IT 부품정보 IT 부품정보 주요국 나노기술 개발 동향 1. 개요 밀가루 입자는 눈에 보일 듯 말 듯 하지만 그 직경은 10~100 μm 정도이다. 선진 각국이 개발 대상으로 삼고 있는 나노 입자는 직경이 10nm 이하로서 밀가루 입자에 비해 그 직경이 1/1,000~ 1/10,000 이하인 초미립자를 말한다. 나노는 10 억분의 1 을 나타내는 단위로 1 나노미터는 1 미터의 10 억분의 1 을 말한다. 지구의 크기를 1 로 할 경우, 1 나노는 지름 1cm 의 콩 크기 정 도에 해당한다. 바이러스는 10nm 크기이고, DNA 나 분자의 크기가 약 1nm 와 비슷하다. 일반 적으로 1~100nm 를 나노 영역이라 부르는데, 즉 물질을 구성하는 분자나 원자의 세계를 대상 으로 한다. 일반적으로 나노 기술(Nano Technology: NT)은 나노미터 스케일의 원자나 분자를 조작, 제 어하여 물질의 구조나 배열을 제어함으로써 나노 특유의 특이성을 이용한 새로운 기능, 우수한 특성을 발현해 내는 기술을 총칭한다. 나노기술로 인해 종래의 상식을 뛰어 넘는 신소재, 신물질 이 계속 발견되고 있으며, 정보, 소재, 의료, 가공 등 다양한 분야에서 혁신적 기술로 발전해 나 밀가루 bacteria virus DNA 수소원자 1mm 100 μm 10 μm 1 μm 100nm 10nm 1nm 0.1nm nano 입자: 1~100nm 선진국에서는 1~10nm 정도 의 초미립자의 연구가 활발히 진행되고 있다. nano 입자 원자, 분자 (그림 1) 나노 입자의 크기 * 본 내용과 관련된 사항은 IITA 정보인프라팀 문병주 팀장( 042-710-1380, email: bjmoon@iita.re.kr)에게 문의하 시기 바랍니다. ** 본 내용은 필자의 주관적인 의견이며 IITA 의 공식적인 입장이 아님을 밝힙니다. - 47 -
주간기술동향 통권 1327 호 2007. 12. 19. 가고 있다. 이에 나노 기술은 과학과 산업의 패러다임을 바꿀 기술로 각광받고 있다. 우리나라에서도 완전히 새로운 기능이나 속성을 가지면서 기존 기술 및 시장 진입장벽을 무 력화시키는 파괴적 기술(Disruptive Technology) 을 개발하기 위한 프로젝트를 계획하고 있다. 향후 10~15 년간 세계 시장에서 고부가가치를 창출할 수 있는 제품의 핵심 원천융합기술을 확 보하기 위한 프로젝트로, 2020 년까지 지속적으로 추진되며 총 28 개 과제에서 최소 30 개 이상 의 국제 원천특허 포트폴리오를 확보하는 것이 목표다. 30 개 과제는 모두 IT 기술을 기반으로 NT 분야 10 개, BT 분야 9 개, ET 분야 11 개로 구성되어 있다. 이러한 기술 중 대표적으로 주 목받는 기술들은 대부분 나노 기술과 관련된 것이다. 이번 호에는 이러한 관점에서 IT, NT, BT 의 융ㆍ복합에서 미래형 핵심기술로 평가받고 있 는 나노기술의 시장 선점을 위한 각 국가들의 나노기술 개발 동향을 살펴보도록 한다. 2. 나노기술 시장 전망 일본의 후지키메라총합연구소( 富 士 キメラ 總 硏 )는 2007 년 1~3 월 서브미크론, 나노, 싱글 나노 등 미립자 크기의 이점을 살려 다방면에서 활용이 늘어나고 있는 미분체 제품의 시장을 조사 분석 한 2007 년 미분체 시장의 현상과 장래 전망 보고서를 발간했다. 이 보고서는 파인세라믹스(원료 분말), 금속산화물/금속, 플라스틱, 나노재료 및 기타 무기재료 등 5 개 분야, 47 품목에 대한 미분 체 시장을 다루고 있다. 나노재료 등 주요 주요 미분체 시장의 매출규모 전망은 다음과 같다. 가. 전세계 금속 나노입자 시장: 2010 년 170 억 엔 전망 금속 나노입자는 일반적으로 입자 크기가 100nm 이하인 금속미립자 로 정의되지만 조사에 서는 입자크기가 10nm 이하인 금ㆍ은ㆍ구리 나노입자 를 대상으로 하였다. 현재 금속 나노입 <표 1> 미분체 시장 조사 대상 분야와 품목 조사 분야 파인세라믹스 금속산화물/금속 플라스틱 나노재료 기타 무기재료 주목 응용제품 품목 알루미나, 지르코니아, 탄화규소, 질화알루미늄, 질화규소, 질화붕소, 티탄산바륨 초미립자 산화티탄, 초미립자 산화아연, ITO(타겟재), [ITO 미립자], 니켈초미분, 탄탈륨분, 은분, 구리분, 구리 초미분, 땜납분, 알미늄분, 텅스텐 아크릴계, 스티렌계, 폴리에틸렌계, [EMMA], PAN, 나일론, [초고분자량 폴리에틸렌], 폴리우레탄 계, 페놀(벨펄), 실리콘, 벤조구아나민, 멜라민계, 불소수지, 고흡수성수지(SAP) 탄소나노튜브ㆍ파이버, 풀러렌, 나노 유리, 나노 다이아몬드, 금속 나노입자 활성탄, 탄산칼슘, 제올라이트, 탄산스트론튬, 실리카(결정ㆍ용해, Fumed Silica, [펄분], [Talc], 도 전성 카본블랙 비즈 스페이서, 은나노 페이스트, CMP 슬러리, 열팽창성 마이크로 캡슐 - 48 -
IT 부품정보 자는 샘플 출하가 주이며, 시장은 본격적으로 형성되지 않고 있다. 일부에서 전도성 페이스트, 자동차용 도료 등 실용화가 진행되고 있지만 2006 년 시장은 0.1 톤, 1 억 엔 규모로 추정된다. 금, 은 나노입자는 전자 디바이스의 접합ㆍ배선재료 등 일렉트로닉스 분야에서의 사용이 대부분 을 차지하고 있다. 금, 은에 덧붙여 구리입자도 주목받고 있어 앞으로 한층 진전이 예상된다. 나. 전세계 나노 유리 시장: 2010 년 예측 23 억 엔 전망 나노 유리는 나노미터 수준에서 구조를 제어하고 종래의 유리를 고기능화시킨 것이다. 즉, 유리 중에 이온, 분자, 초미세결정을 하이브리드화해서 분산시키거나, 전자선, 레이저, 이온 빔을 조사하여 유리 내부 및 표면에 초미세가공을 실시한 것으로, 나노테크놀로지를 응용해 원자ㆍ분 자수준 또는 1~수십 nm 스케일에서 유리 구조를 제어하고 신규 기능의 발현ㆍ제어를 가능하게 한 신소재이다. 나노 유리는 유리의 응용 재료로서 일렉트로닉스 분야, 에너지 분야, 환경 분야 등에서 그 응용이 예상되나 아직 시장은 형성되어 있지 않다. 향후 광 분야, 전기전자 분야, 기 계, 화학, 생체 분야 등 뉴글래스에 의해 형성되어 있는 시장의 일부를 대체함으로써 시장이 전 개되어 갈 것으로 예측된다. 다. 파인세라믹스 일본 시장: 2010 년 779 억 엔 전망 수량 베이스로 약 95%를 차지하는 알루미나의 동향이 전체를 좌우한다. 금액 기준으로 알루 미나 외에 티탄산바륨, 지르코니아의 비중이 높고, 이 3 개 품목이 약 85%를 차지한다. 알루미 나는 60% 이상(2006 년)을 범용 알루미나가 차지하고, 저( 低 )소다 알루미나가 20% 이상이다. 소결( 燒 結 )이 용이한 알루미나, 활성 알루미나, 고순도 알루미나 등의 고기능품도 서서히 증가하 고 있다. 메이커의 생산 체제가 고기능품으로 이동하고 있고, 범용 알루미나의 비중이 저하하고 있다. 한편, 고기능품은 대체로 호조를 띠고 있고, 특히 저( 低 )소다 알루미나, 고순도 알루미나는 LCD 용 부재를 중심으로 수요가 확대되고 있다. 지르코니아는 자동차 배기가스 촉매, 산소센서, <표 2> 주요 미분체 시장 전세계 매출규모 추이 전망 (단위: 억 엔) 분야 2006 년 시장규모 2010 년 시장 전망 2006~2010 년 성장률 금속 나노입자 - 170 - 나노 유리 - 23 - 파인 세라믹스 주) 667 779 117% 금속산화물/금속 4,051 5,527 136% 플라스틱 299 449 150% 나노 재료 323 900 279% 주) 파인세라믹스 시장은 일본시장을 대상으로 조사 <자료>: 후지키메라총합연구소, 2007 년 3 월 조사 - 49 -
주간기술동향 통권 1327 호 2007. 12. 19. 광섬유 페룰(ferrule) 등의 재료로 용도가 확대되고 있다. 티탄산바륨 시장도 적층 세라믹 콘덴 서용이 호조를 보이고 있다. 라. 전세계 금속산화물/금속 시장: 2010 년 5,527 억 엔 전망 일렉트로닉스 수요의 확대와 함께 고성장하고 있다. 특히, ITO 타겟재, 은분, 니켈초미분, 땜 납분 등이 고성장세이다. 2006 년의 12 개 품목 시장은 5 만 3,599 톤, 4,051 억 엔으로, 향후 수 량 베이스로 연평균 3.4%, 금액 베이스로 연평균 8% 정도 성장할 것으로 예측된다. 일렉트로닉 스 분야에 이용이 많고, 미세화 및 하이브리드화 등 기능이 해마다 고도화되고 있다는 점이 고 가격화로 연결되는 것으로 분석된다. 또한 고기능화의 진전도 금액 기준 신장률이 높은 요인이 되고 있다. 금속산화물의 용도분야는 한정되어 있으며, 초미립자 산화티타늄과 초미립자 산화아 연은 화장품이 주용도이며 자외선방지 수요가 중심을 이루고 있다. ITO 타겟재는 디스플레이 수 요에 의존하는 구조로, 디스플레이용 수요가 호조이기 때문에 순조롭게 확대되고 있다. 마. 전세계 플라스틱 시장: 2010 년 449 억 엔 전망 2006 년 시장은 1 만 2,376 톤, 약 300 억 엔으로, 앞으로 폴리우레탄계, 아크릴계, 실리콘의 3 개 품목이 고성장하고, 2010 년에는 2 만 4,478 톤, 약 450 억 엔에 달할 것으로 예측된다. 아 크릴계는 확산 시트나 확산 판 등 액정패널 부재용의 광 확산재 수요가 시장을 견인하고 있다. 액정패널용은 판매량의 확대 및 패널 면적의 대형화에 의해 급격히 확대되고 있다. 또한 건축 도료의 내구성 향상을 위한 첨가제 수요의 증가도 아크릴계 시장 확대에 기여하고 있다. 폴리우 레탄계는 슬래시 성형(slash molding: 가열한 금형에 미립자상의 수지를 그대로 흘려 넣고, 금형 이 갖고 있는 열로 수지를 용융시켜 균일한 박막 표피를 만드는 성형법)용의 수요에 견인되어 확대되고 있다. 계기판(instrument panel)으로 대표되는 자동차 내장 표피재용 성형재료로 사용 되고 있다. 디자인성이 우수한 설계가 가능하고, 2000 년 첫 도입 후 급속히 성장하고 있다. 실 리콘 미립자는 수지첨가제나 화장품원료로서 사용되고 있다. 특히 확산판용의 광확산재 수요가 급증하고 있고, 액정패널의 수요증가, 패널 면적의 확대에 따라 앞으로도 확대할 것으로 예측된 다. 다른 폴리머계 미립자와 비교해서 고가격이기 때문에 광확산 이외의 용도는 실리콘의 기능 을 필요로 하는 부분에 한정될 것으로 추측된다. 바. 전세계 나노 재료 시장: 2010 년 900 억 엔 전망 2006 년 시장은 305 톤, 323 억 엔이었다. 나노 유리, 나노 다이아몬드, 금속 나노입자는 2007 년 이후에 본격적으로 수요가 늘기 시작해 급성장이 예상되며, 2010 년 시장은 983 톤, 900 억 - 50 -
IT 부품정보 엔으로 예측된다. 기존에 없던 기능 부여로 인해 나노재료의 연구는 산학연에서 활발하게 행해 지고 있다. 대상 나노재료 가운데 앞서 가고 있는 것은 탄소나노튜브/파이버, 풀러렌이며, 수요 처가 확립되어 있지 않지만 이미 실적이 있고 호조 속에 시장이 확대되고 있다. 탄소나노튜브/ 파이버는 탐침(probe), 형광표시관, 리튬이온전지용 첨가제, 수지복합재료, 탄소섬유강화탄소 (C/C) 복합재료 등에 채용되고 있다. 또 연구 개발용, 샘플 출하도 많다. 향후 특히 전지용 재료 나 수지복합재료의 수요가 증가할 것으로 예측된다. 풀러렌은 볼링공에서의 실용화를 비롯해, 스포츠 용품, 안경 프레임, 에어컨ㆍ엔진용 윤활제, 화장품 등에 사용되고 있으며, 다목적 첨가 제로 서서히 시장이 확대되고 있다. 향후 저가격화와 활용분야 확산으로 시장 확대가 예측된다. 3. 주요국 개발 동향 가. 미국 미국의 국가나노기술전략(NNI)의 수립은 1990 년대 중반부터 시작되었으며, 개발 초기부터 나노기술의 다양한 속성을 논의하고 기술개발에 대한 사회적 부작용을 최소화하는 문제들에 대 한 논의가 전개되어, 나노기술의 사회적 영향문제는 NNI 설립 초기부터 주요한 연구개발지원분 야로 부각되었다. 이는 2001 년 이후 한국, 일본, 대만, EU 등에서 수립된 나노기술연구개발전 략이 나노기술의 특정한 연구분야를 개발하는 기술개발 위주에 초점을 맞춘 것과 대조되는 대목 으로, 미국 NNI 의 독특한 특징을 형성하였다. 1 차 NNI 의 성과를 바탕으로 하여 2004 년 12 월 미국의 국가과학기술원회(NSTC)가 향후 5~10 년을 내다보며 수립한 제 2 차 국가나노기술전략을 수립하였다. 기존의 5 개의 투자지원 <표 3> NNI 참여기구별 역할 역할 주관기관 책임분야 과학정책관리 프로그램 관리 및 조정 교류, 업무추진, 보고 - 대통령비서실 - 과학기술정책국(OSTP) - 국가과학기술위원회(NSTC) - 대통령과학기술자문위원회(PCAST) - 나노기술분과위원회(NSET) 참여 연방 부처 - 나노기술조정국(NNO) - 나노기술을 우선 연구분야로 설정 - 예산 생성 및 붜별 할당 - 의회와 협의 - 전략개발 및 조정 - 부처간 교류 및 조정작업 - 의회, 학계, 산업계, 일반인을 위한 보고서를 NSET 및 NNI 를 대신하여 발행 - NNI 교류활동 및 대국민 창구 기능 수행 - NSET 사무국 자문 - 국가나노기술자문패널(NNAP) - 2 년마다 NNI 평가 및 대통령 자문 심사 평가 - 국가연구위원회(NRC) - 3 년마다 NNT 활동 평가 - 51 -
주간기술동향 통권 1327 호 2007. 12. 19. 분류체계 대신에 새롭게 4 개의 목표와 7 개의 프로그램구성영역(Program Component Area: PCA)으로 재편되었는데, PCA 는 부처별로 추진하고 있는 나노기술개발 프로젝트를 7 개의 비슷 한 연구영역으로 분류한 것으로 5 개의 연구분야 PCA1(나노기초원리), PCA2(나노소재), PCA3 (나노소자와 시스템), PCA4(나노측정 및 표준화), PCA5(나노제조)와 2 개의 연구지원 부문 PCA6 (연구시설), PCA7(사회영향)을 포함하고 있다. 2006 년 들어 미국은 나노기술개발연구센터 및 사용자 이용시설(user facility) 구축 강화에 주력하였다. 시설 및 장비분야는 국가나노기술전략(National Nanotechnology Initiative: NNI)의 핵심이라는 인식 아래 2006 년 센터 및 사용자 시설을 50 개 이상 구축 및 운영하고 있다. 연구 개발뿐만 아니라 국제협력 활동도 지속적으로 확대해 내가고 있다. 나노기술의 국제표준제정 활 동 지원을 통한 표준 제정 주도권 유지에도 주력하고 있는데, 미국 표준협회의 나노기술표준패 널(ANSI-NSP) 및 공인기술자문그룹(TAG), 국제표준화기구나노기술소위원회(ISO/TC 229) 등 의 참가와 관련 재정지원활동을 전개하고 있다. 미국은 국제표준화기구(ISO/TC 229) 활동을 통 하여 나노기술의 환경ㆍ보건ㆍ안전 영향에 관한 국제 표준 제정의 주도권을 잡아나가고 있다. 미국 정부의 2008 회계연도(2007.10~2008.9)의 나노기술연구 개발비 규모는 지난해 보다 4%가 증가한 14 억 4,700 만 달러인 것으로 발표되었다. 전체 총 연구개발비는 전년대비 3%가 증가한 1,426 억 달러이며 국가나노기술전략(NNI) 추진예산은 전년대비 4% 증가한 14 억 4,700 만 달러규모이다. 이 같은 예산규모는 NNI 초기연도인 2001 년보다 3 배 이상 증액된 것 <표 4> 미국 부처별 나노기술 연구개발 예산 현황 (단위: 백만 달러) 부처 2001 2007-52 - 2008 (제안) 2007 년 대비 증가율 2001~2008 년 증가율 과학재단(NSF) 150 373 390 5% 160% 국방부(DoD) 125 417 375-10% 200% 에너지부(DoE) 88 293 331 13% 277% 보건복지부(NHS) 40 175 208 19% 420% 상무부 기술표준원(NIST) 33 89 97 9% 194% 항공우주국(NASA) 22 25 24-4% 9% 환경보호청(EPA) 5 9 10 11% 100% 농업부(USDA) 0 7 8 14% - 국토안보부(DHS) 0 1 1 0% - 법무부(DOJ) 1 1 1 0% 0% 교통부(DOT) 0 1 1 0% - 계 464 1,391 1,447 4% 212% <자료>: 백악관 과학기술정책실(OSTP) 2008 회계연도 NNI 예산 개요
IT 부품정보 으로 총 누적투자 규모는 83 억 달러에 달한다. 정부 부처별 예산배분현황을 보면 과학재단(NSF) 이 3 억 9,300 만 달러로 제일 많은 투자를 하고 있으며 이 뒤를 이어 국방부(DOD) 3 억 7,500 만 달러, 에너지부(DOE) 3억 3,200 만 달러, 보건복지부(HHS) 2억 800 만 달러의 예산을 책정 하였다. 이들 네 개 부처에 미국 전체 나노예산의 90.2%가 배정되어 있다. 국방부(DOD)는 나노수준의 기초원리 탐구로 전투병(Warfighter), 전투시스템 성능을 개선하 는 연구 프로젝트의 지속적으로 지원하며, SBIR/STTR, Manufacturing Technlogy(MANTECH) 프로그램을 활용하여 나노제조연구 지원 강화 및 나노기술기반 제품의 국방기술 이전을 지원하 고 있다. 에너지부(DOE)는 2006 년에 5 개의 나노과학연구센터 중 4 개의 센터를 건설 완공하 였으며, 2007 년에는 전체 운영체제를 구축할 예정이며, 수소 경제(hydrogen economy), 태양 에너지 변환, 나노 소재의 나노 수준 원리 연구 및 특성평가 장비개발 분야의 예산을 증대하였 다. 과학재단(NSF)은 7 개의 PCA 중 PCA1 인 기초연구 분야와 PCA7 인 나노기술의 사회영향 부문에 대한 연구를 주도하고 있다. 2007 회계연도 예산 요청액을 살펴보면, 나노기술 예산은 3 억 7,320 만 달러이며 이중 5,900 만 달러를 PCA7(사회영향)에 할당하고 있다. 이는 NSF 나노 예산의 16% 수준이다. 나. 유럽 유럽연합의 과학기술개발은 연구개발의 통합 및 조정 을 목표로 1984 년부터 도입된 프레임 워크 프로그램(Framework Program: FP)을 통하여 추진되고 있다. 유럽연합은 2000 년 초부터 나노기술 분야를 FP 체제 내에서 전략적인 연구개발 부문으로 설정하고, 연구지원을 강화해 오 <표 5> 유럽연학의 나노기술시행계획(2005~2009 년) 분야 연구, 개발, 혁신 인프라 구조와 유럽의 우수센터 학제간 인력 자원 산업혁신 사회적 차원의 통합 공중보건, 안전, 환경, 소비자보호 국제협력 전략 집행 주요 시행계획안 - FP7 에서 나노기술 연구개발 강화, FP6 보다 예산 2 배 확대 - FP7 의 우선투자 분야인 정보통신기술 부문에서 나노 전자공학 연구 지원 강화 - 기존 유럽지역의 나노기술 인프라구조 지도 작성 - 성공사례 교환을 통한 부가가치 최대화 방안 연구 - 특히 중소기업에게 학계의 연구결과를 기술 이전하여 산업화 촉진 주력 - 교육훈련 성공사례 확산 및 네트워킹 촉진 - 나노기술 상업화 성공사례 교환, 산업화 모색 강화 - 산업과 연구개발기관/대학 사이의 라이선싱 협력 촉진 - 도전적 기업가 정신을 가로막는 사회, 정치, 심리학적 장벽 문제 대응 - 윤리적 검토를 통한 나노기술 연구개발의 지속적인 책임성 보장 - 나노기술의 이용과 응용에 관계된 안정성 문제의 구체화 - 나노기술의 책임있는 사용과 개발을 위한 선언이나 행동규범을 채택하기 위한 국제 수준의 대화 강화 - EU 차원의 나노기술 연구개발을 조정하는 구심점 설립 - 53 -
주간기술동향 통권 1327 호 2007. 12. 19. 고 있다. 6차 프레임워크 프로그램(2002~2006, 이하 FP6)은 유럽지역의 연구통합, 유럽연 구지역(European Research Area: ERA)구축, ERA 의 강화 등을 주요 목적으로 설정하고 있 으며, 유럽지역의 연구활동 통합화를 촉진하기 위하여 7 개 핵심 연구 분야를 선정하고 있다. 나 노기술은 생명 공학, 정보기술 분야와 함께 이러한 핵심연구기술 분야의 하나로 선정되었으며, FP6 는 전체 연구개발 예산 175 억 유로 중에서 13 억 유로를 나노기술 및 관련 연구예산 부문 에 편성하였다. 제 7 차 프레임워크 프로그램(이하 FP7, 2007~2013)에서도 나노기술은 9 개의 핵심 연구분야의 하나로 선정되었다. 유럽연합의 나노기술개발은 유럽연합집행위원회(EC)가 수립한 나노기술전략과 시행계획에 <표 6> 유럽연학의 나노기술시행계획(2005~2009 년) 분야 나노전자 나노바이오 기술ㆍ생체재료 영역 나노사이언스ㆍ물질과학 영역 재료 영역 나노기술ㆍ재료 분야 추진 기반 영역 나노시술ㆍ재료 분야 추진 기반 영역 내용 - 종래의 실리콘 반도체를 뛰어넘는 차세대 실리콘 기반 나노 전자공학 기술 - 전자ㆍ광제어 나노 전자공학 기술 - 보안 전자공학 기술 - 나노 스케일에 대응한 전자공학제조 기술 - 환경과 경제가 양립하는 에너지절약 환경조화 나노 전자공학 기술 - 생체의 구조ㆍ기능 등을 해명하는 분자 이미징 기술 - 나노 바이오 기술을 응용한 식품 - 생체 내의 분자를 조직하는 기술 - 이미징 기술을 중심으로 한 진단치료법 - 초미세가공 기술을 이용한 기기 - 극미량 물질을 검출하는 기술 - 생체에 우수한 고안전ㆍ고기능성 생체 디바이스 - 재생 유도용 재료 - 양자계산 기술, 계면의 기능 해명ㆍ제어, 생체 나노시스템의 메커니즘 해명 - 강상관 일렉트로닉스의 전략적 추진 - 에너지 문제 극복 에너지 극복문제 - 미보급된 에너지 이용을 구체화하는 재료 기술 - 고효율의 에너지 이용을 위한 혁신적 재료 기술 환경과 조화되는 순환형 사회의 실현 - 유해물질ㆍ재료 대책에 기여하는 재료 기술 - 희소자원ㆍ부족자원 대체 및 효율적 이용 기술 - 환경개선ㆍ보전을 위한 재료 기술 안전ㆍ안심 사회의 구축하는 재료 이용 기술 산업 경쟁력의 유지ㆍ강화 - 세계를 선도할 전자기기를 위한 재료 기술 - 국제 경쟁력이 있는 수송기기를 위한 재료 기술 - 차세대 혁신적 재료ㆍ부재의 제작 기술 기술기반 - 혁신적 나노 측량ㆍ가공 기술 - 양자 빔 고도 이용 계측ㆍ가공ㆍ제작 기술 - 물성ㆍ기능 발현 지향의 시뮬레이션ㆍ디자인 기술 추진기반 - 나노 기술의 책임 있는 연구개발 - 나노 기술ㆍ재료분야의 인재육성과 연구개발의 환경정비 - 54 -
IT 부품정보 기반하고 있다. 유럽연합은 2004 년 5 월 나노기술개발전략을 발표하였으며, 1 년 후인 2005 년 6 월 나노기술개발시행계획(2005~2009)을 추가로 수립하여 발표하였다. 2006 년 6 월 유럽의 회 산업연구에너지위원회(Committee on Industy, research and Energy)는 유럽연합의 나노기 술실행계획에 관한 검토보고서를 발행하고, 당해 연도 9 월 나노기술 액션플랜(2005~2009)을 환 영하는 보고서를 채택하였다. 2007 년 1 월 과학ㆍ신기술윤리위원회(European Group on Ethics in Science and New Technologies: EGE)는 나노의학 개발에 발생할 수 있는 안전성문제(나노 기술 일반을 포함함)를 지적하며, 나노의학제품과 나노의학 장비의 안전성을 증명하는 적절한 측정법을 수립할 것을 제언하였다. 유럽연합의 나노기술개발시행계획(2005~2009)은 유럽지역의 나노기술 연구개발 능력의 통 합(integration)과 산업화 그리고 사회적 영향에 대한 책임(responsibility)을 강조한 연구로 요 약할 수가 있다. 핵심적인 전략은 대폭적인 예산확보, 연구개발 기반시설의 확대, 다학제 연구인력의 양성, 상업화 지원 강화, 보건, 안전, 환경문제에 대한 적극적대응, 국제협력 증진 등으로 구체화되어 있다. 유럽연합의 FP7 의 총예산 505 억 2,100 만 유로 중에서 34 억 7,500 만 유로가 나노기술부문의 예산으로 책정되어 있다. 당초 집행위원회의 예산은 전체 727 억 유로 중 48 억 3,200 만 유로를 책정한다는 방침이었지만, 유럽연합 각료이사회 및 유럽의회 의 협의과정에서 상당부분 축소되었다. 다. 일본 일본은 1995 년 제정된 과학기술기본법 에 기반을 두어 장기적이고 일관된 과학기술정책을 실행해 나가고 있다. 기본법에 근거하여 제 1 기(1996~2000 년) 및 제 2 기 과학기술기본계획 (2001~2005 년)을 책정하여 추진하였으며, 현재 제 3 기 과학기술기본계획(2006~2011 년)을 추진중에 있다. 정부차원의 선택과 집중 을 통한 전략적인 연구개발을 지원한다는 방침 속에서 정책과제 대응형 연구개발 을 중점추진 4 분야( 생명과학, 정보통신, 환경, 나노기술ㆍ재 료)와 추진 4 분야( 에너지, 제조기술, 사회기반, 프론티어)로 나누어 지원하고 있다. 또 한 이렇게 선택된 분야 내에서도 투자분야를 명확히 하기 위해 273 개의 중요연구개발과제를 선정하고 과제마다 성과목표를 설정하였다. 나노기술 분야에는 총 10 개의 전략중점과학기술이 선정되었다. 전략중점과학기술의 예산은 2006 년 2,850 억 엔에서 2007 년 3,873 억 엔으로 증 가하였다. 일본의 나노기술 연구개발은 문부과학성과 경제산업성을 통하여 주로 이루어지고 있다. 문부 과학성은 실질적인 일본 내 최대 나노기술 연구지원 부처로서, 물질재료연구기구(National Institute - 55 -
주간기술동향 통권 1327 호 2007. 12. 19. of Materials Science: NIMS), 이화학연구소(Institute of Physical and Chemical Research: RIKEN) 그리고 일본원자력연구소(Japan Atomic Energy Research Institute, JAERI) 등의 독립행정법인 연구기관과 대학의 연구개발 활동을 지원한다. 문부과학성의 2007 년 나노기술ㆍ재료분야의 연 구개발 추진은 412 억 5,800 만 엔이다. 경제산업성은 신에너지산업기술종합개발기구(New Energy and Industrial Technology Development Organization: NEDO)와 산업기술총합연구소 (National Institute of Advanced Industrial Science and Technology: AIST)의 나노기술연구개 발을 지원하고 있다. 일본의 나노기술개발전략은 연구개발, 인프라 구축, 인력양성 등의 전반적 인 내용을 담은 종합적인 연구개발계획은 아니지만, 집중적으로 육성해야 하는 연구주제를 선정 하여 집중적인 연구개발을 추구하고 있다. 2006 년 3 월 22 일 제 53 회 종합과학기술회의에서는 향후 5 년간을 전망하는 새로운 분야 별추진전략 을 확정하였는데, 나노기술은 재료분야와 함께 나노기술ㆍ재료 로 분류되어 생명공 학, 정보통신, 환경과 함께 제 2 기 과학기술기본계획에 이어 제 3 기 과학기술기본계획에서도 4 대 중점 분야의 하나로 선정되었다. 연구개발 분야로는 나노전자영역, 재료영역, 나노바이오ㆍ생 체재료영역, 나노기술재료 분야 추진기반영역, 나노사이언스물질과학영역 등 5 개 분야가 선정 되었으며 29 개 중요연구개발과제와 10 개의 과학기술이 연구개발 대상 기술로 선정되었다. 라. 중국 중국의 나노기술연구개발은 1980 년대 중반부터 정부주도로 시행되어 왔지만, 2000 년 이후 국가차원의 계획이 수립되면서 관련 연구기관이 신설되는 등 본격적인 연구개발이 추진되고 있 다. 10 차 5 개년 경제발전계획(2001~2005)에서는 나노소재 분야가 중요 연구개발 분야로 선정 되었는데, 나노전자, 나노기계, 나노바이오 및 측정분야(14 억 위안), 연구시설 건설 및 정보네트 워크 구축(7 억 위안), 기초연구 분야(5 억 위안), 연구환경조성(3 억 위안) 등 5 년간 20 억 위안 이 나노기술 분야에 투입되었다. 또한, 과학기술부는 2001 년 5 월 중국국가나노기술발전요강 을 승인하였다. 이 계획은 나노전자와 나노바이오 핵심기술, 나노소재 개발과 산업화, MEMS, NEMS 부분 연구에 초점을 맞추고 있다. 그리고 과학기술부와 자연과학기금위원회, 중국과학원 이 단기(3~5 년)와 장기(10~15 년)연구계획을 각각 수립하였다. 중국 국무원이 2006 년 2 월 9 일 발표한 국가 중장기 과학기술 발전 계획 (2006~2020 년) 에서도 나노기술이 핵심적인 연구개발 분야로 선정되었다. 국가 중장기 과학기술 발전 계획은 향후 15 년간 중국의 과학기술 연구개발의 근간을 이루게 되는 전략으로 자주혁신 강화를 주요 골자로 혁신형 국가건설을 최종 목표로 하고 있다. 나노기술은 단백질, 양자제어, 줄기세포 등과 - 56 -
IT 부품정보 함께 4 대 기초연구 분야 중의 하나로 선정되었다. 나노소재 제어 및 제조, 자기조립, 나노구조, 특수 성능 제어, 나노가공 및 집적, 나노디바이스, 나노전자공학, 나노바이오, 나노의학, 단분자 조작, 분자기기 설계조립 제어, 나노측정, 나노재료의 에너지, 환경, 정보 및 의약 분야 응용 등 을 중점적으로 연구하는 계획을 수립하였다. 2020 년 까지 연간 연구개발투자를 9,000 억 위안 에 도달시킨다는 목표를 설정하였으며, 이러한 목표를 달성하기 위해서 2006 년부터 매년 연구 개발비의 GDP 대비 비중을 2.5% 수준으로 높이겠다는 전략이다. 중국정부의 나노기술 연구개발지원은 과학기술부(MOST), 중국과학원(Chinese Academy of Science: CAS), 자연과학기금위원회(National Natural Science Foundation of China: NSFC) 그리고 교육부(MOE)를 통해 주로 이루어지고 있다. 중국과학원(CAS)은 비교적 연구규모가 큰 기관을 중심으로 연구지원을 하고 있으며, 자연과학기금위원회(NSFC)는 개별 연구과제를 지원 하고 있다. 나노기술의 체계적인 연구개발과 산업화를 위한 추진조직도 결성하였다. 2000 년 10 월, 과학기술부, 교육부, 중국과학원(CAS), 국가발전계획위원회, 국가자연과학기금위원회(NSFC)의 5 개 기관 밑에 국가나노과기협조지도위원회( 國 家 納 米 科 技 協 調 指 道 委 員 會 )를 조직하였다. 이 위 원회는 정부의 전략방침을 받아 과학원에 소속된 연구소나 대학, 민간기업 등에 연구개발을 지 원하고 있다. 나노기술 제품화 촉진을 위한 정부차원의 나노기술 표준화 사업도 추진하고 있다. 실험실 국 가 인증 위원회 산하에 국가 나노기술인증위원회 를 설립(2004.5)하였으며, 나노재료 정의 및 검측 방법 등 7 가지 나노재료 국가표준을 발표(2005.2)하고 국가표준화위원회 산하에 나노기술 표준화 기술위원회를 설립(2005.6)하였다. 국제협력활동도 지속적으로 전개하여 나노기술에 관한 세계 네트워크 구축에도 적극적인 움 직임을 보이고 있다. 미국, 일본, EU 등과의 학술교류가 진행되고 있으며, 특히 2005 년 7 월에 는 우리나라와 공동으로 한ㆍ중 나노공동연구센터 를 설립하였으며, 중국-싱가포르 국제나노기 술 공정연구센터 설립(2005.10.), 중국-미국 저장( 浙 江 )-캘리포니아 국제나노기술연구원(항주 시) 설립 합의(2005.2.), 중국-핀란드 나노세균연구합작센터설립(2004.3.) 등 국제협력활동을 활발히 전개하고 있다. 또한 자연과학기금위원회는 중국과학원과 미국과학재단(NSF)과 공동으 로 심포지움을 개최하여 중국과 미국의 연구성과를 교류하고 있는데, 제 1 회 중미 나노기술 심 포지움(2004.5.17~19)은 중국 북경에서, 제 2 회 심포지움(2006.3.23~24)은 미국 워싱턴에서 각각 개최되었다. 중국의 국가나노과학센터(National Center for Nanoscience and Technology: NCNST)는 중국과학원(CAS)과 교육부의 지원을 받아 중국과학원 산하에 설립된 비영리기구로서 2003 년 - 57 -
주간기술동향 통권 1327 호 2007. 12. 19. 3 월 공식적으로 설립되었다. 4 가지 전략연구 분야는 나노구조 측정 및 특성화, 나노소재 개발 응용, 나노소자, 나노바이오기술과 나노의학 분야이다. 또한, 산업계, 연구계, 학계, 정 부의 연계, 신진연구자 육성, 웹사이트를 활용한 나노정보제공 그리고 국제협력업무 지원 등을 수행한다. 주요 활동으로는 나노기술표준의 제정, 실험실 인허가, 나노기술 연구자 조직 및 국제 교류활동지원 등으로 중국 나노기술 연구개발의 핵심적인 역할을 수행해 나가고 있다. 한편, 국 가나노과학센터는 우리나라와 나노기술 공동연구개발 협력체제를 구축해 놓고 있다. 한국의 나 노종합팹센터와 공동으로 양국간의 나노기술 분야 공동연구, 인력교류 및 전문가 양성, 정보교 류 등을 추진하며, 양국 진출 기업의 기술지원 기능도 수행하는 한ㆍ중 나노공동연구센터를 2005 년 7 월 설립하였다. 4. 결언 난쟁이를 뜻하는 라틴어 나노스(nanos) 에서 유래한 나노 관련 기술은 간단하게 정의를 내 릴 수 없을 만큼 광범위하다. 물리, 화학 등 기초과학 분야는 물론 수학, 화학공학, 재료공학, 기 계공학 등 공학과 산업 모두에서 복합적으로 연구되고 있다. 자동차, 컴퓨터 부품, 의약품, 화장 품 등에 실제로 적용되고 있으니 실체가 없는 이상적인 기술도 아니다. 난쟁이의 어원을 갖고 있는 나노가 우리의 생활을 지배하는 빅 브라더가 될 가능성도 있는 것이다. 전세계 나노기술 시장은 아직 본격적으로 형성되지 않았기 때문에 발표 기관마다 큰 차이를 보이기는 하지만 2020 년경까지 연평균 30% 정도의 고성장을 구가할 것이라는 전망은 동일하다. 일본 Hitachi 에서 발표한 보고서에 따르면 나노기술 시장은 2006 년 1,560 억 달러 규모에서 2020 년에 20 조 달러, 우리 돈으로 환산해 2 경 6,000 조 원 규모로 성장할 것으로 전망된다. 또한 2010 년에 는 200 만 명의 나노기술 전문가가 필요할 것으로 예상하고 있다. 나노기술은 21 세기의 연금술 이라고 불린다. 먼지보다 작은 첩보로봇, 머리카락 굵기에 백 과사전을 저장하는 초미니 반도체 등 공상과학 영화에서나 보던 일들도 실현시킬 수 있다. 그러 나 상대방이 알아차리지 못하는 사이에 일거수일투족을 감시할 수 있는 나노센서는 조지 오웰이 1984 에서 보여줬던 빅 브러더 의 등장을 연상시킨다. 미세먼지보다 더 작아 뇌세포나 폐세포 로 침투할 수 있는 나노입자들이 신체에 미치는 영향도 검증되지 않았다. 이런 이유 때문에 최 근 세계 각국에서는 나노기술에 대한 안전기준을 마련하기 위한 준비가 한창이다. 미국과 유럽 등이 나노기술 연구초기부터 나노기술의 문제점에 대한 인식을 하고 이를 최소화하고 해결하기 위한 연구 노력을 병행되고 있다. - 58 -