 인코더에 사용되는 오디오 부호화기(HE-AAC v2)외에 국내 업체의 IPR이 포함되어 있는 최신 오디오 부호화 기술인 USAC 기술을 사용하여 인코더를 개발 할 필요가 있음 제4장 방송장비 개발로드맵 395

428 신성장동력장비 개발로드맵 2 마이크로 로드맵 장비군 장비명 2012년 2013년 2014년 2015 ~ 2017년 2018 ~ 2019년 제작 편집 인터 페이스 인코더 및 Mux 장비 2D 카메라 6mm 카메라개발 6mm 카메라개발 6mm 카메라개발 ENG 카메라 개발 Studio 카메라 개발 3D 카메라 3D/UHD 방송 제작용 모니터 멀티채널 오디오 모니터 LED 조명 신호 발생기 및 패턴 제너레이터 CG(문자발생기) 그래픽 처리기 마스터 스위쳐 매트릭스 라우터 3DTV 송출 UHDTV 송출 3DTV IRD 자동 송출 디지털 광고삽입기 디지털라디오 송출 양안식 3D 카메라 개발 방송용 3D 모니터 멀티채널 오디오 모니터개발 150 룩스급 LED조명 3D 영상신호 발생기 및 패턴제너레이터 3D 그래픽문자발생기 3D On-Air 그래픽 처리기 마스터 스위쳐 & Mixer HD급 양안 3D Encoder/Mux 개발 4K-UHD Encoder/Mux 개발 HD 양안 3DTV IRD 인텔리전트 자동송출 시스템 디지털 광고삽입기 개발 디지털 라디오 Encoder/Mux 개발 양안식 3D 카메라 개발 방송용 4K-UHD 모니터 멀티채널 오디오 모니터개발 150 룩스급 LED조명 3D 영상신호 발생기 및 패턴제너레이터 3D 그래픽문자발생기 3D On-Air 그래픽 처리기 3D급 매트릭스 라우터 HD급 양안 3D Encoder/Mux 개발 4K-UHD Encoder/Mux 개발 HD 양안 3DTV IRD USAC기반 디지털 라디오 Encoder/Mux 개발 양안식 3D 카메라 개발 방송용 4K-UHD 모니터 멀티채널 오디오 모니터개발 150 룩스급 LED조명 3D 영상신호 발생기 및 패턴제너레이터 3D 그래픽문자발생기 3D On-Air 그래픽 처리기 3D급 매트릭스 라우터 HD급 양안 3D Encoder/Mux 개발 4K-UHD Encoder/Mux 개발 HD 양안 3DTV IRD USAC기반 디지털 라디오 Encoder 다시점 3D 4K-UHD 카메라 개발 방송용 4K-UHD 모니터 입체영상 모니터링 시스템 22.2채널 오디오 모니터 200 룩스급 LED조명 UHD 영상신호 발생기 및 패턴제너레이터 4K UHD 그래픽문자발생기 3D On-Air 그래픽 처리기 UHD On-Air 그래픽 처리기 3D급 매트릭스 라우터 UHD급 매트릭스 라우터 HD급 다시점 3D Encoder/Mux 개발 4K UHD Encoder/Mux 개발 8K UHD Encoder/Mux 개발 HD 다시점 3DTV IRD 다채널 디지털 라디오 전송효율 고도화 다시점 3D 8K-UHD 카메라 개발 입체영상 모니터링 시스템 22.2채널 오디오 모니터 250룩스 이상 LED조명 8K UHD 그래픽문자발생기 UHD On-Air 그래픽 처리기 UHD급 매트릭스 라우터 UHD급 3D Encoder/Mux 개발 8K UHD Encoder/Mux 개발 다채널 디지털 라디오 전송효율 고도화 396

429 7. 방송장비 개발로드맵 장비군 장비명 2012년 2013년 2014년 2015 ~ 2017년 2018 ~ 2019년 서버 및 저장장치 송신기 중계기 네트워크 및 케이블 3D방송용 서버 및 저장장치 UHD방송용 서버 및 저장장치 다매체/다포맷 미디어 지원용 서버 HD급 3D방송용 서버 및 저장장치 4K-UHD급 방송용 서버 및 저장장치 인제스트서버 스트리밍서버 UHD급 3D방송용 서버 및 저장장치 4K-UHD급 방송용 서버 및 저장장치 2.5kW DTV 송신기 2.5kW DTV 송신기 2.5kW DTV 송신기 2.5kW 디지털 FM 라디오 송신기 디지털 FM 라디오 송신용 변조기 3DTV 송신용 변조기 UHDTV 송신용 변조기 ATSC-M/H용 ICS DOCR OFDM 동일채널중계기 500W 디지털 FM 라디오 중계기 IP Encapsulator/ Decapsulator Multi-Format 변조기 케이블 기반 광 전송장치 HD급 양안 3DTV 송신용 변조기 4K-UHDTV 송신용 변조기 ATSC-M/H용 ICS DOCR Multi-Format 변조기 케이블 기반 광 전송장치 2.5kW 디지털 FM 라디오 송신기 디지털 FM 라디오 송신용 변조기 HD급 양안 3DTV 송신용 변조기 4K-UHDTV 송신용 변조기 ATSC-M/H용 ICS DOCR OFDM 동일채널중계기 Multi-Format 변조기 케이블 기반 광 전송장치 UHD급 3D방송용 서버 및 저장장치 4K-UHD급 방송용 서버 및 저장장치 2.5kW 디지털 FM 라디오 송신기 디지털 FM 라디오 송신용 변조기 HD급 양안 3DTV 송신용 변조기 4K-UHDTV 송신용 변조기 ATSC-M/H용 ICS DOCR OFDM 동일채널중계기 500W 디지털 FM 라디오 중계기 Multi-Format 변조기 케이블 기반 광 전송장치 UHD급 3D방송용 서버 및 저장장치 4K-UHD급 방송용 서버 및 저장장치 8K-UHD급 방송용 서버 및 저장장치 HD급 다시점 3DTV 송신용 변조기 4K-UHDTV 송신용 변조기 8K-UHDTV 송신용 변조기 500W 디지털 FM 라디오 중계기 IP Encapsulator/ Decapsulator Multi-Format 변조기 케이블 기반 광 전송장치 UHD급 3D방송용 서버 및 저장장치 8K-UHD급 방송용 서버 및 저장장치 UHD급 3DTV 송신용 변조기 8K-UHDTV 송신용 변조기 제4장 방송장비 개발로드맵 397

430 신성장동력장비 개발로드맵 3 전략품목별 세부 개발전략 장 비 명 지상파 방송 다채널 서비스 플랫폼 및 가변 채널 수신 모니터링장비 개 요 지상파 다채널 서비스는 기존 6MHz TV 대역에 하나의 서비스만 방송이 가능한 지상파 DTV 신호를 다채널 서비스가 가능하도록 설계한 새로운 표준이며 별도의 방송 인프라 구축을 최소화하는 대신 지상파 디지털방송 시스템을 최대한 활용하여 다채널 방송 서비스를 제공하는 특징을 갖고 있음. 다채널 서비스 플랫폼의 핵심장비로는 다채널 Multiplexer, Advance EPG Server 등이 있음. 적용대상 제 품 선정사유 핵심개발 기 술 핵심부분품 장비현황 지상파 방송 다채널 서비스 플랫폼 (다중화기, Advanced EPG 서버) 다채널 디지털 방송용 모니터링 및 계측장비 다채널 디지털방송용 수신 단말 지상파 다채널 서비스는 내년부터 아날로그 방송을 중단하고 본격 디지털방송 시대를 맞이하는 국내 지상파 DTV 방송의 서비스를 다변화하고 신규 수입창출을 통해 디지털방송 전환에 더욱 박차를 가할 수 있는 중요한 시장 변화의 의미를 가지고 있음. 유선방송이나 위성방송과 같은 유료채널에 가입하지 못하고 지상파를 직접 수신하는 가구를 대상으로 무료로 약 20여개의 다채널 서비스가 가능하여 디지털 혜택을 저소득층 시청자에게도 제공할 수 있는 친서민 디지털 정책의 핵심임 지상파 방송 다채널 서비스 다중화 기술 지상파 방송 다채널 서비스 전송 기술 지상파 방송 가변 채널 수신 기술 지상파 방송 다채널 서비스 송수신 정합 및 테스트 기술 지상파 방송 다채널 서비스 다중화기 지상파 방송 다채널 서비스용 Advanced EPG 서버 지상파 방송 가변 채널 수신 모듈 지상파 방송 가변 채널 수신 분석기 국내 다채널 서비스 추진 방송 사업자와 동시 개발하여 개발 후 실제 방송시스템에 적용 지상파 방송 다채널 서비스 도입 가능성이 높은 멕시코, 캐나다, 온두라스, 과테말라 등에 솔루션 홍보(KOBA(한국)/NAB(미국)/IBC(네덜란드) /BIRTV(중국)/BROADCAST ASIA(싱가폴)/InterBee(일본) /Broadcast & Cable(브라질) 등 해외 방송관련 전시회 활용 개발기간 2012 ~ 2015년(3년) 소요예산 45억원(15억원/년) 기대효과 전 세계적으로 확장 추세에 있는 디지털 방송 시장가운데 다채널 서비스가 가능한 DTV 관련 핵심기술 확보와 이를 기반으로 한 다양한 수신기 및 관련 제품 수출을 통해 차세대 신성장 산업 성장의 초석 마련 398

431 7. 방송장비 개발로드맵 장 비 명 개 요 적용대상 제 품 선정사유 핵심개발 기 술 핵심부분품 장비현황 케이블방송 교환형 디지털 비디오(SDV) 송/수신 시스템 종합 유선 방송(CATV)에서 시청자가 선택한 특정 채널만 송출하는 기술로써, 교환형 디지털 비디오(SDV)서비스는 실시간 방송형 비디오 서비스뿐 아니라 주문형 비디오(VoD)와 같은 비디오 서비스 모두 교환형 디지털 비디오(SDV)를 적용할 수 있다. 교환형 디지털 비디오(SDV) 전송 장치 교환형 디지털 비디오(SDV) 신호 제어장치 교환형 디지털 비디오(SDV) 케이블 셋톱박스 미국의 경우에는 교환형 디지털 비디오(SDV) 서비스를 성공적으로 상업화하여 2,300만 이상의 가구가 SDV 기술을 적용한 케이블 방송을 시청하고 있다. 그러나 국내 종합 유선 방송에는 고가의 외산 장비 도입 비용으로 인해 교환형 디지털 비디오(SDV) 서비스의 시기가 늦어지고 있다. 최근 들어 VoD서비스 활성화 및 3D TV 방송 등 대용량 고품질 방송의 요구로 인해 케이블 방송의 대역폭 확대가 필요한 시점에서 교환형 디지털 비디오(SDV) 송/수신 시스템을 국산화하여, 외화 절감 효과를 거둘 수 있을 것으로 예상되며, 국내 케이블방송이 다양한 대용량 고품질 방송 서비스를 제공함으로써, 케이블 방송 서비스의 활성화를 이룰 수 있을 것으로 예상됨. 교환형 디지털 비디오(SDV) 신호 제어 기술 교환형 디지털 비디오(SDV) 채널 교환 기술 교환형 디지털 비디오(SDV) 전송 기술 교환형 디지털 비디오(SDV) 수신 기술 교환형 디지털 비디오(SDV) 채널 교환기 교환형 디지털 비디오(SDV) 채널 모니터 및 분석기 교환형 디지털 비디오(SDV) 신호 제어기 교환형 디지털 비디오(SDV) 수신기 KCTA(한국)/NAB(미국)/IBC(네덜란드)/BIRTV(중국)/BROADCAST ASIA(싱가포르)/InterBee(일본)/Broadcast & Cable(브라질) 등 해외 방송관련 전시회를 통해 예상 고객들을 대상으로 프로모션 진행 Broadcasting Engineering, TV Technology등 방송기술 관련 해외 유명 매체에 제품 소개 기사 및 제품 광고 전개 국내외 대형 방송 SI 전문업체와의 협업을 통해 케이블 방송사 대상으로 한 적극적 영업/프로모션 추진 개발기간 2012 ~ 2014년(3년) 소요예산 45억원(15억원/년) 기대효과 합리적 가격의 교환형 디지털 비디오 송/수신 시스템을 출시함으로써 외산 방송장비의 수입 대체 효과 및 해외 신규 시장 개척 효과 기대 케이블 방송 서비스의 다양화 및 고품격화를 통한 시청자 만족도 상승 및 연동형/개인맞춤형 광고를 통한 디지털 케이블 방송 시장 활성화 가능 제4장 방송장비 개발로드맵 399

432 신성장동력장비 개발로드맵 장 비 명 휴대형 방송 신호 저장 및 송출장치 (디지털 TV, 모바일 TV, 디지털 라디오, 아날로그 TV, FM) 개 요 2차 전지를 내장 한 디지털 및 아날로그 TV 및 라디오 방송 신호를 발생 및 저장을 할 수 있는 휴대용 신호 발생기 및 저장장치 적용대상 제 품 선정사유 핵심개발 기 술 핵심부분품 장비현황 디지털/아날로그 TV 신호 발생기 및 저장장치 디지털/아날로그 라디오 신호 발생기 및 저장장치 모바일 TV 신호 발생기 및 저장장치 방송 공동수신설비 신호 발생기 및 저장장치 프로모션(전시회 등) 및 영업 시연용 신호발생기 전 세계적으로 디지털 TV, 모바일 TV, 디지털 라디오 측정장비는 국가별 표준이 상이하고, 아날로그 방송장비과 별개의 장비로 개발/판매되고 있으나, 본 개발 과제가 선정되어 성공적으로 완수될 경우 세계 최초로 휴대형 디지털/아날로그 방송 통합형 측정장비 공급이 가능해져, 고가의 외산 장비 수입을 대체하고 국내 칩셋, 모듈, 수신기 개발 및 생산 업체들을 위한 전문 휴대형 디지털/아날로그 TV/라디오 측정장비를 외산 장비 대비 저렴한 비용으로 공급할 수 있게 되며 이는 국내 개발 및 생산 업체들의 원가 절감 및 국제 경쟁력 제고로 이어져 결과적으로 수출 증대 및 외화 절감 효과를 거둘 수 있을 것으로 예상됨. 대용량의 Data 고속 처리기술 RF Down Convertor 전원 관리 기술 RF 품질을 유지하는 Digital 필터기술 RF Up Convertor 대용량의 Data 고속 Interface 기술 RF 품질을 유지하는 Up/Down Convertor 및 디지털 필터기술 CES/NAB/IBC/BIRTV/BROADCAST ASIA/InterBee 등 해외 방송관련 전시회를 통해 예상 고객들을 대상으로 프로모션 진행 Broadcasting Engineering, TV Technology등 방송기술 관련 해외 유명 매체에 제품 소개 기사 및 제품 광고 전개 주요 장비 수요처인 삼성전자, LG전자, 하이얼 등 대형 TV 제조업체의 개발/양산/AS용 장비로 도입될 수 있도록 적극적 영업전략 전개 개발기간 2012 ~ 2013년(2년) 소요예산 20억원(10억원/년) 기대효과 국내 칩셋, 모듈, 수신기 개발/양산 업체들의 개발/생산 원가 절감을 통한 국제 경쟁력 제고 세계 최초 휴대용 다 표준 아날로그 및 디지털 TV/라디오 측정 장비의 해외 수출을 통한 외화 획득 및 수입대체 효과 소형화/경량화 된 디지털/아날로그 TV 및 라디오 측정장비 개발을 통해 방송용 측정장비 기술 관련 개발 노하우 축적 가능 400

433 7. 방송장비 개발로드맵 장 비 명 S3D(3G)Slowmotion Camera Lens(60f ~ 240f) 개 요 S3D Slowmotion 촬영을 위한 S3D카메라 전용 Lens. 적용대상 제 품 선정사유 핵심개발 기 술 핵심부분품 장비현황 고화질의 S3D 영상 및 3D Slowmotion 영상을 얻기위한 방송국(공중파,PP,IPTV)등 컨텐츠 제작사,입체방송 전분야. 국산인 S3D기술의 활용도를 높이고(스포츠 영상,특수영상 촬영) S3D 기술발전에 기여. Slowmotion 분야는 거의 외산 제품이 주를 이루고 있으며 3D의 Slowmotion 촬영은 세계 최초기술. 좌안 과 우안의 영상을 240f 의 고속촬영을 통해 3D 영상의 Slowmotion을 얻는다. S3D(3G)Slowmotion Camera Lens(60f ~ 240f) 고속셔터 Rig Type 시스템은 렌즈/카메라/녹화 재생/인터페이스등 외산 기술에 거의 전부 의존. 개발기간 2012 ~ 2013년(2년) 소요예산 10억원(5억원/년) 기대효과 장 비 명 S3D 기술로 3D Slowmotion 시장을 선점 국산 S3D 기술의 활용도를 높여 100% 해외 기술에 의존하고 있는 Rig 방식보다 표준화 가능성을 높이고 이에 따른 기술대체 효과 Slowmotion 시장선점은 수출시장 개척 및 S3D 표준화 수출시장 확대에 기여 S3D(3G) Digital Audio Monitor 개 요 S3D(3G) 비디오 신호에서 추출된 Audio 신호를 Monitor. 적용대상 제 품 S3D(3G)영상의 제작시 Audio Monitor가 필요한 방송국 (공중파, PP, IPTV)등 콘텐츠 제작사, 입체방송 전분야. S3D(3G)영상에 Audio신호를 Monitor 하여 국산 S3D(3G) 기술의 적용 확대 및 선정사유 표준화에 필수적 동제품의 표준화 작업으로 수출시장 선점. 핵심개발 기 술 S3D(3G)신호에서 필요한 Audio 신호를 추출 Monitor한다. 핵심부분품 S3D(3G) Audio Monitor 장비현황 현재는 일부 외국 Audio Monitor 제작업체에서 그 시제품을 개발하고 있으나 표준화가 되어있지 않음. 개발기간 2012 ~ 2012년(1년) 소요예산 5억원(5억원/년) 기대효과 3D/2D 콘텐츠 제작에는 Audio Monitor가 필수적이며 S3D(3G) 전용 모니터링 기능의 장비는 기존 Audio Monitor 수출시장의 점유율을 높일수 있음 외국기술 의존도를 낮추어 독자적인 3D기술기반을 확보 이에 따른 전체 시스템의 수출시장 선점 제4장 방송장비 개발로드맵 401

434 신성장동력장비 개발로드맵 장 비 명 S3D(3G) Recoder & Player 개 요 S3D(3G)영상을 Recoding 및 Play 할 수 있는 저장장치. 적용대상 제 품 선정사유 핵심개발 기 술 핵심부분품 S3D(3G)영상의 녹화 및 재생이 필요한 방송국(공중파, PP, IPTV)등 콘텐츠 제작사, 입체방송 전분야. S3D(3G)의 녹화 재생 장치 개발을 통한 S3D(3G) 제작 지원. 현재는 소니사의 3G VCR이 유일한 대안이며 대당 1억8천이상의 고가로 독점적이며 S3D(3G)기술의 확대를 위해서는 이에 대한 대안 필요. S3D(3G)영상의 최적 압축을 통한 서버로의 녹화 및 재생 S3D(3G) Recoder & Player Sever 장비현황 현재는 대안이 없이 소니사의 3G용 VCR 에 의존 개발기간 2012 ~ 2013년(2년) 소요예산 8억원(4억원/년) 3G Recoder & Player Sever는 향후 3G 수요의 확대를 고려하면 소니 VCR의 기대효과 대체재로서 그 수요처가 많고 수출시장 선점을 기대할 수 있음 S3D(3G)의 표준화 기여 장 비 명 개 요 적용대상 제 품 S3D(3G) Audio Mux & De-mux S3D(3G)Single 비디오 신호에 Audio 신호를 Mux, De-mux 하는 인터페이스. S3D(3G)영상의 제작이 필요한 방송국(공중파, PP, IPTV)등 컨텐츠 제작사, 입체방송 전분야. 선정사유 핵심개발 기 술 핵심부분품 장비현황 S3D(3G)영상에 Audio신호를 Mux, De-mux 프로세스 하여 국산 S3D(3G) 기술의 적용 확대 및 표준화에 필수적. 동제품의 표준화 작업으로 수출시장 선점. S3D(3G)Single 비디오 신호에 Audio 신호를 S3D(3G)영상 방송절차에 따라 필요한 Mux, De-mux 인터페이스.. S3D(3G) Audio Mux & De-mux Module 현재는 일부 외국 인터페이스 개발업체에서 그 기술을 보유하고 있으나 표준화가 되어있지 않음. 개발기간 2012 ~ 2012년(1년) 소요예산 5억원(5억원/년) 기대효과 S3D(3G)Single 비디오 신호에 Audio 신호를 Mux, De-mux 하는 표준을 국내기술로 선점 수출시장 확보. 외국기술 의존도를 낮추어 독자적인 3D기술기반을 확보 이에 따른 전체 시스템의 수출시장 선점. 402

435 7. 방송장비 개발로드맵 장 비 명 S3D(3G) CG 개 요 S3D(3G)신호에 문자등 특수효과 삽입 적용대상 제 품 선정사유 핵심개발 기 술 핵심부분품 장비현황 S3D(3G) 제작시 CG EFFECT가 필요한 모든 3D제작시설 CG는 모든 방송 콘텐츠 제작에 필수적이며 S3D(3G) 전용 CG Device 개발은 3D 방송장비산업 시장에 선점효과. S3D(3G)의 표준화 작업으로 수출시장 선점. S3D(3G)신호에 문자등 특수효과를 삽입하는 S/W, H/W S3D(3G)신호에 문자등 특수효과를 삽입하는 서버 등 주변장치 기존 2D CG 업체가 3D 관련 CG를 개발하고 있으나 표준화가 되어있지 않음. 개발기간 2012 ~ 2012년(1년) 소요예산 5억원(5억원/년) 기대효과 장 비 명 3D/2D 콘텐츠 제작에는 CG 활용은 필수적이며 이에 따른 수출시장의 확보가 가능 외국기술 의존도를 낮추어 독자적인 3D기술기반을 확보 이에 따른 전체 시스템의 수출시장 선점. S3D(3G) Potable저장장치 개 요 적용대상 제 품 선정사유 핵심개발 기 술 핵심부분품 장비현황 ENG용 S3D(3G) 카메라의 신호를 Potable 형태의 장치에 녹화 및 플레이. ENG용 S3D(3G) 제작시 녹화 재생용으로 사용 ENG용 S3D(3G) 녹화 재생용 저장장치는 S3D(3G) 콘텐츠 제작의 환경을 확대하게 되어 필요성이 대두. 2D 시장에서도 필요성으로 수요가 많으며 S3D(3G)의 표준화 작업으로 수출시장 선점. Potable 3D(3G)신호를 압축 실시간 저장 및 플레이. Potable 3D(3G) Server 현재는 일부 외국 Potable Server 제작업체에서 그 시제품을 개발하고 있으나 표준화가 되어있지 않음. 개발기간 2012 ~ 2013년(2년) 소요예산 10억원(5억원/년) 기대효과 3D/2D 콘텐츠 제작에는 Potable ENG 카메라의 활용은 필수적이며 이에 따른 수출시장의 확보가 가능. 외국기술 의존도를 낮추어 독자적인 3D기술기반을 확보. 이에 따른 전체 시스템의 수출시장 선점. 제4장 방송장비 개발로드맵 403

436 신성장동력장비 개발로드맵 장 비 명 S3D(3G) Stereoscopic converter 개 요 S3D(3G)Single 신호를 좌안 우안 2D 신호로 전환하거나 또는 반대로 2D 좌, 우 영상을 S3D(3G)영상으로 전환 하는 컨버터 적용대상 제 품 선정사유 핵심개발 기 술 핵심부분품 장비현황 S3D(3G)영상의 모니터 및 3D 제작/2D 제작이 동시에 필요한 방송국(공중파, PP, IPTV)등 콘텐츠 제작사, 입체방송 전분야. S3D(3G)영상의 모니터 및 3D /2D 동시제작 지원으로 국산 S3D(3G) 기술의 적용 확대 표준화에 필수적. 현재는 해외 일부 초기 기술 및 제품이 있어 이에 대한 국내기술 개발 대응이 필요. S3D(3G)Single 신호를 좌안 우안 2D 신호로 전환하거나 또는 2D 좌, 우 영상을 S3D(3G)영상으로 전환 S3D(3G) Sigle stream to Stereoscopic converter Stereoscopic converter to S3D(3G) Sigle stream converter 현재는 일부 외국 인터페이스 개발업체에서 기술을 보유. 개발기간 2012 ~ 2013년(2년) 소요예산 10억원(5억원/년) 기대효과 S3D(3G)영상의 모니터 및 3D 제작/2D 제작지원 제작 지원으로 국산 S3D(3G)기술의 적용 확대 외국기술 의존도를 낮추어 독자적인 3D기술기반을 확보 이에 따른 전체 시스템의 수출시장 선점. 404

437 7. 방송장비 개발로드맵 장 비 명 HD 방송 무선 중계기 개 요 HD 영상 중계를 위한 Studio/EFP용 무선 중계시스템 적용대상 제 품 선정사유 핵심개발 기 술 핵심부분품 장비현황 방송국(지상파, 케이블, 위성, DMB, IPTV), 및 콘텐츠 제작사 등 방송 전 분야 미국, 일본 등 외산 제품이 주를 이루고 있음 방송중계 및 녹화 시 이동이 많고 밀집한 장소에서 필요 앞으로 무선장비가 유선장비 일부를 대체 할 장비임 아직 초기 시장이라 진입장벽이 낮아 외산 업체 주도의 제작장비 시장구도에서 국산장비로 경쟁이 용이한 장비 HD용 무선방식 중계시스템 개발(2012 ~ 2013) 무선(Wi-Fi/Wibro)전송 송수신방식에 제약없는 중계저장 장치 HD입력 인코딩 및 대용량 데이터 H.264저장 저장된 파일을 웹 기반관리, 리모트 콘트롤 FTP, HTTP 재전송 재능 리턴채널 MUX/DEMUX 인터페이스 무선일체형 통합중계 및 저장장치 리턴채널 모니터링 리모트 카메라 콘트롤제어 무선(Wi-Fi/Wibro)전송 송수신 모듈 HD입력 인코딩 및 대용량 데이터저장 모듈 MUX/DEMUX 인터페이스 모듈 카메라 콘트롤제어 모듈 기존 마이크로웨이브 장비를 대체 및 신규수요 창출 전량 해외 제조사가 시장 독점 HD표준화 이후 국내 기술력이 해외 선진기업과 대등한 수준 해외 메이커로는 소니, 톰슨GVC, I-DEN, 아리플렉스 등 개발기간 2012 ~ 2013년(2년) 소요예산 10억원(5억원/년) 기대효과 전량 수입장비를 국산화로 시장확대 카메라 콘트롤제어, HD송수신 기술학보 리턴영상 송수신 기술확보 외국시장에 국산장비 50억원정도 수출 제4장 방송장비 개발로드맵 405

438 신성장동력장비 개발로드맵 장 비 명 개 요 적용대상 제 품 선정사유 핵심개발 기 술 핵심부분품 장비현황 HD 방송 광 중계기 HD 영상 녹화, 중계를 위한 Studio/EFP용 광 케이블 중계시스템 방송국(지상파, 케이블, 위성, DMB, IPTV) 등 컨텐츠 제작사, 입체영상 수요 일본 프로텍에서 제조하여 자사 및 대기업에 납품 판매 외산 제품이 주를 이루고 있음 방송 중계 및 녹화를 위해서는 반드시 필요한 장비임 아직 초기 시장이라 진입장벽이 낮음 외산 업체 주도의 제작 장비 시장구도에서 국산장비로 경쟁이 용이한 장비로 시장진입 용이 유선전송 송수신방식에 제약없는 중계저장 장치 HD입력 인코딩 및 대용량 데이터 H.264저장 저장된 파일을 웹 기반관리, 리모트콘트롤 FTP, HTTP 재전송 재능 리턴채널 MUX/DEMUX 인터페이스 무선일체형 통합중계 및 저장장치 리턴채널 모니터링 리모트 카메라 콘트롤제어 카메라 파워 콘트롤제어 데이터코딩 기술개발 광 변환 모듈 기술개발 카메라파워 콘드롤 기술개발 리턴영상 송수신 기술개발 카메라 콘트롤러 모듈 전량 해외에서 수입 기존의 수입장비 대비 국내 제조사의 기술경쟁력이 세계수준에 근접 개발기간 2012 ~ 2013년(2년) 소요예산 10억원(5억원/년) 기대효과 미국 및 일본 주도의 방송장비 시장에서 HD 국산장비의 시장 진입 국내 방송사 및 교회, 기업, 재난방송 중계장비로 수입 대체, 수출 증대 저비용으로 광케이블 전송시스템 개발로 신시장 확대 406

439 7. 방송장비 개발로드맵 장 비 명 개 요 적용대상 제 품 선정사유 핵심개발 기 술 핵심부분품 장비현황 HD방송녹화 DVR(Digital Video Recorder) / LTE전송 HD영상녹화 및 편집/LTE전송을 위한 SSD(Solid State Disk) Recorder 개발 방송국(지상 파, 케이블, 위성, DMB, IPTV 등) 및 콘텐트 제작사 등 방송 전 분야 미국, 일본 등 외산 제품이 주를 이루고 있음 방송 녹화 및 편집 시 반드시 필요한 장비임 녹화 저장 방법이 SSD로 전환되고 있음 국내의 반도체 기술력을 활용한 시장진입이 용이함 국산 LTE전송 모듈을 활용한 생방송 및 영상 녹화 제작 장비 시장구도에서 국산장비로 경쟁이 용이한 장비 HD용 SSD Recorder 개발 실시간 HD 영상 전송 및 저장 기술개발 편집용 영상 파일 생성 HD 입력, 파일입력 등을 선택 형태로 개발 각종 영상신호 프로세스 및 장비 간 인터페이스 기능 개발 광 전송 개발 실시간 HD영상 입출력 모듈 파일 생성 및 저장 모듈 유무선네트워크 모듈 HD영상처리 모듈 방송장비 간 인터페이스 모듈 전량 해외에서 수입 HD방송 전환관련 외산장비 수요 증가 기존의 수입장비 대비 국내 제조사의 기술경쟁력이 세계수준에 근접 개발기간 2012 ~ 2013년(2년) 소요예산 10억원(5억원/년) 기대효과 미국 및 일본 주도의 HD방송장비 시장에서 HD국산장비의 시장 진입 국내 방송관련 회사 및 교회, 기업 등 수입대체 및 수출증대 저비용으로 녹화 및 편집장비로 개발하여 외산장비 중심에서 국산장비 시장을 새롭게 형성 제4장 방송장비 개발로드맵 407

440 신성장동력장비 개발로드맵 장 비 명 개 요 적용대상 제 품 클라우드 기반의 모바일 미디어 콘텐츠 전송장비 클라우드 컴퓨팅 기술을 적용하여 스마트 DMB, N스크린 등 방통융합형 미디어 콘텐츠를 모바일 환경에서 최적화하여 전송할 수 있는 장비 클라우드 컴퓨팅 기반의 CDN 장비, VOD 서버, 동영상 스트리밍 서버 등 (관련 장비 : CDN, VOD서버) 선정사유 핵심개발 기 술 핵심부분품 장비현황 최근 스마트 DMB, N스크린 서비스, 동영상 스트리밍 서비스 등 방통융합형 미디어 서비스가 활성화되고 있음. 모바일 환경에서 미디어 서비스를 원활히 제공하기 위해서는 기존의 미디어 콘텐츠 전송장비와 클라우드 컴퓨팅 기술을 접목하는 것이 필요함. 다양한 디바이스를 지원하고, 사용자 선호도, 사용자가 처한 모바일 환경 등을 고려하여 최적의 성능과 QoS/QoE 등을 만족시키는 전송기술과 장비 개발 필요 시장 확대가 예상되는 모바일 미디어 서비스 시장을 고려하면, 장비 시장 수요확대가 예상되며 국산화 효과 및 추후 장비 수출 효과가 기대됨. 모바일 미디어 콘텐츠뿐만 아니라 일반 데이터 사용도 클라우드 서비스화될 가능성이 매우 크므로, 향후 파생된 장비의 시장수요 확대가 예상됨. 클라우드 컴퓨팅 기반의 CDN, VOD 서버, 동영상 스트리밍 서버 장비 등 IP 네트워크에서 사용자 채널환경, 사용자 선호도, 단말 디바이스 종류 등을 고려하여 최적화된 미디어 속성을 정의하고, 분산병렬처리 시스템을 이용하여 효과적으로 전송하는 기술 CDN, VOD 및 동영상 스트리밍 서버 기존의 CDN 장비와 VOD 서버, 동영상 스트리밍 서버 등이 상용화 되어 사용되고 있음. 아카마이 등 유수의 해외 CDN 장비제조업체는 클라우드 컴퓨팅 기술을 접목한 신규 장비를 출시하고 있음. 일부 국내 업체에서도 클라우드 컴퓨팅 기술을 도입한 장비개발을 진행중. 개발기간 2012 ~ 2014년(3년) 소요예산 45억원(15억원/년) 기대효과 클라우드 기반의 모바일 미디어 전송장비의 국산화 및 수출 확대 효과 스마트폰 등의 모바일 단말기 보급 확대에 따라 모바일 미디어 서비스 시장은 급속한 성장이 기대되며, 이를 고려하면 모바일 미디어 콘텐츠 전송장비 시장의 급속한 성장이 예상됨 본 과제를 통해 기존 장비 대비 고품질의 서비스를 제공하는 전송장비개발 시, 타 국가로의 장비 수출 가능성이 매우 높을 것으로 판단됨 미디어 콘텐츠뿐만 아니라 일반 데이터 사용도 클라우드 서비스화될 가능성이 매우 크므로, 장비개발 성공 시 향후 파생된 장비 시장으로의 확대도 예상됨 408

441 7. 방송장비 개발로드맵 장 비 명 개 요 적용대상 제 품 선정사유 핵심개발 기 술 핵심부분품 장비현황 최신 오디오 부호화 기술(USAC) 기반 지상파 디지털 라디오 전송 기기 및 수신 검증 플랫폼 고품질 오디오 서비스는 물론, 교통, 증권 및 영상 등 다양한 부가데이터 서비스를 언제 어디서나 최적의 상태로 제공할 수 있는 최신 오디오 부호화 기술 기반 디지털 라디오 방송 전송 기기 및 수신 검증 플랫폼 지상파 디지털 라디오 모듈레이터 지상파 디지털 라디오 서비스 다중화기 USAC 기반 지상파 디지털 라디오 서비스 인코더 USAC 기반 디지털 라디오 수신 검증 플랫폼 현재 TV 방송의 디지털화 이후 선진국 중심으로 라디오 방송의 디지털화가 본격적으로 이루어지고 있고, 국내에서 디지털 라디오 방송 도입에 대한 검토가 활발하게 진행중임 국내 디지털 라디오 방송 도입에 따른 관련 방송기기의 국산화 및 수입대체 필요 최신 오디오 부호화 기술인 USAC 적용 시 기존의 디지털 라디오 인코더에 사용되는 오디오 부호화기(HE-AAC v2) 보다 압축 효율이 우수하며, 국내 디지털 라디오 전환 시, 장비 국산화 효과 및 추후 장비 수출 효과가 기대됨. 지상파 디지털 라디오 서비스 다중화 기술 지상파 디지털 라디오 전송 기술 USAC 기반 지상파 디지털 라디오 인코딩 기술 USAC 기반 지상파 디지털 라디오 수신 검증 플랫폼 기술 지상파 디지털 라디오 서비스 송수신 정합 및 테스트 기술 지상파 디지털 라디오 서비스 다중화기 지상파 디지털 라디오 서비스 모듈레이터 USAC 기반 지상파 디지털 라디오 서비스 인코더 지상파 디지털 라디오 서비스 수신 검증 플랫폼 DAB, DAB+, DRM+ 방식의 디지털 라디오 인코더가 유럽에서 상용화 되어 사용되고 있음. HD-Radio 방식의 디지털 라디오 인코더가 미국에서 상용화되어 사용되고 있음 일부 국내 업체에서 DAB 방식의 디지털 라디오 인코더 생산 개발기간 2012 ~ 2015년(3년) 소요예산 54억원(18억원/년) 기대효과 기술경쟁력 우위에 있는 기존 모바일 방송 기술을 바탕으로 디지털 라디오 방송 서비스를 송 수신할 수 있는 체계를 마련, 이를 바탕으로 한 신규 방송 결합서비스 기술 및 방송 비즈니스 모델의 창출 국내 기업의 Royalty 수입 효과 MPEG 표준 기술인 USAC 에는 국내 업체의 IPR이 포함되어 있는 것으로 파악이 되므로, 향후 Royalty 수입 효과가 기대됨. 제4장 방송장비 개발로드맵 409

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443 신성장동력장비 개발로드맵 발행일/ 2011년 12월 발행인/ 지식경제부 주 소 / 경기도 과천시 관문로 88 정부과천청사 3동 홈페이지 /