국가R&D 예산 삭감 속 이차전지·반도체·디스플레이 예산은 오히려 6.3% '↑'

[서울=뉴시스]윤정민 기자 = 정부가 이차전지, 반도체·디스플레이, 모빌리티 분야 핵심기술 16가지의 투자·정책방향 등을 제시한 로드맵을 마련했다. 기술패권 경쟁시대를 맞아 정부가 2030년까지 필수적으로 확보 또는 고도화해야 할 기술을 별도로 설정한 것으로 ▲리튬이온전지 성능 한계 극대화 ▲초전력상황에서도 기존 대비 5배 효율을 낼 수 있는 인공지능(AI) 반도체 개발 ▲무기발광 디스플레이 고속·고효율 생산기술 확보 ▲기존 대비 10배 수준 성능 지닌 AI·컴퓨팅 기술 확보에 따른 2027년 완전자율주행 상용화 달성 등을 목표로 내세웠다.

과학기술정보통신부는 29일 오후 1시30분 서울 종로구 국가과학기술자문회의 대회의실에서 국가전략기술 특별위원회 제3차 회의를 열고 이차전지, 반도체·디스플레이, 첨단 모빌리티 등 3개 분야의 국가전략기술 임무중심 전략로드맵을 심의·의결했다며 이같이 밝혔다.

전략기술특위는 기술패권 경쟁과 과학기술 정책 안보화에 대응하기 위해 선정된 12대 국가전략기술 육성 관련해 산·학·연 최고 전문가들이 범부처 주요 정책을 총괄·조정하는 대통령 직속 국가과학기술자문회의 산하 민·관 합동 특별위원회로 지난 4월 출범했다.

이번에 의결된 로드맵에 선정된 국가전략기술은 이차전지, 반도체·디스플레이, 첨단 모빌리티 등 3개 분야다. 과기정통부는 12대 국가전략기술 가운데 미국 '반도체와 과학법', '인플레이션 감축법' 등 미·중 기술패권 경쟁이 치열한 분야를 우선 수립 대상으로 선정한 것이라고 설명했다.

이를 위해 앞서 정부는 내년도 연구개발(R&D) 예산 배분·조정을 통해 국가전략기술에 대한 투자액을 기존보다(4조7000억원)보다 6.3% 증가한 5조원으로 확대했다. 특히 이차전지(19.7%↑), 반도체(5.5%↑) 분야에서 주력 산업 경쟁력 유지는 물론 전고체배터리, AI 반도체 등 차세대 원천기술 개발 투자를 강화했다.

이번에 설정한 로드맵은 다음 달 시행될 예정인 '국가전략기술육성특별법'에 맞춰 범부처 전략기술 연구개발 정책의 명확한 우선순위 설정과 전략성 확보를 위해 꾸려졌다.

정부는 경제안보 관점 분석을 기초로 중점기술 단위에서 2030년까지 꼭 달성해야 할 가시적 임무를 로드맵에 설정했으며 임무 달성·핵심기술 확보를 위한 중점 투자방향과 함께 인재 양성·국제협력·제도 개선 등 전략기술 생태계 조성 방안도 제시했다.

정부가 이차전지를 우선 수립 대상으로 꼽은 이유는 미국·유럽연합(EU) 등의 규제 강화 때문이다. 이차전지 친환경성 강화를 포함한 안정적 공급망 확보와 함께 중국 세계시장 점유율 확대에 대응하려면 성능·가격 경쟁력 고도화가 필요하다.

이에 정부는 이차전지 기술강국 수성을 목표로 ▲리튬이온전지 셀·소재 ▲차세대 이차전지 ▲이차전지 모듈·시스템 ▲재사용·재활용 등 4개 중점기술별 세부 과제를 제시했다.

리튬이온전지 셀·소재의 경우 현재 250Wh/㎏급 에너지밀도를 이론적 한계 수준인 350Wh/㎏급으로 끌어올린다. 이를 위해 정부는 하이니켈 양극재(니켈 90% 이상), 실리콘계 음극재(실리콘 20% 이상) 등 핵심소재 확보를 핵심 임무로 설정했다.

특히 코발트 등 고가 광물을 저감하고 전극소재(바인더 등) 점유율 50% 이상을 내재화할 계획이다. 중국 주력제품인 인산철(LFP) 배터리의 글로벌 시장 침투가 강화되고 있어 신흥시장 대비 가격경쟁력을 제고할 필요성이 제기됐기 때문이다.

미국, 일본, EU 등이 이차전지 시장 주도권 탈환을 목표로 차세대 전지에 적극 투자하고 있다. 정부도 차세대 전지 선점 관련해 초격차 성능을 위한 리튬금속과 초안전을 위한 반·전고체 전지를 400Wh/㎏급으로 상용화하는 방안을 추진한다. 특히 광물 확보 경쟁 격화에 대비해 리튬을 부존량이 풍부한 나트륨으로 대체하는 나트륨이온전지(220Wh/㎏ 이상) 핵심기술 투자 확대도 포함했다.

이차전지 생태계 조성 방안으로는 ▲핵심광물 수급지도 개발 등 세계 광물확보를 위한 패키지 지원 ▲완성차 업체 협업을 통한 사용후배터리 관리 고도화 ▲공급망 기업 소재·부품 검증을 포함한 오픈 이노베이션 강화 등을 제시했다.

정부는 '메모리 1위 수성 및 인공지능(AI) 반도체 신격차 확보'를 목표로 ▲고집적·저항기반 메모리 ▲고성능·저전력 AI반도체 ▲첨단패키징 ▲전력반도체 ▲고성능 센서 ▲소재·부품·장비(소부장) 등 6개 중점기술 중심의 로드맵을 수립했다.

차세대 소자·소부장 기술을 선점하고 미세화 공정 한계 극복과 함께 AI 본격화에 대비한 저전력·고효율 반도체 생산에 집중적으로 대응함으로써 공급망 블록 내 메모리 경쟁력을 유지하겠다는 전략이다.

이 중 고성능·저전력 AI반도체의 경우 초저전력 상황에서도 기존(2TFLOPS/W급)보다 5배 이상 성능을 구현할 수 있는 차세대 설계 기술 개발을 추진한다. 초거대 AI 시대가 본격화될 경우 막대한 전력 소모량을 최소화하기 위해서다. 아울러 AI반도체의 클라우드·데이터센터 본격 적용을 위한 실증·소프트웨어 개발도 핵심 목표로 잡았다.

자성소자 기반(MRAM)·저항기반(PRAM) 차세대 메모리 소자 기술 확보, 이종집적 칩렛 후공정(패키징), 화합물 전력반도체, 극한환경용 전원자립형 센서 등 중점기술별 AI 구현에 최적화된 임무·핵심기술도 설정했다.

생태계 조성 방안으로는 ▲설계에 투입 가능한 고급인력 양성을 위한 학부 수준부터 융복합 인재유입 활성화 및 중점기술별 특화대학원 지원 강화 ▲글로벌 연구소 및 핵심 소부장기업과의 공동연구·교류 강화 ▲전력·용수 등 필수 인프라 구축 및 연구거점 조성 등을 포함했다.

정부는 디스플레이 기술을 12대 국가전략기술 중 로드맵 우선 수립 대상으로 선정한 이유에 대해 "중국이 우리 주력제품인 유기발광다이오드(OLED)까지 확산되고 있는 상황에서 우리 디스플레이 산업 경쟁력 유지를 위한 성능 초격차화가 시급"하기 때문이라고 밝혔다.

디스플레이 부문은 세계 경쟁력 1위 탈환을 목표로 ▲무기발광 ▲유연·신축(프리폼) ▲소부장 등 3가지 중점기술에 주목해 설계했다.

이 중 무기발광 분야에는 초고성능(저전력·고해상도·고밝기)을 목표로 5나노미터 이하의 초소형(마이크로) 발광다이오드(LED) 핵심기술 개발과 함께 조기상용화 최대 병목으로 지적되는 가격경쟁력 확보를 위한 고속·고효율 생산기술을 주요 목표로 식별했다.

생태계 조성 방안으로는 ▲채용조건형 계약학과, 대학 기초·원천연구 지원을 통한 신산업 현장 맞춤형 고급인재 양성 ▲마이크로LED 등 신기술·응용 분야 민간 R&D 촉진과 국제 표준화 주도 등을 제시했다.

정부는 "특히 폴더블과 증강현실(AR), 혼합현실(VR) 등 융복합 제품 대중화 단계 진입과 스마트 헬멧·메타버스 훈련 등 높은 미래국방 활용성을 고려할 때 차세대 시장 주도권 선점은 우리 산업의 새로운 기회가 될 전망"이라고 전했다.

정부가 첨단 모빌리티를 우선 수립 대상 기술로 꼽은 이유는 현대자동차그룹 등 우리 기업이 소프트웨어 중심 자동차(SDV)로의 공정 전환 선언, 미국 연방항공청의 도심항공교통(UAM) 감항인증 취득 등 기술개발 경쟁 가속화와 함께 인플레이션 감축법, 탄소국경조정제도 등 규제 중심의 경제안보 경쟁이 치열하기 때문이다.

이에 첨단 모빌리티 분야는 수용성·안전성·친환경 구현을 통한 모빌리티 신흥 강국 도약을 목표로 ▲자율주행시스템 ▲UAM ▲전기·수소차 등 3가지 중점기술 중심으로 분석이 진행될 예정이다.

우선 기존대로 2027년 완전자율주행(레벨4) 상용화 추진을 위해 고성능 인공지능·컴퓨팅 기술 확보할 예정이다. 구체적으로 기존 대비 10배 수준의 연산성능(1000TOPS)을 토대로 예측되지 않은 환경에서도 설명·제어가 가능한 학습형 자율주행 구현할 계획이다.

아울러 현대차가 2025년부터 생산되는 모든 차량을 소프트웨어 중심 자동차(SDV) 전환하겠다고 밝힌 등 SDV 전환 시기에는 반도체 특허와 같이 기술주도권 향배가 좌우될 가능성이 있다. 이에 정부는 보안·안전성 관련 표준·인증 선점도 주요 과제로 도출했다.

생태계 조성 방안으로는 자율주행 본격 추진에 대비한 소프트웨어 융합인력과 UAM 상용화에 대비한 조종사 등 교육훈련 체계 구축과 함께 선제적 제도 정비 및 실증 활동 지원을 과제로 설정했다.

권석민 과학기술정책국장은 "지금 국가전략기술 3개 분야의 전략 로드맵을 만들었고 하반기에 AI 등 나머지 남은 (국가전략기술) 분야의 로드맵을 수립해서 가능하면 올해 안에 로드맵을 확정할 계획"이라고 말했다.

한편 전략기술 특위는 전략로드맵과 함께 '연구개발을 통한 국가전략기술 인재 확보 전략'을 비공개 안건으로 상정·논의했다. 이 안건은 향후 국가과학기술자문회의 심의를 거쳐 최종 확정될 예정이다.


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