2021년 나노 및 소재 분야 원천기술개발에 2,879억원 투자

2021년도 나노 및 소재 분야 기술개발사업 시행계획 확정 -

- 미래기술연구실(34개), 국가핵심소재연구단(57개) 등 지원

 

□ 과학기술정보통신부(장관 최기영, 이하 ‘과기정통부’)는 총 2,879억원 규모의 ‘2021년도 과기정통부 나노 및 소재 기술개발사업 시행계획’을 확정하고, 사업을 본격 추진한다고 밝혔다.

 

 ㅇ 이번에 확정된 계획은 과기정통부의 소재·부품·장비 지원예산(소재·부품·장비 특별회계 기준) 4,173억원 중 약 70%에 해당하며, 전년 대비 약 25%가 증가한 규모이다.

 

□ 특히, 내년부터는 보다 체계적인 사업 관리와 연구현장의 편의성 및 예측가능성 제고를 위해 유사한 성격을 가진 과제들을 묶어 ①미래기술, ②핵심기술, ③사업화, ④팹 고도화, ⑤연구혁신으로 유형화하고, 유형별 맞춤형 지원전략을 추진할 계획이다.

구분		주요내용	‘21년 예산 (단위:억원)
기 술 개 발	미래기술	‣신시장 창출을 선도할 미래유망 원천기술 확보	1,020
	핵심기술	‣소부장 핵심품목 연계 등 주력산업 핵심소재 확보	832
	사업화	‣원천기술을 이전받은 기업의 사업화 지원	30
기 반 구 축	팹 고도화	‣나노팹 시설·장비·서비스 고도화 및 활용 지원	643
	연구혁신	‣나노·소재 R&D의 효율성 및 전략성 제고  - 소재 연구데이터 수집·공유·활용 체계 구축  - 소부장 전문인력 양성 및 기업파견 지원	352

 

미래기술

 

□ 미래 기술수요에 대응하고 신시장·신산업 창출을 선도할 차세대 나노·소재 유망 원천기술 확보에 1,020억원을 투자한다.

 

 ㅇ ▴8nm 이하 초미세 반도체 공정용 무기 포토레지스트, ▴맥신(타이타늄과 탄소가 층층이 쌓인 2차원 나노물질) 기반 고성능 전극소재 등 혁신적·도전적 연구주제*(8개 → 30개 내외, 181억원) 및 미래선도품목**(신규, 4개 내외, 20억원) 개발을 위한 ‘미래기술 연구실’을 확대할 계획이다.

 

    * 연구주제에 대한 기술수준 및 산업수준을 고려하여 선도형(기술수준↑ 산업수준↓), 경쟁형(기술수준↓ 산업수준↑), 도전형(기술수준↓ 산업수준↓ )으로 지원 다각화

   ** 향후 5년 이후 미래 공급망을 창출·선점할 수 있는 유망품목(’21.上 선정예정) → 전략형

 

 ㅇ 또한, 그간 축적해 온 나노융합기술이 산업적으로 구현 가능한지 검증(시제품 제작)하는 과제를 새롭게 지원하며, 코로나19 확산 등을 고려하여 바이오융합분야를 우선 지원(8개, 60억원 내외)할 계획이다.

 

 ㅇ 아울러, 계산과학 등 신연구방법론을 활용한 신소재 발굴 연구단(28개, 415억원), 영상/소리 동시구현 디스플레이 소재, 체내 삽입용 유연 전자소자 등 계속과제(60여개, 344억원)도 지속 지원한다.

 

2		핵심기술

 

□ 소재·부품·장비 핵심품목(100+85개)과 연계를 바탕으로 산·학·연이 한 팀(기업 필수참여)이 되어 원천기술 기반형 응용연구를 수행하는 ‘국가핵심소재 연구단’을 확대 선정(‘20년 32개 → ’21년 57개, 832억원 내외)하고, 이어달리기, 함께달리기 등 부처협업을 강화한다.

 

    * (특화형) 품목 : 기술 = 1:1 매칭, 특정품목의 성능구현을 위한 대책기술 확보 지원
(플랫폼형)품목 : 기술 = 多:1 매칭, 복수의 품목 성능향상에 기반이 되는 범용기술 확보 지원

 

 ㅇ (특화형) ‘21년 ▴비백금 귀금속촉매 및 비탄소담지체 기반 수소생산 촉매 소재, ▴나노 LED 디스플레이 소재 등 10개 연구단을 신규로 선정(’20년 15개 → ‘21년 25개)하며,

 

- 이어달리기 전용사업으로 지정하여 과제기획 단계부터 산업부와 협업하고, 과제종료 전 상용화 과제 기획에 착수하여 연구성과를 신속하게 상용화 및 공급망 진입으로 연계한다.

 

 ㅇ (플랫폼형) 소재+공정+시스템을 통합*(package) 지원하여 완성도 있는 핵심기술을 확보하고, 연구기간 내 기술이전을 완료하는 유형으로, ’21년 15개 연구단을 추가 선정(‘20년 17개 → ’21년 32개)한다.

 

    * 핵심소재 설계·구현 → 개발된 소재의 부품화를 위한 공정 확보 → 시스템 구현·검증

 

   - 이 중, 5개 연구단은 기초·원천연구와 응용·개발연구를 동시에 추진할 수 있는 협업품목에 대해 과기정통부·산업부·중기벤처부간 함께달리기 연구개발(R&D)을 최초로 시도한다.

 

3		사업화

 

□ 공공연구기관이 보유한 나노·소재 원천기술을 이전받은 기업을 대상으로 사업화 모델 개발 및 초기시장 진입을 지원하기 위해 ‘나노융합2020+’ 사업에 30억원(9개 내외, 산업부 공동, 나노)을 투자한다.

 

 ㅇ 정부투자대비 454%의 누적 매출액을 달성하는 등 우수한 성과를 창출하고 올해 종료된 ‘나노융합2020’의 후속 지원으로, 그간의 노하우를 활용하여 특허분석, 기술자문, 상시 모니터링 등을 지원한다.

 

4		팹 고도화

 

□ 반도체 테스트베드 구축, 대학 팹시설 확충, 연구자 및 기업 대상 시험평가 지원 등 국가 나노인프라 고도화에 643억원을 투자한다.

 

 ㅇ 수출규제 이후, 중소팹리스 기업의 신속한 성능평가 지원을 위해 착수한 12인치 반도체 테스트베드(나노종합기술원) 및 시스템반도체 제작 일괄공정(나노종합기술원-한국나노기술원 협업)은 올해 핵심장비 구축을 완료하였고, ‘21년 시범 서비스를 개시할 예정이다.

 

 ㅇ 또한, 기존 공공팹 이외에 대학의 반도체 팹 시설·장비·서비스 고도화를 신규로 추진(3개 기관, 90억원)하며, 대기업 출신 고경력 인력을 활용한 사업화 컨설팅도 새로이 추진(10명, 한국나노기술원)한다.

 

5		연구혁신

 

□ 먼저, ’디지털뉴딜‘과 연계한 ’소재 연구데이터 수집·공유 플랫폼‘ 구축을 지속 지원(’20.9~, ‘21년 60억원)하면서, 축적된 연구데이터의 활용을 위한 ▴탐색·설계, ▴공정개발, ▴측정·분석 등 특화 서비스 개발에도 신규 착수(’21년 79억원)한다.

 

□ 아울러, 나노인프라(연 1,000명) 및 연구데이터 플랫폼(연 495명)에서의 현장 실습경험을 갖춘 소부장 전문인력을 지속 육성하면서, 공공연구기관 기술인력의 소부장 기업파견도 신규 지원(45억원)한다.

 

    * 기술인력의 전일제 파견 및 참여율 100%를 전제로, 인건비와 연구비 모두 지원 가능

 

□ 한편, 과기정통부는 지속 확대되는 나노 및 소재 분야 연구개발(R&D) 예산을 체계적으로 관리하기 위해 유관기관 전문성을 활용한 예비기획 신설, 가(假)선정제도* 확대 운영, 평가시 극히불량과제 판단을 통한 연구윤리 강화 등 적극행정도 추진해 나갈 계획이다.

 

     * 한국연구재단 PM과 연구자가 조율을 통해 연구계획을 보완하는 단계

 

□ 과기정통부 김봉수 기초원천연구정책관은 “소재·부품·장비 및 나노기술은 정부 차원에서 장기적이고 안정적으로 ‘흔들림 없이’ 지원할 분야”라고 강조하며,

 

 ㅇ “우수한 연구성과가 제품이 되고, 공급망까지 연계될 수 있도록 산업수요를 연구개발에 적극 반영하고, 관계부처 및 산·학·연 협력을 강화해 예산이 낭비 없이 지원되도록 관리하겠다.”라고 밝혔다.

 

2020년도 나노 및 소재 분야 원천기술개발사업 주요성과

 

◈ ’20년(‘20.1~’20.11) 나노·소재 R&D를 통해 논문 1,178건(mrnIF 80.71), 특허 840건(등록 224건), 기술료 17.73억원, 기업매출 760억원 창출      * (참고) ‘18년 원천기술개발사업 전체 mrnIF는 73.97

 

< ‘20년도 나노·소재 R&D 대표 우수성과 >

‣메모리 반도체 집적도를 획기적으로 증가시킬 수 있는 소재기술(이론) 개발(UNIST, ‘20.7월 Science 게재, IF 43.655)  - HfO2 산화물에서 산소 원자 4개만을 사용하여 현존 최고 소자보다 1,000배 이상(400Tb/cm2) 집적도 향상이 가능한 신소자 이론 제시
‣높은 태양광 흡수율과 낮은 열방사율을 갖는 복사냉각 소재 개발 (고려대, ‘20.11월 Science 게재, IF 43.655)  - 기존 상용화 페인트의 높은 태양광 흡수율과 낮은 열방사율의 한계를 극복한 저비용, 대면적, 고효율의 페인트 소재 개발 → 복사냉각 분야의 새로운 패러다임을 제시
‣자기조립을 통한 단결정 페로브스카이트 나노와이어 공정 개발 (서울대, 20.8월, Advanced Materials 표지논문 선정)  - 주형의 도움 없이 자가조립을 통해 페로브스카이트 단결정이 일차원 형태로 배열되도록 유도하여 광전류를 증가시킴 → 적은 비용으로 대용량의 페로브스카이트 와이어 생산 가능, 페로브스카이트 기반 광센서 개발에 활용 기대
‣고종횡비 구조 메모리반도체용 하드마스크 소재 기술자립 (DCT 머터리얼, 나노종합기술원 공동개발)  - 기존 제품보다 평탄화 특성 및 가격경쟁력이 우수하고, 수요기업 납품기준도 충족 → 대기업 1차 협력사 납품
‣비접촉 적외선 온도센서‧체온계 기술자립((주)템퍼스, 나노종합기술원 공동개발)  - 기존 제품 대비 감도 3~5배 우수, 공정단순화로 가격경쟁력 획기적 향상 → 온도센서 500만개 수요기업 납품 완료, 체온계 美 FDA 승인 획득
‣김서림 방지 고글 및 방오마스크 방역현장 기증(KIST, 20.6월)  - 고글과 마스크 표면에 나노구조체를 형성하여 친수성 및 발수성을 극대화 → 성능 및 안정성 검증(KIST·표준연·FITI) → 원자력의학원 기증완료(고글 135개, 마스크 1,000개)

 

2021년도 나노 및 소재 분야 원천기술개발사업 지원계획

 

□ ‘21년 총 2,879억원 중 신규과제 78개, 815억원
계속과제 143개, 2,064억원

 

유형		‘20년 (추경 반영)	‘21년 (단위 : 개, 백만원)
			신규				계속		합계
			상반기		하반기
			과제수	예산	과제수	예산	과제수	예산	과제수	예산
미 래 기 술	전략형	-			4	2,000	-	-	4	2,000
	선도형	2,000	9	6,750			4	4,000	13	10,750
	경쟁형	1,000	5	3,750			2	2,000	7	5,750
	도전형	100	8	600			2	1,000	10	1,600
	나노 커넥트	-	8	6,000			-	-	8	6,000
	미소디	40,875			-	-	28	41,500	28	41,500
	기존 과제	39,187	-	-	-	-	57	34,371	57	34,371
핵 심 기 술	특화형	10,000	10	7,500	-	-	15	12,000	25	19,500
	플랫폼형	25,912	5	12,500	10	7,500	18	43,660	33	63,660
사업화		6,300	9	3,000					9	3,000
팹 고도화		87,273	7	19,500			10	44,831	17	64,331
연구혁신		17,922	3	12,375			6	22,800	9	35,175
기평비		300	-	-	-	-	1	300	1	300
합계		230,869	64	71,975	14	9,500	143	206,462	221	287,937