기능성나노소재 전략분야현황분석

나노융합 산업 [ 시장 ] 분석

기능성나노소재 전략분야현황분석

기능성나노소재기술 기능성나노소재 개요 가 정의및범위 정의 나노소재또는소자제조에필요한기본요소 를조작 제조하거나 이를제어함으로써새롭거나개선된물리적 화학적 생물학적특성을나타내는소재 소자또는시스템을만들어내는기술을뜻함 범위 기능성나노소재는원소재의재료와구조에따라탄소나노소재 금속나노소재 산화물나노소재 다공성나노소재 그리고기타나노소재등으로구분할수있으며 이들원소재를포함한잉크 페이스트 슬러리등다양한형태의소재를포함함 기능성나노소재는다양한성분계및형태를포함하고있으므로이들이나타내는여러특성의나노소재와이들특성을이용하는많은응용제품을포함하고있음 소재기술분야의산업환경은전방사업의발전과필요성에따라밀접하게변화하는분야임 기능성나노소재의많은응용분야가운데전방산업의발전속도가빠르고신규소재에대한수요가많은분야는전자재료분야 자동차분야의경량고강도소재분야 그리고친환경소재분야임 탄소나노소재는초경량 고강도복합소재분야와전기적특성을활용한고전도성복합 소재분야에활용될수있는 그래핀등을포함하고있음 자료 나노소재기술영향평가보고서 [ 나노소재의주요형태 ] - 2 -

전략분야 나 주요제품 탄소나노소재는 그래핀등을포함하며이들원소재는초경량 고강도복합소재분야와이들의전기적특성을활용한고전도성복합소재분야에활용될수있음 소재는육각형벌집모양의탄소원자결합으로이루어진흑연면이원통형으로감겨진결합물질을의미하며튜브형태에따라화학적 전기적 구조적특성이틀려서연성 디스플레이 축전지 연료전지 반도체메모리등다양한분야에서응용이가능함 탄소기반나노소재의경우예상과는달리투과도및전도도가좋지못하여현재로는금속나노와이어기반투명전극에대한관심이높음에따라초경량 고강도용탄소소재 고전도성탄소소재로의기술개발이활발함 산화물나노소재는나노입자의광학적성질을이용한광학필름소재및 의광촉매작용을이용한환경정화용소재로인쇄전자응용금속 반도체나노입자 환경산업 화학촉매 디스플레이 조명용형광체 태양전지 태양광촉매제 발광다이오드 광센서각종기능성코팅에응용됨 나노복합소재는이차전지및연료전지분리막에주로응용되는고분자나노소재 탄 소 금속 산화물 고분자나노소재중에서두가지성분이상으로이루어진소재로에 너지저장소재 전극소재등으로사용됨 [ 주요제품분류표 ] 대분류 중분류 세부제품또는기술 탄소나노소재 그래핀 플러렌 금속나노소재 나노잉크 페이스트 나노잉크 페이스트 나노와이어투명전극필름 세라믹나노소재 나노입자 나노입자 기능성수처리엠브레인나노소재다공성나노소재에어로겔 나노기공지자체 산화물나노소재 광학필름소재 의광촉매작용을이용한환경정화용소재 나노복합소재 이차전지및연료전지분리막에주로응용되는고분자나노소재에너지저장소재 전극소재등으로사용 기타나노소재 발광체 양자점 - 3 -

기능성나노소재기술 산업현황분석 자동차산업 전자산업등세계적인경쟁력을가진산업분야에나노관련기술적용이본격화되면국제경쟁력제고가가능해짐은물론연관산업이세계적수준으로발전하게될것으로전망됨 연료전지 이차전지 수처리시스템등현재빠른성장을보이고있거나유망산업분야의핵심소재를확보함에따라시장선점이가능함에따라전반적인환경적상황이발전될것으로전망됨 가 환경분석 정책 촉진요인 정부는나노기술종합발전계획을통해나노기술연구개발촉진을지원하고있으며 기 기 지원이추진되었고 현재 기 지원이진행중임 제 기나노기술종합발전계획의발전목표로는정부 투자비중증대와논문게 재확대 년까지연구인력 명배출등이포함되어있음 발전지표 참고 나노기술분야정부 투자 정부 투자중비중 억원 억원 약 시행계획기준으로정부 투자의 수준으로비중확대 투입 나노기술분야정부총투자중나노 투자비중 시행계획기준 특허 미국특허등록건수 미국 일본 누적 누적 독일 누적 게재논문수 편 편 최근 년증가율인연평균증가율 적용 년이후논문산출논문미국 회 독일 회 논문피인용도 영국 회 프랑스 회 년주기별 위 위이내 일본 회 이탈리아 회 한국 회 대만 회 인력양성 핵심연구인력 명 명 위미국 위일본 위독일 위나노과학기술경쟁력 순위 위 위이내경영국 위프랑스 위중국 쟁 년기준미국 일본 력 나노과학기술수준 독일 영국 프랑스 중국 사회경 나노관련기업수 개 개 나노기술연감기준 제효과 나노관련제품수 개 개 자료 : 미래창조과학부 [ 제 3 기나노기술종합발전계획 발전목표 ] 년제품수는우드로윌슨센터의조사결과 - 4 -

전략분야 플러스사업을통해 년까지총 조 억원을연구인력양성에지원할 예정임 정부는대학 공공연구기관이보유한유망특허기술을중소기업이효과적으로활용할 수있도록 기술이전로드쇼 를개최하여 분야별로기술이전을 희망하는중소기업을발굴함 저해요인 기업체의인력분포및인력활용 교육수요등실질적인통계조사나실태파악에있 어미흡한점들이많아정책을추진함에있어서효율성및산업계수요에부합하는 사업이고려되지않는경우가있음 플러스사업에특별히나노기술분야가정의되어있는것이아니고 가지유형 글로벌 특화전문인재 미래기반창의인재 으로구분되어있기때문에나노기술분 야에어느정도도움이될지는미지수임 경제요인 촉진요인 국가나노분야정부투자확대와함께벤처기업증가및기존기업들의나노분야진 출로나노산업이점진적으로확대되는추세임 정부가나노전문기업과나노융합사업에전문적으로투자하는나노펀드를조성하여 민간투자활성화가진행됨 전세계적으로나노기술의투자 발전추세에따라나노기술관련인력에대한수요 가증가하는추세임 나노박람회 투자설명회등을통해해외투자에대한유치기대가가능함 - 5 -

기능성나노소재기술 저해요인 미국 중국 유럽 일본등선진국들의나노기술에대한막대한투자및지원이이루 어지고있는실정으로향후시장경쟁이매우치열할것으로전망됨 국내기업들의나노소재를활용하기위한제조규모 품질안정도 제조원가등에서 글로벌기업들에비해미흡한점이많음 사회요인 촉진요인 나노융합산업연구조합은 나노융합사업분야인적자원개발협의체 를운영하면서국내 나노관련전문기업을중심으로협의체를구성하고 인력분야의현안및산업계의견 수렴을실시함 고령인구증가에따른건강관리 삶의질향상욕구및필요성증대되는추세이며 각 종질병의조기진단과의류및기구등에대한기능성수요증가가전망됨 문화수준향상에따른양질의엔터테인먼트추구경향심화및모든제품의심미화 추세이며 제품의다양화가가속화되고있음 환경및에너지문제해결을위한방안으로나노복합소재의개발의필요성이증대 되고있음 저해요인 나노물질의인체및환경유해성에대한불안감이조성되어수요가감소될우려가있 으며 이에대한명확한연구가필요함 - 6 -

전략분야 기술요인 촉진요인 국내반도체 디스플레이기업이세계적기술경쟁력을보유하고있어나노융합산업 창출을위한산업적기반이우수함 나노융합산업을신성장동력으로인식하는국내기업들이증가하고있으며 연구소를 중심으로한나노측정기술이발전이활발하게진행되고있음 지난 년간정부차원의적극적인나노융합기술관련연구개발투자로연구인프라및 원천기술확보가상당히진전됨 나노입자및탄소나노튜브등나노물질의대량생산체제진입으로제조원가가급 격히하락함에따라다양한분야에서나노물질의응용및이에따른기술혁신이 빠르게진행되고있음 저해요인 기업에서는세계실물경기의둔화로다가올나노융합시장수요에대비한선대응차원의 연구개발투자여력이충분하지못함 국내기업들의규모가영세하여투자에한계가있으며지속적인기술개발의어려움이 있음 - 7 -

기능성나노소재기술 [ 기능성나노소재기술 PEST 분석 ] 구분촉진요인저해요인 정책경제사회기술 나노기술종합발전계획을통한나노기술연구개발촉진및지원 플러스사업을통한연구인력양성지원 중소기업이효과적으로활용할수있도록유망특허기술이전 정부투자확대와벤처기업및기존기업들의나노분야진출확대 나노펀드조성으로인한민간투자활성화 나노기술관련인력에대한수요증가 나노분야해외투자에대한유치기대 국내나노관련전문기업중심으로협의체구성 고령인구증가에따른기능성소재수요증가전망 제품의다양화가가속되고있음 환경및에너지문제해결을위한나노복합소재필요성증대 나노융합산업창출을위한산업적기반우수 나노융합에대한기업들의인식이긍정적이며 연구소중심의나노측정기술발전이활발 정부의적극적인투자로연구인프라및원천기술확보가진전 기업체의실질적인통계조사나실태파악에있어미흡 플러스사업이나노기술분야에어느정도도움이될지미지수 선진국들의막대한투자및지원으로향후시장경쟁이치열할것으로전망 국내기업들이나노소재를활용하기위한요소들에미흡한점이많음 나노물질의인체및환경유해성에대한불안감조성으로수요감소우려 기업에서수요에대비한선대응차원의연구개발투자여력부족 국내기업들의규모가영세하여지속적인기술개발에어려움이있음 고품질화융합화미세화지속화지능화병렬화 정부는나노융합분야에있어서다양한정책및지원을실시하고있지만선진국들의막대한투자에비해부족한점이많음 국내기업들의규모가영세하여연구개발에어려움이많지만반도체나디스플레이같은산업적기반이우수한점과기술이전등을적극적으로활용해야함 제품의다양화와기능성소재에대한수요증가전망으로선대응차원의연구개발이필요함 나 산업특징및구조 산업의특성 세계적인나노기술의투자발전추세에따라우리나라도나노기술관련정책및프로그램을수립하여나노관련연구개발을지원하고있음 차기술인력활용실태조사 인력양성프로그램수요조사 고용동향파악 전문가포럼개최 정보인프라구축등세부사업수행및각종보고서도출을완료함 기능성나노소재산업은구성하는요소의크기가 이내인소재를제조하는기 술과이러한구조를갖는소재가나타내는특이한물성을이해하고활용하는기술로 - 8 -

전략분야 정의되어제조기술의경쟁력이제품의품질과경쟁력을좌우함 제품의고품질화 미세화에따라소비자의라이프스타일에따라기술의성숙도가높고산업적요구 가존재함에따라일반벤처기업이나중소기업을중심으로광촉매나은나노제품이개발되었으며 특히은나노제품은세탁기를비롯하여비데 공기청정기 에어컨등의가전제품과실내용의장판등을선보이고있음 수년전부터수십개의기업이집단을형성하고가정용과건축용등의광범위한응용 제품을출시하였으며 나노섬유분야는기존의섬유기업들의내의나신발 귀저기등 가정용품에대하여나노기술을적용하고있음 현재나노소재기술기술이단순생활소재분야에많이치중되어있으나현재많은 기업및연구기관에서나노소재에대해활발한연구를진행하고있으므로대부분의 분야에서나노융합소재를통한기술변화가이루어질것으로전망됨 산업구조 나노소재및응용기술이적용한전망산업으로는가전제품과의류인테리어직물로 적용이가능함 나노소재및응용기술의개발및상용화는생활소재 섬유 가정용품 가전 의료 농 업용장비등다양한유관기술과연동이필요해 다양한사업자간의생태계조성이이 루어져야시장의발전이이루어질전망임 전방산업으로는생활소재 섬유 가전용품등으로구분이가능하고 후방산업으로는 의료용과농업용장비와그공정적용장비등으로구분이가능함 [ 기능성나노소재기술중심의연관산업 ( 전후방산업 ) 구조 ] 후방산업기능성나노소재기술전방산업 의료용장비 농업용장비 공정적용장비 탄소나노소재 산화물나노소재 나노복합소재 세라믹나노소재 그래핀 플러렌 에어로겔 생활소재 섬유 가전용품 - 9 -

기능성나노소재기술 시장분석 가 시장현황및전망 일반소비재에적용되는나노소재의세계시장규모는 년 억달러에서 년 억달러규모로성장할것으로전망됨 기업간전략적제휴및 를통해기술표준이확대되고있으며 시장규모확대에도영향을미칠것으로예상됨 다양한필름소재와희소금속대체소재분야는매우빠르게성장할것으로전망되며 경량고강도소재에대한수요도급증할것으로전망됨 나노소재산업은기술의성숙도가높고다양한산업적요구가존재하는나노분말소 재를필두로점차그범위를확대하여 향후에는나노융합소재의혁신적물성을이 용한신개념의응용제품이대규모시장을형성할것으로예상됨 기초나노소재 나노중간재형태의제품화및사업화가주를이루고있으며응용제 품은나노입자를벌크소재나표면에첨가함으로서발현되는우수한기계적 광학적 전기적특성을제품에부분적으로적용하는데초점이맞춰짐 나노소재산업은핵심기술 특허 표준을진입장벽으로소수글로벌기업이시장을지 배하고있으며 기업간전략적제휴및 를통해기술표준이확대되고있으며 시장규모도확대되고있음 하이브리드차 경량화복합소재 스마트섬유의류 고기능 친환경섬유소재 지능형로 봇 형상기억소재 홈네트워크 디스플레이 소재 등첨단신소재개 발에따른시장성확대가전망됨 산화물나노소재의경우가전제품이나생필품분야에서새로운기능에대한수요증대 로인해일반소비재에적용되는나노소재의글로벌시장은 년 억달러규모에 서 년 억달러규모로성장이예상됨 나노복합소재분야와관련하여대전방지용소재를중심으로시장규모가확대될것 으로전망됨 그래핀의글로벌시장은 년 만달러규모에서 년 억 만달러규 - 10 -

전략분야 모로성장할것으로전망 나노분말소재분야는연평균 로성장하며 년세계시장규모는 억달러에이르렀으며 나노탄소튜브는디스플레이 차및원료전지 고집적반도체등응용분야가다양함 나노분말소재분야는아직시장진입이상대적으로용이한생활소재분야중심으로진행되고있으며국내나노관련제품생산기업은총 개 대기업 이며 나노기술전문기업은약 개로파악됨 기능성나노기술분야에서인쇄전자용나노잉크소재 산화물나노입자기반의다양한 필름소재와희소금속대체소재분야는매우빠르게성장할것으로전망되며 경량 고강도소재에대한수요도급격히늘어날전망임 복합재료시장은 년약 억달러수준으로규모가크지않은편이나양산화와분산기술의진보로인하여 년 복합재료시장은연평균 증가할것으로전망됨 를재료로한탄소섬유는무게가철의 에불과하지만강도는 배에달하는첨단소재로고가로인해한정적인분야만사용되었으나연비절감및환경규제강화로보잉을비롯한항공기제조회사들이탄소섬유비중을확대함 나노소재는전체나노융합산업의가장기초가되는후방기반산업으로서나노입자 나노박막 나노복합체 하이브리드나노스케일폴리머등다양한형태의소재를포괄 하며이미다양한산업영역에적용되고있음 기능성나노소재기술관련시장현황및전망을보면탄소나노소재 광학계 그래핀 모두세계시장과국내시장에서 이상의성장률을보이고있으며 가지품목모두 시장규모는크게차이나지않는것으로판단됨 - 11 -

기능성나노소재기술 [ 기능성나노소재관련시장현황및전망 ] 단위 백만달러 억원 구분주요제품 세계시장 국내시장 성장률 탄소나노소재 광학계 그래핀 소계 상위 개품목 탄소나노소재 광학계 그래핀 소계 상위 개품목 자료 나 무역현황 기타정밀화학재료제품및원료로분류되는나노융합관련품목수출입현황은 년 만달러에서 년 억달러규모로증가추세에있으며수입현황도 년 억 달러규모에서 년 억 달러규모로증가추세에있음 수출규모가증가하면서무역특화지수가 에서 로증가하였으나여전히수입특화상태를지속하고있어수출개선이필요한품목으로판단됨 특히 년부터 년까지의무역특화지수는지수 에가까울정도로완전수입특화상태를나타냄 [ 나노융합품목무역현황 ] 단위 천불 톤 품목 수출중량 수출금액 수입중량 수입금액 무역수지 무역특화지수 무역특화지수 상품의총수출액 총수입액 총수출액 총수입액 으로산출되며 지수가 인경우비교우위는중간정도이며 이면완전수출특화상태를말함 지수가 이면완전수입특화상태로수출물량이전혀없을뿐만아니라수입만한다는뜻 - 12 -

전략분야 다 업체동향 해외업체동향 독일화학 의료기업인머크는디스플레이와조명용반도체나노소재를개발하는이 스라엘벤처기업인큐라이트나노텍에투자확대를하면서나노소재분야에사업영역 을넓혀가고있음 일본최대첨단소재업체인도레이는수처리업체인웅진케미칼을인수하여역삼투 압필터시장의경쟁력을강화할계획이며 탄소나노섬유로만드는자동차 티웨이브 를연구개발중에있음 미국소재기업인 사이언스는한화 와탄소나노소재개발과기술분야에서협 력하기로 를체결하고 그래핀 관련원천기술을기반으로연구개발에협력할 방침임 국내업체동향 이노텍 카이스트 나노종합기술원은첨단과학분야에서핵심소재로쓰이는나노선 을여러소재들로필요한길이만큼대량으로만들수있는기술을개발하여고성능의 반도체 광학 바이오소자등의상용화를앞당길수있을것으로전망됨 관련소재기업인코스모신소재는디스플레이용고기능성은나노와이어필름및탄 소나노튜브하이브리드필름을이용한투명전극필름개발을완료하여시제품을출시하 고내년부터본격적인양산에들어갈계획임 제일모직은전자재료사업에대규모투자를단행하여유기발광다이오드 탄소 나노튜브 태양전지용페이스트등미래형첨단소재의상업화를통해전자재료 사업부문에경쟁력을강화할계획임 기능성나노섬유전문업체인영풍필텍스는동일중량의직물보다높은투습도와인열 강도 내수압이 배향상되어고기능성을발휘하는자체개발한 레이사 엑스 로국 내외에좋은호응을얻고있음 - 13 -

기능성나노소재기술 화학을주관기관으로 개에달하는산학연기관들이참여하는 나노카본복합소재 사업단 이 년출범하여나노카본설계기술개발에성공하였고 평면막에탄소구 조물을세우는화학구조제어와 차원복합화작업에도성공함 [ 기능성나노소재기술의국내업체현황 ] 중분류주요제품대기업중소기업중소기업주요참여영역 기능성나노소재 나노복합소재 산화물나노소재 탄소나노소재 다공성나노소재 삼성 한화케미컬 동진쎄미켐 삼성 한화나노텍 금호석유화학 삼성 효성 삼성 웅진케미컬 주 나노신소재 나노맥 나노미래 엔피케이 잉크테크 성민기업 나노신소재 석경에이티 나노텍 이엔비코리아 잉크테크 상보 동진세미컴 디지켐 엔바로테크 나노엔솔린 나노미래 영품필텍스 이엔비나노텍 상보 나노잉크 나노페이스트 고분자복합체 금속복합체 나노구조필름 나노구조멤브레인 나노필터 광학필름소재환경정화용소재졸및슬러리 그래핀 플러렌 수처리멤브레인 에어로겔 나노기공지자체 참여정도는주요제품시장에참여하는중소기업의참여규모와정도 업체수 비율등 를고려하여 단계로구분 낮은단계 중간단계 높은단계 중소기업 중소기업 참여정도 점유율 라 기업니즈조사 기능성나노소재기술분야중소기업의니즈분석을통한제품및기술개발현황을살펴보면다음과같은제품및기술을개발하고있음 제품으로는양자점복합체 금속나노분말제조장치 금속나노분말및세라믹분말 보론나노 고방열성소재 할로겐프리난연컴파운드 메디컬용유니폼 유 무기하이브리드코팅제조기술 식물유래 수지및필름 고온초전도선재 정밀도 미크론급원통금형 용유 무기하이브리드소재등이있음 기술로는고효율나노양자점복합체합성기술 나노형광체표면개질및분산기술 금속나노분말분산기술 고전압콘덴서고속충전기술 고전압트리거기술 보론나노튜브 보론나노 생산기술확보 광학필름용코팅기술 축전식탈염기술 나노분산기술 고순도나노형 소재개발 나노섬유전기방사기술 나노카본분산기술 페이스트 기술 나노중공체모디파이기술등이있음 또한기능성나노소재기술분야중소기업의니즈분석을통해향후주요생산제품및 기술을살펴보면 다음과같은제품및기술의개발에대한니즈가많음 - 14 -

전략분야 제품으로는저가의양자점대량생산 나노잉크 나노페이스트 자외선경화잉크 친환경기능성수지및필름 미세소구체 고온초전도선재 플렉서블디스플레이용고굴절재료 자동차베어링용 볼 고기능성텍스타일 광열변환 축열복합기능성원단 무독성방청도료 나노섬유날염기술개발 양자점나노형광체 자외선차단 항균및난연기능성보호복등이있음 기술에는저비용 고품질 고속생산및양산화기술개발 고분산평활성을지니는전기전도성복합체 잉크 그린마켓대응형기능성섬유제품 피부친화형미세소구체제조기술 항균기술 엠보모성형 나노사이즈불순물도입을통한고온초전도선재의자장특성향상기술등이있음 마 현황분석 국내연구진은고품질의 차원다공성그래핀나노볼을친환경적으로대량생산하는 기술을개발하여에너지저장효율이중요한차세대전지 하이브리드자동차등의 산업발전에큰기여를할것으로기대됨 한국세라믹기술원은질병진단용자성나노다공성세라믹소재개발에성공하여세 계적권위의학술지인영국왕립화학회의 년 월호에게제되었으며 상용화와향후수출확대가기대됨 나노그리드소재융합연구단은해수 지상 재활용자원으로부터유가금속을고선택 고효율로회수하는신개념소재와시스템을연구개발하고있음 또한 최근인공바닷물에서코발트를 이상선택적으로회수할수있는고효율나노다공성소재와산업폐수에서인듐을거의완벽하게회수할수있는나노다공성소재등을개발함 한국화학연구원은인하대와공동으로 마이크로파이의한다공성나노소재 제올라이트 의자기조립및응용 에관한기술개발에성공함 가정용전자렌지에사용되는마이크로파에흡수능력이뛰어난성분을나노풀로다공성나노입자를벽돌처럼차곡차곡쌓아새로운나노세공체구조물을만드는신기술임 전남대연구팀은기능성나노구조입자를수초의짧은반응시간을통해고결정성화합 물로합성하는 저비용단순공정의초급속연소합성법 개발하여사업화를진행하고있 으며 국가연구개발우수성과 선 에도뽑혀미래창조과학부장관표창을수상함 - 15 -

기능성나노소재기술 성균관대학교연구진은금속전극대신휘어지면서투명한그래핀을전극으로이용하 고광스위치특성도지닌분자메모리소자를개발하여새로운유기반도체소자시장 개척에기여할것으로기대됨 주 상보는 기술과 기술의장점을동시에가지고있는 감광성은나노와이 어 탄소나노튜브 하이브리드투명전극및무에칭패턴형성기술 을이 전받아 와 의활용경쟁력을강화함 시사점및제언 선진국들의나노기술에대한막대한투자및지원에비해국내의현황은다소부족한점이있지만정부정책을적극활용해야하고 국내반도체 디스플레이기업이세계적기술경쟁력을보유하고있는점을나노융합산업창출을위한산업적기반으로활용해야함 기능성나노소재산업은기술력을갖춘중소기업들에게많은기회가있는산업분야지만상업적제조를할경우시설투자의위험을감소시킬수있는대안을가지고있어야하고 다양한제조기술이필요하여선도업체들과전략적제휴를활용하는방안이필요함 향후기능성나노소재산업에서초경량 고강도탄소복합소재분야와산화물나노입 자의수요와발전가능성크며 하이브리드자동차 스마트섬유의류 지능형로봇 홈 네트워크등첨단신소재개발에따라시장성확대가전망됨 - 16 -

전략분야 [ 기능성나노소재기술전략제품후보군 ] 분류제품설명출처 산화물나노소재 대전방지코팅 투명전극필림 발열전극 탈취제등으로응용되고있는탄소나노튜브 플러렌 그라핀등의저차원탄소나노소재 인쇄전자응용금속 반도체나노입자 환경산업 화학촉매 디스플레이 조명용형광체 각종기능성코팅에응용되고있는소재 전문가 니즈 기능성나노소재기술 나노복합소재 광기능성나노입자합성및분산용액 이차전지및연료전지분리막에주로응용되는고분자나노소재 그리고위에열거된탄소 금속 산화물 고분자나노소재중에서두가지성분이상으로이루어진소재 향후폭발적인시장창출및발전이예상되고있는인쇄전자산업의핵심나노소재로써기존의단순기능을탈피하여광기능성나노입자가주목 굴절율조절나노입자합성및용액재조기술은향후디스플레이용 코팅등다양한응용제품이존재 전문가 니즈환경니즈 특허 금속나노와이어기반투명전극 투명전극소재는디스플레이 태양전지 등다양한소자 부품에사용되는핵심소재로현재는 등산화물기반투명전극소재가대세 탄소기반나노소재의경우예상과는달리투과도및전도도가좋지못하여현재로는금속나노와이어기반투명전극에대한관심이집중 전문가 특허 상기전략제품후보군을바탕으로전략제품종합검토위원회와전략제품확정회의를 통해후보군제품에대한검증및조정을진행하여최종전략제품을선정 - 17 -

기능성나노소재기술 전략제품현황분석 - 탄소나노소재 - 산화물나노소재 - 나노복합소재

전략제품 탄소나노소재 개요 정의 탄소기반의나노소재로서 탄소의 차원구조체인탄소양자점혹은플러렌 차원구조체인탄소나노리본및탄소나노튜브 차원구조체인그래핀등을일컫는소재를말함 범위 탄소나노소재를물질의상태에따라분류하면 크게탄소양자점 플러렌 탄소나노리본 탄소나노튜브 그래핀등으로나눌수있으며 이는각각의제작방법에따라 방식 방식으로구분할수있음 가 정의및필요성 탄소나노소재란지구상에서가장흔한자원중하나인탄소기반의나노소재로서 차원구조체인탄소양자점또는플러렌 차원구조체인탄소나노리본및탄소 나노튜브 차원구조체인그래핀등의탄소소재를말함 강도와열전도성이높으며전도성이있는탄소소재의특성을가지고있으며 특히탄소양자점처럼재료의크기가매우작을경우양자물리학적현상이두드러짐 발광현상 의변화 에너지천이에의한 등다양한특성을나타내므로최근많은연구가진행되고있음 최근정보화기기분야에서는빠른속도와대용량등성능중심에서벗어나인간에게 편리함을제공할수있는가볍고휴대가용이한유연하고 신축성있으며접을수 있는기능이전자제품의새로운트렌드가됨 이에따라높은변형률에서도잘구동될수있는반도체 투명전극소재인다양한형 태의탄소나노소재가요구되고있음 특히탄소나노튜브는각종전자소자 센서 복합재료등에웅용하기위하여많은연 구개발이이루어져왔으며 탄소섬유는이미항공기 자동차용경량복합소재등으 로응용되고있을정도로많은발전을이루어왔음 특히 년그래핀에대한연구로영국의가임과노보셀레브가노벨상을수상한이 후로고집적전자소자 유연한투명소자 이차전지용전극 슈퍼캐패시터등으로응용 하기위한그래핀에대한연구가급증하고있음 - 19 -

기능성나노소재기술 자료 한국과학기술연구원블로그 [ 탄소나노소재구조 ] 나 범위및분류 제작물질분류관점 적용되는물질에따라제품을분류하면 차원구조체 탄소양자점 플러렌 차원구조체 탄소나노리본 탄소나노튜브 차원구조체 그래핀 등으로 구분되며 제작방법에따라 방식과 방식으로나눌수있음 공급망에따른관점 공급망관점에서분류하면 원소재분야 가공소재분야 응용제품분야로나눌수있으며 기술중심의고부가가치산업으로매우다양한기술과응용제품부문으로구성되어있음 탄소나노소재는탄소양자점 플러렌 탄소나노튜브 탄소나노리본 그래핀등의원소재를주원료로주로복합체형태로사용되며 이를위하여표면작용기처리 고분자복합체처리 용액분산처리등의가공기술이요구됨 또한이를응용범위로분류하면각종센서및반도체소재 투명전극 터치패널소재 전도성복합소재 차전지용전극소재 분리막소재 연료전지용전극소재 전도성접착제소재 방열소재 난연소재 초경량 고강도복합소재분야등의다양한분야로나눌수있음 - 20 -

전략제품 [ 제작물질에따른분류 ] 대분류중분류세부제품 탄소나노소재 차원구조체 차원구조체 차원구조체 탄소양자점 플러렌 나노튜브 나노리본 나노와이어 그래핀 [ 공급망단계별주요제품분류 ] 대분류중분류세부제품 원소재 탄소양자점 플러렌 탄소나노튜브 탄소나노리본 그래핀 탄소나노소재 가공소재 응용제품 표면작용기처리 고분자복합체처리 용액분산처리 투명전극소재 센서및반도체소재 터치패널소재전도성복합소재 차전지용전극소재 분리막소재 연료전지용전극소재 전도성접착제소재 방열소재 난연소재초경량 고강도복합소재 수소저장소재 탄소나노튜브를활용한탄소나노소재는안정적이고일정한품질을갖는제품을생산할수있는기술이필요하며 나노튜브의길이를조절할수있으며 분산성을확보하여용액상태로공정에사용할수있어야함 또한제작된용액을이용하여박막코팅기술이요구됨 그래핀을활용한탄소나노소재제품제작은고품질의대면적그래핀을성장시킬수있는기술이필요하며 이를제작하여필요한필름에전사시보전할수있는기술이요구됨 또한 방법으로제작된그래핀은일정한품질및높은품질로합성할수있는기술이필요함 가공소재분류에서는제작된원소재를이용하여다양한고분자및나노소재에복 합체형태로활용하는기술이필요함 또한 장시간분산성이확보된용액을제작할 수있어야하며 필름형태로제작하여제품적용이용이할수있는기술이요구됨 탄소나노소재의범위는탄소양자점 플러렌 탄소나노튜브 탄소나노리본 그래핀등을포함하며 공급망기준으로탄소나노원소재및가공소재를포함함 기술적으로는제조기술 양산기술 표면처리및표면개질기술 용액분산기술을포함함 - 21 -

기능성나노소재기술 산업및시장분석 탄소나노소재중일부는대량생산기술이확보되어저렴한생산단가를실현하고있으나 대면적그래핀등일부소재의상업적공정기술이확보되지않아 가격경쟁력확보를위한대량생산기술의확보가필요함전방산업의경우대기업을중심으로이루어지고있으며 나노소재의생산가공분야는중소기업을중심으로이루어지고있음대표적으로탄소섬유의수요는 년 만 천톤 년에는 만 천톤 년에 만 천톤에달한것으로나타났으며이는탄소섬유의단점으로지적되는고비용부분이 년기준일반철의 배이상에서 년 배로격차가줄어들것으로예상되기때문임 가 니즈분석 다양한용도에대한적합성 è 시장니즈 다재다능한탄소소재의특성 탄소나노소재의특성은화학 금속 세라믹소재에비해다분히복합적이며 다양한 장점을복합적으로보유하고있음 일반적으로화학소재의경우가벼운대신금속만큼외부충격에강하지않거나 전기 가잘통하지않음 금속소재는외부충격에강한대신에상대적으로무겁고 화학적내성이크지않음 세라믹소재는가볍고강도도상대적으로크나전기를통하지않거나성형이어려움 이에반해탄소나노소재는위의세가지소재들의고유특성을두루지니고있으며 철과같은금속에비해강도는몇배높으면서보다가벼우며 화학적내성이크면서 도전기를잘통한다는장점이있음 이와같은장점은탄소원자의배치구조에따라물질구성이다양해질수있기때 문에나타남 경량화를통한에너지절감을위해항공기등수송기기의탄소소재적용비중을늘리 고있으며 제품의에너지효율을높이기위해탄소소재채용이늘어나고있음 - 22 -

전략제품 탄소섬유는알루미늄에비해중량은 에불과하면서철에비해강도는 배나크 므로이와같은특성을이용한수송기기의탄소소재적용과다양한스포츠용품에 적용한사례가늘어나고있음 금속산화물계열소재를사용하던 부품의경우이보다전기전도도가좋은그래 핀과같은탄소소재를적용하여보다적은전력량으로에너지절약효과를거두려는 시도가늘어나고있음 가격경쟁력요구 è 시장니즈 저가 탄소원소재및생산공정 탄소나노튜브의경우대량생산기술개발이활발하게이루어져서생산단가가지속 적으로낮아지고있는추세임 그러나 와 의선별적합성 반도체성과금속성나노튜브의분리정제 등의상업적인공정기술이확보되어야탄소나노튜브의산업적응용이활성화될수 있음 탄소나노와이어의경우이미상업적생산이이루어지고있는단계로보다저가의 수급이용이한원료를사용한생산기술개발이주요관심사임 그래핀은가장단순한흑연박리법을이용한제조법이널리이용되어왔으나 상업적 이용을위해서는값싸게대량으로생산할수있는경제적인제조법의개발이필수적임 경제적제조법으로떠오르고있는기술은유기합성법 화학기상증착법 에피탁시 성장법등이있으며 상업적으로이용할수있는기술이확보되기까지는아직은시 간이필요함 초경량 고강도복합체에대한수요급증 è 시장니즈 탄소나노섬유양산기술확보 탄소섬유의경량 고강도특성으로인하여건재 콘크리트구조물 내진보강등의토 목건축분야 압축천연가스저장 탱크 풍력발전용블레이드 원심분리로터 플라이휠등의대체에너지분야에대한수요가늘고있음 - 23 -

기능성나노소재기술 또한선박 자동차등의고속운송기기분야 해양개발 심해저유전채굴분야 기기의고성능화 의료복지기기 전기전도용도 초내열용도 스포츠용품분야등의다양한산업분야에대한수요도점차증가할전망임 현재미국 일본등의선진국에서는탄소나노소재의국방및항공용재료로의중요성을인식하고수출규제를실시하여전략무기화하는추세이며 고부가가치산업용섬유소재의기초기술및사업화기반을확보하여수입의존도가높은산업용섬유소재를국산화하고국내탄소섬유관련산업을활성화시킬필요가있음 국내에서쉽게구입이가능한원료로부터탄소섬유를대량생산할경우부가가치가 높고항공우주산업등의미래산업을위한기술축적이가능하기때문에유망한수 출전략산업으로육성할필요가있음 새로운기능의정보전자제품출현 è 시장니즈 탄소소재를이용한유연 투명소자 밴드갭엔지니어링을통한반도체특성향상으로빠른응답속도를구현할수있고 우수한열적특성으로인하여실리콘의열적한계를해결할수있음 그래핀의탁월한전기적 광학적 기계적특성을활용한유연디스플레이 초고속트 랜지스터 차세대전지 초경량소재 방열소재등의개발이급증할것으로예상됨 현재사용되고있는 투명전극의경우유연성이부족하고원료물질의수급등 많은문제를가지고있어 그래핀의탁월한광투과도 전기전도도 유연성을이용하 여유연투명전극으로응용할경우새로운시장창출이가능할것으로기대됨 신시장창출형미래산업 è 시장니즈 탄소소재응용기술 시장형성이가장빠른제품은항공기 자동차용경량탄소나노섬유복합소재분 야이며 다음으로시장형성이기대되는분야는탄소나노튜브를이용한복합소재및 투명소자임 그래핀은장기적으로시장형성이예상되는분야로대략 년전후로다양한응용부 품시장이확대될것으로예상됨 - 24 -

전략제품 다양한용도와분야에맞는탄소나노소재를개발하기위해양산 표면처리 물성평 가등과관련된다양한응용기술의개발이요구됨 [ 탄소나노소재분야의 PEST 분석 ] 구분촉진요인저해요인 정책 국가에서정책적인연구지원으로인해연구진척도가높으며 산업소재원천기술개발이필요한분야임 탄소나노소재분야에대한세계적인원소재제작기술은이미확보되어있음 나노소재의부정적인환경영향에대한우려로지원위축가능성이존재함 경제 고유가및에너지효율향상의니즈로인해 운송수단의경량화에탄소나노소재의활용이주목받고있음 기존물질대비비용이높기때문에지속적인대량생산기술연구가필요함 가격경쟁력에대한연구필요성 사회 토목 건축 대체에너지 운송기기 의료기기 스포츠용품등다양한산업분야의수요가증가되고있음 인체유해성에대한문제가제기되면서생활용품에대한거부감으로소비위축의가능성이존재함 기술 대량생산에관한연구개발이활발하게이루어지고있으며 생산단가가지속적으로낮아지고있음 그래핀의전기 광학 기계적탁월한특성을기반으로한 디스플레이 차세대전지등그활용분야가확대되고있음 그래핀의경우 경제적제조법이필수나 유기합성법 화학기상증착법 에피탁시성장법등은아직상업적활용기술로성장되지못함 다양한분야에서응용가능하나이에따른분석기술미비 가격경쟁력 고유가대응 새로운용도창출 환경영양에대한검증 경제적생산공정확보 분석기술확보 탄소나노소재중일부는대량생산기술이확보되어저렴한생산단가를실현하고있으나 대체물질로서의가격은아직높은편임 또한 그래핀등일부소재의상업적공정기술이확보되지않아가격경쟁력확보를위한대량생산기술의확보가필요함 신규소재로그활용도가다양하게검증되고있으며 특히기존소재를대체하는방향으로많이응용되고있음 또한새로운용도로의활용분야를개발할경우 새로운시장창출의가능성이높은분야임 나 산업특징및구조 탄소나노소재분야는기술중심의고부가가치산업으로나노원소재를생산하는분 야와이를이용하여가공된나노소재를생산하는분야로구분되나보통두가지기 능을모두수행하는업체가많음 전방산업의경우대기업을중심으로이루어지고있으며 나노소재의생산가공분야 는중소기업을중심으로이루어지고있음 - 25 -

기능성나노소재기술 나노소재산업은매우다양한기술과응용제품으로이루어져있으며 새로운응용분 야를지속적으로찾아나가는분야로복잡한구조를보이고있음 탄소나노소재분야는기술력을갖춘중소기업에많은기회가있는분야임 [ 탄소나노소재중심의연관산업구조 ] 후방산업탄소나노소재산업전방산업 탄소나노소재의원재료가되는소재 나노원소재를가공하여제조된탄소나노소재 플러렌 탄소양자점 나노와이어 나노필라멘트 그래핀 탄소나노소재의기계 물리 화학 전기적특징을활용한제품 반도체 자동차 디스플레이 스포츠용품등 탄소나노소재산업이란원소재를가공하여제작되는탄소나노소재 플러렌 탄소양자점 나노와이어 나노필라멘트 그래핀 를말하며이를가공하여전방산업에서쓰일수있도록제작하는산업을말함 가공방법에는표면처리및분산성확보 페이스트제작등이있음 탄소나노소재분야의후방산업은각원소재를만들기위한재료를제작하는산업 이며 제작방법에서는화학기상증착법에서이용되는메탄가스 수소가스 등이속하며 제작방법에서는원료가되는흑연등이속함 탄소나노소재의전방산업은기계 물리 화학 전기적특징을활용한제품을지칭함 최근탄소나노섬유를이용하여제작한강화플라스틱의성능이향상됨에따라항공기 자동차 선박 스포츠용품등다양한분야에활용되고있으며 반도체 디스플레이 방열소재 난연소재등 그적용분야가넓어지고있음 [ 탄소나노소재중심의 SWOT 분석 ] 강점 전방산업의기술수준이높으며 국내수요기업확보 그래핀원소재기술및생산기반세계경쟁력보유 기회요인 교토의정서발효 미래성장동력소재신수요창출 제품 초경량자동차소재의수요증가 나노기술전반에대한정부의지속적인투자및응용기술개발과제품화를위한활발한환경조성 약점 중소기업위주의소재산업구조 제품화를위한응용기술에대한연구가상대적으로미진 제작된가공제품의평가기술 방열특성및열전도도등 및양산기술부재 위협요인 미국 일본등의선진기술보호장벽 중국과의기술격차급감으로경쟁심화 인체및환경유해성문제가해결되지못하여관련제품의위축가능성있음 - 26 -

전략제품 다 시장현황및전망분석 탄소나노소재는기술중심인고부가가치산업으로각종재료등에응용되는소재로서현재많은연구개발이이루어지고있어앞으로의시장역시확대될전망임 탄소나노소재의 년세계시장규모는약 억달러로 년약 억달러까지연평균 지속성장할것으로예상되며 국내시장역시 년약 억원에서 년 억원까지연평균 상승률로지속적으로성장할것으로전망됨 [ 탄소나노소재시장현황및전망 ] 단위 백만달러 억원 구분 성장률 세계시장 국내시장 자료 를참조하여추정 라 공급망 분류 에따른분석 탄소나노소재분야는기술중심의고부가가가치산업으로매우다양한기술과응용 제품으로이루어진복합적인구조를보이고있음 탄소나노소재산업은크게원소재부문과가공소재부분그리고응용제품부문으 로구성되어있음 해당산업분야의구조자체가복합적인특징을가지고있으므로 원소재와가공소재 응용제품을동시에다루고있는업체도있음 원소재의경우탄소양자점 탄소나노튜브 탄소나노와이어 플러렌 그래핀등의소재가있으며 가공소재의경우 탄소나노복합체 페이스트 고밀도탄소재 탄소섬유패브릭등이있음 원소재및가공소재분야의경우 벤처기업 중소기업등의참여가활발한분야임 응용제품분야의경우반도체 디스플레이 전자시스템 에너지 자동차 조선등의다양한전방산업이존재하며 지속적으로그응용분야개발이이루어지고있음 응용제품분야에서는주로대기업중심으로이루어지는특징을가지고있으며 주로기술집약도가높은분야임 - 27 -

기능성나노소재기술 탄소나노튜브관련제품은한화나노텍 효성등대기업들이대량생산시설을갖추 고제품을생산하고있으며 초경량 고강도복합소재와고전도성복합소재개발도진 행하고있음 또한카본나노텍 나노엔솔린 도레이첨단소재등의중소기업에서도탄소나노소 재와관련된양산제품을출시하였음 그래핀의경우산업화를위한대량합성시설에대한타당성평가및투자가진행중이며 중소기업인 등에서상용품으로판매되고있음 또한한화케미칼이미국의탄소나노소재전문연구기업인 사이언스사의지분을인수하는등그가능성을인정받고있음 해외에서도벨기에 미국의 등에서 제품을 일본의 미쓰비시레이온등에서탄소나노소재를활용한다양한복합재료제품을출시하였음 공급망분석종합 공급망단계부품소재탄소나노소재응용기기 주요내용 가공및응용제품의원료가되는탄소나노원소재개발 탄소나노소재를활용한가공소재 가공소재를이용하여나노소재의장점을살린전방산업제품 주요제품 기술 탄소나노튜브 나노와이어 플러렌 그래핀 탄소양자점등 탄소나노고분자복합체 페이스트 고밀도탄소재 탄소섬유페브릭등 반도체 자동차 디스플레이 차배터리 스포츠용품등 해외기업 벨 프 중 미 미 일 일 미 일 등 국내기업 대기업 중소기업 한화나노텍 한화케미칼 삼성 효성 카본나노텍 상보 나노미래 도레이첨단소재 나노엔솔린등 삼성전자 전자 이노텍 현대자동차 두산전자 등 중소기업참여정도 중소기업시장점유정도 중소기업의참여정도와점유율은주요제품시장에참여하는중소기업의참여규모와정도 업체수 비율등 를고려하여 단계로구분후점수화함 낮은단계 중간단계 높은단계 - 28 -

전략제품 기업니즈조사 탄소나노소재분야중소기업의니즈분석을통한현황을살펴보면 다양한중소기업들이융합을기반으로하는다양한제품을개발 판매를진행하고있음 구체적으로그래핀코팅통신용케이블 나노탄소 나노구리등의방진마스크원단함유제품등이있음 또한탄소나노소재분야와관련하여아래와같은기술개발수요가존재함 그래핀코팅통신용케이블저감기술 나노소재와방진마스크의성능향상기술등이있음 탄소나노소재분야의중소기업들은기술을기반으로다양한산업분야 적용분야의시 장진입을위한개발계획을가지고있음 그래핀코팅케이블제조 방열시트 고순도흑연 차전지소재등이있음 이를위해아래와같은내용의기술개발계획을가지고있음 그래핀코팅케이블대량양산 차전지용음극활물질의제조 고순도그래핀제 조기술등에대한기술개발계획을가지고있음 요소기술후보군 [ 요소기술후보군 ] 중분류 요소기술 출처 고품질탄소나노튜브제조기술 환경분석 물질합성기술 고품질대면적그래핀성장기술 환경분석 초장형 성장및가공기술 니즈 특허 대량생산기술 그래핀대량제작기술니즈 환경분석 전문가추천대면적그래핀필름전사기술니즈 환경분석 고분자복합재료제조기술 탄소나노튜브 고분자복합재료제조기술 니즈 환경분석 전문가추천 페이스트제조기술 탄소나노튜브분산및페이스트제조기술 니즈 환경분석 잉크제작기술 프린터용나노입자잉크제조기술환경분석 전문가추천기능성그래핀 복합소재잉크제조기술니즈 환경분석 그래핀기반투명전극제조기술 니즈 특허 필름제작기술 탄소나노튜브박막제작기술개발 환경분석 전문가추천 슈퍼캐패시터용그래핀필름제조기술 니즈 전문가추천 크기조절가능한탄소양자점제조기술 환경분석 분류외 내열 난연그래핀소재제조기술니즈고강도그래핀복합소재제조기술니즈 환경분석 방열용탄소나노복합체제조기술 환경분석 전문가추천 - 29 -

기능성나노소재기술 핵심요소기술선정 산업및시장분석 중소기업니즈분석 전문가추천요소기술과특허분석을통한요소기술후보군을통합검토하고 건문가합의를통해최종요소기술로조정함 도출된요소기술의범위와수준 중소기업적합성과시급성등을고려하여요소기술명을보완함 타전략제품영역과중복되는요소기술들을제거하였고 연차별로추진가능한요소기술들은하나로통합함 중복된요소기술을통합하고기술간레벨링조정을통해최종요소기술도출함 [ 요소기술조정결과 ] 중분류 최종요소기술 출처 고품질탄소나노튜브제조기술 환경분석 물질합성기술 고품질대면적그래핀성장기술 특허 환경분석 초장형 성장및가공기술 특허 환경분석 대량생산기술 그래핀대량제작기술니즈 환경분석 전문가추천대면적그래핀필름전사기술니즈 환경분석 표면작용기처리기술 표면처리기술 특허 전문가추천 고분자복합재료제조기술 탄소나노튜브 고분자복합재료제조기술환경분석 전문가추천전이금속 혼합체제조기술특허 환경분석 페이스트제조기술 탄소나노튜브분산및페이스트제조기술 환경분석 전문가추천 용액분산기술 용액분산기술 환경분석 잉크제작기술 프린터용나노입자잉크제조기술환경분석 기능성그래핀 복합소재잉크제조기술특허 전문가추천 필름제작기술 그래핀기반투명전극제조기술환경분석 탄소나노튜브박막제작기술개발환경분석 전문가추천 기술성 시장성 중소기업적합성 정책부합성을기준으로도출된요소기술조정결과를기반으로핵심기술선정위원회를통하여중소기업에적합한핵심기술을선정함 핵심기술선정의세부평가항목으로는 기술개발의시급성 기술개발파급성 정부지원필요성 단기개발가능성을고려하여핵심기술을선정함 전문가 평가를통해가중치를설정하고 전문가평가를통해최종핵심기술을선정함 - 30 -

전략제품 [ 핵심기술선정결과 ] 중분류물질합성기술대량생산기술페이스트제조기술용액분산기술잉크제작기술필름제작기술 핵심요소기술고품질대면적그래핀성장기술그래핀대량제작기술대면적그래핀필름전사기술탄소나노튜브분산및페이스트제조기술용액분산기술프린터용나노입자잉크제조기술기능성그래핀 복합소재잉크제조기술그래핀기반투명전극제조기술탄소나노튜브박막제작기술개발 로드맵기획 가 연구개발목표설정 [ 선정된핵심요소기술에대한연구목표 ] 공급망또는중분류 핵심요소기술 기술요구사항 개발목표 차년도 차년도 차년도 최종목표 고품질대면적그래핀성장기술 합성시간단축 이상크기그래핀의경우합성시간 분이내 이상크기그래핀의경우합성시간 분이내 이상크기그래핀의경우합성시간 분이내 이상크기그래핀의경우합성시간 분이내 원소재 그래핀대량제작기술 대량설비시스템구축 이상 이상 이상 그래핀대량생산설비시스템구축 대면적그래핀필름전사기술 균일전사기술확보 크기전사균일도 내외 크기전사균일도 내외 크기전사균일도 내외 크기전사균일도 내외 - 31 -

기능성나노소재기술 공급망또는중분류 핵심요소기술 기술요구사항 개발목표 차년도 차년도 차년도 최종목표 탄소나노튜브분산및페이스트제조기술 낮은저항확보기술 낮은저항 10-5 Ω 이하 낮은저항 10-5 Ω 이하 낮은저항 10-6 Ω 이하 낮은저항 10-6 Ω 이하 프린터용나노입자잉크제조기술 낮은저항확보기술 10-6 Ω 이하 10-7 Ω 이하 10-7 Ω 이하 10-7 Ω 이하 가공소재 기능성그래핀 복합소재잉크제조기술 그래핀기반투명전극제조기술 분산안정성확보기술 낮은면저항및높은투과도확보기술 분산안정성 개월이상농도 이상 낮은면저항 Ω 이하투과도 이상 분산안정성 개월이상농도 이상 낮은면저항 Ω 이하투과도 이상 분산안정성 개월이상농도 이상 낮은면저항 Ω 이하투과도 이상 분산안정성 개월이상농도 이상 낮은면저항 Ω 이하투과도 이상 용액분산기술 분산안정성확보기술 분산안정성 개월농도 이상 분산안정성 개월농도 이상 분산안정성 개월농도 이상 분산안정성 개월농도 이상 탄소나노튜브박막제작기술개발 균일한박막제조기술 박막불균일도 이내 박막불균일도 이내 박막불균일도 이내 박막불균일도 이내 나 로드맵기획 - 32 -

전략제품 산화물나노소재 개요 정의 금속이산소와공유결합을이루고있는무기소재의한종류로서소재의크기가나노미터수준으로작아짐에따라기존의마이크로크기의입자에비해우수한성능을가지거나지금까지알려지지않은새로운특성이발현되는소재를말함 범위 진단치료 바이오이미징 약물전달등에사용되는 나노소재 자기정화 자외선차단 연료감응태양전지의광전극 나노소재의광학적성질을이용한광학필름소재및생체재료등으로사용되는 의광촉매작용을이용한환경정화용소재로인쇄전자응용금속 반도체나노소재 투명전극으로사용되는 나노소재등을주로포함함이외에도기판연마용 슬러리 나노소재 각종환경산업화학촉매 디스플레이 조명용형광체등고효율형광체용 및 산화물나노소재 태양전지 태양광촉매제 광센서각종기능성코팅에응용됨 가 정의및필요성 산화물나노소재는미세한입도에의한거대한비표면적에서기인하는우수한촉매 및화학반응특성을가지므로각종환경정화용촉매 멤브레인 필터등에 적용되고있음 불연속적이고극히좁은전자에너지분포상태 양자점구속현상 에의한독특한광학 적특성을가지므로양자점반도체 형광체등에폭넓게활용되고있음 특히다양한물리적특징과함께화학적안정성을가지므로생체용소재 바이오이 미징 약물전달등과같은바이오분야에서응용가능성이점차확대되고있음 그러나산화물나노소재는연속대량합성에한계가있어산업화에큰걸림돌이되고 있으며 나노소재의특성및물성제어기술 고순도화기술 표면및계면제어기술 등과같이아직해결하여야할요소기술들이남아있음 다만국내나노소재기술은선진국에비해기술격차가그리크지않은유일한분야로서정부차원의집중적인지원을통해원천기술화하고산업을선점할가능성이매우높은기술분야이므로 기술독점화및응용분야확대를위한다양한기술개발전략수립이절실히필요함 - 33 -

기능성나노소재기술 나 범위및분류 제품분류관점 산화물나노소재의여러활용분야가운데산업적응용성및시장성장성측면에서최근에가장많은관심과연구개발이이루어지고있는분야로국한함 특히진단치료 바이오이미징 약물전달등에사용되는 나노소재 자기정화 자외선차단 염료감응태양전지의광전극 인쇄토너용유전체 생체재료등으로사용되는 나노소재 투명전극으로사용되는 나노소재등을주로포함함 이외에도반도체기판연마용 슬러리 나노소재 각종고효율형광체용 및 산화물나노소재와고효율분리정제용 나노소재등도포함됨 공급망관점 공급망관점에서는산화물나노원소재만을포함하며여러응용제품에활용될수있음 기술적으로는제조및양산기술 표면처리및개질기술 분산기술 입도및형상제어기술등이응용단계에서고려되어야하며 다양한부품및시스템의요소기술로포함됨 [ 산화물나노소재의분류관점의범위 ] 대분류중분류세부제품 원소재 산화물나노소재 등 광 전자소재 반도체용전극 터치판넬용전극 고효율형광체 압전소자 형광체필름 근적외선발광체 전계방출소자 용슬러리 용저전압보호막 배리어및필름보호코팅도료등 산화물나노소재 환경소재 공기정화용담체 수질정화용멤브레인 환경정화용촉매 광촉매 항균 탈취도료 원유 가스정제 가스센서등 에너지소재 태양광전극 연료전지용전극및전해질 압전 열전발전및냉각등 바이오소재 생체용임플란트 질병진단용소재 바이오이미징 약물전달매체 바이오분석용전달매체 자외선차단화장품등 - 34 -

전략제품 [ 산화물나노소재의공급망단계별주요제품분류 ] 대분류중분류세부제품 산화물나노소재 원소재 중간소재 모듈과부품 산화물나노소재 등 산화물나노소재를포함하는졸및슬러리 공기정화용공기청정기 수질정화용필터 멤브레인 인공치아및인공뼈임플란트 염료감응태양전지 이차전지 수소전지 디스플레이 터치스크린 반도체소자 열전 압전소자 전계방출소자 각종도료 배리어 보호필름 저반사필름 질병진단키트 약물전달시스템 기능성화장품 각종가스센서등 산업및시장분석 산화물나노소재의대량합성기술개발과기술간융합을접목할경우 기존산업뿐만아니라다양한산업에서새로운수요를창출할수있음 산화물나노소재기술은선진국기술수준으로전략적이고집중적인지원을통해원천기술화하고시장을독점할수있으며 소재부품의대일의존성을탈피하는초석이될수있음 산화물나노소재의 년세계시장규모는약 억달러로 년약 억달러까지연평균 지속성장할것으로예상되며 국내시장역시 년약 억원에서 년 억원까지연평균 상승률로지속적으로성장할것으로전망됨 산화물나노소재분야내중소기업의생산및판매유형을살펴보면 의기업이완제품형태의제품을거래하는것으로나타났으며 모든기업이중소기업이공급사슬상 차공급기업단계에위치하고있는것으로조사됨 가 니즈분석 산화물나노소재의시장확대를위한경제적생산기술개발시급 è 시장니즈 생산및물성제어에관한주요이슈해결 저가대량생산이가능한새로운제조공정기술개발및환경친화적인제조공정기술 개발이필수적임 예 티타니아제조기술 황산법 염소법 광촉매특성향상 자외선흡수특성등의광특성개선 표면개질 코어 쉘구조와같은 구조제어등산화물나노소재의물성제어기술및응용기술개발이필요함 광학필름분야에응용되는산화물나노소재의경우일본이시장을선점한상태이나 국내수요업체들의국산화요구가높아짐에따라기술개발수요도지속적으로증가할 전망임 - 35 -

기능성나노소재기술 실리카나노소재는대부분수입하기때문에환율및대미시장의경기변동에민감하게 영향을받음 국내에서도일부생산을시작한실리카나노소재는생산원가절감을통한 가격경쟁력확보 저가대량생산및환경친화적인생산기술의개발이최근이슈임 산화물나노소재의지속적인수요증가 è 시장니즈 에너지 환경 바이오등미래잠재수요에대한대책필요 실리카나노소재는반도체 웨이브의연마제 페인트 특수도료 염료 잉크의첨가제 고품위타이어및종이충진제 약물저장및전달체 에너지변환촉매담체 실리콘 실리콘러버 실란트첨가제 화장품 고가제품의보습제 광섬유및태양전지의첨가제 광학렌즈코팅제 김서림방지용코팅제등다양한용도로활용됨 티타니아 나노분말소재는에너지 환경 생체재료 인쇄산업등에필수적으로필요한원천기반소재이며핵심소재임 구체적인응용분야로자외선차단 자기정화용코팅소재 염료감응태양전지의광전극 인쇄토너용외첨제 치과임플란트용코팅및벌크소재등으로의수요가급증하고있음 티타니아소재의시장은기존의외장재 내장재 도료자재 위주에서 최근에는방취 항균 살균특성을이용한생활환경분야로응용분야가확대되고있음 향후에는도시형농업 산업폐수정화 상하수수질정화 대기환경정화 도시냉각 수소에너지분야등의미래산업분야로도확대될것이기대됨 특히 산업폐수및수질정화와관련하여고효율분리정제용멤브레인의수요가급증하고있으며 이에따라 나노소재의적용이점차확대되고있으며 생체소재 진단및약물전달등과같은바이오산업분야에서새로운잠재시장이형성되고있음 등 희소금속전략무기화에능동적으로대처하기위한대체소재필요 è 시장니즈 희소금속대체산화물나노소재 - 36 -

전략제품 반도체 형광체 태양광등에사용되는고가의 원소를대체하기위한방안으로값싼상 용 원소로이루어진산화물나노소재에대한연구가최근이슈가되고있어이에 따라 나노소재의수요가해당산업분야에서크게증가할것으로기대됨 는 등의평판디스플레이용투명전극 휴대폰 태블릿 등의터치 패널용투명전극 각종백라이트용투명전극 플렉서블디스플레이용투명전극등으로 응용되고있으며 대전방지코팅 광학코팅 실드 센서등으로도응용됨 희토류금속의수급불안정과미래의유연한디스플레이에활용될투명전극소재에대한신규수요가증가하고있어 대체소재에대한수요가있으며탄소나노튜브또는그래핀 전도성고분자 전도성나노와이어를이용한투명전극개발이대안으로떠오르고있음 [ 산화물소재분야의 PEST 분석 ] 구분촉진요인저해요인 정책 지속적인시설투자로인프라기구축 정부의고품위나노소재에대한국산화기술전략육성 산화물나노소재의환경독성여부 경제 희소금속전략무기화에따른대체소재개발의방안으로저가산화물나노소재의적용가능성증가 중국을비롯한개발도상국의저가산화물나노소재의시장점유율증가 사회 산화물나노소재의산업적응용확대 기존산업에서산화물나노소재의지속적인수요증가 에너지 환경분야에서산화물나노소재수요급증 바이오산업분야에서새로운잠재시장형성 경제적대량생산기술부재 상용산화물나노소재는거의수입에의존 분산 입자특성및물성제어 표면및계면제어와같은주요기술적이슈해결필요 기술 국내산화물나노소재소재기술은선진국수준 산화물나노소재의대량합성신공정기술확대 후처리 분산 표면기능화등주요연계기술의급속한발전 기술간 산업간융합에따른산화물나노소재의신수요창출 원천기술의산업화및기술이전미흡 대부분대기업에서자체적으로기술개발및상용화하고있어전후방산업의파급이미흡 신뢰성및표준화노력부족 산업적응용확대 국산화기술육성 대량합성 기술확대 환경독성 문제 환경영향검증요구 표준화기술요구 산화물나노소재의대량합성기술개발과기술간융합을접목할경우 기존산업뿐만아니라다양한산업에서새로운수요를창출가능 산화물나노소재소재기술은선진국기술수준으로 전략적이고집중적인지원을통해원천기술화하고시장을독점할수있으며 소재부품의대일의존성을탈피하는초석이될수있음 - 37 -

기능성나노소재기술 나 산업특징및구조 산화물나노소재의제조기술은선진국수준이나기업체로의기술이전및산업화가미 흡한실정임 고품위 고신뢰성소재는주로선진국에서수입하고있으며 중저가소재 는중국을비롯한개발도상국에서시장을잠식중에있음 일부산화물나노소재는중소기업에서기술개발및생산하고있으나 수요기업인대 기업에서신뢰성문제로채용하고있지않는실정이며 화학등대기업에서는자 체적으로개발및생산하여일부최종제품에적용하고있음 고품위를구현할수있는대량연속합성기술의부재가산화물나노소재의산업화 및응용확대에가장큰걸림돌이되고있음 산화물나노소재소재산업은기술및자본집약적인산업이며 특히원재료의가공 표면개질 기능화등의연계기술은중소기업주도의산업특성에적합함 산화물나노소재소재는타산업과의융복합가능성이매우크므로전방산업으로의시 너지효과가큰분야이며 연계기술의고도화를통해응용범위를확대하고대외기술 우위를점할수있는분야임 [ 산화물나노소재중심의연관산업구조 ] 후방산업탄소나노소재 예시 전방산업 산화물원료물질분리 정제산화물중간염 전구체 고품위화 등분산 표면개질 코팅등연계기술및장치산업 환경정화 필터 멤브레인 촉매등 연료전지 전극및전해질 바이오 진단 이미징 약물전달등 [ 산화물나노소재중심의 SWOT 분석 ] 강점 반도체기술강국 세계최고의 기술력 선진국수준의산화물나노소재제조기술 나노소재관련시설 장비인프라기구축 기회요인 산화물나노소재의산업응용확대 기존산업에서의지속적인수요증가 기술융합화에따른새로운수요창출 희소금속대체소재개발요구증대 약점 관련산업기반미약 연속대량생산기술부재 분산 표면개질등연계기술취약 기술이전및상용화미흡 위협요인 선진국산업체들의시장선점에의한높은진입장벽 중국및개발도상국의추격 중국의희소금속의전략무기화에따른원소재수급불균형심화 - 38 -

전략제품 다 시장현황 전망분석 산화물나노소재의 년세계시장규모는약 억달러로 년약 억달러까지 연평균 지속성장할것으로예상되며 국내시장역시 년약 억원에서 년 억원까지연평균 상승률로지속적으로성장할것으로전망됨 [ 산화물나노소재시장현황및전망 ] 구분 단위 백만달러 억원 성장률 세계시장 국내시장 자료 국내시장은세계시장의 로추정 산업로드맵 자료활용 라 공급망 분류 에따른분석 산화물나노소재는대부분졸이나슬러리형태로공급되고있으며 자외선차단제와 같은화장품재료는중간혼합물상태로공급되기도하나 그함량및조성에대해서 는정보가전혀공개되어있지않음 산화물나노소재분야내중소기업의생산및판매유형을살펴보면 의기업이완 제품형태의제품을거래하는것으로나타났으며 모든기업이중소기업이공급사슬 상 차공급기업단계에위치하고있는것으로조사됨 국내산화물나노소재를제조하는업체에서는원료물질인산화물염 전구체 을전량 외국으로부터수입하여산화물나노소재를제조하고있으며 나노소재의경우 국내중소기업을중심으로졸형태로일부생산하여광촉매코팅에이용되고있음 나노소재의경우 절연성오일필러에고농도 졸이전량수입되어사용되고있으며 기능성도료의중간원료로서주로사용됨 나노소재는잉크젯트프린터필름코팅및배이러필름보호코팅도료의 차원료로사용되고있으나국내생산업체는없는실정임 - 39 -

기능성나노소재기술 대부분의산화물나노소재는일본이나미국등선진국에서졸이나슬러리형태로수입되어사용되고있으며 주로중소기업들이독자적인기술을보유하고있으나일부는 등과같은다국적화학소재업체들과영업및개발에관한기술제휴를체결하고있음 일본덕산화학 등에서는 나노졸을생산판매하고있으며 일본의닛산화학및미국 사에서는 나노졸을국내업체에공급하고있음 국내에서는석경화학 이엔비코리아 렌코등과같은국내중소기업에서광촉매용 나노분말및졸과도료용 나노졸을생산하여일부공급하고있으나 거의대부분의산화물나노소재소재는전량수입에의존하고있음 특히 필름보호코팅도료의원료인 나노분말은국내생산업체가전무한실정임 일부산화물나노소재소재는 화학등의대기업에서자체적으로개발하여최종제품에적용하고있음 [ 공급망분석종합 ] 공급망단계원소재중간소재모듈및부품 주요내용 산화물나노소재제조 분산 표면개질 표면기능화 코팅 박막 다공체 주요제품 기술산화물나노소재졸및슬러리 도료 전극 촉매담체 연마제 태양광 연료전지 생체소재 바이오센서 약물전달매체등 해외기업 일본덕산화학 닛산화학 미국 유럽 좌동 일본 미국 국내기업 석경화학 이엔비코리아 렌코 나노기술 대주정밀화학 제우스 잉크테크 화학 삼성 삼성전자 삼성전기 화학 좌동 전자 삼성전자 삼성 삼성전기 중소기업참여정도 중소기업시장점유정도 중소기업의참여정도와점유율은주요제품시장에참여하는중소기업의참여규모와정도 업체수 비율등 를고려하여 단계로구분후점수화함 낮은단계 중간단계 높은단계 - 40 -

전략제품 기업니즈조사 산화물나노소재분야중소기업의니즈분석을통한현황을살펴보면 다양한중소기업들이융합을기반으로하는다양한제품을개발 판매를진행하고있음 소프트포커스기능판형입자 고균일구형무기입자 나노형분말을이용한 소재 반도체용 플레이트등의제품을개발 판매하고있음 또한산화물나노소재와관련하여아래와같은기술개발수요가존재함 박막구조설계기술 가수분해형나노입자코팅및성장기술 고순도나노형 소재개발등이있음 산화물나노소재분야의중소기업들은기술을기반으로다양한산업분야 적용분야의시장진입을위한개발계획을가지고있음 광결정 광결정입자 광결정도료 색가변형광결정도료등의제품을미래에생산할계획을가지고있음 이를위해아래와같은내용의기술개발계획을가지고있음 광결정입자합성기술 도료형광결정입자제어기술 외부자극에의한색가변형광 결정입자합성기술 외부자극에의한색가변형광결정입자제어기술등이있음 요소기술후보군 [ 요소기술후보군 ] 중분류요소기술출처 산화물나노소재 콜로이드실리카제조기술카본에의한환원반응을이용한 나노분말제조화학적표면처리공정을이용한저반사필름제조내스크래치필름보호용 코팅소재제조기술 환경분석니즈환경분석 특허 니즈 환경분석 원소재 수질정화용고효율 맴브레인소재기술 분말코팅기술 다공성 박막코팅기술 니즈 니즈 환경분석 니즈 환경분석 산화물나노소재 항균 나노졸제조기술 전이금속이함침된가시광응답메조기공 의합성 니즈 전문가추천 카본함유광촉매용분말제조및 정제기술 전문가추천 환경분석 특허 산화물나노소재 나노소재제조기술전문가추천 - 41 -

기능성나노소재기술 필름제조기술 전문가추천 환경분석 전극패턴형성기술 환경분석 대체투명전극소재기술 환경분석 박막증착기술 전문가추천 희소금속대체용발광 박막형광체제조기술 전문가추천 환경분석 산화물나노소재 나노구조체제조기술센서용 나노선제조기술 환경분석전문가추천 압전소자용 제조기술 전문가추천 환경분석 나노구조산화아연제조기술 전문가추천 박막형광체증착기술 전문가추천 환경분석 산화물나노소재 용백색형광체제조기술형광체페이스트전자방출소자제조기술형광체필름의두께제어및패터닝기술 환경분석환경분석니즈 환경분석 특허 위조감별용근적외선발광체제조기술 전문가추천 환경분석 중간소재 슬러리 기계적특성제어기술 슬러리조성제어기술반도체소자용 슬러리개발 용금속산화물슬러리의분산기술 전문가추천전문가추천 환경분석전문가추천환경분석 핵심요소기술선정 산업및시장분석 중소기업니즈분석 전문가추천요소기술과특허분석을통한요소기술후보군을통합검토하고 건문가합의를통해최종요소기술로조정함 도출된요소기술의범위와수준 중소기업적합성과시급성등을고려하여요소기술명을보완함 타전략제품영역과중복되는요소기술들을제거하였고 연차별로추진가능한요소기술들은하나로통합함 중복된요소기술을통합하고기술간레벨링조정을통해최종요소기술도출함 - 42 -

전략제품 [ 요소기술조정결과 ] 중분류최종요소기술출처 나노입자제조 필름제조기술전문가추천 환경분석 압전소자용 제조 압전소자용 제조기술 전문가추천 환경분석 희소금속대체용발광 희소금속대체용발광 박막형광체제조기술 전문가추천 환경분석 특허 박막형광체제조 형광체필름의두께제어및패터닝 형광체필름의두께제어및패터닝기술 니즈 환경분석 특허 용금속산화물슬러리분산 반도체소자용 슬러리개발기술 전문가추천 수질정화용고효율 맴브레인소재 수질정화용고효율 소재기술 니즈 전문가추천 카본함유광촉매용분말제조및가스정제소재 카본함유광촉매용분말제조및가스정제기술 전문가추천 환경분석 특허 광학적발광제조 위조감별용근적외선발광체제조기술 전문가추천 환경분석 항균제조항균 나노졸제조기술니즈 전문가추천 화학적필름제조화학적표면처리공정을이용한저반사필름제조기술특허 전문가추천 나노점 선활용제조나노점을활용한비활성메모리장치기술전문가추천환경보호코팅시스템기술전문가기타카피반지용광학리더블디스크기술특허 기술성 시장성 중소기업적합성 정책부합성을기준으로도출된요소기술조정결과를기반으로핵심기술선정위원회를통하여중소기업에적합한핵심기술을선정함 핵심기술선정의세부평가항목으로는 기술개발의시급성 기술개발파급성 정부지원필요성 단기개발가능성을고려하여핵심기술을선정함 전문가 평가를통해가중치를설정하고 전문가평가를통해최종핵심기술을선정함 중분류 나노입자제조 핵심요소기술 필름제조기술 압전소자용 제조압전소자용 제조기술 희소금속대체용발광 박막형광체제조 수질정화용고효율 맴브레인소재 카본함유광촉매용분말제조및가스정제소재 광학적발광제조 화학적필름제조 기타 [ 핵심기술선정결과 ] 희소금속대체용발광 박막형광체제조기술 수질정화용고효율 소재기술 카본함유광촉매용분말제조및가스정제기술 위조감별용근적외선발광체제조기술 화학적표면처리공정을이용한저반사필름제조기술 환경보호코팅시스템기술 카피방지용광학리더블디스크기술 - 43 -

기능성나노소재기술 로드맵기획 가 연구개발목표설정 [ 선정된핵심요소기술에대한연구목표 ] 공급망또는중분류 핵심요소기술 기술요구사항 개발목표 차년도 차년도 차년도 최종목표 산화물나노소재 산화물나노소재 산화물나노소재 산화물나노소재 산화물나노소재 기타 필름제조기술 압전소자용 제조기술 희소금속대체용발광 박막형광체제조기술 수질정화용고효율 소재기술 화학적표면처리공정을이용한저반사필름제조기술 카본함유광촉매용분말제조및가스정제기술 위조감별용근적외선발광체제조기술 환경보호코팅시스템기술 카피방지용광학리더블디스크기술 입자크기 형상제어 불순물 형상제어 대면적 희소금속대체율 가공크기및투과율 표면처리 반사율 투과율 유해가스분해율 필름두께제어 산 염기내식성및접촉각 나노소재양산화및공정최적화입자크기 이내 나노선 직경 이하 희소금속사용량 절감기술 분리막기공크기 이하수투과율 2 나노소재양산화및공정최적화입자크기 이내 나노선 직경 이하 희소금속사용량 절감기술 분리막기공크기 이하수투과율 2 나노소재양산화및공정최적화입자크기 이내 나노선 직경 이하 희소금속대체박막형광체제조기술 분리막기공크기 이하수투과율 2 반사율 이내반사율 이내반사율 이내 유해가스분해율 이상조사광원 영역 발광체산화물소재입자특성제어기술필름두께 이하 접촉각 도 도 유해가스분해율 이상조사광원 영역 나노입자응용패터닝기술필름두께 이하 접촉각 도 도 유해가스분해율 이상조사광원 영역 발광체고효율화및신뢰성향상개발필름두께 이하 접촉각 도 도 카피방지카피방지 카피방지 카피방지 나노소재입자크기 이내제조기술확보직경 이하대면적 제조기술확보 희소금속대체박막형광체제조기술확보 이하 2 의수질정화용 멤브레인소재기술확보반사율 이내저반사필름제조기술확보 이상의유해가스분해율을가진광촉매용분말제조기술확보 이하발광체필름제어기술확보 내식방지 내오염성코팅기술확보 전자광학재료에의한카피방지기술확보 - 44 -

전략제품 나 로드맵기획 - 45 -

기능성나노소재기술 나노복합소재 개요 정의 탄소 세라믹 유리 금속 고분자나노소재로이루어진서로다른두가지성분이상으로이루어진소재로써성질이서로다른물질이거시적으로혼합되어보다유용한기능을발현하는재료를말함 범위 나노복합소재는크게제작되는원료에따라강화재 기지재및복합체를응용하여제작된응용제품분야의세가지로분류됨 사용되는재료에따라탄소계 금속계 산화물계나노복합소재가있으며 응용되는분야에따라전자 초경량 고강도 단열 차단 섬유 코팅 기공 반도체화합물 바이오소재까지활용되는범위가매우넓음 가 정의및필요성 나노복합소재는탄소 세라믹 유리 금속 고분자나노소재로이루어진서로다른두 가지성분이상으로이루어진소재로성질이서로다른물질이거시적으로혼합되어 보다유용한기능을발현하는재료를말함 나노미터크기의소재를포함하는 가지이상의물질이거시적으로혼합되어보다유 용한기능을발현하는재료로기존물질이보존된상태로비교적불균질하게섞인다 는것에서합금재료와대비되는특징을가짐 또한나노복합소재는경량화 물성설계가가능하고부식에강하다는장점이있으며 재료에전기적특성및열특성을부여할수있으며 복잡한형상제조에용이하기에부품수감소를유도하여원가및수리비용절감에용이함 그러나아직까지높은가격과어려운성형공정은대량생산에불리하다는단점을야기함 다양한재료의성질을혼합할수있고 재료설계가유연하며경량화 첨단화가가능 하다는장점이있음 동일한성분을가진소재의결정혹은입자가 나노미터이하수준으로작아지면물질의표면에존재하는원자나이온의비율이증가해감에따라표면에너지가점점중요한역할을하기때문에기존의벌크소재와구별되는독특한특성을나타내거나획기적으로개선된물성을나타냄 - 46 -

전략제품 양자점을예로들면 그구성이기존물질과같지만재료의크기가매우작아양자물리학적현상이두드러져발광현상 의변화 에너지전이에의한 특성이나타난다는것이보고되고있음 이러한유용한특성을활용하여기존소재의성능을혁신적으로개선하거나새로운물성을창출하는것이나노복합소재를사용하는목적임 나 범위및분류 제품분류관점 나노복합소재는제작되는원료에따라강화재 기지재및복합체를응용하여제작된응용제품분야의세가지로분류됨 강화재로사용되는재료에따라탄소 금속 산화물 세라믹 유리 고분자나노복합소재가있으며 기지재는주로열경화성수지나에폭시 폴리에스테르등의고분자물질로이루어짐 제작된복합소재는나노분말 페이스트 나노섬유 나노박막 벌크복합체등의형태로사용되며 응용되는분야에따라전자 초경량 고강도 단열 차단 섬유 코팅 기공 반도체화합물 바이오소재분야까지그분야가방대하고다양하게사용되고있음 대분류중분류세부제품 나노복합소재 강화재분야 응용제품분야 탄소계금속계 산화물계 기지재분야 전자소재 초경량 고강도소재단열소재차단소재섬유소재코팅소재기공소재반도체화합물바이오소재 [ 적용기술에따른주요제품분류 ] 탄소양자점 플러렌 카본블랙 탄소나노튜브 탄소나노와이어 그래핀등나노분말 나노잉크 페이스트 나노촉매분말 나노결정 충진재 중공실리카 촉매재 센서용소재 등 형광체 등 등 에폭시 폴리에스테르등고분자물질분리막 멤브레인 이차전지 연료전지 수처리 수소제조등 투명전극소재 분산소재 그래핀분산소재 구조기능용나노복합소재 복합소재 금속 세라믹 고분자 타이어소재 창호형단열필름 단열타일산소 수분등의투과차단 포장재흡착포 필터 복합재용충진재 스포츠용의류 침구류 주방용품 욕실용품등긁힘방지 반사방지 대전방지 전자파차폐 자기정화코팅 초진수 초발수코팅자올라이트계나노기공소재 에어로젤 나노기공담체태양전지소재 양자점소재 형광체소재나노약물 나노진단제 기능성화장품 건강보조식품 탄소나노복합소재의경우 탄소양자점 플러렌 카본블랙 탄소나노튜브 탄소 파이버 그래핀등을포함하는복합소재를말함 - 47 -

기능성나노소재기술 주로구조적 기계적특성을활용하는초경량 고강도복합소재분야와 전기적특성 을활용하는고전도성복합소재분야에활용되고있음 금속나노복합소재의경우 주로금속나노입자 금속나노와이어등의전기적특 성을이용하여인쇄전자에응용함 결정입자의플라즈모닉특성을활용하거나 센서에적용하여활용되고있음 산화물나노복합소재의경우 나노입자의광학적성질을이용하는디스플레이소재분야 광학필름소재분야에서활용되고있으며 세개이상의성분을가진복합산화물계나노소재로도활용됨 또한입자형태뿐만아니라 나노선 나노막대 나노튜브와같은 차원형태및박막과같은 차원형태로도사용됨 그외에도화합물계 금속간화합물계 탄화물계 질화물계 붕화물계 인화물계 황화물 계등 나노소재나 세라믹계 세라믹분말포함그리스등 유리계 유리나노섬유 등 나노소재도다양한형태로있을수있음 산업및시장분석 나노복합소재는개발역량을세계최고수준의후방산업 전기 전자 자동차등 을포함한다양한제조업에접목하여경쟁력제고에기여할것임 국내의제조기술능력과기능성나노소재를접목한인쇄전자 산업등세계적인신산업창출이기대됨 나노복합소재산업은정밀 화학 제조업에속하고기술의독점성과원료의존성이매우큰경우가많아일부다국적기업들의시장지배력이강함 신규소재로그활용도가다양하게검증되고있으며 특히기존소재를대체하는방향으로많이응용되고있으나 새로운용도로의활용분야를개발할경우 새로운시장창출의가능성이높은분야임 전방산업의경우대기업을중심으로이루어지고있으며 나노소재의생산가공분야는중소기업을중심으로이루어지고있음 가 니즈분석 현 복합소재에대한연구가기초단계에머물고있어가격경쟁력향상을위해서 는새로운개념의 제조법에대한기술개발이요구됨 è 시장니즈 원재료의고품질화및대량생산화 - 48 -

전략제품 복합소재는전도성필름 슈퍼캐패시터 대전방지코팅제 진동감쇄소재 나노 잉크 전자파차폐 흡수소재및고강도구조용소재등다양한분야에응용가능성이 이미확인되었기때문에기초기술연구단계를지나응용분야확보단계로진입함 그러나기존 제조법으로는대량생산을통한가격경쟁력확보에한계가있어 복합소재수요확대에걸림돌이되고있음 따라서기존제조법 법 아크방전법 레이져법 에서수율과순도를획기적으로향 상시키거나새로운개념의 제조법에대한기술개발이반드시필요함 그래핀복합소재는현재시장이형성되지않은상태로서현재예상시장으로는 대체투명전극용소재 미래자동차용스마트소재 전자기차폐소재 고방열소재 화학센서등이있음 따라서다양한응용분야확보와확장을위해서는우선고품질의그래핀확보와대량생산기술개발이선행되어야함 고품질화기술 고순도성장 저온성장 구조제어성장 결정성제어 선택적성장 방향제어성장등 대량생산기술 화학적박리법에서산화도를획기적으로낮출수있는기술등 금속나노복합체제품은탄소나노튜브와금속이온이균일하게혼합하는분자수준의 공정을통해나노복합분말을제조하는기술을말함 일반적으로금속에혼합된탄소나노튜브는지지체로거동하며재료의강도를보강하 거나혹은열전도도를증가시키는기능을할것으로예상되는데 이를위하여고품 질의금속분말및탄소나노튜브제작이요구됨 세라믹나노복합체는전자 광학 에너지 우주항공 의학등의전산업분야로의응용이가능하고 구조재료분야에서나노복합체는기존의복합체에비해강도와인성의증가뿐만아니라고온에서도높은강도를유지할수있게됨 초강력 초내마모성절삭재료등으로응용되고있으며이를위해고품질의세라믹제품제작이요구되며 대량생산화체재를위한기술개발을통하여가격경쟁력을확보해야함 - 49 -

기능성나노소재기술 제품적용을위한안정적활용을위해서는물성안정화가우선적으로요구됨 è 시장니즈 특성안정화 시장에서제품으로안정적으로활용하기위해서 복합소재의사용되는각종나노물 질들의물성안정화가우선적으로선행되어야함 대량생산된나노물질은입경 길이등의구조제어가어려울뿐만아니라생산 별물리적 화학적특성의균일성확보도용이하지않음 따라서전처리방법 기지재와의분산성확보등의복합소재제조기술을안정화하 여균일한특성을발현하는소재개발이필요함 강화재로사용되는나노소재 복합소재 그래핀복합소재등에대한기술적한계가 있음 è 시장니즈 고기능성제품개발 강화재로쓰이는나노소재자체의기계적 전기적 열적성질은매우우수하나이를 이용하여복합소재로만들었을때 이론적예상값에비해절대적으로못미침 시장에서활용이가능한 복합소재로는 의전기전도도를이용한전자기차 폐 흡수소재 열전도도를이용한방열소재등이유력하나 기술적한계에의하여 복합화효율이낮은것이현실임 그래핀복합소재에서도기존의분산방법으로는우수한물성을가지는그래핀 고분자 복합소재를개발하는데한계가있기때문에고분자와그래핀간의상호작용력을증 대시키는새로운분산기술이필요함 응용시장을확장하기위해서는복합화효율을향상시킬기술개발이필요함 핵심기 술로는표면처리기술 기지재내분산및배향기술등이있으며이를통해복합소 재의기능을재단할수있음 그래핀복합소재분야는전세계적으로연구초기단계에머물고있음에따라원천기술 획득을통한기술선점이용이한시점임 è 시장니즈 새로운수요발굴및원천기술조기확보 - 50 -

전략제품 전세계적으로그래핀복합소재분야는연구개발초기단계이므로원천기술획득 이용이한시점이며 국가별시책에따라기회요소가높기때문에국제표준화의우 위를점할수있음 이와같이신물질을개발하여복합소재연구분야로개척시원천기술을조기확보 할수있으며 이를위해서는중소규모소재기업과대기업간의협력이요구됨 원소재의종류 비율이최적화되어야하고 와결정화도제어를위해서는 첨가제등을개발해야함 원소재개발기술은선진국에비해열악하지만복합소재는 최적의 개발을통해서부가가치를창출하는것이가능함 나노복합소재의 분석 구분촉진요인저해요인 정책경제사회기술 년이상정부의집중적인지원으로선진국과의기술격차대폭축소됨 나노소재부문의경우선진국수준으로도달 후방산업 전기전자 자동차 선박등 의발전에따라핵심소재및부품의개발비용성증가추세 국산소재및부품의품질향상으로국제인지도향상 기존제품의기능을차별화하고후방산업의경쟁력을높일수있는나노복합소재의수요가꾸준히증가 자동차산업에서의연비향상및배출가스감축에대한압박으로초경량 고강도나노복합소재에대한수요증대 환경및에너지문제가국가적과제가됨에따라혁신기능을보유한나노복합소재의개발이필요 산업계로부터의기술수요에대한대응에충분한기술력과경험을보유 나노원료소재들의양산이가능해짐 후방산업들이나노복합소재개발에강한동력을제공 첨단융복합산업의빠른발전으로나노복합소재기술에대한수요가급증 제품의수명주기가짧아짐에따라나노복합소재의니즈가증가 전체적인정책지원이나노복합소재개발에서니즈분석보다는기술중심의기술개발이많아제품화응용연구가필요함 기업들이나노복합소재를활용하기위해서는제조규모 품질안정도 제조원가측면을만족하여야하지만많은경우이를충족할수준에이르지못하고있음 나노복합소재의특성및개발기관에대한정보제공이한정적이어서제품개발에활용이미흡 나노물질의인체및환경유해성에대한이슈가제기되어수요가감소될가능성 세계적인업체들의수요 지적재산권독점으로시장진입과경쟁력확보가어려움 나노복합소재의수요부문인중견기업 대기업들의기술이해도가높지않고새로운소재의채택에보수적임 기능성나노소재의품질표준화와인증제제가구축되어있지않아제품성능에대한신뢰도가낮음 기술중심 의나노복합소재기술개발이많음 개발수준이기초단계에머물러있거나상용화에미치지못하고있음 상업적인제조에필요한공정및장비기술의부족으로양산및경제적제조의조건의불충족 표준화및위해성평가에필요한기술이충분하지않음 산업혁신고기능화융복합화 상용화 ( 사업화 ) 신뢰도제고 표준화 신산업창출 나노복합소재는개발역량을세계최고수준의후방산업 전기 전자 자동차 선박 항공등 을포함한다양한제조업에접목하여경쟁력제고에기여할것임 우리나라의제조기술능력과나노복합소재를접목한인쇄전자 산업등세계적인신산업창출이기대됨 - 51 -

기능성나노소재기술 나 산업특징및구조 나노복합소재산업은기술집약적인고부가가치산업으로나노원료소재를생산하는분야와이를가공하여실용성을부가한나노가공소재를생산하는분야로구분되며 보통한업체가두가지제품모두를생산하는경우가많음 나노원료소재 나노분말 양자점 나노형광체등 그래핀등이이에속하는예이며 이를가공하여부품또는완제품이되기는어려움 나노가공소재 나노원료소재를포함하는소재로주로나노복합체의형태를하고있으며예를들면금속나노분말을나노잉크형태로만들어나노배선혹은나노전극을인쇄하는데 이때의나노잉크가나노가공소재에해당됨 나노복합소재산업은정밀 화학 제조업에속하고기술의독점성과원료의존성이 매우큰경우가많아일부다국적기업들의시장지배력이강함 또한관련있는산 업군이매우다양하기때문에산업군을하나의분류체계에담기어려움 구성하는물질의종류에따라탄소계 금속계 산화물계등으로분류할수있으며 사 용되는역할에따라강화재 기지재 응용제품분야로나눌수있음 또한나노소재의형상에따라나노섬유 나노코팅 나노기공 나노필름 나노멤 브레인 벌크복합체등으로분류할수있음 전방산업의경우대기업을중심으로이루어지고있으며 나노복합소재분야는중 소기업을중심으로페이스트 잉크등의형태로제품화가이루어지고있음 일부경우에대기업을중심으로수직계열화를이루는경우가많음 예를들어 삼성전자를중심으로한반도체디스플레이용기능성나노소재의경우제일모직 삼성전기 삼성정밀화학등이제조한나노복합소재를제공하면서제품개발이이루어지는경우가많음 이는나노복합소재개발시수요부분의니즈와사용공정을정확히파악하여야개발된나노소재를실제공정에투입하는것이가능하기때문임 기술의집약도가높은분야일수록대기업중심의제품개발이이루어지고있는데 이 는우리나라중소기업의연구개발능력의한계로인한것임 - 52 -

전략제품 하지만최근들어중소기업의기술력이높아지면서대기업중심에서중소기업중심으 로제품개발의경향이변화하고있으며 나노원료소재로갈수록그경향은심화되 고있음 나노복합소재분야에참여하고있는중소기업들은모험성이많은벤처기업들이주를이루고있으며 벤처기업들의기술개발이산업화가구체화됨에따라대기업의참여가기대되고있음 양산제조에큰투자가소요되는탄소나노소재의경우대기업의참여가두드러지고있으나 금속나노소재와산화물나노소재의경우다수의중소기업을중심으로제품화가이루어지고있음 특히초경량 고강도탄소복합소재분야와인쇄전자용금속나노소재분야가향후발전가능성이크며 전자제품에적용되는산화물나노입자의수요도꾸준히증가할것임 [ 나노복합소재중심의연관산업구조 ] 후방산업 나노원료소재 나노복합소재 나노가공소재 전방산업 화학전구체공정장비측정 평가장비 기초물질 카본볼 금속나노입자 반도체입자 산화물나노입자 고분자나노입자 나노선 섬유 나노다공체 나노잉크 나노페이스트 고분자복합체 금속복합체 나노구조필름 나노구조멤브레인 나노필터 반도체 디스플레이 전자소자 센서 태양전지 환경정화시스템 화장품 약품 진단제 [ 나노복합소재중심의 SWOT 분석 ] 강점 약점 대규모국내수요기업확보용이 그래핀등원소재기술및생산기술세계경쟁력보유 복합소재개발에필요한기술보유 스마트폰및신개념 의미국성장세 애플 구글등 중소기업위주의소재산업구조 열전도도및방열특성평가기술부재 기회요인 위협요인 교토의정서발효 미래성장동력소재신수요창출 제품 초경량자동차소재의수요증가 일본미국등의선진기술보호장벽 중국과의기술격차급감으로경쟁심화 자원의편재및국제무기화 - 53 -

기능성나노소재기술 다 시장현황 전망분석 나노복합소재는기존고분자및금속재료가충족시키지못하는산업계의요구인고성 능 고효율 초경량 고방열등을해결할수있는대안으로주목받고있는소재로서 향후나노복합소재시장규모가그비중을점차확대해나갈것으로예상됨 산화물나노소재중에너지흡수용나노복합소재 고분자나노복합소재의 년세 계시장규모는약 억달러로 년약 억달러까지연평균 지속성장할것 으로예상됨 국내시장역시 년약 조 억원에서 년 조 억원까지연평균 상승률로지속적으로성장할것으로전망됨 [ 나노복합소재시장현황및전망 ] 구분 단위 백만달러 억원 성장률 세계시장 국내시장 자료 나노복합소재중에너지흡수용나노복합소재 고분자나노복합소재의시장규모임 라 공급망 분류 에따른분석 나노복합소재분야내중소기업의생산및판매유형을살펴보면 대다수의기업이 완제품형태의제품을거래하는것으로나타났으며 전체중소기업이공급사슬상 차 공급자단계에위치하는것으로조사됨 부품소재기술에는탄소 금속 세라믹 산화물 고분자등의물질이나노입자 나노 선 멤브레인 다공체 박막형태로존재하며 이를복합하여나노잉크 나노페이스트 고분자복합체 나노구조필름 나노구조멤브레인 나노필터의제품형태로가공됨 응용제품분야의경우반도체 자동차 조선 항공 디스플레이 에너지 바이오소재 분야등의다양한방면의전방산업이존재하며 지속적으로응용 개발이이루어지고 있음 응용제품분야는주로대기업중심으로이루어지며 기술집약도가높음 - 54 -

전략제품 탄소입자제조 탄소나노튜브 나노섬유등은기술성장성은낮으나기술수준및 기술장벽이높아상대적으로중소기업이접근하기는어려움 파우더 캡슐 금속유기화합물 전계방출소자 전자적나노입자 나노반도체 광전자는상대적으로기술수준이높지않고기술장벽이낮으므로중소기업에서도다양한형태로진출함 나노복합소재분야는기술력을갖춘중소기업 특히나노원료소재분야에많은기회가있는산업분야임 다만 나노원료소재는자체로최종제품화되기어려운특성을갖고있으므로적절 한비즈니스모델의발굴이필요함 또한다양한형태의나노가공소재를거처제품이되므로나노가공소재를제조하 는중소 중견기업들혹은대기업들과공급사슬을구축하는것이바람직함 [ 나노복합소재분야주요제품 ] 분류제품설명 나노복합소재 탄소나노소재 금속나노소재 산화물나노입자및응용제품 나노멤브레인 나노기공소재 나노섬유소재 나노코팅소재 그래핀등나노원료소재를기반으로제조된잉크 페이스트 코팅액 투명전극소재 대전방지소재 투명발열전극소재 등금속으로합성된나노입자 나노와이어등을함유한잉크 페이스트 코팅액 등산화물로합성된나노입자또는이들의분산체 슬러리 유 무기물로제조된나노다공성멤브레인 필터 제올라이트등나노수준크기의기공을갖는분말및벌크소재 섬유의굵기가나노미터급인소재로산업적용도및스포츠의류 주방용품등다양한분야에활용가능 고강도코팅소재 반사방지코팅소재 대전방지코팅소재 전자파차폐코팅소재 자기정화코팅소재 초친수 초발수코팅 등 - 55 -

기능성나노소재기술 [ 공급망분석종합 ] 공급망단계부품소재나노복합소재응용기기 주요내용 응용제품생산에기본원료가되는나노소재 나노원료소재를가공하여제조한나노소재 반도체 자동차 디스플레이등의기능성나노소재가활용되는분야의관련제품 주요제품 기술 카본볼 금속나노입자 반도체입자 산화물나노입자 고분자나노입자 나노선 섬유 나노다공체 나노잉크 나노페이스트 고분자복합체 금속복합체 나노구조필름 나노구조멤브레인 나노필터 반도체 디스플레이 전자소자 센서 태양전지 환경정화시스템 화장품 약품 진단제 해외기업 벨 프 중 미 미 일 일 미 일 일 미 미 미 일 등 대기업 한화나노텍 금호석유화학 등 화학 제일모직 한화케미컬 동진세미켐등 삼성전자 전자 현대자동차 두산전자 등 국내기업 중소기업 나노신소재 금속 산화물나노입자 엔바로테크 그래핀 제이오 나노텍 금속 산화물나노입자 석경에이티 산화물나노입자 등 나노신소재 산화물나노입자 나노미래 복합체 넥스텍 복합체 엔피케이 나노실버잉크 잉크테크 나노실버잉크 웅진케미컬 멤브레인 등 중소기업참여정도 중소기업시장점유정도 중소기업의참여정도와점유율은주요제품시장에참여하는중소기업의참여규모와정도 업체수 비율등 를고려하여 단계로구분후점수화함 낮은단계 중간단계 높은단계 기업니즈조사 나노복합소재분야중소기업의니즈분석을통한현황을살펴보면 다양한중소기업들이융합을기반으로하는제품을개발 판매를진행하고있음 탄소나노섬유를이용한발열체 도전성컴파운드 할로겐프리난연컴파운드 유무기하이브리드코팅제조기술 광학필름용코팅기술 용유 무기하이브리드소재 등의하이브리드제품을활용한기계적강도강화를위한 소재등을개발및판매하고있음 또한나노복합소재와관련하여아래와같은기술개발수요가존재함 구체적으로탄소나노섬유를이용한발열가능한의류개발기술 나노소재와방진마스크 의성능향상 하이브리드화기술개발등에대한기술개발수요가존재함 - 56 -

전략제품 나노복합소재분야의중소기업들은기술을기반으로다양한산업분야 적용분야의시장진입을위한개발계획을가지고있음 구체적으로나노세라믹분말 출발물질및침전제 광결정입자 광결정도료 색가변형광결정도료등이있음 이를위해아래와같은내용의기술개발계획을가지고있음 금속산화물나노분말대량합성 광결정입자합성기술등에대해향후개발계획을 가지고있음 요소기술후보군 중분류요소기술출처 금속함유탄소나노복합체 고분자함유탄소나노복합체 탄소 세라믹나노복합체 세라믹나노복합체 [ 요소기술후보군 ] 엑스선용 기반고전류밀도전계방출소재제조기술 그래핀기반나노구조 제조기술 기반 제조기술 기반 제조기술 연료전지용금속나노입자 탄소나노튜브전극소재제조기술 금속이온을이용한금속 탄소나노튜브의제조기술 고강도알루미늄 탄소나노튜브복합소재제조기술 고분자복합체기반 기술개발 용나노복합체및 제조기술 고분자복합체기반 기술 엑츄에이터용탄소나노튜브 엘라스토머복합체개발기술 정전기적인력을응용한고분자 탄소나노튜브복합체제조기술 차폐용전도성고분자 탄소나노튜브하이브리드개발기술 나노구조기반 제조기술 에너지저장용나노시트 나노복합소재제조기술 복합체기반 제조기술 세라믹복합체기반 기술 고방열용탄소 세라믹나노복합소재제조기술 나노연마제및집합조직연마제기술 기능성코팅용나노졸제조기술 세라믹나노입자복합체기반전자소자제조기술 기반 기술 고온연료전지용양극제제조기술 형피에조소자제조기술 태양광소자용코어 셀구조의복합세라믹나노입자제조기술 광확산판용세라믹나노입자균일분산기술 기능성고분자 세라믹하이브리드나노입자복합제제조기술 환경분석 전문가추천 전문가추천 전문가추천 환경분석 환경분석 전문가추천 환경분석 전문가추천 전문가추천 특허 환경분석 전문가추천 특허 환경분석 전문가추천 전문가추천 환경분석 니즈 환경분석 니즈 환경분석 특허 환경분석 니즈 전문가추천 니즈 환경분석 환경분석 전문가추천 환경분석 전문가추천 환경분석 전문가추천 전문가추천 환경분석 환경분석 전문가추천 환경분석 - 57 -

기능성나노소재기술 금속나노복합체 나노분말 입자표면개질기술에너지하베스트용금속황화물복합소재기술 기반에너지소재합성기술우수한광특성의광촉매금속나노입자개발기술높은색구현 발광특성을갖는은나노금속복합체기술전자빔기반금속 고분자망상구조복합체기술전자파흡수용자성나노복합입자공정기술 환경분석전문가추천환경분석환경분석전문가추천환경분석 전문가추천환경분석 전문가추천 핵심요소기술선정 산업및시장분석 중소기업니즈분석 전문가추천요소기술과특허분석을통한요소기술후보군을통합검토하고 건문가합의를통해최종요소기술로조정함 도출된요소기술의범위와수준 중소기업적합성과시급성등을고려하여요소기술명을보완함 타전략제품영역과중복되는요소기술들을제거하였고 연차별로추진가능한요소기술들은하나로통합함 중복된요소기술을통합하고기술간레벨링조정을통해최종요소기술도출함 [ 요소기술조정결과 ] 중분류 최종요소기술 출처 우수한광특성의광촉매금속나노입자개발기술 환경분석 강화재 나노와이어제작기술환경분석 전문가추천나노염료형성기술환경분석 전자파흡수용자성나노복합입자공정기술 환경분석 전문가추천 그래핀기반나노구조 제조기술 환경분석 고분자복합체기반 기술개발 특허 전문가추천 고분자복합체기반 기술 특허 강화재및기지재를혼합한복합소재 정전기적인력을응용한고분자 탄소나노튜브복합체제조기술차폐용전도성고분자 탄소나노튜브하이브리드개발기술 복합체기반 제조기술세라믹복합체기반 기술세라믹나노입자복합체기반전자소자제조기술기능성고분자 세라믹하이브리드나노입자복합제제조기술 환경분석전문가추천특허 환경분석특허 환경분석 니즈환경분석 전문가추천 니즈환경분석 전문가추천 기지재에폭시복합성분최적화기술환경분석 - 58 -

전략제품 기술성 시장성 중소기업적합성 정책부합성을기준으로도출된요소기술조정결과를기반으로핵심기술선정위원회를통하여중소기업에적합한핵심기술을선정함 핵심기술선정의세부평가항목으로는 기술개발의시급성 기술개발파급성 정부지원필요성 단기개발가능성을고려하여핵심기술을선정함 전문가 평가를통해가중치를설정하고 전문가평가를통해최종핵심기술을선정함 [ 핵심기술선정결과 ] 중분류 핵심요소기술 나노와이어제작기술 강화재 나노염료형성기술 전자파흡수용자성나노복합입자공정기술 고분자복합체기반 기술 정전기적인력을응용한고분자 탄소나노튜브복합체제조기술 강화재및기지재를혼합한복합소재 차폐용전도성고분자 탄소나노튜브하이브리드개발기술 복합체기반 제조기술 기능성고분자 세라믹하이브리드나노입자복합제제조기술 - 59 -

기능성나노소재기술 로드맵기획 가 연구개발목표설정 [ 선정된핵심요소기술에대한연구목표 ] 공급망또는중분류 핵심요소기술 기술요구사항 개발목표 차년도 차년도 차년도 최종목표 나노복합소재용강화재 나노와이어제작기술 나노염료형성기술 증대 크기및불균일성수치확보 이상 크기 이하불균일성 이하 이상 크기 이하불균일성 이하 이상 크기 이하불균일성 이하 이상 크기 이하불균일성 이하 고분자복합체기반 기술 작동전압및파워효율기준확보 이하 이상 이하 이상 이하 이상 이하 이상 고분자함유탄소나노복합체 정전기적인력을응용한고분자 탄소나노튜브복합체제조기술 차폐용전도성고분자 탄소나노튜브하이브리드개발기술 제조기술상용화 차폐수치확보 고분자 탄소나노튜브복합체제조기술확보 고분자 탄소나노튜브복합체제조기술적용 고분자 탄소나노튜브복합체제조기술상용화 고분자 탄소나노튜브복합체제조기술상용화 이상 이상 이상 이상 기능성고분자 세라믹하이브리드나노입자복합제제조기술 제조기술확보및상용화 고분자 세라믹복합체제조기술확보 고분자 세라믹복합체제조기술적용 고분자 세라믹복합체제조기술상용화 고분자 세라믹복합체제조기술상용화 탄소 세라믹나노복합체 복합체기반 제조기술 및 수치확보 이상 이상 이상 이상 이상 이상 이상 이상 나노복합체 전자파흡수용자성나노복합입자공정기술 제조기술확보및상용화 자성나노복합입자공정기술확보 자성나노복합입자공정기술적용 자성나노복합입자공정기술상용화 자성나노복합입자공정기술상용화 - 60 -

전략제품 나 로드맵기획 - 61 -

나노구조체공정기술 전략분야현황분석

전략분야 나노구조체공정기술 개요 가 정의및범위 정의 기능성나노구조체를대량으로제작하거나 이를이용하여코팅또는패터닝하여다양한기능 성을부여하는공정기술및장비기술을의미함 범위 나노미터수준의미세패턴을양산하여적용하거나 나노미터수준의박막을제작하는공정을포함함 나노구조체물질들은나노차원의크기를가짐에따라화학적 물리적으로벌크상태에서와는다른특이한성질을가지되어 전자 기계 화학 생물등의폭넓은분야에서응용가능함 나노구조체공정기술은중복되어활용되는기술이많아서넓은산업분야에서적용됨 나노공정장비는차세대반도체등의 제품 디스플레이광학소재제품 조 명제품 태양전지등의에너지제품 광센서 촉매등의환경제품 의료기기등다양한 나노융합제품의산업화를위한핵심기반임 나노구조체공정기술은우리가일상생활에서사용하는스마트폰 배터리 휴대용 기기등의전자기기에서부터조명 신재생에너지 의료기기까지각종생활에밀접한 기기에적용될수있음 자료 : phys.org [ 나노구조체 ] 자료 : phys.org - 63 -

나노구조체공정기술 나 주요제품 주요제품으로다양한기능성소재의나노박막코팅장비 나노점 선정렬장비 나노 패터닝장비 나노구조임프린트장비 나노구조체대량제작장비등이있음 나노패터닝공정장비는 차원미세구조를제작하는공정장비로세부기술로나노소자식각기술 나노소자임프린트및프링팅기술 나노패터닝간융합및호환성기술 신개념나노패터닝기술등이있음 패터닝공정장비기술의하나인나노임프린트리소그래피기술은극자외선리소그래피와함께 이하급차세대반도체패터닝공정기술로주목받고있음 나노코팅공정장비는나노파티클및나노박막등다양한나노구조체를박막코팅하 는장비기술로습식코팅설비장비 건식코팅설비로구분가능함 나노구조체대량생산장비는화학적인합성법과물리적인공정으로대량제작할수 있는공정장비기술로화학적합성장비 물리적제조장비로분류됨 세부적으로탄소소재를이용한유연 투명전극소재 기판소재기술 표면처리 패터닝기술분야 생체반응검출기술분야등의나노센서 입사광미용면적을기존평판보다늘린구조체를활용한차세대광전소자 디스플레이용패터닝공정용장비 디스플레이패터닝공정용필름등이있음 [ 주요제품분류표 ] 대분류중분류세부제품또는기술 나노패터닝공정장비 나노소자식각기술 나노소자임프린트및프링팅기술 나노패터닝간융합및호환성기술 신개념나노패터닝기술 나노구조체공정기술 나노코팅공정장비 습식코팅설비 건식코팅설비 코팅기구 건조기구 경화기구 물리적증착 화학적증착 용사기구 나노구조체대량생산장비 화학적합성장비 물리적제조장비 - 64 -

전략분야 산업현황분석 나노융합기술의산업화가촉진되어나노융합시장이급격히성장하면서 공통기반인구조체장비등나노장비에대한수요는지속적으로증가할것으로전망됨 나노구조적공정기술은인프라운영활성화를위한제도적기반구축되어중소기업들이투자확대를지속해나갈수있는기반을마련함 가 환경분석 정책 촉진요인 나노관련기업지속증가에따른나노제품연구개발에대한투자확대지속하고있음 년도에는나노기술발전시행계획을통해나노기술분야에총 억원투자되었으며 년나노구조체공정기술분야에전년대비 증가한 억원이투자되었음 국내나노기술정책은 년제 차나노기술종합발전계획을수립하면서본격적으 로추진되었으며매 년마다기술및산업 환경등을감안하여기본계획을수정 보완 되고있음 년국가나노기술발전시행계획을통해기초 원천연구강화및기존연구성과의사업화발굴가속화 부처및학연산간협력및연계를강화함 성과확산시너지화 나노기술의사회적 윤리적책무성강화 나노기술에특화된전문인력양성추진등을추진함 산업통상자원부는 나노융합확산전략 을통해 년까지 억원을투입하고기 존 사업을 나노융합사업화종합프로그램 으로확대 개편할예정임 나노기술연구협의회및연구재단등유관기관과의협력체제를유지하여관련연구자 들의참여를적극유도함으로써 국가차원 의센터로발전시킬계획임 - 65 -

나노구조체공정기술 저해요인 정책지원구심점부재및예산투입의효율성저하가발생하여정책센터에대한필요 성이꾸준히제기되고있음 기술집약적인신산업의다양한창출로고부가가치전략품목의개척과선점이가능 하나정부차원의재정적지원이부족한상태임 경제 촉진요인 최근들어미세구조를다루는제품에대한수요가늘어나면서맞춤형생산장비에대 한수요가증가할것으로예상됨 최근들어나노관련기업이지속적으로증가하고있으며다양한나노산업관련활동이이루어지고있음 나노관련전체기업수는약 개로집계되며 년에는나노제품발굴및수요기업연계를도모하는나노융합기업 촉진사업 나노융합주간 등이진행되었음 저해요인 세계각국은자국기업의경쟁력을강화하기위해기업들에대한정부차원의각종세 제혜택및금융지원을적극적으로지원하고있음 선진국의나노안전관리규제강화움직임은자국민의보호와함께자국산업을보호 하기위한무역장벽으로작용할가능성이커지고있음 사회 촉진요인 산업고도화및삶의질향상에따라다양한분야에서나노융합기술에대한필요성 - 66 -

전략분야 증대되고있음 고령화사회본격진입에따라고령인구의건강관리및삶의질향상욕구가증대함 에따라나노융합기술을활용한각종질병조기진단및치료등에대한기대가증가 하고있음 저해요인 나노융합기술과관련한전문인력이부족함 국내나노관련학과및나노기술연구인력들은양적으로증가추세에있으나산업현 장에서요구하는실무형전문인력확보가어려운상황임 기술 촉진요인 나노응용제품화에대한국내역량이우수하며나노기술융합전 후방산업이발달 되어있음 세계적인수준의국내 수준및기반을보유하고있으며국내나노기술공용 인프라가풍부함 지난 년 월제안했던 나노물질안전자료작성지침 이 년에 나노기 술위원회 의국제표준으로승인됨 최근나노미터크기의극미세영역에서새로운물리현상과향상된물질특성을나타내 는연구결과가보고되면서나노재료에대한많은관심과투자가이루어지고있음 전자정보통신 의약 소재 제조공정 환경및에너지등의분야에서미래의기술로부 각되고있으며특히무기나노구조체는양자효과에의한독특한전기적 광학적 기 계적 열적특성들때문에많은연구가진행되고있음 - 67 -

나노구조체공정기술 저해요인 나노융합부품에적용되는핵심공정및측정장비는기술장벽이높아일본 네덜란드 등주요선진국이세계나노장비시장을독점하고있음 기확보한나노기술 투자성과를산업화로이끌기위한지속적인투자가부족함 기업에서는세계실물경기의둔화로다가올나노융합시장수요에대비한선대응차원 의연구개발투자여력이충분하지못함 기업의규모가영세하여투자에한계가있으며지속적인기술개발의어려움이있음 선진기술강국에비하여나노융합원천기술이상대적으로열세이며고부가핵심장비 및원재료에대해높은해외의존도를나타내고있음 최근국내외나노물질에관한연구결과와일부민간단체에따르면나노기술을적용한 나노물질과제품의안전성이우려됨 [ 나노구조체공정기술분야의 PEST 분석 ] 구분촉진요인저해요인 정책경제사회기술 나노제품연구개발에대한지속적인투자확대 나노기술종합발전계획을통한나노산업의기본계획수립및지속보안수정 년범부처나노기술발전시행계획추진 맞춤형생산장비수요증가 나노관련기업의지속적증가및산업관련활동활발 다양한분야에서의나노융합기술활용및필요성증대 고령화사회진입에따른나노융합기술활용을통한건강관리기대증가 우수한나노응용제품화기술역량 풍부한국내나노기술공용인프라 국제표준등세계적인수준의국내 수준보유 나노융합분야정책지원에대한구심점부재에따른예산투입효율성저하 정부투자가지속적으로이어지고있으나고부가전략품목개발등신시장개척을고려할때지원규모는여전히부족한상태임 세계선진국들의자국기업을위한적극적인세제및금융지원 선진국들의나노안전관리규제강화로인한무역장벽의가능성 나노융합기술관련실무형전문인력확보어려움 주요선진국장비시장독점에따른핵심공정및장비에대한높은진입장벽 선진기술강국대비원천기술미흡 고부가핵심장비등에대한높은해외의존도 고품질화고집적화미세화고속화지능화병렬화 정부의정책적인지원이높은산업으로향후높은시장성을가지고기업적인측면에서의투자및제품화확대가필요한산업임 컴퓨터나스마트폰 기타전지등에활용되는기술로서산업분야와의융합을통해지속적진확대가일어날것으로기대되는유망분야임 - 68 -

전략분야 산업의특성 나노구조체산업은나노기술개발촉진법의영향으로기본시책의확대와기술발 전으로종합적으로발전되어왔음 나노구조체공정기술은학문간경계가없는학제간연구가진행되고있으며물리 재료 전자등기존기술분야들을횡적으로연결함으로써새로운기술영역을구축 하여기존인적자원과학문분야간시너지효과를유도함 주택용외벽 액정 반도체의전극배선 산업용필름 바이오템플레이트등다양한 분야의제품제조에이용되고있는기술등이개발되면서 차원나노구조물응용구 조색제조기술이고도화됨 계층적나노 마이크로구조물마스터가공기술고도화 나노 마이크로복합패턴부 품생산을위한성형공정기술고도화등으로기술과관련산업이성장함 산업구조 나노구조체공정기술적용을위한후방산업에는반도체관련및디지털평판같은 공정관련장비산업 소재 평판산업등이있음 나노구조체공정기술이적용가능한전방산업으로는디지털 의류 기타소형 가전 의료기기등다양한산업분야에적용가능함 나노구조체공정기술의개발및상용화는미세구조제품제작 센서 소형가전 의료 기기등다양한유관기술과연관이필요함 소형가전 미세의료기기의경우나노패터 닝공정장비의발전으로더많은전방산업의확장이예상됨 [ 나노구조체공정기술중심의연관산업 ( 전후방산업 ) 구조 ] 후방산업나노구조체공정기술전방산업 반도체공정관련장비 미세공정관련장비 평판산업 나노패터닝공정장비나노코팅공정장비나노구조체대량생산장비 섬유 기타소형가전의료기기 - 69 -

나노구조체공정기술 시장분석 나노구조체공정장비기술관련시장은전자부품의고기능화 초소형화 저가격화저전력소모 유연화에대응하고있음 년기준구조체기술분야의국내시장규모는 백만달러에이르렀으며 연평균 의성장률로 년에는 백만달러의시장을형성할것으로전망됨 가 시장현황및전망 전세계나노시장규모는 년까지 조 억달러규모로성장이예상되고있으며 국내에서도 년까지세계나노구조체공정기술시장의 약 천억달러점유를목표로하고있음 년기준구조체기술분야의국내시장규모는 백만달러에이르렀으며 연평균 의성장률로 년에는 백만달러의시장을형성할것으로전망됨 나노구조체공정기술은 이하크기를제작 가공하는초미세공정이있으며나 노패터닝 나노배선 나노식각 나노분석 유무기나노복합화기술과나도표면개질 등이확산되어그시장성이확대되고있음 상대적으로나노구조체공정기술자체는많은연구개발비투자및기술의발전에비하여신규시장의창출이나산업화가미비한실정임 주변기술부족 상대적으로고액의투자가필요한미세가공및청정실의시설등의시장성부족이주된원인으로논의됨 최근개발된양극산화개발기술은한번의공정으로이차전지 태양전지 광촉매 변색유리디스플레이 멤브레인등에재료로써응용으로시장성확대가예상됨 또한최근개발된저온디지털개발기술로선택적인합성이가능해나노소자의대량생산적용에따른시장성확대가기대됨 구조체공정기술과관련하여나노에칭및패터닝관련세계시장은 년약 억달 러의규모를형성하고있으며연평균 의높은성장세를보이며 년에는 억 달러규모로확대될것으로전망됨 국내나노에칭및패터닝시장의경우 년기준 억원규모를형성하고있으며 연평균 성장률에따라 년과 년사이에 억원을넘어설것으로예상됨 - 70 -

전략분야 [ 나노구조체공정기술관련시장현황및전망 ] 구분 주요품목 단위 백만달러 억원 성장률 원자층성막 세계시장 나노씬필름 나노에칭및패터닝 셀프어셈블리 소계 상위 개품목 원자층성막 국내시장 나노씬필름 나노에칭및패터닝 셀프어셈블리 소계 상위 개품목 자료 나 무역현황 기타정밀화학재료제품및원료로분류되는나노융합관련품목수출입현황은 년 만달러에서 년 억달러규모로증가추세에있으며수입현황도 년 억 달러규모에서 년 억 달러규모로증가추세에있음 수출규모가증가하면서무역특화지수가 에서 로감소하였으나여전히수입특화상태를지속하고있어수출개선이필요한품목으로판단됨 특히 년부터 년까지의무역특화지수는지수 에가까울정도로완전수입특화상태를나타냄 [ 나노융합품목무역현황 ] 단위 천불 톤 기간 수출중량 수출금액 수입중량 수입금액 무역수지 무역특화지수 무역특화지수 상품의총수출액 총수입액 총수출액 총수입액 으로산출되며 지수가 인경우비교우위는중간정도이며 이면완전수출특화상태를말함 지수가 이면완전수입특화상태로수출물량이전혀없을뿐만아니라수입만한다는뜻 - 71 -

나노구조체공정기술 다 업체동향 해외업체동향 일본도시바에서는 롤임프린트장비를개발하여상용화를추진하고있으며 미 국 사와 사는공동으로회로제작용 롤임프린트공정개발을진행하 고있음 또한 핀란드 사는 장비를개발하고있음 독일프라운호프는레이저간섭노광기술을활용하여태양전지에응용하는나노패턴 공정과대면적몰드를제작하였으며 노광용유무기소재인 를유연광부 품제품에적용하는기술을개발하고있음 세계적인나노패터닝장비및공정개발전문업체몰레큘러임프린트사 등전세계적으로 여개회사들이나노임프리트리소그래피장비를개발하여판매하고있으며낸드플래시메모리 초소형하드디스크 조명 박판 등의제품에대한적용기술개발이진행중임 몰레큘러임프린트는전세계주요반도체생산지역에제품을공급하고있으며작은 구조체를포함한디바이스양산에적합한몰레큘러임프린트의핵심기술 임 프린트리소그래피나노패터닝기술을보유하고있음 리소그래피시스템장비분야세계 위업체인 은 년리소그래피시스템에 사용되는레이저생산 판매업체사이머를인수함 극자외선리소그래피장비에대해서는 사가독주하고있음 국내업체동향 국내에서는휴템 새한나노텍 나노전광 오에프티등이나노패터닝장비를개발하여 판매하고있음 금성기계는산자용습식코팅기를개발한데이어의류용습식코팅기개발에도착수하 여코팅업체에공급하고있음 최근나노소재의개발이활발히이루어짐에따라이를상용화하는데필수적인나노코 팅공정설비개발의중요성이부각되고있음 - 72 -

전략분야 나노코팅공정설비분야는기술력을갖춘중소기업에많은기회가있는산업분야로 반도체 디스플레이산업관련설비와유사한특성이있어한국은세계적인기술경쟁 력을단시간에도확보할수있는분야임 중분류주요제품대기업중소기업중소기업주요참여영역중소기업중소기업참여정도 점유율 나노패터닝공정장비 나노코팅공정장비 나노구조체대량생산장비 원소재 부품 장비 소자 코팅기구 건조기구 경화기구 부품소재 장비 응용기기 [ 나노구조체공정장비주요제품의국내업체현황 ] 금호석유화학 삼성전자 하이닉스 삼성디스플레이 디스플레이 이노텍 실트론 한화케미칼 제일모직 현대자동차 화학 효성 렉서 엠이엠씨코리아 일진디스플레이 크리스탈온 동진세미켐 미뉴타텍 영창케미칼 피케이엘 주성엔지니어링 엘엠에스 미래나노텍 새한나노텍 실리콘웨이퍼 사파이어 극자외선리소그래피용마스크 나노임프린트공정용스탬프몰드 디스플레이 부품 반도체소자용패터닝장비등 나래나노텍 유니젯 스핀코팅 잉크젯 노즐성안기계 제우스 프린틍 습식코팅기 아이펜 피엔티 열풍건조 적외선건조 열대진기계 펨스 태양기업 경화 경화 세명백트론 안세 경화 경화 열증착 엘케이텍 한국광학 전자빔증착 스퍼터 주성엔지니어링 이온플레이팅 열 에스엔유프리시젼 플라즈마 열용사 선익시스템 세원하페이싱 아크용사 플라즈마용사시스넥스 나노허브 탑나노시스 에너지저장제품 차전지용음극첨가제 자동차정전기방지용연료라인 투명전극 중소기업참여정도와점유율은주요제품시장에참여하는중소기업의참여규모와정도 업체수 비율등 를고려하여 단계로구분 낮은단계 중간단계 높은단계 라 기업니즈조사 나노구조체공정분야중소기업의니즈분석을통한제품및기술개발현황을살펴보면다음과같은제품및기술을개발하고있음 제품으로써양자점복합체 형형광체필름 나노캐리어시스템을이용한항미생물제제 스마트폰미치태블릿 용터치패널투명전극필름 기판 나노소재를접목한고무물성의재료 투명전도성필름 금속박막증착필름 용초박형패널가공 소재 기능성코팅유리및전자산업용기판유리제품등이있음 기술로는고효율나노양자점복합체합성기술 나노형광체표면개질및분산기술 재결정화방지나노화기술 약효증진나노제제기술 이종물질이패터닝된사 - 73 -

나노구조체공정기술 파이어기판개발 나노소재를접목한고물성의고무재료개발 양면 개발 저저항고투과 개발 윈도우글라스가공기술 시트타입커팅 면취기술 차세대터치패널제조기술 방식등 구조를이용한적층캐패시터개발등이있음 또한나노구조체공정분야중소기업의니즈분석을통해향후주요생산제품및기술을살펴보면 다음과같은제품및기술의개발에대한니즈가많음 제품으로써양자점복합체 형형광체필름 나노화및가용화를위한의약품 열차단필름 기판 박형저저항 전극활물질및분말소재 기능성코팅유리및기판유리등이있음 기술로는광산화에강한양자점복합체합성기술개발 마이크로이멀젼화기술 난용성약물의가용화기술 열차단필름 개발 이종물질이패터닝된사파이어기판개발 나노소재를활용한전자파차폐고무재료개발 박형고투과저저항 개발 대면적기판위에나노구조체형성공정기술나노구조체형성물질개발 구조를이용한적층캐패시터개발 하이브리드슈퍼캐패시터분말소재원천기술개발 고기능성광변환기능성코팅유리개발등이있음 마 현황분석 나노패터닝장비기술이경우나노반도체 광학 바이오소자의고속화 고성능화 고 집적화를위한차세대리소그래피공정기술구현과장비기술및기존나노패턴제작의 한계를극복하는기술을포함하고있어산학연모두연구개발에힘을쏟고있음 고속연속롤임프린트에대한국내연구개발현황으로는한국기계연구원 서울대 고 려대 연세대연구팀에서연구개발을주도하고있음 국내연구진은플라즈모나노현미경이라는새로운개념을사용한분석장비를개발하는데성공하였음 표면플라즈몬극성을이용한이번기술은기존의 장비와달리표면이하의특성도측정가능함 특유의현상을이용한새로운제품의개발이활발하게이루어지고있으며구조체를 이용한렌즈등의반사방지기능의부여와연료전지의축전효율향상 젖음성제어 등다양한기술이개발됨 - 74 -

전략분야 돌기형상의나노구조체를활용해태양전지등의효율을높일수있는차세대광전소자가가개발됨 한국기계연구원에서는돌기형상의대면적나노구조체에고성능투명전극을입혀입사광이용면적을기존평판형태보다 만배이상획기적으로늘린광전소자를개발함 새로개발된광전소자는전극을지니는고성능플라즈마증착기술을이용해나노구조체의돌기를입혀제작비용을 절감해대면적나노구조체공정에활용함 년연세대학교연구팀은 의작은에너지를가진빔을나노크기의구조물에 쏘는방법을사용하여반도체웨이퍼에아주작은전자회로를그리는나노패터닝 기술을개발함 년 월노트북컴퓨터나스마트폰같은전자기기에널리쓰이는리튬이온배터리용량을높일수있는나노구조체를개발함 기초과학연구원에서는수용액에서부식이일어나이른바 갈바닉부식 현상을이용해산화물나노입자로속이빈구조의나노박스를만드는데세계최초로성공함 속이빈구조의나노입자는에너지저장능력이높아지는데 특히산화철과산화망간을접합한나노구조를전지에사용했을때기존의흑연을사용한전지보다용량이최대 배높으며충전과방전을여러차례반복해도성능저하가거의없음 년미국의델라웨어대학교재료과학부연구그룹은불활성증발응축법으로금속나노입자를만든후액체상에피택시법을연구개발함 광전소자 열에너지를전기적에너지로변환시키는열전변환에너지소자등반도체소자의기능과성능을크게향상시킬수있는차세대광전기소자와같은반도체재료를만드는데성공함 나노크기의물질을마이크로크기로성장시키는데기존에 시간이상소요되는것에비해수분내로성장시킬수있으므로미래의열전변환에너지소자산업 광전기산업 전자 반도체산업발전에폭넓게사용될것으로판단됨 또한불확성증발응축법과액상에피택시법을결합한기술은나노구조체의제조비용이매우저렴하여산업적으로활용할수있는커다란나노구조체를만들수있는최첨단제조방법이며유연하고탄성이큰소재에도적용됨 미국국립표준기술연구원과인텔사의공동연구는접촉공명원자빔현미경의활용범 - 75 -

나노구조체공정기술 위를크게확장시키는데성공하였으며 캔딜래버탐침의진공변화를측정하여나 노구조체의기계적지도를완성함 대면적나노구조체형성으로발수성플라스틱을친수화하는기술이개발됨 자동차의도어미러나윈도우글래스 주택용외벽 액정 반도체의전극배선 산업용필 름 바이오템플레이트등다양한분야의제품제조에이용되고있는매우중요한기술임 나노미터스케일의미세구조물이가지는특유의현상을이용하는새로운소자의개발 이활발하게이루어지고있으며나노구조체를이용한렌즈등의반사방지기능의부 여와연료전지의축전효율향상 젖음성제어등의소자가개발됨 중국하얼빈공과대학연구진이탄소나노튜브를안정된이중나선형구조로자가배열시킬수있는공정을개발함 전체적으로나선형구조를이루는새로운탄소나노구조체의구조및배열조절이가능함 탄소나노구조체를다기능성을지닌직물구조체로변형시켜활용성을높일수있는연구를진행하였으며뿐만아니라최초로이중나선형나노튜브직물구조를만드는방식을만드는데성공함 탄소나노튜브직물의광센서 서모커플 압력센서등의잠재적인응용가능성을입증함과동시에전기화학액추에이터 에너지흡수및충격저항로프 섬유형태의소자 태양전지나슈퍼캐퍼시티에사용될수있는탄성체전국개발에관한연구진행중임 나노구조체제작에있어서기존의노광공정을이용하는대신 물리적접촉법을통해서형상을구현하는비전통적패터닝방법이개발함 기존노광공정의비용및기술적문제를극복하는대안으로나노각인리소그라피법과연성리소그라피법을제시함 주형을이용하여반복적으로형상을구현함으로써경제적인공정을구현하면서도곡면상에의형상구현까지도가능한기술저거장점을가지고있음 산업적이용가치를높인공정으로서상온각인리소그래피법 모세관련리소그래피법및연성성형법을제시함 나노관련재료 공정기술 소자구조개발전자를효과적으로 하는소프트웨어 개발 나노크기의반도체및 기타전자소재 표면에관련한나노기술개발 나노크 기에서동작하는전기회로배열제작기술및자기조립기술을이용한와이어링 나노 - 76 -

전략분야 제작기술 나노전자나노크기의광전자 자기저장기술을산학연공동으로개발함 인천대에서는태양전지 광센서등의광전소자 빛과전기의엠너지교환장치 에적용해성능을획기적으로개선시킬수있는원천기술을개발함 투명전극물질을입체형나노구조체로제작해광전소자의전기적전도성과빛에대한투과성을효과적으로개선함 제작비용을크게낮출수있고빛과전기의에너지변환효율이매우높은실용기술임 모스크바강철및합금대학교에서러시아메가그란트프로그램의지원으로융합나노구조체소재연구소를설립하였으며융합소재의선두주가가되는것을목표로함 일본산업기술종합연구소근접장광응용공학연구센터수퍼렌즈테크놀로지연구팀은나노구조체금형제작기술등을이용하여플라스틱기판의친수성기술을개발함 산업기술종합연구소와하우스테크가공동연구로개발한것으로산업기술종합연구소가가지고있는대면적나노구조체제작기술과나노구조체전사형성기술및하우스테크의친수성기재응용기술과친수성평가기술을융합하여개발한것임 시사점및제언 현재의세계적금융위기속에서기존제품에차별화되는신기술및신사업개발이 요구됨에따라 및융합분야에서의획기적발전을가져올수있는나노융합 기술에대한적극적인연구개발활동이필요함 나노공정분야를포함한나노융합산업에대한정부지원이지속적으로이어지고있으 나정책지원구심점부재로인해예산투입의효율성이떨어진다는한계점이있음 더불어융합부품에적용되는핵심장비들은주요선진국이독점하고있으며이들국가에서는정부의세제혜택및금융지원등을통해관련산업을적극적육성및보호하고있어기술장벽이점차높아지고있음 이로인해발생할수있는기술격차및무역장벽등의문제를해결하기위한대책이요구되고있음 또한장비분야의연구개발은계속해서달라지는현장의성능조건맞추어체계적으로이루어져야하며연구개발을비롯하여현장에서시험하고교정하는과정이필수적임에따라정부차원에서의체계적인육성계획이요구됨 - 77 -

나노구조체공정기술 [ 나노구조체공정기술전략제품후보군 ] 분류제품설명출처 탄소소재를이용한유연투명전극 그래핀등의 차원나노소재의대면적박막코팅공정을통한차세대플랙시블디스플레이용투명전극소자개발가능 등의건식공정과화학적방법을이용하는습식공정으로세분하여개발이필요 특허 디스플레이용광학필름 나노패터닝소재및장비기술을이용한광학필름소재는디스플레이산업의국가경쟁력확보면에서도중요 전문가 디스플레이패터닝공정용장비 칼라필터등디스플레이공정에요구되는대면적패터닝공정장비기술은디스플레이산업의국가경쟁력확보면에서도중요 전문가 나노구조체공정기술 나노코팅공정장비 나노파티클및나노박막등의다양한나노구조체를박막코팅하는장비기술로오염방지 부식방지 접착성방지 불량방지 내구성및내열성향상 전도성 의료기기의생체호환성등의다양한기능성을부여하는장비기술로응용성이큼 건식코닝장비와습식코팅장비로세분화하여개발이필요함 니즈 환경분석 전문가 나노패터닝장비 차원미세구조를제작하는공정장비로다양한응용성을만족하는미세구조제품을소량다품종으로맞춤형가능 니즈 특허 환경분석 전문가 레이저간섭공정장비 레이저간섭현상을이용한대면적나노구조체공정장비로 및정보저장소자등의적용이가능한미세나노구조를연속적으로생산할수있는기술임 전문가 나노구조체대량생산장비 기능성나노구조체를대량생산할수있는공정장비로화학적인합성법과물리적인공정으로대량으로제작할수있는공정장비기술로서 기능성나노구조체를실제양산으로상용화할수있는기술 니즈 환경분석 전문가 상기전략제품후보군을바탕으로전략제품종합검토위원회와전략제품확정회의를 통해후보군제품에대한검증및조정을진행하여최종전략제품을선정 - 78 -

나노구조체공정기술 전략제품현황분석 - 나노패터닝공정장비 - 나노코팅공정장비 - 나노구조체대량생산장비

나노구조체공정기술 나노패터닝공정장비 개요 정의 나노소재및나노소자의기본요소를합성 증착및패터닝하는시스템을이용하여나노융합소자의고성능화 고집적화를위한차세대공정장비를의미함 범위 나노패터닝장비는극자외선리소그래피장비 나노임프린트공정장비 레이저간섭공정장비 자기조립공정장비 나노식각장비 나노프린팅장비등이포함됨 가 정의및필요성 나노공정패터닝기술은나노기술을기반으로나노미터스케일의형상과밀리미터혹은마이크로단위로패터닝을할수있는기술 ( 극자외선리소그래피기술과나노임프린트공정기술, 레이저간섭공정기술 나노프린팅기술등 을이용하여기존나노패턴제작의한계 선폭 생산성 기판등 를극복하는기술임 자료 한국과학기술연구원 [ 대면적그래핀나노링배열형성을위한나노패터닝공정개념도 ] 나 범위및분류 제품분류관점 나노패터닝소재 나노패터닝장비장착부품 반도체소자용패터 닝장비 용패터닝장비 광학소자용패터닝장비 용패터닝장비 바이오소자용패터닝으로분류할수있음 - 80 -

전략제품 [ 적용기술에따른분류 ] 대분류중분류세부제품 나노패터닝소재 극 자외선리소그래피용소재 나노임프리트공정용소재 레이저간섭공정용소재 나노프린팅공정용소재 나노패터닝장비장착부품 극자외선리소그래피용마스크 나노임프린트공정용스탬프 나노패터닝장비 나노패터닝장비 반도체소자용패터닝장비 용패터닝장비광학소자용패터닝장비 극자외선리소그래피장비 나노임프리트공정장비 나노식각장비 나노임프리트공정장비 레이저간섭공정장비 나노식각장비 나노임프리트공정장비 레이저간섭공정장비 나노식각장비 용패터닝장비 나노임프리트공정장비 나노식각장비 바이오소자용패터닝장비 나노임프리트공정장비 나노프린팅장비 공급망관점 원소재 나노패터닝장비부품및장비 소자로구분가능함 [ 공급망단계별주요제품분류 ] 대분류중분류세부제품 나노소자 원소재 실리콘기판 사파이어기판 패터닝용소재등 반도체유무기재료 금속타겟 부품나노패터닝장비극자외선리소그래피용마스크 나노임프린트공정용스탬프 장비 소자 반도체소자용패터닝장비 용패터닝장비 광학소자용패터닝장비 용패터닝장비 바이오소자용패터닝장비 반도체소자 소자 광학소자 정보저장소자 바이오소자 극자외선리소그래피장비 나노임프리트공정장비 나노식각장비 나노임프리트공정장비 레이저간섭공정장비 나노식각장비 나노임프리트공정장비 레이저간섭공정장비 나노식각장비 나노임프리트공정장비 나노식각장비 나노임프리트공정장비 나노프린팅장비 등 일반조명소자 디스플레이조명소자 광센서소자 광통신소자 바이오측정및분석기기 - 81 -

나노구조체공정기술 산업및시장분석 나노패터닝장비는나노융합 소자의고성능화 고집적화를위한차세대공정장비를의미하며 나노융합기술의산업화가촉진되어나노융합시장이급격히성장하면서 주공정장비인나노패터닝장비의수요는지속적으로증가할전망임 나노패너팅적용분야가확대됨에따라고해상도나노패터닝의수요가지속되고있으나전량을해외에의존하고있는상황임 나노소자의제조단가절감을통한경쟁력향상을위해서는저가고속나노패터닝장비의국산화노력이요구됨 가 니즈분석 나노패터닝장비적용분야의확대 è 시장니즈 고해상도나노패터닝장비 나노융합기술의산업화가촉진되어나노융합시장이급격히성장하면서 주공정장비인 나노패터닝장비수요는지속적으로증가함 나노융합제품의고집적화로 급수준의고해상도패터닝이가능한나노패터닝장비 개발이절실히요구되고있음 나노소자의세계시장경쟁력확보를위해지속적인제조단가절감노력필요 è 시장니즈 저가고속나노패터닝장비 반도체 디스플레이 등국내주력 제품군의세계경쟁력유지를위해서는제조 단가의지속적인절감노력이필요함 특히반도체소자의경우고집적화와단가하락을동시에요구하는상황에서전량수 입에의존하고있는나노패터닝장비의도입비용은기하급수적으로증가하고있음 따라서저가고속나노패터닝장비의국산화를통한제조단가절감전략이필요함 - 82 -

전략제품 높은해외의존도에따른수급불안정 è 시장니즈 나노패터닝장비의국산화 현재반도체소자제조를위한고해상도나노패터닝장비수급의전량을해외도입에 의존함에따라제조단가의상승과더불어첨단기술보안에도상당한어려움을겪고있음 따라서나노패터닝장비분야의높은기술장벽을고려하여국가전략차원에서장기개 발계획을세우고나노패터닝장비를개발할필요가있음 [ 나노패터닝공정장비의 PEST 분석 ] 구분촉진요인저해요인 정책 경제 사회 지난 년간연구인프라및원천기술확보를위해정부의장기적투자가이루어졌고 나노원천기술개발과산업체에서의나노기술제품화노력이지속지고있음 나노융합기술의산업화가촉진되어나노융합시장이급격히성장하면서 주공정장비인나노패터닝장비의수요는지속적으로증가함 나노융합제품의고해상도 고속양산이가능한나노패터닝장비개발이절실히요구되고있음 순수국내기술력을이용한패터닝장비및소재의개발을위한분위기고조상태 국내외나노융합산업의미성숙으로나노패터닝장비산업이활성화되지못하고있음 국내장비에대한신뢰도및정확도의부족으로인하여핵심공정장치및부품들이해외에의존하고있어경제적인부담이상당한상황임 패터닝장비의개발에대하여고비용에따른투자부담심리팽배 기술 국내반도체 디스플레이기업이세계적기술경쟁력을보유하고있어나노융합산업창출을위한산업적기반이우수함 나노융합산업을신성장동력으로인식하는국내기업들이증가하고있음 기확보한나노기술 투자성과를산업화로이끌기위한지속적인투자가부족함 기업에서는세계실물경기의둔화로다가올나노융합시장수요에대비한선대응차원의연구개발투자여력이충분하지못함 초미세화고속화지능화복합화연속공정화비실리콘화 나노패터닝장비분야는고성능및고효율성을가지는반도체 디스플레이 신재생에너지 바이오제품등의개발을위해필수적으로요구되는분야이며나노융합혁신을이끌어신시장을창출할수있는분야임 나 산업특징및구조 나노패터닝장비산업의주적용제품은반도체소자 에너지소자 광학소자 정보저장소 자 바이오소자임 - 83 -

나노구조체공정기술 나노패터닝장비개발은장기적으로원천기술부터실용화기술까지연구개발을하는경우와대부분이대기업인수요업체와연계하여특정장비를대상으로중 단기적으로개발하는경우로나눌수있음 후자의경우는연구개발의성공여부에있어수요기업의역할이매우큼 기술의집약도가높은장비일수록대기업중심의연구개발이이루어지고있는데 이 는국내중소장비기업의연구개발투자재원과보유기술능력의한계로인한것임 최근들어국내장비업체들의기술력이높아지면서점차대기업과장비기업간의공동 연구협력체계로변모하고있음 [ 나노패터닝공정장비산업구조 ] 후방산업나노패터닝공정장비전방산업 실리콘 유리 고분자 유기 무기소재 극자외선리소그래피용소재 나노임프리트공정용소재 레이저간섭공정용소재 자기조립공정용소재 나노프린팅소재 극자외선리소그래피용마스크 나노임프린트공정용스탬프 극자외선리소그래피장비 나노임프리트공정장비 레이저간섭공정장비 나노식각장비 나노프린팅장비 몰드기술 반도체응용기술 디스플레이응용재료부품기술 바이오기술관련재료부품기술 반도체소자 에너지소자 광학소자 정보저장소자 바이오소자 차세대나노구조기반소자 [ 나노패터닝공정장비중심의 SWOT 분석 ] 강점 국내반도체 디스플레이기업이세계적기술경쟁력을보유하고있어나노융합산업창출을위한산업적기반이우수함 나노융합산업을신성장동력으로인식하는국내기업들이증가하고있음 정부차원의나노기술연구개발투자로연구인프라및원천기술확보가이루어지고있음 기회요인 나노패터닝공정장비의수요및활용도가지속적으로증가함 제품품질및생산성증대를위한고성능의나노패터닝장비개발이요구되고있음 모바일및전자시스템의발전으로인한디스플레이시장및휴대용전자제품시장수요가증대되고있음 약점 대부분의패터닝장비및기술력에대한해외의존도가높으며일본 등주요몇몇선진국이세계나노장비시장을독점하고있음 국내나노패터닝공정시스템개발을위한투자가소수기업에대해서진행되고있으며장기간연구투자가요구됨으로인해투자를꺼려하는경향을보임 위협요인 나노패터닝장비는수요및투가시점이불확실하고융합시스템이완벽히도입되지않아일부분야에대한수요집중도로인해뷸규칙한시장이형성됨 세계적인원천기술독점에대한국내의대응수준및노력이부족한상황임 - 84 -

전략제품 다 시장현황 전망분석 나노구조체공정기술의주분야인반도체공정장비는크게웨이퍼공정 테스트공정 어셈블리와패키징공정및기타공정장비로구성됨 웨이퍼공정이란 웨이퍼표면에여러종류의막을형성시킨뒤 이미만든마스크를이용해특정부분을선택적으로깎아내는작업을되풀이함으로써전자회로를구성해나가는전체과정을말하며패터닝공정이이에포함됨에따라나노패터닝공정장비시장규로를웨이퍼공정에기준하여추산함 웨이퍼공정장비세계시장은 년 억달러에서 지속상승하여 년 억달러까지상승할것으로예상되며 국내시장또한 년 조 억원에서 년 조 억원으로상승추이를이어나갈것으로예상됨 세계시장 국내시장 구분 성장률 웨이퍼공정 테스트 어셈블리및패키징 기타 합계 웨이퍼공정 테스트 어셈블리및패키징 [ 패터닝공정장비 ( 웨이퍼공정 ) 시장현황및전망 ] 단위 백만달러 억원 기타 합계 자료 패너닝공정이포함되는웨이퍼공정기준으로세계시장규모를추정하였으며 세계반도체공정장비시장의 를한국시장이점유함에근거로국내시장규모를추정함 대만공업기술연구원 산업경제지식센터 코트라타이베이무역관조사자료활용 라 공급망 분류 에따른분석 세계업체및제품현황 차세대 공정기술 는일본과유럽의대형반도체장비업체를중심으로 년대이후꾸준하게연구개발이되었으며 전자빔을이용한리소그라피의경우유럽과일본에서주도적으로개발중임 반도체계측점가장비및신뢰성테스트장비기술 핵심적인 기술개발사업및장비산업은미국 일본이주도하고있음 - 85 -

나노구조체공정기술 디스플레이장비기술 세계적으로 생산국은한국 일본 대만 중국 개국뿐 이며 한국 일본 도동북아에집중 이들국가는모두디스플레이를국 가전략산업으로집중육성중임 국내업체및제품현황 국내디스플레이산업의세계시장점유율은세계 위로 를차지하고있음 장비산업의국내외시장규모는주기적으로등락하는특성을보이고있으며 년까지반도체와디스플레이분야는장비시장이정체될것으로예상되고있는반면 장비시장은지속적인증가가예상됨 장비의국산화비율을볼때다분야에비하여반도체분야가가장취약한것으로나타남 이는반도체장비분야의기술장벽이가장높아산업계주도의기술개발에어려움을겪고있다는것을의미함 따라서정부차원에서의기술개발지원책이지속적으로요구되며지속적인성장이예측되는 장비시장에대한국산화율을올리기위한기술개발전략이요구되고있음 - 86 -

전략제품 공급망단계원소재부품장비소자 주요내용기판 레지스트나노패터닝장비장착부품나노패터닝장비나노소자 주요제품 기술 해외기업 국내기업 실리콘웨이퍼 사파이어웨이퍼 레지스트 금호석유화학 실트론 렉서 엠이엠씨코리아 일진디스플레이 크리스탈온 동진세미켐 미뉴타텍 영창케미칼 공급망분석종합 극자외선리소그래피용마스크 나노임프린트공정용스탬프몰드 디스플레이부품 피케이엘 큐폰코리아 반도체소자용패터닝장비 용패터닝장비 광학소자용패터닝장비 용패터닝장비 바이오소자용패터닝장비 주성엔지니어링 참 엔지어링 에 이디피 테스 시 스템 엘엠에스 미래나노텍 엔 지니어링 휴템 새한나노텍 반도체소자 소자 광학소자 정보저장소자 바이오소자 삼성전자 하이닉스 삼성디스플레이 디스플레이 이 노텍 중소기업참여정도 중소기업시장점유정도 중소기업의참여정도와점유율은주요제품시장에참여하는중소기업의참여규모와정도 업체수 비율등 를고려하여 단계로구분후점수화함 낮은단계 중간단계 높은단계 기업니즈조사 나노패터닝공정장비분야중소기업의니즈분석을통한현황을살펴보면 다양한중소기업들이융합을기반으로하는다양한제품을개발 판매를진행하고있음 구체적으로나노소재를활용한고기능성제품 나노급미세패턴형성필름 양자점나노형광체 사파이어기판 용원통패턴의패턴측정장비 원통형나노노광장비및일체형나노패턴편광필름등의제품을개발 판매하고있음 - 87 -

나노구조체공정기술 또한나노패터닝공정장비분야와관련하여아래와같은기술개발수요가존재함 나노가공기술을활용한제품기술개발 스마트 기기용무반사필름제조기술 연색성광변환필름제조기술 이종물질이패터닝된사파이어기판개발 용원통패턴의패턴측정장비개발 용원통패턴복제기술 디스플레이용편광필름대체를위한일체형나노패턴편광필름개발기술등이있음 나노패터닝공정장비분야의중소기업들은기술을기반으로다양한산업분야 적용분야의시장진입을위한개발계획을가지고있음 구체적으로 사파이어기판 조명용광추출기판제작에필요한나노구조체형성물질 원통형나노패턴금형검사장비 이음매없는나노원통금형등의제품을미래에생산할계획을가지고있음 이를위해아래와같은내용의기술개발계획을가지고있음 구체적으로이종물질이패터닝된사파이어기판개발 대면적기판위에나노구조체형성공정기술나노구조체형성물질개발 양산용나노원통금형의양산복제기술개발 마스터금형복제지그 소프트몰드 원통내면스퍼터링장비 등이있음 요소기술후보군 [ 요소기술후보군 ] 중분류 요소기술 출처 소재 탄소나노튜브박막형성기술 니즈 기반나노패턴측정기술 전문가 기능성나노패턴식각기술 특허 니즈 나노플라즈마식각기술 특허 환경분석 나노소자용나노임프린트공정기술 특허 니즈 나노임프린트공정에서의잔여층제거기술 특허 니즈 장비 나노임프린트용대면적몰드제작기술특허 나노임프린트용광결정디바이스개발기술전문가 나노임프린트용배선성형공정개발기술 니즈 나노패턴 기술 특허 환경분석 니즈 나노패턴식각기술 특허 자기조립기반나노패터닝기술 특허 전문가 탄소나노튜브박막나노패터닝기술 특허 환경분석 나노소자제작을위한다층정렬기술 특허 전문가 소자 나노패턴응용정보저장소자적용기술 특허 전문가 차세대나노구조기반소자개발기술 전문가 니즈 - 88 -

전략제품 핵심요소기술선정 기술성 시장성 중소기업적합성 정책부합성을기준으로도출된요소기술조정결과를기반으로핵심기술선정위원회를통하여중소기업에적합한핵심기술을선정함 핵심기술선정의세부평가항목으로는 기술개발의시급성 기술개발파급성 정부지원필요성 단기개발가능성을고려하여핵심기술을선정함 전문가 평가를통해가중치를설정하고 전문가평가를통해최종핵심기술을선정함 [ 핵심기술선정결과 ] 중분류 장비 소자 핵심요소기술기능성나노패턴식각기술나노소자용나노임프린트공정기술나노패턴 기술자기조립기반나노패터닝기술나노소자제작을위한다층정렬기술나노패턴응용정보저장소자적용기술차세대나노구조기반소자개발기술 로드맵기획 가 연구개발목표설정 [ 선정된핵심요소기술에대한연구목표 ] 공급망또는중분류 핵심요소기술 기술요구사항 개발목표 차년도 차년도 차년도 최종목표 기능성나노패턴식각기술 균일식각기술확보 장비 나노소자용나노임프린트공정기술 나노패턴 기술 대면적균일나노임프린트기술확보 균일식각기술확보 기판크기 패턴크기 기판크기 패턴크기 기판크기 이상패턴크기 기판크기 이상패턴크기 이하 자기조립기반나노패터닝기술 균일자기조립패터닝기술확보 자기조립나노패터닝형성율 자기조립나노패터닝형성율 자기조립나노패터닝형성율 자기조립나노패터닝형성율 - 89 -

나노구조체공정기술 공급망또는중분류 핵심요소기술 기술요구사항 개발목표 차년도 차년도 차년도 최종목표 나노소자제작을위한다층정렬기술 다층고정렬도기술확보 정렬정도 정렬정도 정렬정도 이하 정렬정도 이하 소자 나노패턴응용정보저장소자적용기술 고용량소자제작기술확보 저장용량 저장용량 저장용량 저장용량 차세대나노구조기반소자개발기술 고속 고용량소자기술확보 셀크기 셀크기 셀크기 셀크기 나 로드맵기획 - 90 -

전략제품 나노코팅공정장비 개요 정의 나노코팅공정장비란나노소재를제품의표면에코팅하기위한설비를말하는것으로나노입자의코팅층을매우얇게제품의표면위에형성시켜주는설비임 범위 나노입자를제품의표면에적용시키는코팅물질의상태에따라습식코팅설비와건식코팅설비로구분됨 가 정의및필요성 나노코팅공정장비란나노사이즈의입자사이즈를가지는소재를제품의표면에코팅 하기위한설비를말하는것으로나노입자들을제품의표면에균일하게도포하여제 품의기능을향상시켜주는장비를의미함 대표적인나노입자로는실리카 금속나노입자 세라믹나노입자 탄소나노튜브등이있음 이러한나노입자들이제품의표면에코팅됨으로써얻어지는효과는기계적물성 긁힘 손상 마모 충격등 에대한저항성을강화시키거나코팅대상물질의기능성 부착성 투수성 가스투과성 부식성 전도성 오염성등 을다양하게조절할수있음 나노기술분야의상용화를위해서는나노소재를실제제품에적용하여상용화시킬 수있는나노코팅공정장비의개발이필수적으로필요함 최근나노소재의개발이활발히이루어짐에따라이를상용화하는데필수적인나노코 팅공정설비개발의중요성이부각되고있음 나 범위및분류 제품분류관점 나노코팅은제품의성능을개선시켜주기위한일련의공정을일컬으며나노코팅을함으로써발휘되는성능은표면성상향상 기계적특성향상 내마모성향상등 전기자기적특성향상 대전방지 전도성부여 광학적특성향상 열적특성향상 물리적특성향상 친유성 흡습성등 화학적특성향상 생물학적특성향상등이있음 - 91 -

나노구조체공정기술 나노코팅공정설비는각각의적용분야 제품의요구물성종류 적용되는나노소재의 종류에따라갖추어야하는공정장비가달라지게됨 [ 나노코팅분야별적용사례 ] 적용부분적용소재기능 디스플레이 전지 조명 반도체 나노입자 나노입자 실리카나노입자 알루미늄나노입자 금속구조체금속 탄소나노튜브 폴리머나노입자 유무기하이브리드입자 광학코팅 소수성 스크래치방지 부식방지 강도증가 전도성증가 베리어코팅 내지문코팅 건축나노구조체금속 나노입자 나노입자내구성 항자외선 자동차알루미늄나노입자 나노구조체금속 탄소나노튜브스크레치방지 내구성 섬유은나노나노입자 실리카나노입자 탄소나노튜브얼룩방지 통기성 경량화 내구성 기계 유리 알루미늄나노입자 금속황화물나노입자 나노구조체금속 탄소나노튜브 나노입자 실리카나노입자 알미늄나노입자나노구조체금속 탄소나노튜브 폴리머나노입자 내구성 윤활 열방호 부식저항 자기정화 김서림방지 전도성 주방용품세라믹나노입자스크레치방지 페인트분야폴리머나노입자 세라믹나노입자기능성및친환경성기능강화 의료장비산화철나노입자생체적합성증가 공급망관점 나노코팅공정설비는나노입자를제품의표면에적용시키는코팅물 질의상태에따라습식코팅설비와건신코팅설비로구분됨 습식코팅설비는졸겔법에의한기능성물질등액상으로제조된나노입자를도포하 고건조또는경화시키는설비임 건식코팅설비는나노소재를강한에너지를이용하여증기나이온상태로만든후 주로진공분위기에서제품위에코팅막을형성시키는설비임 최근들어최적화된물성을얻기위하여두코팅설비가혼용된하이브리드시스템의 사용이증가하고있는추세임 [ 공급망단계별주요제품분류 ] 대분류 중분류 세부제품 코팅기구 습식코팅기 슬롯다이 그라비아등 잉크젯 노즐 스핀코팅 습식코팅설비 건조기구 열풍건조 적외선건조 경화기구 열경화 경화 경화 경화 물리적증착 스퍼터 방식 열증착 전자빔증착 이온플레이팅 건식코팅설비 화학적증착 열 플라즈마 원자층증착 용사기구 열용사 아크용사 플라즈마용사 - 92 -

전략제품 따라서나노코팅공정설비의범위는나노소재를제품표면에적용시키는데필요한모 든설비를포함하며 공급망기준으로는코팅되는나노소재의상태에따라습식코팅 설비와건식코팅설비등을포함함 산업및시장분석 소재의초미립화기술에대한연구가급격하게발전하면서다양한나노소재개발과더불어나노코팅공정설비에대한수요가크게증가하고있음 환경규제에따라세정이나세탁등관리비용감소와디스플레이효율을향상시키거나손실을줄이는방안으로코팅의수요가증가하고있음 가 니즈분석 신소재의지속적인개발및출연 è 시장니즈 다양한나노소재의출연에따른새로운공정기술확보 최근산업분야에서소재의초미립화기술에대한연구가급격하게발전하면서금속나노입자및탄소나노튜브 산화물등다양한나노소재가개발되고있으며 이러한나노소재를제품시키는데필수적으로사용되는나노코팅공정설비에대한수요가크게증가하고있음 나노소재는디스플레이및조명 기계 자동차 조명등다양한분야에적용할수있으며각각의응용분야의요구조건에맞는나노코팅공정설비에대한수요가점차확대되고있고 두가지이상의나노코팅공정설비가결합된하이브리드시스템에대한수요도증가하고있음 글로벌환경규제강화에따른환경보호제품요구 è 시장니즈 디스플레이및전지등에이용되는나노코팅공정기술개발필요 글로벌환경규제강화로인해나노소재를다양한소재 섬유 목재및기계등 에코팅하여세정이나세탁등관리비용과환경부하를감소시키거나 디스플레이및전지 태양광 이차전지 등에서효율을향상시키거나손실을줄이는방안으로서그수요가지속적으로증가하고있음 - 93 -

나노구조체공정기술 유연디스플레이와이차전지등차세대제품의개발이진행됨에따라기체 수분차 단성및고투과율 고전하이동도와같은요구조건을만족시키기위한나노코팅기술 의개발이요구되고있음 국내기업의독자적핵심기술보유미흡 è 시장니즈 핵심부품의국산화개발을통한원천기술확보 전통적으로한국이기술우위를가지고있는반도체및디스플레이분야에서확보한공정기술등을통해나노코팅공정설비에서도어느정도의국산화가이루어지고있으나 핵심부품인코팅기구부등에대한개발은이루어지지않고있어이에대한기술개발이필요함 나노코팅공정설비의경우나노소재의개발과함께개발되어야하나대부분의선진국 들이나노소재의개발현황을비밀로하고있어코팅공정기술을확보하기가어려움 나노소재의국산화와함께나노코팅공정설비의개발이이루어져야함 [ 나노코팅공정설비분야의 PEST 분석 ] 구분촉진요인저해요인 정책 경제 기술센터설립등정부차원의인프라구축및개발지원이활발함 코팅기술의중요성과활용도가증가함에따라장비시장이급격히성장됨과동시에수요도지속적으로증가함 선진국가에비해정부의개발지원규모가소규모임 코팅소재개발에대한정부지원이집중되어있음 코팅공정의추가로발생되는제조단가상승에따른구매욕구감소 나노코팅기술및연구를위한전문인력이부족함 사회 나노소재분야의기초개발기술로써응용분야가넓음 소재및기계부품기업간협력관계가유연함 코팅장비및소재의사용으로인한환경오염문제에대한경각심이높음 기술 나노기술에대한다년간의투자로다양한나노소재의개발이이루어지고있음 전방산업의기술수준이매우높아나노소재를이용한다양한응용이가능 나노코팅공정진행에따른안전성확보기술필요 나노코팅공정설비의제품화는나노소재의개발등주변기술의동시발전을전제로함 코팅공정을진행하기위해고가의방비를구입해야하고초기투자비및유지비가많이드는문제가있음 다양성고분산성도포성복합화연속성자동화 나노코팅공정설비는나노기술의상업화에중심적인역할을수행하는기초기술로써 관련기술의활용을통해국내나노기술산업의인프라확충및기반시설을구축할수있음 다양한소재와공정의개발을통한코팅기술의혁신이요구되고있음 - 94 -

전략제품 나 산업특징및구조 나노코팅공정설비산업은기술및자본집약적인산업이며 나노소재의개발과더불 어공정기술개발 공정장비개발등화학 기계 화공분야등융복합적인협력관계가 이루어져야기술력이확보되는기술집약형산업분야임 코팅공정설비분야는전자소재 금속소재 세라믹소재 고분자소재등산업계전분 야에활용되고있는기술로높은잠재성을가지고있음 반도체 디스플레이산업관련설비와유사한특성이있어세계적인기술경쟁력을단 시간에도확보할수있을것으로기대되는분야임 후방산업에속하는기능성나노소재등은중소기업중심으로제품화가이루어지고있 고 반도체디스플레이용기능성나노소재의경우대기업을중심으로한수직계열화 가이루어지고있으나중소기업들의주도로산업화가구체화되고있음 전기 전자 기계등전방산업의경우대기업을중심으로이루어지고있으며 나노코팅 공정설비분야는이들대기업의요구에맞추어연구개발이이루어지고있음 [ 나노코팅공정설비중심의연관산업구조 ] 후방산업나노코팅공정설비산업전방산업 금속나노입자 실리카나노입자 산화물나노입자 나노구조체금속 탄소나노튜브 폴리머나노입자 건식코팅설비 습식코팅설비 용사공정설비 유기하이브리드입자제조 전기 전자산업 디스플레이기계요소부품 광학 필름산업 의료산업 자동차 조선 섬유산업 환경및건설사업 유리기계요소부품 [ 나노코팅공정중심의 SWOT 분석 ] 강점 융합기술에대한정부지원활발 국내나노기술인프라증가추세 나노응용제품화역량우수 나노기술국내수요기업풍부 기회요인 다양한타산업과의연계성큼 환경규제강화및에너지위기고조에따른신규산업 시장생성 약점 핵심인력자원부족 고립화된기술력 관련부품소재기술열세 핵심장비및부품의해외의존도가높음 위협요인 선진국기업들의시장독점및기술력지배 타국정부들의대규모지원 나노소재유해성관련규제강화 - 95 -

나노구조체공정기술 다 시장현황 전망분석 나노구조체공정기술의주분야인반도체공정장비는크게웨이퍼공정 테스트공정 어셈블리 패키징공정및기타공정장비로구성됨 나노코팅공정장비는크게어셈블리및패키징공정에포함되는공정기술이므로 나노 코팅공정장비의시장규모를어셈블리 패키징공정장비시장규모로추산하여적용함 어셈블리 패키징공정장비세계시장은 년약 억달러에서 지속상승하여 년 억달러까지상승할것으로예상되며 국내시장또한 년약 억원 에서 년 조원으로상승할것으로예상됨 [ 나노코팅공정장비 ( 어셈블리및패키징공정 ) 시장현황및전망 ] 단위 백만달러 억원 구분 성장률 웨이퍼공정 테스트 세계시장 어셈블리 패키징 합계 상기 개품목 웨이퍼공정 국내시장 테스트 어셈블리 패키징 합계 상기 개품목 자료 코팅공정이포함되는어셈블리및패키징공정기준으로세계시장규모를추정하였으며 세계반도체공정장비시장의 를한국시장이점유함에근거로국내시장규모를추정 대만공업기술연구원 산업경제지식센터 코트라타이베이무역관조사자료활용 라 공급망 분류 에따른분석 나노코팅공정설비는코팅물질과방법에따라습식코팅설비 건식코팅설비등으로나누어짐 나노소재를페이스트나레진과같은액상로만들어코팅하는습식코팅설비는코팅기구 건조기구 경화기구로구분됨 - 96 -

전략제품 코팅물질에강한에너지를이용하여증기나이온상태로만든후코팅하는건식코팅설비는스퍼터 열증착 전자빔증착과같은 와사용하는외부에너지에따라열 플라즈마 광 로구분되는 그리고소재를미립자상태로만들어직접분사하는 등으로나뉨 습식코팅설비의경우잉크젯및노즐분야에서전통적으로높은기술력을가지고있는미국의 일본의 등의회사에서나노소재의개발과더불어설비도같이개발하여국내업체에공급하고있으며 습식코팅기분야에서는일본의 사등이주로공급하고있음 건식코팅설비의경우반도체및디스플레이분야에서경험을많이축적한미국의 사와일본의 사등이전세계나노코팅설비시장을주도하고있음 또한 국내업체와의합작및협업을통해국내시장에진출하기도하고국내설비업체에핵심부품인코팅기구만을제공하기도함 국내에서는 가나노코팅공정설비의전분야에서개발을진행하고있고 습식코팅공정분야에서는유니젯 성안기계 나래나노텍등의회사가건식코팅분야에서는아바코 선익시스템 주성엔지니어링 에스엔유프리시젼등의회사가자체기술력을바탕으로해외장비업체의기술을접목하여개발을실시하고있음 건조기구와경화기구등은 설비업체의요구로세명벡트론 안세와같은경화기 전문업체들이공급하거나 설비업체들이경화기에사용되는광원만을수입하 여설비업체내부적으로공급하기도함 - 97 -

나노구조체공정기술 공급망분석종합 공급망단계습식코팅설비건식코팅설비 주요내용코팅기구건조기구경화기구 주요제품 기술 스핀코팅 잉크젯 노즐프린틍 습식코팅기 슬롯다이 그라비아롤 열풍건조 적외선건조 열경화 경화 경화 경화 열증착 전자빔증착 스퍼터 이온플레이팅 열 플라즈마 열용사 아크용사 플라즈마용사 해외기업 세메스 세메스 원익 세메스 국내기업 나래나노텍 유니젯 성안기계 제우스 아이펜 피엔티 대진기계 펨스 나래나노텍 성안기계 제우스 피엔티 태양기업 세명백트론 안세 엘케이텍 제우스 리트젠 태양기업 한국광학 주성엔지니어링 에스엔유프리시젼 아바코 선익시스템 한국진공 신진엠켁 브이티에스 주성엔지니어링 에이디피 시스넥스 브이티에스 케이시텍 선익시스템 한국스틸코트 세원하드페이싱 우주용사공업 에이피에스코리아 서메텍코리아 중앙용사 중소기업참여정도 중소기업시장점유정도 중소기업의참여정도와점유율은주요제품시장에참여하는중소기업의참여규모와정도 업체수 비율등 를고려하여 단계로구분후점수화함 낮은단계 중간단계 높은단계 기업니즈조사 나노코팅공정장비분야중소기업의니즈분석을통한현황을살펴보면 다양한중소기업들이융합을기반으로하는다양한제품을개발 판매를진행하고있음 구체적으로 소프트포커스기능판형입자 용백라이트유닛에들어가는광학필름용 성형레진 나노소재를활용한고기능성제품 그래핀코팅통신용케이블 유무기하이브리드코팅 투명전도성필름등이있음 - 98 -

전략제품 또한나노코팅공정장비분야와관련하여아래와같은기술개발수요가존재함 저온결정화코팅설비개발 가수분해형나노입자코팅및성장기술 나노입자표면개질 분산기술개발 그래핀코팅통신용케이블저감기술 광학필름용코팅기술 양면 개발 저저항고투과 개발기술등이있음 요소기술후보군 [ 요소기술후보군 ] 중분류요소기술출처 코팅기술 코팅응용 광전자기능성코팅기술나노섬유표면처리기술나노사이즈코팅공정기술나노파티클코팅기술노즐프린팅헤드설계기술미세다공성코팅기술미세돌출부분코팅기술소수성물질표면코팅기술잉크젯프린티이헤드설계기술나노구조를이용한반사방지제조기술나노코팅을이용한부식방지기술나노코팅을이용한오염방지기술 전문가전문가 니즈전문가 니즈전문가 니즈환경분석전문가 니즈환경분석전문가 니즈니즈전문가 니즈전문가 니즈전문가 니즈 핵심요소기술선정 산업및시장분석 중소기업니즈분석 전문가추천요소기술과특허분석을통한요소기술후보군을통합검토하고 건문가합의를통해최종요소기술로조정함 도출된요소기술의범위와수준 중소기업적합성과시급성등을고려하여요소기술명을보완함 타전략제품영역과중복되는요소기술들을제거하였고 연차별로추진가능한요소기술들은하나로통합함 중복된요소기술을통합하고기술간레벨링조정을통해최종요소기술도출함 - 99 -

나노구조체공정기술 [ 요소기술후보군 ] 중분류 요소기술 출처 광전자기능성코팅기술 전문가 나노섬유표면처리기술 전문가 니즈 환경분석 나노사이즈코팅공정기술 전문가 니즈 특허 나노파티클코팅기술 전문가 니즈 환경분석 코팅기술 노즐프린팅헤드설계기술 환경분석 미세다공성코팅기술 전문가 니즈 환경분석 미세돌출부분코팅기술 환경분석 소수성물질표면코팅기술 전문가 니즈 환경분석 잉크젯프린팅헤드설계기술 니즈 나노구조를이용한반사방지제조기술 전문가 니즈 특허 나노코팅을이용한부식방지기술 전문가 니즈 특허 코팅응용 나노코팅을이용한오염방지기술전문가 니즈 환경분석나노전자메모리기술전문가 니즈 환경분석 투명전극및제조법 전문가 니즈 환경분석 광소자에서의양자점제조법 전문가 기술성 시장성 중소기업적합성 정책부합성을기준으로도출된요소기술조정결과를기반으로핵심기술선정위원회를통하여중소기업에적합한핵심기술을선정함 핵심기술선정의세부평가항목으로는 기술개발의시급성 기술개발파급성 정부지원필요성 단기개발가능성을고려하여핵심기술을선정함 전문가 평가를통해가중치를설정하고 전문가평가를통해최종핵심기술을선정함 [ 핵심기술선정결과 ] 중분류 코팅기술 코팅응용 핵심요소기술나노섬유표면처리기술나노사이즈코팅공정기술나노파티클코팅기술미세다공성코팅기술소수성물질표면코팅기술나노구조를이용한반사방지제조기술나노코팅을이용한부식방지기술나노코팅을이용한오염방지기술나노전자메모리기술투명전극제조기술 - 100 -

전략제품 로드맵기획 가 연구개발목표설정 [ 선정된핵심요소기술에대한연구목표 ] 공급망또는중분류 핵심요소기술 기술요구사항 개발목표 차년도 차년도 차년도 최종목표 나노섬유표면처리기술 저가공정 습식 첨가제 코팅균일도 습식 무첨가제 코팅균일도 건식 코팅균일도 표면의균질도 나노사이즈코팅공정기술 평판디스플레이 레이저기반국소코팅기술최소선폭 m 레이저기반국소코팅기술선폭 m 레이저기반국소코팅기술선폭 m 레이저기반국소코팅기술선폭 m 코팅기술 나노파티클코팅기술 열전도도향상 열전도도 열전도도 열전도도 열전도도 이상의코팅기술개발 미세다공성코팅기술 균열이없는 양극산화막 다공성 양극산화막동공균일도 다공성 양극산화막동공균일도 다공성 양극산화막동공균일도 동공균일도 미만 소수성물질표면코팅기술 접촉각및흐름각 세라믹및고분자기판상코팅접촉각 흐름각 접촉각 흐름각 접촉각 흐름각 접촉각 도너비 나노구조를이용한반사방지제조기술 태양전지응용 금속촉매기반 기판의화학에칭 면적 반사율 금속촉매기반 기판의화학에칭 면적 반사율 금속촉매기반 기판의화학에칭 면적 반사율 반사율 미만의대면적실리콘기판 나노코팅을이용한부식방지기술 부식방지 산및염기내식방지가가능한나노코팅기술 코팅응용 나노코팅을이용한오염방지기술 균일도 수력학적성질균일도 수력학적성질균일도 수력학적성질균일도 나노코팅을이용한내오염성코팅기술확보 나노전자메모리기술 테라급메모리운용 선폭 두께 선폭 두께 선폭 두께 나노코팅을이용한게이트제작기술확보 투명전극제조기술 평판디스플레이전극의직접 레이저기반직접전도성나노 기술최소선폭 m 최소선폭 m 최소선폭 m 레이저기반직접 기술선폭 m - 101 -

나노구조체공정기술 나 로드맵기획 - 102 -

전략제품 나노구조체대량생산장비 개요 정의 기능성나노구조체를대량생산할수있는공정장비로화학적인합성법과물리적인공정으로대량으로제작할수있는공정장비로써 기능성나노구조체를실제양산으로상용화할수있는장비및기술을의미함 범위 나노구조체화학적합성장비기술및나노구조체물리적제조장비기술로구분됨 세부적으로분류하는경우나노구조체크기및형상제어 나노구조체화학적대량제조기술 나노구조체물리적대량제조기술 나노구조체기능화기술등을포함함 가 정의및필요성 화학적인합성법과물리적인공정으로대량으로제작할수있는공정장비기술로써 기능성나노구조체를실제양산으로상용화할수있는장비및기술을의미함 나노구조체는나노크기의구조를갖는물질 나노재료 및그배열구조를의미함 크기와형상이제어된나노구조체는나노미터크기를가지는구조체로대표적으로 차원나노구조체인양자점및나노입자 차원나노구조체인나노선및탄소나노튜브 차원나노구조체인그래핀등의 차원면소재등이있음 나 범위및분류 제품분류관점 나노구조체화학적합성장비기술및나노구조체물리적제조장 비기술등으로구분할수있음 보다세부적으로분류하는경우나노구조체크기및형상제어 나노구조체화학적대량제조기술 나노구조체물리적대량제조기술 나노구조체기능화기술등으로구분할수있음 나노구조체를대량제조하는장비기술은대부분연구개발단계에서다양한기술들을융합하고상용화를위한적용테스트단계에있으며기존의나노구조체제작을위한장비기술에크기및형상제어기술을개선하는기능개발에노력이필요함 - 103 -

나노구조체공정기술 화학적반응기및물리적반응기의경우기존대량제조장비에크기및형상을나노크기에서제어하는기술이결합되어시양산또는대량생산장비들이개발되고있으며 나노임프린트나노구조체제작장치의경우연구실수준에서시양산제품수준으로기술개발이이루어지고있음 [ 적용기술에따른분류 ] 대분류중분류세부제품 나노구조체대량생산장비 화학적합성장비기술 물리적제조장비기술 차원양자점합성화학반응기 차원나노선합성화학반응기그래핀산화물및그래핀합성반응기 차원양자점합성물리반응기 차원나노선합성물리반응기그래핀합성물리반응기나노임프린트패턴구조물질제조기술 자료 : http://openi.nlm.nih.gov [ 나노임프린트기술로제작된크기와형태가제어된다양한형태의고분자나노구조체 ] 공급망관점 나노구조체대량생산장비는공급망단계별로부품소재 장비 응용 기기로나뉠수있으며세부적으로화학합성반응기및기상합성장치 나노복합 소재 유연전극소재 나노소자등으로분류됨 - 104 -

전략제품 [ 공급망단계별주요제품분류 ] 대분류중분류세부제품 나노구조체대량생산장비 부품소재 장비 응용기기 탄소나노튜브합성기술 탄소나노튜브고순도화기술탄소나노튜브성장기술 화학합성반응기및기상합성장치 면광원및 광원 인쇄전자용잉크 나노복합소재 유연전극소재 이차전지용소재 나노소자 에너지소자 산업및시장분석 나노구조체대량생산장비산업은나노융합산업의첨단나노공정응용산업임 주적용제품은나노소재원료 코팅소재 정보디스플레이소재 에너지소자용소재 광소자용소재 바이오응용소재등임 나노구조체대량생산장비개발은산 학 연이협력하여장기적으로원천기술부터실용화기술까지연구개발을하는경우와중소기업을중심으로특정장비를대상으로개발하는경우로나눌수있으며후자의경우성공여부에개발기업과수요기업양자의역할이중요함 가 니즈분석 다양한응용제품을위한원료물질로나노구조체응용제품의시장확대 è 시장니즈 기존나노구조체대량생산장비기술의응용제품시장확대 나노구조체중나노입자의경우나노코팅소재 자성입자 양자점나노입자 촉매재료 나노잉크 나노필름 성형용원료소재등의분야에서 탄소나노튜브의경우 나노복합재료 투명전극 전자파차폐등의다양한응용제품을위한원료물질로나노구조체응용제품의시장확대에따라일부대기업과나노소재관련중소기업에서대량생산장비를자체장비기술개발을통하여제품생산에적용하는수요가증가되고있음 나노구조체적용분야확대 è 시장니즈 나노구조체성능제어향상기술개발에따른나노구조체시장확대 나노구조체대량생산기술은중소기업을중심으로나노소재합성기술개발을통하여 연구용장치에서시작품제작용장치까지개발되고있음 - 105 -

나노구조체공정기술 크기및형상이제어된나노구조체기술개발이활발하게진행되고있으며나노구조 체의성능향상을통한적용제품확대 대체기술로적용등나노구조체적용분야확 대에의하여그수요가증가할것으로예측됨 다양한형태의새로운나노융합공정기술및나노구조체장비기술개발 è 시장니즈 새로운개념의나노구조체기술개발에따른신시장개척 최근나노기술의발전과더불어나노구조체표면구조형성장비 나노구조체입자임프린트공정장비등다양한형태의새로운나노융합공정기술및나노구조체장비기술개발로새로운개념의나노구조체제작을위한장비개발기업의참여가확대될것으로예상되고있음 기존의나노구조체적용분야뿐만아니라새로운응용분야에적용될수있는나노구 조체기술로신시장개척이가능할것으로판단됨 [ 나노구조체공정장비분야의 PEST 분석 ] 구분촉진요인저해요인 정책 경제 새로운소재기술및소재융합기술의추구 나노기술의산업화추구 핵심나노소재국산화기술확보중요성인식 신산업창출필요 고기능성소재에의한부가가치증대필요성증가 새로운산업창출에의한신시장개척필요성증가 상용화위주의정책이새로운기술개발저해 기본기술에대한정책적지원필요 연구비투자규모및투자기간의부족 급속한경제환경변화에따른지속적기술개발어려움 사회 기술고도화사회에따른고기능성소재수요증가 새로운산업창출에의한고용확대 연구인프라및원천기술확보를위해정부의장기적비용투자 산 학 연협력에의한나노원천기술개발 산업체에서의나노기술제품화노력중요함등이강조되고있음 기본제조기술에대한사회적인식미흡 나노구조체대량생산기술에대한환경 안전문제에대한보완이미흡 기술 나노가공및나노분석기술의기술성숙도확보 나노구조체의크기몇형상제어에대한중요성증가 나노구조체응용가능분야확대 나노구조체크기및모양제어기술개발필요 대량생산기술에대한기술성숙도필요 기본기술개발에대한집중필요 초미세화고속화복합화연속공정화다기능화차원융합화 나노구조체공정장비분야는나노기술과소재기술장비기술등의나노융합기술을바탕으로새로운기능성나노소재를대량생산하는공정장비기술로서 현재세계적으로치열한기술전쟁이이루어지고있는정보디스플레이 표면처리 나노촉매 광소자 신재생에너지 바이오응용등의제품의나노융합혁신을이끌어신시장을창출할수있는분야임 - 106 -

전략제품 나 산업특징및구조 나노구조체대량생산장비산업은나노기술 화공기술 전자기술 디스플레이기술등 이융합된나노융합산업의장비산업으로주적용제품은에너지소자 광학소자 디스플 레이소자 바이오소자 나노소재등임 최근들어국내장비업체들의기술력이높아지면서점차대기업과장비기업간의공동 연구협력및수요기업과공급기업의관계로체계화되고있음 향후나노구조체대량생산장비산업은나노소재관련전방산업뿐만아니라전자 에너지 디스플레이 광학 의료산업과같은후방산업의성장을바탕으로시장이생성및확대될것이며 향후범용제품으로확장될것으로예측됨 [ 나노구조체장비기술중심의연관산업구조 ] 후방산업나노구조체장비기술전방산업 전자 에너지 광학 바이오소자 디스플레이 의료 나노전구체소재 화학반응장치 전기방사장치 나노임프린트장치 나노크기및형상분석장치나노구조형성장치나노구조체형상및크기제어장치나노임프린트스템프몰드기술 나노소재 유기 무기소재탄소소재 박막코팅소재 나노분말 [ 나노구조체장비기술중심의 SWOT 분석 ] 강점 나노기술의발전에의한나노제조기술및분석기술등나노구조체장비개발을위한요소기술의확보 나노구조체관련기초기술개발및연구인프라확보가상당히이루어져있음 기회요인 나노구조체장비기술에대한응용분야의증가및필요성이증가되고있음 나노융합제품의나노구조체응용분야에대한수요가증가함 약점 나노구조체대량생산장비기술에대한기초기술및재현성확보에대한기술적해결난이도가높음 나노구조체산업의미성숙으로나노구조체대량생산장비산업활성화되지못하고있음 국내나노장비업체의기술경쟁력이낮음 위협요인 나노구조체제품시장규모와시장형성시기에대한불확실성이크며시장규모가크지않음 국제적제품경쟁력확보가불확실 - 107 -

나노구조체공정기술 다 시장현황 전망분석 나노구조체세부제품인그래핀 양자점의 년세계시장규모는약 백만달러로 년 약 백만달러까지연평균 지속성장할것으로예상되며 국내시장역시 년 약 억원에서 년 억원까지연평균 상승률로지속적으로성장할것으로전망됨 [ 나노구조체시장현황및전망 ] 구분 단위 백만달러 억원 성장률 세계시장 국내시장 자료 그래핀 양자점시장을중심으로구성함 재구성 라 공급망 분류 에따른분석 나노구조체중 차원소재인탄소나노튜브소재의경우공급망의경우나노구조체장 비개발과대량생산기술을개발하는원료생산업체와나노구조체원료를가공하여제 품화하는업체로구분됨 생산및응용기술의경우주요제품기술은탄소나노튜브합성기술 탄소나노튜브고 순도화기술 탄소나노튜브성장기술이며대량생산장비로는탄소나노튜브합성반 응기로화학합성반응기및기상합성장치로분류할수있음 관련해외기업으로는 등의기 업이있으며터치스크린 에너지저장장치 자동차정전기방지용연료라인 차전지 용음극첨가 투명전극등의제품기술을개발하고있음 국내기업의경우한화케미칼 나노허브 제일모직 현대자동차 화학 효성 탑나 노시스등이에너지저장제품 차전지용음극첨가제 자동차정전기방지용연료라 인 투명전극등의제품기술을개발하고있음 - 108 -

전략제품 [ 공급망분석종합 ] 공급망단계부품소재나노구조체대량생산장비응용기기 주요내용 나노구조체 차원나노튜브소재 생산및응용기술 탄소나노튜브합성반응기 기상화학증착장비촉매금속형성및증착장비 주요제품 기술 탄소나노튜브합성기술탄소나노튜브고순도화기술탄소나노튜브성장기술 화학합성반응기및기상합성장치 면광원및 광원 인쇄전자용잉크 나노복합소재 유연전극소재 이차전지용소재 나노소자 에너지소자 해외기업 화학합성반응기및기상합성장치 터치스크린 에너지저장장치자동차정전기방지용연료라인 차전지용음극첨가제투명전극 국내기업 한화케미칼 나노허브 제일모직 현대자동차 화학 효성 탑나노시스 화학합성반응기및기상합성장치 자동차정전기방지용연료라인에너지저장제품 차전지용음극첨가제투명전극 중소기업참여정도 중소기업시장점유정도 중소기업의참여정도와점유율은주요제품시장에참여하는중소기업의참여규모와정도 업체수 비율등 를고려하여 단계로구분후점수화함 낮은단계 중간단계 높은단계 기업니즈조사 나노구조체대량생산장비분야중소기업의니즈분석을통한현황을살펴보면 다양한중소기업들이융합을기반으로하는다양한제품을개발 판매를진행하고있음 구체적으로양자점및양자점복합체 양자점형광체등의제품이있으며 이와관련하여고효율나노양자점합성기술 고효율나노양자점복합체합성기술나노형광체표면개질기술 나노형광체분산기술 고연색성광변환기술등을기술개발하고있음 나노구조체대량생산장비분야의중소기업들은기술을기반으로다양한산업분야 적용분야의시장진입을위한개발계획을가지고있음 구체적으로저가의양자점대량생산 방열시트 고순도흑연 차전지소재 디스플레이에서색재현성을높이기위한나노양자점이분산된광학필름 용형광체필름 조명용광추출기판제작에필요한나노구조체형성물질 양자점을이용한광소자웨이퍼 멀티빔레이저다이오드등의제품을미래에생산할계획을가지고있음 - 109 -

나노구조체공정기술 이를위해아래와같은내용의기술개발계획을가지고있음 저비용 고품질 고속생산및양산화기술개발 차전지용음극활물질의제조 고순도그래핀제조 표면개질기술 광산화에강한양자점복합체합성기술개발 대면적기판위에나노구조체형성공정기술나노구조체형성물질개발 나노양자점을이용한레이저다이오드개발 나노공정을이용한레이저다이오드개발기술등이있음 요소기술후보군 [ 요소기술후보군 ] 중분류요소기술출처 나노입자 대량합성기술 탄소나노튜브 대량합성기술 그래핀대량합성기술 나노임프린트공정에의한나노구조체제조기술 산화물및금속등의나노입자의액상법 기상법등에의한크기및형상제어대량합성기술 저온합성 고순도합성 대면적기판합성 고품질합성및탄소나노튜브구조제어등의기술과표면개질및복합화기술 고품질그래핀합성기술과그래핀대량합성기술그래핀표면개질및분산기술 크기및형상제어나노임프린트기술및대량생산용임프린트기술나노임프린트용고분자또는전구체물질기술 전문가환경분석 특허환경분석 니즈환경분석 핵심요소기술선정 산업및시장분석 중소기업니즈분석 전문가추천요소기술과특허분석을통한요소기술후보군을통합검토하고 건문가합의를통해최종요소기술로조정함 도출된요소기술의범위와수준 중소기업적합성과시급성등을고려하여요소기술명을보완함 타전략제품영역과중복되는요소기술들을제거하였고 연차별로추진가능한요소기술들은하나로통합함 중복된요소기술을통합하고기술간레벨링조정을통해최종요소기술도출함 - 110 -

전략제품 [ 요소기술조정결과 ] 중분류최종요소기술출처 소재 소자 나노구조체크기및형상제어기술나노구조체화학적대량제조기술그래핀대량합성기술나노임프린트용고분자또는전구체물질기술탄소나노구조체를만드는기술 를이용한전계방출소자기술 미세전자기계시스템 양산제조기술 나노전자기계시스템 양산제조기술 환경분석 전문가환경분석 니즈 전문가환경분석 니즈환경분석특허니즈전문가 니즈 전문가 니즈 기술성 시장성 중소기업적합성 정책부합성을기준으로도출된요소기술조정결과를기반으로핵심기술선정위원회를통하여중소기업에적합한핵심기술을선정함 핵심기술선정의세부평가항목으로는 기술개발의시급성 기술개발파급성 정부지원필요성 단기개발가능성을고려하여핵심기술을선정함 전문가 평가를통해가중치를설정하고 전문가평가를통해최종핵심기술을선정함 [ 핵심기술선정결과 ] 중분류 핵심요소기술 나노구조체크기및형상제어기술 소재 나노구조체화학적대량제조기술 그래핀대량합성기술 소자 미세전자기계시스템 양산제조기술 나노전자기계시스템 양산제조기술 - 111 -

나노구조체공정기술 로드맵기획 가 연구개발목표설정 [ 선정된핵심요소기술에대한연구목표 ] 공급망또는중분류 핵심요소기술 기술요구사항 개발목표 차년도 차년도 차년도 최종목표 나노구조체크기및형상제어기술 급정밀도확보 크기균일성 크기균일성 크기균일성 이상 이상의크기형상균일도 소재 나노구조체화학적대량제조기술 기능제어 금속나노구조체 이상크기균일도 합금나노구조체 이상크기균일도 반도체나노구조체 이상크기균일도 나노구조체품질제어및다기능부여 그래핀대량합성기술 대면적 성장기술 단일도매인크기 단일도매인크기 단일도매인크기 급 합성 소자 미세전자기계시스템 양산제조기술 나노전자기계시스템 양산제조기술 구조설계및양산성 선폭및양산성 유연기판전사기술 역학특성측정기술 유연소자특성측정 비선형특성제어기술 다양한기판을이용한 응용소자 소자기술 양산제조기술개발 특성제어및양산제조기술개발 - 112 -

전략제품 나 로드맵기획 - 113 -

나노소자및응용기술 전략분야현황분석

전략분야 나노소자및응용기술 개요 가 정의및범위 정의 양자점 나노선 나노입자등을포함하는금속또는금속산화물을활용하여화학적 물리적측면에서기능을수행하는소자기술을의미함 또한이러한나노소자의기능을활용 응용하기위한기술을포함함 범위 나노스케일집적소자의제작을위해금속 반도체 산화물등다양한박막의적용이연구되고있으며박막형성공정과나노스케일에서복잡한형태의구조에원자층수준에서두께가조절되는박막증착공정의필요성이적용되는범위임 양자점 나노선 나노입자등을포함하는금속또는금속산화물을활용하여화학적 물리적측면에서기능을수행하는소자기술을의미함 나노스케일집적소자의제작을위해금속 반도체 산화물등다양한박막의적용이 연구되고있음 나 주요제품 나노전자소자의제조공정방식은다음의두다음의두가지로구분됨 큰물체를리소그라피 와에칭 등의방법으로나노규모의크기로줄이는 미세가공 방식이있음 화학적공정방법으로원자 분자의수준에서물질을합성하여나노규모의크기를제조하는 자기조립 방식이있음 세부품목으로는화학 가스센서기반소자 에너지하베스팅나노소자 나노공정기반 전자소자 테라비트급메모리 단전자소자로분류됨 - 115 -

나노소자및응용기술 화학 가스센서기반소자는물리적화학적및바이오 생물학적 원리에기반한포괄적나노센서로서화학적센서 바이오센서 의료자동차가스센서를포함하여유독가스가사용되는환경에서의가스검출 음식물부패의사전진단 질병진단및건강관리용센서로주로활용됨 전기화학식센서 접촉연소식가스센서 반도체식센서등으로구분가능함 에너지하베스팅나노소자는진동등버려지는에너지를활용하여전기에너지를생성해낼수있는친환경에너지소자로써열전반전소자 압전발전소자등이있으며휴대용냉장고 와인냉장고 쿨링패드 점화기 초음가습기 초음파치료기등에적용가능함 나노공정기반전자소자는나노크기의박막또는나노선 나노막대 나노튜브 나노입자등나노소재및나노소재형성을위한공정에기반을두어제작된전자소자이며 나노소재로는산화물및금속 탄소나노튜브등을포함함 나노소재에따라탄소기반나노전자소자 산화물기반나노전자소자 두가지이상의나노소재가복합된나노복합소재기반전자소자등으로구분할수있음 [ 주요제품분류표 ] 대분류중분류주요제품 나노소자및응용기술 에너지기반소자 공정기반소자 메모리소자 화학 가스센서기반소자에너지하베스팅나노소자나노공정기반전자소자테라비트급메모리 단전자소자 산업현황분석 나노전자소자의경우이미분자소자로의전이를보여주고있으며 향후단전자소자및분자소자에근간한양자연산과양자통신으로진화할것으로예상됨 환경분야에서는나노융합기술이환경보호뿐만아니라경제발전및혁신에도매우중요한분야임을인식하고기술개발및산업화에대한노력을진행하고있음 단전자소자의신기능성을최대한살릴수있고 소자가변성의영향이적은응용분야로경제적파급성이높은양자컴퓨터 바이오센서및신호처리시스템 다중레벨메모리셀 신경회로망 에너지고효율 이미지센싱등이예상되며 최근생체모사시스템및신재생에너지트렌드와맞물려급격히그중요성이부각되고있는초소형 에너지초고효율신호처리및메모리기술에의적용가능성이높음 - 116 -

전략분야 가 환경분석 정책 촉진요인 미래수요발굴형대형프로젝트사업을통한포스트실리콘전자소자개발 한계돌 파형원천및실용화기술개발을추진함 정부 투자현황나노기술개발이본격화된 년부터 년까지정부는총 조 억원을투자하며기술개발의기반을마련하였음 나노기술개발촉진법에 년마다나노기술종합발전계획을수립 년도나노기술분야에전년대비 증가한총 억원을투자할계획이며 부처별로는미래창조과학부가 억원 산업통장자원부 억 환경부 억 순 부문별로는연구개발이 억원 인프라 억 인력양성 억순임 저해요인 나노제품의안전성을확보하고선진국들의규제대응과국내나노기업의세계시장진 출지원을위한나노제품안전성센터구축추진이필요한상황임 경제 촉진요인 고품질 고성능의전자기기들의등장으로초소형전자소자에대한수요가증가되고 있으며 이에따라시장규모및투자가증가할것으로전망됨 세계수질분야가향후대규모시장이형성될것으로전망되어수질환경분야에서나 노기술을이용한정수및담수화제품시장에대한확대가전망됨 - 117 -

나노소자및응용기술 나노센서기술은미래핵심분야로써새로운비즈니스창출 고용증대및신규산업 부문으로의응용다양화등을통해향후 억달러규모이상의거대한시장을창출 할수있을것으로전망됨 저해요인 수요적인측면에서아직미진한부분이많아추가적인산업의활성화를통한신규시 장창출이필요함 전세계적으로기존마이크로전자소자의연장선인나노전자소자시장의활성화를제 외하고는나노융합소자시장의활성화가지연되고있는실정임 사회 촉진요인 기술의진보와소득수준의증가로인해고성능및기능의다양화가동시에구현되는 제품에대한욕구가증가하고있음 장소와시간에구애받지않는휴대및이동성이보장된미디어디바이스에대한수 요가증가하고있으며 휴대성을확보하기위한소형디바이스제작을위해고집적 나노기술의필요성이증대되고있음 저해요인 나노물질및나노제품은활용범위가매우다양해지고있으나나노물질의위해성에대 한이해도가매우부족한편임 국가나노기술개발전략인나노기술개발에대한정책과범정부차원에대한나노 기술개발전략을수립함에따라기업차원의투자가이루어지고있으나아직수요가 이에미치지못하고있음 - 118 -

전략분야 기술 촉진요인 나노입자및탄소나노튜브등의나노물질의대량생산체제진입으로인해제조원가가 급격하게하락하고있어다양한분야에서나노물질의응용및이에따른기술혁신이 빠르게진행되고있음 기존산업기술의기반인 기술의한계도달로나노기술에바탕을둔 기술의접목을통해제품의가격을혁신적으로낮추고성능을개선시키는시도가진행 되고있음 연료전지 이차전지 수처리시스템등에서현재빠른성장을보이고있으며 시장선 점이가능함에따라이를기반으로나노소자산업도동반성장할전망임 생체모방나노기술의경우향후잠재력이매우큰분야로 연잎효과 라불리는나노 기술은현재 여가지의상품에적용되며시장을키워나가고있음 저해요인 고집적화된칩을생산하는데소요되는비용의급등은나노소자기술을이용한반도체 의집적화도가발전하지못하는저해요인으로작용함 태양전지는국내일괄생산체제를구축하여일부부품및소재를수출하고있으나기 술적열세로세계시장점유에한계가있음 나노선제작기술에관하여산업계에서비약적인기술발전을이루고있으나분자를 이용한원천기술확보는미약한수준이므로원천기술개발이필요함 - 119 -

나노소자및응용기술 [ 나노소자및응용기술분야의 PEST 분석 ] 구분촉진요인저해요인 정책 미래수요발굴형대형프로젝트사업을통한기술개발추진함 나노기술개발촉진법에의해 년마다나노기술종합발전계획을수립함 나노제품의안전성확보및세계시장진출지원을위한나노제품안전성센터구축추진이필요함 경제 사회 기술 초소형전자소자에대한수요와시장규모가증가함 나노기술을이용한정수및담수화제품시장에대한확대가전망됨 나노센서기술은향후거대한시장을창출할수있을것으로전망됨 고성능및다기능화제품에대한욕구증가하고있음 휴대성을확보하기위한고집적나노기술의필요성이증대되고있음 나노물질의제조원가하락으로기술혁신이빠르게진행되고있음 제품의가격을혁신적으로낮추고성능을개선시키는시도가진행되고있음 생체모방나노기술은 연잎효과 나노기술을상품에적용하여시장을키워가고있음 수요적인측면에서미진한부분이많아신규시장창출이필요함 나노융합소자시장의활성화가지연되고있는실정임 나노물질의위해성에대한이해도가부족한편임 기업차원의투자가이루어지고있으나아직수요가이에미치지못함 고집적화된칩을생산하는데소요되는비용이급등하여나노소자기술의저해요인이됨 태양전지분야의기술적열세로세계시장점유에한계 분자를이용한원천기술확보가미약한수준 원천기술미세화고집적화융합화안정성시장활성화 나노기술개발촉진법에의해나노기술분야지원은증가하고있지만나노제품의안전성을확보하고 세계시장진출지원을위해나노제품안전성센터구축추진이필요함 초소형전자소자와수질분야의나노기술융합으로인한투자와시장규모가확대될전망임 나노물질의대량생산체제진입으로인한제조원가하락으로기술혁신이빠르게진행될것으로전망됨 나 산업특징및구조 산업의특성 나노소자및응용기술분야는세계적으로활발한연구가진행되는분야이며현재까지 단일분자나분자박막으로이뤄진분자전선 분자다이오드 분자스위칭 분자메모 리소자등다양한분자전자소자들이실험적으로시도되고있음 최근에각광받고있는유기물기반의광전자소자의경우각종유기물들의분자단위에서구동메커니즘을이해하고제거를해야한다는점에서분자전자소자기술이유기전자소자의근간이되는기술역할을할것으로기대되며 하이브리드형나노소자논리회로가개발되어차세대반도체소자기술로활용되고있음 - 120 -

전략분야 테라급나노소자개발사업비전의중요성이대두되면서테라급 개발성공이몰고 올파급효과로 년내에기술적 제조상의한계가올것이예상되는물리 전자 재 료 화학 생물 화학공학등다양한분야의기술들이융합되어야함 주요연구분야는분자전자소자와유기전자소자로나누어져있으며유기전자소자는 휘발성메모리와비휘발성메모리로나뉨 나노소자가광범위하게쓰일것으로예상되는분야는로봇 자동차산업및정보공학 반도체기술 전자게임산업등이며 나노소재산업및나노공정산업에미치는영향 이매우큼 산업구조 나노소자및응용기술시장의개발및상용화는다양한센싱기술과연동이필요해 다양한산업간의연계가이루어져야시장의발전이이루어질전망임 나노소자기술은 융합기술을활용하여기존반도체 디스플레이 센서산업분야의기술한계를극복하고고집적 고속 고에너지효율 고감도특성을가지는신소자와부품개발을통해기존의부품을대체하고신산업창출에기여하는것을목표로함 나노전자소자 나노광소자 나노자기소자 나노분자소자 나노양자소자기술등으로분류할수있으며단기간에산업화가기대되는분야는나노전자소자 나노광소자 나노자기소자이며 장기간투자가필요한영역은나노분자소자와나노양자소자분야로판단됨 나노소자및응용기술이적용가능한후방산업으로는마이크로가스센서용가스센서 나노선제조기술등이있으며 전방산업으로는대기가스측정센서 산업용가스센서 휴대용가스감지기 차량배기가스센서 스마트빌딩가스센서 스마트빌딩가스센서등이있음 - 121 -

나노소자및응용기술 [ 나노소자및응용기술중심의연관산업 ( 전후방산업 ) 구조 ] 후방산업나노소자및응용기술전방산업 마이크로가스센서용가스센서 나노선제조기술 의약 생물학 재료공학 화학 가스센서기반소자에너지하베스팅나노소자나노공정기반전자소자 대기가스측정센서 산업용가스센서 휴대용가스감지기 차량배기가스센서 스마트빌딩가스센서 의료기기관련센서 휴대용와인냉장고 시장분석 나노융합소자는기술혁신의속도가매우빠른산업분야중하나로 년플래시메모리기반의데이터저장시장은전체시장의 에이를정도로큰시장이며 인쇄전자분야가 를점할것으로예상됨 전세계나노시장중 는나노소자시장이차지하고있으며 나노섬유와나노바이오를기반으로시장성이확대되고있음 가 시장현황및전망 지난 년넘게연평균 정도의성장을해온마이크로전자산업의투자규모는전체산업투자의약 를차지하고있음 전자제품의전세계시장은약 천 억달러로전체자동차시장보다크며통신 인터넷 국방 항공등전자제품에의존하는타산업분야를포함시키면전체가치는 조달러에달함 고급인력의고용창출및관련산업분야의성장과경쟁력을제공하는핵심산업은현재마이크로전자산업에서나노전자산업으로발전중임 전세계나노시장중 는나노소자시장이차지하고있으며 나노섬유기반과 나노바이오를기반으로시장성이확대되고있음 나노전자소자의경우이미분산소자로의전이를보여주고있으며 향후단전자소자 및분자소자에근간한양자연산과양자통신으로진화할것으로예측됨 전자소자의열을쉽게분산시켜주는열관리분야가표시소자만큼의시장수준으로 성장할것으로전망됨 - 122 -

전략분야 초기의기술은협소한산업으로한정되어진행되었던반면 최근에는보다확장된개 념의제품에적용되어개발되고있음 열전발전기술의개화기로예상되는 년 년에는산업 자동차뿐아니라가전 제품에까지열전발전기술이적용되어수백조원의시장이창출될것으로예상됨 나노소자및응용기술시장은케미컬센서 바이오센서 가스센서모두세계시장과 국내시장에서 정도의성장률이전망되며 바이오센서의시장규모가가장큰것 으로조사됨 화학센서세계시장은 년약 억달러에서 년약 억달러로연평균 의성장률을보일전망이며 국내시장은 년 억원에서 년 억원으로연평균 의성장률을보일것으로전망됨 미국 일본및독일을포함한 개국이전세계화학센서시장의 이상을점유하고있음 가스센서세계시장은 년 억불에서 년 억불로연평균 성장할전망이며 국내시장은 년 억원에서 년 억원으로연평균 성장률을보일것으로예상됨 실내환경감지나안전관리및신재생에너지분야에서가스센서가많이요구되고있는추세임 환경보전및안전관리등의사회적요청이증가함으로써가스센서에추가되는성능및사양이고도화되는추세임 구분 주요품목 세계시장 국내시장 [ 나노소자및응용기술시장현황및전망 ] 단위 백만달러 억원 성장률 케미컬센서 바이오센서 가스센서 소계 상위 개품목 케미컬센서 바이오센서 가스센서 소계 상위 개품목 자료 - 123 -

나노소자및응용기술 나 무역현황 기타정밀화학재료제품및원료로분류되는나노융합관련품목수출입현황은 년 만달러에서 년 억달러규모로증가추세에있으며수입현황도 년 억 달러규모에서 년 억 달러규모로증가추세에있음 수출규모가증가하면서무역특화지수가 년 에서 년 로감소하였으나여전히수입특화상태를지속하고있어수출개선이필요한품목으로판단됨 특히 년부터 년까지의무역특화지수는 에가까울정도로완전수입특화상태를나타냄 [ 나노융합품목무역현황 ] 단위 천불 톤 기간 수출중량 수출금액 수입중량 수입금액 무역수지 무역특화지수 무역특화지수 상품의총수출액 총수입액 총수출액 총수입액 으로산출되며 지수가 인경우비교우위는중간정도이며 이면완전수출특화상태를말함 지수가 이면완전수입특화상태로수출물량이전혀없을뿐만아니라수입만한다는뜻 다 글로벌수출입유망품목 글로벌수출입유망품목조사는전략분야별수출입유망품목발굴을통해기술경쟁력 과수출성장잠재력이우수한중소기업을지원하기위한목적으로 년글로벌전략 기술개발사업과연계하여수행되었음 무역특화지수 시장성장률등의종합적지표를기준으로수출유망품목 수입대체품목 수출 수입형품목의세가지품목군을도출함 나노소자및응용기술은초정밀모터품목으로수입대체 고분자재료관련된탄소 소재제품품목이수출유망품목으로선정됨 - 124 -

전략분야 라 업체동향 해외업체동향 후지필름은 나노큐빅기술 을활용하여미세구조를가진고해상도및낮은노이즈의초박형자성층코팅기술개발에성공하여차세대데이터미디어생산기술의경쟁력을높임 브로드컴은세계최초로성질이다른두소자를하나의안테나로탑재해끊김현상 없이작동할수있도록개선한네가지기능이통합된쿼드콤보칩 를출 시함 닛산케미칼은 하이퍼테크 라는브랜드로자동차등에적용이가능한물방울을빠르 게흘러내리게하는나노코팅유리 투명플라스틱등을개발함 도시바는 나노테크 에서스토리지 소재 태양광필름 차전지애플리케이 션등다양한분야에서차세대나노기술을선보임 국내업체동향 나노소자산업은삼성 하이닉스와같은반도체대기업주도로기존의낸드플래시 메모리및 분야에서좋은성과를내고있어일반인에게도많은관심을받는 등나노기술산업화의첨병역할을수행중임 차세대전기자동차에적용되는중대형이차전지는급속충전 저장능력 전지안정성확 보등의성능개선 나노소재및그구조를구현하는기술개발이진행중이며 리 모티브 화학등이자동차용이차전지의상용화단계에돌입하였음 동진세미켐 삼성 우리솔라 이건창호등이연료감응형태양전지사업에진출하 였으나선진국에비해핵심부품 신소재 시스템기술에서크게열세임 전세계적으로 유연디스플레이용나노 마이크로광학필름개발이치열하 게진행되고있으며국내기업으로는삼성전자 미래나노텍 엘엠에스등이활발한 연구개발및생산을하고있음 - 125 -

나노소자및응용기술 금호석유화학 제일모직 나노스퀘어 엔티베이스 등은나노소자분야에서활발하게활동하고있으며 나노 분야에서활동하고있는중소기업으로동현전자 나노캠텍등이있음 영창케미칼 미뉴타텍 켐옵틱스 창강화학 나노미래 나노솔루션등은나노공정에소요되는소자를개발하여납품하고있음 [ 나노소자및응용기술주요제품의국내업체현황 ] 중분류주요제품대기업중소기업중소기업주요참여영역중소기업중소기업참여정도점유율 에너지기반소자 공정기반소자 메모리소자 화학 가스센서기반소자 에너지하베스팅나노소자 나노공정기반전자소자 테라비트급메모리 단전자소자 삼성 만도 삼성 삼성 금호석유화학 한화 삼성 금호석유화학 제일모직 센텍코리아 센코 센불 경원훼라이트 영창케미칼 미뉴타텍 켐옵틱스 창강화학 삼화 동현전자 나노캠텍 전기화학식가스센서접촉연소식가스센서반도체식가스센서 열전에너지하베스팅 진동에너지하베스팅전계방출소자 나노소재전계효과트랜지스터 투명전극 압전소자 수동전자소자 차전지소재 전자파흡수필름 반도체절연막소재 참여정도는주요제품시장에참여하는중소기업의참여규모와정도 업체수 비율등 를고려하여 단계로구분 낮은단계 중간단계 높은단계 마 기업니즈조사 나노소자및응용기술분야중소기업의니즈분석을통한제품및기술개발현황을살펴보면다음과같은제품및기술을개발하고있음 제품으로는양자점 양자점복합체 양자점필름 양자점잉크 가스센서및이를응용한전자제품 눈부심방지필름 나노무연솔더입자 나노섬유멤브레인을이용한투습방수포 의약품분무에사용되는나노기술로가공된금속메시 멀티빔레이저다이오드제품등이있음 기술로는고효율나노양자점합성기술 고효율나노양자점복합체합성기술나노형광체표면개질기술 나노형광체분산기술 나노기공성구조를갖는가스센서기술 조절저에너지사용 기반 및 제작기술기술 조절기술 입자분산기술 코팅액제조기술 코팅기술 폐황산납배터리의재활용기술 나노섬유로구성된의류개발기술 약물전달시스템 에필요한나노소자 나노공정을이용한레이저다이오드개발기술등이있음 - 126 -

전략분야 또한나노소자및응용기술분야중소기업의니즈분석을통해향후주요생산제품및기술을살펴보면 다음과같은기술및제품의개발에대한니즈가많음 제품으로는열선차단필름 황산납축전지및리튬축전지의원료재활용을위한나노기술개발 나노무연솔더입자 나노섬유와겔이복합된마스크팩개발 다양한약물이분무될수있는나노수준의금속메시 양자점을이용한광소자웨이퍼제품등이있음 기술로는저비용고효율투명양자점잉크개발 페롭스카이트형나노산화물을이용한열선차단필름개발기술 황산납축전지및리튬축전지의원료재활용을위한나노기술개발기술 저에너지사용 기반 및 제작기술 고기능성마스크팩개발기술 약물전달시스템에필요한나노소자개발기술 나노양자점을이용한레이저다이오드개발기술등이있음 바 현황분석 국내나노기술의경우세계적인경쟁력을갖추고있는메모리반도체기반기술에의해주도되고있으며 프론티어사업의 사업단및차세대휘발성메모리사업단이있음 이사업단의경우정보매체를전하는대신에전자스핀 전자상태또는분자상태를사용하는나노소자연구프로그램으로단전자메모리 등메모리기술뿐아니라 등의기술을개발하고있음 선진국에서는정부와기업이협업하여나노기술위해성관리를위한프레임워크 를개발하여진행중이며 안전한나노제품개발을유도하기위해리스크관리프로그램을기업에서운영하도록권고하고있음 등에서나노물질노출평가및배출저감을위한가이드라인을제시하고있음 미국 일본의국공립연구소 대학 산업체에서는초격자 나노와이어 나노점등의나 노구조를이용한고효율열전소재에대한연구가활발하게진행되고있으며 국내에 서도출연연구소를중심으로기초연구가진행되고있음 주변의환경에반응하여얻은신호를에너지로쓰는마이크로에너지연구가전세계 적으로활발하게진행중이며 열 압력 진동 등의에너지를변환하여다양한전 자기기의전원으로사용하기위한연구들이진행되고있음 - 127 -

나노소자및응용기술 나노전자소자기술시장은 테라급나노소자개발사업 과 나노핵심기반기술개발사업 을기반확대됨 테라급나노소자개발사업은 년부터 년까지 년간총 억원 정부 억원 민간 억원 의예산이투입됨 미국은 년에수립된 국가나노기술전략 에의해나노소자및응용기술전반에걸친투자가이루어지고있음 년나노기술분야에대한정부투자는총 억원이며 이중연구개발투자비중 이 억원 에달하고 년투자계획 억원 대비 증가한것으로 교육부의기초연구사업및나노융합 사업투자증가로인한것으로볼수있음 전자부품연구원에서는새로운가스센서재료로뛰어난센서특성을보인다고알려진 나노선을활용하여공기중의유해물질및오염물질을실시간으로검출하는마 이크로가스센서제조기술을개발하였음 포스트실리콘기술의핵으로떠오르고있는그래핀소자의경우 년부터미국국 방부에서 프로젝트를발족하여 등의산업체와대학에서고성능그래핀 소자에대한연구를진행하고있음 나노기술집적센터는주로소재 재료공정분야의기술개발을주도할것이며 일부나 노전자소자기술관련기술개발도함께수행할예정으로 관련하여시장이확대될 것으로전망됨 시사점및제언 물질이나노크기가되면일반적인크기와는다른특성을보이므로물질자체나제품 의구조가가지고있는한계를극복할수있는나노기술을통해인간에게이로운방 향으로개발하여활용할경우획기적으로삶을변화시킬수있을것으로판단됨 나노소자가광범위하게쓰일것으로예상되는분야는로봇 자동차산업및정보공학 반도체기술 전자게임산업등임 나노기술관련산업은나노소재산업및나노공정산업에미치는영향이지대하여고급인력의고용창출및다른산업분야의성장과경쟁력을주도할수있는핵심산업으로발전중임 - 128 -

전략분야 기존산업기술의기반인 기술의한계도달로나노기술에바탕을둔 기술의접목을통해제품의가격을혁신적으로낮추고성능을개선시키는시도가진행되고있으며 향후나노물질의대량생산체제진입을통한제조원가하락으로다양한분야에서나노물질의응용및이에따른기술혁신이빠르게진행될것으로판단됨 나노기술의발전을통한생체모방 나노바이오칩 나노바이오이미징기술과신약개발및생명과학분야는인간의삶을획기적으로개선시킬수있는분야로향후매우빠른성장속도를유지하면서글로벌시장을견인할것으로전망됨 나노센서기술은기존산업분야의지능화 고성능화 고집적화 저가격화와저소비전력화를통한유비쿼터스네트워크와디지털컨버전스 초소형휴먼인터페이스등을구현하기위한필수적인기술로새로운비즈니스창출및고용증대에영향을줄것으로기대됨 나노기술은정수화 담수화기술을통한수질환경개선 환경규제및지구온난화 이슈와관련된대기환경개선에기여하면서시장이크게확대될것으로예상됨 [ 나노소자및응용기술전략제품후보군 ] 분류제품설명출처 화학및가스센서 유독가스가사용되는환경에서의가스검출 음식물부패의사전진단 질병진단및건강관리용센서 환경분석 전문가 나노소자및응용기술 에너지하베스팅압전소자 초소형 고용량수동전자소자 진동등버려지는에너지를활용하여전기에너지를생성해낼수있는친환경에너지소자 나노공정기술을활용한초소형 고용량의수동전자소자개발 니즈 특허 전문가 적외선이미지센서높은해상도에대한요구의증대에따라열해상도향상을위한나노공정기술환경분석 상기전략제품후보군을바탕으로전략제품종합검토위원회와전략제품확정회의를 통해후보군제품에대한검증및조정을진행하여최종전략제품을선정 - 129 -

나노소자및응용기술 전략제품현황분석 - 화학 가스센서기반소자 - 에너지하베스팅나노소자 - 나노공정기반전자소자

전략제품 화학 가스센서기반소자 개요 정의 물리적 화학적및바이오 생물학적 원리에기반한포괄적인나노센서로써화학적센서 바이오센서 의료 자동차 가스센서를포함하며 유독가스가사용되는환경에서의가스검출 음식물부패의사전진단 질병진단및건강관리용센서로주로활용가능함 범위 화학 가스센서소자는다양한방식에의해구현가능한데 전기화학식 접촉연소식 광학식 반도체식가스센서등으로구분되며 특정가스에대한선택도와감도및장시간사용안정성 내구성 신뢰성등이우수하여야함 가 정의및필요성 센서란빛 소리 온도 압력 가스농도등외부의다양한물리적 화학적신호를전 기신호로변환하는트랜스듀서를의미하는것으로전자기기의발전및산업고도화 에따라다양한센서의개발이활발히진행되고있음 시대를맞아센서기술은유무선통신기술과융 합되어기술적중요성및사회적수요가증가되고있음 화학 가스센서는감지하고자하는가스의존재여부및그농도를전기적신호로전환하여나타내는소자로서 산업현장 일반가정 가전제품에이르기까지다양한가스사용이폭발적으로증가하고있으며 특히유독가스사용증가로인한안전사고방지를위해화학 가스센서의필요성이크게부각되고있음 전기화학식 접촉연소식 광학식 반도체식가스센서등으로구분되며 특정가스에대한선택도와감도및장시간사용안정성 내구성 신뢰성등이우수하여야함 나 범위및분류 전기화학식가스센서 전기화학식센서는우수한응답성 안정성 고감도및선택성의기술적우위로인하 여현재가장널리개발 사용되고있음 - 131 -

나노소자및응용기술 가스센서는전해질내에서양극과음극의화학반응 산화환원반응 에의해발생하는전류값의변화를감지하는방식으로작동되며 작동원리에따라갈바닉방식과정전위전해방식으로구분됨 갈바닉전지방식은산소가스센서로 정전위전해방식은유도가스 등 센서로응용되고있음 접촉연소식가스센서 가연성가스가산소와반응하면반응열이생기는데 접촉연소식가스센서는이반응열을전기신호로변환해서감지하는방식으로작동됨 접속연소에따라발생하는열에의해센서를구성하는금속선의전기저항이증가하고이저항변화를전기신호로변환하여가연성가스를검출하게되는데 반응속도를높이기위해완전산화를촉진하는 형반도체 등의촉매를사용함 접촉연소식가스센서는가스와의반응면적을넓히기위해다공질세라믹스를담체로하며여기에촉매를균일하게분포시키고금속선을담체에내장시킨구조로구현되어가스와반응하도록함 반도체식가스센서 반도체식가스센서는세라믹반도체표면에가스가접촉했을때일어나는전기전도도의변화를이용하는것이많으며대부분대기중에서가열하여사용하므로고온에서안정한금속산화물 세라믹스 이주로사용됨 반도체식가스센서는감지가능한가스종류가다양하고 제작이용이하며 대량생산이가능하고 검출회로가간단하는장점이있는반면 가스선택성이낮아이를극복하기위한연구가활발히진행중임 나노기술의발전으로인해반도체식가스센서의가스감응도를획기적으로증가시킬수있는다양한기술과가스선택성을위한어레이센서개발이활발히이루어짐 [ 적용기술에따른분류 ] 대분류중분류세부제품 화학 가스센서 전기화학식가스센서 접촉연소식가스센서 반도체식가스센서 갈바닉방식가스센서정전위전해방식가스센서접촉연소식가스센서분말반도체식가스센서후막반도체식가스센서박막반도체식가스센서 - 132 -

전략제품 [ 공급망단계별주요제품분류 ] 대분류중분류세부제품 화학 가스센서 가스감응소재히터전극소재촉매패키지회로 액체전해질 고체전해질 산화물 등 세라믹히터 금속히터 면발열소재 세라믹패키지 플라스틱패키지신호처리회로 센서구동회로 히터회로 보정회로 산업및시장분석 환경모니터닝 산업현장가스누출및안전사고예방 식품신선도감지 질병진단등다양한산업분야에서화학 가스센서의용도가증가하고있음 향후나노기술을이용한바이오질병진단용고감도가스센서 어레이가스센서를활용한전자코 스마트폰용저전력가스센서기술등이대두될것으로예상됨 가 니즈분석 미량가스검출을위한나노기술활용초고감도가스센서 è 시장니즈 호흡기질환바이오센서 식품안전진단센서 유독가스센서 가스센서의감응도 는가스감응물질과가스사이의접촉면적에비례하므로 가스감응물질을나노구조체로구현하여비표면적을높임으로써가스감응도를극대화하고자함 가스감응도를높이기위해특정가스에민감하게반응하는촉매를나노구조화하여매우높은감도의가스센서구현가능함 나노입자 나노선 나노튜브 나노주상구조등나노구조체를이용한산화물반도체 가스센서의개발이활발히이루어지고있음 천식 당뇨 폐암등의질병의경우날숨에서특정가스가배출됨이밝혀짐에따라질 병에해당하는가스 바이오마커 검출을통한초기질병진단기술이관심을받고있 으며 이와같은기술의경우 또는 수준의미량가스검출이가능해야함 - 133 -

나노소자및응용기술 자료 [ 호흡을통한당뇨진단 ] 다양한가스의선택적동시검출 è 시장니즈 가스센서어레이 여러가지가스감응물질을집적화하여하나의가스센서로다양한가스의감응이 가능한어레이가스센서개발을바탕으로인간의코를대신하는전자코 에대한시장기술수요가대두됨 전자코의성능은기본적으로센서어레이를구성하는개별센서어레이의가스감응 도와반응속도에의존하기때문에나노재료의발전과함께이를이용한센서어레이 제작도큰관심을끌게됨 가스센서어레이는하나의가스센서소자내에감지물질 촉매 동작온도등을달 리하여각각다른감도의반응시간을갖는센서를조합함으로써구현가능함 [ 가스센서어레이개념 ] - 134 -

전략제품 휴대폰및 적용이가능한환경가스센서 è 시장니즈 저소비전력초소형가스센서 다양한분야에사용되는가스센서를상용화하기위해서는대량생산이가능한웨이퍼공정을기반의가스센서개발이요구됨 특히 스마트폰으로대표되는휴대기기에가스센서를적용하여스마트센서시스템을구현하기위해서는저소비전력초소형센서개발이필수적임 광학식가스센서의경우정확도는뛰어나나적용분야가제한적이고가격또한고가이며 주로설치형식으로구현됨 전기화학식은무난한성능과가격으로상당한시장을점유하고있으나 센서자체의부피가크고짧은수명으로인해특정한가스모니터링에시장이제한됨 반도체식가스센서의경우 나노구조체산화물반도체를활용하여소형화가가능하 며 센서어레이로구현할수있다는장점이있으나센서동작을위한히터를가동시 킬소비전력이필요하여저전력화에걸림돌이있음 최근들어 를활용한저온동작가스센서 나노구조체를활용한자가발전가스 센서 면발열히터를이용한저전력가스센서등의기술이개발되고있어스마트폰 등에적용가능한저전력가스센서출현이가능할것으로예상됨 [ 화학 가스센서기반소자의 PEST 분석 ] 구분 촉진요인 저해요인 정책 현정부가추진중인신정장동력중하나임 사회안전복지등에국가정책비중이높아짐 세계경제침체에따른연구개발비축소 경제 기후변화유발물질과대기오염원을측정할수있는환경센서시장은점차증대할것으로전망됨 세계경제침체 사회 온실가스로인한기후변화에대한관심이증가됨 환경오염물질의증가와이로인한각종질병의발현은궁극적으로개인적인불안감을증가시켜사회혼란을초래함 성장중심에서복지중심으로국민적패러다임전환 기술 나노기술의발전으로고감도가스센서소재기술개발이 소비전력활성화됨 소량다품종생산 감지하고자하는가스종류가막대함 고감도선택성대면적저전력나노구조체 저가대량생산 인간삶의질적향상을추구함에따라가스 화학센서시장수요및기술은지속적으로발전할것으로예상됨 나노기술을활용한고감도가스센서 어레이가스센서 저전력가스센서등의기술개발이요구됨 소량다품종성격을넘어새로운기술시장확대를통해중소기업들의기술가격경쟁력을갖출수있도록지원이이루어진다면국내산업성장의중추돌이될가능성이높음 선진국에서도화학 가스센서기술은아직초기단계임으로기술적선점이필요한시기임 - 135 -

나노소자및응용기술 나 산업특징및구조 화학 가스센서는감지대상가스및응용에따라소량다품종생산이주류를이루고 있어대기업보다는중소기업에적합한기술로분류됨 최근가스센서기술개발방향은기존벌크형센서에서벗어나경박단소화추세에맞 게후막과박막기법을이용하여소형화 저전력화및가격저렴화를추구하고있음 다양한가스의동시검출 신호처리시스템과의일체화등센서의집적화 다기능화 지능화기술개발이이루어지고있는추세임 가스센서의응용분야는점차다양해지고있는데 가정및일반건물등실내의공기질을측정하는센서 공장내의공기질을측정하는센서 자동차내부의공기질을측정하는센서 센서 실외의공기를측정하는센서 생화학테러감지센서 인체의호흡중에포함되어있는비정상적인가스나 를측정하여질병을진단하는질병진단센서 농산물의부패정도를측정하는센서등이있음 전기화학식가스센서는무난한성능과가격으로상당한시장을점유하고있지만 센서자체의부피와소비전력 짧은수명으로인해특정한가스모니터링에시장이제한됨 반도체식센서는감도가뛰어나고나노구조를이용한소형화가가능하며 전자코등을위한센서어레이를구현할수있다는장점이있음 단 반도체식센서가작동하기위해일정수준이상의소비전력이요구되기때문에시장확대에걸림돌이되어왔음 [ 가스센서개념도 ] 최근나노기술의발전으로가스센서기술의전환이이루어지고있으며 스마트폰 등모바일기기에가스센서장착을위한새로운시도가빠르고활발하게이루어지고 있음 - 136 -

전략제품 생활수준의고도화에따라삶의질 안전 복지에대한관심이높아져실내외환경수 준감시및산업환경의안전확보에대한기술적수요가증가됨 가스센서는타기술에비해비교적그구조가간단하여기술적접근이용이하나장 기사용안정성 신뢰성등의확보가필수적임 가스센서기술은후방산업인가스감응소재를활용하여보다고감도의가스감응소 재구조구현이필수기술이며 기타저전력히터기술및센서어레이를통한전자코구 현등이필수과제임 가스센서시장은해외선진기업이시장의 이상을점유하고있고기술이전을기피하고있으며 이들기업들의광범위한판매망 브랜드인지도 제품라인확장추세에대응하여다수의중소규모업체들이치열하게경쟁하는과점적경쟁의구조를가지고있어시장진입장벽및경쟁도가비교적높은것으로판단됨 [ 화학 가스센서기반소자중심의연관산업구조 ] 후방산업화학 가스센서전방산업 가스감응소재 전극소재 히터 촉매 패키지 회로 전기화학식 접촉연소식 반도체식 환경가스센서 유독가스센서 바이오질병진단센서 음식물관리 모바일가스센서 [ 화학 가스센서기반소자중심의 SWOT 분석 ] 강점 모바일및 기술의발전으로모든기술의지능화정보화 인간의오감기능을보완또는대신할수있는감성기술증대 기회요인 선진기술국과기술격차적음 새로운응용분야가극속히늘어남 스마트폰등모바일기기에새로운기능부여요구증가 소량다품종 장시간신뢰성확보필수 약점 위협요인 세계경기침체로인한수요감소가능성 중국등의저가다품종제품공략 다 시장현황 전망분석 화학 가스센서기반소자는다양한산업분야에서의용도가증가하고있어향후시장이 더욱더확대될것으로예상됨 - 137 -

나노소자및응용기술 화학 가스센서의 년세계시장규모는약 억달러로 년약 억달러까지연평균 의성장률로지속성장할것으로예상되며 국내시장역시 년약 억원에서 년 조 억원까지연평균 성장률로지속적으로성장할것으로전망됨 [ 화학 가스센서기반소자시장현황및전망 ] 구분 단위 백만달러 억원 성장률 세계시장 국내시장 자료 한국센서연구조합 를참조하여재구성하여추산함 라 공급망 분류 에따른분석 가스센서를구성하는부품소재는주로해외에서제작및공급되고있으며 가스센서 또한국내소수업체를제외하고해외업체가시장의대부분을차지하여공급하는실정임 가스센서는제작방식에따라원재료및부품이달라지는데가스감응물질은전기 화학식의경우전해질 반도체식의경우산화물반도체재료등이사용됨 기타전극 소재 히터 촉매 패키지 회로등으로구성됨 과거가스센서는주로위험 폭발 유독가스의감지등에소량사용되어왔으나 최근들어실내외공기질감지가스센서등으로응용범위가확대됨에따라대량생산부품으로발전하게되었음 향후바이오질병진단센서 음식물관리 스마트폰용가스센서의응용범위는매우다양하게확대될것으로예상됨 가스센서를적용하는전방업체또한자동차 전자 바이오등으로매우다양하게발전할것으로예상됨 - 138 -

전략제품 [ 공급망분석종합 ] 공급망단계부품소재화학가스센서응용기기 주요내용 가스센서에사용되는주요부품소재 가스의존재여부및농도를전기신호로전환하는소자 가스센서를활용한기기 주요제품 기술 가스감응소재 히터 전극소재 촉매 패키지 회로 전기화학식가스센서접촉연소식가스센서반도체식가스센서 실내외공기질센서 자동차 생화학테러감지센서 바이오질병진단센서 음식물감지센서 해외기업 국내기업 센텍코리아 센코삼성 현대자동차 만도 중소기업참여정도 중소기업시장점유정도 중소기업의참여정도와점유율은주요제품시장에참여하는중소기업의참여규모와정도 업체수 비율등 를고려하여 단계로구분후점수화함 낮은단계 중간단계 높은단계 기업니즈조사 화학 가스센서기반소자분야중소기업의니즈분석을통한현황을살펴보면 다양한중소기업들이융합을기반으로하는다양한제품을개발 판매를진행하고있음 구체적으로가스센서및이를응용한전자제품개발생산 나노무연솔더입자등의제품을개발 판매하고있음 화학 가스센서기반소자와관련하여아래와같은기술개발수요가존재함 나노기공성구조를갖는가스센서개발 저에너지사용 기반 및 제작기술등이있음 화학 가스센서기반소자분야의중소기업들은기술을기반으로다양한산업분야 적용분야의시장진입을위한개발계획을가지고있음 구체적으로자동차시동을제어를위한음주측정시스템 스마트통신포함 나노무연솔더입자등의제품을미래에생산할계획을가지고있음 이를위해아래와같은내용의기술개발계획을가지고있음 용음주측정시스템개발 저에너지사용 기반 및 제작기술등이있음 - 139 -

나노소자및응용기술 요소기술후보군 가스감응소재기술은특정가스에선택적으로반응하는소재를개발하거나 또는 매우높은감응도를갖는소재기술이필요한데 최근나노기술을활용한가스감응 나노소재기술이활발히이루어지고있음 일반적인가스센서는대부분 근방의고온에서동작되는데이를위해서는히터가필수적으로사용되어야함 대부분의가스센서소비전력은히터를동작함에따라발생되는데 이나스마트폰에적용되기위해서는저전력히터가필수적으로개발되어야하며 최근 기술을이용한저전력히터의개발이이루어지고있음 가스센서의제품적용을위해선패키지기술또한필수적이며히터의저전력화 소 형화 신뢰성확보등을위해다양한패키지기술이필요함 하나의가스센서로다양한가스를감지하기위해서는센서어레이공정기술과각센서에서얻어진전기신호를분석하여특정가스의존재여부및농도를판별하기위한패턴인식회로기술이필요함 이와같은기술을바탕으로전자코등의고부가가치기술로발전가능함 [ 요소기술후보군 ] 중분류 요소기술 출처 전기화학식센서 가스감응소재기술 니즈 접촉연소식센서 마이크로히터기술 전문가 반도체식가스센서 회로기술 패턴인식기술 전문가 가스센서 패키지기술환경분석전자코 센서어레이기술환경분석 핵심요소기술선정 산업및시장분석 중소기업니즈분석 전문가추천요소기술과특허분석을통한요소기술후보군을통합검토하고 건문가합의를통해최종요소기술로조정함 도출된요소기술의범위와수준 중소기업적합성과시급성등을고려하여요소기술명을보완함 타전략제품영역과중복되는요소기술들을제거하였고 연차별로추진가능한요소기술들은하나로통합함 - 140 -

전략제품 중복된요소기술을통합하고기술간레벨링조정을통해최종요소기술도출함 [ 요소기술조정결과 ] 중분류최종요소기술출처 전기화학식센서접촉연소식센서반도체식가스센서가스센서 전기화학가스감응나노소재전기화학식가스센서소자마이크로히터접촉연소식센서소자산화물반도체가스감응나노소재저전력마이크로히터가스감응패턴인식알고리즘가스센서패키징기술가스센서구동감지회로기술가스센서응용기술 전문가 니즈 환경분석특허전문가전문가전문가 환경분석 특허전문가 니즈 환경분석니즈전문가 니즈 특허특허전문가 니즈특허 기술성 시장성 중소기업적합성 정책부합성을기준으로도출된요소기술조정결과를기반으로핵심기술선정위원회를통하여중소기업에적합한핵심기술을선정함 핵심기술선정의세부평가항목으로는 기술개발의시급성 기술개발파급성 정부지원필요성 단기개발가능성을고려하여핵심기술을선정함 전문가 평가를통해가중치를설정하고 전문가평가를통해최종핵심기술을선정함 [ 핵심기술선정결과 ] 중분류전기화학식센서반도체식가스센서가스센서 핵심요소기술전기화학가스감응나노소재산화물반도체가스감응나노소재저전력마이크로히터제조기술가스센서패키징기술가스센서응용기술 - 141 -

나노소자및응용기술 로드맵기획 가 연구개발목표설정 [ 선정된핵심요소기술에대한연구목표 ] 공급망또는중분류전기화학식센서 반도체식가스센서 가스센서 핵심요소기술 전기화학가스감응소재기술 산화물반도체가스감응나노소재기술저전력마이크로히터제조기술가스센서패키징기술가스센서응용기술 기술요구사항 개발목표 차년도 차년도 차년도 감지한계 이하 이하 이하 감지한계 이하 이하 이하 소비전력 패키지 센서칩과히터본딩기술 본딩기술 패키지하우징 센서어레이어레이수 종어레이수 종어레이수 종 최종목표 이하감지 이하감지 소비전력 이하 일체형가스센서다중가스선택성 나 로드맵기획 - 142 -

전략제품 에너지하베스팅나노소자 개요 정의 사람의움직임 진동 열 전자파등버려지는에너지를활용하여전기에너지를생성해낼수있는친환경에너지소자로서열전발전소자 압전발전소자등이있으며최근나노기술을활용하여보다높은효율의열전 압전발전소자의개발이이루어지고있음 범위 에너지하베스팅소자는주위에버려지는에너지진동 열 빛 바람 조력 전자파등을전기에너지로변환하는기술전부를포함하나 일반적으로태양전지 풍력발전 조력발전등은신재생에너지로분류됨 에너지하베스팅나노기술은나노기술을활용하여진동 열등의에너지원을전기에너지로변환하는압전 열전에너지하베스팅나노기술에국한됨 가 정의및필요성 최근유한한화석에너지에의한에너지가격상승및환경문제에따른친환경에너지자원개발의요구가크게부각되고있음 이에따라환경을훼손하지않으면서도안정적으로공급이가능한미래의새로운신재생에너지자원의개발과자동차 통신 환경등산업계전반에걸쳐기존에너지효율향상및에너지저감기술개발에대한연구가활발히진행되고있음 에너지하베스팅기술은빛에너지 풍력에너지 열전에너지 진동에너지와같은미활용에너지를전기에너지로전환하여이용함으로써 전자제품이나여러기기들의에너지효율을크게향상시킬수있을뿐만아니라궁극적으로는추가적인에너지공급없이주변의에너지를이용하여독립적으로구동이가능하도록하는기술임 특히 주변의미활용에너지를수확하는새로운개념의신재생에너지인에너지하베스팅기술의경우최근에크게각광을받고있음 에너지하베스팅기술은전자파에너지하베스팅기술 열전발전 압전발전등을포함함 전자파에너지하베스팅 공기중에존재하는방송전파 휴대전화전파등수많은전자파에너지를수확하여전기에너지원으로사용할수있는기술 열전발전 열전소재의 효과를이용하여온도차로부터전기에너지를얻는기술 압전발전 압전체를이용하여주변의기계적진동이나충격으로부터전기에너지를얻는기술 - 143 -

나노소자및응용기술 나 범위및분류 열전에너지하베스팅나노소자 종류의다른전도체 금속또는반도체 를접합시켜양단에온도차를주면전압이발생되고전류가흐르는 효과를이용한것으로 최근열전반도체를나노구조로구현하여열전도도는낮추고전기전도도를높여효율을향상시키고자하는연구가활발히이루어지고있음 열전에너지하베스팅기술은발전소의폐열 체온 바닷물온도등과주변온도와의차이를이용하여전기에너지를회수하는기술로서생활환경주변의무수한에너지원이존재함 진동에너지하베스팅나노소자 물질에물리적변형이인가되면전기에너지가발생하는효과를이용하여주변에존재하는미세진동이나 인간활동중발생하는미세한움직임으로부터발생하는기계적에너지를사용가능한전기에너지로변환하여주는것임 기존의 을이용한발전보다작은진동을전기에너지로변환하는데용이할뿐만아니라에너지변환효율이크고소형및경량화가용이하다는장점을가짐 압전을이용한에너지하베스팅은태양광이없는어두운곳이나밤에도발전이가능할뿐만아니라전자노이즈가발생되지않아반영구적으로사용할수있다는장점이있고 진동이있거나 압력이나힘이작용하는곳 물의흐름있거나바람이부는곳에서도사용가능함 최근나노기술을활용한고효율유연압전에너지하베스팅기술이활발히개발되고있음 기계적진동을전기에너지로변환하는기술로정전마찰을이용한 에너지하베스팅기술또한새롭게부각되고있음 대분류중분류세부제품 에너지하베스팅나노소자 열전에너지하베스팅나노소자 진동에너지하베스팅나노소자 [ 적용기술에따른분류 ] 저온에너지하베스팅소자 이하 중온에너지하베스팅소자 고온에너지하베스팅소자 이상 압전에너지하베스팅소자 자계에너지하베스팅소자 마찰에너지하베스팅소자 - 144 -

전략제품 [ 공급망단계별주요제품분류 ] 대분류중분류세부제품 에너지하베스팅나노소자 열전소재압전소재마찰소재전극소재기판소자회로 계 계 계 산화물열전소재 계 산화물반도체압전소재 비연계압전소재 폴리머압전소재정전마찰소재 폴리머정류회로 컨버터 컨버터 산업및시장분석 에너지하베스팅기술은휴대용전자기기의새로운개념전원기술로서 국방산업등다양한분야의발전을촉진시킬것으로예상됨 에너지하베스팅기술은매우빠르게성장하는기술로서연평균 의성장률로 년 억달러시장을형성할것으로전망됨 가 니즈분석 및전자기기등마이크로전원 è 시장니즈 마이크로전원에너지하베스팅소자 휴대전자기기등에자체발생영구전원을공급함으로써 기존에너지체계의패러다임을획기적으로전환할수있어버려지는에너지원인진동 움직임 열등을전기에너지로변환하고 이를저장할수있음 을통해사물이인간과같이다른사물을인식하고주변환경을감지하게하여 언제 어느곳에서든정보를확인하고활용할수있는것으로생산 유통 물류등의경제활동 의료서비스 복지서비스 환경감시시스템등에적용되어인류의삶을더욱윤택하게만들어줌 정부는유비쿼터스컴퓨팅기술을기반으로국가의모든자원을지능화네트워크화 하고 이를바탕으로국가사회시스템의혁신과국민삶의질향상 국가경제발전을 추구하는 를제시하였음 - 145 -

나노소자및응용기술 주기적으로재충전이가능한휴대폰이나노트북과는달리센서 액츄에이터네트워크 와같은유비쿼터스용분산소자들은자체적으로발생된전원에의해동작하고얻어 진데이터를무선으로송수신하여야함 이와같은 시장은 년에 억불이상이될것으로예상되며 기술은센서기술 무선통신기술 전원기술로구성되는데 센서기술및무선통신기술은기술성숙도가높은반면 전원기술의경우여전히배터리의존성이높음 최근하베스팅기술을활용한전원기술이 기술의새로운전환기술로각광받기시작함 자료 [USN 시장전망 2010-2015] 다양한응용분야에서요구되는배터리교체없는영구전원 è 시장니즈 반영구적에너지하베스팅소자 에너지하베스팅기술은휴대용전자기기의새로운개념전원기술로서 국방산업등다양한분야의발전을촉진시킬것으로예상됨 산업분야로의활용 반영구적특성및초소형화를통해배터리교환 등에의한신체침습이최소화되어야하는생체센서 약물전달시스템과같은바이 오칩에대한실용적전원공급원을구성하는데사용할수있을것으로예상됨 산업분야로의활용 디지털기능이섬유패션제품과융합된 제품들의보조전원장치및독립전원장치를구성하는데응용되어기존의휴대용전원장치시장을상당부분보완하거나대체할수있을것으로판단됨 - 146 -

전략제품 산업분야로의활용 및다양한무선기반기술이발전하기위해서는 주변에너지를이용한자가유지및자가발전기술이필수적으로요구되며 그린 에대한사회적수요로인해다양한분야로활용이가능함 국방산업으로의활용 미래병사체계의핵심기술인군용전원재생에너지분야에 활용 차세대무기체계의주요및보조동력공급원을구성하여경제성 효율성을높 일것으로예상됨 자료 [2015 년에너지하베스팅응용시장전망 ] 자료 [2010-2015 년에너지하베스팅시장전망 ] - 147 -

나노소자및응용기술 교량 건물등사회기반시설의안전진단 è 시장니즈 센서구동용에너지하베스팅기술 사회가고도화됨에따라도로 교량 철도 항공 건축물등각종사회기반시설의안 전에대한관심이증폭되고있으며 사고를미연에방지하고예측할수있는기술에 대한개발요구가증가됨 이를위해서는수많은센서가설치되어야하는데 센서의구동을위한전원을전선으 로연결하거나주기적으로교환한다는것은현실적으로불가능하므로전원교체없이 반영구적으로사용가능한에너지하베스팅기술개발이필요함 [Structure Health Monitoring] [Smart Building] 구분촉진요인저해요인 정책 현정부가추진중인신정장동력중하나 국가사회시스템의혁신과국민삶의질향상 국가경제발전을추구하는 를제시하였음 [ 에너지하베스팅나노소자의 PEST 분석 ] 세계경제침체에따른연구개발비축소 선진국들의막대한투자에비해국내정책지원미흡 경제 유비쿼터스센서네트워크 및 시장확대 세계경제침체로인한수요감소우려가있음 사회 다양한정보화사회로의전환 생활환경향상에대한관심증가 기술개발은대규모국가기간사업성격이강함 기술 기술표준화필요 및각종전자기기의반영구전원기술에대한개발 진동 열등버려지는에너지원이매우다양하여환경에맞는에요구증가너지하베스팅기술필요 고출력 유연성나노저가화 인간삶의질적향상을추구함에따라 기술의지속적으로발전할것으로예상됨 나노기술을활용한고출력열전에너지하베스팅 압전에너지하베스팅등의기술개발이요구됨 매우다양한에너지원에적합한에너지하베스팅기술및이들에대한하이브리드기술개발필요 - 148 -

전략제품 나 산업특징및구조 에너지하베스팅기술은석탄과석유등의화석연료의고갈로인해새로운에너지원 이필요해짐에따라 새로운에너지기술개발및 휴대전자기기의마이크로 전원등을목적으로개발되고있음 이스라엘업체인 는설치비용측면에서태양광이나풍력등에비해저렴 한 도로의진동을전기에너지로전환하는압전에너지하베스팅기술을개발중에 있으며이렇게생산된전기를신호등 가로등의전력으로사용하고자함 그러나이와같이화석연료를대체하고자하는에너지하베스팅기술의경우 에너 지원인진동 움직임 열등입력에너지의파워가상대적으로적어실질적인에너지 원으로사용하기다소부족한실정임 현재에너지하베스팅기술은주로마이크로파워기술중심으로개발이이루어지고있으며 대학이나연구소위주의 기술개발단계로상용화된제품의출시가아직이루어지지않음 국내기업들도연구개발을진행하고있으나 해외기업에비해상용화된제품이많지않음 최근나노기술을활용하여열전및압전소자의효율을크게향상시킨새로운연구 결과가발표되어열전 압전에너지하베스팅기술이진일보되고있음 에너지하베스팅기술은후방산업인열전 압전소재기술에기술의존성이높으며 이들소재에대한기술발전이에너지하베스팅기술발전으로직접적으로연결됨 따라서 소재업체와에너지하베스팅소자업체가동일한경우가많음 [ 에너지하베스팅나노소자중심의연관산업구조 ] 후방산업에너지하베스팅나노소자전방산업 열전소재 압전소재 마찰소재 전극소재 전자회로 열전에너지하베스팅소자 압전에너지하베스팅소자 자동차 발전소 바이오메디컬 군사 - 149 -

나노소자및응용기술 [ 에너지하베스팅나노소자중심의 SWOT 분석 ] 강점 기술발전으로인한정보화심화 나노기술발전으로인한열전 압전소재기술이진전됨 기회요인 기술개념정립기로서다양한기술적기회가많음 새로운응용분야가극속히늘어남 시장확대 전기자동차시대도래 제품출시지연 장시간신뢰성검증필요 약점 위협요인 저소비전력기술및배터리기술발전에따른실질적에너지하베스팅기술필요성 다 시장현황 전망분석 에너지하베스팅산업은스마트그리드및유비쿼터스의발전과맞물려에너지산업에서 커다란비중을차지할것으로보이므로향후에너지하베스팅나노소자의시장규모역시 확대될것으로전망됨 에너지하베스팅응용기기의 년세계시장규모는약 억달러로 년약 억달러까지연평균 의성장률을보이며지속성장할것으로예상되며 국내시장역시 년약 억원에서 년 억원까지연평균 성장률을보이며지속적으로성장할것으로전망됨 [ 에너지하베스팅나노소자시장현황및전망 ] 구분 단위 백만달러 억원 성장률 세계시장 국내시장 자료 세계및국내시장모두참고자료를바탕으로추정함 센서시장동향자료참고 라 공급망 분류 에따른분석 에너지하베스팅기술은후방산업인소재산업에대한기술종속성이강해소재업 체와에너지하베스팅업체가동일한경우가대부분임 에너지하베스팅기술은 휴대전자기기 안전진단 자동차 국방산업등다양한전방산업에적용가능한기술임 - 150 -

전략제품 해외선진업체의경우 최근열전 압전에너지하베스팅제품을속속출시하고있는 반면 국내업체의경우상용화제품이아직출시되고있지못하는실정임 다양한전방산업의에너지하베스팅기술수요에비해에너지하베스팅제품출시가 늦어지고있어중소기업위주의활발한기술개발이이루어져야할것으로전망됨 자동차의진동및엔진열 공장 발전소등의폐열 건축물 도로등의진동을활용한 에너지하베스팅기술이선진기술업체중심으로개발되고있음 는에너지하베스팅컨버터를출시하였는데 이는 모니터링시 스템 모바일악세사리등과같은애플리케이션의무배터리전원을가능하게하는 것으로에너지하베스팅에필수적으로필요한후방회로기술임 공급망분석종합 공급망단계부품소재에너지하베스팅응용기기 주요내용 에너지하베스팅에사용되는주요부품소재 진동 열등주변에너지를전기에너지르전환 에너지하베스팅을활용한기기 주요제품 기술 열전소재 압전소재 마찰소재 전극소재 회로 열전에너지하베스팅 진동에너지하베스팅 자동차 발전소 전자기기 해외기업 국내기업경원훼라이트 센불 삼성 현대자동차 화학 중소기업참여정도 중소기업시장점유정도 중소기업의참여정도와점유율은주요제품시장에참여하는중소기업의참여규모와정도 업체수 비율등 를고려하여 단계로구분후점수화함 낮은단계 중간단계 높은단계 기업니즈조사 에너지하베스팅나노소자분야중소기업의니즈분석을통한현황을살펴보면 다양한중소기업들이융합을기반으로하는제품을개발하여판매를진행하고있음 구체적으로 이차황산납축전지에선별및충전 펄스기능을통한재활용기술을개발 적용하여나노무연솔더입자등의제품을판매하고있음 - 151 -

나노소자및응용기술 또한에너지하베스팅나노소자와관련하여아래와같은기술개발수요가존재함 폐황산납배터리의재활용기술개발 충방전및펄스파를통한설페이션해결 축전능력향상과더불어나노버블과마이크로버블을통한전해액정화를통한산업용배터리의재활용기술개발 저에너지사용 기반 및 제작기술등이있음 에너지하베스팅나노소자분야의중소기업들은기술을기반으로다양한산업분야 적용분야의시장진입을위한개발계획을가지고있음 구체적으로황산납축전지및리튬축전지의원료재활용을위한나노기술개발과나노무연솔더입자등의제품을미래에생산할계획을가지고있음 저에너지사용 기반 및 제작기술등이있음 요소기술후보군 에너지하베스팅기술은에너지하베스팅소재기술 소자기술 회로기술등으로구 성되며 이에대한응용기술로자동차의효율향상 영구전원 건축물안전진 단용전원등의기술이부각되고있음 에너지하베스팅소재기술은열전소재기술 압전소재기술 정전마찰소재기술등으로분류됨 열전소재의경우 적용온도에따라 이하의저온용 의중온용 이상의고온용열전소재로분류됨 압전소재의경우 압전소재 산화물반도체압전소재 비연계압전소재 폴리머압전소재 압전소재등이포함되며 정전마찰소재의경우 상대적으로대전이큰두개의마찰소재가선정되어사용됨 회로기술의경우에너지하베스팅소자로부터발생되는전압을응용에적합한적합 으로전환하는기술로저소비전력이어야함 에너지하베스팅기술적용을위해필수 적기술요소임 - 152 -

전략제품 중분류요소기술출처 부품소재 [ 요소기술후보군 ] 에너지하베스팅소재기술 열전 압전 정전마찰소재 에너지하베스팅소자기술 열전 압전 정전마찰에너지하베스팅소자 회로기술 전문가 니즈 전문가 니즈 환경분석 응용 자동차 의료기기 건설안전진단 전자기기 전문가 니즈 니즈 핵심요소기술선정 산업및시장분석 중소기업니즈분석 전문가추천요소기술과특허분석을통한요소기술후보군을통합검토하고 건문가합의를통해최종요소기술로조정함 도출된요소기술의범위와수준 중소기업적합성과시급성등을고려하여요소기술명을보완함 타전략제품영역과중복되는요소기술들을제거하였고 연차별로추진가능한요소기술들은하나로통합함 중복된요소기술을통합하고기술간레벨링조정을통해최종요소기술도출함 [ 요소기술조정결과 ] 중분류 최종요소기술 출처 열전박막소재 전문가 니즈 환경분석 열전에너지하베스팅소자 열전후막소재 전문가 열전에너지하베스팅패키징및소자 전문가 압전나노소재 전문가 환경분석 특허 압전에너지하베스팅소자 압전후막소재특허카본나노튜브압전소재특허 압전에너지하베스팅소자 전문가 니즈 특허 정전마찰에너지하베스팅소자 정전마찰에너지하베스팅소재전문가 니즈 환경분석정전마찰에너지하베스팅소자니즈 에너지하베스팅소자 에너지하베스팅회로기술전문가 니즈 환경분석에너지하베스팅응용기술전문가 니즈 환경분석 기술성 시장성 중소기업적합성 정책부합성을기준으로도출된요소기술조정결과를기반으로핵심기술선정위원회를통하여중소기업에적합한핵심기술을선정함 핵심기술선정의세부평가항목으로는 기술개발의시급성 기술개발파급성 정부지원필요성 단기개발가능성을고려하여핵심기술을선정함 전문가 평가를통해가중치를설정하고 전문가평가를통해최종핵심기술을선정함 - 153 -

나노소자및응용기술 [ 핵심기술선정결과 ] 중분류열전에너지하베스팅소자압전에너지하베스팅소자정전마찰에너지하베스팅소자에너지하베스팅소자 핵심요소기술 열전박막소재 압전나노소재압전에너지하베스팅소자기술정전마찰에너지하베스팅소재에너지하베스팅회로기술에너지하베스팅응용기술 로드맵기획 가 연구개발목표설정 [ 선정된핵심요소기술에대한연구목표 ] 공급망또는중분류 핵심요소기술 기술요구사항 개발목표 차년도 차년도 차년도 최종목표 열전에너지하베스팅소자 열전박막소재기술 이상의 열전박막소재 압전에너지하베스팅소자 정전마찰에너지하베스팅소자 압전나노소재기술 압전에너지하베스팅소자기술 정전마찰에너지하베스팅소재기술 압전상수 이상의압전나노소재 출력밀도 출력밀도 이상의압전하베스팅 출력밀도 이상의 출력밀도 정전마찰하베스팅 에너지하베스팅소자 에너지하베스팅회로기술 에너지하베스팅응용기술 효율 출력 센서구동전원기술 무선통신전원기술 무선통신및센서구동전원기술 이상의 변환효율회호 센서및무선통신구동이가능한에너지하베스팅소자 - 154 -

전략제품 나 로드맵기획 - 155 -

나노소자및응용기술 나노공정기반전자소자 개요 정의 나노크기의박막또는나노선 나노막대 나노튜브 나노입자등나노소재형성을위한공정에기반하여제작된전자소자를의미함 범위 나노박막및나노구조물형성기술을기반으로하는전자소자를포함함 초소형수동전자소자및초고용량수동소자등차세대규격의 전자수동소자 전자방출소자 반도체용전극 압전소자 나노전계효과트랜지스터등을포함함 가 정의및필요성 나노공정기반전자소자는나노크기의박막또는나노선 나노막대 나노튜브 나노입자 등나노소재및나노소재형성을위한공정에기반을두어제작된전자소자임 나노소재로는산화물및금속 탄소나노튜브등을포함함 최근전자제품의개발트렌드는유연하고 이동이용이하며 입을수 있고 접을수있는 기능을추구함 이러한기능확보를위해서는 나노소재의적용이요구됨 나노공정기반의전자소자는나노크기소재를적용하여넓은유효표면적의이용및유연성확보등기존소재에서확보하기어려운물성을가공하여우수한특성확보가가능함 수동소자는회로부품중에서저항기나콘덴서와같이그들의조합만으로는증폭이나발진등의작용을할수없는것을말하는데 능동소자를사용하기위한부속품으로서필요함 초소형수동소자 초저전력소모수동소자 초고용량수동소자등다양한 제품의차세대규격제품을포괄함 나 범위및분류 제품분류관점 나노공정기반전자소자는나노소재에따라탄소기반나노전자소 자 산화물기반나노전자소자 두가지이상의나노소재를복합한나노복합소재 기반전자소자등으로구분할수있음 - 156 -

전략제품 탄소나노소재기반의전자소자는전계방출소자 탄소나노튜브센서 전계효과트랜지스터등이있음 산화물소재기반의전자소자는반도체및터치패널용전극 압전소자 전계방출소자 초소형및초고용량수동전자소자등이있음 나노복합소재기반의전자소자는디스플레이용투명전극 압전소자등이있음 공급망관점 나노공정기반전자소자는나노소재공정에필요한원재료및나노원료소재등원소재기반으로구성되며 나노소재의기능성을활용하여전계효과트랜지스터 투명전극등전자소자가제작됨 응용분야로는각종화학 가스센서및바이오센서 압전소자를이용한에너지하베스팅시스템 디스플레이분야등이있음 [ 적용기술에따른분류 ] 대분류중분류세부제품 나노공정기반전자소자 탄소나노소재 산화물나노소재 나노복합소재기반나노소재 전계방출소자 탄소나노튜브센서 탄소나노튜브전계효과트랜지스터 그래핀전계효과트랜지스터 반도체및터치패널용전극 압전소자 전계방출소자 초소형및초고용량수동전자소자 디스플레이용투명전극 압전소자 [ 공급망단계별주요제품분류 ] 대분류중분류세부제품 나노공정기반전자소자 원재료 나노원료소재 나노공정기반전자소자 응용제품 전구체 금속나노입자 탄소나노튜브 나노막대 그래핀 산화물나노입자 전계효과트랜지스터 가스및화학센서 바이오센서 초소형및초고용량수동전자소자 투명전극 압전소자 디스플레이 에너지하베스팅 스마트폰 태블릿 산업및시장분석 나노소재기반의나노기술은급속히발전하고있으나관련산업과의연계는아직부족한실정임 나노소재의대량생산기술확보및가격경쟁력확보를위한나노소재생산기술확보가요구됨 나노소재는신규소재로그활용도가다양하게연구되고있음 특히나노소재를새로운전자소자의활용분야로개발할경우 새로운시장창출의가능성및파급효과가큰분야임 - 157 -

나노소자및응용기술 가 니즈분석 새로운기능의정보전자제품출현 è 시장니즈 유연 투명소자등의신기능성확보 플렉서블디스플레이시장의발달은유연기판에서의투명전극등의확보를필요로함 기존의 투명전극의경우유연성이부족하며 원료물질의수급등에서많은문제점이있음 나노소재를이용한유연투명전극등의전자소자로탁월한광투과도 전기전도도등을확보한다면새로운시장창출이가능함 탄소나노튜브또는그래핀등탄소소재이외에도산화물나노막대등도유연성확 보에적용이가능함 탄소나노튜브또는산화물나노막대등을이용한전계효과트랜지스터등은기존의 트랜지스터에비해우수한전기적특성을보여신기능의전자소자구현이가능함 미래산업을위한신시장개척 è 시장니즈 나노소재에기반한전자소자의신시장개척필요 현재나노기술은상당한수준으로발전해있음 그러나나노기술을이용한전자소자등의응용기술은아직초기단계에머물러있으며 시장이활성화되어있지않음 나노공정을위한전자소자등응용기술의새로운시장개척이필요함 반도체기반가스센서에서는나노구조물을적용한센서소자등이연구되고있음 나노공정에기반한센서의감도는크게향상되었으나 양산성측면에서재현성등의 문제가해결되어야함 나노소재의넓은유효표면적을이용한차세대규격의초소형커패시터등수동전 자소자시장전망이밝음 시장확대를위한경제적생산기술개발시급 è 시장니즈 가격경쟁력을위한대량생산기술확보 나노공정기반의전자소자시장이성장하기위해서는나노소재및나노공정에서의대 량생산기술확보를통한가격경쟁력확보가필수적임 - 158 -

전략제품 현재나노공정기반의전자소자제작을위한공정은대부분연구수준에머물러있고 특히현재의공정은대면적에적합하지않으며양산성있는공정이아니기때문에시장의확대를위해서는재현성이있고양산가능한공정이먼저개발되어야함 나노소재의특성상동일공정내에서도특성의편차가크기때문에재현성있는나노소재공정개발이요구됨 [ 나노공정기반전자소자분야의 PEST 분석 ] 구분촉진요인저해요인 정책 나노기술에대한정부의정책적지원 나노기술은향후국가주요산업으로관심이집중되고있음 인체및환경등에대한유해성문제에대한규제 경제 사회 기술 고품질 고성능의초소형전자소자에대한요구증가에따른투자증가 다양한전자제품에대한사회적요구증가 나노기술에대한충분한기술력과경험을보유하고있음 첨단융 복합산업의빠른발전으로기능성나노소재기술에대한수요가증가하고있음 제품의수명주기가급속히짧아지면서기능성나노소재의수요가증가하고있음 응용기술시장활성화가되지않아 새로운시장개척필요 전세계적인경기침체 일본 중국등경쟁국의활발한연구및시장점유율증가 관련분야업체들간의연계부족 나노기술의응용기술이아직성숙되지않음 표준화기술이성숙되지않음 상업적인제조에필요한공정및장비기술의부족으로양산성있는공정이확보되지않은경우가많음 고기능화다기능화상용화융복합화표준화신산업창출 나노공정기반전자소자는기존의전자소자의성능을뛰어넘을수있고 기존소자에서구현하기어려운특성도구현할수있는소자임 나노기술자체는성숙되어있으나 나노기술을응용한전자소자등의응용기술은아직상용화단계에이르지못한경우가많아양산화 표준화에대한기술확보가요구됨 전자산업에서의우리나라의역량에성숙된나노기술을접목하여전자 디스플레이산업에서유망한신사업 신시장창출이기대됨 나 산업특징및구조 나노공정기반전자소자는탄소나노튜브 그래핀 나노막대 나노입자등나노소재의기능성을이용하는전자소자로후방산업인나노융 복합소재산업의기술성숙도에영향을받음 후방산업은주로중소기업을중심으로제품화가이루어지고있음 디스플레이 센서 전자부품등의전방산업은대체로대기업중심으로이루어져있으 며 대기업의요구에따른제품개발이이루어짐 - 159 -

나노소자및응용기술 나노공정기반전자소자는제품군이매우다양하며 관련산업을하나의특징으로묶 기어려움 나노공정기반전자소자관련산업은현재태동기에있으며 나노응용기술의성숙 도와수요및시장의확장이산업발전에관건임 나노공정기반전자소자관련산업은나노소재를공급하는후방산업및전자소자를기반으로하여다양한제품을제조하는전방산업이중심이됨 후방산업인나노소재산업은나노원료소재를제조하는산업군과나노배선및나노전극등나노중간재를제조하는산업군등으로구분됨 관련산업인후방산업과전방산업은비교적발달해있으나 나노공정기반전자소자산업은다소취약한편임 나노공정기반전자소자는타산업과의융 복합가능성이매우크며 연계기술의고도 화를통해응용범위확장이가능한분야임 [ 나노공정기반전자소자중심의연관산업구조 ] 후방산업나노공정기반의전자소자전방산업 전구체개발 나노입자 탄소나노튜브 나노막대 산화물나노구조등등나노구조물합성 전계방출소자 나노전계효과트랜지스터 광전자소자 압전소자 디스플레이 가스센서 바이오센서 에너지하베스팅제품 [ 나노공정기반전자소자중심의 SWOT 분석 ] 세계적수준의나노기술을보유 전방산업기술수준이높음 강점 기회요인 나노기술전반에대한정부의지속적인투자 응용기술개발및제품화를위한환경구축의필요성인식 약점 응용기술에대한연구가부족함 관련산업이아직성숙되지않음 위협요인 일본 중국등경쟁국의막대한투자 인체및환경유해성문제 다 시장현황 전망분석 나노공정기반전자소자는타산업과의융 복합가능성이매우크며 연계기술의고도 화를통해응용범위확장이가능한분야로서향후나노공정기반전자소자의시장이 그비중을점차확대해나갈것으로예상됨 - 160 -

전략제품 나노공정기반소자중바이오센서의 년세계시장규모는약 억달러로 년약 억달러까지연평균 의성장률로지속성장할것으로예상되며 국내시장역시 년약 억원에서 년 억원까지연평균 의성장률로지속적으로성장할것으로전망됨 [ 나노공정기반전자소자관련시장현황및전망 ] 구분 단위 백만달러 억원 성장률 세계시장 국내시장 자료 세계 국내시장모두나노공정기반전자소자의전방산업인바이오센서를기준으로추정함 의 한국과학기술정보연구원자료활용 라 공급망 분류 에따른분석 나노공정기반전자소자에는가스및화학센서 바이오센서 전계방출소자 나노 구조전계효과트랜지스터 수동전자소자등다양한제품이있음 나노공정기반전자소자분야는나노소자를제작하기위해필요한나노소재를공급 하는업체와나노소자를활용하여응용기기를생산하는업체들로공급망이구성됨 나노소재공급업체는주로중소기업들로이루어져있으나 기업간의기술격차가큰 편임 전방기업인대기업에서는생산되는나노소재의품질및생산성등에대해회의 적인편이며 등일부대기업은필요한나노소재를직접생산하기도함 나노공정기반전자소자분야는후방산업인나노소재산업이나응용기기를생산하는전방산업에비해산업이아직충분히발달하지않음 나노소자의개발은아직연구수준에머물러있는것이대부분임 나노소재를활용한투명전극등의연구도전방기업에서직접담당하는경우가많음 나노공정기반전자소자분야의발전을위해서는소재산업과응용기기생산산업의 중간에서신뢰성있고양산가능한연계기술개발이매우중요함 - 161 -

나노소자및응용기술 [ 공급망분석종합 ] 공급망단계부품소재나노공정기반전자소자응용기기 주요내용 나노구조를제조하기위해필요한원재료및나노구조물 나노공정기반전자소자 나노전자소자에기반한각종기기 주요제품 기술 해외기업 국내기업 전구체 나노입자 탄소나노튜브 산화물나노막대 닛산화학 한화나노텍 금호석유화학 일진나노텍 제일모직 한화케미컬 전계방출소자 나노소재전계효과트랜지스터 투명전극 압전소자 수동전자소자 브로드컴 삼화 등수동소자 태블릿 스마트폰 에너지하베스팅소자 삼성전자 전자 삼성전기 현대자동차 중소기업참여정도 중소기업시장점유정도 중소기업의참여정도와점유율은주요제품시장에참여하는중소기업의참여규모와정도 업체수 비율등 를고려하여 단계로구분후점수화함 낮은단계 중간단계 높은단계 기업니즈조사 나노공정기반전자소자분야중소기업의니즈분석을통한현황을살펴보면 다양한중소기업들이융합을기반으로하는다양한제품을개발 판매를진행하고있음 구체적으로멀티빔레이저다이오드 의약품분무에사용되는나노기술로가공된금속메시등의제품을개발 판매하고있음 또한디지털아카이브와관련하여아래와같은기술개발수요가존재함 구체적으로나노공정을이용한레이저다이오드개발 약물전달시스템 에필요 한나노소자등이있음 디지털아카이브분야의중소기업들은기술을기반으로다양한산업분야 적용분야의시장진입을위한개발계획을가지고있음 구체적으로양자점을이용한광소자웨이퍼 다양한약물이분무될수있는나노수준의금속메시등의제품을미래에생산할계획을가지고있음 이를위해아래와같은내용의기술개발계획을가지고있음 구체적으로나노양자점을이용한레이저다이오드개발 약물전달시스템 에 필요한나노소자개발등이있음 - 162 -

전략제품 요소기술후보군 [ 요소기술후보군 ] 중분류 요소기술 출처 나노소재 양산성있는나노소재생산기술니즈나노소재제어기술니즈 나노소재기반광전소자기술 니즈 나노공정기반나노소자 투명전극제조기술 전문가 나노공정기반센서기술 전문가 핵심요소기술선정 산업및시장분석 중소기업니즈분석 전문가추천요소기술과특허분석을통한요소기술후보군을통합검토하고 건문가합의를통해최종요소기술로조정함 도출된요소기술의범위와수준 중소기업적합성과시급성등을고려하여요소기술명을보완함 타전략제품영역과중복되는요소기술들을제거하였고 연차별로추진가능한요소기술들은하나로통합함 중복된요소기술을통합하고기술간레벨링조정을통해최종요소기술도출함 [ 요소기술조정결과 ] 중분류 최종요소기술 출처 금속산화막원자층증착법기술 전문가 니즈 환경분석 양산성있는나노소재생산기술 전문가 니즈 환경분석 나노소재 투명전극제조기술 전문가 니즈 환경분석 나노전자소자의보호막기술 전문가 니즈 특허 음의굴절률을가지는나노소재개발 전문가 니즈 환경분석 나노구조의 투명기판제조기술 전문가 니즈 환경분석 전계효과나노트랜지스터 니즈 특허 나노전자소자나노소재를이용한나노제너레이터전문가 니즈 특허유연소자용나노트랜지스터전문가 니즈 특허 나노소재어레이를이용한메모리소자 전문가 기술성 시장성 중소기업적합성 정책부합성을기준으로도출된요소기술조정결과를기반으로핵심기술선정위원회를통하여중소기업에적합한핵심기술을선정함 핵심기술선정의세부평가항목으로는 기술개발의시급성 기술개발파급성 정부지원필요성 단기개발가능성을고려하여핵심기술을선정함 전문가 평가를통해가중치를설정하고 전문가평가를통해최종핵심기술을선정함 - 163 -

나노소자및응용기술 [ 핵심기술선정결과 ] 중분류 나노소재 나노전자소자 핵심요소기술 금속산화막원자층증착법기술투명전극제조기술나노전자소자의보호막기술나노구조의 투명기판제조기술양산성있는나노소재생산기술음의굴절률을가지는나노소재개발나노소재를이용한나노제너레이터기술 유연소자용나노트랜지스터기술 로드맵기획 가 연구개발목표설정 핵심기술에따른연구목표설정에있어핵심기술의추가또는통합이필요하다판단 되는경우일부핵심기술선정결과를조정하여로드맵을기획함 [ 선정된핵심요소기술에대한연구목표 ] 공급망또는중분류 나노소재 나노전자소자 핵심요소기술 금속산화막원자층증착법기술 투명전극제조기술 나노전자소자의보호막기술 나노구조의 투명기판제조기술양산성있는나노소재생산기술나노소재를이용한 가스센서제조기술나노소재를이용한나노제너레이터기술유연소자용나노트랜지스터기술 기술요구사항 나노파우더증착가능기술 금속과의적층등을통한전기전도도확보 공정온도 도이하 전기전도도 나노소재의균일성확보 개발목표 차년도 차년도 차년도 에서 이상균일성확보 전기전도도 -4 이하 수분투과율 -1 이하 전기전도도 -3 이하 나노소재재료의크기산포 이내 미세량검출 이하검출 에서 이상균일성확보 전기전도도 -4 이하 수분투과율 -2 이하 전기전도도 -4 이하 나노소재재료의크기산포 이내 이하검출가능 에서 이상균일성확보 전기전도도 -4 이하 수분투과율 -2 이하 전기전도도 -4 이하 나노소재재료의크기산포 이내 이하검출가능 최종목표 에서 이상균일성확보 전기전도도 -4 이하 주위환경영향을배제하는보호막기술개발 비 계투명기판기술확보 균일한크기의나노소재개발 이하감지 출력밀도 출력밀도확보 트랜지스터의전자이동도특성확보 전자이동도 이상 전자이동도 이상 전자이동도 이상 전자이동도 이상 - 164 -

전략제품 나 로드맵기획 - 165 -

나노공정및측정장비 전략분야현황분석

전략분야 나노공정및측정장비 개요 가 정의및범위 정의 나노소재또는소자제조에필요한기본요소 를제조하거나 이를조립또는가공함으로써기능을부여하는공정기술및장비기술을의미함 또한나노크기영역에서물질의특성을측정하고분석할수있는측정을포함함 범위 나노공정및측정장비는탑다운나노박막장비 나노점 선합성및정렬장비 나노화학 구조분석장비 광융합나노측정장비 나노물성측정장비를포함함 나노공정장비및나노측정장비는나노소재또는소자제조에필요한기본요소를제조 하거나 이를조립또는가공함으로써기능을부여하는공정기술및장비기술을의미함 나노공정장비는나노원소재의대량제조와관련된공정및측정장비를대상으로하여조립및가공을통해원소재에특정기능을부여하는장비이며 나노측정장비는나노화학및구조분석 나노광학특성분석 나노전기적특성분석 기반측정기술 나노역학특성분석을수행하는장비임 나노크기영역에서물질의특성을측정하고분석할수있는측정을포함함 나노공정및측정장비는 융합제품의산업화를위한필수기반임 나 주요제품 나노공정장비는차세대반도체등의 제품 조명 태양전지등의에너지 제품 광센서 촉매등의환경제품 의약품과같은의료제품등다양한나노융합제품 의산업화를위한핵심기반임 나노측정장비는 및 소자의재현성과신뢰성을높여주며 임상실험및질병진 단과같은의료분야로파급될것임 - 167 -

나노공정및측정장비 기존에기대하지못했던고품질 고부가가치의나노소자측정장비산업창출및정확 한진단이가능한의료분석 검사장비 극한환경장비의획기적발전에기여할것임 나노박막증착장비는 등 장비및 등을포함한 장비 나노측정장비는나노소자의구조적 화학적 전기적특성및신뢰성측정을위한장비로 나노포지션닝스테이지등이있음 [ 주요제품분류표 ] 대분류중분류세부제품또는기술 나노공정및측정장비 나노박막장비 나노점 선합성및정렬장비 나노물성측정장비 나노화학 구조분석장비 광융합나노측정장비 나노박막증착공정및저온화기술 도핑기술대면적및유연성소자용원자층증착기술나노선어레이제작공정기술나노선집적나노소자공정기술실시간나노입자측정기술복합나노측정기술복합측정장비기술나노측정모델링기술나노박막소재 차원입체적측정평가기술원자간결합상태분석및묘사기술고효율 고속전자에너지포착 변환기술 기술비선형분광이미지기술대면적분자이미지기술 산업현황분석 나노공정및측정장비는반도체 디스플레이를비롯한 융합제품의생산공정에활용됨에따라기술수요가지속적으로증가할것으로예상됨 광학부품 플렉서블소자에의적용이가능한대면적기판제작공정장비기술 나노필름증착기술 자기조립공정장비 나노표면측정장비기술등은향후수요가증가할것으로예상됨 - 168 -

전략분야 가 환경분석 정책 촉진요인 나노융합산업은반도체및디스플레이등주요산업의후방산업및핵심산업으로타산업에비해정부의정책적지원이큰분야중하나임 정부는 년부터 년까지나노분야에총 조 천억원을투자하는등나노융합산업에대한지속적인 지원을통해나노융합산업에대한기반을마련하였음 년에는나노기술개발육성을위한법적 제도적근거를마련하였음 나노기술개발촉진법 나노기술개발촉진법시행령 나노기술연구성과의산업화촉진정책을추진하기위해범부처나노융합상용화 프로그램인나노융합 사업을추진하고있음 년부터 년까지총 억원이투자될예정임 나노기술의환경 보건 안전이슈대응을강화하기위해 년부터나노제품안전성 평가 수행 나노물질 제품안전성인증체계구축 국제협력체계구축사업내 용을바탕으로 나노제품안전성기반구축사업 을추진하고있음 저해요인 년부터 나노융합 이추진되어왔지만정부의 투자가대체로기초원 천단계에집중되어있어실용화및사업화는아직미흡한실정임 기확보한나노기술 투자성과를산업화로이끌기위한지속적인투자가부족함 산업통상자원부 교육부 교육부 산업부 교육부공동등범부처에걸쳐나노개발발전 을위한활성촉진계획안등이발표되고추진되어왔으나나노융합전담을시행하는 추진주체가부재하여효율성이다소떨어진다는문제점이있음 - 169 -

나노공정및측정장비 경제요인 촉진요인 나노융합기술의산업화가촉진되어나노융합시장이급격히성장하면서공통기반인 나노공정장비 측정장비의수요는지속적으로성장할것으로보임 나노공정및측정장비의전방산업인차세대디스플레이등의포터블 플렉서블일렉 트로닉스시장이확대되면서향후수요를이끄는요인중하나로작용할것으로전망됨 저해요인 기존미국및 등선진국시장뿐만아니라중국 인도등의신흥국가들이나노융합 제품의신흥시장으로대두되면서국내나노시장의경쟁국이될가능성있음 나노기술선진국에서는자국기업의경쟁력을강화하기위해각종세제혜택및금융 지원등의적극적인지원을하고있어국내기업들에게무역장벽의위협요인으로작 용할수있음 선진국에비해나노제품화노력은활발하나기존주력산업분야와의융합은더디게 진행되어고부가가치시장은여전히미성숙한상태임 사회요인 촉진요인 나노공정및측정장비분야를포함한나노기술은다양한분야와의융합을통해새로운가치를창출하는지렛대역할을함 반도체 디스플레이 바이오 차량 의료등타산업과의연계성이높아전방산업의성장을견인하고새로운제품및고부가가치를생산하는기반이됨 과거에비해국내나노관련학과재학생수와산 학 연나노기술연구인력의양적 증가 나노시설구축 운영등나노인프라시설구축이확대됨 - 170 -

전략분야 저해요인 양적인성장은이루었으나산업계에서요구하는나노융합고급 전문산업인력은여전 히부족한상황임 산업현장에서요구되는융합화및실무형전문인력확보가어려움 나노기업은꾸준하게증가해왔으나대부분영세중소기업이많아사업화성공사례가적음 기술요인 촉진요인 다양한나노소재에대한개발이이루어지고있음에따라소재개발을위한필수장비들인나노공정및측정장비의기술도함께발전하고있음 대형화 초미세화 경량화추세로인해나노기술을중심으로한기술의융복합화가급속도로진행되고있음 나노입자및탄소나노튜브등나노물질의대량생산체제진입으로제조원가가급 격히하락함에따라다양한분야에서나노물질의응용및기술혁신이빠르게진행 되고있음 국내나노기술은세계 위권의기술력을보유하고있으며제품화를위한노력도활발 하게이루어지고있음 혁신적인나노공정및측정장비기술을기반으로 전방산업에서새롭게요구되는나 노장비의개발은새로운시장에서의기술경쟁력을높일수있는기회가될수있음 저해요인 다양한분야에서기존의나노공정장비및계측장비를뛰어넘는차세대공정장비및계측장비에대한수요가급격하게늘고있지만현재장비기술의발전속도가기존의수요를따라가지못하고있음 반도체분야에활용 요구되는나노공정장비및측정장비의개발속도가반도체기술개발속도를따라가지못하고있음 - 171 -

나노공정및측정장비 나노공정및측정장비분야는대부분중소기업위주로이루어져있어혁신적인기 술개발이더욱어려운실정임 나노융합부품에적용되는핵심공정및측정장비는기술장벽이높아일본 네덜란 드등주요선진국이세계나노장비시장을독점하고있음 선진국의기술보호장벽및기술보호주의에따른국내원천기술개발이요구됨 [ 나노공정및측정장비 PEST 분석 ] 구분촉진요인저해요인 정책 나노융합산업은 투자를비롯하여법적 제도적근거가마련되어있는등정책적지원이큼 기술성과의산업화촉진을위해 년까지 억이상이투자될예정됨 나노융합 사업 년부터나노제품안전성기반구축사업이추진되고있음 나노융합시책등을전담시행하는추진주체부재로인한정부투자효율성저하우려 정부 투자가기초원천단계에집중되어있으며실용화및사업화단계투자정책은아직미흡한실정임 경제 나노융합기술산업화촉진에따른나노공정및장비시장성장기대 포터블 플렉서블일렉트로닉스등전방산업시장확대에따른수요증가예상 중국 인도등신흥시장의위협 기술선진국들의세계혜택및금융지원등으로인한무역장벽가능성존재 아직은미성숙한고부가가치시장 사회 다양한분야와의융합을통한새로운가치창출의주축 과거에비해증가한나노인력및인프라시설운영 나노융합분야고급전문산업인력부족 영세중소기업위주구조로사업화성공사례가적음 기술 나노소재기술발달이나노공정및측장장비기술의발전요인이되었음 빠르게진행되는나노물질의응용및기술혁신진행 세계 위권의나노기술력보유및제품화노력활발 혁신적인나노공정장비기술은새로운시장의기술경쟁력을높일수있는기회일수있음 차세대공정장비시장에서요구하는기술수요를따라가지못하고있음 혁신적인기술개발이어려운중소기업들이많음 선진국의높은기술장벽및독점 지속적인정부투자 다양한전방산업 세계 위기술력 사업화투자부족 미흡한고부가가치화 기술장벽 나노융합산업은정부의 자금지원이외에도법적 제도적근거가마련되어있는등정책적지원이큰산업분야임 산업화촉진에따른나노공정및장비시장의성장이기대되지만여전히고부가가치시장은미흡한상태임 과거에비해나노연구인력및인프라시설이양적으로증가하였으나고급산업인력및인프라활용도는상대적으로낮은편임 또한영세중소기업위주의구조로혁신적기술개발이어려우며사업화성공사례도적음 신흥국의위협및선진국들의높은기술장벽등으로국나노공정및측정장비기술 시장에위협요인으로잒용함 - 172 -

전략분야 나 산업특징및구조 산업의특성 나노공정및측정장비산업은반도체및디스플레이를비롯한 부품의생산공정 에이용됨 나노기술발전단계에서가장먼저성장한산업분야로 정부출연연구소 기업연구소 나노파운드리나노팸등의연구수요가주시장임 이러한연구수요에의해나노공정및측정장비가국내에활발하게설치되었으며빠른성장을보이고있음 나노공정및측정장비산업은크게산 학 연협력을통한원천기술및실용화기술개 발의경우와대기업인수요업체와의연계를통해특정적용제품대상의양산장비를 개발하는경우로나뉨 특히 연구개발과상용화성공여부에있어대기업의역할이매우큼 기술의집약도가높은나노융합장비일수록대기업중심의연구개발이이루어지고있는데 이는국내중소장비기업의연구개발투자재원과보유기술능력의한계로인한것임 산업구조 나노공정및측정장비산업구조의장비개발스펙은수요기업의니즈를정확히파악 해야가능하며 특정공정에최적화된장비를개발해야하기때문에일반적으로수요 기업을중심으로수직계열화를이루고있음 최근들어국내장비기업들의기술력이높아지면서대기업 중소장비기업간의공동협 력체계로변모하고있음 나노공정및측정장비산업은공정 장비산업과나노스케일의분해능을가지는측 정 분석장비산업으로구성되어있음 나노공정및측정장비는다양한나노융합적용제품을대상으로개발되어야하며 나노박막증착장비 나노측정용 장비 나노물성측정장비등은국내업체에서상 용화하여제품을출시하고있음 - 173 -

나노공정및측정장비 나노공정및측정장비산업은반도체 디스플레이 바이오 의료등비롯한 부품의 생산공정에이용됨 [ 나노공정및측정장비중심의연관산업 ( 전후방산업 ) 구조 ] 후방산업나노공정및측정장비전방산업 반도체공정관련장비 미세공정관련장비 평판산업 나노박막장비나노점 선합성및정렬장비나노화학 구조분석장비 광융합나노측정장비나노물성측정장비 바이오 의료 자동차 반도체 디스플레이 에너지 시장분석 나노융합기술의산업화가촉진되어나노융합시장이급격히성장하면서 공통기반인나노공정장비 측정장비의수요는지속적으로증가할것으로기대됨 나노융합제품의저비용 고품질 고속양산이가능한나노공정및측정장비개발이절실히요구되고있음 가 시장현황및전망 나노공정장비및나노측정장비시장은잠재적으로성장가능성이높을것으로예측되 며정보 보건과의료 제조업등의분야등에서활용될수있을것으로전망됨 나노 마이크로기술의발전및기술수요증가로인해지속적인성장을거쳐나노공 정및측정장비세계시장은 년에는 백만달러에이를것으로예측됨 나노공정및측정장비의국내시장규모는 년 백만달러규모에서 년 백만달러규모에이를것으로예상됨 나노측정장비분야에서는파크시스템즈가세계에서제일빠른원자현미경인 시리즈를발표하여연구용측정장비시장을선도하고있으나국내나노공정및측정장비시장은아직초기단계에머물고있음 반도체 디스플레이 에너지소자등의분야에서나노기술활용이증가하고있어세계및국내수요에대응하는제품생산을위한나노공정및측정 장비시장이크게확대될것으로기대됨 - 174 -

전략분야 나노박막장비의세계시장은 년약 억달러의규모를형성하고있으며연평균 의성장률로 년에는 억달러를넘어설것으로보이는반면국내시장은 의낮은연평균성장률을보이고있음 국내나노박막장비시장규모는 년기준 억원으로 년부터 억원대를넘어설것으로전망됨 광융합나노측정장비의시장은다른제품시장에비해상대적으로규모가작으며 국 내시장을기준으로 년까지는 억원미만의시장을유지할것으로전망됨 장비는세계시장및국내시장에서각각 의성장률로지속적인성장 을보일것으로예측됨 구분주요품목 세계시장 국내시장 [ 나노공정 측정장비세계시장규모 ] 단위 백만달러 억원 성장률 나노박막장비 나노점 선합성및정렬장비 나노화학 구조분석장비 장비 광융합나노측정장비 나노물성측정장비 소계 상위 개제품 나노박막장비 나노점 선합성및정렬장비 나노화학 구조분석장비 장비 광융합나노측정장비 나노물성측정장비 소계 상위 개제품 자료 나 무역현황 기타정밀화학재료제품및원료로분류되는나노융합관련품목수출현황은 년 약 만달러에서 년약 만달러규모로증가추세에있으며수입현황도 년 억 만달러규모에서 년 억 만달러규모로증가추세에있음 - 175 -

나노공정및측정장비 수출규모가증가하면서무역특화지수가 에서 로감소하였으나여전히수입특화상태를지속하고있어수출개선이필요한품목으로판단됨 특히 년부터 년까지의무역특화지수는지수 에가까울정도로완전수입특화상태를나타냄 [ 나노융합품목무역현황 ] 단위 천불 톤 기간 수출중량 수출금액 수입중량 수입금액 무역수지 무역특화지수 무역특화지수 상품의총수출액 총수입액 총수출액 총수입액 으로산출되며 지수가 인경우비교우위는중간정도이며 이면완전수출특화상태를말함 지수가 이면완전수입특화상태로수출물량이전혀없을뿐만아니라수입만한다는뜻 다 글로벌수출입유망품목 글로벌수출입유망품목조사는전략분야별수출입유망품목발굴을통해기술경쟁력 과수출성장잠재력이우수한중소기업을지원하기위한목적으로 년글로벌전략 기술개발사업과연계하여수행되었음 무역특화지수 시장성장률등의종합적지표를기준으로수출유망품목 수입대체품목 수출 수입형품목의세가지품목군을도출함 나노공정장비및나노측정장비의유망품목으로고도의정밀성을요하는제품에사용 되는초정밀모터 물질에서발산되는스펙트럼을분석하여물성을알아내는광분석 기기 고배율이미지전자현미경이수출유망품목으로선정됨 라 업체동향 해외업체동향 나노박막증착장비분야에서는반도체및디스플레이분야에서경험을많이축적한미국과일본등의기업이전세계적으로우위를점하고있음 해외기업들은국내업체와의합작및협업혹은국내설비업체에핵심부품등을제공하며국내시장에진입해있음 - 176 -

전략분야 광융합나노측정장비는측정장비제조회사가공급하고있으며관련기업으로 사 미국 독일 루퍼스 필름메트릭스 스틸 루 메트릭스 나노메트릭스등이있음 국내업체동향 년기준 국내나노기술관련기업은약 개사로나노공정 측정 장비부문은 개사이며 국내나노기술관련기업전체대비 를차지하고있으며있음 나노공정 측정 장비기술과관련된기업활동은대기업 종업원수 인이상 개사 보다는중소기업 종업원수 인이하 개사 에서주력하고있음 국내에는주성엔지니어링등몇몇대규모기업이존재하지만국내나노박막증착장비업체들대부분규모가작음 주성엔지니어링의경우 및 증착설비전문기업으로반도체및디스플레이분야에나노박막증착공정용설비를공급하고있음 주성엔지니어링이외에국내 장비업체로는원익 등이있음 및 각각에대한국내기반도규모나기술력측면에서빠른속도로발전하고있으며 제작및공급업체로는파크시스템즈 나노포커스 엠포시스등이있고 분야의경우새론테크놀로지 코셈 세크등이자체제작및공급하고있음 특히 나노포커스는마스크리페어장치에핵심적인역할을하는 원천기술및제품화기술을보유하고있으며 탐침제어를이용한나노머니퓰레이션 탐침기반시각기술 기술분야에세계최고수준의기술을확보하고있음 파크시스템스에서는초정밀원자현미경과세포측정을위한 등의제품을출시하고있음 중소기업으로는영창케미칼 미뉴타텍 켐옵틱스 창강화학 나노미래 나노솔루 션등에서나노공정에소요되는소재를개발하여납품하고있음 전세계적으로 유연디스플레이용나노 마이크로광학필름개발이치열하 게진행되고있으며국내기업으로는미래나노텍 엘엠에스등이활발한연구개발 및생산을하고있음 - 177 -

나노공정및측정장비 양산장비는디엠에스 시스템등에서개발하여대기업에납품하고있음 디스플레이용패터닝장비는중소기업으로는디엠에스 시스템이개발하여판매하 고있으며 대기업으로는삼성전자 전자가개발하고있음 나노광학필름제조공정및장비는중소기업으로는미래나노텍 엘엠에스가디스플 레이용광학필름을개발하고있으며대기업으로는제일모직과 화학이개발하고있음 중분류주요제품대기업중소기업중소기업주요참여영역중소기업중소기업참여정도 점유율 나노박막장비 나노박막증착장비부품 장비 응용기기 [ 나노공정및측정장비의주요제품의국내업체현황 ] 삼성전자 전자 하이닉스 아토백 동양씰텍 태광 주성엔지니어링 원익 한국진공 나노박막증착장비관련부품및장비 나노점 선합성및정렬장비 공정장치 나노파우더 나노디스퍼져 삼성코닝 주성엔지니어링 일신오토클레이브 광융합나노측정장비 원자현미경 융합현미경 근접장탐침 대면적이미지장비 파크시스템스 새론테크놀로지 엔에스비포스텍 알앤비 나노포커스 엠포시스 케이맥 지메릭 나노베이스 나노스케일분석 나노단위측정장비개발 나노화학 구조분석장비 나노분석 산업용계량계측시스템삼성종합기술원나노하이테크 쎄크 동우옵트론 케이맥 지메릭 나노물성측정장비 한미산업 쎄크 파크시스템스 참여정도는주요제품시장에참여하는중소기업의참여규모와정도 업체수 비율등 를고려하여 단계로구분 낮은단계 중간단계 높은단계 마 기업니즈조사 나노공정및측정장비분야중소기업의니즈분석을통한제품및기술개발현황을살펴보면다음과같은제품을개발하고있음 제품으로는그래핀합성장비 나노파티클카운터 흡입독성챔버시스템 필터테스트시스템 입자빔발생장치의구동을위한고전압발생전원장치 암모니아가스공급장치및가스정제기 공정폐가스처리장치 아산화질소공급장치및가스정제기 공정폐가스처리장치 원통형나노노광장비및일체형나노패턴편광필름 박막두께측정장비 광학부품및광학계 광학검사모듈 나노입도분석기등이있음 - 178 -

전략분야 기술로는히터진공챔버 파티클카운터 흡입독성챔버시스템 필터테스트시스템 분광타원계 분석알고리즘기술 용원통패턴의패턴측정장비개발 용 장치 특고전압발생기술 고압전류발생기술 특고전압및전류의안정화기술 고압절연기술 기술 박막두께분석기술및알고리즘 편광제어 측정 분석기술등이있음 또한나노공정및측정장비분야중소기업의니즈분석을통해향후주요생산제품및기술을살펴보면 다음과같은기술및제품의개발에대한니즈가존재함 제품으로는그래핀합성장비 고속카메라와이미징처리기술을이용한거대입자 실시간측정장비 원통형나노패턴금형검사장비 나노빔발생을위한특고전압발생장치 엑스선발생용특고전압발생장치 전자폭탄용순간고전압및대전력장치 암모니아가스공급장치및가스정제기 공정폐가스처리장치 아산화질소공급장치및가스정제기 공정폐가스처리장치 이음매없는나노원통금형 외 박막두께측정장비 광학모듈 제타전위입자측정가능한나노입도분석기등이있음 기술로는고순도그래핀합성장비개발 카메라와이미지처리기술을이용한입자가시화장치 개발 분광타원계 분석알고리즘 양산용나노원통금형의양산복제기술개발 특고전압발생기술 고전전류발생기술 고전압안정화기술 고압전류안정화기술 직선형성유지기술 고압절연기술 반도체스위칭기술 디지털제어기술 기술등이있음 바 현황분석 나노공정및측정장비분야는대부분중소기업위주로연구개발이이루어지고있으 며일반소재및소자분야와는다른특수한연구개발지원정책이필요함 다층 다성분계나노박막측정분석장비관련하여국내에서는소수의정부출연연구기관 대학및기업등에서주로표면및계면의화학적결합상태나조성분포위주의분석이이루어지고있어 등을이용한고도의분석기술개발은미흡한실정임 현재반도체및미디어공정은급속한발전을거듭하면서수백나노급공정이적용된 생산라인이구축되고있으며 반도체 미디어에대한성능향상및생산성향상에대 한요구는계속적으로증가하고있음 - 179 -

나노공정및측정장비 수나노급극미세공정과 의대면적공정에대한개발이활발 히진행되고있음 나노점은생물학적이미징 자동차엔진의촉매 정수 발수코팅등의기술에사용되어상용화를눈앞에두고있음 장기적으로는약물전달 의학적진단 공기중유해물질의센싱 에너지생산및저장 새로운고기능소재등을가능하게할것으로보임 또한나노점의여러가지분야에의응용에있어서나노입자의형태 분산 어셈블리 패터닝을구현하는기술로서나노입자제어기술도반드시연구되어야하는분야임 나노물성측정장비의국내기술개발은나노소재의정밀제어를위한다중기술통합 및고속자동화기술개발에중점을두어야함 시사점및제언 나노공정및측정장비의연구는직접적인응용분야인 산업에주도적인발전은물 론 나노소재 나노소자 바이오등나노기술의기반을확충할수있게하여 및융합분야에서의획기적발전을가져올수있는분야임 기술의집약도가높은나노장비일수록수요기업주도의연구개발이이루어지고있는데이는국내중소장비기업의연구개발투자재원과보유기술능력의한계로인한것으로정상적인파트너쉽을통해서연구개발이이루어진다면장비분야의발전에도움이될수있을것으로판단됨 국내나노공정및측정장비의산업구조를볼때 중소장비업체와수요기업간의긴밀한협력없이는동반성장이불가능하기때문에대기업과중소장비업체의상생연구개발체계구축이조속히이루어져야하며 국가적인지원을통한체계적인장비기술의발전이이루어져야함 다양한분야에서기존의나노공정장비및계측장비를뛰어넘는차세대공정장비및계측장비에대한수요가급격하게늘고있지만현재장비기술발전의속도가기존의수요를따라가지못하고있어중요성이점차높아질뿐아니라국가경쟁력을좌우하게될것으로예측됨 - 180 -

전략분야 [ 나노공정및측정장비전략제품후보군 ] 분류제품설명출처 나노공정및측정장비 나노박막증착장비 광학리소그래피 나노미터수준의박막두께를구현할수있는나노공정상의필수제품으로반도체 디스플레이분야에적용가능 리소그래피란삭각기술을말하며광학리소그래피기술이발전해야나노사이즈의시스템을구현가능 환경분석 니즈 환경분석 리소그래피리소그래피의한종류로서자외선을이용한기술환경분석 리소그래피 나노측정장비 반도체의공정시집적되어진회로내에서집적된반도체에서노광을주사하여서빛의집적이완료되고이것이포토리소그라피공정으로마무리되면비로소 으로써전자적으로빛을주사하는형식의리소그래피임 현대나노기술에꼭필요한첨단장비로원자지름의수십분의 까지측정가능한현미경 특허전문가 환경분석 전문가 상기전략제품후보군을바탕으로전략제품종합검토위원회와전략제품확정회의를 통해후보군제품에대한검증및조정을진행하여최종전략제품을선정함 - 181 -

나노공정장비및나노측정장비 전략제품현황분석 - 나노박막증착장비 - SPM 광융합나노측정장비

전략제품 나노박막증착장비 개요 정의 전자및나노소자에서주기능을담당하는기능성재료인나노미터두께의박막을형성하는장비기술을의미함 범위 나노박막증착장비는크게비진공및진공공정으로구분되나 진공증착장비가우수한박막특성으로더주목받고있음 진공박막증착장비로는스퍼터링장치 펄스레이저증착장치 화학기상증착장치 원자층증착장치 등을포함함 가 정의및필요성 나노박막증착장비란전자및나노소자에서주기능을담당하는기능성재료인나 노미터두께의박막을형성하는설비를의미함 나노박막증착은나노미터두께의기능성박막을평판구조의기판혹은 차원입체 구조에균일하게형성하는기술로 증착되는물질에따라소재또는소자에다양한 기능성을부여할수있으며또한두께등의조절을통해물성조절이가능함 반도체산업및디스플레이산업등의발달로우수한품질의나노미터두께의박막 형성기술이중요해지고있음 또한수율향상을위한웨이퍼크기의증가및유리기판크기의증가등은새로운 나노박막증착장비의개발을꾸준히요구하고있어나노박막증착장비의시장은전망 이밝음 산업용박막증착장비이외에도연구소및대학교등에서도연구용나노박막증착장 비의수요는꾸준함 특히기존의반도체및디스플레이산업이외의나노기술분야에도나노박막증착 기술의중요성이확대되고있어연구용나노박막증착장비시장이확대되고있음 - 183 -

나노공정및측정장비 나노입자 나노막대 나노튜브등현재연구개발단계에머물러있는나노기술분야 의산업화를위해나노구조물의물성제어를가능하게하는나노박막증착장비개발 이필수적임 나 범위및분류 제품분류관점 나노박막증착장비는비진공증착장비와진공증착장비로구분되 며진공증착장비의우수한박막특성때문에주로진공증착장비들이이용됨 진공증착장비는크게물리적증착법 과화학적증착법 으로구분됨 물리적증착법에는스퍼터링 전자빔증착 열증착 펄스레이저증착법등이있으며 화학적증착법에는화학기상증착법 원자층증착법등이있음 공급망관점 나노박막증착장치는증착물질의원료가되는반응전구체또는타겟 물질 박막증착이이루어지는반응기 가스유량조절장치 진공펌프등의부품소 재로구성됨 최종적으로나노박막증착장치는메모리 로직소자 모바일기기 디스플레이등에 응용되고있음 [ 적용기술에따른분류 ] 대분류 중분류 세부제품 스퍼터링 전자빔증착설비물리적증착장치열증착설비진공증착설비펄스레이저증착법장치 화학적증착장치 화학기상증착장비 원자층증착법장치 [ 공급망단계별주요제품분류 ] 대분류중분류세부제품 진공증착설비 부품소재 진공증착설비 응용 반응전구체 타겟 가스유량조절장치 진공펌프 반응기 스퍼터링 전자빔증착설비 모바일기기 디스플레이 메모리소자 로직소자 태블릿 - 184 -

전략제품 산업및시장분석 국내반도체및디스플레이산업의발달은다양한기능성나노박막을요구하고있어수요전망이밝음 기존의산업이외에도나노기술의발달로나노입자에나노박막을증착하는기술이요구되고있음 이러한나노기술에의증착기술적용은나노박막증착설비시장을확장시키고있음 국내기업의핵심기술부재로해외기업의증착설비가국내시장의상당부분을잠식하고있는상황임 가 니즈분석 새로운나노소재의지속적인개발 è 시장니즈 다양한나노박막요구에따른신공정기술필요 반도체및디스플레이산업의지속적인발전은기존의물질이아닌보다우수한물성또는새로운물성을가지는신물질을끊임없이요구하고있어이러한신물질의나노박막증착설비에대한수요가꾸준히증가하고있음 최근산업분야에서소재의초미립화기술에대한관심이증가함에따라나노입자 나노막대 탄소나노튜브등등의다양한나노소재가개발되고있음 이러한나노소재의기능성을다양화하고 산업화하기위해서는나노소재위에균일한 나노박막증착기술이핵심적임 산업에서의나노박막공정요구 è 시장니즈 반도체및디스플레이발전에따른나노박막증착설비확보필요 반도체등의산업에서는수율향상및단가감소를위해 웨이퍼의크기가 인치에서부터현재 인치에이르기까지꾸준히증가하고있는경향에따라대면적증착이가능한박막증착설비의개발이꾸준히요구되고있음 반도체산업에서의소자의미세화에따라최근 차원구조의소자에대한연구가급 증하고있는추세임 따라서평판구조에적합한기존의증착기술이아닌 차원구조에균일한박막형성 이가능한원자층증착장비등과같은나노박막증착장비에대한요구가급증함 - 185 -

나노공정및측정장비 디스플레이산업에서도대면적 시장확대및수율향상등을위해유리기판의 크기가확대되는추세이며 이에따라대면적증착이가능한나노박막증착설비에 대한요구는계속증가하고있음 국내기업의독자적핵심기술미흡 è 시장니즈 핵심부품의국산화개발을통한기술확보 반도체및디스플레이산업분야의공정장비들은어느정도국산화가이루어지고있으나나노박막증착장비에대한국산화는아직미흡한상태임 또한나노박막증착장비의개발은나노소재의특성상나노소재의개발과동시에 이루어져야함 산업용박막증착장비이외에도연구소및대학교등에서연구용나노박막증착장 비에대한수요는꾸준하며 특히연구용박막증착장비시장은중소기업의진입이 상대적으로쉬움 [ 나노박막증착장비분야의 PEST 분석 ] 구분촉진요인저해요인 정책 반도체및디스플레이산업은국내산업의핵심산업으로정책적인지원이뒷받침됨 나노기술은향후국가주요산업으로관심이집중되고있는주요기술 세계주요국의나노기술육성책으로인한기업들의경쟁이치열 정부의지속투자외에나노기술경쟁국의급진적정책지원에대한대비책미비 경제 모바일기기및디스플레이시장성장으로인한투자증가 메모리산업의경기침체로인한도전적인 투자가감소함 사회 기술 태블릿 스마트폰등등모바일기기시장은급속한성장및대면적 에대한관심이증가함 나노기술에대한다년간의투자로다양한나노소재개발이이루어짐 전방산업의기술수준이매우높아나노소재를활용한다양한응용이가능함 나노박막증착장비를이용한공정의인체및환경유해성문제 나노기술의산업화기술개발이느림 나노박막증착설비의제품화는나노소재개발등주변기술의동시발전을전제로함 대형화대면적화자동화다기능화 반도체및디스플레이산업의발달로나노박막증착장비수요전망은밝은편임 나노소재의다기능화및산업화를위해서는나노소재에대한나노박막코팅기술이요구됨 이러한나노기술에의증착기술적용은나노박막증착설비시장을확장시키고있음 현재나노박막증착설비의국산화는미흡한상황이나 관련업체들에대한정부의적절한지원은향후나노기술분야가국가중추산업으로발전할수있는초석이될수있음 - 186 -

전략제품 나 산업특징및구조 나노박막증착장비분야는반도체 디스플레이 전자부품등다양한분야의산업에 적용가능한기술로 소재의특성및응용분야에따라장비의특성이결정되므로원 천기술및노하우없이는경쟁력확보가어려움 나노박막증착장비분야는기술및자본집약적인산업임 대외기술우위를점하기 위해서는나노소재의개발등과같은타산업과의융복합적인경쟁력이필수적임 나노박막증착장비시장은전방산업의경기에큰영향을받으며 종속성이높아수요처의교섭력이큰공급망구조를보임 전방산업인메모리산업 등 관련산업및디스플레이산업의기술변화및경기변화 경영환경변화에매우민감한구조임 나노기술은꾸준히발전하고있으나 나노기술을이용한산업의발전은더딘상황임 나노기술을이용한산업의발달에따라나노박막증착장비시장은더욱확장될수있음 전기 전자등전방산업은대기업을중심으로이루어지고있으며 나노박막증착장비분야는이러한대기업의요구에맞추어연구개발이이루어지고있음 나노박막증착장비분야는기타반도체공정장비등에비해국산화가덜이루어져 있는상황으로 외국업체와의경쟁이필연적임 전방산업의수요이외에도대학및연구소등에서의연구개발용나노박막증착장비수요가꾸준히존재함 전자및나노분야는국가의중추산업으로정책적으로도많은지원이이루어지고있어연구소및대학등지에서연구개발용나노박막증착장비의수요가꾸준히존재함 이러한연구개발용나노박막증착장비시장은중소기업에서상대적으로접근이용이함 [ 나노박막증착장비중심의연관산업구조 ] 후방산업나노박막증착장비전방산업 가스유량조절장치 가스라인 히터 진공펌프 각종밸브 압력계 스퍼터링 전자빔증발장치 전기 전자산업 디스플레이산업 반도체산업 광학산업 바이오및화학센서산업 - 187 -

나노공정및측정장비 [ 나노박막증착장비중심의 SWOT 분석 ] 강점 반도체및디스플레이기술대국 나노기술국내수요기업풍부 국내나노기술공용인프라풍부 기회요인 다양한분야의타산업과연계성이높음 포터블 플렉서블일렉트로닉스시장확대에따른수요증가 핵심인적자원부족 관련부품소재기술열악 기초연구기반취약 약점 위협요인 세계적인경기침체로인한수요감소가능성 특허마찰심화 선진국업체의시장선점에의한높은진입장벽 다 시장현황 전망분석 반도체산업및디스플레이산업등의발달로인해우수한품질의나노미터두께의 박막형성기술이중요해짐에따라나노박막증착장비의개발을꾸준히요하고있어 나노박막증착장비의시장은점차확대될것으로전망됨 나노박막증착장비는전방산업의기술수준이매우높아나노소재를활용한다양한 기술응용이가능하므로나노박막증착장비의시장이그비중을점차확대해나갈것 으로예상됨 나노박막증착장비의 년세계시장규모는약 억달러로 년약 억달러까지 연평균 의성장률로지속성장할것으로예상되며 국내시장역시 년약 억 원에서 년 억원까지연평균 성장률로지속적으로성장할것으로전망됨 [ 나노박막증착장비시장현황및전망 ] 구분 단위 백만달러 억원 성장률 세계시장 국내시장 자료 - 188 -

전략제품 라 공급망 분류 에따른분석 나노박막증착장비분야는스퍼터링 전자빔증발장치 열증발장치 펄스레이저증착 장치 화학기상증착장치 원자층증착장치등활용분야에따라다양한장비가존재함 나노박막증착장비분야는다양한종류의증착장비를구성하기위해필요한각종 부품소재공급업체와 나노박막증착장비를이용해증착된기능성나노박막을활용 한응용기기를생산하는업체들로공급망이구성됨 나노박막증착장비분야는반도체및디스플레이분야에서경험을많이축적한미국과일본등의기업이전세계적으로우위를점하고있음 해외기업들이이미국내나노박막증착장비시장에진입해있으며 국내설비업체에핵심부품등을제공하거나국내업체와의합작및협업을통해국내시장에진출해있기도함 국내에는주성엔지니어링등몇몇대규모기업이존재하나 국내나노박막증착장 비업체들대부분은규모가작음 후방산업인부품소재산업은일부국산화가이루어지고있으나 가스유량조절장치 각종밸브 진공펌프 진공계측기등부품소재대부분이일본및미국등외국업체에의존하고있음 밸브및가스유량조절장치등은일부국산화가이루어지고있으나대부분의부품소재를수입품에의존하고있는상황이며 특히 진공펌프및진공계측기등은국산화가거의이루어지지않아수입품에의존하는상황임 메모리및로직산업분야에서는가격경쟁력강화를위한 웨이퍼크기증가로최 근 인치용나노박막증착장비가구축된상황임 반도체산업및디스플레이산업의발전에따라기존물질을활용한 등 의방식은더이상통용되지않으며 신기능 고성능을가진신물질적용이요구되는 상황임 이러한측면에서신규나노박막증착장비시장은밝음 - 189 -

나노공정및측정장비 주성엔지니어링은 및 증착설비전문기업으로반도체및디스플레이분 야에나노박막증착공정용설비를납품하고있음 최근나노박막증착장비를태양 전지분야까지확장하고있음 나노박막증착장비중 장비는 스케일의두께조절이용이하며 차원입체구조에도균일한박막형성이가능하기때문에다양한분야에서최근활용도가크게증가하고있음 국내 장비업체로는주성엔지니어링 원익 등이있으며 등중소규모의 장비업체가있음 [ 공급망분석종합 ] 공급망단계부품소재나노박막증착장비응용기기 주요내용 나노박막증착장비제작에필요한각종부품소재 박막증착장비 나노박막이기능성박막으로포함된각종기기 주요제품 기술 가스유량조절장치 가스라인 히터 진공펌프 각종밸브 압력계 오링 스퍼터링 전자빔증발장치 열증발장치 반도체메모리 모바일기기 테블릿 노트북 센서 해외기업 국내기업 아토백 동양씰텍 태광 주성엔지니어링 원익 한국진공 삼성전자 전자 하이닉스 중소기업참여정도 중소기업시장점유정도 중소기업의참여정도와점유율은주요제품시장에참여하는중소기업의참여규모와정도 업체수 비율등 를고려하여 단계로구분후점수화함 낮은단계 중간단계 높은단계 기업니즈조사 나노박막증착장비분야중소기업의니즈분석을통한현황을살펴보면 다양한중소기업들이융합을기반으로하는다양한제품을개발 판매를진행하고있음 암모니아가스공급장치및가스정제기 공정폐가스처리장치 아산화질소공급장치및가스정제기 공정폐가스처리장치등이있음 나노박막증착장비와관련하여아래와같은기술개발수요가존재함 반도체및디스플레이공정용암모니아 아산화질소가스정제기기술에대한수요가 존재함 - 190 -

전략제품 나노박막증착장비분야의중소기업들은기술을기반으로다양한산업분야 적용분야의시장진입을위한개발계획을가지고있음 나노빔발생을위한특고전압발생장치 엑스선발생용특고전압발생장치 전자폭탄용순간고전압및대전력장치등에대한개발계획을가지고있음 이를위해아래와같은내용의기술개발계획을가지고있음 구체적으로특고전압발생기술 고전전류발생기술 고전압안정화기술 고압전류안정화기술 직선형성유지기술 고압절연기술 반도체스위칭기술 디지털제어기술등이있음 요소기술후보군 [ 요소기술후보군 ] 중분류 요소기술 출처 대면적원자층증착장비제조기술 환경분석 전문가추천 반응기 차원나노구조코팅설비제조기술 전문가추천 증착장비클러스터제조기술 환경분석 전문가추천 박막의원재료 오존발생기제조기술 환경분석 반응기내부진공을위한펌프 고성능진공펌프제조기술 니즈 전문가추천 핵심요소기술선정 산업및시장분석 중소기업니즈분석 전문가추천요소기술과특허분석을통한요소기술후보군을통합검토하고 건문가합의를통해최종요소기술로조정함 도출된요소기술의범위와수준 중소기업적합성과시급성등을고려하여요소기술명을보완함 타전략제품영역과중복되는요소기술들을제거하였고 연차별로추진가능한요소기술들은하나로통합함 중복된요소기술을통합하고기술간레벨링조정을통해최종요소기술도출함 - 191 -

나노공정및측정장비 [ 요소기술조정결과 ] 중분류최종요소기술출처 반응기 대면적원자층증착장비 제조기술 차원나노구조코팅용 기술양산성이우수한원자층증착장비개발기술증착장비클러스터제조기술 환경분석 전문가추천전문가추천 특허전문가추천환경분석 전문가추천 박막의원재료원자층증착법 용유기금속전구체기술전문가추천 반응기내부진공을위한펌프고성능진공펌프제조기술니즈 전문가추천 진공용부품 고온용및내화학성이우수한오링개발기술 고온용공압진공밸브제조기술 전문가추천 전문가추천 원료공급고농도오존발생기제조기술전문가추천 측정장비다파장엘립소미터개발기술전문가추천 기술성 시장성 중소기업적합성 정책부합성을기준으로도출된요소기술조정결과를기반으로핵심기술선정위원회를통하여중소기업에적합한핵심기술을선정함 핵심기술선정의세부평가항목으로는 기술개발의시급성 기술개발파급성 정부지원필요성 단기개발가능성을고려하여핵심기술을선정함 전문가 평가를통해가중치를설정하고 전문가평가를통해최종핵심기술을선정함 [ 핵심기술선정결과 ] 중분류 핵심요소기술 대면적원자층증착장비 제조기술 반응기 차원나노구조코팅용 기술 양산성이우수한원자층증착장비개발기술 증착장비클러스터제조기술 박막의원재료 진공용부품 원료공급 원자층증착법 용유기금속전구체기술 고온용및내화학성이우수한오링개발기술 고농도오존발생기제조기술 - 192 -

전략제품 로드맵기획 가 연구개발목표설정 [ 선정된핵심요소기술에대한연구목표 ] 공급망또는중분류 핵심요소기술 기술요구사항 개발목표 차년도 차년도 차년도 최종목표 대면적원자층증착장비 제조기술 대면적증착기술확보 인치웨이퍼 세대 세대 세대 반응기 차원나노구조코팅용 기술 나노파우더증착가능기술 에서 이상균일성확보 에서 이상균일성확보 에서 이상균일성확보 에서 이상균일성확보 양산성이우수한원자층증착장비개발기술 공정시간단축을위한반응기설계 인치이상의대면적증착장비기술확보 공정시간단축 사이클당 초이내 공정시간단축 사이클당 초이내 대면적및공정시간단축을통한양산성확보 박막원재료 원자층증착법 용유기금속전구체기술 반응에적합한리간드구조설계 전이금속의유기금속전구체개발 귀금속의유기금속전구체개발 희토류금속의유기금속전구체개발 다양한원소의유기금속전구체개발 진공용부품 고온용및내화학성이우수한오링개발기술 고온용공압진공밸브제조기술 가격경쟁력확보가중요 고온에서안정적동작확보 테프론캡슐오링의경도강화 도이상의온도에서안정적인공압밸브개발 사이클이상 바이톤계열오링의내화학성확보 도이상의온도에서안정적인공압밸브개발 사이클이상 내화학성이우수한비 퍼플러개열오링개발 도이상의온도에서안정적인공압밸브개발 사이클이상 고온용및내화학성이우수한오링개발 고온에서 8 이상의사이클에서도안정적동작확보 원료공급 고농도오존발생기제조기술 가격경쟁력확보중요 오존농도 이상 오존농도 이상 오존농도 이상 가격경쟁력있는고농도오존발생기개발 - 193 -

나노공정및측정장비 나 로드맵기획 - 194 -

전략제품 SPM 광융합나노측정장비 개요 정의 주사탐침현미경 은원자 분자수준의분해능을갖는표면계측장비로서 캔틸레버 에달린나노크기의예리한바늘이시표표면을근접하여시료와탐침사이에상호작용하는물리량을측정하는장치를말함광융합나노측정장비는자외선 가시광선 적외선및레이저등의광원을이용한광학기술과다양한계측기술을융합하여극미세나노미터영역을측정하는장비로재료 소자 시스템의두께 형상및물성의특성을측정하는장비를의미함 범위 현대나노기술에꼭필요한첨단장비로원자지름의수십분의 까지측정가능한측정장비로 탐침 전자빔복합운용기술 비선형분광이미지를이용한새로운화상진단기술 실시간무스캔대면적고속분자이미징기술등을포함함 가 정의및필요성 나노측정장비 주사탐침현미경 는원자 분자수준의분해능을갖는표면계측장비로서캔틸레버 에달린나노크기의예리한바늘이시편표면을근접하여시료와탐침사이에상호작용하는물리량을측정하는장치일체를통칭함 탐침의기능과특성에따라 차원형상 기계적특성 전기적특성및광학적특성측정등에활용되며 현존하는장비중에서높이에대한정보를가장정밀하고정량적으로측정할수있는장치임 액체속에서동작이가능하고 개발분자간의미세화학적결합 단백분자의펼침 항원항체반응의측정이가능하고바이오분야의물성평가도구로서높은잠재력을가지고있음 또한광융합나노측정장비는자외선 가시광선 적외선및레이저등의광원을이용 한광학기술과다양한계측기술을융합하여극미세 나노미터 영역을측정하는장비로 재료 소자 시스템의두께 형상및물성의특성을측정하는장비를말함 - 195 -

나노공정및측정장비 장비의제조는국내에서도경쟁력을갖고있는회사들이있지만 규모및기술 개발투자는선진회사에비해매우열악한상황임 향후지속성장및세계시장의점유율향상을위해고기능및융합장비등의첨단전 략제품개발이시급한실정으로정부차원에서연구개발지원이필요하며연구개발 이성공적으로수행되면국내산업의발전에기여할수있고수입대체효과도큼 기술은나노가공장비로활용될수있고 광학 전자빔 이온빔기술과융합하여 최근수요가크게증가하고있는광융합나노측정장비의개발로이어질수있어파급 효과가큰기술임 광융합나노측정장비 자외선 가시광선 적외선및레이저등의광원을활용하여광학기술과다양한계측기 술을융합을통해극미세나노미터영역을측정하는장비로서재료 소자 시스템의 두께 형상 물성특성을측정하는장비 펨토초레이저 극초단극자외선레이저등극한의광원을사용하는기술과단일분자 계와같은나노크기시스템의순간적인회절 분광 영상정보를측정하는장비를포함함 광학측정장비기술은국내의기업에서도기술을확보하여제품을출시하고있지만 아직저가형장비에국한되어있고 또한광융합나노측정장비기술은연구개발의초 기단계임 광학및광융합관련측정장비시장수요및성장성이매우크기때문에전략제품으로 연구개발이수행된다면국내산업의발전에기여할수있을것이며 수입대체효과도클 것임 광융합측정장비기술은유사한측정장비개발로연계될수있어기술의확장성이매 우큰기술로 다양한나노측정장비의개발로이어질수있어파급효과가큼 - 196 -

전략제품 나 범위및분류 제품분류관점 나노측정장비는장비구성으로는스캐너와프로브 를이용하여시료를분석하는마이크로스코프 마이크로스코프와입력 출력을주고받는제어기 측정결과를디스플레이하는시스템으로분류되고제품으로는 융합현미경 융합현미경등이포함됨 제품분류관점 광융합나노측정장비구성으로는광원과측정 영상화부품으로분류되고 제품으로는선형광융합관련측정장비와비선형광 레이저 을이용하는 테라 파나노이미징장비 실시간무스캔대면적고속분자이미징장비등이포함됨 [SPM 광융합나노측정장비의분류관점의범위 ] 대분류중분류세부제품 광융합나노측정장비 나노측정장비 광융합나노측정장비 장비 융합 장비 선형광학측정 비선형광학측정 등 융합현미경 융합현미경등 현미경등선형광융합측정장비 라만분광기 테라 파나노이미징장비 실시간무스캔대면적고속분자이미징장비등 공급망관점 측정장비적으로는 나노측정장비개발및생산 광융합나노측정 장비개발및생산으로분류되고 이장비를이용한 관련재료및소 자의측정및분석이포함됨 [ 공급망단계별주요제품분류 ] 대분류중분류세부제품 측정분석 측정장비 재료분석소자분석 나노측정장비 광융합나노측정장비 융합현미경 융합현미경등 현미경등선형광융합측정장비 라만분광기 테라 파나노이미징장비 실시간무스캔대면적고속분자이미징장비등 관련모든재료 관련모든소자 - 197 -

나노공정및측정장비 산업및시장분석 국내의다른산업에비해상대적으로취약한나노측정장비의상용화원천기술을확보하여사업화에기여할수있을뿐만아니라수요자인 관련재료및소자제품의조기개발에기여할수있음 광융합나노측정장비핵심기술은유사한측정장비및공정장비개발의기반기술이되기때문에파급효과가큼 장기간기술개발이진행되면독일 네덜란드 일본등광학분야강국과의기술격차를해소하는데큰역할을할수있는만큼관련중소기업들에대한정부의시기적절한지원책은향후광학산업이국가의중추산업으로발전할수있는초석이될수있음 나노융합공정 측정장비는주로반도체 디스플레이 정보저장기등 부품과 부품생산공정에활용되므로 이분야에서나노기술이적용됨에따라관련시장이크게성장할것으로예상됨 세계시장규모는 년 백만달러에서연평균 의성장률로 년에는 백만달러에이를것으로전망됨 가 니즈분석 나노기반 관련재료및소자의제품화가속화 è 시장니즈 수요가크게증가되고있는 광융합나노측정장비 주사탐침기술 광학기술을이용한계측기술의발전은다양한산업전반에영향을주고있으며 특히반도체산업및나노기반의미세가공부터초고속통신에이르기까지광범위한차세대기술의 및 등융복합기술기반에영향을미치고있음 소형화로인해복잡해지고있는제품의물성분석이나특성평가를위해이들장비기 능의특성을결합한융합측정장비의수요가크게늘어나고있음 나노측정장비는전자빔과이온빔의융합을통하여 의탐침성능에나노영상 기능을부가하여측정의한계를향상시키는방향으로발전하고있음 광융합 측정장비는산업및의료기술에접목가능한첨단 융합형기술로점차중요 성이높아지고있음 - 198 -

전략제품 광융합 측정장비기술은직진성이강한레이저를이용하여패널의실링공정 초미세가공이나패터닝을활용하여표면을개질하는기술 의학용메스나특정세포를선별제거하는기술 광학매체를이용하여데이터를재생하는기술 광섬유의전반사를활용한초고속통신기술및나노크기의입체적시료에대한성분및분자물성을파악하는현미경기술등이포함됨 제품의원가경쟁력향상을위한지속적인 과성능향상이필요 è 시장니즈 고성능 저가격측정장비의수요가많음 개발제품의원가경쟁력과성능향상을위해서고품질 저가격측정장비의수요가많음 높은해외의존도와부품소재가격급등으로인한수급불안정성 è 시장니즈 측정장비의국산화 현재나노측정장비대부분수입에의존하고있는실정이므로장비및부품은고비용 을치르면서도납기가길어조기제품개발에장애가되고있는상황임 나노측정장비 의국산화를통하여높은해외의존도를해결할필요가있음 구분촉진요인저해요인 정책 경제 사회 기술 세계적으로 바이오산업의발전과에너지및바이오 환경이슈가커지고있음 측정장비개발및사업화에대한정부차원에서의지원정책 국내의반도체 디스플레이등 산업의급성장과 및융합기술관련제품의개발및사업화로나노측정장비의활용분야가지속적으로확대 세계최고수준의국내 산업으로측정장비실장테스트가용이함 높은수준의 장비개발및제조기술 최근국내기업의광학측정장비사업화성공 [ SPM 광융합나노측정장비분야의 PEST 분석 ] 반도체산업육성을위한경쟁국가들의적극적정책지원이탄력을받고있는가운데국내정책지원의대응전략시급 세계경기침체에따른관련산업의저상장에따른기업의투자위축가능성 기술력이높고 규모가큰해외선진기업들과의쉽지않은시장경쟁으로시장진입장벽이높음 국내의취약한광학기술과계측기제품화원천기술 해외선진기업들에비하여국내측정장비제조회사의기술력과규모가상대적으로열쇠에있어서이를극복하는데장애가있음 고기능화융합화저가화 측정의용이성 고신뢰성 디자인 국내의다른산업에비하여상대적으로취약한나노측정장비의상용화원천기술을확보하여사업화에기여할수있을뿐만아니라수요자인 관련재료및소자제품의조기개발에기여할수있음 또한 광융합나노측정장비핵심기술은유사한측정장비및공정장비개발의기반기술이되기때문에파급효과가크고 장기간기술개발이진행되면독일 네덜란드 일본등광학분야강국과의기술격차를해소하는데큰역할을할수있는만큼관련중소기업들에대한정부의시의적절한지원책은향후광학산업이국가의중추산업으로발전할수있는초석이될수있음 - 199 -

나노공정및측정장비 나 산업특징및구조 관련재료및소자의제작공정및수율관리에서물성계측및분석이 중요하게활용됨 따라서 및 등의물성계측기술활용의증가로인해반도체뿐만아니라 디스플레이 및 등은연평균 이상의고성장이전망되고있음 광융합나노측정장비는기능의융합화및대면적측정으로발전하고있으며 근 접장측정으로분해능을향상시키는기술이개발되었음 펨토초레이저 극초단극자외선레이저등극한의광원을활용하는기술과단일분 자계같은나노크기시스템의순간적인회절 분광 영상정보를측정하는기술이개발 되고있으며 특히파장가변레이저는 년에 여대가출하되었음 분광기는목적에따라현재평균가격 달러 달러등다양하게분포되며 분해능도가격및분광목적에따라수나노에서수 수십미크론까지넓은기능을 갖고있음 램프 반도체레이저 고체및기체레이저 및태양광등다양한광소스에따 라광을파장별로분석하는분광기는 국산화가가능한상태이나외국산에비해 브랜드인지도및연구개발역사가길지않아틈새기반기술및차별성이필요함 년에는다양한형태의계측및물성측정장비의판매규모가세계적으로 천만여 대에이를것으로전망임 나노계측및측정시장의급격한성장과업체간경쟁과다로요구의규격이강화되 고가격 효율및수명등에대한요구가심화될것이며고효율 고신뢰성및고반복 재현성을위한차별화된기반기술확보가무엇보다중요함 긴시간반복되는작업속에서도안정적으로정확한계측을할수있는반복재현성 과고도의자동화가요구되고있음 - 200 -

전략제품 이밖에도원자현미경및다양한레이저기술을이용한새로운계측방법과융합기술이꾸준히개발되어현재약 여종이넘는원자현미경및레이저응용광계측장치들이있으며이런기술들의국산화가국내의나노기술및광기술발달에큰역할을할수있을것으로기대됨 [SPM 광융합나노측정장비중심의연관산업구조 ] 후방산업탄소나노소재 예시 전방산업 등 구성부품산업광원 가시광선 적외선 자외선 레이저 극한의광원 펨토초레이저 극초단극자외선레이저등 과측정관련부품 영상화부품등광융합측정장비구성부품산업 융합현미경 융합현미경등 테라 파나노이미징장비 실시간무스캔대면적고속분자이미징장비등 관련재료및소자 시스템 [SPM 광융합나노측정장비중심의 SWOT 분석 ] 강점 세계최고수준의 기술대국및관련인프라 고부가가치원천기술보유및신기술보유 정부의중공업및전기전자산업육성정책의결과에따른튼튼한내수기반 국내반도체시장의적응력이탁월 기회요인 약점 나노물성계측기술을가진종합기업의부재로인하여관련사업기반미약및국내기업의작은참여도 측정장비관련기초연구기반취약및핵심인력자원부족 산학연협력체계취약 해외관련기술네트워크및보유고급기술기반미흡 위협요인 국내외 시장의꾸준한성장및매출증대 국내의 분야의꾸준한수요에따른물성계측분야의성장여력이매우큼 선진업체의기술보호주의심화 선진국산업체들의시장선점에의한높은진입장벽 국외선진사의국내외시장선점에의한독점 다 시장현황 전망분석 광융합나노측정장비의핵심기술은유사한측정장비및공정장비개발의기반 기술이되기때문에최근수요가큰광학 전자빔 이온빔등의기술과융합되어동반 성장할것으로예상됨 광융합나노측정장비는유사한측정장비의개발로연계될수있어기술의확 장성이매우큰기술이므로다양한나노측정장비의개발로응용될수있어 광융합나노측정장비의시장이그비중을점차확대해나갈것으로예상됨 - 201 -

나노공정및측정장비 광융합나노측정장비의 년세계시장규모는약 억달러로 년약 억달러까지연평균 의성장률로지속성장할것으로예상되며 국내시장역시 년약 억원에서 년 억원까지연평균 의성장률로지속적으로성장할것으로전망됨 [ 나노박막증착장비시장현황및전망 ] 구분 단위 백만달러 억원 성장률 세계시장 국내시장 자료 라 공급망 분류 에따른분석 광융합나노측정장비는측정장비제조회사가공급하고있으며 관련재료및소자의측정분석을위해서활용됨 기반나노머시닝방식의최초장비는 사 미국 에서 과몇몇투자회사의지원으로개발한 모델 회로선폭 수준대응제품임 임 이후회로선폭 수준에대응하는신제품이출시되고 모든포토마스크샵에보급되어 및 의직선형태의패턴에서결함리페어에주력으로쓰이고있음 루퍼스는비접촉센싱작업을통해서 방법론 루퍼스자체개발 에의해글라스렌즈및초정밀표면을계측하고위상에대한분석을통해형상화시켜연마된나노급표면을측정하는장비및장치를설계 제작하고있음 의레이저소스를활용하여파장및주파수분석을통해해석및분석에활용하고있음 필름메트릭스는주로박막두께를측정하는전문업체로 스펙트랄리플렉턴스 에의한정보를통해두께를해석하고형상화하는측정장비및장치를설계 제작하고있음 매질이다른두개혹은그이상의물체에반사되는파장을센싱하여파장및주파수분석을통해얇은필름의자기적필드에서편광되는성질을활용하여사용함 - 202 -

전략제품 스틸 는 과 에의해표면의형상정보를받아서해석하여표면을형상화하는측정장비및설비를설계 제작하고있음 측정을위한소스는 혹은램프를사용하고있으며 공초점방식을사용하여측정거리를통해혹은주파수분석을통해형상화작업을수행하고있음 소스및센싱부분이하나의경통에들어있으며 소스의원활한해석을위해 개의렌즈를활용하여해석및분석에사용하고있음 또한반도체의범프측정등에활용성이높음 루메트릭스는 소스와레이저소스등을활용하여다층필름 박막등미크론혹은나노레벨의표면을측정하거나두께를측정하는방식을사용 독특한광학적방법을통해측정장비 장치및설비를설계 제작하여양산하고있음 나노메트릭스는 및 등광학적인분석방법을골고루갖추고있으며 이에대한측정장치및장비등을설계제작하는업체임 분광기에대한기술도가지고있어 방식을통해 웨이퍼의두께 종류 재료특성등성분분석등에측정장비및장치를활용하고있음 및 각각에대한국내기반도규모나기술력측면에서빠른속도로발전하 고있음 국내는 주 주 나노포커스 엠포시스 주 등이 을제작판매하고 있는데 특히나노포커스는마스크리페어장치에핵심적인역할을하는 원천 기술 제품화기술을보유하고있음 특히탐침제어를이용한나노머니퓰레이션 탐침기반시각기술 기술분야에세계최고 수준의기술을확보하고있음 한편 분야에서는 주 새론테크놀로지 주 코셈 주 세크등국내기업에서 을자체제작하여판매하고있으며시장점유율을높여가고있는추세임 - 203 -

나노공정및측정장비 국내의열악한장비산업인프라에비해본개발에필요한주변인프라기술이축적되 어있어기술경쟁력이상당히확보되어있는상황임 물성계측기술은스테이지 측정모듈 제어시스템및센서들로구성됨 스테이지는 복합소재 정반및구동시스템등으로분류될수있으며 측정모듈은광소스 광학모 듈및분석모듈등으로구축할수있고 제어시스템및센서들로구성됨 반도체 및 등에활용하는웨이퍼모서리 물성측정 필름류들의물성중하나인박막두께측정 화학공정등의슬림화작 업모니터링등가능상품들이다양하게많이있음 지메릭은반도체및디스플레이산업등의측정및계측검사전문업체이며 스테이 지설계 제작을하고이에대한정반및구동시스템을구축하여광학모듈과연결하 고 분석모듈을통해시스템을구축가능함 스펙트로는일반체르니터너방식의원리를기초로한분광기설계및제작하는전 문업체로분석모듈만을제작하여연구개발하고있음 나노베이스는자체원리에의한설계방식 제작및제조를통해분광기를설계하고 반도체레이저칩을활용하여튜너블레이저를파장별로설계 제작및라만시스템을 설계및제작가능함 동우옵트론은일반체르니터너방식의원리로분광기를설계및제작하는전문업체 이며 솔라시뮬레이터등계측장비설계및제작이가능하며응용장비설계및제 작가능함 반도체웨이퍼의형상측정등은한국표준과학연구원에서연구개발을진행중에있으며 파장을 가지형태의스위칭방식으로활용하고이에따라위상차 를 및 로가변하여 알고리즘을통해 차원형상화하는연구개발을수행하고있음 백색광의램프광소스를활용하여박막의표면및글라스 의표면상태등을 측정및계측하는용도로사용하며 프리시젼에서현재 생산공정에서활 용하고있고차세대형태로형상처리속도가빠른장비를연구중에있음 - 204 -

전략제품 공급망단계 나노측정장비광융합나노측정장비재료분석소자분석 주요내용 기반측정장비광학기반측정장비 주요제품 기술 해외기업 국내기업 융합현미경 융합현미경등 등 주 나노포커스 엠포시스 주 현미경 선형광융합측정장비 테라 파나노이미징장비 실시간무스캔대면적고속분자이미징장비등 등 케이맥 지메릭 스펙트로 나노베이스 동우옵트론 등관련재료공정의측정및분석 등관련재료 등동진세미켐 사파이어테크놀로지 크리스탈온 일진 등 등관련소자공정의측정및분석 등관련소자 등 실리콘웍스등 중소기업참여정도 중소기업시장점유정도 [ 공급망분석종합 ] 중소기업의참여정도와점유율은주요제품시장에참여하는중소기업의참여규모와정도 업체수 비율등 를고려하여 단계로구분후점수화함 낮은단계 중간단계 높은단계 기업니즈조사 광융합나노측정장비분야중소기업의니즈분석을통한현황을살펴보면 다양 한중소기업들이융합을기반으로하는다양한제품을개발 판매를진행하고있음 박막두께측정장비 모터 분광계 렌즈등의제품을개발 판매하고있음 또한 광융합나노측정장비와관련하여아래와같은기술개발수요가존재함 박막두께분석기술및알고리즘 편광제어 측정 분석기술등이있음 광융합나노측정장비의중소기업들은기술을기반으로다양한산업분야 적용분야의시장진입을위한개발계획을가지고있음 박막두께측정장비 렌즈 필터광학모듈조명장치 제타전위입자측정가능한나노입도분석기등의제품에대해향후생산계획을가지고있음 이를위해아래와같은내용의기술개발계획을가지고있음 광학모듈개발 제타전위입자측정가능한회로및관련이론설계등이있음 - 205 -

나노공정및측정장비 요소기술후보군 [ 요소기술후보군 ] 중분류 요소기술 출처 복합장비기술 전문가추천 환경분석 기술 전문가추천 기술 전문가추천 환경분석 방사선근접장탐침기술 전문가추천 환경분석 나노크리스탈프로브제작기술 환경분석 자기공명검색 마이크로자기공명검색기술 환경분석 핵심요소기술선정 산업및시장분석 중소기업니즈분석 전문가추천요소기술과특허분석을통한요소기술후보군을통합검토하고 건문가합의를통해최종요소기술로조정함 도출된요소기술의범위와수준 중소기업적합성과시급성등을고려하여요소기술명을보완함 타전략제품영역과중복되는요소기술들을제거하였고 연차별로추진가능한요소기술들은하나로통합함 중복된요소기술을통합하고기술간레벨링조정을통해최종요소기술도출함 중분류최종요소기술출처 복합장비기술개발전문가추천 환경분석 기술개발전문가추천 기술개발전문가추천 기술개발전문가추천 환경분석 방사선근접장탐침기술개발전문가추천 환경분석 카본 프로브등나노프로브제작기술개발특허 전문가추천 융합현미경 이온빔융합현미경기술개발 전문가추천 두께등모재의파라미터규명을위한광학측정기술개발특허 전문가추천 라만분광기회절신호를활용한고감도광학측정기술개발전문가추천 테라 파나노이미징장비 실시간무스캔대면적고속분자이미징장비 [ 요소기술조정결과 ] 테라 파나노이미징장비개발 실시간무스캔대면적고속분자이미징장비 전문가추천 전문가추천 고감도고출력및낮은내재전력터널링자기저항장치제작기술특허 전문가추천 - 206 -

전략제품 기술성 시장성 중소기업적합성 정책부합성을기준으로도출된요소기술조정결과를기반으로핵심기술선정위원회를통하여중소기업에적합한핵심기술을선정함 핵심기술선정의세부평가항목으로는 기술개발의시급성 기술개발파급성 정부지원필요성 단기개발가능성을고려하여핵심기술을선정함 전문가 평가를통해가중치를설정하고 전문가평가를통해최종핵심기술을선정함 [ 핵심기술선정결과 ] 중분류복합기술나노탐침융합현미경 핵심요소기술 복합장비기술카본 프로브등나노프로브제작기술 이온빔융합현미경기술 두께등모재의파라미터규명을위한광학측정기술 비선형분광이미징 회절신호를활용한고감도광학측정기술 테라 파나노이미징장비기술 고속분자이미징 실시간무스캔대면적고속분자이미징장비기술 로드맵기획 가 연구개발목표설정 [ 선정된핵심요소기술에대한연구목표 ] 공급망또는중분류 핵심요소기술 기술요구사항 개발목표 차년도 차년도 차년도 최종목표 복합기술 복합장비기술 결합유형 단면 과 결합 탑다운 과 장치결합 탑다운 과 장치결합 결합용 제작및운용기술 나노탐침 카본 프로브등나노프로브제작기술 인장강도및영율 인장강도및영율 및 인장강도및영율 및 인장강도및영율 및 고인장나노탐침개발 융합현미경 이온빔융합현미경기술 결합에따른신기능 물질 탐침간나노상호작용의실시간현미경영상화 나노형상의삼차원측정 측정및공정의인시츄실시간영상화 이온빔에의한나노식각및증착의인시츄삼차원특성평가 융 복합을통한측정공정모드개발 - 207 -

나노공정및측정장비 공급망또는중분류 핵심요소기술 두께등모재의파라미터규명을위한광학측정기술 기술요구사항 분해능 알고리즘 개발목표 차년도 차년도 차년도 응용기술및파장분석알고리즘및분해능 이내 응용기술및파장분석알고리즘및분해능 이내 응용기술및파장분석알고리즘및분해능 이내 최종목표 응용및파장분석및고정도광학기술개발 비선형분광이미징 회절신호를활용한고감도광학측정기술 레이저광원 분해능 및적외선레이저광원개발및분해능 이내 및적외선레이저광원개발및분해능 이내 및적외선레이저광원개발및분해능 이내 고정도광학운영기술개발 테라 파나노이미징장비기술 결합에따른신기능 차원화상 극초단파및튜너블레이저응용기술설계및제작 고속 고정도및고밀도분광기설계및제작기술 실시간화상및이미징기술 내의고속분자이미징을위한통합운용및프로그램설계및제작 고속분자이미징 실시간무스캔대면적고속분자이미징장비기술 결합에따른신기능 차원화상 표면증강라만기술설계및제작 생체인식을위한나노입자제작기술 이내의실시간나노복합물성측정및이미징기술 내의고속분자이미징을위한통합운용및프로그램설계및제작 나 로드맵기획 - 208 -