2022-2024년도 한국의 나노 및 소재기술 개발 동향 및 성과 분석

1. 요약

• 이 리포트는 2022년부터 2024년까지 대한민국의 나노 및 소재기술 개발 동향과 성과를 분석합니다. 과학기술정보통신부의 적극적인 투자와 정책을 바탕으로 다양한 연구 성과와 투자를 통해 나노기술의 국제 경쟁력을 강화하고 있습니다. 주요 성과로는 미국특허청에 등록된 908건의 특허와 SCI 논문 9,319편이 있으며, 국가핵심소재연구단과 미래기술연구실을 중심으로 한 신소재 연구가 활발히 진행되고 있습니다. 2022년에 3,158억 원, 2023년에 1조 1,727억 원의 투자가 이루어졌으며, 이를 통해 나노기술의 산업화를 촉진하고 있습니다. 극자외선 포토레지스트와 같은 첨단 소재 개발도 중요한 연구 주제 중 하나입니다.

2. 2022년도 나노 및 소재기술 개발 동향

• 2-1. 과학기술정보통신부의 정책 및 투자

• 2022년도 과학기술정보통신부는 나노 및 소재기술 개발 분야에 3,158억원을 투자하였습니다. 이는 2021년의 2,879억원 대비 약 10% 증가한 금액입니다. 주요 목적은 국가필수전략기술의 확보 및 기술 자립화입니다.

• 2-2. 국가핵심소재연구단 및 미래기술연구실의 신규 과제

• 2022년도 상반기 신규 과제로 국가핵심소재연구단 6개, 미래기술연구실 20개, 스마트 소재연구실 1개가 선정되었습니다. 이 사업은 나노기술과 소재·부품·장비(소부장) 분야의 세계 수준의 원천기술 확보를 목표로 하며, 총 1,334억원의 예산이 투입되었습니다. 국가핵심소재연구단은 반도체와 에너지 효율화 관련 핵심 품목 연구를 진행하며, 대표적인 과제로는 극자외선 포토레지스트 소재 연구단과 고성능 다기능 알루미늄 복합소재 연구단이 있습니다. 미래기술연구실은 10년 후 사용될 나노기술과 신소재 선점을 목표로 극한환경용 단결정 다이아몬드 기판소재, 체내 주사용 생분해성 형상기억소재 등의 연구를 진행합니다. 스마트 소재연구실은 인공지능 로봇을 활용해 나노입자 합성과 물성평가를 자율적으로 수행하는 기술을 개발합니다.

• 2-3. 나노기술의 산업화와 사업화 사례

• 2022년 나노융합2020+ 사업을 통해 공공부문 나노원천기술과 중소기업의 신제품 수요를 연계한 조기 사업화가 추진되었습니다. 2022년 기준 나노융합2020+ 사업에서 사업화 성공 사례 6건이 보고되었고, 사업화 매출액 75.8억원을 기록하여 고용 인원 53명을 달성하였습니다. 또한, 나노팹 시설 및 장비의 고도화와 연계 협력을 강화하는 '나노인프라 연계 시스템'이 구축되어 총 69,181건의 서비스가 제공되었습니다. 특히, 나노팹 인프라를 활용한 현장 맞춤형 전문 인력 양성 프로그램이 운영되어 2022년에 3,000여 명의 나노기술 인력이 현장 실습과 산학연 협력 프로그램을 통해 교육 받았습니다.

3. 2022-2023 나노 및 소재기술 개발 실적 및 성과

• 3-1. 신규 과제 선정 및 예산 지원

• 2022년도 상반기에 과학기술정보통신부는 나노 및 소재기술개발사업에서 총 27개의 신규 과제를 선정하였습니다. 이는 국가핵심소재연구단 6개, 미래기술연구실 20개, 스마트소재연구실 1개를 포함하며 향후 5년간 총 1,334억 원이 지원될 예정입니다. 구체적으로 국가핵심소재연구단은 반도체, 디스플레이, 에너지 효율화 등의 핵심품목에 집중하며, 미래기술연구실은 극한환경용 단결정 다이아몬드 기판소재 및 체내 주사용 생분해성 형상기억소재 등 미래 유망 나노소재 기술 개발에 중점을 두고 있습니다. 스마트소재연구실은 수전해 촉매 및 디스플레이용 나노입자 합성을 위한 인공지능 스마트 연구를 목표로 합니다. 2022년 전체 나노 및 소재기술개발 신규 과제에 대한 정부의 총 투자액은 3,158억 원으로, 이는 2021년의 2,879억 원 대비 약 10% 증가한 금액입니다.

• 3-2. 기술 성과 및 특허 등록 현황

• 2022년도 대한민국은 나노기술 분야에서 뛰어난 기술 성과를 보여주었습니다. 미국특허청에 등록된 특허는 총 908건으로 세계 4위를 기록하였으며, SCI 논문 게재 수는 9,319편으로 역시 세계 4위입니다. 주요 연구 성과로는 혈관 치료용 생분해성 금속 소재와 지능형 로봇 기반 스마트 소재 연구가 포함됩니다. 과학기술정보통신부를 중심으로 한 연구는 12개 부처가 참여하여 총 1조 2,477억 원을 투자하며, 이는 정부 R&D 총 투자액의 4.2%에 해당합니다. 연구개발(R&D) 성과로는 7,015억 원, 산업화 성과로는 2,905억 원, 기반확충 성과로는 1,672억 원이 이루어졌습니다. 이러한 성과는 대한민국 나노 기술의 높은 경쟁력을 입증합니다.

• 3-3. 지능형 로봇 기반 스마트 소재 연구 성과

• 2022년 새로 도입된 지능형 로봇 기반 스마트 소재 연구실은 소재 설계, 합성, 성능 평가를 자동화하는 것을 목표로 하고 있습니다. 이를 통해 신소재 개발 비용과 시간을 기존 대비 50% 이상 단축하려는 노력을 기울였습니다. 데이터, 인공지능(AI), 로봇, 사물인터넷(IoT) 등을 연계한 실험 설계 자동화와 실험실 자동화 플랫폼도 시범 개발 중입니다. 이러한 기술 기반 구축은 신소재 연구의 효율성을 높이며, 새로운 연구 가능성을 열어줍니다.

4. 2022-2024년 나노 및 소재기술 성과 및 국제 경쟁력

• 4-1. 정부의 투자와 성과 분석

• 정부는 2022년에 나노 및 소재기술개발사업에 총 3,158억 원을 투자하는 계획을 발표했습니다. 이는 전년도 대비 약 10% 증가한 금액으로, 2,879억 원에서 늘어난 것입니다. 이 자금으로 55개의 신규 과제가 선정되어 지원될 예정이며, 주요 목표는 국가필수전략기술의 확보입니다. 2022년 나노 기술과 관련한 주요 성과로는 미국 특허 908건 등록, 정부 R&D 투자금액 1조 2,477억원, 그리고 나노분야 연구인력 16,169명을 기록했습니다. 과학기술정보통신부는 2023년도에도 나노기술 발전을 위한 총 1조 1,727억원의 투자를 계획하며, 주요 전략으로는 글로벌 선도 나노연구 강화, 나노융합산업 경쟁력 강화, 나노팹인프라 기능 고도화 및 나노기술 연구·산업 혁신기반 확충을 제시했습니다.

• 4-2. 국제 특허 및 논문 실적

• 2022년도 한국은 나노기술 분야에서 미국 특허 908건을 등록하여 세계 4위를 기록했습니다. 또한, 나노분야 SCI급 논문 수는 9,319편으로 세계 4위를 차지하였습니다. 이러한 성과는 정부의 적극적인 투자와 연구 지원의 결과로 볼 수 있으며, 한국 나노기술의 국제적 경쟁력을 입증합니다.

• 4-3. 글로벌 경쟁력 강화 전략

• 정부는 국가핵심소재연구단 및 스마트소재연구실을 통해 나노기술의 국제 경쟁력을 강화하기 위한 다양한 전략을 추진하고 있습니다. 국가핵심소재연구단은 반도체 및 에너지 효율화 등 국가 산업에 필수적인 소재 기술 개발을 목표로 하며, 2022년도 상반기에 6개의 신규 과제를 선정하여 1,334억원을 지원할 예정입니다. 스마트소재연구실은 인공지능 로봇을 통해 신소재 합성 및 평가를 자율적으로 수행하는 연구를 진행하며, 대표적인 과제로는 한국과학기술연구원이 주관하는 '수전해 촉매 및 디스플레이용 나노입자 합성을 위한 인공지능 스마트 연구실'이 있습니다.

5. 2024년도 나노 및 소재 기술과 정부 지원 현황

• 5-1. 2024년 나노기술종합발전계획

• 2024년 나노기술종합발전계획은 과학기술정보통신부와 여러 부처가 협력하여 추진되고 있습니다. 주목할 만한 주요 계획으로는 미래 나노기술의 연구, 산업화, 기술 기반 확충 등이 있으며, 2024년에도 이에 대한 정부의 지속적인 투자가 이루어지고 있습니다. 이러한 계획을 통해 한국의 나노기술이 국제적인 경쟁력을 유지하고 있으며, 여러 첨단 기술 개발을 목표로 진행되고 있습니다.

• 5-2. 연구 및 산업화 동향

• 2022년과 2023년 동안 한국 정부는 나노 및 소재기술 개발에 총 3,158억 원을 투자하였으며, 이는 2021년 대비 약 10% 증가한 수치입니다. 주요 투자 내용으로는 27개의 신규 과제가 있으며, 국가핵심소재연구단 6개, 미래기술연구실 20개, 스마트소재연구실 1개가 포함되어 있습니다. 이들 연구단과 연구실은 극자외선 포토레지스트, 고성능 다기능 알루미늄 복합소재 등 다양한 첨단 기술을 개발하고 있습니다.

• 5-3. 미래기술연구실과 새로운 연구 성과

• 미래기술연구실은 2022년 상반기에 총 20개가 새로 선정되었으며, 주요 연구 주제로는 단결정 다이아몬드 기판소재, 생분해성 형상기억소재 등이 있습니다. 또한 스마트소재연구실에서는 인공지능을 활용하여 나노입자를 자율적으로 합성하고 물성을 평가하는 기술을 연구하고 있습니다. 이러한 연구들은 신소재 개발 비용과 시간을 크게 단축시키고 있으며, 국가 기술 경쟁력을 강화하는 데 기여하고 있습니다.

6. 결론

• 리포트는 2022년부터 2024년까지의 나노 및 소재기술 개발 현황을 통해 한국의 기술 경쟁력을 재확인시켜 줍니다. 주요 발견 사항은 한국이 과학기술정보통신부의 일관된 투자와 정책 지원을 통해 나노기술의 국제 경쟁력을 크게 강화했다는 점입니다. 그러나 기술 상용화와 연구 지연 문제는 여전히 존재하며, 이를 해결하기 위해서는 보다 체계적이고 효율적인 연구 지원 및 정책적 보완이 필요합니다. 미래기술연구실과 국가핵심소재연구단이 지속적으로 혁신적인 연구를 통해 이러한 난제를 해결할 수 있을 것입니다. 또한, 극자외선 포토레지스트와 같은 핵심 기술의 상용화가 중요한 과제로 남아 있습니다. 향후 정부와 연구 기관 간의 협력을 강화하여 지속 가능한 나노기술 발전을 이루어야 하며, 이는 한국의 글로벌 경쟁력을 지속적으로 높이는 데 기여할 것입니다.

7. 용어집

• 7-1. 극자외선 포토레지스트 [기술]

• 극자외선 포토레지스트는 고해상도의 회로 패턴을 제작할 수 있는 소재로, 나노 기술 개발에 핵심적인 역할을 합니다. 이 기술은 특히 반도체 제조 공정에서 매우 중요한 혁신 요소로 평가받고 있습니다.

• 7-2. 미래기술연구실 [연구 기관]

• 미래기술연구실은 나노 및 소재기술 개발을 선도하는 연구 기관으로, 창의적이고 혁신적인 연구를 통해 기술 난제를 해결하며, 다양한 산업화 성과를 이루어내고 있습니다. 정부의 지속적인 지원을 받고 있습니다.

• 7-3. 과학기술정보통신부 [정부 기관]

• 과학기술정보통신부는 대한민국의 나노 및 소재기술 개발을 위한 정책 수립과 지원을 담당하는 주요 정부 기관입니다. 정부 투자를 통해 다양한 연구와 기술 개발을 독려하며, 국가 경쟁력을 강화하는 데 기여하고 있습니다.

8. 출처 문서

• 2022년도 나노 및 소재기술 개발 동향과 핵심 과제 분석go-public-report-ko-3ac06440-3a78-46eb-82b3-a560040778a9-0-0
• 2022년 나노 및 소재기술개발 실적 및 발전계획go-public-report-ko-a7477d76-0d4f-4826-890b-327b9fc82faf-0-0
• 한국 나노 및 소재기술개발 현황 및 성과 분석go-public-report-ko-4231b4a0-c97f-4909-8d6c-350db8a290e5-0-0
• 2022-2023 나노 및 소재기술 개발 현황 분석go-public-report-ko-6d1edd7f-3a7c-4fc5-ba88-67b70a5fb50f-0-0
• 2022년 나노 및 소재 기술개발 현황 및 성과 분석go-public-report-ko-82461f9a-e356-48c6-b24a-4afac02855ba-0-0
• 2022-2023 나노 및 소재기술 개발 현황 및 성과 분석go-public-report-ko-e309e324-706e-49b6-93c7-89fd3f8050d3-0-0
• 2024년 AI 및 기술 관련 주요 동향과 발전go-public-report-ko-6fd83024-f631-4385-b3ba-f7fba4b969fd-0-0
• 한국의 나노 및 소재 기술 발전과 정부 지원 현황 분석go-public-report-ko-7d4b6369-8f55-4d67-bb1b-c085292e1ed1-0-0