2019년도 나노․소재 분야 기술개발 계획 확정, 본격 추진-인간 뇌 닮은 반도체 소자 등 도전적 나노․소재 기술개발에 올해 948억원 투자

2019년도 나노․소재 분야 기술개발 계획 확정, 본격 추진-인간 뇌 닮은 반도체 소자 등 도전적 나노․소재 기술개발에 올해 948억원 투자

 

융합기술과

 

 

 
인간 뇌 닮은 반도체 소자 등
도전적 나노․소재 기술개발에 올해 948억원 투자
- 과기정통부, 2019년도 나노․소재 분야 기술개발 계획 확정, 본격 추진 -

□ 인간뇌 수준의 연산성능을 가진 미래 반도체 신소자 핵심 기술개발, 이전까지 볼 수 없었던 새로운 물성과 기능을 구현하는 미래소재 연구 등 나노․소재 분야 도전적 연구개발이 본격적으로 추진된다.

□ 과학기술정보통신부(장관 유영민, 이하 ‘과기정통부’)는 나노․소재 분야 연구개발을 체계적으로 지원하기 위한 2019년도 나노‧소재 기술개발 분야 사업 시행계획을 확정, 본격적으로 사업을 추진한다고 밝혔다.

 ㅇ 2019년도 과기정통부 나노․소재 분야 연구개발 예산은 전년(844억원) 대비 104억원(12%)이 증가한 948억원 규모로, 분야별로는 나노소재 원천기술에 435억원, 나노소자에 211억원, 나노공정/측정/장비에 194억원, 나노바이오와 나노에너지환경 분야에는  각각 43억원과 42억원, 그리고 나노안전성 분야는 23억원이 투자될 계획이다.

< 나노・소재 분야 연도별 예산규모 추이 >

<2019년도 나노・소재 6대분야별 투자 규모>

□ 나노․소재 기술은 다양한 기술․제품에 적용되는 기반기술로서 핵심 원천기술이 개발되면 그 파급력이 매우 크고,

 ㅇ 특히, 인공지능(AI), 빅데이터, 사물인터넷(IoT), 로봇 등 4차산업혁명 기술발전이 소형화․자동화․효율화․상호연결성을 지향하는 만큼, 핵심 요소기술로서 그 중요성이 더욱 커지고 있다.

□ 과기정통부는 2019년도 나노․소재 분야 기술개발 사업을 통해 대학․연구소를 중심으로 혁신성과 파급력을 갖춘 원천기술 개발을 더욱 적극적으로 지원하는 한편, 이를 중소기업 등의 기술적 난제 해결 등에 연계, 경제적 성과로도 이어지도록 할 계획이다.

< 원천기술 개발 확대 >

□ 인공지능 기술의 발달과 폭넓은 활용을 뒷받침할 수 있도록 미세화 한계를 극복하고 인간 뇌 수준의 연산성능과 소모전력을 가진 미래 반도체 핵심소자 및 집적기술 개발에 올해 새로이 70억원이 투자된다.

 ㅇ 한편, 신소자 원천기술개발이 설계 및 제조․장비 등 산업 전분야 혁신으로 이어지도록 하는 과기정통부와 산업부 협업의 1.5조원 규모 차세대 지능형 반도체 기술개발사업이 예비타당성 조사를 거쳐 본격 추진되면,

   * (추진일정) 기술성평가 통과(‘18. 9월) ⇨ 예비타당성조사(～’19. 3월 예정)

  - 메모리 반도체 위주의 국내 반도체 산업 생태계의 혁신과 전문인력 양성 등에 새로운 전기가 마련될 것으로 기대된다.

□ 스마트 산업용 적외선 센서, 영상소리 동시구현 소재, 고기능성 그래핀 소자 등 선도적 원천기술개발을 지속 지원(347억원)하는 한편,

 ㅇ 극저온 환경(-20℃)에서도 액체 물성을 유지할 수 있는 결빙제어소재 등 기존에 존재하지 않는 미래소재 원천기술개발을 위해서도 총 25개 연구단에 319억원을 지원할 계획이다.
□ 데이터 중심 연구개발 패러다임 변화에 대응하고, 지속적 연구 데이터 축적이 연구 경쟁력 확보의 핵심인 나노․소재연구 특성을 고려하여

 ㅇ 연구자들이 연구개발 기획 단계부터 연구데이터 관리 계획(DMP)을 수립하도록 하는 한편, 연구데이터 수집․활용을 위한 플랫폼도 구축(18억원)하여 연구개발 기간의 획기적인 단축을 지원할 계획이다.

□ 아울러, 나노물질의 잠재적 위험성에 선제적으로 대응하기 위해 나노물질 및 제품의 국제표준 확립에 대한 투자(23억원)도 강화할 예정이다.

< 기술 사업화 연계 강화 >

□ 과기정통부․산업부 협력(과기정통부 55억원 / 산업부 63억원)을 통해 대학․연구소가 확보한 나노․소재 분야 특허를 나노기술과 사업화 아이디어를 보유한 수요기업과 연계, 신제품의 사업화를 지원한다.

◇ 나노융합 2020(과기정통부·산업부 협업) 주요 성과
 - 정부투자(‘12~’18.9월 누적 1,199억원) 대비 370% 매출(4,453억원) 달성

□ 또한, 중소․중견기업 우수 소재기술의 성숙과 난제 기술 해소를 통한 신시장 창출을 지원하기 위해 기술개발 수요 발굴부터 연구개발 전 과정을 산학연이 융합하여 수행하는 ‘지식 크라우드 R&D’ 등 혁신적 연구방식도 도입, 본격 추진(19억원)될 계획이다.

□ 아울러, 기술개발 성과가 “실험실”에만 머물지 않고 “산업 현장”으로도 확산될 수 있도록 전국적으로 구축된 나노팹시설(6개)을 기반으로 첨단 기술 및 제품의 시험․인증을 적극 지원할 계획으로

 ㅇ 올해부터는 나노소자 제작기술 지원과 개발단계별 시험․인증 기술의 표준화를 통해 나노·소재 분야 연구산업 경쟁력을 제고할 수 있도록 10억원을 새롭게 투자할 예정이다.

□ 앞으로도, 과기정통부는 도전적이고 혁신적인 나노․소재 분야 기술개발지원을 지속적으로 강화할 계획으로,

 ㅇ 특히, 기초․원천연구성과와 기술사업화를 연결하는 ‘허리’ 역할의 효율적 수행에 초점을 맞춰 10여년에 걸쳐 약 4,600억원을 투자 하는 나노‧미래소재 원천기술개발사업(나노CORE)을 예비타당성 조사를 거쳐 추진할 예정이다.

   * (추진일정) 기술성평가 통과(‘18. 12월) ⇨ 예비타당성조사(～’19. 6월 예정)

□ 과기정통부 고서곤 기초원천연구정책관은 “나노‧소재 분야는 다양한 기술과의 융합을 통해 새로운 부가가치를 창출하여 혁신성장을 촉진할 수 있는 핵심 분야”라고 강조하면서,

 ㅇ “그동안 축적된 나노․소재 분야 기술경쟁력을 바탕으로 도전적이고 혁신적인 세계 최고 수준의 원천기술개발을 적극 지원하는 한편, 관련 부처․기관과의 협업을 바탕으로 원천기술이 실질적으로 기업의 경쟁력 제고와 신산업 창출로 이어지도록 지원을 아끼지 않겠다.”라고 밝혔다.

참고 1. 한 눈으로 보는 2019년도 사업계획
     2. 2018년도 사업추진 주요성과

참고1

 한 눈으로 보는 2019년도 사업계획

참고2

 2018년도 사업추진 주요성과

[나노·소재기술개발사업]

과제명
주 요 성 과
유기 투명전극용 고전도성 고분자
나노입자 제조 및 공정 원천기술 연구
2018년 국가연구개발 우수성과 100선 선정
<태양전지 효율 극대화를 위한 전도성 고분자의 도핑 제어 기술>
- 전도성 고분자의 도핑 특성을 제어함으로써 양전지에서 정공 수송층의 일함수(Work function)를 조절할 수 있는 특성을 부여하여 전력 변환 효율을 향상시킬 수 있는 기술 개발
※ 페로브스카이트 태양전지 적용시 15.24% 효율 달성
환자 맞춤형 항시 혈류량 모니터링을 위한 무선 운용의 초고민감 부착형 이종소자 전자피부 개발 및 응용

< 3D meso-structure를 이용한 전자기기 구현>
- Si 및 InGaN 등 반도체 소재의 3D morphable 플랫폼 적용으로 큰 변형성이 요구되는 미소공간에 이용될 수 있어 항시 혈류량 측정 가능한 n-MOSFET, 광전소자 구현
※ Nature Mater.(IF=39.24) 표지논문 선정
다중활성산소
발생용 양극개발)

<태양광 구동 광전기화학적 하이브리드 수처리 시스템 개발>
- 광전기화학적으로 해수를 담수하는 동시에 해수에서 분리된 염을 이용하여 활성염소종(Reactive chlorine species) 생산 및 수처리 적용가능 시스템 개발
- 수처리, 담수화, 에너지자립 분야 등 다양한 분야에 응용 가능함
※ Energy Environ. Sci.(IF=30.07) 표지논문 선정 등 SCI 논문 3건
물기반의 지속가능한 유기전자 소재/ 소자공정 개발

<물공정기반의 고신뢰도, 성능 태양전지 개발>
- 인체에 무해한 물기반의 용액공정을 이용해 세계최고  효율의 태양전지 개발/ 메커니즘 규명
- 상업화 공정과 align가능한 태양전지 제작기반 공정 기술 확보/ 신뢰도 확보
※ Adv. Energy. Mater.(IF=21.88) 표지논문 등 SCI논문 4편 발표 및 관련 특허출원 2건
폐수 처리용 귀금속 저감, 신규 고활성 전기촉매 개발

<3,4 성분계 기반 고활성 하이브리드 전기촉매 개발>
- OER 반응 최적 3, 4성분계 기반 전기촉매와 고전도성, ORR 반응 최적 Graphene 소재의 복합화를 통한 고활성/양기능성 촉매 개발.
- 그래핀 복합화를 통한 촉매 효율 향상 메커니즘 규명
※ Adv. Energy Mater.(IF=21.88) 표지논문 선정 등 논문 2건, 국내특허출원 1건 및 연합뉴스 등 언론보도

[미래소재디스커버리사업]

과제명
주 요 성 과
Multi-Physics Full-Scale 통합형
모델링 기반 극한환경용 다기능
고엔트로피합금 창제
2018년 국가연구개발 우수성과 100선 선정
<극한 환경에서 초고강도 발휘하는 최첨단 고엔트로피 합금 개발>
- 기존에 보고되지 않은 새로운 고엔트로피 합금을 이론적 근거하에 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 발견
- 기존의 공정과는 다른 방식으로 미세조직 제어를 하여 극저온에서 매우 우수한 기계적 물성 구현
※ 상온에서 생성시킨 쌍정을 활용하여 상온과 극저온모두에서 강도를 향상
생체모방형 d-오비탈 매니폴드 반응 제어소재 개발

<유·무기 하이브리드 계면 도입을 통한 나노 소재 표면의 facet 제어>
- 유·무기 커플러 도입을 통한 금속 기반 나노 입자 성장 제어 기술을 개발함
- 금속 기반 나노 입자의 local geometry를 제어하여 소재 표면에 다양한 종류의 facet들을 노출시킬 수 있음
­ 무기 나노 소재 표면에 노출된 high-index facet 은 촉매 반응의 핵심 결합들(O-O, C-O, C-C 등) 제어를 통한 효율성 및 선택성 향상 효과가 있음(새로운 페러다임촉매 소재)
※ Nature(IF=41.58) 표지논문 선정, 특허 3건 출원
레이저 상호작용 기반 초망막 입체 디스플레이 핵심소재 개발

<친환경 무기물 페로브스카이트 소재 개발>
- 전자구조 계산과 광학 시뮬레이션을 통해 납을 포함하지 않고 무기물질로만 구성되어 높은 안정성을 가지는 페로브스카이트 신소재(화학식 : Cs2Au2I6)를 제안함
- 넓은 태양광 스펙트럼을 효과적으로 흡수할 수 있어, 수십 나노미터의 얇은 박막으로도 기존 물질 대비 2.5배 이상의 단락 전류(JSC) 발생이 가능함
※ Adv. Mater.(IF=21.95) 표지논문 선정

[나노융합2020사업]

과제명
주 요 성 과
극초단 레이저 기반 나노융합 가공시스템 개발

<극초단 레이저 가공 시스템 사업화>
- OLED 패널의 전극 패턴 중 불량 부위를 깊이 수백 나노급으로 절삭 가공하여 불량 제거
- 국내외 경쟁제품이 없는 세계최초 제품이며 해당 공정에 나노급 가공을 위해 펨토초 레이저를 적용
 ※ 매출발생 78억
3차원 나노 다공성 전극을 적용한 선박 평형수 처리 장치 및 수소발생기 사업화

<다공성 나노구조 전극 기반의 선박 평형수 처리 장치 및 수소발생기 사업화>
- 물을 전기분해하여 초고순도 수소가스를 생산하는 친환경 장치 개발로 수소 경제 발전에 기여
- 선박 평형수에 존재하는 생물종을 사멸시켜 생태계를 안정시키는 시스템 개발로 국내 조선 산업의 경쟁력 제고 
 ※ 매출발생 27억, 특허 14건
 ※ Nature Communications 논문 게재