한국산업기술평가관리원에서는 2015년 연구개발 주요성과 및 2016년 23개 분야에 대한 KEIT PD Issue Report 특집을 발간했다. 성시헌 한국산업기술평가관리원장은 머리말에서 ‘실패경험 축적이 성공의 디딤돌’이라는 타이틀로 “실패는 그자체로 배울 점이 많기에 비난해서는 안 되며, 실패의 다음은 성공이라는 사실을 잊지 말아야 한다”고 강조했다.

히브리어로 ‘다브카’라는 말은 ‘그럼에도 불구하고’라는 의미이다. 아무리 실패하더라도 한계를 극복하고 성공하겠다는 의지가 반영됐다. 이스라엘에서는 창업을 개인의 영리 추구보다 공공 발전의 성격이 강하다고 보기 때문에 결코 실패를 비난하거나 책임을 묻지 않는다. 이스라엘 정부는 한 번 실패한 연구가 오히려 성공 가능성이 높다고 판단해 실패한 창업자에게 첫 창업 때보다 더 많은 인큐베이팅 프로그램과 자금을 지원한다. 이런 정부의 지원을 바탕으로 이스라엘에서는 매년 1000개의 스타트업이 등장하고 있다.

독일의 히든챔피언인 중소·중견 기업들 역시 숱한 실패를 경험하고 그 정보를 축적한 기술 강소 기업들이다. 그런데 우리의 현실은 어떠한가. 실패는 실패로 치부될 뿐 재기의 기회는 매우 희박한 풍토이다.

우리나라의 R&D투자 규모는 다른 나라에 결코 뒤지지 않는다. 정부가 발표한 ‘2014년도 연구개발활동 조사결과’에 따르면, 한국의 GDP 대비 R&D 투자율은 4.29%로 OECD 회원국 중 가장 높은 것으로 나타났다. 그러나 외적인 성장과 달리 질적인 면에서는 아직까지 미흡한 형편이다. 또한 기술무역수지 적자가 2008년 31억 4000만 달러에서 2012년에 57억 4100만 달러로 점점 늘어나 OECD회원국 중 무역수지 적자 폭이 가장 큰 규모인 것으로 나타났다.

전문가들은 R&D투자 대비 성과가 나오지 않는 대표 원인으로 창의적 도전적 연구 부족을 꼽는다. 발명의 왕 에디슨이 2만 5000번의 실패를 거쳐 축전지를 발명했듯이 모든 성공에는 실패가 수반된다. 하지만 우리나라의 연구원들은 도전적인 과제보다는 성공률이 높은 안전한 연구를 선호한다. 정부의 연구과제에 한 번 실패하면 다음에는 연구비를 받기 어려워지는 등 성과결과 중심의 R&D환경이 조성되어 있는 탓이다. 전문가들은 한국의 R&D사업성공률이 높은 비결도 실은 실패를 두려워하는 문화에 있다고 말한다.

서울공대 이정동 교수를 필진으로, 한국산업과 경제에 대한 제언을 담은 책 ‘축적의 시간’에서는 산업위기를 극복하기 위한 열쇠로 ‘경험과 지식의 축적’을 제시한다. 연구자들이 새롭고 도전적인 개념을 자신 있게 말할 수 있도록 열린 환경을 제공하고, 실패를 용인하며, 경험 축적을 위해 노력하는 조직에게 더 많은 인센티브를 제공하는 등 사회 전체를 축적 지향으로 전환해야 한다는 것이다. 산업부와 KEIT는 창의적이고 도전적인 R&D환경을 조성하기 위해‘ 창조경제 산업엔진 프로젝트’를 가동 중이다.

향후 10년을 바라보는 중장기적 관점에서 우리의 미래 먹거리를 찾기 위한 도전인 것이다. 이들 과제들은 한국 산업을 고도화하고 미래 성장 동력을 확보하는 중요한 과제인 만큼 정부는 시행착오를 통해 경험을 축적할 수 있도록 충분한 기간을 두고 투자를 아끼지 않을 계획이다. 올해 세계과학정상회의 참석 차 한국을 찾은 2004년 노벨화학상 수상자 아론 세하노베르 교수는 “실패는 그 자체로 배울 점이 많기에 비난해서는 안 되며, 실패의 다음은 성공이라는 사실을 잊지 말라”고 강조했다. 우리나라도 R&D환경을 기존의 성과결과 중심에서 경험의 축적 중심으로 개선한다면 한국의 R&D인재들도 실패를 두려워하지 않고 마음껏 아이디어를 발현해 더 많은 미래 먹거리를 발굴할 수 있을 것으로 기대된다.

한국산업기술평가관리원은 주요 23개 분야는 바이오 분야부터 홈/정보가전으로 분야별로 나뉜다. 이중 화학공정, 섬유의류, 산업융합에 대한 성과와 2016년 추진계획을 알아본다.

■ 화학공정 [Chemical Process]

화학공정소재의 2015 연구 분야 및 주요성과는 정부정책, 시장 및 기술개발, 특허동향, 국내 경쟁력과 비즈니스 모델 등을 고려한 핵심기술을 바탕으로 R&BD 전략을 수립했다. 이를 토대로 국내 화학 산업의 경쟁력을 강화할 수 있는 산업핵심사업 대형/중소형 과제를 기획 발굴하고 지원했다.

▲ 주요 연구개발 분야
◎ ‘플라스틱 기반 수송기기용 화학소재’ 기술경쟁력 확보를 위한 초경량·고강성의 기능성 화학소재 개발 : 신 공정 저비용 PPS계 하이퍼 플라스틱 소재기술 개발과 복합재 중간재 제조 및 이를 활용한 자동차 구조용 부품성형 기술 개발 

◎ 석유화학 공정, 제품 고도화 기술개발 : 셰일가스 대응 고수율 프로필렌 제조 공정 기술 개발과  중합 공정에 의한 고기능성 폴리에틸렌 왁스 제조 기술 개발

◎ 탄소섬유 복합재를 이용한 자동차용 구조재 개발 : 반응중합을 이용한 자동차용 열가소성 탄소섬유 복합소재/공정 및 이를 활용한 센터플로어 차체 구조의 전주기 개발

◎ 산업구조 고도화에 대응하는 고부가가치 원료 소재(전자정보소재, 의료용 소재 등) 개발 : 차량 주변인식 전장 시스템 및 ICT용 전자파 차폐/흡수/방열 융합 소재 및 제품화 기술 개발, 3D 프린팅용 친환경 고강도 고분자 소재 개발, 녹내장 치료 및 안압측정이 가능한 스마트 콘택트렌즈 소재 개발

▲ 주요성과

총괄과제 3건(세부과제 11건), 일반과제(2건)의 개발목표를 달성하고 과제수행을 완료하였는데 초경량·고강도 수송기기용 플라스틱 소재·부품 개발 추진 및 플라스틱 성형·가공기술 지원 기반 구축으로 진행됐다.  

▲  화학공정 주요 연구개발 분야 과제명   © TIN 뉴스

▲  화학공정 주요 연구개발 분야 대표성과   © TIN 뉴스

▲ 산업현안 및 주요동향
세계 화학공정소재산업이 범용분야의 세계적 공급과잉과 경쟁치열, 가스기반 설비 확대에 따른 경쟁력 약화로 생존전략 마련에 고심 중이다. 우리나라도 2차 전지, 태양광, 자동차용 화학소재 등 고부가화를 통한 차별화에 사활을 걸고 있으나 글로벌 화학기업에 비해 낮은 연구개발 투자로 첨단 핵심화학소재의 수입의존 문제가 지속되고 있다.

셰일가스, 석탄화학 등 비전통 원료 비중 확대에 대응한 경제적친환경 공정기술 및 대형 융합플랜트 기술개발 강화로는 유한한 화석 에너지 자원의 활용 극대화를 위해 석유, 석탄, 가스, 전통 원유, 철강 부산물, 기회 원유 등 이종 에너지 value chain을 연계, 기초 화학원료를 경제적친환경적으로 생산할 수 있는 신촉매/공정기술의 개발도 전략적으로 진행되고 있다.

한중 FTA 체결로 중국이라는 거대 성장시장을 제2의 내수시장으로 선점할 기회가 확보됨에 따라 고부가가치 화학소재 공급 허브로서의 입지여건을 적극 활용하고자 R&D 투자 및 기능성 화학소재 클러스터 조성이 추진되고 있다. 특히 국제적 환경규제 강화 및 에너지 효율화에 대한 각국의 정책이 강화됨에 따라 기업들의 대응속도가 빨라지고 있으며, 소득 수준의 향상으로 기능에서 감성으로의 마케팅 전략도 강화되고 있다.

산업구조 고도화에 대응하는 고부가가치 원료 소재 개발 및 사업화 동향은 산업수송용 고분자 소재의 경우 에너지 절약 및 고효율 자동차에 대한 수요 급증으로 차량 경량화 부품소재 수요 증가. 기능성과 더불어 감성 부품 및 지능형 부품 개발에 대한 요구가 급증하고 있다.

정보전자소재의 경우 대형 LCD 패널시장이 성숙됨에 따라 내구성 편광판 개발을 위한 박막소재, 비 TAC계 고내구성 소재의 개발 점차 증가하고 있으며, 모바일용 OLED 소재는 고효율, 장수명화를 목표로 지속적 발전을 통해 성과가 가시화되고 있다.

표면기능소재로는 코팅소재의 경우 건축, 선박, 자동차 산업의 성장과 더불어 내수시장은 점차적으로 확대되고 있으나, 고기능성 (고투명성/내광성, 고내구성, self-healing 등) 도료 분야에서는 일부 선진사가 핵심기술과 시장을 독점하고 있다.

▲ 추진전략
한·중 FTA 체결과 시장 개방에 따른 수출 증대를 위한 활용대책 또는 중국 제품 유입에 대한 대응 대책으로서의 전략적인 화학분야 R&D 지원함으로써 중국시장 선점 및 경쟁력 강화를 위한 고부가가치화 기술 개발과 중국 현지화에 따른 시너지 효과 창출을 기대할 수 있는 기술의 발굴 및 개발이다.

산업엔진 및 미래성장동력 조기성과 창출을 위한 소재 간 수요산업 연계 극한성능 소재 및 제품화 기술 개발로서 산업·수송용고분자 분야에서는 창의소재 및 산업용핵심소재 개발을 통한 소재 4대강국 실현을 위해 플라스틱 기반 수송기기용 화학소재 개발 등 13대 산업 엔진프로젝트가 2015년부터 산업통상자원부 주도로 본격 추진되고 있다. 한·중 FTA 외에도 RCEP, TPP 등 무역환경 변화와 글로벌 소재산업의 재편에 대응하여 고성능, 고기능, 고감성, 경량 첨단 소재 개발이 필요하다.

▲ 중점 추진 연구개발 분야
한·중 FTA 발효에 따라 양국 간 비대칭 양허 품목에 따른 중국 제품 국내 시장 유입에 대응하고 있다. 국내 즉시 철폐 품목에 해당하여 원료 원가 의존도를 낮출 수 있는 고부가가치 제품 수출 증대 및 현지 전략형 산업과 연계를 통한 시너지효과 창출이 가능한 분야에 대한 지원과 화학 산업 고도화를 위한 산업기술 R&BD 전략을 기반으로 한 기획으로 국내 화학 산업의 경쟁력 제고 및 미래 신산업 육성한다는 계획이다.

▲ 투자방향 및 핵심기술개발테마     © TIN 뉴스

■ 섬유의류 [Textile and Clothing]
2015년 성과 및 연구개발 분야는 국제적인 에너지환경 규제와 웨어러블 컴퓨터 시대를 대비하여 미국, 일본, EU, 중국 등에서 적극적으로 고성능 산업용 섬유소재 및 텍스트로닉스 산업을 육성하는 정책을 실행하고 있어 우리나라도 시급히 미래 성장 동력 산업으로의 혁신을 위한 연구개발을 지원했다.

고성능 산업용 소재로서 온실가스 규제에 따른 수송기기 경량화 및 고강성 고강도의 경량 부품에 요구되는 극한성능 섬유복합소재의 글로벌 시장에서 선진국 기업과 경쟁할 수 있는 확고한 코스트와 품질 경쟁력을 갖춘 고성능 산업용 슈퍼섬유 소재 개발 지원했다. 대표적으로는 의류용 아크릴 섬유를 이용한 저가 탄소섬유 제조기술 개발 등이 있다.

포스트 스마트폰 시대의 디자인 기반의 ‘창조경제 산업엔진; 웨어러블 스마트 디바이스’에 필수 소재인 텍스트로닉스 개발 지원내용은 세라믹 또는 필름형 소자에 비해 유연하고 사용 편의성이 뛰어난 섬유 형태의 전자소자에 대한 선제적 기술개발을 통해 미래 요구 수요에 즉각 대응하기 위함이다. 이에 선진국과 대등한 경쟁구도를 구축함에 있어 직물형 집적회로 구현을 위한 섬유형 트랜지스터 개발, 1 Step 합성·방사법에 의한 연속 CNT섬유, 텍스타일형 염료감응 태양전지 소재를 활용한 아웃도어 응용제품 등이 개발됐다.

지역공약과제로는 대선공약사업인 ‘부산신발산업의 세계적 명품화’를 위한 도심형 제조업으로의 전환을 위한 1, 2단계 개발의 후속 사업인 핵심신소재 및 첨단신발 개발로 신발산업 구조 혁신사업으로 전자직물기반 재활보조 및 보행습관 교정이 가능한 전자기 유도형 에너지 하베스팅 스마트 신발 등이 연구 개발됐다.

나노필라멘트 제조기술개발(2010.04.01~2015.03.31)의 연구내용은 섬유 직경이 평균 400nm 이하인 장섬유의 제사, 원단 및 부직포 제조, 기능성 부여 상품화 기술개발이다.

▲  나노필라멘트 제조기술개발   © TIN 뉴스

▲ 2015 신규지원과제목록     © TIN 뉴스

▲ 산업현안 및 주요동향
한·중 FTA, RCEP, TPP 등 무역환경 변화와 글로벌 소재산업의 재편에 대응해 고성능, 고기능, 고감성, 경량 첨단 소재 개발인체 패션섬유 분야는  한·중 FTA에 따른 산업피해를 최소화 하면서 중국의 중고가 및 e-Commerce 패션시장 수출 확대, 수출시장 다변화, 글로벌 SPA* 육성을 위한 고기능성 섬유소재 개발이다.
* SPA: Specialty store retailer of Private label Apparel의 약자로 자라, 유니클로, H&M 등

의류·생활용 테크니컬섬유 분야는 안전보호용 섬유, 텍스트로닉스(전자섬유), 의복내 환경 요소를 능동적으로 제어하는 기능성 섬유소재 개발, 산업용 테크니컬섬유 분야는 고성능 슈퍼섬유, 고기능성 부직포, 수송기기 경량화를 위한 섬유강화복합재, 극한환경용 산업용 섬유소재이다.

▲ 추진전략
①한·중 FTA 체결에 따른 피해산업 경쟁력 강화를 위한 산업용·의류용 테크니컬 섬유소재②14대 미래성장동력인 ‘웨어러블 스마트 디바이스’의 조기성과 창출을 위한 텍스트로닉스 섬유, 스마트 공장 고부가가치 산업으로의 혁신을 위한 스마트 패션의류공장 기술개발을  추진함에 있어 한·중 FTA의 대표적인 비대칭 양허품목이자 저가 중국산 제품에 따른 피해가 예상되는 산업용 테크니컬섬유의 경쟁력을 확보한다.

또 對中 무역적자 증가세를 억제하기 위해 수출 유망품목인 첨단 패션의류 개발에 필요한 의류용 테크니컬섬유 소재를 개발한다는 전략이다.

▲ 중점 추진 연구개발 분야
ICT 융합 섬유의류 제조업 혁신 기술개발, 섬유강화 복합재료 및 부직포, 고성능신소재 섬유개발, 신발 고부가가치화 기술개발 등으로 ① ICT 융합 제조혁신 3.0기술에 의한 고생산성 섬유제품 개발 등 ICT 융합 섬유의류 제조업 혁신 기술개발 지원 ② CFRP-금속 Hybrid 성형품 개발, 용융방사 공법을 이용한 신기능 부직포, Fiber Blow-Injection Molding 기술개발 등 섬유강화 복합재료 및 부직포 개발 지원 ③ 고강력 열방성 액정 폴리에스터 섬유, 난연 모다크릴 섬유, 용융방사에 의한 PTFE 섬유, 광소자용 섬유, 외부자극 감응형 변색 섬유, 의료용 3차원 섬유구조체-하이드로겔 복합소재 등 고성능·신소재 섬유개발 지원 등이다.

▲ 2016 중점 추진 연구개발 과제(후보과제 포함) 산업소재핵심기술개발사업 기획 과제     © TIN 뉴스

■ 산업융합 [Industrial Convergence]

2015년도의 연구개발 기본방향은 시장수요가 명확하고 사업화 가능성이 높으며, 산업현장, 포럼 등에서의 의견 및 요구사항을 과제기획에 적극 반영하여 부처 연계, 현장 수요형의 글로벌 시장 연계(국제공동협력)가 가능한 분야에 중점을 두었다.

차량IT분야는 미래 자동차 산업 경쟁력 강화를 위해 요구되는 커넥티드카 및 자율주행자동차 기반 핵심기술 개발, 서비스 발굴, 시범사업 및 조기 사업화에 필요한 요소기술 개발로 ①실내외 연속측위 기반 스마트 카용 자율주차 시스템 개발 ②V2X 기반 차량-보행자/이륜차 충돌회피시스템 개발 ③운전자 건강안전운전 지원을 위한 자동차 인간공학 기술개발 등이다.

조선·해양IT분야는 선박사고 예방을 위한 IT 융합 안전항해 지원기술과 FEED 및 엔지니어링 원천기술 자립화를 위한 해양플랜트 IT융합기술 중점 개발로  ①e-Navigation 실현을 위한 디지털 해상 인터넷 융합통신 ②선박 다중센서 융합 기반 안전항해 지원 기술 개발 ③해양플랜트 FEED 엔지니어링 Back-bone 시스템 개발 등이다.

항공IT분야는 향후 폭발적인 수요가 예상되는 통합 모듈형 항공전자 시스템 개발과 소형 무인기에 항공IT 부품을 접목하여 충돌회피 기술, 복수무인기 운용 기술 등 개발로 ①통합모듈형 항공기 임베디드SW 핵심기술 개발 ②소형무인기 플랫폼 개발 기술 ③수출형 헬리콥터용 비행안전·임무시스템 개발 등이다.

섬유IT분야는 스트림 간 연계개발에 시장 지향적 차별화 제품개발 및 패션·봉제 산업의 ICT융합에 의한 Process혁신 기술, 스마트섬유, 웨어러블 기술개발에 중점을 두어 ①직물형 센서, 에너지 하베스팅, 직물 SoC 등 스마트 섬유 개발 ②의복형 휴먼인터페이스, 클라우드 기반 자동 봉제 시스템 개발 ③Wearable Smart Device용 핵심부품 및 요소기술 개발 등이다.

공정·에너지 IT분야는 기존 공정의 에너지시스템 제어용 가상 인자를 도출하기 위한 시뮬레이터 개발 및 가상 인자를 적용할 수 있는 공정 에너지 관리 시스템 개발로 ①에너지시스템 시뮬레이터 개발 ②공정에너지관리 시스템 개발 등이다.

▲ 주요 성과

IT융합 분야별 시대적 상황과 수요 시장의 요구에 부응하여 달성한 세부 산업분야별 주요 연구과제의 중 섬유 IT분야의 내용은 다음과 같다.

안전·안심 생활을 위한 직물형 플렉시블 플랫폼 집적 융합 모니터링 시스템 기술 개발로 정성적 성과로는 WBAN SoC 플랫폼, 플렉시블플랫폼 직접융합 모니터링 시스템, 전도성원사를 이용한 플렉시블 플랫폼, 산업용 특수복(용접복)/소방복/경찰조끼 시제품 개발 등이다.

그 결과, 국내 특허 출원 6건, 등록 1건 국외 특허 출원 1건, SCI급 논문 1건, 비SCI 1건, 국내외 학술대회 3건, 기술이전 1건을 비롯해 전시회참여 및 홍보 6건, 사업화 2건, 대외 협력 6건 (삼성물산, 현대제철 등) 등의 성과를 이뤄냈다.

직물 상에서의 IEEE 802.15.6 WBAN 통신 SoC 플랫폼 및 모니터링 및 다채널 신호처리 센서 SoC 및 직물 기반 생체신호센서를 다층구조 플렉시블 플랫폼 시제품 개발 (경찰복, 산업용 용접복)이 이루어졌고 전도성원사 및 전극 사업화로 1730만원, 용접복 사업화로 430만원, 경찰(산업)조끼 응용 사업화로 2310만원 등 총 4470만원을 달성했다.

▲ 산업현안 및 주요 이슈

섬유 IT 분야 중 기술적인 면은 초 연결사회 진입을 위한 웨어러블 디바이스 핵심기술을 연구 추진하며 현재 구글, 애플, MS 등 글로벌 기업들이 스마트폰 이후 웨어러블 디바이스 관련 특허기술 및 기업인수에 총력전에 돌입하고 있다.

정책에 있어 유럽, 일본 등은 국가주도형 연구개발로 핵심기술 확보에 주력하고 있으며, 미국은 민간주도에 의한 기술 정책 추진내용으로 시장진입을 위한 섬유-IT 융합제품의 규격, 성능, 신뢰성 평가 및 표준화 추진하고 있다.

▲ 글로벌 트렌드
섬유 IT융합은 정보화기기가 장착된 웨어러블 컴퓨터 제품군이 세계적으로 태동하는 가운데 헬스케어 의류, MP3 의류 등 스마트 의류 제품군을 중심으로 시장 확산되고 있다. 현재 국내 시장현황은 2016년 497억달러에서 연평균 15.0%성장으로 오는 2020년에는 869억달러 규모로 성장할 것으로 전망된다. 2016년에는 세계시장의 3% 점유가 예상되고 있어 향후 소재-공정-서비스 분야에 대한 IT융합 신규시장 창출을 위한 전 방위적인 시장공략 전략 필요하다.

▲ 기술개발 및 사업화 전략
섬유 IT 웨어러블 디바이스 시장 확산을 위한 기반기술을 위한 기술개발 전략은 사물인터넷(IoT) 새로운 시장창출이 가능한 전도성 플렉시블 소재, 웨어러블 입력, 출력, 처리, 전원 기술 분야의 소재 및 부품 등 웨어러블 스마트 디바이스 기술 분야에 주력해야 한다.

이를 위한 사업화 전략으로는 시장 확산을 위한 소비자 맞춤형 선행기술 및 웨어러블 디바이스의 인체 안전성, 제품 신뢰성 표준화 제정 등의 사업화 촉진 사업 등에 집중 투자해야 할 것이다.

▲ 중점 추진 연구개발 분야

2016년도 산업별 IT융합 중점 연구개발 분야는 주로 클라우드, IoT 등과 같은 첨단 IT기술과 접목되어 새로운 먹거리 동력을 창출할 수 있는 과제로 구성된다.

섬유IT분야로는 ①발전 및 축전기능이 일체화된 하이브리드 전원 시스템 ②멀티터치 센서섬유 ③전자파 안전성(EMC)이 우수한 패션기능 전자섬유로 압축된다.

정리 = 남상덕 기자 tinnews@tinnews.co.kr

▲   IT융합 산업 국내외 시장 규모 요약  © TIN 뉴스

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