[스페셜 리포트] 국가R&D기획단이 선정한 5대 미래 선도기술

중앙일보

입력

업데이트

황창규(사진) 단장이 이끄는 지식경제 연구개발(R&D) 전략기획단이 27일 첫 작품을 내놨다. 2014년까지 7000억원을 투입해 세계 선도 또는 선점이 가능한 다섯 가지 과제를 개발하겠다는 ‘조기성과 창출형 미래산업 선도기술’이다. 성공하면 104조원의 직접 매출과 그 다섯 배에 이르는 간접적 부가가치 생산이 가능하다고 한다. 황 단장은 넘버원 제품이 아닌 온리 원 제품을 만들겠다는 포부를 수차례 밝혔다. 그만큼 처음 공개한 과제의 목표 또한 호기롭다. 성공률을 높이기 위해 우선은 주력산업의 최고 기술을 미래 트렌드에 맞추는 방식을 썼다. 휴대전화 기술이 시스템 반도체로, 자동차 기술이 그린 수송시스템으로 진화하는 식이다. 하지만 100% 성공할 수 있다는 보장은 없다. 개발 도중 다른 나라에서 같은 작품이 나오면 노력도 허사가 된다. 시간과의 싸움도 함께 해야 하는 셈이다.

최현철 기자

15분 충전해 160㎞ 주행 3000만원대 전기차 목표

그린 수송 시스템

“자동차산업의 변곡점이 보인다.”

　황창규 지식경제부 연구개발(R&D) 전략기획단장은 그린 수송 시스템을 첫 번째 미래 선도기술로 선정한 배경에 대해 이렇게 설명했다.

자동차산업은 레드오션 같지만 패러다임이 다른 기존 제품은 모두 교체돼야 하므로 시장 잠재력이 무궁무진하다는 판단이다.

　변화의 매개는 전기차다. 차량 수요만 해도 2015년 120만 대, 2030년 3400만 대로 엄청나다. 여기에 배터리·모터·충전기·정보기술(IT)·스마트그리드 등 각종 산업이 얽히는 토털 솔루션으로서 파급력은 상상 이상이다. 다행히 한국의 관련 산업은 완성차 5위, 배터리 2위, 고속철 4위 등 세계 상위권의 실력을 갖추고 있어 선점 가능성이 그만큼 크다.

　일단 세계 최고 성능의 전기차를 만드는 게 급선무다. 15분 만에 충전해 160㎞를 달리는 준중형 차량을 3000만원대로 만들어 내는 게 목표다.

　특히 이런 전기차 시스템을 초기에는 석유차량에도 적용할 수 있도록 유연한 형식을 유지한다는 목표다. 주영섭 전략기획단 주력산업 투자관리자(MD)는 “2020년까지 100만 대의 전기차를 생산해 연 40조원의 직접 매출 효과를 올릴 것”이라고 말했다.

2015년 35억 대 수요 … 4세대 모뎀 등 국산화

융복합 기기용 시스템 반도체

메모리 반도체 강국인 한국은 전체 반도체 시장의 70%를 차지하는 시스템 반도체 분야에서는 맥을 못춘다. 세계시장 점유율이 3%에 그치는 초라한 성적이다. 더구나 스마트폰과 태블릿PC, 스마트 가전, 자동차 등 정보기술(IT) 융복합기기가 속속 출현하면서 시스템 반도체 시장은 기하급수적으로 커지고 있다. 통신이 가능한 IT 융복합기기 수요만 해도 올해 10억 대에서, 2015년 35억 대, 2025년에는 700억 대로 늘어날 전망이다.

　위기 상황이다. 하지만 시스템 반도체가 통신과 융합하고 있다는 건 기회이기도 하다. 이미 한국의 이동통신 기술은 세계 최고 수준이기 때문이다. 핵심은 모뎀 칩과 컴퓨터의 중앙처리장치(CPU)에 해당하는 애플리케이션 프로세서다. 이 칩들이 결국 시스템 반도체인 셈이다. 다른 부품은 거의 국산화됐지만 통신기기의 핵심인 이 칩들은 여전히 퀄컴의 기술에 의존해 왔다. 지식경제부 R&D 전략기획단의 조신 정보통신 담당 MD는 “다행히 4세대 이동통신 모뎀의 경우 아직 국제 규격도 정해지지 않은 시작단계”라며 “반면 한국의 기술 수준은 선진국과 비슷해졌고 특허 포트폴리오도 좋은 편이어서 국산화가 가능할 것으로 본다”고 설명했다.

　 과거 삼성의 반도체 신화를 이끌었던 황창규 전략기획단장은 “반쪽짜리 챔피언에서 진짜 반도체 챔피언이 될 것”이라고 기대했다.

건물·마을 단위로 에너지 효율화하는 신사업

한국형 마이크로 에너지 그리드

수요자가 가장 효율적인 시간에 전력을 이용할 수 있게 하는 전력망 시스템인 스마트 그리드는 한국이 세계에서 가장 앞서가는 분야 중 하나다.

문제는 전력망을 교체하는 것을 빼면 수익모델이 마뜩잖다는 것이다. 그래서 나온 게 스마트그리드를 에너지 절약 사업과 결합해 새로운 시장을 만들어내는 한국형 마이크로 에너지 그리드(K-MEG) 사업이다.

　대표적인 게 빌딩 스마트화다. 세계 각국은 이산화탄소 줄이기에 전력을 다하고 있다. 이를 위해 에너지 절약형을 넘어 외부 에너지를 하나도 쓰지 않는 빌딩 의무화를 추진 중이다. 여기에 앞선 한국의 전력 기술을 써먹을 수 있다는 것이다.

또 각 건물에 설치한 태양광이나 지열, 풍력 발전기에서 나오는 전기를 자기 건물에서 쓰고 남으면 전력망에 연결해 팔 수도 있다. 한국전력을 비롯한 한국 컨소시엄은 이미 미국 시카고의 빌딩 단지들과 이 같은 사업을 추진하고 있다. 전국적인 전력망이 갖춰지지 못한 개발도상국의 경우 마을 단위의 자체 발전 시스템이 절실하게 필요하다. 단순히 발전기를 하나 돌리는 데 그치지 않고 이를 마을 내에 효율적으로 배치하는 작업이 필수다. 이것도 마이크로 에너지 그리드의 한 분야다.

전략기획단 박상덕 에너지 담당 투자담당자(MD)는 “스마트그리드가 전국 단위의 전력망 사업이라면 K-MEG는 건물·마을 단위의 에너지 효율화 사업인 셈”이라고 설명했다.

대기업 셀·모듈 + 중기 소재·장비 ‘동반성장 모델’

대면적 박막 태양전지

세계적으로 신재생에너지 개발이 붐이다. 유럽과 미국 업체들이 이미 시장을 많이 차지하고 있다고 하지만, 시장 규모나 기술 수준 모두 초기단계다. 그중에서도 태양광 분야는 가장 주목받는 에너지원이다. 한국도 여러 업체가 경쟁적으로 이 분야에 뛰어들고 있다.

　전략기획단이 이 분야를 조기에 성과를 낼 수 있는 선도기술 중 하나로 꼽은 것은 이런 시장 잠재력 외에도 기술 때문이다. 태양광 발전에 쓰이는 전지를 만들기 위해 필요한 기술이 한국이 세계 시장을 휩쓸고 있는 반도체나 디스플레이 기술과 유사하기 때문이다.

　현재 태양전지 기술은 실리콘을 갈아서 만드는 실리콘형 전지에서 유리 기판 위에 얇은 막 형태의 전지를 붙여 만드는 박망형으로 이동하고 있다. 가격이 월등히 싸기 때문이다.

　문제는 이게 실리콘형에 비해 효율이 많이 떨어진다는 점이다. 넓게 이어 붙이는 데 기술적 문제도 있다. 이 박막형 전지의 효율을 세계 최고 수준으로 높이는 게 목표다. 태양전지 셀과 모듈은 대기업이, 소재와 부품·장비는 중소기업이 각각 맡아 하나의 패키지 기술을 이루는 동반성장 모델이 적용된다. 이를 통해 2020년까지 현재 원전의 두 배 용량인 2GW급 발전소를 만들고, 2조원 규모의 매출을 올릴 수 있을 것으로 기획단은 전망하고 있다.

전통의학 DB가 강점 … 중국이 거대시장 역할

천연물 신약

미래학자나 트렌드를 연구하는 사람들이 가장 팽창할 시장으로 많이 꼽는 분야가 건강관리(헬스케어)다. 소득이 늘고 고령화가 진전되면서 건강 챙기는 사람이 많아지기 때문이다. 헬스케어 산업이 워낙 다양한 분야를 포괄하고 있지만 그래도 가장 핵심은 의약이다. 특히 비만과 치매·당뇨 등 만성질환과 알레르기나 관절염처럼 증세 완화제만 있는 병의 경우 신약 하나가 개발되면 시장은 폭발적으로 늘어나게 된다.

　지금까지 신약 시장은 선진국의 몫이었다. 하지만 앞으로는 우리도 충분히 승산이 있다. 황창규 지식경제 연구개발(R&D) 전략기획단장은 “신약의 원료물질이 합성물질에서 천연물질로 이동하고 있기 때문”이라고 설명했다. 동양의학을 발전시켜 온 선조들은 이미 천연물의 성분과 효능에 대한 데이터베이스를 풍부하게 만들어 놓았다. 수만 가지 물질을 무작위로 뽑아 성능을 검증해야 하는 서양 연구진에 비해 출발이 훨씬 앞선 것이다. 황창규 단장은 “이 DB를 현대 과학적 수단으로 정리하고 이를 바탕으로 성분 분리, 유효성과 안정성 검증을 해나가다 보면 획기적인 신약이 나올 수 있을 것”이라고 설명했다.

　집중 투자를 통해 신약을 개발하고 나면 든든한 시장이 기다리고 있다. 우리와 비슷한 전통을 공유하고 있는 중국이 거대 시장 역할을 해줄 것으로 기대된다. 2020년까지 개발한 시장이 세계 신약시장의 1%만 점유해도 연 10조원의 매출이 일어난다고 전략기획단은 밝혔다.

사진

이름

소속기관

생년