[지식정보] 신산업 업종별 글로벌 기술개발투자와 초점


첨단산업인 전기차/자율주행, 드론/로봇, IoT가전/실감 콘텐츠, 바이오ㆍ헬스/인공지능, 5G통신/신소재, 이차전지/수소 등에서 국가별 기업별 기술개발 투자가 활발하다.

주요 최근 글로벌 신산업 초점은 EU의 반도체 핵심소재 과불화화합물(PFAS) 사용 금지 전망과 중국의 파워반도체 투자 집중이다. EU는 2025년에 반도체 생산의 필수소재인 ‘과불화화합물(PFAS)’의 사용 제한을 검토하고 있다.

한편 반도체 공급망의 불확실성 대응과 신규 수요 시장 선점 전략이 필요하다. 반도체 소재 공급난 및 반도체 부족 문제가 악화될 수 있다. 파워반도체는 정부 지원 아래 중국에서 대규모 증산 예정이다. 첨단성은 낮으나 높은 수요와 사업 실현성으로 중국 반도체 투자가 파워반도체에 초점을 두고 있다. 반도체는 새로운 플랫폼으로 부상하고 있는 메타버스에서 컴퓨터와 처리 인프라의 핵심 요소다. 신규 수요에 대비한 시스템반도체 역량 강화가 필요하다. 관련 자료는 산업연구원 자료를 참조하여 정래하였다.

자료: 산업연구원, 미래전략산업 브리프, 2022년 5·6월, 제25호

KDB미래전략연구소, 미래전략개발부, 딥테크(Deep Tech) 산업 동향

BCG(’21.5월), “The Deep Tech Investment Paradox: a call to redesign the investor model”

델코지식정보

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http://www.retailon.kr/on/



1. 업종별 중점 기술개발 및 투자 분야

1-1. 전기차/자율주행

소니G(일)

기업 최초로 차량용 고성능 센서 라이더(LiBAR)용 부품(SPAD) 양산을 2023년 개시한다(2022. 6). 양산 부품은 고감도 SPAD(단일 광자 애벌란시 다이오드) 수광소자로서, 입사한 1개의 광자(포톤)로부터 눈사태와 같이 전자를 증폭시키는 ‘애벌란시 증배’를 이용하는 화소 구조다. ADAS 성능 차별화 수단으로 라이더 수요의 급증 전망에 대비, 차랑용 CMOS 시장에서 입지를 제고한다는 계획이다.

모나크 트랙터(미)

트랙터계의 테슬라인 스타트업 모나크 트랙터(2017년 창업)가 무인 농업용 트랙터를 양산하여 2022년 4분기부터 고객에게 판매한다(2022. 6). 전동 파워 트레인(구동시간 약 10시간, 충전시간 4~5시간)을 채용하고 무인 운전이 가능하며 판매 후에도 기능을 계속 진화시키는 사업 모델을 지향한다. 휴대 회선 LTE로 트랙터 상황 파악 및 소프트웨어 업데이트가 가능하다.

난카이 전기철도(일)

2023년에 와카야마항선에서 열차의 자율 운전을 시작한다(2022. 6 발표). 긴급 정지 조작 등을 담당하는 계원이 승차하는 레벨 2.5 수준을 목표로, 2022년 7월에 실증 실험을 위한 준비에 착수한다. 디지털 기술을 활용해 인구 감소 등으로 인한 노동력 부족에 대비하는 차원이다.

현대차(한)

자사 전기차를 기반으로 레벨 4 수준의 로보라이드 시범서비스를 시작(2022. 6)한다. 2022년 하반기부터 일반 승객 탑승이 가능할 전망이며, 2023년에 동 아이오닉5 로보라이드는 미국 리프트(차량공유업체)에 공급되어 미국 일부 지역에서 상업 운행이 시작된다.

1-2. 드론/로봇

NEDO(일)

자율운항 AI를 탑재한 드론을 이용한 짐 배송의 실증 실험을 진행(2022. 6)한다. 일본 내에서 2022년 12월경 도시부를 포함한 제3자 상공의 보조자 없는 비행(레벨 4)이 해금될 예정이다. 동 실증 실험은 레벨 4 환경에서 물류 드론의 실용화를 대처하기 위함이다.

아마존(미)

자사 물류시설용으로 개발한 첫 번째 완전 자율주행 로봇 ‘프로테우스’를 공개(2022. 6)했다. 짐을 얹은 대차를 견인하면서 장애물을 피해 창고 안을 뛰어다니는 로봇으로 인간과 유사한 작업이 가능하다.

NEDO(일)

원격ㆍ비대면ㆍ비접촉 물류 거점이나 소매점포 등에서 주택 등으로의 배송서비스(라스트 원마일 물류)를 목표로 한 기술 테마 4건 채택(2022. 6)했다. 동 기술 테마로 채택된 각사가 개발하는 자동 배송 로봇을 이용해 일본 전역 4곳의 옥외에서 실증 실험(2022~2024년, 약 5억 7,000만 엔 규모) 계획을 추진한다.

만도(한)

전기차ㆍ자율주행 솔루션 기업인 만도는 자율주행 순찰 로봇 ‘골리II’를 서울 관악구 일부 지역에 투입(2022. 6)한다. 장애물 충돌, 대인 상호접촉 등 안정성 관련 국제표준시험을 통과한 자율주행 순찰 로봇으로, 5G 기반의 라이다 카메라를 장착해 인지능력이 향상되었다.

1-3. IoT가전/실감 콘텐츠

인스타그램(미)

메타 산하의 인스타그램은 복제할 수 없는 비대체성 토큰(NFT)을 앱 내에서 공유할 수 있는 기능을 시험 도입(2022. 5)한다. 우선 미국을 거점으로 하는 일부 아티스트 등이 이용할 수 있도록 할 계획이다. NFT는 미술과 음악 등 디지털 작품에 자산성을 갖게 하는 것으로 페이스북에서도 NFT작품을 공유할 계획이다.

KDDI와 구글 클라우드 재팬(일ㆍ미)

3차원 컴퓨터 그래픽과 인간의 움직임을 그대로 3D 스캔 촬영하여 디지털화하는 ‘볼륨 비디오’로 의복을 소개하는 의료업계용 솔루션(SR 마네킹)을 개발(2022. 5)했다. 소비자는 디지털 사이니지, 스마트폰 등으로 가상 공간상의 모델이나 3D 스캔한 인간의 고화질 영상을 보고 상품 구매가 가능하다. 2022년 중 실제 점포에 도입할 계획으로, 구글의 클라우드 서비스 ‘Immersive Stream foe XR’을 이용하여 GPU로 XR 마네킹의 묘화 처리를 실행하고 5G로 단말의 브라우저 등에 고화질 영상을 전달(의료업계의 DX화)한다.

아마존(미)

가상증강현실 기술을 활용하여 패션사업 계획에 가상 시착을 강화한다. 쇼핑앱으로 AR을 활용해 아디다스, 리복 등의 브랜드의 스니커즈를 시착할 수 있는 기능 제공을 시작(2022. 6)했다. 아마존은 2017년 신체의 3D 모델을 만드는 미국 바디랩을 인수하여 바디랩의 기술을 가상 핏 기술에 활용하고 있다. 2019년 모바일 앱에서 ‘가상 메이크’를 제공하기 위해 로레알(화장품 업체) 산하의 모디페이스와 제휴했다.

메타버스 법(한)

메타버스, 메타버스 콘텐츠 진흥에 관한 법률 제정안을 김승수 의원이 대표 발의(2022. 6)하였다. 5년마다 기본계획 수립, 메타버스콘텐츠발전위원회 설치, 연구개발 지원, 지재권 보호 강화, 인력양성, 창업ㆍ성장, 개술개발, 해외 진출 등 지원, 세제지원 및 자금조달 원활화 지원, 이용자 보호 등이 담겨 있다.

1-4. 바이오ㆍ헬스/인공지능

큐어앱(CureApp, 일)

세계 최초로 고혈압 치료용 앱이 후생 노동성의 승인을 취득(2022. 5)했다. 환자가 매일 입력하는 운동, 식사 등의 정보와 혈압치를 앱에 적용된 독자 알고리즘으로 해석하여 개인의 최적화 생활 습관 개선을 위한 감염, 운동, 수면 등의 정보를 앱에 발신한다. 향후 보험적용 절차 진행 후, 2022년 안에 출시한다.

북경대학교(중)

화합물만 사용하는 새로운 방법으로 사람의 iPS(역분화줄기세포) 세포 제작에 성공했음을 발표(2022. 4)했다. 전사인지를 도입하지 않고 화합물의 첨가 처리만으로 세폭 제작한 것은 획기적인 것으로 평가된다. 동 성과는 줄기세포 제작 기술의 한계를 넘어선 것으로 당뇨병, 중증 간질환, 암 등 중대 질환 치료에 이용 가능성이 기대된다.

중산대학교(중)

안압 상승을 자동으로 감지하고 안압을 낮추는 약을 방출하는 콘택트렌즈를 개발(2022. 5)하여, 돼지와 토끼의 동물 실험으로 기능을 확인했다. 2장의 렌즈가 결합된 구조의 콘텐트 렌즈로 안압이 높아지면 2장의 렌즈 간극이 작아지며 이를 내장 센서가 감지하고 센서가 보낸 신호로 안압을 낮추는 약물을 방출한다. 녹내장 등의 효과적 치료 수단으로서의 가능성이 전망된다.

아마존 닷컴(미)

음성 인공지능 알렉사에 자연스러운 대화를 통해 인터넷상에서 조사한 내용을 지원하는 기능을 2022년 하반기에 추가한다(2022. 6). 아마존은 보다 인간다운 답이 가능한 음성 AI 개발에 주력해 왔는데, 인터넷상에 있는 정보를 수집ㆍ요약해 음성으로 대답하는데 그치지 않고 관련 정보 및 근거 등을 지원한다.

AGC(일)

AI의 기계학습과 시뮬레이션을 활용하여 신재료 및 신재료의 탐색을 효율화하는 ‘머티리얼스 인포매틱스(MI)’의 개발 환경을 구축하고 2022년 6월부터 본격 운영 시작한다. MI는 2020년 1월부터 테스트를 시작해 현재까지 이용 대상인 연구개발 부문의 약 70%가 도입하고, 자동차용 유리 코팅제나 연료전지용 전해질 폴리머 개발 등의 성과를 시현한다.

르네사스(일)

기계학습 모델 개발 등을 전문으로 하는 미국 스타트업 ‘리얼리티 AI’의 인수계획을 발표(2022. 6)했으며, 인수 완료는 2022년 말까지 인수 완료 목표다. 리얼리티 AI는 소리 등 시각 이외의 센서로 수집한 데이터의 해석에 강점이 있으며, 르네사스의 마이크로 컴퓨터와 융합하여 AI 활용을 추진하는 산업 및 자동차용으로 제공할 계획이다.

의료 MaaS(일)

의료기관으로의 이동을 AI, 이동진찰차 등으로 지원하는 의료 MaaS(차세대 모빌리티 서비스)를 일본 전역에 도입 진행(2022. 6)한다. 일례로 소프트뱅크 등이 출자하는 모네ㆍ테크놀로지스는 약 40개 지자체와 협력하여 의사가 원격으로 진찰할 수 있는 이동 진찰차 등을 배치해 자택 진료를 촉구하여, 고령화 사회를 지원하는 기술로 주목받고 있다.

KT(한)

KT는 신약 개발 전문 제약기업 한미약품과 디지털 치료기기 및 전자약 전문기업 디지털팜에 합작투자(2022. 6)했다. ICT기업의 신성장동력 분야인 디지털ㆍ바이오 헬스 시장에 진출 사례로서, KT는 디지털 치료기기 플랫폼 개발, 사업 전략 수립 및 파이프라인 제공으로 시너지 극대화를 모색한다.

울산과학기술원(한)

원격으로 진단ㆍ처방이 가능한 비대면 진료 시스템 개발에 착수(2022. 6)한다. 디지털 기술을 접목한 비대면 진료 시스템ㆍ플랫폼 개발 및 활용 확대가 기대된다.

1-5. 5G통신/신소재

도쿄공업대학(일)

통신용 신호와 전력을 무선으로 동시에 전송 가능한 무선기를 개발(2022. 6)했다. 세계 최초로 밀리미터파 대역의 고속 통신용 전파를 사용해 각도를 세세하게 한 통신용 신호와 전력을 동시에 수신한다. 전원이 불필요해서 설치 장소에 구애받지 않으며, 5G 및 6G 중계기로 사용 가능할 전망이다.

산업기술종합연구소(일)

차세대 디스플레이, 통신기기 등에 응용이 가능한 질화물 반도체를 높은 품질로 고속으로 성막할 수 있는 기술을 개발(2022. 6)했다. 고성능이 얻어지는 저온에서 결정을 성막할 수 있도록 원료 가스의 공급법을 고안했으며, 결정의 결함 밀도도 이전의 1/100 이하로 저감이 가능하다. 질화물 반도체는 차세대 발광 소자와 통신용 소자 모두에서 유망한 재료로 디스플레이 용도로 2~3년 후, 통신기기용으로 5~6년 후에 실용화를 목표로 한다.

LG유플러스(한)

5G 이후의 이동통신 기술개발을 위해 노키아와 협력 체결(2022. 7)하고, 5G Advanced, 6G 분야 네트워크 구조ㆍ주파수ㆍ서비스 공간 등 확장 기술 연구개발을 공동 추진 중이다.

1-6. 이차전지/수소

폼에너지(미)

스타트업 폼에너지는 독자 개발한 차세대 전지인 ‘철 공기전지(air cell)’를 사용해 용량이 1,500Mwh인 전력저장시설을 미 조지아주 전력회사에 공급할 계획을 발표(2022. 7)했다. 공기전지는 양극에 공기 중의 산소를 받아들이는 소재를 채용하고 음극에는 금속 등을 사용하는 차세대 전지로서, 전극재료가 저렴하고 제조 비용이 리튬이온전지의 1/10 이하이며 불연성 전해질을 사용하여 안전성도 높은 것으로 알려졌다.

국토교통성(일)

일본우선(日本郵船) 등 해운이나 조선사들과 연계하여 암모니아나 수소를 연료로 하는 신형선을 개발하고 2026년부터 실증 운항을 목표로 기술개발을 지원(2022. 7)한다. 일본의 해운 분야의 탈탄소화 대책 중 하나로서, 일본 우선, 가와사키기선, 이마바리 조선 등이 참가하고 있다. 기술개발에 10년간 총 350억 엔을 지원하며, 암모니아 연료선과 수소 연료선의 실증 운항은 각각 2026년, 2027년을 목표로 하고 상업 운항은 각각 2028년, 2030년을 목표로 하고 있다.

쿠보타(일)

2025년에 수소를 연료로 하는 연료전지차(FCV) 트랙터를 세계 최초로 상용화할 계획(2022. 6)이다. 자차로 발전하기 때문에 장시간 작업이 가능하다는 점에서 전지의 대형화가 필요 없고 차재 전지를 전기자동차보다 작게 할 수 있으며, 농가의 온실가스 배출량 저감에 기여한다.

미쓰비시중공업(일)

재생에너지로부터 수소를 제조하는 수전해 장치를 전문으로 하는 미국 스타트업 일렉트릭 하이드로젠에 아마존닷컴 등 미ㆍ유럽 5사와 공동으로 출자했음을 발표(2022. 6)했다. 일렉트릭사는 조달한 자금으로 대용량의 대형 수소 제조 장치를 2025년 상용화할 예정이다. 제조 장치 개발 비용과 운전 비용을 억제하면서, 1대당 출력 10만kw와 대용량의 수소 제조 능력으로 장기적으로 제조 단가를 저감한다.

포스코(한)

이차전지 원재료, 소재 확보 등을 위해 호주의 자원개발 기업 핸콕과 MoU 체결(2022. 6)했다. 리튬, 니켈, 구리 등 중요 금속과 철광석 등 광산개발 등의 사업 추진에 대해 협력한다. 전기차 배터리용 필수 원재료 확보와 이차전지 원소재 사업 부문에서의 상호 시너지 효과가 기대된다.

2. 글로벌 신산업 초점

주요 최근 초점은 EU의 반도체 핵심소재 과불화화합물(PFAS) 사용 금지 전망과 중국의 파워반도체 투자 집중이다. 한편 반도체 공급망의 불확실성 대응과 신규 수요 시장 선점 전략이 필요하다.

2-1. EU 2025년 반도체 필수소재 ‘과불화화합물(PFAS)’의 사용 제한

EU는 2025년에 반도체 생산의 필수소재인 ‘과불화화합물(PFAS)’의 사용 제한을 검토하고 있다. 반도체 소재 공급난 및 반도체 부족 문제가 악화될 수 있다.

이러한 점에서 PFAS 규제로 인한 대체 재료에 대한 대안 마련과 반도체 소재 등의 글로벌 공급망 불확실성 확대에 대응하는 방안 마련이 필요하다. PFAS 규제는 환경이나 생태계에 악영향을 미친다는 점에서 검토가 진행 중이다. 유럽의 화학물질 관리 규정인 REACH 등에 반영되면, PFAS의 제조와 사용, 수입이 제한된다. 미국 3M은 2022년 3월에 환경오염 우려로 인해, PFAS를 사용하여 냉매를 생산하는 벨기에 공장 가동을 중단하였다. 현재 독일, 네덜란드, 덴마크 등 유럽 5개국이 PFAS 사용 금지를 제안하고 있다. EU는 2025년 역내에서 PFAS 사용을 제한할 전망이다.

*PFAS의 장ㆍ단점

(장점) 높은 내구성과 안정성 등 우수한 화학적 특성으로 인해 공업제품에서 식품 용기까지 다양한 산업 분야에서 활용

(단점) 분해되기 어려운 특성으로 자연계에 잔류할 우려와 장기적으로 인체에 축적되어 건강에 악영향 가능성


미국에서도 유해물질규제법(TSCA) 등 규제가 논의 중이다. 미국 메인(Maine)주에서 2021년 7월 PFAS를 규제하는 PFAS오염정지법(LD1503)이 법제화하였다.

- 동 법은 PFAS 사용이 불가피하다고 인정된 경우를 제외하고 2030년 이후 전면적으로 사용을 금지한다.

- 반도체의 주 생산지인 아시아(한국, 대만, 중국 등)에서는 PFAS 규제 계획은 아직 없지만, 미국 등 선도국의 정책을 참고하여 규제할 가능성이 있다.

PFAS는 반도체 분야에서 웨이퍼상에 회로 패턴을 전사하기 위한 포토레지스트(감광재)나 에칭 공정에서 사용되는 냉매 등에서 사용하는 필수소재다. 제조장치 내부의 배관이나 밸브 등 부품의 표면 가공 등 매우 넓은 용도에 활용된다.


2-2. 중국 재래식 파워반도체에 초점

파워반도체는 정부 지원 아래 중국에서 대규모 증산 예정이다. 첨단성은 낮으나 높은 수요와 사업 실현성으로 중국 반도체 투자가 파워반도체에 초점을 두고 있다.

중국의 신흥기업 22개사 중에서 절반인 12개사가 파워반도체를 생산 품목으로 정하고 2022년 중에 중국에서 파워반도체를 증산한다.

- 윤서미전자와 항주부심반도체는 각각 충칭시, 항저우시에서 직경 300mm 실리콘 웨이퍼를 소재로 하는 파워반도체 공장을 건설할 계획이다. 신용장 발행 등의 진행 상황을 고려할 때 모두 80% 이상의 확률로 진전될 것으로 판단(SEMI Japan)

- 파워반도체는 여타 메모리반도체, 연산용 반도체 등과 비교해 첨단성이 낮지만, 전기 자동차(BEV), 전자기기 등의 에너지 저감화에 필수다. 중국 12개 기업 대부분이 20여 년 전에 실용화된 선폭 90나노의 기술을 사용하는데, 파워반도체는 회로의 미세가공 기술이 성숙되었고 진입 장벽이 낮은 편이다.



2015년 이후 중국 정부의 반도체산업에 대한 과감한 지원이 진행 중이다. 정부주도의 펀드인 ‘국가집성전로 산업투자기금’(약 10조 원 규모)에 윤서미전자와 항주부심반도체 기업이 모두 등재되어 있다.

중국 반도체 육성에 대한 미국의 견제 등 미ㆍ중 기술분쟁의 장기화 속에서도 비록 첨단성은 낮지만, 중국의 반도체 굴기는 현재 진행형이다. 차량용 반도체 부족 등 글로벌 공급망 불안정이 대두되고 있는 가운데, 중국 정부지원과 관련 수요 시장(전기차 등)의 성장을 바탕으로 중국 반도체기업들의 누적된 경험과 시장 입지 강화는 장기적으로 위협이 될 가능성이 있다.

2-3. 반도체는 메타버스의 핵심

반도체는 새로운 플랫폼으로 부상하고 있는 메타버스에서 컴퓨터와 처리 인프라의 핵심 요소다. 신규 수요에 대비한 시스템반도체 역량 강화가 필요하다.

메타버스(Metaverse)는 가상과 현실이 융합된 공간에서 사람ㆍ사물이 상호작용하며, 경제ㆍ사회ㆍ문화적 가치를 창출하는 플랫폼 세계다. 메타버스는 가상 제품과 디지털 체험이 추진하는 몰입감이 높고 양방향성을 가진 공유 공간의 개념이다.

(메타버스 기술 구분)

메타버스를 기업(스타트업 등)이 도전하는 기술개발 분야로 구분하면, 인프라(반도체 등)에서 응용에 이르는 6개 계층으로 구분할 수 있다(CB Insights, 2022년 5월)

*메타버스의 6개 계층

① 인프라(네트워크, 컴퓨팅), ② 엑세스ㆍ인터페이스(하드웨어), ③ 가상화 도구, ④ 가상 세계, ⑤ 경제 인프라(Economic infrastructure), ⑥ 체험(Experiences)

(메타버스 인프라)

메타버스에서 빅데이터 분석과 저지연에 대응하는 컴퓨터와 처리 인프라가 요구된다. 이에 반도체 칩 및 프로세스, 고속 5G 통신, 클라우드 및 에지 인프라가 필요하다.

메타버스에서 시간 지연(실시간) 없이 원활한 체험을 실현하기 위해서는 반도체, 5G, 에지 컴퓨팅 등의 기술은 필수적이다.

(클라우드 인프라) 메타버스 기업 특히, 가상공간이나 체험을 다루는 기업이 클라우드 인프라를 활용하여 생성되는 대량의 데이터를 저장하고 분석한다. 예컨대 미국 에픽게임즈(Epic Games)의 온라인게임 포트나이트에서 2018년에 생성된 데이터량은 월 5페타바이트(페타=1,000조)인데, 클라우드 컴퓨팅을 사용하여 방대한 데이터 스트림에서 정보를 수집ㆍ분석할 수 있다.

(에지 인프라) ARㆍVR, 게임 등 실시간 반응을 필요로 하는 메타버스의 애플리케이션으로 사용한다. 에지 컴퓨팅으로 저출력 장비의 데이터를 생성 위치 근처에서 처리함으로써 즉각적인 대응이 가능하다. 게임의 경우 플레이어의 움직임 등 즉각적인 대응이 필요한 입력을 취급한다.



(신규 수요 대응 전략 강화)

한국 반도체산업은 5G, ARㆍVR(XR), AI, 친환경ㆍ에너지, 첨단센서 분야 등 신규 수요에 대응한 시스템반도체 성장 전략 강화가 필요하다.

- PC, 스마트폰에 이은 메타버스, 모빌리티, AI 로봇, 우주항공, 6G 통신 등 새로운 수요 시장의 성장과 글로벌 공급망 변화 등의 상황을 종합 고려한 오픈이노베이션 확대, 선택과 집중(우선순위) 전략 추진이 긴요하다.

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