원천기술 개발로 기술경쟁력 확보

2013년 추진 계획 … 반도체 장비·산업용 기계·로봇 분야

최근 한국산업기술평가관리원에서는 2012년 연구분야와 주요성과를 발표했으며, 동시에 2013년 연구계획에 따른 추진 계획과 전략을 밝혔다. 한국산업기술평가관리원이 발표한 분야 중에 모션 컨트롤과 연관이 깊은 반도체 장비와 공정, 산업용 기계, 로봇 분야에 대한 발표자료를 정리했다.
출처 | 한국산업기술평가관리원(www.keit.re.kr)

한국산업기술평가관리원은 산업기술 개발 지원사업을 기획하고 평가, 관리하는 업무를 주목적으로 하는 기관이다. 이 기관은 현재 전문적인 산업기술 기획, 평가, 관리를 목표로 혁신, 신뢰, 전문, 투명, 열정의 5대 핵심가치를 선정하고, 중소기업청 지원, 지식경제부 지원 등의 업무를 수행하고 있다.

최근 한국산업기술평가관리원에서는 2012년 연구분야와 그에 따른 주요성과를 발표했다. 특히 2013년 연구계획에 따른 추진 계획과 전략을 밝혀 관련 업계에 관심이 집중됐다. 이런 발표자료 중에 모션 컨트롤과 연간된 반도체 장비와 산업용 기계, 그리고 로봇 분야에 대한 내용을 소개한다.
 

반도체 장비와 공정

주요 연구분야

메모리 반도체의 지속적인 우위 유지를 위해 차세대 메모리반도체(ReRAM, MLC-PRAM, MRAM 등) 기술개발 지원
- 테라비트급 3차원 ReRAM 원천기술 개발
- MLC-PRAM용 상변화 재료 및 고성능 메모리 기술개발
- 하이브리드 반도체 스토리지용 저전력 차세대 메모리 재료 원천기술 개발 등

반도체의 미세화, 고집적화 대응을 위한 공정장비 기술 개발
- 32nm/300mm급 반도체 후공정용 웨이퍼 가공장비 개발
- 초미세 고신뢰성 배선기술 개발
- 25nm급 Oxide Trench Etcher 개발

예산의 효율적 활용을 위한 반도체·디스플레이 공통 원천기술 개발
- 고밀도 플라즈마를 이용한 10nm급 반도체 및 10세대 디스플레이용 식각장비 기술개발
- 검사용 광학분석 기술을 이용한 반도체/디스플레이 측정장비 기술 개발
- Damage Free 기술을 이용한 10nm급 반도체 및 8세대 디스플레이용 세정장비기술 개발

주요 성과

Boron Doped Si용 LP-CVD 증착장비 개발
High density Plasma Source를 이용한 양산용 Plasma 산화질화 도핑장비개발, 장비국산화로 수입대체 및 수출증대 효과(매출 1,027억 원 발생)

새로운 개념의 H-ICP 차세대 실리콘 식각 장비 개발, 세계 최고 성능으로 동일장치에서 40nm이하 실리콘 및 산화막 식각 가능(710억 원 매출 발생)

반도체 표준화관련 국제 표준 및 국내 표준 개발
- JEDEC: DDR4 SDRAM관련 표준 114건 제안, 86건 채택
- SEMI: 반도체장비 자동화관련 표준 4건 제안 및 채택
- IEC: 반도체소자 과련 표준 2건 제안 및 1건 채택
- KS: 반도체장비 및 소자관련 표준 12건 제안
- TTA: 부품 및 모듈로부터 방사되는 차량 내 전자파 방사측정 표준 6건 제안 및 채택

추진 목표 및 전략

일본의 유일한 메모리 기업인 엘피다가 파산하여 이를 마이크론(美)이 인수하였으며, 이에 따라 메모리 시장은 거대 경쟁업체의 등장으로 세계 메모리 시장이 재편
- 세계 모바일 D램 시장: 삼성전자 1위(53.8%), 엘피다·마이크론 2위(17%+5.4%), SK하이닉스 3위(20.8%)

웨이퍼의 450mm 대구경화를 위해 국제 연구컨소시엄이 활성화
- 450mm 대구경화: G450C(IBM, 삼성, 글로벌파운드리즈, TSMC 등)

미세공정(2Xnm, 1Xnm) 소자개발, 웨이퍼의 450mm 대구경화, EUV 리소그라피 등 R&D 비용이 천문학적으로 증가해 이를 감당할 수 있는 업체가 소수화되고 있으며 국제 연구컨소시엄이 활성화
- 미세공정소자 개발: IBM Fab Camp, 450mm 대구경화 : G450C, EUV : IMEC, SEMATECH 등

Intel과 TSMC는 450mm 대구경화 선도를 위해 ASML(네덜란드)의 EUV 리소그래피장비 개발에 각각 41억 달러, 14억 달러를 투자하여 반도체 대구경화 및 소자-장비 계열화가 가속 예상

중점 추진 연구분야

미래 반도체소자 원천기술개발을 위한 개발분야 확대로 반도체소자의 글로벌 기술경쟁력 확보
글로벌 컨소시움과 연계한 차세대 450mm 대구경 제조장비의 개발로 신시장 선점
중소·중견 장비기업의 대형화를 통한 글로벌 경쟁력 강화
글로벌 장비기업 수요연계형 반도체 핵심 부품 및 소재 개발로 반도체 장비시장의 점유율 확대
기술흡수형 R&D와 투자연계형 R&D를 발굴 및 지원하여 글로벌 M&A를 활성화
- 기술흡수형 R&D: 국내기업이 사업화가 가능한 해외 기술을 이전하여 국내에서 R&D를 하는 경우
- 투자연계형 R&D: 해외기업이 핵심기술을 보유한 국내기업에 투자하여 국내에서 R&D를 하는 경우

산업용 기계

주요 연구분야

생산시스템 분야는 ‘글로벌 생산 장비·산업용기계 기술을 통한 6대 강국진입’을 비전으로 설정하고 세부 목표를 수립
- 생산시스템 분야는 크게 산업용 기계와 생산장비 분야로 구성되며, 산업용 기계분야의 경우 특수목적용·대형건설 기계 및 고부가가치 에너지 기계 원천기술 등 전략품목에 대해 집중 지원
- 생산장비의 경우 고품위, 특수목적 생산공정기술/장비발굴 및 기술개발 지원
- 기계요소부품 생산기업 및 제조장비 생산기업의 공통애로기술개발 지원

전략품목 집중지원, 생산공정·장비분야 핵심원천기술 및 기계요소산업 경쟁력 강화를 위해 2012년도에 14개의 과제를 지원

주요 성과

생산시스템 분야 우수사례
- 과제명: 대면적 미세 가공시스템 기술 개발
- 주요 실적
지식재산권(총 12건): 국내 특허 출원 8건, 국내 특허 등록 4건
논문 게재·발표 실적(총 40건): 국외게재 9편(SCI(E) 7편), 국내게재 2편, 국외발표 11편, 국내발표 19편
사업화실적: 대면적 미세 가공장비관련 매출 약 35억 원

추진 목표 및 전략

생산시스템 분야는 5년 이내 타겟 시장에서 3위 혹은 세계시장에서 5위권의 경쟁력을 확보할 수 있는 전략 품목을 발굴하고 해당 전략 품목이 타겟 시장에서 경쟁력을 확보하기 위한 핵심 R&D 사업 발굴을 ‘2013년도 중점 추진 전략’으로 설정

- 생산장비 분야는 초고속화, 이종절삭공정과 특수공정 간 융합화, 사용자 맞춤형 모듈화, 복합형상·다기능 제품, 첨단부품의 고기능성 기술개발로 빠르게 진화하고 있어 이에 대한 대비가 필요

- 산업용기계 분야의 기술개발 방향은 작업자의 안전 및 편의성 제공을 위한 친인간·지능형기술, 환경규제에 대응하기 위한 친환경·고효율 기술개발로 발전하고 있어 해당 분야의 경쟁력 확보가 필요

중점 추진 연구분야

2013년도에는 선진국의 기술수준을 따라잡기 위한 모방형 기술개발에서 선도형 기술개발로 전환하기 위한 신공정 융합 하이브리드 가공시스템, 고품위 특수 목적 생산공정 및 장비기술 개발 등에 지원할 예정
- 가공 시스템의 초고속화, 고정밀화 및 다공정 시스템의 통합원천기술 확보, 특수목적용 고부가 가치 산업용 기계핵심 설계기술 및 상용화 기술개발에 집중 지원 예정
 

로 봇

주요 연구분야

연구배경
- 2011년 세계 로봇 시장은 전년대비 30.7% 성장한 127.1억 달러로 추산되며, 연평균 16%의 성장세를 보이고 있음
* 제조업용 로봇 시장은 전년대비 45.7% 성장한 85억 달러 규모
* 서비스용 로봇 시장은 전년대비 8.2% 성장한 42.1억 달러 규모
- 국내 로봇 시장은 국제 금융·재정위기 경기침체 영향에도 불구하고, ‘11년 2.1조 원의 시장을 형성함. 2011년 기준으로 로봇 전문 기업은 총 363개 사이며, 총 종사자는 1만 명을 초과하였음

국내·외 현황

- 미국: 국방부와 과학재단(NSF)의 주도로 국방 로봇 및 우주탐사, 지능형 자동차 등 전문 서비스용 분야에 집중하고 있으며, 향후 제조용, 건강/의료, 서비스 로봇 분야에 투자를 확대할 예정
- EU: 회원국 간 협업을 통해 로봇 요소 기술 개발에 집중, 복지 및 교통 등 전문 서비스 시장을 집중 지원하고 글로벌 기업 등도 적극 참여
- 일본: 경제 산업성에서 로봇 산업 정책을 관장하며 산업용 로봇 기술 경쟁력을 바탕으로 개인용 서비스 로봇 시장으로의 로봇 산업 육성에 투자하고 있음
- 중국: 세계 최대의 시장으로 부상하고 있으며, 근래 100만 대의 새로운 로봇을 도입할 것으로 예상되고, 글로벌 로봇 기업 들은 이러한 잠재성을 파악하고 중국에서의 영향력을 확대해 가고 있음
- 한국: ‘지능형 로봇 개발 및 보급 촉진법’ 제정(2008) 및 개정(2011), 정부 조직 내 정식 로봇 부서 운영(지식경제부 로봇산업과), 지역 로봇 산업 육성을 위한 기반구축, 전문인력양성 및 국제 표준화 역량강화 등 산업진흥을 위한 로봇산업진흥원 설립(2010) 등 통한 범국가 차원의 로봇 산업 발전체계 확보 및 육성지원
 

주요 성과

세계 최초의 로봇 SW 솔루션 플랫폼 개발
- 다양한 운용체제와 용이하게 연동이 가능한 초경량 미들웨어로, 전문 개발자와 일반 사용자를 고려한 통합 개발 환경을 갖춤
- 일본, 프랑스 등 외국에 판매되는 로봇에 탑재되는 등 다양한 사업화가 진행 중

현장 밀착형 고밀도 혁신 공정 로봇 개발
- 현대중공업 컨소시엄은 고밀도 제조공정에 사용 가능한 모듈형, 슬림형, 고중량물 핸들링용 로봇 개발 및 이에 제어 기술을 개발
- 2012년 약 90억 원 매출 발생하였으며, 향후, 50kg급 모듈형 로봇 및 800kg급 고중량물 로봇에 대한 매출 발생 예정
- 2012년 한국공작기계전시회 및 독일 Automatica 전시
- 2012년 중국 에센 용접전시회 및 ‘12년 로봇월드 전시 참가

실버케어 로봇 기술
- 유진로봇은 고령자를 대상으로 건강관리, 인지보조, 응급상황 대처 등이 가능한 실버케어 로봇 기술 개발. 초정노인요양원, 뉴질랜드 실버타운 등 시범 적용 완료하여 실버케어로봇 기술 선점 기반 마련
- 이디는 노인들의 신체적, 심리적, 인지적 기능보조와 노인 생활지원 서비스 제공이 가능한 감성교감 로봇과 이동 보조 서비스 로봇을 개발하여, 국내·외 실버타운 및 서비스 사업장을 대상으로 매출 협상 진행 중
 

추진 목표 및 전략

2013년도 주요 이슈
- 상용화 진입에 필요한 원천·공통기술 확보, 지능 고도화, 특허, 표준화 등의 기술 수요가 증대
- 다양한 분야(제조, 사회 안전, 의료, 교육 등)에 대한 인간 친화적 로봇 수요 증대로 지능형 로봇의 활용 및 확산이 증가할 것
- 로봇화(Robotization)의 진행으로, 생산성 증가, 사회 안전성 확립, 효율성 증가 등이 예상됨
중점 추진 연구분야

2013년 과제기획 방향
- 로봇 원천기술 지원 강화로 성장 기반 구축
- 로봇 부품 개발 지원으로 로봇산업 기초체력 강화
- R&D 목표의 명확화, 수요기반의 과제 기획 추진