나노기술 및 정책 정보

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▶ 문부과학성, 종합정책특별위원회(제31회) 회의 자료 게시

□ 국내외 과학기술 동향 – 나노기술·재료의 주요 동향 -

<글로벌 동향>

• 미국·중국의 하이테크 패권 다툼이 세계적으로 파급

- 핵심이 되는 첨단 기술의 보유·시스템화가 요구됨에 따라 세계적인 구도가 더 선명해짐

- 중요 기술(AI, 반도체, 5G 양자)에 대해 기술력·투자에 있어 중국의 존재감이 점점 증가. 일본은 전체를 뒷받침하는 전자 부품·소재, 일부 반도체(파워 일렉트로닉스, CMOS 이미지 등)에서 존재감이 큼

- 희귀 자원 확보를 위한 움직임이 미국과 유럽에서 활발.‘탈 중국 의존’을 강하게 의식

• IoT/AI 시대를 견인하는 나노기술·재료 기술

- 대량의 데이터가 생산되고 모든 곳에서 최적의 솔루션을 제시하는 컴퓨팅(에지/ 클라우드)

→ 센서·전자 부품·반도체 호황, 데이터와 AI가 핵심. 선진 기술로서 양자에 기대

- 전자는 '고기능·고성능'에서 '다기능·저전력'으로 이동

→ 센싱·네트워킹·컴퓨팅 등의 다기능을 갖춘 헤테로 집적 모듈화의 흐름

→ Intel 1원 체제에서 GAFA/ BATH로. 포스트 무어에 도전

• SDGs를 기반 기술로 나노기술·재료 기술을 지원

- 물·대기·토양 정화, 온실 가스 감축, 자원 순환 기술에 대한 기대

• 재료 개발에 있어 데이터 과학의 중요성이 증대

- 머티리얼 인포매틱스가 재료 개발 기반으로서 필수. 향후 재료 합성 프로세스로의 전개 기대

• 연구 인프라·플랫폼·거점이 연구 개발 속도와 국제 경쟁력의 원천

- 외국은 나노·재료 국가 예산의 5%~10% 이상을 계속 투입하여 R&D 환경을 축적

• ELSI·EHS·RRI

- 나노기술이 산업에 적용됨에 따라 국가·지역 단위에서 규제(EU 화학 물질 규칙 REACH 등)

<주요 국가들의 정책 동향>

<일본의 강점/약점>

• 장기간에 걸친 기술 축적에 따른 물질 창제·설계 기술, 측정 평가·분석·품질 관리에 강함

- 원소 전략, 분자 기술, 축전지 부재, 전자 재료, 파워 일렉트로닉스, 복합 재료, 현미경 기술

- 제조 프로세스에서의 에너지 절약·저환경 부하 기술 우위

• 데이터 과학, 표준화, 규제 전략, 산학·의공 연계를 통한 가치 창조에 약함

- 연구 개발 시스템을 구축하고 실행하기까지의 문제 공유 및 의사 결정 속도가 문제

- 나노 ELSI·EHS의 경우 고급 평가 기술을 가지고 있음에도 불구하고 데이터 축적 및 규칙 형성이 지연

• 연구 인프라 플랫폼·거점의 매력도(강점)를 어떻게 구축하고 지속 성장시킬지가 관건

- 신기술 개발과 도입, 첨단 설비의 전략적 업데이트, 고급 기술 인력 확보 필요

<주력 과제>

① 새로운 기능·새로운 가치를 실현하는 연구 개발에 주력

• 국제 경쟁에 있어 우위 확보

- 포스트 무어로 이어지는 디바이스 개발을 위한 고급 양자 상태 제어 기술

- 대량의 데이터 수집·처리를 위한 다기능·저전력 IoT 장치 시스템

- 자원 제약을 타파할 기술(순환, 소량화·대체)을 확립하는 강력한 재료 개발 기

반의 확보

• 첨단 기술(MI, 측정, 계산 시뮬레이션) 활용을 통한‘나노 기능’의 매크로 물성 구현

- 보다 고도화되는 재료에 대한 요구 사항을 만족하는 다원화·복합화 재료의 설계와 프로세스 방법의 개발

• 데이터 인포매틱스를 포함하는 테크놀로지 플랫폼을 통한 연구 성과의 생산성 향상

- 연구를 고속화시키는 인포매틱스·오퍼랜드 계측·프로세스 기술의 통합

② 풍요로운 생활에 기여하는 전략적 활동의 실행

• 일본의 수출을 견인하는 부소재·디바이스·제조 기계 관련 가격 인하 요구가 있기 때문에 핵심 기술을 보유하는 전략을 취해야 함

[반도체] IoT/AI 시대에 중요한 엣지 측 및 차세대 반도체(적층, 프로그래머블, AI 칩)

[부·소재] 일본 기업의 산업 경쟁력 제고를 위한 기반 기술력 강화

[전지] 기술 우위를 지속하기 위해 산학·플랫폼이 총력을 다해 연구 개발

[양자] 기초 연구력의 유지·강화와 응용 전개를 위한 국제 협력

• 사회 과제 해결에 공헌하는 나노기술·재료 기술 전략

- 사람의 질병·부상으로 이어질 이상 조짐을 고도로 감지·인식하는 IoT 감지 장치

- '건강','질병 치유','신체 기능의 보수·교체·확장'을 가능케 하는 생체/재료 상호 작용을 능동 제어하는 생체 조화 재료·장치, 공생 로보틱스 시스템의 실현

③ 미래 지향적 연구 개발에서 가치 창출까지의 에코 시스템 강화

• 타분야를 아우르는 나노기술, 사회 구현을 위한 시스템화를 위해서는 교차 융합이 필요

- 기반 기술로서의 나노 기술로부터 IT, 환경·에너지, 생명 융합을 촉진하는 장을 구축

- ELS·EHS·RRI는 기초 단계에서 실용까지의 길을 병행

- 실험실 개혁(자동화, 데이터 구축·활용을 통한 연구 성과의 생산성 향상)

- 데이터 기반을 포함한 첨단 연구 인프라 플랫폼의 지속 성장책

- 고급 기술 전문 인재와 산업 관련 인재는 연구원과 함께 문제 해결을 담당하는 필수 파트너

□ 일본의 강점·약점 검토를 위한 영역 구분

<나노기술·재료 분야(32