[한국 먹여 살릴 대표기술] LED·그린카 성공 가능성 높다

[한국 먹여 살릴 대표기술] LED·그린카 성공 가능성 높다

[매일경제] 2009년 09월 09일(수) 오전 04:00 

 

 

◇ R & D를 알면 10년앞이 보인다
나로호 발사 실패를 계기로 차세대 R&D 사업을 기초부터 집중 육성해야 한다는 목소리가 높다. 특히 지적재산권과 원천기술이 더욱 중요해지는 시점에서 신성장동력을 찾는 것은 이제 선택이 아니라 필수가 됐다. 기업들이 발빠르게 대응하고 있지만 국가 차원에서 전략적으로 접근하지 않는다면 자칫 용만 쓰고 열매는 다른 나라가 가져갈 수도 있을 법하다. 매경이코노미는 지식경제부, 교육과학기술부 등에서 현재 추진 중인 국가주도 R&D사업 가운데 10년 내와 10년 이후 한국을 먹여 살릴 기술을 각계 전문가들에게 의뢰해 꼽았다.

 

 

10년 내 먹여 살릴 기술 LED 일명 ‘발광다이오드’로 불리는 LED(Light Emitting Diode)는 전기가 흐르면 빛을 내는 반도체 발광소자다. 최근 가로등, 건물 외벽, 휴대전화 등을 통해 알려져 이미 친숙한 기술이다. 시장조사업체 스트래티지언리미티드는 지난해 51억7700만달러였던 LED시장 규모가 2013년 126억6500만달러로 연평균 20%가량 고속 성장할 것으로 전망했다. 단순히 시장이 커질 것만 두고 섣불리 뛰어들 수만은 없는 법. 전문가들 중 다수가 우리나라가 그간 IT강국으로 쌓아온 인프라를 봤을 때 가장 현실적인 대안 중 하나로 꼽았다.

 

양기인 대우증권 리서치센터장은 “종전 LCD와 반도체에 강점을 갖고 있는 한국이 LED 기술까지 갖춰 시너지 효과를 누릴 수 있을 것”이라고 분석했다. 지식경제부는 2007년 기준으로 LED 국내 생산이 12억달러(약 1조4400억원) 규모지만 LED산업 발전 전략이 본격화한 2012년에는 90억달러(약 10조8000억원) 수준으로 대폭 증가할 것으로 예상하고 있다. 이렇게 되면 일자리 3만개 창출 효과를 얻을 수 있다는 것. 이를 위해 정부는 지난 2006년 3500억원 규모의 ‘LED 조명 15/30(2015년까지 LED 조명 비중 30% 달성) 보급 프로젝트’를 내놓은 데 이어 이명박 정부 들어서는 공공부문 LED 조명 교체(2012년까지 공공기관 조명의 20%)를 통해 향후 4년간 1조3000억원을 투입하겠다고 밝혔다.

 

 지식경제부는 조명사업 외에도 국외 의존도가 높은 장비산업에 R&D 역량을 집중시킨다는 복안이다. 대상 장비로는 에피성장장비(발광핵심장비, MOCVD)와 LED칩 검사장비, LED칩 분류장비(소터), 칩공정 자동화시스템, 에피레벨평가 장비 등으로 이들 장비를 국산화했을 경우 파급 효과는 상당할 것이란 전망이다.

 

LED가 이처럼 각광받고 있는 이유는 다양한 산업에서 활용이 가능하기 때문이다. 장석인 산업연구원 성장동력산업실장은 “LED는 조선, 자동차 등 응용 분야가 광범위하다. 특히 스마트모듈 부문은 녹색성장 기조에 부응하고 기술개발이 아직 초창기 단계라 승산이 있다”고 말했다. 하지만 여전히 갈 길이 멀다. 국내 기술은 선진국의 80% 수준에 불과하기 때문.

 

특히 현재 LED 생산의 기초가 되는 칩 공정을 보유한 국내 업체는 삼성 LED를 비롯해 7개 업체에 불과한 실정이다. 물론 최근 2차 공정 과정인 패키징이나 TV용 후면광(BLU) 등의 분야에서 원천기술을 꾸준히 확보하고 있는 서울반도체, LG이노텍 등의 기업들이 선전하고 있는 점은 위안거리. 양기인 센터장은 “8월 현재 세계 최고의 광효율 수준이 75루멘(lm/w)이라면 2020년엔 250루멘까지 발전할 수 있을 것이다. 우리 기업들은 에피(잠깐용어 참조), 칩과 고(高)방열, 고(高)집적 패키지의 원천기술 개발로 세계일류 수준에 근접할 수 있을 것”이라고 전망했다. 차세대 디스플레이

 

최근 삼성전자가 야심차게 밀고 있는 AM OLED TV가 단연 화제다. AM OLED(잠깐용어 참조)란 능동형유기발광다이오드의 준말로 차세대 디스플레이로 꼽힌다. 10년 전 삼성SDI에서 꾸준히 개발해 마침내 결실을 봤다는 것이 삼성전자 관계자의 설명. 지식경제부 자료에 따르면 8월 현재 국내 업체들의 세계 시장점유율은 약 30%다. 2007년 현재 디스플레이시장은 약 982억달러(약 117조원)지만 2018년엔 2226억달러(약 267조원)으로 급증할 것으로 예상된다.

차세대 디스플레이 기술은 10년 내 발전 가능성이 상당히 높다는 것이 전문가들의 분석이다. 실제로 이 기술은 한국과학기술기획평가원(KISTEP)이 선정한 미래 성장 견인할 국가 존망 기술 14개 중 하나로도 선정됐다. 오세홍 KISTEP 연구위원은 “선정 배경은 10년 이내에 한국이 국가 차원에서 지원을 늘리면 세계 5위 안에 진입할 수 있고 또 기업이 더 노력하면 세계 최고 수준의 기술력을 확보할 수 있는 것 위주로 평가한 결과”라고 설명했다.

 

 지식경제부는 세계 점유율에 비해 기술수준은 선진국의 90% 미만인 점을 들어 국가 차원의 대대적 지원을 할 계획이라고 밝혔다. 전상헌 지식경제부 정보통신산업정책관은 “패널에 이어 부품·소재·장비 산업도 일류로 올라서기 위해 기술격차 93%, 세계 시장점유율 50%를 목표로 AM OLED와 플렉서블(휘는) 디스플레이, 자동차·창문 등 응용 분야가 다양한 투명 디스플레이 등을 중점 개발하기로 했다.

 

 IT 원천기술 관련 R&D 예산도 5770억원으로 올해보다 늘릴 계획”이라고 설명했다. 이정원 과학기술정책연구원 미래과학기술전략센터 소장은 “기존시장의 성장세가 지속되는 가운데 차세대 기술이 받쳐주고 있어 신규시장의 창출이 가능한 분야다. 휘는 디스플레이 등 다양한 응용시장의 개척이 가능할 것”이라고 전망했다.

 

태양전지 햇빛으로 전기를 생산하는 태양전지를 활용한 발전산업의 성장세가 가파르다. LG경제연구원에 따르면 2007년 시장규모는 150억달러(약 18조원)에 달했다. 이전 3년간 성장률을 평균으로 따져보면 연 47%에 달할 만큼 폭발적인 성장세다. 2018년에는 1870억달러(약 224조원) 규모로 성장할 것으로 전망된다. 특히 이 분야는 정부 지원과 개별 기업의 왕성한 연구개발이 효과적으로 맞닿은 일본, 독일, 스페인, 중국 등이 강세를 보이고 있다. 우리나라 역시 기업들의 대규모 투자가 이뤄지고 있어 태양전지시장은 가히 붐을 이룬다고 할 만하다. 지식경제부 역시 신성장동력 중 하나로 태양전지를 꼽았다. 서용원 현대증권 리서치센터장은 “향후 에너지와 환경문제를 해결할 수 있는 재생에너지다. 아울러 발전소는 물론 빌딩, 조선, IT 기기, 자동차에도 응용할 수 있어 국내 기업에는 새로운 사업 기회”라고 설명했다.

 

박익진 맥킨지 부파트너 역시 “기술 진화 속도와 방향이 예측 가능하고 비교적 짧은 기간에 화석연료를 대체할 수 있다는 점에서 매력적”이라고 말했다. 하지만 선진국 대비 기술격차는 만만찮다. 일본의 샤프, 독일의 큐셀즈가 점유율 1위를 다투고 있는 가운데 중국의 선테크파워 역시 만만찮은 저력을 선보이며 이들을 바짝 쫓고 있는 형국이다. 하지만 국내업체는 10위권 내에서 찾아볼 수 없는 것이 현주소다. 그럼에도 전문가들이 10년 내 국내에서 각광받을 기술로 꼽는 이유는 뭘까. 이정원 소장은 “당장은 선발 주자들과 격차가 좀 있지만 우리의 반도체 기반 기술을 활용할 수 있다는 점에서 유리하다”고 설명했다. 지식경제부는 우리나라의 경우 기존 1세대 태양전지라 불리는 결정질 실리콘 태양전지 분야에서는 밀리지만 최근 대안으로 떠오르고 있는 박막 태양전지 등 2~3세대 기술에서는 선진국과 격차가 크지 않아 집중 투자 시 충분히 경쟁력 확보가 가능하다는 입장이다. 이미 정부는 2006년부터 한국에너지기술연구원 산하에 ‘태양전지 및 연료전지 핵심기술연구센터’를 설립했고 신성장동력 중 하나로 태양전지를 선정해놨다. 현대중공업, 한국철강, KCC, 후성 등 민간기업들 역시 정부지원을 바탕으로 차세대 기술 개발에 적극 뛰어들고 있어 해볼 만하다는 것이 업계 시각이다. 송한주 후성 사장은 “화석연료를 활용한 발전단가보다 낮출 수 있도록 불소(F)를 기반으로 한 태양전지를 개발해 선진국과의 기술 격차를 줄이려 하고 있다”고 말했다. 10년 후 먹여 살릴 기술 그린카
전문가들이 입을 모아 10년 후 먹을거리 사업으로 꼽은 것은 바로 ‘그린카’ 기술이다. 그린카 기술은 그린동력시스템을 이용해 기존 자동차보다 에너지 효율이 높고, 오염물질 배출이 적은 자동차를 개발 및 생산하는 기술이다. 주인기 연세대 경영학과 교수는 “친환경자동차는 선택이 아닌 필수로 우리나라가 기존의 브랜드명성을 뛰어넘을 기회”라고 설명한다. 게다가 그린카 기술은 10년 후 단순히 친환경을 넘어서 IT와 결합해 지능형 그린카로 진화할 가능성이 크다.

 

홍대순 아서디리틀코리아 부사장은 “그린카 기술은 기존 자동차에 IT가 접목되고 연료전지 등이 활용되면서 친환경을 추구하는 것은 물론 똑똑한 신개념 운송수단으로 자리 잡을 것”이라고 했다. 지식경제부는 올해 총 550억원을 그린카 기술에 지원하기로 했다.

 

전략품목은 하이브리드카, 클린디젤(잠깐용어 참조)자동차, 그린카 공통 핵심 부품 등이다. 지식경제부 관계자에 따르면 클린디젤자동차는 내수 수요는 적지만 유럽 등에서 수요가 높은 만큼 수출에 유리하도록 전략적으로 육성하는 부문이다. 또한 정부는 핵심부품의 국산화 비율을 높여 안정적으로 완성차업체들이 부품을 공급받아 가격 경쟁력을 높이기 위해 1차부품업체들을 지원하기에 나섰다.

 

 핵심부품의 국산화는 안정적인 부품 공급뿐 아니라 전기전자, IT 및 배터리 분야 등 핵심부품업체들이 직접 글로벌 시장에 진출할 수 있다는 점에서 더욱 힘을 실어야 하는 부분이다. 이에 지식경제부는 지난 7월 ‘그린카 부품산업 기술혁신을 위한 산관연 합동 MOU’를 체결하고 13개 자동차부품업체에 본예산 17억원, 추경예산 약 80억원을 지원하기로 했다. 이 MOU를 통해 지원을 받게 된 업체들로는 현대모비스, 대성전기, LS전선, LS산전을 비롯해 뉴인텍, 우리산업, 대원강업 등이 있다. 또한 나머지 40여개 업체에는 정보를 제공하기로 했다. 예산도 예산이지만

 

자동차부품업체들은 진출의 필요성을 알고 있으면서도 대부분 어떻게 그린 부품시장에 진출해야 할지 몰라 고민하고 있기 때문. 정부는 영세한 부품업체들이 그린부품시장에 진입할 수 있게 특허취득이나 선진 기술 벤치마킹 등을 위한 자료를 제공한다. 또한 국내 대기업 납품뿐 아니라 국외 판로까지 다양하게 납품 경로를 열도록 도움을 주기로 했다.

 

그렇다면 현재 국내 그린카 기술 수준은 어느 정도일까. 한범석 자동차부품연구원(KATEC) 실장은 “부품별로 편차가 있긴 하지만 선진국과 비교해 70~95%의 기술격차가 있다고 보면 된다”며 “하지만 LG화학, SK에너지 등이 주도하는 배터리 기술 수준은 세계 최고라고 볼 수 있다”고 했다. 한편 그린카 기술이라고 해서 반드시 하이브리드카나 전기차 등에 국한되지 않는다는 점도 간과해서는 안 된다.

 

 실제로 현재 하이브리드카, 전기차 등이 자동차시장에서 차지하는 비중은 1% 정도. 아무리 10년 후라도 일반 내연기관자동차시장은 존재할 수밖에 없다. 한범석 실장은 “디젤이나 가솔린 차량이 연비를 높이고 배기가스를 적게 배출하는 기술을 개발하는 것 역시 그린카 기술”이라며 “내연기관자동차시장이 당장 없어지지 않는 만큼 이들의 그린카 기술도 계속 발전해야 하는 부분”이라고 전했다.

 

 바이오 양기인 센터장은 “바이오테크놀로지(BT)는 무병장수, 식량문제 해결 등 삶의 질 향상에 필수적인 기술로 21세기에 고부가 가치의 신사업을 창출할 것”이라며 바이오 기술을 10년 후 먹을거리 사업 중 하나로 꼽았다. 현재 정부는 바이오제약 기술을 육성해 2015년 세계 7대 바이오 강국으로 부상하겠다는 목표를 가지고 예산을 확충하고 있다. 이를 위해 기술 예산을 지원하는 부처만도 지식경제부, 보건복지가족부, 농림수산식품부, 교육과학기술부 등 4곳이다. 지식경제부 관계자는 “선진국과 비교하면 예산은 부족하지만 현재 국내 BT 인력 규모에 비해서는 적지 않은 돈을 투자하고 있다”고 했다. 특히 지식경제부는 산업 현장 내 필요한 기초 인력 지원에만 25억원을 투자하고 있다.

 

전체적으로 보면 정부는 올해 바이오제약과 의료기기 부문에 총 780억원을 투자한 데 이어 최근 ‘신성장동력 스마트프로젝트(잠깐용어 참조)’ 26개 지원과제 중 바이오제약 4개 과제에 300억원을 지원하기로 했다. 특히 정부가 스마트프로젝트에서 집중 개발하려고 하는 것은 오리지널 바이오 의약품과 동일한 효능과 안전성을 갖춘 의약품인 바이오시밀러(잠깐용어 참조)다. 그중에서도 상업화 단계에 있는 품목. 지원을 받게 된 업체는 삼성전자, 셀트리온, LG생명과학, 한올제약이다. 이들은 각각 ‘바이오시밀러 제품군 개발’ ‘허셉틴 바이시밀러 상업화’ ‘바이오 의약품 글로벌시장 진출’ ‘개량형인터페론알파 바이오시밀러개발’이라는 과제로 정부지원을 받게 됐다. 나노 최근 발표한 교육과학기술부의 ‘나노기술수준 비교분석 연구’ 결과에 따르면 한국의 나노기술수준은 미국, 일본, 독일에 이어 4위 수준이다. 미국을 100으로 놓고 봤을 때 국내 나노기술 상대 수준은 75.1%로 2004년 63.1%였던 것에 비해 격차가 크게 줄었다. 특히 우리가 강한 부문은 나노 소재다. 이미 선진국을 바짝 추격하고 있는 만큼 미래 먹을거리로 각광받고 있다.

 

 지식경제부는 이미 지난 6월 ‘2009년 부품소재기술개발 신규지원과제’를 확정했다. 총 97개 과제에 792억원이 지원되는 이 프로젝트에는 나노부품 및 소재개발에 대한 지원도 포함돼 있다. 대표적인 나노기술 관련 지원 과제는 뉴옵틱스의 ‘127cm(50인치)급 나노 복합 광학필름 개발’과 ㈜클레어픽셀의 ‘나노광학기반 다중 스펙트럼 복합센서 개발’ 등이 있다. 정부는 또 다른 지원책으로 지식경제부와 교육과학기술부가 공동주최하는 ‘나노코리아2009’ 전시회를 열었다. 전시 규모는 일본의 ‘나노테크재팬’에 이어 세계 두 번째로 큰 규모로 2003년 전시회를 시작한 이래 규모가 매년 34%씩 성장하고 있다. 전시회에서는 각종 나노기술이 적용된 제품 소개뿐 아니라 부대 행사로 ‘나노 R&BD 기술 거래 투자설명회’를 전시장 내 개최해 기업들은 기술 거래와 개발 기술 이전 등 투자유치 활동을 할 수 있다. 이정원 소장은 “나노기술은 하나의 제품기술이라기보다 모든 첨단 분야에 필요한 기반 기술 성격이 강하다”며 “나노소자기술 개발을 통해 우리의 주력산업인 반도체산업에서의 세계 시장점유율을 높이고 IT분야에서 초고속, 초고집적, 초저소비전력의 응용시장을 개척할 수 있을 것으로 본다”고 가능성을 높이 평가했다. 설문 참여 전문가(가나다 순):구희진 대신증권 리서치센터장, 류재욱 네모파트너스 대표, 박익진 맥킨지 부파트너, 서용원 현대증권 리서치센터장, 양기인 대우증권 리서치센터장, 이정원 과학기술정책연구원 미래과학기술전략센터소장, 이창양 카이스트경영대학 교수, 장석인 산업연구원 성장동력산업실장, 주인기 연세대 경영학과 교수, 홍대순 아서디리틀코리아 부사장

 

 ■ 삼성경제연구소 ‘국가가 주도해야 할 6대 미래 기술’

위험요소 큰 기술일수록 정부 역할 중요 최근 삼성경제연구소는 보고서를 엮어 ‘SERI보고서로 읽는 미래사업’이라는 책을 발간했다. 이 보고서에서 삼성경제연구소는 민간기업이 독자적으로 하기에 위험요소가 큰 분야는 국가가 싹을 키운 다음 민간부문으로 이양하는 것이 R&D 투자효율성을 높이는 길이라고 했다.

 

그렇다면 구체적으로 어떤 기술들을 국가가 주도하는 것이 바람직할까. 삼성경제연구소는 한·미·일 3국의 중점 육성 기술 중 미래 시장성, 산업 간 파급효과, 기업역량 등을 기준으로 ‘국가가 주도해야 할 6대 미래 기술’을 선정했다.

 

첫 번째는 IT기술을 이용해 사회인프라를 효율적으로 운용하는 ‘지능형 인프라’다. 다시 말해 정보 기술로 전력, 교통, 물류, 상하수도 등을 관리할 수 있는 인프라 시설이다. 특히 지능형 인프라는 비용절감과 수출사업 육성이 가능하다. 보고서는 경제협력개발기구(OECD) 국가가 아닌 국가의 인프라 건설시장 규모를 2015년 8070억달러로 내다보고 있다.

두 번째는 바이오제약 기술. 바이오제약은 보건의료 질 향상에 필수적이지만 한국은 이 부분의 원천물질특허가 거의 없어 고가의 신약을 대부분 수입하고 있다. 그 규모도 지속적으로 늘어 2001년 7억달러에서 2007년 27억달러로 증가했다.

세 번째는 핵융합, 수소에너지 등의 청정에너지 기술이다. 청정에너지는 상용화까지 30~40년이 걸리는 만큼 국가 차원의 지속적인 R&D 투자가 필요하다. 특히 한국은 연간 에너지 수입에 667억원을 지출하는 등 에너지 안보력이 취약하기 때문에 청정에너지 개발은 필수다.

네 번째는 군사용로봇 개발이다. 이는 전투의 효율성을 높이고 전투병의 인명 손실 최소화를 위해 군 인력을 로봇으로 대체하는 기술이다. 이 기술을 응용, 무인항공기기술을 개발하면 항공우주산업의 기반이 될 수 있다는 점에서 국가 지원이 필요하다.

다섯 번째는 원자, 분자, 입자 하나하나를 조작해 소재를 만드는 나노소재 기술이다. 순수 나노소재의 시장규모는 내년 42억달러, 나노소재가 일부 포함된 제품시장 규모는 내년 5000억달러로 추정된다. 나노소재 분야에서 국가 경쟁력이 떨어지면 한국 제조업이 일본 소재산업에 의존하는 현상이 심화되므로 기술 진보와 투자로 이를 막아야 한다.

끝으로 인지과학 기술은 인간이나 동물의 인지 과정을 인공물에 적용하는 기술로, 자체 시장규모는 크지 않지만 산업 간 파급력이 크다는 점이 특징이다. 게다가 국가 간 기술격차가 아직 크지 않아 조기 투자를 할 경우 경쟁 우위를 차지할 수 있다는 점에서 국가의 지원이 필요한 분야다.

 

잠깐용어1 에피 인조사파이어 등의 기판 위에 갈륨질소(GaN), 인륨갈륨질소(InGaN) 등의 물질을 여러 층의 얇은 막으로 코팅해 청색과 녹색, 자외선(UV)의 빛을 얻어내는 LED의 핵심 기초소재. 잠깐용어2 AM OLED OLED(유기발광다이오드)는 형광 유기물 박막에 전류를 흘리면 전자와 정공이 유기물층에서 결합하면서 빛이 발생하는 원리를 이용해 자체적으로 빛을 발생시키는 디스플레이다. 이 중 AM OLED는 능동형으로 각각의 발광소자가 개별적으로 구동한다. 보다 선명한 컬러와 빠른 응답 속도가 장점이지만 가격이 높다. 잠깐용어3 클린디젤 가솔린보다 높은 연비를 자랑하는 디젤엔진의 강점을 살리면서 질소산물이라는 유해물질 배출량을 큰폭으로 삭감한 것이 특징이다. 잠깐용어4 신성장동력스마트프로젝트 금융위기 상황에서 기업의 R&D 및 설비투자를 유도하고 성장잠재력을 키우기 위한 단기 R&D사업. 기업의 단기, 대형, 실용화 기술개발을 지원한다. 잠깐용어5 바이오시밀러 바이오 의약품 복제약의 일종. 신약개발에 드는 비용의 10%로 생산이 가능하며 개발기간도 단축할 수 있다. [박수호 기자 / 정고은 기자] [본 기사는 매경이코노미 제1522호(09.09.09일자) 기사입니다]