2006 국가 나노기술 로드맵 보고
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- 나노전략
- 종류
- 나노기술분류
- 발행일
- 2007-06-12
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- 7,229
본문
나노기술 로드맵 수립의 필요성
기존 산업의 기술혁신, 신산업 창출의 모태로서 나노기술의 중요성이 크게 부각됨에 따라 정부는 미래경쟁력을 결정한 중요한 기술로 나노기술을 선정하고 국가차원에서 중점적으로 육성 중임. 특히 국가차원의 나노기술 개발정책을 지속적이고 체계적으로 추진하기 위한 법적 기반으로서 나노기술개발촉진법( ’02.12) 및 동법 시행령( ’03.6)1) 제정하였으며, 중장기 육성 정책으로서 제1차( ’01.7) 및 제2차( ’05.12) 나노기술종합발전계획을 수립하고 추진 중에 있음. 그 결과 우리나라 나노기술 수준은 ’01년 세계 8위에서 '05년에는 미국, 일본, 독일에 이어 세계 4위 수준(Lux Research)으로 평가받고 있으나, 산업적인 관점에서 본다면 미국 및 일본에 비해 초기 상태로 판단됨. 특히 나노기술은 도구적 성격이 강하기 때문에 적용 범위가 광범위하다는 장점을 가지고 있지만, 동시에 산업화 방향을 예측하기 어렵다는 단점도 가지고 있어, 국내 주력기업들이 나노기술에 대한 관심을 표명하고 있음에도 불구하고 실제 기업차원에서 나노기술에 대한 직접적인 투자와 연구개발은 미흡한 상황임. 따라서 나노기술의 구현에 의해 다가 올 미래 사회의 예측과 시장전망, 기술동향과 과학기술 수준 등을 종합적으로 고려하여 세계 최고 수준의 경쟁력 확보가 가능한 기술을 중심으로 나노기술 로드맵을 작성하여 미래산업적 전략을 체계적으로 수립하고, 정부 및 기업의 전략적 연구개발사업에 이를 확산시킬 필요가 있음.
해외 나노기술 로드맵 사례 분석
?? 일본 NBCI 나노기술산업로드맵
일본의 NBCI(Nanotechnology Business Creation Initiative)에서는 2004년 10월에 나노기술 산업로드맵을 발표하였음. 나노기술 산업로드맵은 분야에 따라 조금씩 다르지만 대략 2015년까지 시대의 조류를 예측하고 이에 따른 필요제품을 예측한 후, 제품 구성에 필요한 기술들을 시간 순으로 배열한 형태로 구성됨. 로드맵의 작성대상은 전자분야, 바이오·의학·화장품 분야, 연료전지·에너지 분야, 환경분야, 조정밀 제조·가공 분야, 촉매·도장·재료 분야, 항공·수송기기 분야, 계측평가장치 분과 등 총 8개 분야를 대상으로 하고 있으며, 각 분야에 대해서도 기술별로 상세 로드맵을 전개하고 있음.
?? 유럽의 사례
European Commission에서는 제6차 Framework Programme사업의 일환으로“Nanoroadmap”과 “NanoRoadSME”등 2개의 나노기술로드맵 작성 사업을 추진하였음. 전자는“Roadmaps at 2015 on Nanotechnology Application”라는 제목으로 2년간의 작업을 거쳐 2005년 12월에 발표되었는데, 나노기술의 산업적 응용측면에서 접근하여 소재, 의료 및 건강, 에너지 등 3대 분야에서 나노기술의 발전 로드맵을 제시하고 있음. 이 로드맵은 먼저 대상기술에 대한 정의를 내리고 대상기술의 특징과 응용처를 기술한 후, 해당 응용제품의 개발 시점을 제시하고, 제품 개발에 대한 기술적/사회적 장벽들을 기술한 후, 마지막으로 로드맵을 제시하는 순서로 구성이 되었음. 특히 이 로드맵은 개개의 기술이 시간에 따라 정량적으로 어떻게 발전해 나갈 것인가에 대한 예측보다는 시간에 따라 기술이 어떤 단계(기초, 응용, 시제품, 대량생산)로 성숙해 가게 될 것인가에 초점을 맞추고 있음. 따라서 로드맵은 세부기술별로 발전양태가 시간축을 따라 전개되지 못하고, 단지 연도별로 각 기술이 어떤 단계에 놓여 있을 것인가를 예측하는 방식으로 전개됨. 반면“NanoRoadSME”사업은 나노기술관련 중소기업에게 나노소재의 산업적 활용에 대한 비전을 제시하는 것을 목표로 하여“Nanomaterial Roadmap 2015”라는 제목으로 2006년 3월에 발표되었는데, 이 로드맵은 자동차, 항공, 의료/건강, 에너지 분야를 대상으로 산업수요적인 측면과 기술공급적인 면을 동시에 고려하여 나노소재의 산업적 응용 중심의 로드맵을 전개함. 이 로드맵의 특징은 연도별로 각 소재의 기술개발 성숙도와 소재 가격 및 시장규모를 표기하고, 이에 따른 산업적 응용처를 연도별로 제시함.
유럽 Roadmaps at 2015 on Nanotechnology Application의 예 -
나노소재 분야 중 나노입자 및 복합재 분야의 예
?? 해외 사례 분석의 시사점
일반적인 기술로드맵이라 하면 해당 기술 분야에 있어 핵심기술 영역 및 요소기술을 도출하고, 이의 정량적 성능목표를 시간축을 따라 배열하는 방식으로 로드맵을 전개하는 것이 보편적이나, 일본과 유럽의 나노기술로드맵을 살펴보면 기술 중심의 로드맵이 아닌 기존 산업군에 나노기술이 어떤 식으로 혁신을 가져올 것인가에 초점을 맞춘, 주로 정성적인 로드맵이 전개되고 있는 것으로 볼 수 있음. 이는 나노기술의 도구적 특성에 기인한 것으로, 현재 산업의 시각에서 나노기술로드맵을 전개함으로써 가시적인 나노기술 산업화 로드맵을 제시하고 있다는 의미를 부여할 수 있으나, 나노기술의 자기 혁신적 기술 발전경로가 제시되지 않고 있다는 단점을 가지고 있음. 따라서 본 국가나노기술로드맵 수립 사업에서는 각 기술의 발전추이에 대한 기술적 로드맵을 해외 사례에 비해 보다 상세하게 그려내고, 이러한 기술의 융합에 의하여 형성되는 산업적 로드맵을 총괄하여 구성하고자 함.
나노기술 로드맵 수립 목표 및 내용
?? 목표
나노기술 관련 산업 발전 전망 및 기술동향 분석을 통해 우리나라의 국가경쟁력 제고를 위한 2020년까지의비전을 제시하고, 전략제품·기능을 설정하여 이의 확보를 위한 핵심기술에 대해 기술로드맵을 제시하고자 함. 또한 나노기술 로드맵 작성을 통하여 분야별 핵심 기술의 발전 방향을 전망하고 우리의 전략을 검토함으로써 핵심 기술 확보를 위한 정부 및 민간 부문의 전략을 공유하고 연구개발 사업의 가이드라인으로 활용되는 것을 목표로 함.
?? 주요내용
나노기술 로드맵 수립사업은 1단계와 2단계로 나누어 추진되고 있음. 1단계 (’06.07~’07.04)에서는 제2차 나노기술종합발전계획의 기술분류체계를 따라 나노소재기술(나노재료/환경/에너지기술), 나노소자기술, 나노바이오기술, 나노공정/장비/측정기술 등 대분류 수준에서 기술분야를 정의하고 각 기술분야가 포괄하는 중분류 수준의 기술범위를 설정하였으며, 미래 시나리오를 전개하여 2020년경의 전략제품·기능에 대한 수요예측을 함으로써 각 기술분야별 비전 및 목표를 설정하였음. 또한 관련산업 및 기술의 동향과 전망을 분석함으로써, 로드맵 전개의 토대를 구축함. 실질적인 로드맵은 중분류 수준의 기술을 대상으로 미래발전 추세(global trend)에 따른 핵심요구사항을 달성하기 위한 핵심기술 영역 및 요소기술을 도출하여, 이의 성능목표를 시간축 상에 배열하는 방식으로 전개하였음. 일반적인 기술로드맵에서는 시간에 따른 성능목표를 정량적으로 기입하는 것이 원칙이나, 나노기술의 경우는 단위 기술이 기술 수준이 상이한 여러 용도에 활용될 뿐 아니라, 새로운 산업군을 창출하는 측면이 많기 때문에 정량적 성능목표를 연도별로 전개하는 것이 어려우므로 주로 정성적인 성능목표 중심으로 로드맵을 전개함. 이렇게 중분류 기술별로 전개된 개괄적인 로드맵을 통합하여 각 대분류 기술별로 한 개의 대분류 기술 로드맵으로 정리함. 2단계(’07.05~’08.04)에서는 1단계에서 확보된 중분류 수준의 로드맵을 바탕으로, 보다 세부적인 로드맵을 작성해 나감과 동시에, 전략제품 또는 산업별로 대분하여 재구성함으로써 각 기술분야의 발달이 종합적으로 산업발달에 기여할 수 있는 최종로드맵을 구성하는 것을 목표로 함. 따라서 최종적인 로드맵은 각 기술의 발전추이에 대한 기술적 로드맵과 이러한 기술의 융합에 의하여 형성되는 산업적 로드맵을 총괄하여 구성될 수 있도록 할 것임. 또한 이러한 과정에서 요구되는 국가 기반시설의 효과적 활용, 교육 프로그램의 추진 전략 등에 대해서도 미래 비전을 제시할 수 있도록 할 예정임.
?? 나노기술 로드맵 작성 추진 체계
분야별 총괄 로드맵
앞서 밝힌 바와 같이 제2차 나노기술종합발전계획의 기술분류체계를 따라 나노소재기술(나노재료/환경/에너지기술), 나노소자기술, 나노바이오기술, 나노공정/장비/측정기술 등 대분류 수준의 분야별 총괄로드맵을 작성하였으며, 각 분야별 중분류 수준의 기술을 도출하여 보다 상세한 기술로드맵을 전개하였음. 본고에서는 지면 관계상 대분류 수준의 총괄로드맵에 대해서만 정리하여 보고하고자 함.
?? 나노재료/환경/에너지기술 분야
● 기술의 정의
소재를 구성하는 요소의 최소크기가 100 나노미터(㎚)인 소재를 제조하고 이 소재가 나타내는 특이한 물성들을 이해하고 활용하는 기술과 나노소재를 환경 및 에너지 관련 기술에 적용하여 더욱 효율적으로 환경을 개선하는 것에 관한 기술
● 기술의 범위
- 나노소재 기반기술 : 기반나노소재, 계층구조 나노소재, 구조기능 나노소재
- 나노소재 활용기술 : IT 응용 나노소재, ET 응용 나노소재, BT 응용 나노소재, 에너지산업 응용 나노소재, 기타 나노소재
● 기술 로드맵
?? 나노소자기술 분야
● 기술의 정의
나노미터 크기의 물질이나 구조가 갖는 독특한 성질과 현상을 이용하여 특정한 목적의 기능을 발휘하는 소자를 연구개발하는 과학기술
● 기술의 범위
나노소자 기술은 크게 나노전자소자/ 나노광소자/ 나노자기소자/ 나노분자소자/ 나노양자소자 기술 등으로 분류할 수 있으며, 다음과 같이 세분됨.
- 나노전자소자 : 나노미터 크기의 구조에서 전자가 지닌 고전적 혹은 양자역학적 전기적 특성을 이용하여 정보처리를 수행하는 소자
(예시) 나노CMOS, 단전자소자, 나노선, 나노튜브소자, 나노기억소자
- 나노 광소자 : 나노 구조체와 전자기파 사이의 상호작용을 이용한 광소자
(예시) QD광소자, WG, 실리콘광소자, PC광소자, 전광논리소자
- 나노 자기소자 : 나노미터 크기의 자성 특성을 이용한 전기 및 자기소자
(예시) 특성화기술, 스핀제어, 스핀소자, 소자공정, 자기재료
- 나노 분자소자 : 분자고유의 기능을 기반으로 하는 새로운 나노소자
(예시) 분자소재설계합성, 분자고정화, 분자소자제작 기술
- 나노 양자소자 : 양자역학적 상태를 발생/제어하는 기능을 수행하는 나노소자
(예시) 양자소자 생성/제어/공정 기술
● 기술 로드맵
?? 나노바이오기술 분야
● 기술의 정의
바이오 시스템 및 이들이 나노 구조와 결합된 융합 시스템을 나노미터 크기의 수준에서 조작 및 분석하고 이를 제어하는 과학과 기술
● 기술의 범위
나노바이오 기술은 크게 검지 및 정제, 치료 및 임플란트, 나노바이오 정보, 나노바이오 에너지, 나노바이오 극한 제어 및 분석, 나노바이오 생필품, 나노바이오 농림, 나노바이오 수산, 나노바이오 종합 전략 분야, 나노바이오 안전성, 영향 평가 및 표준화 등으로 분류할 수 있으며, 다음과 같이 세분됨.
- 검지 및 정제 : 나노 기술을 이용하여 특정 바이오물질을 검지하거나 병을 진단하는 기술
- 치료 및 임플랜트 : 나노 기술을 이용하여 병을 치료하는 기술
- 나노바이오 정보 : 바이오 분자를 이용한 생체 친화적인 정보 처리 및 저장 기술
- 나노바이오 에너지 : 바이오 시스템에 저장되어 있는 에너지를 나노 스케일로 제어하거나, 나노 시스템 등을 구동하는데 활용하는 기술
- 나노바이오 극한 제어 및 분석 : 바이오 단분자의 이미징 등, 바이오 분자 제어 및 분석을 위한 현재 기술의 한계성을 극복하게 해주는 기술
- 나노바이오 생필품 : 나노 기술을 이용한 식품, 화장품, 등
- 나노바이오 농림 : 나노 기술을 이용한 농업 및 임업
- 나노바이오 수산 : 나노 기술을 이용한 수산업 기술
- 나노바이오 종합 전략 분야 : 현재 국민 보건에 큰 이슈가 되고 있으며, 이의 해결을 위해서는 여러가지 개별 나노바이오 기술의 종합적인 적용이 필요한 분야를 위한 종합 기술
- 나노바이오 안전성, 영향 평가 및 표준화 : 나노 구조의 안정성, 독성 등 나노 기술이 인체나 환경에 미치는 영향을 평가하고 나노 기술을 표준화하기 위한 기술
● 기술 로드맵
?? 나노공정/장비/측정 기술 분야
● 기술의 정의
나노 소재 및 나노 소자의 기본 요소를 합성, 증착하는 공정 기술과 리소그래피 기술을 포함하는 나노패턴 형성기술 및 이에 관련된 물성, 소자 특성 측정 기술을 바탕으로 나노 광/전자소자, 에너지, 바이오 기술 등에 응용을 위한 장비 기술을 포함하는 기반 요소 기술을 수행하는 분야
● 기술의 범위
- 나노소재 공정/장비 : 나노 박막 증착, 나노선 합성, 나노점 합성
- 나노 기반 공정 : 나노 패터닝, 나노 식각, 나노 습식 공정, 나노기반 디스플레이
- 나노 소재/소자측정 : 나노 화학/구조 분석, 나노 역학 특성 분석
● 기술 로드맵
맺음말
금번 국가나노기술로드맵 수립 1단계 사업은 emerging technology로서의 나노기술의 현 수준과 앞으로 나아가야 할 방향을 개괄적으로 제시하고 있다는 점에서 그 의의를 찾을 수 있음. 앞으로 남은 과제는 각 세부기술별로 성능목표 중심의 상세한 기술적 로드맵을 전개해 나감으로써 향후 나노기술 연구의 목표를 제시해 주는 것과 더불어, 전략제품 또는 산업별로 핵심기술을 재구성함으로써 각 기술분야의 발달이 종합적으로 산업발달에 기여할 수 있도록 하는 산업로드맵을 구성하는 것이라 할 수 있음.
♣ 최영진 교수 (명지대학교, jini38@mju.ac.kr)
이조원 단장 (TND사업단, jwlee@nanotech.re.kr)
기존 산업의 기술혁신, 신산업 창출의 모태로서 나노기술의 중요성이 크게 부각됨에 따라 정부는 미래경쟁력을 결정한 중요한 기술로 나노기술을 선정하고 국가차원에서 중점적으로 육성 중임. 특히 국가차원의 나노기술 개발정책을 지속적이고 체계적으로 추진하기 위한 법적 기반으로서 나노기술개발촉진법( ’02.12) 및 동법 시행령( ’03.6)1) 제정하였으며, 중장기 육성 정책으로서 제1차( ’01.7) 및 제2차( ’05.12) 나노기술종합발전계획을 수립하고 추진 중에 있음. 그 결과 우리나라 나노기술 수준은 ’01년 세계 8위에서 '05년에는 미국, 일본, 독일에 이어 세계 4위 수준(Lux Research)으로 평가받고 있으나, 산업적인 관점에서 본다면 미국 및 일본에 비해 초기 상태로 판단됨. 특히 나노기술은 도구적 성격이 강하기 때문에 적용 범위가 광범위하다는 장점을 가지고 있지만, 동시에 산업화 방향을 예측하기 어렵다는 단점도 가지고 있어, 국내 주력기업들이 나노기술에 대한 관심을 표명하고 있음에도 불구하고 실제 기업차원에서 나노기술에 대한 직접적인 투자와 연구개발은 미흡한 상황임. 따라서 나노기술의 구현에 의해 다가 올 미래 사회의 예측과 시장전망, 기술동향과 과학기술 수준 등을 종합적으로 고려하여 세계 최고 수준의 경쟁력 확보가 가능한 기술을 중심으로 나노기술 로드맵을 작성하여 미래산업적 전략을 체계적으로 수립하고, 정부 및 기업의 전략적 연구개발사업에 이를 확산시킬 필요가 있음.
해외 나노기술 로드맵 사례 분석
?? 일본 NBCI 나노기술산업로드맵
일본의 NBCI(Nanotechnology Business Creation Initiative)에서는 2004년 10월에 나노기술 산업로드맵을 발표하였음. 나노기술 산업로드맵은 분야에 따라 조금씩 다르지만 대략 2015년까지 시대의 조류를 예측하고 이에 따른 필요제품을 예측한 후, 제품 구성에 필요한 기술들을 시간 순으로 배열한 형태로 구성됨. 로드맵의 작성대상은 전자분야, 바이오·의학·화장품 분야, 연료전지·에너지 분야, 환경분야, 조정밀 제조·가공 분야, 촉매·도장·재료 분야, 항공·수송기기 분야, 계측평가장치 분과 등 총 8개 분야를 대상으로 하고 있으며, 각 분야에 대해서도 기술별로 상세 로드맵을 전개하고 있음.
?? 유럽의 사례
European Commission에서는 제6차 Framework Programme사업의 일환으로“Nanoroadmap”과 “NanoRoadSME”등 2개의 나노기술로드맵 작성 사업을 추진하였음. 전자는“Roadmaps at 2015 on Nanotechnology Application”라는 제목으로 2년간의 작업을 거쳐 2005년 12월에 발표되었는데, 나노기술의 산업적 응용측면에서 접근하여 소재, 의료 및 건강, 에너지 등 3대 분야에서 나노기술의 발전 로드맵을 제시하고 있음. 이 로드맵은 먼저 대상기술에 대한 정의를 내리고 대상기술의 특징과 응용처를 기술한 후, 해당 응용제품의 개발 시점을 제시하고, 제품 개발에 대한 기술적/사회적 장벽들을 기술한 후, 마지막으로 로드맵을 제시하는 순서로 구성이 되었음. 특히 이 로드맵은 개개의 기술이 시간에 따라 정량적으로 어떻게 발전해 나갈 것인가에 대한 예측보다는 시간에 따라 기술이 어떤 단계(기초, 응용, 시제품, 대량생산)로 성숙해 가게 될 것인가에 초점을 맞추고 있음. 따라서 로드맵은 세부기술별로 발전양태가 시간축을 따라 전개되지 못하고, 단지 연도별로 각 기술이 어떤 단계에 놓여 있을 것인가를 예측하는 방식으로 전개됨. 반면“NanoRoadSME”사업은 나노기술관련 중소기업에게 나노소재의 산업적 활용에 대한 비전을 제시하는 것을 목표로 하여“Nanomaterial Roadmap 2015”라는 제목으로 2006년 3월에 발표되었는데, 이 로드맵은 자동차, 항공, 의료/건강, 에너지 분야를 대상으로 산업수요적인 측면과 기술공급적인 면을 동시에 고려하여 나노소재의 산업적 응용 중심의 로드맵을 전개함. 이 로드맵의 특징은 연도별로 각 소재의 기술개발 성숙도와 소재 가격 및 시장규모를 표기하고, 이에 따른 산업적 응용처를 연도별로 제시함.
유럽 Roadmaps at 2015 on Nanotechnology Application의 예 -
나노소재 분야 중 나노입자 및 복합재 분야의 예
?? 해외 사례 분석의 시사점
일반적인 기술로드맵이라 하면 해당 기술 분야에 있어 핵심기술 영역 및 요소기술을 도출하고, 이의 정량적 성능목표를 시간축을 따라 배열하는 방식으로 로드맵을 전개하는 것이 보편적이나, 일본과 유럽의 나노기술로드맵을 살펴보면 기술 중심의 로드맵이 아닌 기존 산업군에 나노기술이 어떤 식으로 혁신을 가져올 것인가에 초점을 맞춘, 주로 정성적인 로드맵이 전개되고 있는 것으로 볼 수 있음. 이는 나노기술의 도구적 특성에 기인한 것으로, 현재 산업의 시각에서 나노기술로드맵을 전개함으로써 가시적인 나노기술 산업화 로드맵을 제시하고 있다는 의미를 부여할 수 있으나, 나노기술의 자기 혁신적 기술 발전경로가 제시되지 않고 있다는 단점을 가지고 있음. 따라서 본 국가나노기술로드맵 수립 사업에서는 각 기술의 발전추이에 대한 기술적 로드맵을 해외 사례에 비해 보다 상세하게 그려내고, 이러한 기술의 융합에 의하여 형성되는 산업적 로드맵을 총괄하여 구성하고자 함.
나노기술 로드맵 수립 목표 및 내용
?? 목표
나노기술 관련 산업 발전 전망 및 기술동향 분석을 통해 우리나라의 국가경쟁력 제고를 위한 2020년까지의비전을 제시하고, 전략제품·기능을 설정하여 이의 확보를 위한 핵심기술에 대해 기술로드맵을 제시하고자 함. 또한 나노기술 로드맵 작성을 통하여 분야별 핵심 기술의 발전 방향을 전망하고 우리의 전략을 검토함으로써 핵심 기술 확보를 위한 정부 및 민간 부문의 전략을 공유하고 연구개발 사업의 가이드라인으로 활용되는 것을 목표로 함.
?? 주요내용
나노기술 로드맵 수립사업은 1단계와 2단계로 나누어 추진되고 있음. 1단계 (’06.07~’07.04)에서는 제2차 나노기술종합발전계획의 기술분류체계를 따라 나노소재기술(나노재료/환경/에너지기술), 나노소자기술, 나노바이오기술, 나노공정/장비/측정기술 등 대분류 수준에서 기술분야를 정의하고 각 기술분야가 포괄하는 중분류 수준의 기술범위를 설정하였으며, 미래 시나리오를 전개하여 2020년경의 전략제품·기능에 대한 수요예측을 함으로써 각 기술분야별 비전 및 목표를 설정하였음. 또한 관련산업 및 기술의 동향과 전망을 분석함으로써, 로드맵 전개의 토대를 구축함. 실질적인 로드맵은 중분류 수준의 기술을 대상으로 미래발전 추세(global trend)에 따른 핵심요구사항을 달성하기 위한 핵심기술 영역 및 요소기술을 도출하여, 이의 성능목표를 시간축 상에 배열하는 방식으로 전개하였음. 일반적인 기술로드맵에서는 시간에 따른 성능목표를 정량적으로 기입하는 것이 원칙이나, 나노기술의 경우는 단위 기술이 기술 수준이 상이한 여러 용도에 활용될 뿐 아니라, 새로운 산업군을 창출하는 측면이 많기 때문에 정량적 성능목표를 연도별로 전개하는 것이 어려우므로 주로 정성적인 성능목표 중심으로 로드맵을 전개함. 이렇게 중분류 기술별로 전개된 개괄적인 로드맵을 통합하여 각 대분류 기술별로 한 개의 대분류 기술 로드맵으로 정리함. 2단계(’07.05~’08.04)에서는 1단계에서 확보된 중분류 수준의 로드맵을 바탕으로, 보다 세부적인 로드맵을 작성해 나감과 동시에, 전략제품 또는 산업별로 대분하여 재구성함으로써 각 기술분야의 발달이 종합적으로 산업발달에 기여할 수 있는 최종로드맵을 구성하는 것을 목표로 함. 따라서 최종적인 로드맵은 각 기술의 발전추이에 대한 기술적 로드맵과 이러한 기술의 융합에 의하여 형성되는 산업적 로드맵을 총괄하여 구성될 수 있도록 할 것임. 또한 이러한 과정에서 요구되는 국가 기반시설의 효과적 활용, 교육 프로그램의 추진 전략 등에 대해서도 미래 비전을 제시할 수 있도록 할 예정임.
?? 나노기술 로드맵 작성 추진 체계
분야별 총괄 로드맵
앞서 밝힌 바와 같이 제2차 나노기술종합발전계획의 기술분류체계를 따라 나노소재기술(나노재료/환경/에너지기술), 나노소자기술, 나노바이오기술, 나노공정/장비/측정기술 등 대분류 수준의 분야별 총괄로드맵을 작성하였으며, 각 분야별 중분류 수준의 기술을 도출하여 보다 상세한 기술로드맵을 전개하였음. 본고에서는 지면 관계상 대분류 수준의 총괄로드맵에 대해서만 정리하여 보고하고자 함.
?? 나노재료/환경/에너지기술 분야
● 기술의 정의
소재를 구성하는 요소의 최소크기가 100 나노미터(㎚)인 소재를 제조하고 이 소재가 나타내는 특이한 물성들을 이해하고 활용하는 기술과 나노소재를 환경 및 에너지 관련 기술에 적용하여 더욱 효율적으로 환경을 개선하는 것에 관한 기술
● 기술의 범위
- 나노소재 기반기술 : 기반나노소재, 계층구조 나노소재, 구조기능 나노소재
- 나노소재 활용기술 : IT 응용 나노소재, ET 응용 나노소재, BT 응용 나노소재, 에너지산업 응용 나노소재, 기타 나노소재
● 기술 로드맵
?? 나노소자기술 분야
● 기술의 정의
나노미터 크기의 물질이나 구조가 갖는 독특한 성질과 현상을 이용하여 특정한 목적의 기능을 발휘하는 소자를 연구개발하는 과학기술
● 기술의 범위
나노소자 기술은 크게 나노전자소자/ 나노광소자/ 나노자기소자/ 나노분자소자/ 나노양자소자 기술 등으로 분류할 수 있으며, 다음과 같이 세분됨.
- 나노전자소자 : 나노미터 크기의 구조에서 전자가 지닌 고전적 혹은 양자역학적 전기적 특성을 이용하여 정보처리를 수행하는 소자
(예시) 나노CMOS, 단전자소자, 나노선, 나노튜브소자, 나노기억소자
- 나노 광소자 : 나노 구조체와 전자기파 사이의 상호작용을 이용한 광소자
(예시) QD광소자, WG, 실리콘광소자, PC광소자, 전광논리소자
- 나노 자기소자 : 나노미터 크기의 자성 특성을 이용한 전기 및 자기소자
(예시) 특성화기술, 스핀제어, 스핀소자, 소자공정, 자기재료
- 나노 분자소자 : 분자고유의 기능을 기반으로 하는 새로운 나노소자
(예시) 분자소재설계합성, 분자고정화, 분자소자제작 기술
- 나노 양자소자 : 양자역학적 상태를 발생/제어하는 기능을 수행하는 나노소자
(예시) 양자소자 생성/제어/공정 기술
● 기술 로드맵
?? 나노바이오기술 분야
● 기술의 정의
바이오 시스템 및 이들이 나노 구조와 결합된 융합 시스템을 나노미터 크기의 수준에서 조작 및 분석하고 이를 제어하는 과학과 기술
● 기술의 범위
나노바이오 기술은 크게 검지 및 정제, 치료 및 임플란트, 나노바이오 정보, 나노바이오 에너지, 나노바이오 극한 제어 및 분석, 나노바이오 생필품, 나노바이오 농림, 나노바이오 수산, 나노바이오 종합 전략 분야, 나노바이오 안전성, 영향 평가 및 표준화 등으로 분류할 수 있으며, 다음과 같이 세분됨.
- 검지 및 정제 : 나노 기술을 이용하여 특정 바이오물질을 검지하거나 병을 진단하는 기술
- 치료 및 임플랜트 : 나노 기술을 이용하여 병을 치료하는 기술
- 나노바이오 정보 : 바이오 분자를 이용한 생체 친화적인 정보 처리 및 저장 기술
- 나노바이오 에너지 : 바이오 시스템에 저장되어 있는 에너지를 나노 스케일로 제어하거나, 나노 시스템 등을 구동하는데 활용하는 기술
- 나노바이오 극한 제어 및 분석 : 바이오 단분자의 이미징 등, 바이오 분자 제어 및 분석을 위한 현재 기술의 한계성을 극복하게 해주는 기술
- 나노바이오 생필품 : 나노 기술을 이용한 식품, 화장품, 등
- 나노바이오 농림 : 나노 기술을 이용한 농업 및 임업
- 나노바이오 수산 : 나노 기술을 이용한 수산업 기술
- 나노바이오 종합 전략 분야 : 현재 국민 보건에 큰 이슈가 되고 있으며, 이의 해결을 위해서는 여러가지 개별 나노바이오 기술의 종합적인 적용이 필요한 분야를 위한 종합 기술
- 나노바이오 안전성, 영향 평가 및 표준화 : 나노 구조의 안정성, 독성 등 나노 기술이 인체나 환경에 미치는 영향을 평가하고 나노 기술을 표준화하기 위한 기술
● 기술 로드맵
?? 나노공정/장비/측정 기술 분야
● 기술의 정의
나노 소재 및 나노 소자의 기본 요소를 합성, 증착하는 공정 기술과 리소그래피 기술을 포함하는 나노패턴 형성기술 및 이에 관련된 물성, 소자 특성 측정 기술을 바탕으로 나노 광/전자소자, 에너지, 바이오 기술 등에 응용을 위한 장비 기술을 포함하는 기반 요소 기술을 수행하는 분야
● 기술의 범위
- 나노소재 공정/장비 : 나노 박막 증착, 나노선 합성, 나노점 합성
- 나노 기반 공정 : 나노 패터닝, 나노 식각, 나노 습식 공정, 나노기반 디스플레이
- 나노 소재/소자측정 : 나노 화학/구조 분석, 나노 역학 특성 분석
● 기술 로드맵
맺음말
금번 국가나노기술로드맵 수립 1단계 사업은 emerging technology로서의 나노기술의 현 수준과 앞으로 나아가야 할 방향을 개괄적으로 제시하고 있다는 점에서 그 의의를 찾을 수 있음. 앞으로 남은 과제는 각 세부기술별로 성능목표 중심의 상세한 기술적 로드맵을 전개해 나감으로써 향후 나노기술 연구의 목표를 제시해 주는 것과 더불어, 전략제품 또는 산업별로 핵심기술을 재구성함으로써 각 기술분야의 발달이 종합적으로 산업발달에 기여할 수 있도록 하는 산업로드맵을 구성하는 것이라 할 수 있음.
♣ 최영진 교수 (명지대학교, jini38@mju.ac.kr)
이조원 단장 (TND사업단, jwlee@nanotech.re.kr)
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