산업부, 4대 분야 13개 대형융합과제를 집중 육성한다

미국-영국-독일=일본 등 선진 제조강국과의 치열한 경쟁 예상 돼
산업기술생태계 전반에 혁신역량 제고로 주력산업을 고도화하고
新산업을 창출함으로써 선진 산업강국 도약 기대, 고급 일자리창출도 가능
제6차 산업기술혁신계획, 국가과학기술심의회서 확정후 박차 가해

우리나라 산업이 갈 길은 어디인가. IT-가전-조선-자동차-휴대폰 등 세계 최고 경쟁력을 다투는 현재의 산업이 언제까지 우리를 먹여 살릴것인가. 이 같은 우려는 미래 먹거리 찾아 나서야 하는 배경이 된다. 신성장동력화 할 수 있는 대상은 그동안 변화해 왔다. 기술 진보가 계속 이루어진다면 모를까 한계점과 정체되는 기간이 길어 지면 후발 주자들이 지구촌 시장의 점유율을 잠식해 온다. 우리가 앞서는 1등 상품이나 최고의 기술력을 따라 잡는다. 그 다음부터는 품질 경쟁이 아닌 가격 경쟁이 시장의 지배 논리가 된다. 미국의 애플과 한국의 삼성이 양분하며 지배하던 휴대폰 시장을 중국과 인도의 후발업체들이 자국의 내수 시장은 물론 세계 수요처를 잠식해 들어오는 것이 좋은 예다.

산업계는 우리나라가 수출로 먹고 사는 현실에서 미래 지구촌의 리즈가 어디에 있고 어떤 기술개발과 상품화 그리고 표준화를 선점함으로써 우리의 수출경쟁력을 잃지 않고 유지 내지 더 강화할 수 있을까 고민에 고민을 거듭하고 있다.

현 정부는 창조경제를 내세우며 아이디어를 통해, 산업과 산업, 기술과 기술, 과학과 인문은 물론 이들이 뒤 섞이고 그 방법과 과정을 기술화하고 상품화-사업화하는 산업융합, 기술융합, 아이디어 융합에서 미래 먹거리를 찾고 이 분야에 대한 국가적 지원책을 내놓고 있다.

그 핵심에 산업부가 주도적으로 추진하는 4대 분야 13개 대형융합과제가 있다.

이를 효율적으로 개발-상품화하면 수출시장을 선점하고 국익은 물론 국가경쟁력을 잏지 않고 강화할 수 있다는 것이 산업부의 판단이다.

4대 분야 13개 융합기술은 시스템 산업분야에서 웨어러블 스마트 디바이스, 자율주행 자동차를 비롯 고속-수직이착륙 무인항공기 시스템, 극한환경용 해양플랜트, 첨단소재 가공시스템, 국민 안전‧건강 로봇등이다.

소재‧부품 산업분야에서는 탄소소재(플라스틱 기반 수송기기 핵심소재)와 첨단산업용 비철금속 소재(티타늄(Ti) 소재)이며, 에너지 산업에서는 고효율 초소형화 발전시스템, 저손실 직류 송배전시스템이다.

창의 산업에서는 개인맞춤형 건강관리 시스템, 나노기반 생체모사 디바이스, 가상훈련 플랫폼이다.

웨어러블 스마트 디바이스의 시장전망을보면 스마트기기는 사용자가 해당 기기를 ‘소지’하는 방식에서 자연스럽게 ‘착용’하는 방식으로 급격히 변화하는 추세다. 안경형, 시계형 등과 같은 액세서리형 시장은 올해부터, 의복과 결합하는 직물조합형 시장은 ‘15년부터 본격 형성될 전망이다. 미국 1,300억불, EU 등도 관련 기술개발 적극 투자하고 있으며 구글, 애플, MS 등 글로벌 기업들은 스마트폰 이후 웨어러블 기기를 최대 시장으로 예상(데스크톱PC(20년)→노트북PC(10년)→태블릿PC(3〜5년), 카폰(15년)→휴대폰(10년)→스마트폰(3〜5년) 등 급속히 변화 중이다. 세계시장규모는 지난해 84억불 →2018년 610억불 →2024년 2,664억불로 급성장 할 추세다. 이에 따라 소재‧부품, SW, 디자인, 시스템 등을 융합한 원천 기술개발 및 특허 확보, 시장 수요에 따라 조기 상용화하고 소재부품 및 플랫폼 기술개발이 콘텐츠, 네트워크, 서비스와 연계되는 산업생태계 조성 및 글로벌 협력 네트워크 구축을 통한 신시장 창출할 계획이다. 이로써 ICT, 전자, 섬유, 소재 등 다양한 분야 전문기업 성장을 촉진하고 글로벌 선도기업 30개, 이중 히든 챔피언 5개 이상를 육성키로 했다.

자율주행 자동차는 주행편의 및 안전기능에 대한 운전자 요구 증대함에 따라 GM, 도요타, 혼다, 닛산, BMW 등 해외 완성차 업체는 ‘20년까지 상용화 목표로 자체적 또는 정부 지원으로 기술개발 추진 중이다. 세계시장 규모는 2015년 93억불 →2018년 1,331억불 → 2023년 4,862억불에 달할 전망이다. 복수 수요기관(완성차, 대형부품업체 등)이 참여하여 중소-중견 부품업체 수요처 다각화 및 생태계 체질 개선을 통해 세계 5위의 자동차메이커의 생산 기반과 생태계를 조성해 관련 산업을 집중 육성한다는 계획이다. 자동차와 IT‧SW, 반도체 등간 융합을 통해 자율주행 핵심기술 선점 및 글로벌 선도기업 육성(매출 1억불 이상 10개社 이상)함으로써 2025년 고속도로 사망률 50% 감소, 사회적 비용 4,700억원 감소를 효과로 기대 하고 있다.

첨단소재 가공시스템은 자동차 및 항공 분야를 중심으로 환경규제(연비), 내구성 향상 등을 위한 첨단 소재에 대한 수요 증대, 첨단 소재 뿐 아니라 이를 가공하기 위한 기술도 경쟁적으로 개발중이다. 독일의 경우 세계 최고의 생산시스템을 구축하여 제조업 강국 위치 유지하고 있다.세계시장규모는 (‘13) 503억불 → (‘18) 973억불 → (‘23) 1,087억불로 예상된다. 자동차, 산업기계, 조선, 건설기계 등에 파급 효과가 클 것으로 보인다.


고속-수직이착륙 무인항공기 시스템은 산악지형이 많고 활주로가 부족한 국내 환경뿐만 아니라, 중동 지역(많은 모래로 활주로 이용 곤란), 미국, EU의 민‧군 수요 증가 추세다.세계 시장규모는 ('13) 200억불 → ('18) 370억불 → ('23) 507억불로 예상된다.개인용 비행기 수요가 향후 크게 늘 것으로 보여 기술 선점과 상용화가 관건이다.


국민 안전․건강 로봇은 사회적으로 복지(고령화)와 안전(후쿠시마 원전 등 대형사고)관련 서비스에 대한 요구 증가하고 있다. 세계시장규모는 (’12) 21.2억불 → (’16) 98.6억불 → (’25) 8,000억불로 예상된다.

우리나라는 세계 4위의 제조 로봇생산국으로, 우수한 IT 경쟁력 등 로봇 산업 발전을 위한 기반을 충분히 보유 로봇을 활용한 간병‧재활치료 서비스를 제공하는 요양보호사 등 신시장 창출 예상된다. 2030년 재난에 따른 인명(70만명) 및 직간접피해(106조원)를 절반으로 감소, 2023년 연간 1.2조원의 고령층 의료비 절감 효과가 있을 것으로 기대된다.

극한환경용 해양플랜트는 고유가로 인하여 자원 개발은 심해·극지(북극) 등 지역에서 활발히 이루어 질 것으로 예상된다. 전세계 미발견 석유의 13%, 미발견 가스의 30%가 극지에 부존한다. 조선산업의 경쟁력(극지용 특수선박 및 플랜트 생산 경험)을 바탕으로 극한환경 해양플랜트 시장 선점 가능하다.

정부지원 사업을 통해 운영/구축 중인 빙해수조(Ice Tank), 해양플랜트 기자재R&D센터 등 연구 인프라를 활용한 기술 실증 여건 확보하고 국내 해양플랜트의 상세설계 및 건조기술은 세계최고 수준이나, 소재, 기자재 및 원천 설계기술 분야는 아직 해외에 전적으로 의존하고 있어 국산 기술의 추가 제고가 절실하다.
소재부터 부품, 설계, 운용기술 등 가치사슬 상의 핵심역량 확보를 통한 해양플랜트 산업의 생태계 조성, 에너지, 조선, 소재 산업 등 연관 산업에 파급효과가 기대된다.

탄소소재(플라스틱 기반 수송기기 핵심소재)는 연비 및 환경규제에 따라 수송기기는
경량화(고기능 및 친환경) 추세다.
미국, 영국 등은 수송기기 경량화 소재 개발에 적그 나서고 잇으며 세계시장규모는 (’13) 3,193억불 → (’18) 6,547억불 → (’23) 9,785억불로 예상된다. 경쟁여건은 우리나라가 화학산업(세계6위)과 자동차산업(세계5위)의 경쟁력을 보유하고 있어 개발 선점 가능성이 있다.
그러나 국내 수송기기용 핵심 화학소재 분야(엔지니어링 플라스틱 등)는 중소-중견기업이 대부분으로 관련 기술개발 투자가 미흡해 투자 지체시 산업경쟁력 약화가 우려된다.
대기업 중심의 화학·자동차 산업에서 선도형 중소기업업의 육성, 수준의 플라스틱 기반 수송기기용 핵심소재 요소기술 100건 개발이 기대된다.

첨단산업용 비철금속 소재(티타늄(Ti) 소재)는 티타늄(Ti) 관련 기술은 국가 핵심 전략 기술(기술이전 불가, 가격을 2배 지불해도 구매 곤란)로 인식하고 관련 기술 개발을 정부 주도로 추진 중이다.
세계 시장규모는 ('15) 1,250억불 → ('18) 2,500억불 → ('23) 5,000억불이다.
경쟁여건은 티타늄을 활용하여 제품을 생산하는 조립 가공업(조선, 의료 기기 등)은 세계 최고 수준의 생산 기반을 보유하고 있으나 고부가가치 영역인 원료를 가공하여 소재를 생산하는 분야의 기술과 산업은 매우 취약한 상황으로 전량 수입에 의존하고 있다. 국내 화학, 철강 산업의 생산 기술을 활용시 티타늄 가공·생산 기술을 확보가 용이 할 것으로 예상된다.

현재 티타늄 소재는 전량수입에 의존해 연 1.5조원 규모, 관련 부품을 포함할 경우 연간 7.3조원이 수입된다. 이를 수입대체하고 대규모 투자를 수반하는 고위험 소재 R&D는 대기업이 담당, 이를 활용한 소재 가공· 부품관련 기술을 중소기업 중심으로 개발함으로써 산업 생태계 고도화를 유인할 수 있다.


개인맞춤형 건강관리 시스템은 의료 시장이 치료 중심에서 개인별 예방의학으로의 패러다임 전환 중인 추세에서 개인별 유전자 정보를 활용한 맞춤형 건강관리 시장은 폭발적 증가가 예상된다. 미국은 10억불, 영국은 3.6억불을 투자해 정부 주도로 개인별 유전체 정보 기반 맞춤 의학 기술 개발 지원중이다.
세계시장규모는 2013년 720억불 →2020년 2,079억불 →2025년 3,700억불이 예상된다. 우리의 유전체정보 생산능력은 선진국의 60~80%수준이나, 생산된 유전체정보의 분석 및 이를 활용한 서비스 산업은 부족한 상황이다.
추진전략은 정부와 민간의 역할 분담 및 기존 연구결과 활용한다. 정부는 개인의 바이오 데이터 수집 및 빅데이터 구축, 임상을 통한 Life style 질환 예방 건강관리 시스템 개발 주도하고 민간은 공공인프라를 활용한 사업 모델 및 장비 개발에 나선다는 방침이다.
현재 수행중인 ‘포스트게놈 유전체 사업’(다부처 공동사업)에서 생산되는 유전자 정보 활용해 중소-중견기업을 대상으로 신시장 제공을 가능케 하고 IT와 BT, NT 기술간의 융복합에 따른 신개념의 의료 및 서비스 산업 창출을 목표로 하고 있다.

나노기반 생체모사 디바이스는 전 세계적 고령사회 진입으로 인해 바이오 메디컬시장 확대 추세로 동물실험 규제 강화 추세에 따라 약물 안전성 평가를 위한 대체 기술수요 증가가 예상된다. 미국 NIH, DARPA에서는 연 20억불 규모로 신약개발을 위한 생체조직 칩 디바이스 기술에 투자를 시작했다. 미국과 유럽에서는 생체조직 칩 디바이스, 바이오 프린팅, 바이오장기 등이 일부 실용화하고 있다. 세계 시장규모는 2013년 57.4억불 → 2020년 720억불 →2025년 1,281억불로 예상된다.

가상훈련 플랫폼은 방위산업 분야의 훈련뿐만 아니라 의료, 스포츠, 레져, 제조업까지 영역이 확대되면서 시장 형성 중이다. 각국은 ICT와 가상현실 기반기술의 실용화를 목적으로 실감형 인터페이스 기술을 연구하기 위한 범정부 차원의 종합적인 산업진흥 정책을 마련중이다.

세계시장규모는 2013년 848억불 → 2018년 1,279억불 → 2023년 2,514억불로 예측된다.
경쟁여건은 현재 대학 및 연구소 중심의 기초 기술 중심의 기술개발 추진중. 시장 수요에 기반한 사업화 연계 기술 개발을 민관 공동으로 추진할 경우 세계 시장 선점이 가능하다. 시뮬레이터와 같은 HW 기술과 가상현실․콘텐츠와 같은 SW기술이 융합된 산업으로 우리의 강점인 IT 기술을 활용할 방침이다.

고효율 초소형화 발전시스템은 중앙집중형 전력생산 방식에서 중소형 분산 발전 방식으로 전환. 전력 위기, 기후변화, 고유가 시대에 대응하기 위한 발전효율 제고를 위해 필요성이 증대 되고 있다. 미국, 일본, 유럽 등 선진국은 초임계 CO2 발전시스템을 정부주도로 개발중이다.
세계시장 규모는 2013년에는 시장이 형성돼 있지 않지만 2015년부터 시장이 조성 돼→ 2018년 55억불 → 2023년 209억불이 예상된다.
기존 발전기술의 선진국과의 격차는 10년 이상이나, 초임계 CO₂발전시스템(기술격차 3년 이내) 분야는 연구 초기단계로 전략적으로 기술개발을 추진시 기술 격차를 획기적으로 축소 가능하다.

불확실성이 높은 분야(기반기술 및 핵심기기 개발)는 정부가 주도하고, 상용화는 민간이 주도한다.

발전효율 향상(40~45→42~50%) 및 소형화(MW당 22→4m2)로 에너지 절감 및 CO2 저감, 분산형 전력수급 체계 구축 및 송배전 문제 해소가 가능하다. 기존 발전시스템 발전효율 1% 향상시 대형 원자력 발전소 2기를 건설하는 효과가 기대된다.

저손실 직류 송배전 시스템은 신재생에너지 발전량 증가(직류) 및 전력 손실 저하를 위하여 초고압 직류송전(HVDC: High Voltage Direct Current Transmission System)에 대한 수요 증가가 예상된다.
중국, 인도, 브라질, 중동국가의 대형 신재생에너지 프로젝트 및 유럽 대형 해상풍력단지 연계하기 위한 시장수요 증가해 24개국에서 건설 및 계획 중이다.

중국의 경우 정부의 적극적인 지원하에 내수시장 및 기술 자립 확보를 시도중이다. 직류 송배전은 교류에 비하여 손실이 적어(교류 송전 대비 200% 송전용량 증가) 경제적이나, 장거리 송전을 위한 고압으로 변압이 기술적으로 어려우며 많은 비용이 소요된다. 최근 전력용 반도체 기술의 발전에 따라 변압문제 해결이 가능할 것으로 예상된다.
세계시장규모는 2013년 166억불 → 2018년 242억불 → 2023년 244억불로 전망된다.
한전 주도로 당진-고덕산단, 제주, 서해안 해상풍력 등 직류 송배전 관련 프로젝트 진행중이다.

산업부는 지난해 말 정홍원 국무총리 주재로 열린 제4회 국가과학기술심의회에서 이 같은 4개분야 13개 대형융합과제를 미래먹거리산업으로 보고하고 그 개발에 박차를 가하고 있다. 산업부는 이번 대형융합과제 추진이 우리나라가 비교우위에 있는 제조업에 신기술, ICT, 서비스 등을 융합하는 핵심기술을 개발하여 새로운 산업 생태계를 창출․강화하는데 기여할 것으로 예상하고 이를 바탕으로 민간이 적극적으로 투자한다면 많은 고급 일자리 창출이 가능할 것으로 기대하고 있다.
특히 이번 계획이 차질 없이 추진될 경우, 우리 산업기술생태계 전반에 혁신역량을 제고하여 주력산업을 고도화하고 新산업을 창출함으로써 선진 산업강국으로 도약할 수 있을 것으로 내다 보고 있다.

<산업경제팀>
* 신문게재 일자 : 2014-08-31
* 기사입력 시간 : 2014-08-31 18:44
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