[무안=뉴시스] 이창우 기자 = 전남도가 초격차 국가 경쟁력을 좌우할 핵심기술로 각광받는 '초강력 레이저 융합기술 개발'을 선도할 국내 유일의 '초강력 레이저 연구시설' 유치전에 가장 먼저 도전장을 내밀고 준비 과정을 선점해 나가고 있다.

11일 전남도에 따르면 최첨단 레이저 연구시설은 불확실한 미래에 '초격차 산업' 선점을 통해 낙후된 전남의 산업지도를 바꾸는 '게임 체인저' 역할을 해 줄 미래 먹거리로 꼽힌다.

◇레이저 미래 첨단기술의 집약체…2025년께 20조 8000억원대 시장 형성

레이저(LASER)는 빛의 증폭이라는 물리적 현상을 지칭하는 말로 직진성, 가간섭, 고출력, 편광성이 특징이다. '초강력 레이저'는 극히 짧은 시간에 강력한 세기와 높은 에너지를 방출하는 인공광선을 말한다.

1960년 미국의 메이먼(T.Maiman)에 의해 최초로 개발된 이후 지난 60년간 비약적으로 발전했다. 일반적으로 의료 분야에서 안과 라식수술과 피부미용 치료 등에 사용되고, 산업분야에선 절단·천공·용접 등의 용도로 폭넓게 쓰이고 있다.

레이저는 산업적으로 그 규모와 경제적 가치가 폭발적으로 증가하고 있다. 국내 레이저 시장은 2016년 2조5000억원에서 2021년 5조원으로 매년 15% 이상 성장세를 보이고 있고, 세계 시장 역시 지난해 말 기준 13조8000억원이었던 것이 오는 2025년께에는 20조8000억원까지 성장할 것으로 전망되고 있다.

◇전남도, 초강력 레이저 기술 왜 주목하는가?

레이저는 국가 과학기술 발전 기여도가 높고, 시장 파급력이 큰 원천기술로서 반도체, 원자력, 정밀가공 같은 첨단산업 견인에 필수적이다.
 
국내에 약 2000여개의 레이저 관련 기업들이 있지만, 레이저 관련 국내 기술력은 주요국 대비 50% 이하이며, LD(반도체 레이저 다이오드) 칩이나 모듈과 같은 핵심부품의 90% 이상을 수입에 의존하고 있는 실정이다.
 
이는 각국의 수출제한 조치 등 무역보호주의가 강화되는 상황에서 글로벌 공급망이 약화될 경우 우리 산업이 취약해질 수 있는 위험 요인으로 작용할 가능성이 크다.

이러한 위험 방지를 위해선 국산 핵심부품 제조를 위한 원천기술 확보를 위한 국가의 장기적 투자가 필요한 시급한 상황이다.

◇전남도 세계 최고 수준 '초강력 레이저 연구시설' 유치 나서

전남도는 레이저 신산업을 선점하기 위해 전국 지자체 중 가장 먼저 초강력 레이저 연구시설을 기획하고 유치에 나섰다.

올해 과학기술정보통신부가 전국 공모를 거쳐 내년 상반기 사업 후보지를 나주 빛가람 혁신도시 인근 50만㎡를 후보지로 선정하면 사업비 9000억원을 들여 2024년부터 10년 동안 레이저 활용 기초과학·융복합 기술 연구기반을 구축하겠다는 계획이다.

현재 우리나라는 지스트(GIST·광주과학기술원) 고등광기술연구소와 기초과학연구원(IBS) 초강력레이저과학연구단에서 4페타와트(PW) 레이저 시설을 안정적으로 운영 중이다. 하지만 국가 과학·산업 경쟁력 강화를 위해선 200PW급 초강력 레이저 시설 구축이 시급한 상황이다.

전남도가 구상하는 '초강력 레이저 연구시설'은 레이저 원천기술을 연구하고 곧바로 산업 현장에 투입할 수 있는 산·학·연 연계 집약형 연구시설이다.

중·저출력 레이저 시설과 함께 초강력·고에너지 레이저 발생실, 입자가속실, 레이저 개발 연구실, 플라즈마 물리 실험실, 가속기 응용 연구실 등을 갖출 예정이다.

레이저의 세기는 레이저의 전력수준인 출력과 레이저 발생을 위해 투입하는 에너지 수준으로 가늠할 수 있다. 출력은 와트(W), 에너지는 줄(J)로 표현한다.

초강력 레이저는 쉽게 말하면 출력이 높거나 에너지수준이 높은 레이저를 말한다.

현재 전남도가 구축하려는 초강력 레이저 연구시설은 세계 최고의 200PW(1000조W), 40KJ(킬로줄) 규모이다. 해당 연구시설이 건립될 경우 세계 최강 수준의 초강력 레이저 연구시설이 구축된다.

◇전남도, 초강력 레이저 연구시설 유치 붐 조성에 속도

현재 과기부는 '초강력 레이저 기술개발·인프라 구축 관련 연구'를 진행 중으로 올 하반기께 전국 지자체를 대상으로 후보지 공모에 들어갈 예정이다.

사업추진 일정은 '부지공모'→'예비타당성 기획 완료·신청'→'예타 심사 통과'(2024년)→'기본계획 수립·설계' 순으로 진행된다.

이에 전남도는 지난해 12월 8일, 각계 인사 100명으로 구성된 '초강력 레이저 연구시설 추진위원회'를 공식 발족하는 등 전국 지자체 가운데 가장 먼저 발 빠르게 준비에 착수했다.

무엇보다 2년 전 '4세대 원형 방사광가속기' 공모 노하우와 경험을 가지고 있어서 유치 가능성이 어느 때보다 높다는 분석이다. 여기에 사업예정지인 나주 한국에너지공대 일대는 방사광 가속기 유치과정에서 지진 피해 등에 의한 부지 안정성을 충분히 검증 받았다.

아울러 전라남도는 과학계 공감대 형성을 위해 레이저 관련 기관·단체들과 업무협약을 체결하는 등 붐 조성에 적극 나서고 있다.

최근까지 GIST, 한국에너지공대, 기초과학연구원(IBS), 기계연구원, 표준과학연구원, 한국광학회 등 16개 기관과 협약을 체결했다.

특히 국가균형발전위원회가 지난 2019년 7월 '한전공대 설립 기본계획'을 의결하면서 한국에너지공대와 연계한 국가 대형 랜드마크 연구시설 구축을 약속했었고, 국무회의 보고에서도 재확인 돼 '초강력 레이저 연구시설' 전남 유치에 힘이 실리고 있다.

지난달 29일 대전 KW컨벤션센터에서 열린 '초강력 레이저 연구시설 추진 실무위원회'에선 초강력 레이저 연구시설 전남 유치 전략과 초강력 레이저를 연계한 국가전략산업 육성방안이 집중 논의되기도 했다.

이날 회의에는 이종민 광주과학기술원 명예연구위원, 박승한 연세대 연구부총장, 한기관 레이저앤피직스㈜ 대표이사 등 초강력 레이저와 관련한 기초 연구뿐 아니라 광학·의료 등 다양한 응용산업 분야 석학과 전문가들이 참석했다.

실무위원들은 초강력 레이저 연구시설 최적지로 전남의 우수성에 공감하고, 조속한 사업 추진과 국가 차원의 전폭적 지원을 요구하는 의견을 잇달아 밝혔다.

◇전남도, 첨단 레이저 산업의 최적지 입지 조건 갖춰

전남은 GIST(기초과학)-전남테크노파크(TP) 레이저센터(산업지원)-광주 광산업 단지와 연계해 레이저 관련 신산업을 육성할 수 있는 최적지로 꼽힌다.

광주에 광산업단지가 형성돼 있어 많은 레이저 관련 기업이 입주하고 있고, 한국광기술원과 한국광산업진흥회에서 연구개발과 기업지원 역할을 수행 중이다.

세계 최고수준의 GIST 고등광기술연구소와 IBS 초강력레이저과학연구단이 인근에 위치하고 있어 공동연구를 비롯해 인적교류 추진이 용이하다.

또 전남TP 레이저응용산업센터도 레이저 기업들을 지원하면서 다양한 연구개발 기능을 수행하고 있다.

국가균형발전 측면에서도 국가대형연구시설인 초강력 레이저 연구시설을 전남에 유치할 경우 충청과 영남권에 치중된 국가 연구개발(R&D)시설의 불균형을 해소할 수 있을 것으로 전망된다. 

이미 충청권에는 중이온가속기가 구축 중이고 국가 과학비즈니스벨트와 대덕연구단지가 운영 중이다. 영남권에도 방사광가속기 2기를 비롯해 양성자 가속기가 들어선 가운데 중입자가속기까지 구축이 진행 중인 상황이다.

전남도는  광주·전남·전북도와 함께 호남권 협력을 강화하고, 초강력 레이저 시설의 호남권 유치에 대한 전국민 붐 조성을 위한 홍보활동 강화에 나서고 있다.

올 하반기 전국 후보지 공모와 내년 정부 예타에 대비해 부지확보 등 필요한 행정절차를 차질 없이 준비하고 중앙부처, 국회, 전문가 그룹 등과 긴밀히 협력해 나갈 방침이다.

강상구 전남도 에너지산업국장은 "전남은 GIST-전남TP 레이저센터-광주 광산업 단지와 연계해 레이저 연구와 신산업을 육성할 수 있는 최적지"라면서 "초강력 레이저 연구시설을 전남에 반드시 유치해 에너지, 반도체, 국방 등 첨단산업을 우리 지역에 육성하고, 세계적 수준의 레이저 산업 전주기 클러스터로 키워 기업유치와 일자리 창출에 앞장서겠다"고 말했다.


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