차세대성장동력 확충을 위한 기술(과학기술부)

[미소]

 

1. 시스템온칩(SoC)기술

1. 기술개요

◦ 반도체산업의 주도권이 VLSI시대를 거쳐 SoC시대로 이전

- 80년대 IC시대 → 90년대 VLSI시대 → 00년대 SoC, Network/Mobile시대

◦ ‘96년 반도체산업 불황이후 메모리위주의 국내산업구조 개선 필요성 대두

◦ 시스템(휴대폰, DTV, DSC 등)의 고성능화와 시장 경쟁력 강화를 위해 핵심부품인 SoC의 저전력, 저비용, 고속도, 고밀도화 등의 필요성이 급증

◦ 시스템산업의 핵심기반산업, 고부가가치산업

- 핵심부품인 SoC에 대한 경쟁력 확보 없는 시스템에 대한 단순 제조기술은 중국 등에 추월 당할 가능성이 높음

◦ 반도체기술의 발전이 IT 또는 관련 산업/제품간의 융합을 견인

- 반도체의 기능이 발달하면서 제품간의 영역을 파괴

- 기존의 아날로그 산업을 디지털 산업으로 재창출

◦ 시스템 운용을 위한 모든 핵심기능들을 하나의 칩 상에 구현하는 두뇌 반도체기술로서, 기존의 아날로그 회로, Embedded S/W, 메모리가 모드 하나로 합쳐진 종합반도체 기술

2. 주요 연구개발 내용

□ 연구개발 목표

◦ 최종목표

- SoC Total Solution 확보를 통한 글로벌 리더십 확보

  ․세계 3위의 제조기술력 확보 및 글로벌 SoC 서비스센터화 추진

◦ 단계별 목표

□ 주요 연구내용

◦ 글로벌 SoC 설계 및 서비스를 위한 Virtual Campus 구성․운영

- 전략시스템기반의 SoC개발을 통한 국가 먹거리산업 창출 주도

- 글로벌 SoC 설계거점육성을 위한 인력양성/Tools/IP Reuse 시스템 구축

◦ 쉬운 SoC 설계환경 구축 및 벤처기업의 글로벌화를 위한 지원시스템 구축

3. 기대효과

◦ SoC산업의 Global Leadership 확보 여부에 따라 국가모습이 큰 차이

- 세계시장 10%, 생산 250억불(3위), 시스템부가가치 1,000억불 창출

◦ 삼성전자, 하이닉스등 메이저업체들의 생산성 확대를 통한 고용창출 효과를 꾀할 수 있으며, 벤처기업의 글로벌화로 SoC 분야 연구인력이 확대될 것으로 보임.

◦ 산자부와 역할정립을 통한 범부처적인 총괄추진시스템의 확립

- 과기부 → 코아기술/인프라, 산자부 → 전략시스템기반기술

◦ 시스템IC2010사업의 확대를 통한 21세기 성장산업기반 창출

◦ 글로벌 SoC 설계 서비스 제공을 위한 Total Solution 확보 추진

◦ 국내 설계회사에 적합한 새로운 비즈니스 모델 창출

2. 디스플레이 기술

2.-1. 전유기EL 및 FED기술

1. 기술개요

◦ OLED (Organic LED: 유기전계발광 디스플레이)는 양쪽 전극으로부터 유기발광층으로 전자와 홀이 각각 주입되어 발생된 분자여기자의 재결합에 의해 발생된 빛을 디스플레이에 이용하는 기술이며, 소형 화면으로부터 상용화가 시작되고 있음.

◦ FED (Field Emission Display: 전계방출 디스플레이)기술은 양자역학적 터널링 된 전자가 형광체에 충돌하여 형광체로 부터 빛을 내는 원리를 이용한 기술임. 연구개발 단계에 있음.

2. 주요 연구개발 내용

□ 연구개발 목표

◦ 최종목표

- 전유기EL : 소형 이동용, notebook용, TV용 display 분야에서 한국이 최고 수준이 되는 것을 목표로 함.

- FED : 현재 연구개발중인 나노 물질을 이용하여 고효율의 대형 HDTV를 개발하여 양산할 수 있는 핵심기술을 개발하는 것을 목표로 함.

□ 주요 연구내용

◦ 고분자/저분자 재료기술

◦ 고효율소자기술

◦ 저일함수 에미터 재료기술

◦ 장수명 재료기술

◦ CNTs의 저온 증착 기술

◦ 고효율 형광체 재료기술

◦ 능동 에미터 기술

◦ 집속전극 기술

◦ 저분자 유기 EL 공정 및 장비기술

◦ 고분자 장비 및 공정기술

◦ 산화물계 형광체 재료

◦ 형광체 표면처리기술

◦ 탄소 나노튜브기술

◦ 진공인라인 패키징 기술

◦ 대형 진공 패키징 기술

◦ 신뢰성향상기술

3. 기대효과

◦ OLED의 세계시장은 2005년에 약 2조원(NRI, 일본), 35억불(4.5조원, Display Search사)로 예상되며, 우리나라의 OLED 시장은 세계시장의 약 1/3정도가 될 것으로 예측됨.

◦ 탄소나노튜브, 박막형 에미터 등을 이용한 FED 개발이 이루어지고 있으며, 이러한 방식은 대면적화 및 저가격화에 장점이 있을 뿐 아니라 저소비 전력을 장점으로 향후 PDP기술과의 경쟁이 예상됨

◦ 전자종이 기술은 현재 세계적으로 초기 연구 단계이므로, 핵심 원천 기술을 확보한다면 가장 먼저 상용화될 수 있는 모바일 디스플레이 분야 시장을 선점할 수 있음. e-paper와 같은 새로운 개념의 디스플레이가 출현하게 되면, 디스플레이의 새로운 시장이 창출될 것임.

◦ 디스플레이 시장은 계속 증가하고 정보통신 분야의 연관기술이며, 국제경쟁 우위를 달성할 수 있는 고부가가치의 국가적 전략산업이므로 전체 IT분야에 있어 10%이상의 인력 및 고용 창출 효과가 있을 것으로 예상됨.

◦ 고비용을 극복하고 단기간 내에 신규제품 창출능력을 배가함으로서 기업경쟁력을 확보하기 위해 고가의 제조 및 테스트 장비를 갖춘 차세대 디스플레이 공용 시설을 조성하여 중소, 벤처기업체, 연구소, 학계의 활발한 연계 및 신기술 참여를 통한 지식인프라 환경 구축

2-2. 플렉서블 디스플레이 기술

1. 기술개요

◦ 탁월한 시인성과 대비비 그리고 넓은 시야각과 같이 실제 종이가 가지는 특성을 가지며, 동시에 저소비전력의 디스플레이를 제작할 수 있는 장점을 가짐.

◦ 칼라화, 고정세화, 동화상 구현 등을 위해서 기존 표시 모드의 개선 및 새로운 모드의 개발이 절실히 요구되는 상황임.

◦ Roll-to-roll 생산 방식을 통한 저가격화 실현이 절실히 요구됨.

◦ 개인용 PDA나 전자책에서부터 대형 광고판에 이르기까지 광범위한 응용 가능성을 가지고 있으며 이때 대형 디스플레이의 경우는 표시소자를 균일하게 산포시키는 기술이 절대적으로 필요.

◦ 인치당 1불의 초저원가 디스플레이 실현을 통해서 유비퀴토스 디스플레이 (ubiquitous display) 시대 실현 가능.

◦ 굴곡면에 디스플레이를 제작할 수도 있는 등의 다양한 응용 가능성을 가지며, 현재 플라스틱 필름과 같은 플렉서블 기판 (flexible substrate) 상에 전자종이를 제작하는 기술이 개발되고 있음.

2. 주요 연구개발 내용

□ 연구개발 목표

◦ 탁월한 시인성과 대비비 그리고 넓은 시야각과 같이 실제 종이가 가지는 특성 구현

◦ 저소비 전력의 디스플레이 제작

◦ 칼라화, 고정세화, 동화상 구현 등을 위해서 기존표시 모드의 개선 및 새로운 모드의 개발

◦ Roll-to-roll 생산방식을 통한 저가격화 실현

◦ 인치당 1불의 초저원가 디스플레이 실현을 통해서 유비퀴토스 디스플레이 시대 실현

□ 주요 연구내용

◦ 전자종이 시스템 기술

◦ 전자종이 저가격 능동구동 어레이 기술

◦ TFT array on flexible 기판기술

◦ 양방향 디스플레이 기술

◦ 전자잉크 소재 기술

◦ 전자종이용 기판 및 공정기술

◦ In-line 진공 패키징 기술

◦ 저가격화 기술

◦ 광학기술

◦ 구동기술

◦ 장수명화 기술

◦ 대면적화 기술

□ 단계별 목표

3. 기대효과

◦ 전자종이 기술은 현재 세계적으로 초기 연구 단계이므로, 핵심 원천 기술을 확보한다면 가장 먼저 상용화될 수 있는 모바일 디스플레이 분야 시장을 선점할 수 있음.

◦ e-paper와 같은 새로운 개념의 디스플레이가 출현하게 되면, 디스플레이의 새로운 시장이 창출될 것임.

3. Post-Pc(착용형 컴퓨터) 기술

1. 기술개요

◦ PC의 역할 변화에 따라 새로운 정보기기에 대한 미래 이용자 요구증대에 따라 데스크탑 컴퓨터에서 착용형 컴퓨터시대로의 패러다임 변화됨

◦ 가전, 통신 및 컴퓨터간에 상호 영역을 뛰어넘는 디지털 컨버전스 추세는 유선망 중심의 기존 PC는 정보창출과 생산자 역할을 하며, 무선인터넷의 급속한 확산으로 정보소비자 역할을 담당할 신개념의 정보기기인 이동착용형 정보통신기기인 포스트 PC가 필연적으로 요구됨

◦ PC 보급률 포화와 포스트 PC 등장으로 향후 PC 산업을 이어갈 차세대 정보단말 기술에 대한 준비가 필요한 시점임.

◦ 편이성과 휴대성, 이동성의 한계를 가지는 현재 컴퓨터기술의 한계를 극복할 수 있는 최선의 대안으로, 우리나라 컴퓨터산업의 새로운 가치창출과 함께 미래 IT 산업의 성장 동력원이 되는 기술임.

◦ 착용형 컴퓨터 기술은 현재 개념정립 및 연구개발 초기단계 기술로서 핵심 원천기술 확보를 통한 국제 경쟁 우위 선점이 가능함.

◦ 2010년경의 착용형 컴퓨터는 지금의 휴대폰처럼 생필품 개념의 미래 정보화 기기로서 기반기술 및 지적재산권 확보의 조기 선점이 중요함.

◦ 유비쿼터스 통신 환경에서 사용자의 편이성과 휴대성을 극대화하여 몸에 착용하고 오감기반으로 정보서비스가 가능한 차세대 디지털 정보단말 기술이 필요함

2. 주요 연구개발 내용

□ 연구개발 목표

◦ 총괄목표

- 신체의 일부분처럼 인식되는 수준의 초소형 하드웨어와 시각, 청각, 촉각, 후각, 미각의 오감을 이용하여 편재형 네트워크 환경에서 사용자에게 자연스러운 정보처리 기능을 제공하는 착용형 컴퓨터 개발

◦ 최종 결과물

- 개인 장신구(액세서리) 형태의 착용형 정보단말

- WPAN(Wireless Personal Area Network)기반 입출력 장치

- 오감정보 인식 및 표현을 위한 센서 및 구동기

- 오감정보 기반 멀티모달 사용자 인터페이스

- 유비퀴터스 환경에서의 상황인식(context-aware) 기술

□ 주요 연구내용

◦ 착용형 컴퓨터 H/W 및 S/W 플랫폼

◦ 오감(시각, 촉각, 후각 등) 정보처리 및 융합기술

◦ 오감기반 멀티모달 사용자 인터페이스 기술

◦ 착용형 컴퓨터의 SoC 기반 부품 기술 연구

◦ 임베디드 S/W 및 응용 개발도구

◦ 모바일 멀티미디어 스트리밍 등 기반 S/W 기술

◦ PAN(Personal Area Network) 기반 무선통신 인터페이스 기술

◦ 오감정보 인식 및 표현을 위한 센서 기술

◦ HCI 신호처리 및 해석기술

◦ 증강현실 및 상황인식 기술

3. 기대효과

◦ 2007년까지 미국과 유럽의 다수(15세 이상 50세 미만의 60%) 사용자들이 컴퓨터나 통신기기를 일정시간(하루 6시간) 이상 착용하고 다닐 것으로 예측되며, 2010년에는 이 수치가 75%에 이를 전망

   - 향후 2006년까지 세계 시장 규모는 낙관적으로 볼 때 13억 7천만불 규모의 시장이 형성될 것으로 예상

◦ 지역적으로 2006년에 미국, 캐나다, 남미가 전세계 시장의 65%를 차지할것으로 전망되며, 우리나라를 포함한 아시아-태평양 지역은 6120만불의 시장 규모를 형성할 것으로 예상됨.

◦ 착용형 컴퓨터 기술은 의학, 섬유, 기계 등의 타 분야와 연계하여 응용 제품 개발 시 업무의 효율성 및 부가가치를 증가시킬 수 있으며, 군사분야로의 활용은 군의 전투력을 획기적으로 향상시켜 국가 방위력 증대에 기여할 수 있는 미래 첨단 군사 장비 기술로 활용.

◦ 의료분야에서는 각종 센서를 환자의 몸에 부착하거나 삽입하여 인체의 이상 유무를 감지하는 환자의 상태 모니터링과 증강현실을 이용한 수술 등에 활용

◦ 착용형 컴퓨터 기술은 편이성, 휴대성, 이동성의 한계를 가지는 기존의 컴퓨터 기술을 극복할 수 있는 최선의 대안으로서, 국내 컴퓨터 산업의 새로운 가치창출과 함께 미래 신성장 산업인 포스트 PC의 대표적인 성장 엔진으로 부각

4. 全광통신기술

1. 기술개요

◦ 현재까지의 광통신 기술은 광섬유를 통하여 광신호가 전달되어 신호 처리를 위하여 전기적 신호로 변환되고, 이러한 전기적 신호는 기존의 전자적 신호 처리 방식에 의하여 데이터를 처리한 다음, 다시 다른 장소로 신호를 전송하기 위하여 광신호로 변환한 다음 광섬유를 통하여 전송하게 된다. 즉 O/E/O(Optical/Electrical/Optical) 방식을 사용하고 있다. 광섬유 자체는 수 Tbps까지도 신호의 전달이 가능하지만 중간의 전자적 신호처리 과정에서는 수 Gbps정도의 속도로 데이터를 처리하는 실정이다. 그러나 다가올 초고속 정보화 시대에서는 기존의 전자식 통신망과 신호처리 시스템이 완전히 광학적인 통신망과 신호처리 시스템으로 대치될 전망이다. 즉 전기적 신호로의 변환 과정이 없이 O/O(optical/optical) 방식을 채택하는 새로운 패러다임의 통신 방식이다.

2. 주요 연구개발 내용

□ 연구개발 목표

◦ 최종목표

- 수십 테라급 초고속 전광 통신망 구현을 위한 부품, 시스템 및 네트워킹 기술

◦ 단계별 목표

□ 주요 연구내용

◦ DWDM 광전송 시스템 기술

◦ 초고속 전광 스위칭 기술

◦ 광자집적 회로 기술

◦ DWDM 평판회로 소자

◦ 파장다중화 전광통신 MUX/DEMUX 소자

◦ 광라우터 및 교환 소자기술

◦ 광대역 광증폭기 기술 (광섬유증폭기, 반도체 광증폭기, PLC증폭기)

◦ 광전송 소자기술

◦ 초고속 광신호처리용 전광 소자

◦ 이종 물질 접합 기술

◦ 하이브리드 및 단일집적 광소자 기술

◦ 패키징 및 field test 기술

3. 기대효과

◦ DWDM 광부품의 경우만 하더라도 1999년 25억불 수준에서 2004년에는 240억불 정도로 증가 (연평균 성장률: 50% 정도)될 것으로 추정되고 있으며, 차세대 광소재 관련 신소재의 전체 시장 규모는 100배 정도에 이를 것으로 예측됨.(출처: RHK Telecommunications Industry Analysis)

◦ 인터넷 등에 의해 세계적으로 대용량 광통신망 확보에 대한 수요가 커지면서 기존 TDM 시스템과 더불어 WDM 광통신 시스템 구축, 그리고 이에 필요한 광소자 세계시장은 98년 약 110억불에서 2001년에는 약 210억불, 2006년에는 470억불로 년 평균 약 20%의 신장률을 보일 전망임.

◦ 광네트워크 장비별 세계 시장은 96년부터 2006년까지 비 WDM 장치 세계 시장이 수십 억불에서 수백 억불로 가장 크게 유지되면서, WDM 장치 및 광 ADM 장치 시장은 수 억불 수준에서 2000년대에 들어가면서 수십 억불 시장으로 점점 커져 갈 것으로 전망됨.

◦ 초고속 전광 스위칭 기술과 광자집적 회로 기술 등의 집중적인 연구를 통하여 전광통신분야에 특화된 전문연구인력을 확보한다면 광통신 뿐만 아니라 기타 산업분야에 괄목할 만한 파급효과를 일으켜 상당한 고용창출 효과를 얻을 수 있음.

5. 고성능 금속/고분자 재료기술

1. 기술개요

◦ 에너지 및 자원 사용량을 최소화하고, 환경을 오염시키지 않으며 재활용이 가능한 환경친화적인 금속 및 고분자 소재에 대한 사회․환경적 중요성이 커지고 있음

◦ 이러한 사회․환경적 요구를 만족시키기 위해서는 효율적인 소재 제조공정 기술, 환경관련 소재특성(강도, 인성, 내식성, 재활용성)을 획기적으로 향상(고기능화)시킬 수 있는 소재기술이 필요함

◦ 선진국들도 막대한 양의 소재가 소요되는 SOC 구축용 구조소재, 자동차를 필두로 한 수송기기용 구조소재, 일상생활과 밀접한 관련이 있는 섬유소재 등의 고기능화 및 청정생산, 재활용 비율 향상을 위한 기술개발에 진력하고 있음

◦ 고청정강에 비금속계 원소(C, N, O, B, Si 등)를 합금원소로 활용하여, 재활용성이 뛰어나며 고강도, 고내식, 고인성, 고성형성을 갖는 철강소재기술

◦ 결정립소재의 결정립 미세화 및 비결정질소재의 결정화 제어를 통한 고강도, 고인성, 고내식, 고성형성을 갖는 금속소재 기술

◦ 파손 및 재료 열화로 인한 기능 상실을 소재가 스스로 진단하고 경고하는 기능을 갖거나 파손을 방지하거나 자기복구 기능을 갖고 있는 인공지능형 고분자 복합재 기술

◦ 첨단 고분자복합소재의 제조 및 고기능성 직물 제조의 기반이 되는 고강도 및 신기능 섬유소재 기술

◦ 다층구조 integral passives(수동형 통합소자)의 신제조공정 기술 

2. 주요 연구개발 내용

□ 연구개발 목표

◦ 금속계 합금성분를 활용하지 않는 고강도, 고인성, 고내식, 고성형성 철강 및 금속소재 개발(물성치: 현재 일반 구조용강의 2배 이상 달성, 가격대비 성능: 2배 이상 향상, 재활용성 향상)

◦ 이종재료 복합화 및 시너지 발현 기술 등을 구사하여 자기진단 및 자기 복구 기능을 갖는 구조용 시너지 소재 상용화

◦ 고강도, 신기능을 가진 첨단 섬유소재의 제조기술 개발

◦ 전자기 기능성 세라믹 나노분말을 고분자 기지에 분산시킨 후막 및 적층재를 “고온소성” 없이 제조하는 소재 기술 개발

□ 주요 연구내용

◦ 결정립계 특성제어 기술, 결정화 제어 기술

◦ 자기진단 및 자기복구용 핵심 성분 마이크로 캡슐합성 기술

◦ 초미세 섬유제조 기술(방사)

◦ 단위 소재의 복합화 기술

◦ 전자기 세라믹 나노분말 기술

◦ 금속소재 성형 및 가공열처리 공정 제어기술

◦ 이종재료간 계면 제어 기술

◦ 고분자 합성 및 분석 기술

◦ 박후막 형성 및 고적층 기술

◦ 복합재 충전률 향상 기술

◦ 철강 및 금속 고청정 기술(비금속 합금성분 극미량 분석 기술 )

◦ 물성 평가 및 모델링 기술

◦ 전극 matching 및 페턴닝 기술

◦ Integral Passive 부품 설계 기술

3. 기대효과

◦ 2003년 현재 수요량이 가장 큰 보통강 압연강재의 세계 수출입물량은 1,528,612 M/T이며, 연간 물량으로 9,171,672M/T이며, 대략 29조원 정도의 시장규모(300원/kg)임. 소재 개발로 15% 정도의 시장을 점유할 경우 4조원 정도의 수출효과를 예측할 수 있음

◦ Integral Passives 부품의 2001년도 세계시장은 8.2조원이며, 우리나라는 세계 2위로 약 1조원의 시장을 확보임. 본 연구개발로 향후 약 20% 시장확보 및 세계시장 확대를 고려하면, 2.4조원 정도의 시장 확보 가능

◦ 기초소재의 분야의 경쟁력 확보를 통한 자동차, 전기전자, 통신 등 우리나라가 지양하는 산업분야에서의 경쟁력을 강화할 수 있음

6. 전자기/광 신소재 기술

1. 기술개요

◦ DisplaySearch 사는 2010년도에 평판 디스플레이 시장을 650억불로 예측.

◦ 평판 디스플레이의 90% 이상 주종을 이루고 있는 LCD 디스플레이의 강국으로 인정받고 있는 우리나라가 강국의 위치를 유지하기 위해서는 차세대의 새로운 디스플레이 연구에도 관심을 집중해야 할 필요가 있음.

◦ 우리나라는 LCD 디스플레이의 강국이지만 원천기술은 다른 선진국에 비해 한결 뒤떨어지고 있으므로 새로운 디스플레이의 개발로 LCD 시장의 대체와 함께 원천기술을 확보하는 것은 매우 중요함.

◦ TFT-LCD 디스플레이를 대체할 가능성이 가장 높은 유기 반도체 트랜지스터를 장착한 능동 구동 플라스틱 발광 디스플레이의 개발은 이러한 원천기술의 낙후성을 극복함과 동시에 새로운 시장을 개척하는데 유리.

◦ Polarizer, color filter, backlight 등이 필요한 TFT-LCD와 달리 유기 반도체 트랜지스터를 장착한 능동 구동 플라스틱 디스플레이는 그러한 부품, 재료가 필요 없으므로 단가가 낮고, 또한 공정도 단순하므로 가격 경쟁력에서 유리.

◦ 저온 poly-Si의 경우보다 유기 반도체 트랜지스터를 사용하는 경우 그 가격이 훨씬 저하되므로 poly-Si OELD보다 단가가 훨씬 낮기 때문에 가격 경쟁력이 있는 능동 구동 플라스틱 디스플레이의 개발을 위한 원천기술의 확보는 매우 중요.

2. 주요 연구개발 내용

□ 연구개발 목표

◦ 고이동도 유기반도체 소재 제조 기술

◦ 고효율 고분자 발광 소재 및 소자 제조 기술

◦ 고유전율 유전체 소재 제조 기술

◦ 유기 반도체 트랜지스터 소자 제작 기술

◦ 어레이 제작 기술

◦ 플라스틱 투명전극기술

□ 주요 연구내용

◦ 고 이동도 및 고 유전체의 유기 반도체 트랜지스터 소재 제조 기술

- intermolecular interaction이 큰 소재 개발

- carrier 수송능력 (hopping)이 좋은 작용기를 가진 소재 개발

◦ 고 순도 고분자 발광 소재 제조 기술

- 저전압, 저전류에서 충분한 밝기를 내는 소재 개발

- 내열성 소재 개발

- 고순도화는 outsourcing

◦ 유기 반도체 트랜지스터 소자 제작 기술

- 강한 전기장을 유발시킬 수 있는 절연체를 사용한 소자 구조 개발

- 플라스틱 기판을 사용할 수 있는 낮은 온도 공정 개발

◦ 저 전류 구동 고분자 전기 발광 소자 제작 기술

- 겹층구조이면서 전류를 적게 흘려도 충분한 밝기를 내는 구조 개발

- 플라스틱 기판을 사용할 수 있도록 Joule열 발생이 적은 구조 개발

◦ 유기반도체 트랜지스터 - 전기 발광 소자 및 어레이 제작 기술

- 개구율이 높은 TFT-EL 소자 구조 개발

- 어레이 구현으로 디스플레이 패널 기본 기술 확립

◦ 플라스틱 투명전극 기술

- 내열성, 투과성, 방습성이 좋은 플라스틱을 발굴하고 투명전극 성막 최적 조건 확립

3. 기대효과

◦ 향후 여러 활용 가능 분야의 창출로 기존 디스플레이 시장인 아래와 같은 시장 규모의 대체 효과 및 새로운 시장창출이 매우 높음.

◦ 휴대성, 편리성, 및 저가격, 경박단소, 저소비전력, 고화질의 특성의 강화로 대화면 개인 단말 디스플레이에 활용

◦ 현재 LCD 산업의 뒤를 이을 차세대 디스플레이 산업으로의 육성에 활용

◦ 원천기술 확보에 따른 로얄티 지불 등의 경제적 손실 저하에 활용

◦ 고부가가치 산업의 육성에 활용 : 디스플레이 장치는 고부가가치 창출이 가능한 부품이므로 경제력 향상 효과

7. 소재/부품 가공 및 성형 신기술

1. 기술개요

◦ 전자통신용 고정밀 핵심부품, 자동차부품을 비롯한 핵심 기계류부품, 그리고 고분자 복합재료 등을 생산하는 과정에서 제조원가에 상당한 비중을 차지하는 성형공정을 단순화하거나 부품의 특성과 정밀도를 향상시키는 새로운 공정기술.

◦ 적층형 세라믹 전자부품, 분말성형 정밀부품, 3차원 형상 고분자 복합재, 기능성 정밀 금속판재의 성형(무금형 성형 포함), 부품일체화 성형, 초정밀주조 등의 기술 포함.

◦ 세계 수준의 소재성형기술의 개발로 주력 첨단제품의 국제경쟁력을 제고하는 것은 당면한 문제로 시급한 기술개발을 필요로 함.

◦ 우리나라 소재성형분야의 기술수준은 선진국에 비해 낙후되어 있음: (예) 복합재료분야에서 정밀도가 높은 섬유자동배열기술은 선진국의 10% 수준에 불과하고, 마그네슘판재, 자성판재 등 정밀기능성 판재의 경우 대부분 수입.

◦ 현재 기능성 판재의 경우 세계시장 규모는 5조원 규모(2010년 약 10조원 규모), 우리나라의 시장규모는 세계시장의 약 1/20(기능성 판재기술의 국산화 시 2500억원의 수입대체 효과 발생 가능).

◦ 소재/부품 성형기술 개발은 제조인력 수급면에서도 큰 효과가 있을 것으로 판단되므로 고용창출의 효과가 기대됨.

2. 주요 연구개발 내용

□ 연구개발 목표

◦ 혁신 소재성형 기술개발로 제품화 20건 이상 달성(경제효과 2조원 이상)

- 성형공정의 단순화/합리화/에너지 효율화로 신공정/신제품 창출.

- 자동차 경량화, 전자기기의 소형화 등에 기여하는 신제품 출시 및 원가의 획기적 절감.  

◦ 적층형 세라믹 전자부품

- 1mF, 0402형 MLCC, 20층 LTCC/MCM

- 1nm 변위, 5 μsec 민감도 MLCA

◦ 분말성형 정밀부품

- 0.1㎛ 이하 분말, 부품강도 50%

◦ 3차원 형상 고분자 복합재

- 5m 길이, 50mm 두께, 융착속도 5m/min

◦ 기능성 정밀 금속판재

- 4가지 이상 기능성 판재 상용화

◦ 부품일체화

- 성형 단계별 부품 및 공정 저감율 10%

□ 주요 연구내용

◦ 적층형 세라믹 성형 부품

- LTCC, MLCC 등의 세라믹 적층기술을 복합 응용하여 주요 핵심전자부품의 극소형화 및 모듈화 제품 개발

◦ 분말 성형 정밀 부품

- 금속, 세라믹 재료 등의 분말입자를 사용하여 고성능,고정밀의 혁신 정형부품 등 제품 및 기술 개발

◦ 3차원 형상 고분자 복합재

- 복합재료 수지 및 보강재의 고성능화, 실형상 프리즘 제조를 통한 3차원 실형상 구조물 등 제품 및 기술 개발

◦ 정밀 기능성 판재

- 다양한 특성과 용도의 금속판재에 대한 제조공정 최소화, 친환경적 공정, 개별 기능적 특성 향상된 제품 기술 개발

◦ 부품 일체화 성형

- 복잡 형상 기계부품을 공정단축, 신공정 개발 등을 통하여 소요 부품 최소화 또는 모듈화된 제품 및 기술 개발

3. 기대효과

◦ 현재 우리나라의 소재성형분야 기술수준은 선진국의 30-40% 정도임. 반면에 IT 산업의 호조로 기능성판재 등 정밀소재성형 소재부품의 수요는 급증하고 있음(현재는 세계 시장의 1/20 규모)

◦ 2010년 10조원 규모로 확대될 정밀소재성형분야의 세계 시장에서 수입대체 효과는 물론 세계시장으로 진출(수출)효과도 기대할 수 있어서 시장전망은 대단히 밝다고 할 수 있음

◦ 향후 5-10년 내에 기술적/제조상의 한계 극복: 5T 산업발전의 견인차, 세계최고수준의 기술경쟁력 확보

◦ 독창적 신기술 개발: 선진국 소재/부품시장 선도(7.4조원), 벤처기업의 육성

◦ 환경친화적 소재성형기술: 공해저감, 환경개선, 자원/에너지 절감, 삶의질 향상

8. 미래형(저공해/하이브리드)자동차기술

1. 기술개요

◦ 단독 또는 두가지 이상의 동력원을 이용하여 저공해, 고연비를 달성하는 자동차 기술로서 사용가능한 동력원, 구동방식, 제어방법, 시뮬레이션 등의 저공해 하이브리드 자동차를 개발하기 위해 요구되는 모든 기술을 말함.

◦ 본 기술의 핵심은, 차량 시스템 기술, 연료의 종류(가솔린, 디젤, 가스, 연료전지)에 따른 변환 및 엔진기술, 연결방식(직렬형, 병렬형), 하이브리드용 모터 및 컨트롤러 기술, 그리고 축전지 및 연료전지 기술, 보조에너지저장 기술, 차량제어 및 트랜스미션 기술과 엔진 시뮬레이션 기술 등을 포함함.

2. 주요 연구개발 내용

□ 연구개발 목표

◦ 최종목표

- 초저공해 및 고성능 하이브리드 자동차 기술 개발

  ․ 2012년 환경, 연비 및 안전규제에 대응 가능

  ․ 2012년 40 km/ℓ시제 차량 실용개발

◦ 단계별 목표

□ 주요 연구내용

◦ 저공해 엔진 기술 : DISI, HSDI 및 HCCI 엔진 기술/ 청정가스 엔진/ 하이브리드용 엔진기술

◦ 모터/컨트롤러 및 축전지 기술

◦ 보조에너지 저장장치 및 전지 기술

◦ 차량제어 및 트랜스미션 기술

◦ 지능형 시뮬레이션 기술

◦ 자동차용 연료전지기술 : 전극 및 전해질 제조기술/ 막전극접합체 기술/ 연료개질 및 저장기술

◦ 부품기술 : 엔진 부품, 초소형 열교환기, 열화학반응기 등 

◦ 양산 및 보급을 위한 기술 표준화 기술

◦ 차세대 자동차 관련 시설, 인력 인프라 구축

◦ 연료별 공급체계에 대한 경제 및 정책 평가

◦ 저공해 가스터빈 기술

◦ 이차전지 및 연료전지 기술

◦ 마이크로 가공 및 재료기술

◦ 촉매 nano patterning 기술

3. 기대효과

◦ 하이브리드 자동차는 2010년 24%의 시장점유율을 보일 것으로 예상하고 있으며 2030년이 되면 하이브리드 자동차의 시장점유율의 소형차의 경우 거의 50%에 다다를 것으로 예상되고 있음.

◦ 저공해자동차 의무수출규정 환경의 변화에 적극 대처함으로서 대미수출시장에 대한 지속적인 유지 및 국외 완성차업체에 대한 관련부품 수출도 꾀할 수 있음.

◦ 장기적으로, 지구온난화문제와 자원고갈에 대비한 21 세기 수송 및 이동기술 개발이며, 단기적으로는 대도심권의 대기오염문제 해결

◦ 우리나라 제조업 매출의 약 10 %를 차지하는 자동차 산업의 경쟁력 강화 

9. 고부가가치 선박기술

1. 기술개요

◦ LNG 관련 선박기술에는 대형 LNG 운반선을 포함하여 LNG-FPSO, LNG-FSRU 등 새로운 개념의 복합/신개념 선박 및 선형/유체성능기술, 구조해석기술, 의장시스템 등 관련 핵심기술

◦ 차세대 초고속선박기술에는 복합지지선, 공기부양정, 중대형 해면효과익선 등 초고속화 및 안전성 확보에 필요한 선형/추진기술, 운항시스템기술, 구조경량화기술, 자동제어기술 등 관련 핵심기술

◦ 시뮬레이션 기반설계/생산기술, 자동 용접/도장 로봇, 복합공정 최적화기술, 협업/분산 환경의 Cyber 조선소 기술 등 생산성 향상을 위한 핵심기술

2. 주요 연구개발 내용

□ 연구개발 목표

◦ 최종목표

- LNG FPSO/FSRU 핵심기술개발

- 복합지지형 초고속선 개발

- SBD기반 설계/생산 기술, 생산자동화 기술, 안전성 평가기술, 해양/대기 환경오염 방지기술, Gas Hydrate화 기술 등 신기술 개발

◦ 단계별 목표

□ 주요 연구내용

◦ Dynamic Positioning 기술

◦ 식별/충돌회피  시스템 기술

◦ Methane Hydrate 채취 기술

◦ 단열 및 내빙구조 기술

◦ 복합지지/구조경량화 기술

◦ 자세제어장치 설계 기술

◦ 천연가스 재액화시스템 기술

◦ 시뮬레이션 기반설계/생산 기술

◦ 초고속선용 워터젯 기술

◦ 이중 물체 운동해석 기술

◦ 안전운항시스템 설계 기술

◦ 캐비테이션 제어 기술

◦ Topside Engineering 기술

◦ 유체성능 해석 기술

◦ 자동 용접/도장 로봇 개발

◦ 복합 공정 시뮬레이션 기술

◦ 해양 및 대기환경오염 방지 기술

◦ 선박안전성평가/관리 기술

◦ 화물창대형화/슬로싱해석 기술

◦ Cyber Shipyard 개발 기술

3. 기대효과

◦ 전세계 천연가스 매장량의 22%가 Offshore에 존재하며, LNG의 생산은 이동식인 FPSO 방식을 채택하는 것이 기존의 고정식 해상 플랫폼(Flatform) 방식에 비해 초기투자 및 운용면에서 20~30%의 비용절감이 예상되므로 세계적으로 LNG FPSO의 발주가 계속 증가할 추세임

◦ 환경오염, 전력난 등으로 미국, 유럽 지역에 LNG 화력 발전소가 증가함에 따라 육상 LNG 인수 터미널의 신규 건설이 대폭 필요하지만 지역주민의 여론 및 안전상의 이유로 해상 부유식 인수기지 방식인 LNG FSRU의 필요성이 제고되어 연간 100억$규모의 시장 형성이 기대됨

◦ 생산성 향상에 따른 가격 경쟁력 제고로 2010년까지 세계 조선 시장의 50%이상 확보가 가능하며 250억$이상의 수출이 예상됨

10. 이차전지기술

1. 기술개요

◦ 이차전지는 전기에너지를 화학에너지로 저장하였다가 다시 화학에너지를 전기에너지로  필요시 꺼내 쓰는 장치로, 이러한 동작을 적게는 수백 회에서 많게는 수천 회 이상까지 반복하여 사용하는 것임. 이차전지는 핸드폰, 노트북 PC, PDA 등 지식기반사회의 근간이 되는 개인정보화 시대의 핵심전자기기의 전원장치일 뿐만 아니라 하이브리드 전기자동차, 순수 전기자동차, 통신설비 및 산업용 전원장치에 이르기까지 광범위한 사용이 기대되는 핵심부품임

◦ 이차전지 시장은 현재 반도체 시장과 거의 비슷한 수준인 약 130억불 내외인 것으로 파악되고 있으며, 5년 후의 국민소득을 현재의 2배 이상으로 목표했을 때, 향후 5～10년후 시장이 반도체 시장의 2배 이상으로 형성될 수 있는 유망기술 분야 가운데 하나가 바로 이차전지기술임

◦ 현재의 이차전지 기술은 IT산업용인 경우는 성장기, 전기자동차 산업용인 경우는 도입기에 해당하고 있으며, 관련 산업의 발달과 더불어 성장 가능성이 매우 커다란 산업기술임

2. 주요 연구개발 내용

□ 연구개발 목표

◦ 최종목표

- 휴대정보통신기기용: 700Wh/l 이상, 500회 이상

- 하이브리드 전기자동차용: 250Wh/l 이상, 2,000W/kg 이상, 200,000회 이상

- 순수 전기자동차용: 400Wh/l 이상, 1,000W/kg 이상, 1,000회 이상

◦ 단계별 목표

- 1단계 목표(5년)

  · 휴대정보통신기기용: 500Wh/l 이상, 500회 이상

  · 하이브리드 전기자동차용: 160Wh/l 이상, 2,000W/kg 이상, 200,000회 이상

- 2단계 목표(5년)

  · 휴대정보통신기기용: 700Wh/l 이상, 500회 이상

  · 하이브리드 전기자동차용: 250Wh/l 이상, 2,000W/kg 이상, 200,000회 이상

  · 순수 전기자동차용: 400Wh/l 이상, 1,000W/kg 이상, 1,000회 이상

□ 주요 연구내용

◦ 양극활물질 소재기술

◦ 음극활물질 소재기술

◦ 분리막 소재기술

◦ 고분자전해질기술

◦ 유기용매전해질(유기용매+전해질염)기술

◦ 전지 제조설비기술

◦ 전지 모듈 및 팩 제조기술

◦ 전지 성능평가기술

◦ 전지 신뢰성 및 안전성 평가기술

◦ 전지 통합제어시스템기술

◦ 시스템(휴대정보통신기기용, 전기자동차용) 적용기술

◦ 인프라 구축기술

3. 기대효과

◦ 개인휴대용 전자기기를 기반으로 하는 개인정보화시대의 확산이 가속화되고 있어 이에 적합한 고성능 이차전지의 개발에 대한 경제적 가치 및 시장성은 매우 높음

<이차전지 시장예측>

구      분	2002년	2007년	2012년
세계시장	$131억	$170억	$250억
우리나라 점유율	5% (세계 3위)	25% (세계 2위)	35%～40% (세계 1위)

   (* 하이브리드형 전기자동차의 보급이 급속도로 확대될 시 상기시장의 1.5배이상 형성가능)

◦ 현재는 일본만이 보유하고 있는 상용 하이브리드 자동차와 순수 전기자동차의 전원으로서 개발될 경우, 현재 연간 오천만대 이상의 시장을 형성하고 있는 기존 자동차의 상당 부분에 대한 대체가 가능하므로 그 경제적 규모는 지대할 것임

◦ 대기환경 개선을 통한 청정환경 사회 건설

◦ 이차전지산업체에서 연간 수천명의 고용창출효과, 이차전지 관련 IT산업 및 자동차 산업에서의 고용창출효과는 이차전지산업의 10배 이상 예상

11. 환경오염 저감 및 제거 기술

1. 기술개요

◦ 인간의 활동으로부터 발생하여 여러 가지 생태계 균형의 파괴를 야기하는 오염물질을 저감 또는 재활용하여 오염을 방지하는 복합기술

2. 주요 연구개발 내용

□ 연구개발 목표

◦ 최종목표

- 오염제거 및 저감 기술은 인간과 생물종이 상생할 수 있는 에코토피아 건설을 위한 필수기술로 미량위험물질 제어, 유용물질․에너지 회수, 순환 및 배출방지 등 오염제거 및 저감의 원천기술 확보로 신도시․지구 단위의 오염물질 무배출․순환형 사회 및 생태계 균형을 이루는 사회공간 형성기술의 개발

◦ 단계별 목표

단계	목표	연구내용
1단계	기반 기술 구축	- Nano/micro-pollutants 측정기술 - 오염물로부터 회수가능 유용물질, 에너지 규명 - 오염물처리 분자생물학 기반기술 - 위험 및 전과정 평가기술
2단계	미래 환경 기술 확보	- Nano-scale pollutants 제어기술 - 지능화된 오염물 관리 기술 - 오염처리 시설에서 재생 가능한 소재 및 에너지 이용기술
3단계	인류 복지에 기여	․지구규모 환경감시 및 관리 기술 ․국가간 오염물질 이동감시기술 ․환경 불평등 해소 기술

□ 주요 연구내용

◦ Eco-hazard 및 Warming gas 제어기술

◦ 이차 오염물 무방류형의 지능화 오염물 관리 기술

◦ 인회수 등 오염물로부터 재생 가능한 자원회수

◦ Solids/Biosolids로부터 메탄, 수소등 에너지 이용기술

◦ 수자원회수 및 초청정수 제조 기술

◦ 잠재 위험 및 전과정 평가 기술

◦ 원천 청정 소재 및 에너지 이용 기술

◦ 환경 분자 생물학 기술

◦ Hydro-informatics 등의 정보기술의 인프라

◦ Nano-scale 오염방지 및 소재 기술

3. 기대효과

◦ 직접적인 오염제어분야로 하천수, 호소, 저수지, 해역 등 수환경관리 및 일반환경설비 분야의 국내시장규모는 약 11조원 정도로 추산되고 관련 부가적인 산업 분야의 지속적인 고부가가치 창출 예상 (자료: 2000년 환경백서,환경통계연감-환경부/1999년 한국해양환경 조사연보-해양수산부)

◦ 환경산업 해외시장 동향으로 OECD의 분석에 의하면 세계 환경시장규모는 1990년 2,000억달러에서 2000년 3,000억달러로 연평균 5.5% 증가할 것으로 전망(국제금융공사는 동기간 동안 3,000억달러에서 6,000억달러로 증가 전망).

◦ 환경문제는 건설, 자동차, 석유화학 등 전 산업․기술분야의 발전방향에 중요한 제약 요소로 작용하게 될 것으로 예상되어 관련 인력 필요

◦ 환경 기술 인력은 현재 관련 순수환경학 또는 환경공학 등의 인력은 과잉 공급 상태이나 토목, 건축, 기계, 에너지 등 실제 활용성이 뛰어난 복합영역에서 인력양성 미흡

◦ 국내에서 환경 친화적 생산, 소비 시스템의 정착은 국내 산업 경쟁력을 높이고 수출에 기여할 것으로 예상되어 태동기의 환경산업에서 고용창출

◦ 환경오염제거 및 저감기술 개발은 기본적으로 수돗물, 용수공급, 하폐수처리시설, 폐기물 매립장 및 자원 회수 시설을 고도화하여 친수적, 친생태적인 쾌적한 환경을 조성하는 것임.

12. 차세대원자로기술

1. 기술개요

◦ 차세대 원자로 SMART 원자로 개발을 위한 핵심기술은 안전성 제고측면에서 고유안전성 및 고 신뢰도 원자로 개발 기술, 안전성 평가 및 검증 기술 개발이 필요하다. 원자로 설계기술은 기본적으로 국내에 축적된 가압경수로 설계 기술과 국산화 경험에 바탕을 두고 있다. 그러나 원자로 기술이 타 에너지원과 비교하여 경제적 우위를 확보하기 위해 계통 단순화 기술, 구성기기 모듈화 기술 및 건설, 운전, 보수 및 해체 편의성 제고 기술 개발이 필요하고, 확보된 안전성과 경제성을 바탕으로 일체형원자로가 일반 대중에 친숙하게 다가가기위해 인간과 환경 친화성 확보에 필요한 원자로기기 고장율 극소화 기술 및 폐기물 발생량 저감 기술 개발이 필요하다.

2. 주요 연구개발 내용

□ 연구개발 목표

◦ 최종목표

- 차세대 원자로 SMART 플랜트 설계, 건설 및 관련 기술개발

◦ 단계별 목표

□ 주요 연구내용

◦ 차세대 원자로 SMART 플랜트 설계 및 관련 기술개발

- 원자로계통 설계 기술 개발

- 핵연료 및 핵연료집합체 설계/해석 및 제조기술 개발

- 원자로 주기기 설계 및 제작기술개발

- BOP 설계, 플랜트 Integration 및 AE 설계

- 원자로계통 및 플랜트 성능 및 안전해석, 안전성 평가

- 원자로계통 실증실험 및 시험

◦ 차세대 원자로 SMART 플랜트 상세설계 및 건설, 시운전

- 기기 제작 및 설치

- 원자로 건설 및 시운전

3. 기대효과

◦ 차세대 원자로 SMART는 전력 및 해수 담수화 에너지원 공급, Barge 선적 원자로로 필요지역에 에너지 공급, 초고속 컨테이너선과 같은 선박 추진기관, 중소규모 원자로 수요국에 대한 수출용 원자로로 활용이 가능함.

- 기후변화협약에 따라 온실가스를 배출하지 않는 대체에너지원 개발 수요가 확대 될 전망이며, 실용화된 대체 에너지원은 원자력이 유일함.

- 에너지자원이 빈약한 개발도상국들은 에너지 안보측면에서 준 자립형 에너지원으로 구분되는 원자력발전 도입을 강력히 희망하고 있으며, 이들 국가에서는 전력망의 안전성 유지와 대규모투자에 따른 위험을 축소시키기 위하여 중･소형 일체형원자로를 선호하고 있음. 

- 물부족 국가 또는 도서지역 및 대단위 공업지역에 전력과 용수, 식수 문제의 해결이 가눙함.

- 일체형원자로는 고밀도 에너지원으로서 선박 추진기관의  동력원 등으로 활용 가능함.

13. 디지털콘텐츠 기술

1. 기술개요

○ 디지털 콘텐츠 제작기술은 정보통신망 및 정보미디어를 통해 유통될 수 있는 디지털 정보를 음향기술, 그래픽스기술, 동영상기술, 텍스트기술, 가상현실기술 등을 이용하여 편리하고 효과적으로 다양한 형태의 고부가가치 정보․출판․영상․음악․멀티미디어․게임콘텐츠로 생성하는 기술임.

2. 주요 연구개발 내용

□ 연구개발 목표

◦ 최종목표

항 목	구체적 항목	개발 목표 기술
음향	멀티채널 기반 음향 기술	AAC, Dolby Digital (AC-3), Extensible Wave, MPEG-4, MPEG-7, 멀티채널 인터넷 오디오 지원
	음상 정위 및 제어	수평 ±180, 수직 -70 ~ 90 (멀티 채널), 90% 만족도
	음향 편집	192kHz, 32bit Data Bit, 비파괴 방식 편집, 이펙트 레이어, 실시간 프리뷰
	음향 생성	DTMF, Tones, Morse, MIDI 각종 음향 필터 등
	곡 생성 기술	지능형 곡 자동 생성
	동기화 기술	SMPTE, MTC, 외부기기, 영상음향 동기화
그래픽스	모델링	3D 객체 변형기술, 다면체 모델생성, 자유곡면모델생성, 이미지 기반 모델링, 자연현상 모델링
	렌더링	실사기반 렌더링, 볼륨 렌더링, 특수효과, 인체표현 렌더링, 비 사실적 렌더링
	애니메이션	키 프레임 애니메이션, 얼굴 애니메이션, 스탑모션 애니메이션, Procedual 애니메이션, 모션캡쳐 애니메이션
	영상합성 및 편집	이미지 변형기술, CG 와 실사 합성기술, 카메라 정보추출기술, 파노라마 영상제작기술
가상현실	공간구축기술	입체영상 캡쳐기술, 공간 객체 생성기술, 3차원 모델 생성기술, 3차원 공간 저작기술, 가상공간 동적행동 서술
	공간관리기술	다중 공간관리, 공간 객체관리, 대형 가상공간관리
	상호작용기술	가상현실 인터페이스기술, 오감상호작용, 동작 캡쳐기술

◦ 단계별 목표

3. 기대효과

◦ 디지털콘텐츠산업은 고부가가치를 창출하는 고속 성장산업으로서 전 세계 시장규모는 2001년 8,500억 달러에서 2005년에는 1조 4천억 달러로 급격한 성장 전망

◦ 국내 디지털콘텐츠 시장은 교육, 음악, 영화, 출판, 게임콘텐츠 등이 급성장하여 2002년 1조7천억원 시장규모에서 2005년에는 4조5천억원의 시장규모를 형성할 전망

◦ 광대역 유무선통신, 디지털 그래픽 및 사운드 기술 등 IT가 디지털 콘텐츠의 제작 및 유통분야로 급속히 확산되면서 디지털 콘텐츠와 IT기술은 상호 견인하며 국가산업에 있어서 매우 큰 비중을 차지할 전망임.

◦ 디지털콘텐츠산업은 하나의 상품이 성공할 경우 캐릭터산업, 완구산업 등 연관 산업을 통한 부가가치 실현도 높아 산업파급효과가 크며, 문화, 보건 등 기존산업의 고부가가치화를 유도

◦ 가전, 반도체, 통신, 과학, 의료 등 비정보산업의 정보산업화를 촉진하는 등 주변산업에의 파급효과가 큼

14. 홈네트워킹 및 지능형 정보가전기술

1. 기술개요

◦ 모든 디지털 가전 응용 제품들이 네트워크와 연결되어 사용자와 항시 접속되어 제어될 수 있는 기술임. 그리고 지능적 부가 서비스를 실현 가능하게 하여 시간과 공간의 제약을 받지 않고 가정과 업무환경 등의 일반 생활환경에서 가사, 학습, 여가, 업무의 질을 높일 수 있는 기술

2. 주요 연구개발 내용

□ 연구개발 목표

◦ 최종목표

- 사용자 특성과 주위 상황에 따라 서비스를 제공하는 지능형 홈서버 개발

- 사용자의 감정을 인식하여 능동적 서비스를 제공하는 감성형 홈서버 개발

- 지능형 정보가전  원천기술  수출국으로  발전하기  위한  표준화 추진

◦ 단계별 목표

< 홈네트워크 통신속도 고속화 전망>

□ 주요 연구내용

◦ 유무선 홈네트워크 기술

- 협대역 및 광대역 전력선 통신 기술,

- WPAN, UWB 및 무선1394 기술

◦ 초고속 광대역 엑세스망 기술

◦ 편재형 통신기술

◦ 제어, 멀티미디어 스트리밍 등 디지털홈 서비스 미들웨어 기술

◦ 대규모 원격 서비스 전달, 관리 기술

◦ 동기화 프로토콜 기술

◦ 상황인식 편재형 컴퓨팅 미들웨어 기술

◦ 홈네트워크 상에서의 정보보호 기술

◦ 인간-기계 상호작용 및 오감 정보처리 기술

◦ 지능형/감성형 에이전트 기술

3. 기대효과

◦ 유・무선네트워크, 홈게이트웨이, 이동・고정단말, 정보가전 등을 포함한 홈네트워킹 및 지능형 정보가전 관련 장치의 세계시장은 2002년 509억 달러에서 2007년에는 1,183억 달러로 향후 연평균 18%씩 성장할 전망

◦ PC 사용에 어려움을 느끼는 어린이, 노약자, 주부 등이 친숙한 가전제품을 통해 보다 쉽게 정보화 대열에 동참하고, 원격교육, 원격 의료 등 복지 서비스를 보다 쉽고 편리하게 사용할 수 있어서 계층간 정보 격차를 해소할 수 있으며 이를 통한 국민복지 실현이 가능함

◦ 시스템, 정보가전 미들웨어, 핵심 칩, 응용 소프트웨어 등 하드웨어로부터 소프트웨어에 이르기까지 다양한 분야의 기술 개발이 필요하므로 정보통신 산업 전반에 미치는 효과가 지대하고 응용 서비스의 융합화로 신산업 창출로 인한 고용창출과 국가 경쟁력 확보 및 국민 생활 유틸리티로서의 IT 서비스를 창출하여 언제, 어디서나 필요한 정보를 얻을 수 있고, 국민의 삶의 질을 향상시킬 것으로 기대됨

15. 지능형종합물류시스템기술

1. 기술개요

◦ 운항자동화 선박+자동화된 하역시스템+인공해상항만+첨단 항만운영체계+ICD(Inland Container Depot), 해상-육상-항공화물 통합 D/B, EDI, CVO, 화차/컨테이너/화물추적시스템이 통합된 지능형 종합 물류 처리시스템을 의미함.

2. 주요 연구개발 내용

□ 연구개발 목표

◦ 최종목표

- 초대형/초고속 물류운송체계 및 항만/하역 자동화 시스템 개발

- 해상-육상-항공 물류 interface 기술 개발

- 차세대 자동화, 지능형 내륙복합화물터미널 시스템 개발

- 물류거점간을 고속으로 셔틀 운행하는 modular train system 개발

- 철도화차, 컨테이너, 화물 추적시스템의 개발

- 종합 물류 정보시스템 개발

◦ 단계별 목표

□ 주요연구내용

◦ 초대형 컨테이너선/초고속 피더선 설계기술

◦ 부유식 항만 구조설계 및 안정성 평가기술

◦ 초대형선박-신개념 하역장치 연계기술

◦ 지능형 물류정보 처리기술

◦ 팔렛트 웨건을 가동하기 위한 선형모터기술

◦ 고속 modular train system 설계기술

◦ 운항자동화 기술

◦ 첨단항만 운영기술

◦ 전자문서교환(EDI) 및 표준화 기술

◦ 일괄운송을 위한 물류장비-기기-정보시스템의 통합기술

◦ 첨단화물운송시스템(CVO) 기술

◦ 컨테이너 등의 위치탐지기술

◦ 터미널 내 대기시간 및 운영효율을 극대화하기 위한 최적화 기술

◦ 팔렛트 웨건 설계 및 제작기술

◦ 철도차량 고속화기술, 경량화기술

◦ 초대형 컨테이너선/해상 구조물 건조기술

◦ Hub & Spoke 항만, ICD 물류기지 운영기술

◦ 정보 표준화 및 처리 기술

◦ GPS/GIS 및 전자해도 기술

◦ 화차, 컨테이너, 화물추적 및 운송수단 운행정보 서비스 기술

3. 기대효과

◦ 2011년에는 국내의 해상 화물량이 약 10억톤, 컨테이너 화물량은 현재의 약 3배인 1,922만 TEU에 이를 것으로 예상되며, 이 외에 중추항만이 될 경우에는 환적화물량이 엄청나게 증가될 것으로 예상 (부산항 3200억 환적화물 항만수입).

◦ 선박 건조 및 수출 효과

- 5,000TEU 급 컨테이너 운반선  1억$/척x40척/년=40억$/년

- 15,000TEU급 컨테이너 운반선  2.5억$/척x20척/년=50억$/년

- 중소형 고속 피더선           0.5억$x40척/년=20억$/년

◦ 중심항만(Hub port) 건설로 인한 컨테이너 처리용량 증가

- 컨테이너 환적: 40억$/년, 컨테이너선기항료: 15억$/년,

- 컨테이너 운임: 60억$/년 등

◦ 인공 해상물류기지 건설: 기존항만 대비 30% 이상의 건설비 절감효과

◦ 초대형 선박-항만 연계효율 제고로 인한 기존 항만 대비 50% 이상의 물동량 처리 및 30% 이상의 물류처리비용 절감

16. 지능형 생산시스템기술

1. 기술개요

◦ 차세대 지능형생산시스템은 생산시스템의 최적화‧효율화를 이룩하고, 성능과 경제성을 극대화하기 위한 모든 지식기반 활동이 가미된 생산시스템을 의미함

◦ 생산시스템은 우리나라 경제에 큰 비중을 차지하고 있는 산업기반기술로서 기술축적이 되어있으나, 생산 환경의 변화로 인하여 IT 등 신기술 도입을 통한 기술적 도약이 요구되는 시점임

◦ 차세대형 자율 생산시스템 및 관련 초정밀/지능화 장비기술은 2010년 경 예상되는 생산기술의 한계를 극복할 수 있는 기술, 현재 기반 주력산업인 제조업의 고부가가치화와 비교우위를 확보해 줄 수 있는 중요 기술임

2. 주요 연구개발 내용

□ 연구개발 목표

◦ 최종목표

- 생산 시스템에 확장성(Scalable), 유연성(Flexible), 재배치성(Reconfigurable), 민첩성(Agile) 등의 지능성을 부여하여 제품의 고부가가치화 및 생산의 Mass-Customization화를 이룰 수 있는 e-Manufacturing 시스템 기술의 개발 및 제품의 고부각가치화를 위한 단위장비의 초정밀/지능화/복합화 개발

◦ 단계별 목표

□ 주요 연구내용

◦ 차세대형 자율 생산시스템을 구축하기 위한 핵심 기술영역은 제품정보 시스템, 모델링 및 시뮬레이션, 제조공정 및 설비, 통합관리 등임

- 지능 제품 정보시스템 기술(정보교환, 관리, 통합 솔루션, 다자간 협업기술)

- 지능 모델링 및 시뮬레이션 기술(제품모델, 공정모델, 전사적 모델)

- 지능 제조공정 기술(지식기반 준비, 생산, 조립, 검사, 기상제조 기술)

- 지능 제조설비 기술(자율학습, 자율적응, 자율보수 기술)

- 지능 통합관리 기술(제품 라이프 사이클, 업무)

◦ 차세대 생산시스템에 의한 제품의 고부가가치화를 위한 단위장비의 초정밀/지능화/복합화의 핵심기술 영역은 시스템설계 및 공정기술, 요소설계기술 및 측정/검사기술 등임

- 초정밀 가공시스템 및 공정 설계기술(가공시스템의 대면적화, 고속화,  초미세화, 공정복합화 기술)

- 지능화대응 초정밀 요소설계기술(운동요소, 구동 및 제어, 오차보정기술)

- 초정밀/지능화 측정 및 검사 기술(측정정밀도향상, 광대역/고속측정, 기상측정/검사기술)

3. 기대효과

◦ 대상 시장: 첨단 하이테크 산업 (Mobile기기, Post PC/반도체, Display, 광부품, 정보통신 등) 첨단 자동차/조선/철강 산업, 기타 고정밀, 생산현장에서의 즉시 검사가 필요한 산업

◦ 응용 분야: 제조관련 전체분야

◦ FA 메카트로닉스용 부품의 시장규모 817억 달러(2000년), 1,500억 달러전망 (2010년), 통신산업에 따른 초정밀 메카트로닉스용 부품 1,400억 달러 전망(2010년), 지능형 로봇의 세계시장 1000억 달러 (2010년)

- 일반기계설비의 경우 선진국의 생산시스템 생산성 향상을 위한 자동차, 지능화, 정보화의 수요확대와 개도국들의 공업전진에 따라 향후 10년간 연평균 약 2.5%씩 지속적인 증가세를 유지할 전망

◦ IT, 반도체, 자동차, 조선, 기계 등 관련 산업의 세계적인 위상 제고

◦ 무인 생산시스템으로 노동인력 감소 및 산업공동화에 대응

◦ 제조설비의 지능화/초정밀화로 무인, 자율, 민첩 시스템 구현할 경우, 신제품 개발기간 단축, 수주/출하기간 단축, 품질향상, 원가절감의 효과뿐만 아니라 재고의 감소와 청정환경을 실현 가능

◦ 주문형 대량생산 가능으로 Life Cycle이 짧은 첨단 신제품의 빠른 출하, Web 기반으로 다양한 욕구에 맞는 주문형 제품생산 가능

◦ 초정밀/지능형 기계 설비산업에서의 세계시장 선점과 표준화의 참여, 중국 등 동남아시아 시장을 석권할 수 있음

◦ 차세대 첨단형 부품 및 제품의 고효율 생산을 통한 첨단산업의 조기 주력 산업화 가능

◦ 자율인식, 자율예측, 자율보정 등의 첨단 기초 기반기술은 국제 공동연구 필요

17. 차세대 메모리 기술

1. 기술개요

◦ 기존의 DRAM, SRAM 등의 한계를 뛰어 넘는 메모리 기술로서,

- MRAM(Magnetic Random Access Memory) : 자성물질의 자화 방향을 조절하여 이에 따른 저항 변화를 이용한 메모리

- FRAM(Ferroelectric Random Access Memory) : 강유전체 물질의 특성인 분극(Polarization)을 이용한 메모리

- PRAM(Phase Change Random Access Memory) : 비정질과 결정질의 전기저항 차이를 이용한 메모리로 요약할 수 있다.

◦ 디지털제품의 발달로 비휘발성 메모리의 수요기반 확대

◦ IT산업의 가속화에 따른 비휘발성 메모리의 필요성 급진전

2. 주요 연구개발 내용

□ 연구개발 목표

◦ 최종목표

- DRAM과 Flash 메모리를 대체할 차세대 메모리 개발

  ․신물질 연구 및 Process Technology 개발, Integration

  ․상용화 가능한 MRAM, FRAM 및 PRAM 등 개발

◦ 단계별 목표

 

□ 주요 연구내용

◦ 박막제작 기술

◦ Photo litho. 기술(Sub-micron)

◦ Etching 기술(Sub-micron)

◦ Metalization 기술

◦ 신물질 기술(자성체, 강유전체)

◦ ALD 등 증착기술

◦ 물질설계 : 메모리노드용 재료설계

◦ 소자설계 : Cell 면적 최소화, Cell 구조 최적화

◦ Cell/Peripheral Architecture

◦ Computer Modeling, Simulation

3. 기대효과

◦ 기존 HDD, SRAM, DRAM 및 Flash 메모리 시장 대체

◦ 비휘발성의 장점을 살려 모바일 기기 및 디지털 가전에 응용

◦ 차세대 메모리분야는 설계분야 뿐만 아니라 반도체 장비․소재 업체에 대한 고용창출 효과를 불러일으켜 인력양성에 상당한 시너지 효과를 나타낼 수 있을것으로 기대됨.

◦ 기존 반도체 업계의 장비, 인력 등의 인프라를 최대한 활용하되,

◦ 차세대 메모리 양산을 위하여 필요한 새로운 인프라를 구축하는 것이 필요

18. 나노전자소자기술

1. 기술개요

◦ 반도체 기술 5～10년 내에 초고집적, 초고속화에 한계봉착

- Tunneling에 의한 누설 전류 발생 및 문턱 전압 산포

- 발열에 의한 작동 에러 및 고집적화에 따른 배선 지연

◦ IT 제품 수요 증가에 따라 에너지 문제 대두

- PC 소비에너지 매년마다 100%씩 증가

- 2010년경 현재 미국의 총발전량(3조 6250억 kwh)과 맞먹는 전력 수요 예상

◦ 향후 5～10년 이내 반도체 기술 및 시장 유동성이 발생하여 급격한 경쟁구도 변화

- 테라급 나노소자개발을 통한 대응 필요성 증대

- 테라급 나노소자 뿐만 아니라 주요공정 및 장비를 동시에 개발할 수 있는 국가 R&D 시스템 필요

2. 주요 연구개발 내용

□ 연구개발 목표

◦ 최종목표 : Tera(10¹²)급 나노소자 TEG(Test Element Group) 개발

- 메모리 용량 : 현재 1Giga(10⁹) bit에서 1Tera bit(10¹²)

- 데이터 처리속도 : 현재 2Giga Hz에서 1Tera Hz

◦ 소과제별 최종 목표

소과제명	최종목표
Tera bit급 Si 기반 NVRAM 개발	Tera급 Si 기반 단일트랜지스터 TEG 개발
Nano CMOS 개발	15nm급 CMOS 개발
SET Logic 소자 개발	상온 SET Logic(10nm급) 개발
Tera bps 집적회로 개발	400GHz MMIC/100Gbps급 RTD/HEMTIC
Tera bit급 나노 튜브 메모리 소자 개발	상온작동 CNT소자 및 메모리 어레이 개발
High Density MRAM 개발	0.1Tera 이상 TEG
초고집적 상변화 메모리 소자 개발	0.1Tera 이상 TEG
고속 AFM Litho.이용 패턴제작 및 정밀제어 기술개발	25nm 및 1cm/sec AFM Litho. 개발
나노 식각장비 및 공정 개발	12인치 Wafer에서 무손상 식각공정 및 장비개발
단원자층 증착기술 개발	LP용 EOT 0.8nm급 Plasma ALD 기술
원자 이미지를 이용한 양자점 형성기술	10nm급 양자점 및 양자선 양산기술 개발(20wafer/h)
Tera급 광연결 기술 개발	Tbps습 Multi-Chip 광연결 기술 개발

□ 주요 연구내용

◦ 25nm Nano-litho.

- Litho. 공정기술(E-beam, EUV), 신개념 Litho.(병렬 AFM)

◦ 25nm이하 Nano-식각

- 무손상 식각공정, Neutral-beam 및 Layer-by-layer 식각 장비

◦ Nano-증착

- 1nm이하 ALD 장비 및 공정, 양자점형성 장비 및 공정, MBE 및 MOCVD

◦ 물질설계

- 메모리 노드용 재료설계, 메모리, 로직 및 CMOS Cell 용 재료 설계

◦ 소자설계

- Cell 면적 최소화, 신개념 소자 구조설계, Cell 구조 최적화

◦ Cell/Peripheral Architecture

- Cross-talk Free, 특성산재 허용, RC Delay 최소화, 칩면적 최소화

◦ Simulation 및 논리연산

- Tera급 Lay-out Tool, 결함허용 논리회로, 신개념 논리 및 연산회로

◦ 신뢰성 시험․평가, RC Delay 최소화 광배선

3. 기대효과

◦ 2010년 나노시장 1조달러 중 나노소자는 3,900억달러 전망(히다치 및 경단련 전망, ‘01)

◦ 반도체 소자 및 데이터 저장장치 등의 대체산업을 활성화 시켜 2010년 이후 2백만명의 나노 기술자 양성 가능

◦ Tera급 나노소자를 기반으로 2010년대 초고속 신개념 Ubiquitous 컴퓨터 산업 선도

◦ 휴대용 통신기기, 영상 및 음성기호 처리기, 인공지능 컴퓨터 등의 성능향상에 기여

◦ Tera급 나노소자를 적용하여 서비스 로봇, 디지털 콘텐츠 산업 발전을 위한 초석 마련

19. 고성능 지능형분산컴퓨터기술

1. 기술개요

◦ 고성능 지능형 분산 시스템 기술은 3개의 중요기술이 합쳐진 과제로서 핵심 기술 분야를 3개로 분류하면 다음과 같다.

고성능 정보 처리 기술	지능형 정보 처리 기술	분산 정보 처리 기술
(1)  실시간/음성/화상/실감처리 프로세서 개발 (2)  대용량 저장시스템 기술	(1)  Web Intelligence 기술 (2)  시맨틱 Web 기술	(1)  Grid Computing (2)  분산 협동 Computing 기술

2. 주요 연구개발 내용

□ 연구개발 목표

◦ 최종목표 : 실감형  지능 분산 시스템 개발

- 이동․분산 협동처리 시스템 개발

  ․ 유무선 통합 Grid Computing 시스템 개발

- 지능 Web 시스템 개발

  ․ 실감형 시멘틱 Web 시스템 개발

- 고성능 정보 처리 기술 개발

  ․ 음성/화상/실감 실시간 처리를 위한 고성능 Processor 개발

  ․ 대용량 저장 장치 개발

◦ 단계별 목표

□ 주요 연구내용

◦ 이동․분산 협동처리 시스템 개발

- 분산컴퓨팅 기술

- 네트웤 기술

- Mobile Network 기술 - 보안 기술

- Grid 시스템 구현

◦ 지능 Web 시스템 개발

-다언어 음성 인식기술 -시맨틱 웹기술

-화상처리,인식기술

-추론기술

- 현실 공간 기술

-Autonomic Computing 

-공간 통합 연출기술 -Ontology 기술

- 실시간 지능 처리 기술

◦ 고성능 정보 처리 기술 개발

-실시간 음성/화상처리 프로세서 기술

- 실시간 실감처리 프로세서 개발 기술

- 내장 메모리 기술

- 재구성 프로세서 기술

- 네트워크 프로세서 기술

-광채널 RAID 기술

-분산 공유 RAIＤ 기술

-유무선 통합 RAID 기술

3. 기대효과

◦ 세계 시장에서 2004년에 7,650억$로 성장할 전망이다.

◦ 컴퓨터가 문서의 내용을 이해함으로서 스스로 판단하고 agent간 정보를 교환하는 등의 일을 가능하게 한다.  즉 사람과 컴퓨터, 컴퓨터와 컴퓨터가 지식을 공유하고 지식을 교환하는 일이 가능하여진다. Web Intelligence 부여를 통한 차세대 Web은 우리의 일상생활, 일, 오락, 학습 등의 분야에서 더 낳은 향상을 우리에게 가져다준다.

20. 유비쿼터스 컴퓨팅 기술

1. 기술개요

◦ 유비쿼터스 컴퓨팅 기술: 수많은 컴퓨터들이 유무선 네트워크를 통해 상호접속된 환경에서, 컴퓨터를 의식하지 않고 자연스럽게 이용할 수 있는 미래의 컴퓨팅 기술.

◦ 유비쿼터스 공간에서는 물리공간과 전자공간 사이의 단절과 지체는 사라지고 서로 공진화하여 살아있는 공간으로서 합리성과 생산성이 고도화 될 것으로 예상.

◦ 컴퓨팅 기술의 급속한 발전과 더불어 컴퓨터는 인간 생활에 커다란 영향을 미치고, 유비쿼터스 컴퓨팅/네트워크 기술을 통해 컴퓨터와 인간이 자연스럽게 융화된 미래 출현.

◦ 세계적으로 다양한 차세대 단말 기술과 정보가전 장비들을 상호 연결하여 서비스를 제공하는 연구가 진행되고 있으며, 인간생활에 파고드는 서비스에 대한 연구를 수행해야 함.

2. 주요 연구개발 내용

□ 연구개발 목표

◦ 최종목표

- 유비쿼터스 컴퓨팅 엔진 기술 개발

- 유비쿼터스 무선 분산 네트워킹 기술 개발

- 유비쿼터스 서비스를 위한 인터페이스 및 지능 분산지식 처리기술 개발

- 유비쿼터스 테스트베드 구축기술 개발

◦ 단계별 목표

- 1단계(2003～2005): 저전력 고속 분산 컴퓨팅/네트워크와 지능형 전자신호 인터페이스/실시간 분산 지식처리 기반의 유비쿼터스 홈/빌딩 테스트베드 구축

- 2단계(2006～2008): 초저전력 초고속 심층 컴퓨팅/네트워크와 지능형 생체신호 인터페이스/저전력 실시간 분산지식 처리기술 기반의 유비쿼터스 타운 테스트베드 구축

- 3단계(2009～2012): 극초저전력 극초고속 자율 컴퓨팅/네트워크와 지능형 3차원  인터페이스/초소형 저전력 실시간 분산 지식처리 기술 기반의 유비쿼터스 사회 테스트베드 구축

3. 기대효과

◦ 2010년까지 선진국의 15%의 기업과 50%의 개인이 ubiquitous 컴퓨팅 요소 기술과 응용을 사용하게 될 것이며 능동적 센서들 중 90%가 context-awareness 컴퓨팅에 사용될 것으로 예측.

◦ 유비쿼터스 관련 시장을 크게 코어 시장과 응용 시장으로 분리

- 코어 시장은 유비쿼터스 컴퓨팅/네트워크를 실현하고 구성하는 서비스 기기 등과 관련된 부분 (네트워크, 어플라이언스, 플랫폼 부문을 포함).

- 파급시장은 유비쿼터스 컴퓨팅/네트워크 환경, 차세대 단말 및 고도 플랫폼을 이용하여 제공되는 서비스 등과 관련된 부분 (서비스 및 컨텐츠, 커머스 부문을 포함).

- 코어시장의 시장 규모: 2010년까지 비교적 완만한 성장이 전망됨. 그 중 네트워크 시장과 어플라이언스 시장은 2005년부터 2010년 사이에 각각 약 1.4 배, 플랫폼 시장은 4 배 정도의 시장으로 성장할 것으로 예상.

- 파급시장의 시장 규모: 서비스 및 컨텐츠 시장, 전자상거래 시장 모두 빠르게 확대되어 2005년부터 2010년 사이 전체적으로 4.3 배 성장할 것으로 예측.

<유비쿼터스 관련 시장 규모>

(단위: 조 원)

년도	코어시장			파급시장		전체
	네트워크	어플라이언스	플랫폼	서비스 및 컨텐츠	커머스
2005	105	55	8	62	73	303
	168			135
2010	149	78	30	242	344	843
	257			586

◦ 유비쿼터스 컴퓨팅/네트워크 기술은 컴퓨터, 소프트웨어, 광, 모바일, 가전, 초소형 기계장치, 센서 기술 등의 여러 기술의 융합 하에 이루어질 수 있는 기술임.

◦ 따라서, 가깝게는 세계 최첨단 IT 국가의 실현을 가능하게 하고, 공격적인 연구 개발 및 실험을 바탕으로 미래 기술 체제로의 진입을 시도함으로써 국가 경쟁력을 확보할 수 있을 것으로 예상.

21. 나노소재 설계/합성/성형기술

1. 기술개요

◦ 기존재료의 내부조직을 나노미터(nm) 크기로 제어하거나 나노스케일에서 물질을 합성하고 구조를 제어하여 물성을 현저히 향상시키나 새로운 기능을 갖는 나노소재가 개발되고 있음 

- 기존 전통산업이 부딪힌 기술적 한계를 극복하고 경쟁력을 강화하며

- 새로운 물성에 기반을 둔 신산업 창출에 기여하는 동시에 IT, BT 등 첨단산업의 발전에 필요한 기초소재기술을 제공함

2. 주요 연구개발 내용

□ 연구개발 목표

연구분야	최종연구목표	정성적/정량적 목표
환경친화형 고강도 나노소재 기술개발	1.나노결정립 고강도 벌크 소재	-소성가공법 (결정립 100 nm 이하) 인장강도 3배, 성형성 3배 향상 -나노분말공정, 초소형 부품 제조 -준안정상 나노결정화 목표: 1 GPa, 연성 5%
	2.나노구조 분산강화 복합 소재	-고분자 복합소재 (비강도 5, 비강성 100 GPa) -금속기지 복합소재 (강도1 GPa, 탄성계수100 GPa) -세라믹 복합소재 (강도1.5 GPa, 내열충격1500℃)
	3.나노구조 표면강화 소재	-표면경도 2배, 내마모성능 3배, 표면마찰계수 <0.05 -사용수명 무처리대비 3배 -저가격화 및 3차원 코팅 기술
	4.나노구조 소재 특성분석 기술	-양전자 이용 나노재료 결함 분석 기술
고효율 환경에너지 나노소재 기술개발	1.환경 정화용 나노소재	-기공크기 및 표면적: 1-100㎚, >500㎡/g -분리효율: >95%
	2.에너지 저장용 나노소재	-양극 240 mAh/g @ >3V, 500 싸이클후 초기용량 80% 유지, 초기효율 90% 이상 -음극 440 mAh/g @ <0.25V, 300 싸이클 후 초기용량 80% 유지, 초기효율 90% 이상
정보인프라 구축용 광학 나노소재 기술개발	1.광학 나노소재 및 부품	-광소자: 3 dB/cm, 100 GHz -광스위치: pico second, 1 THz급 시작품
	2.디스플레이용 핵심 나노소재	-유효수명: 30,000시간, 발광효율: 10% -중형 Display, CRT 수준 색 구현 -휘도 5,000 cd/m2 @10mA -광산화성: 기존소재대비 >3배

□ 주요 연구내용

구분	연구내용
	환경친화형 고강도 소재	고효율 환경/에너지 소재	정보인프라구축용 광학소재
핵심 기술	-나노결정립 미세화기술 -나노복합화기술 -나노복합구조 코팅기술	-나노구조 제어기술 -나노구조 설계기술	-새로운 소재(조성) 개발 -나노구조 안정화 기술
기반 기술	-소재가공기술 -미세조직 안정화기술 -공정설계 및 제어기술 -미세구조 제어기술	-미세구조 제어기술 -투과막 제조기술 -수송(전달) 현상 해석 기술	-광특성 측정기술 -유기/고분자 EL의 고효율,   대면적, 장수명화 기술 -디스플레이 구동기술(설계/공정)
관련 기술	-장비기술(압연등) -열처리 기술 -안전도 평가기술	-효율 평가기술 -환경측정기술	-광시스템 설계 및 구축 기술

3. 기대효과

◦ 고강도나노소재 채택으로 소재사용량 감소, 구조물/제품수명증가, 폐기물발생량 및 에너지소모량 감소(기대이익: 연간 3000억원)

◦ 고성능 양․음극 나노 활물질 개발로 이차전지 국제경쟁력 강화(국산화대체: 2010년 7,000억원)

◦ 광통신 및 디스플레이 분야 소재/부품 개발로 정보통신 인프라 구축 선도(시장대체: 2010년 약 2조원)

◦ 나노소재의 원천기술개발 및 제조공정 기반확립.

◦ 벌크, 코팅, 분말, 촉매, 기공, 광 등 다양한 소재 응용기술 확보.

22. 지능형교통시스템 기술

1. 기술개요

◦ ITS 기술은 정보․통신․전자․제어 등 첨단기술을 사용하여 기존 교통 시설의 이용효율을 극대화하는 차세대 교통체계 기술로서, 즉, 도로 및 차량의 실시간 제어를 통해 사고를 예방하고 수요 분산 및 관리를 통해 교통흐름을 향상시키며 교통관리의 과학화로 공해 및 에너지 소비를 감소시키는 기술로 활용 가능함.

◦ ITS 기술은 교통관리최적서비스분야, 전자지불처리서비스분야, 교통정보유통활성화서비스분야, 여행자정보고급화서비스분야, 대중교통서비스분야, 화물운송효율화분야, 차량․도로첨단화서비스분야의 기능들을 충족시키기 위해 자료수집기술, 자료처리기술, 제어/표시기술, 통신기술 및 표준화 기술 등 5가지 기술영역으로 분류․연계하여 개발하여야 함.

2. 주요 연구개발 내용

□ 연구개발 목표

◦ 최종목표

- 도로 등 교통시설의 효율적 활용과 안정성 확보를 위해 차량, 네비게이션, 교통정보서비스, 위치기반서비스 등 교통관련 각종 첨단 분야의 시장 경쟁력을 확보하고, WTO 체제 하에서의 국내 기술개발을 유도하여 범국가적 상호운용성 및 호환성을 확보하고 교통 이용자들에게 질적으로 향상된 서비스를 제공함.

◦ 단계별 목표

- 1단계 목표(2003년～2007년)

  ․기존 기반기술/핵심기술의 안정화

  ․범국가적 ITS 시스템 상호 운용성 및 호환성 확보

  ․ITS 시스템 범국가적 표준화

  ․평균 통행속도 15% 향상 및 교통사고 20% 감소

- 2단계 목표(2008년∼2012년)

  ․기반기술/핵심기술의 성능 고급화

  ․ITS의 시장확대 및 국제경쟁력 강화

  ․ITS 국제표준기술 개발

  ․평균 통행속도 30% 향상 및 교통사고 50% 감소

□ 주요 연구내용

구    분		내    용
구분	기술 분류
핵심 기술	자료수집 기술	교통검지기술, 개별차량검지기술, 환경센서기술, 차량센서기술, 위치추적기술, 차로추적기술
	자료처리 기술	교통분석 알고리즘기술, 교통제어 알고리즘기술, 정적 DB 관리기술, 실시간 DB 관리기술, 수단별 지불기술, 수단간 통합지불기술
	제어/표시 기술	유/무선통신장비, 차량 I/F 기술, 동적 정보 표시기술, 동영상 정보 표시기술, 신호제어기술, 차량제어기술
기반 기술	무선통신 기술	광역무선통신기술, 방송기술, 차량대노변 통신기술, 차량대 차량 통신기술
	유선통신 기술	광통신기술(1GHz), 광통신기술(10GHz)
관련 기술	기초 및 정보형식 표준기술	데이터 사전 및 메시지 집합 표준기술, 데이터 등록소 표준기술, 객체지향형 프로그램밍 기술
	정보통신 표준기술	통신프로토콜(DSRC, CALM 등 관련표준)기술, 통신장치 표준기술, 정보처리 표준기술
	자동차 관련 표준기술	첨단안전차량(ASV) 관련 표준 기술

3. 기대효과

◦ 연간 20조원에 달하는 교통혼잡비용의 20% 이상의 절감을 통해 국가 경쟁력을 강화함.

◦ 연간 약 30만건에 달하는 교통사고의 30% 이상을 줄임으로써 막대한 사회적 비용을 절감함.

◦ ITS 각 분야의 획득되는 요소기술은 전자․통신․자동차 등 주요 수출산업의 기술축적에 기여함.

◦ ITS 기술개발은 관련산업의 성장과 생산성 증가에 기여함.

◦ ITS 연구개발을 통해 핵심기술인 자료수집기술, 자료처리기술, 제어/표시기술, 표준기술 및 시스템 종합기술 관련 전문가를 양산할 수 있을 뿐만 아니라 서비스 제공을 위한 각 지자체의 사업화 확대를 통해 관련 업체의 고용확대를 촉진할 수 있음.

◦ 위치를 기반으로 한 실시간 교통정보제공기술, 모바일 환경하에서의 정보수집 및 제공기술 등 기술력에 PCS폰 및 PDA 등 정보의 제공기기의 현 보급률을 서비스 제공을 위한 시스템 통합기술로 연계할 경우 세계최고 수준의 ITS 관련 인프라를 확보하는 경쟁력있는 국가가 될 것임.

23. 친환경 에너지 소재 기술

1. 기술개요

◦ 친환경 에너지소재는 에너지절약과 환경오염 방지에 동시에 기여할 수 있는 혁신 소재로 흡착․촉매 소재, 고온 기체 분리 소재, 고탄성 다공성 소재 및 환경친화적 발전기술인 박막 태양전지를 포함한다.

◦ 본 기술은 먼저, 환경친화형 에너지소재의 고성능, 고기능화를 위한 기공제어, 활성도 증진, 고온 안정성, 투과도, 선택도, 경량화, 내열성 증진 기술 등과 같은 지식 집약형 첨단 소재기술을 개발하는 것이다.

◦ 박막 태양전지는 두께 수 μm의 박막 및 나노구조를 결합한 소재를 이용하여 효율을 극대화 할 수 있는 소자의 설계 기술과 제조단가를 최저화 할 수 있는 공정 단순화, 대면적 모듈화 등과 관련된 공정기술의 개발이 필요하며, 성능분석 평가 기술의 개발이 수반되어야 한다.

2. 주요 연구개발 내용

□ 연구개발 목표

◦ 최종목표

- 차세대 핵심소재인 친환경 에너지소재 및 박막 태양전지개발을 통한 신 에너지․환경산업의 기술경쟁력 확보

□ 주요 연구내용

◦ 흡착․촉매 소재 개발

◦ 고온 기체분리 소재 개발

◦ 고성능 환경감지 및 정화 소재 개발

◦ 고탄성 다공성 소재 개발

◦ 바이오 경량 소재 개발

◦ 박막태양전지용 소재  및 제조공정 개발

◦ 박막 태양전지의 나노구조화, 다층구조화, 대면적 모듈화 기술개발

◦ 소재 및 태양전지, 모듈 분석 평가 인프라구축 및 기슬개발

□ 단계별 목표

◦ 1단계(4년) : 원천소재 기술 개발

◦ 2단계(3년) : 고효율 소자화 기술 개발

◦ 3단계(3년) : 친환경 에너지소재의 모듈화 및 응용 기술 개발

3. 기대효과

◦ 현재 약 90억 달러에 이르는 세계촉매 시장의 약 1/3인 30억 달러가 환경용 촉매시장이다. 유체투과 소재의 응용분야 중 석유 및 화학분야 등에 사용되는 기체분리막 분야는 현재 6000만달러 수준으로 많지 않으나 연평균 성장률이 16.5%로 다른 분야보다 성장 잠재력이 높은 것이 특징이다. 특히 고온 기체 분리 소재 기술의 Bottleneck 기술인 대면적화 기술 및 고온 선택도 증진 기술의 산업화 전망은 매우 밝다.

◦ 최근 수년간의 태양전지 시장 성장률을 감안할 경우 지상용 발전시장이 2002년 30억$에서 2020년 약 150억$로 확대 예측, 지상용 발전시장과 별도로 우주용 및 성층권 통신위성용 태양전지 시장은 현재 연간 약 4억$이고 2010년 약 100억$로 확대 전망, 궁극적으로 차세대 박막 태양전지가 경제성을 확보하면 전력시장 전체로 시장이 급속 파급 확실시 된다.

◦ 원천소재 기술 개발에 필요한 전문 연구인력의 양성을 통하여 친환경에너지 소재 기술의 국산화 확립 및 기술선진국으로의 도약이 가능하며 이에 따른  일자리 창출이 가능하다.

◦ 향후 태양전지 시장의 급격한 성장에 대비한 산업계 기술인력 및 첨단기술 연구개발 인력 양성에 기여할 수 있다.

24. 연료전지기술

1. 기술개요

◦ 연료전지는 연료(수소, 메탄올, 천연가스, 휘발유, 석탄 등)가 가지고 있는 화학에너지를 전기화학반응에 의해 전기에너지로 직접 변환시키는 고효율의 무공해 발전장치임.

구분	화력발전	연료전지	효과
발전효율	35 %	50 ～ 60 %	에너지 절약, 온실가스 저감
연료	석유, 석탄	수소, 석유, 석탄, 천연가스, 바이오가스, 매립지 가스 등	에너지원 다변화
배출	질소화합물, 황화합물, 탄화수소, 소음	물, 무소음	무공해 (도심지 건설)
입지	310 평/MW	120 평/ MW	분산형 가능, 토지 효율적 활용 및 송배전 투자 절감
건설기간	6 년	3 년	경제적 건설

2. 주요 연구개발 내용

□ 연구개발 목표

◦ 최종목표

- 수소에너지 시대를 여는 연료전지 기술개발로 21 세기 신에너지 산업을 창출하여 2012년 세계 3위 이내의 연료전지 기술보유국으로 성장

◦ 단계별 목표

구분	1단계 (2003-2005)	2단계 (2006-2008)	3단계 (2009-2012)
목 표	- 상용화 핵심기술    확보	- RPG 및 이동전원     연료전지 보급 - 발전용 및 수송용 연료전지 실증	- 연료전지 기술의    상용화 완성

□ 주요 연구내용

◦ 100kW급 발전용 및 수송용 연료전지 시스템 개발

구 분	최종 연구개발 목표	목표 사양
고체산화물 (SOFC)	100kW급 현지설치형 분산전원 발전기 개발	- 발전 효율 : 45 % 이상 - 시스템 효율 : 70 % 이상 - 스택가격 : $2,000/kW 이하
고체고분자 (PEMFC)	100kW급 연료전지자동차 개발	- 스택출력밀도: 1.4 kW/L - 시스템출력밀도: 500W/L - 스택가격 : $60/kW 이하

3. 기대효과

◦ 시장성

용도	2012 년 (백만불)
	국내	세계
중앙집중형 발전	550 (KEPCO, 1% share)	12,000 ∼ 24,000 (ABI)
분산형 발전	50	24,000 (BCI, 20% share)
수송용 동력원	230 (현대차)	6,800 (5% share)
이동용 전원	800 (Merrill Lynch )	12,000

◦ 기후변화협약 대응 기술력 확보 이산화탄소 발생량 저감

◦ SOx, NOx 등 도심 공해 요인 발생 저감을 통한 환경개선 효과

◦ 2010년 세계 연료전지 시장 (400 억불) 의 20 % 점유 : 80 억불 수출 및 1 만명의 고용효과 창출

◦ 2008년 세계 2～3위의 연료전지 기술 보유국 진입

◦ 관련산업의 기술적 파급효과 기대

․ NT 분야 등 소재 부문의 기술 향상

․ System engineering 에 의한 plant 설계 기술 향상

․ 고품질전력공급에 의한 반도체 등 초정밀가공공정의 부가가치 제고

․ 고성능 이동전원 활용에 의한 군사 장비의 현대화

25. 차세대 시큐리티 기술

1. 기술개요

◦ 정보보호기술이란 정보통신시스템을 통한 정보의 생산, 가공, 유통 과정에서 정보의 비밀성(정보유출 방지)과 무결성(데이터 위․변조 방지)을 유지하고, 각종 정보 서비스의 가용성을 보장하기 위한 기술을 의미함

◦ 정보보호기술은 의도적으로 혹은 우연히 허가받지 않은 형태로 컴퓨터 및 통신망에 접속하여 정보를 누출, 전송, 수정, 파괴하는 등의 행위를 방지함으로써 유무선 통신, 시스템, 생체 등 관련 정보를 안전하게 생성․유통․저장․소비․인식․관리하도록 하여 안전한 지식정보 사회 구현을 가능하게 하는 정보통신의 핵심 기반기술임

2. 주요 연구개발 내용

□ 연구개발 목표

◦ 최종목표

- 3～5 년으로 차이가 나는 정보보호 선진국과 정보보호기술 격차를 동일한 수준으로 단축

- Dependable Information Infrastructure  구축

- 새로운 정보보호 패러다임 발굴을 통한 세계적인 정보보호 브랜드 제고

- 고비도/고성능 암호 알고리즘 설계 및 구현

- 통합/고성능 정보보호 시스템 개발

- 안전성, 신뢰성, 가용성을 보장하는 Trusted Computer 기술 개발

- 시스템 및 네트워크 보안시스템에 Intrusion Tolerance 기술 적용

- 네트워크 결합 내장형 시스템의 안전․신뢰성 기술 개발

◦ 단계별 목표(전 기간 10년내)

□ 주요 연구내용

◦ 새로운 패러다임의 암호 알고리즘

◦ 키관리 기반 구축 기술

◦ 통합 키관리 기술

◦ 유무선 통합 인증 기술

◦ 전자파 차폐 신소재 개발

◦ 지능화된 자동면역 기술

◦ 지능형 TCB 기술

◦ 동적네트워크 보안 기술

◦ 자가 진단 및 자가구성 기술

◦ 대규모 분산형 네트워크 칩입 탐지기기

3. 기대효과

◦ 2001년도에는 Firewall, PKI, IDS, Antivirus 및 VPN 제품이 주도하였음. 이들은 전체 국내시장의 70% 정도를 점유하였음.

◦ 2005년도 예상되는 국내 정보보호시장 규모는 9,600억원 정도로 연평균 30% 내외의 고도성장을 할 것으로 전망됨. 2005년도에는 PKI, IDS, Firewall, VPN 및 Anti Malicious-Code, ESM 제품이 시장을 주도할 것으로 예측됨.

◦ 정보보호 서비스 시장규모는 2001년 190억원, 그리고 2005년에는 1,200억원 규모로 연평균 60% 내외의 성장을 할 것으로 예상됨.

26. e-비즈니스기술

1. 기술개요

□ Semantic Web은 차세대 인터넷 환경 기술로서 자원의 발견(Resource Discovery), 실행(Execution), 처리(Composition & Interoperation)등이 S/W 에이전트에 의하여 자동으로 수행되는 지능형 웹 서비스를 제공

◦ 기존 인터넷 기술의 한계

- 웹상의 정보수집과 분석 방법의 한계(Human-oriented Problem)

- 웹상의 정보표현과 인식 방법의 한계(Computer-oriented Problem)

- e-Business의 폭발적인 확산으로 Web Transaction의 복잡도 대처 한계

- e-Business의 자동화 수준 및 서비스의 질적 수준 향상에 대한 기술적 한계

◦ 인터넷을 통한  전자 상거래 시장의 폭발적인 확장 대처 및 수요 기술 개발

◦ 차세대 인터넷 기술의 개발 필요성  및 W3C의 목표

- W3C(World Wide Web Consortium)의 차세대 인터넷 기술 표준화 작업과 국내 연구진의 적극적 참여를 통한 표준화 주도 필요

- Automatic Web Service Discovery, Invocation, Composition and Interoperation

□ Semantic Web의 등장은 E-Commerce 패러다임 변화를 의미, 전자 상거래의 자동화 및 지식의 관리, 판매자 중심 고객정보관리에서 구매자 중심 지식관리, 데이터 중심의 상거래 정보검색에서 의미 중심의 상거래 정보검색으로 Web 환경 변화

◦ Semantic Web 기술 및 Web Service 기술은 차세대 전자상거래 기반기술 및 핵심기술로서 적극적 기술개발 및 표준화 동참이 절실히 요구됨 

◦ 차세대 인터넷 환경에 필수적인 Semantic Web 기술

- XML 기반한 다양한 정보 표현 기술(XML, Name Space, XML-Schema)

- Digital Signature기술(RDF, RDF-Schema, Ontology, Logic)

- Web Service 기술(UDDI, Web Service Automation)

- Intelligent Agent 기술

2. 주요 연구개발 내용

□ 연구개발 목표

◦ 최종목표

- Intelligent e-Business의 실현을 위하여 기존의 Electronic Business를 Semantic Web 환경으로 전환하고, 정보공유 및 상거래 자동화 수준을 극대화 시킬 수 있는 Semantic Web 기반 Intelligent E-Commerce 기술 개발

- Semantic Web 환경 구축 기술 및 Tool 개발

- Intelligent Web Service 기술 개발을 통한 차세대 전자상거래 모델 구축

◦ 단계별 목표(전 기간 10년내)

- 1단계(~2005) : 비즈니스 자동화 핵심기술 개발

- 2단계(2006~2008) : Ubiquitous 비즈니스 핵심기술 개발

- 3단계(2009~2012) : 비즈니스 지능화 핵심기술 개발

□ 주요 연구내용

◦ Web Service Discovery에 필요한 Service Description 기술(UDDI, WSDL 포함)

◦ XML 기반 Web 문서의 Digital Signature 작성 지원 Tool

◦ Web Service Execution, Composition&Interoperation을 지원하는 Agent 기술

◦ XML, RDF, RDF-Schema, Logic

◦ 표준화된 Ontology

◦ Knowledge Representation

◦ Information Brokering

◦ Open Agent Architecture

◦ Multi Modal Interface

3. 기대효과

◦ 현재 웹 서비스 시장은 초기 진입단계에 있으며, IDC 및 가트너 그룹의 예측에 따르면, 폭발적인 성장을 할 것으로 예측됨

◦ 가트너 그룹은 현재 비표준화된 웹 서비스 시장이 2005년 이후 완전한 표준화가 이루어진 웹 서비스 형태로 발전할 것으로 예측.

◦ Semantic Web 기반 Intelligent E-Commerce 기술 선점

◦ 차세대 전자상거래 기술 주도

◦ Intelligent E-Commerce를 통한 전자상거래 시장 확대

◦ E-Business Software 시장 점유율 확대

27. GPS/GIS 이용기술

1. 기술개요

◦ 기존 3차원 GIS에 시간 개념을 도입, 고해상도 위성영상으로부터 자연지형을 비롯한 각종 지상공간에 존재하는 인공물의 3차원 정보를 구축하고 GIS 및 증강현실을 연동하여 의사결정 및 산업활동을 효율적으로 지원 활용할 수 있는 첨단정보시스템으로 고해상도 위성영상을 이용한 원격탐사기술과의 통합 프로그램 개발로 지형공간정보의 반자동 갱신 기술

◦ 다종의 인공위성정보와 인터넷을 통한 통합 Network을 구축/활용함으로서 4차원 형태의 범 지구차원의 공간정보체계의 개발

◦ 미국의 GPS, 러시아의 GLONASS, 유럽연합의 Galileo 등의 각종 위성항법시스템 자료를 통합 활용할 수 있고 정보통신 이동성에 대한 요구를 만족시킬 수 있는 기술

2. 주요 연구개발 내용

□ 연구개발 목표

◦ 최종목표: GPS/GIS Data 처리 및 활용시스템 구축

◦ 단계별 목표(전 기간 10년내)

□ 주요 연구내용

◦ GPS/GIS 위성 활용기반 구축

- Galileo 계획 참여등에 의한 위성항법기술 확보(장기적으로 독자 시스템 구축)

◦ 고성능 GPS/GIS Data 처리 및 활용기술 개발

- GPS, 위성정보, 공간정보기술을 통합한 다차원 서비스 기술 확보

- 4차원 GIS 공간정보 통합시스템 개발

- 차세대 공간정보기술력 확보를 통한 공간정보의 저장/처리/가공/분석이 가능한 소프트웨어 및 부가가치물을 생성하고 이를 산업화/상용화 함

◦ GPS/GIS 연계 및 네트워크 기술 개발

◦ 소형고정밀 개인용 GPS 장비 및 GIS와 연계한 활용시스템 구축/상용화

3. 기대효과

◦ 국산 GIS 공간정보통합시스템의 품질을 선진국이 개발한 시스템과 경쟁력을 갖추도록 하여 수출을 획기적으로 증대시켜 국가 경제에 기여

◦ 지구관측위성, GPS 위성 등 각종 위성자료의 활용 활성화의 기폭제가 되며 국제시장을 선점

◦ 우주기반을 활용할 수 있는 소프트웨어 및 관련 지상장비를 개발하여, 이를 실생활의 다양한 분야에 활용한다면, 국민의 삶의 질을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 향후 국가에 유ㆍ무형 형태로 무한한 사회ㆍ경제ㆍ산업적 효과를 유발할 수 있을 것이다.

◦ 국내 원격탐사, GIS, GPS, 인터넷 관련업체와의 연계를 통하여 기술개발이 이루어지며 이는 향후 자체 소프트웨어 및 시스템 구축 등과 같은 다양한 부가가치를 생산할 수 있음.

◦ 국가 우주개발에 대한 전 국민의 지지와 공감대 형성이 가능함.

◦ 초일류기술 개발을 통한 산업체, 연구원, 대학간의 긴밀한 협조가 이루어 질 것임

28. 지능형 바이오-MEMS 기술

1. 기술개요

◦ 개인 진단용 시스템 및 초고속 분석 시스템에 사용되는 지능형 바이오-MEMS 기술은 Drug Screening을 포함한 신약개발 전 과정에서 극미량의 시료를 사용하여 다종의 물질을 초고속으로 시험 분석하는데 필요한 하드웨어 및 소프트웨어 제반 장비기술로서 BT, IT, NT의 융합기술로 정의된다.

◦ 지능형 바이오-MEMS 기술에는 나노 혹은 피코 리터 급의 미소량 시료 주입/제어 기술, MEMS/ NEMS 기술을 이용한 미세구조물 제작기술, 극미량 생체물질 감지/분석 기술, 자동화/지능화 기술 등이 포함된다.

2. 주요 연구개발 내용

□ 연구개발 목표

◦ 최종목표: 지능형 Bio-MEMS 기술을 이용한 POC/HTS 시스템 개발

- nano/pico liter 극미량 유체의 이동 및 제어기술 개발

- 마이크로 나노급의 초정밀 가공기술 개발

- 초정밀 분자반응 검출기술 개발

- Micro/Nano Fluidic 부품 제조 기술 개발

- 지능형 Bio-MEMS 시스템 통합 기술 개발

- POC/HTS 자동화 및 정보처리기술 개발

- 인공지능형 스마트시스템 설계 및 운영기술 개발

◦ 단계별 목표

<초고속 스크리닝(HTS) TRM>

<개인용 진단 시스템(POC) TRM>

□ 주요 연구내용

◦ 극미량 유체 이송, 제어기술/극미량 샘플 감지 기술 

◦ Plastic/Glass/Si을 이용한 미소유체칩 대량 생산 기술/MEMS base의 Fluidic 부품 제조 기술

◦ Micro/Nano 유체조절 지능화 기술/지능형 Bio-MEMS 시스템 통합 기술

◦ 미소유체 샘플 체취/전처리/이송에 이르는 통합 시스템 설계 및 제작 기술

◦ 지능형 바이오칩 및 바이오센서의 감지 신호 처리 및 분석기술

◦ 바이오 정보 처리 및 저장. 네트워킹기술

◦ Micro/Nano Patterning 기술/Micro/Nano Fluidics Simulation 기술

◦ 질환 관련 새로운 단백질 확보 (Marker 개발)/Packaging 및 Bonding 기술

◦ 표면처리 및 고정화 기술/생체시료 처리 기술

◦ Molecular Dynamics Simulation 기술/ Intelligent Micro/Nano Manipulation 기술

◦ Bio-/chemoinformatics

3. 기대효과

◦ Cahners In-Stat/MDR에서 나온 최신 자료에서도 MEMS 기술의 의료 분야에서의 시장 규모를 12억$로 예상하고 있으며, 역시 매년 10%이상의 고성장을 기록할 것으로 예상되고 있다. 또한 장수명, 내장형, 실시간 분석이 가능한 시스템이 구현될 경우 그 산업 수요는 기하급수적으로 확대될 것으로 기대됨

◦ Microfluidics 분야의 년간 매출은 1999년과 2000년에 $17M, $40M으로, 2004년에는 $395M으로 증가할 것으로 예상됨 

◦ 초미세유체제어 시스템은 제약 산업 수요 뿐 아니라 의료, 환경, 보건 등 미래의 시장규모가 큰 분야에도 응용이 가능하므로 높은 경제적 파급효과가 있음

29. 첨단 레이저 응용기술

1. 기술개요

◦ 첨단레이저는 응용에 따라 적용되는 레이저 범위가 결정된다. 레이저의 발진 물질에 따라 고체, 기체, 액체 레이저 등으로 분류할 수 있고, 파장에 따라 적외선, 가시광, 자외선 레이저 등으로 나뉜다. 응용에 따라 사용 파장과 출력을 결정하게 되며, 특수한 경우 펨토초 펄스폭을 갖는 레이저를 사용한다. 첨단레이저를 이용하여 펨토 영역의 초고속 물질현상 연구, 비선형 광학 특성 연구, 나노포토닉스, 초고속 광통신 및 나노크기의 구조물․광소자 제작 등을 개발한다.

2. 주요 연구개발 내용

□ 연구개발 목표

◦ 최종목표

- 레이저 광원 기술 개발: 짧은 펄스 생성, 파장 변조, 고출력 및 빔 변조

- 광 응용 기기 및 가공 기술 개발

     ․특이유전자 및 단백질 분석기술 개발

     ․혼합물 특성 규명

     ․분자 동역학 및 화학 반응 분석

     ․성분 및 극미 물리량 분석

     ․미세가공

◦ 단계별 목표

□ 주요 연구내용

◦ 고출력 단파장 레이저 발진기술

◦ 펨토초 레이저 광 펄스 측정, 평가 및 제어 기술

◦ 초고감도 레이저 분광기술

◦ 광간섭 단층 촬영기술

◦ 생체 물질 분석 및 미세 가공기술

◦ 고출력 레이저 응용 기술

◦ UV 레이저 응용 기술

◦ 광 펄스 발생 및 전송 기술

◦ 레이저-물질의 상호 작용 분석 기술

◦ 고정밀 성분 분석 및 물리량 검출 기술

◦ 성능 평가 기술

◦ 시공간분해 분광기술

3. 기대효과

◦ 새로운 기술 영역이 출현됨에 따라 관련 기술의 향상이 요구되고, 새로운 물질에 대한 연구, 분석연구가 꾸준히 지속되므로, 새로운 분석기기 및 분석 기술, 또 이를 위한 새로운 진일보한 광원의 수요는 증가하고 있음. 따라서 상업성이 높고, 기술도약을 위한 기반 기술이므로 기초 기술 및 주변 응용 기술로의 파급효과가 매우 큼

◦ 신 물리학 영역 창조

◦ 바이오-치료 등에 응용

◦ 광통신, 다중분할기 등에 응용

◦ 초정밀 측정, 가공

30. 신호처리 및 해석기술

1. 기술개요

◦ 다양한 문자, 음성, 영상 등의 통합된 정보형태가 유무선 통신이 가능한 단말을 통하여 언제(Anytime), 어디서나(Anywhere), 보편적 접근(Universal Access)이 가능하도록 데이터를 생성, 처리, 압축, 복원, 해석하는 기술

◦ 본 기술의 범위는 각종 멀티미디어 컨텐츠의 신뢰성 있는 서비스 제공에 관련된 것으로서 컨텐츠의 생성에서부터, 처리, 전달, 표현, 보호 관리 등의 전반적인 기술을 포함하며, 관련 핵심 요소기술로는 ‘생성 기술’, ‘처리 및 전달 기술’, ‘복원 및 해석 기술’이 있음.

2. 주요 연구개발 내용

□ 연구개발 목표

◦ 최종목표: 유무선 통신기술 및 단말기를 통한 음성, 영상 등의 멀티미디어 컨텐츠의 고도의 생성, 처리, 복원 기술 확보

◦ 단계별 목표(전 기간 10년내)

- 1단계(~2005): 발전기

  ․스트리밍 분배기술

  ․고도 미디어 분배기술(음성, 영상 압축기술, 멀티캐스트 기술 등)

  ․대역 변환 기술(트랜스 코딩)

  ․DRM 기술

- 2단계(2006-2010): 성숙기

  ․현실성이 높은 영상 스트리밍 분배

  ․여러 미디어 융합 분배 기술(컨텐츠 분배 기술)

  ․콘텍스트 보존 및 최적화 기술(차세대 단말 부호 기술)

  ․망 대응 DRM 기술

□ 주요 연구내용

◦ MPEG-4 AVC와 진보된 압축을 통하여 주어진 화질 구현에 50% 이상의 비트율 감축 / 주어진 비트율에서 이론적으로 최대한의 화질/음질을 재현하는 알고리즘 개발

◦ 효율적인 멀티미디어 처리를 위한 신호처리 알고리즘과 DSP (digital signal processor) 기술 개발 - GHz 대역의 DSP와 MMX 기반의 다중처리를 통하여 4배 이상의 알고리즘 속도 향상

◦ 멀티미디어 검색의 속도를 2배 이상 향상시키기 위한 멀티미디어 데이터표현 벡터의 차원 축소 및 효율적인 데이터 구조 개발

ㅇ 영상기반의 다중생체정보를 통하여 정보보안 및 감시성능을 30% 향상

ㅇ 생체인식 알고리즘은 1:N 인식이 가능한 고속이면서 안정적인 인식 성능을 확보(EER(equal error rate) < 10%)

ㅇ 지문기반 match-on 카드센서의 경우 10^-6의 정확도

ㅇ 3차원 영상의 압축 기법 개발 (기존 방법의 50% 이내로 압축)

ㅇ 멀티미디어 데이터의 워터마킹 알고리즘 개발 (False alarm 10^-10이내)

ㅇ 의료현장에서 사용 가능한 (3초 이내) 3차원 영상 분할 알고리즘과 하드웨어 아키텍쳐 개발

ㅇ 장기적으로는 인지과정의 알고리즘화를 통한 신호처리 알고리즘의 개선

ㅇ 3차원 영상과 스테레오 영상 처리 알고리즘 개발

ㅇ 신호처리 기본 알고리즘의 체계화와 새로운 이론 연구

3. 기대효과

◦ 영상정보처리 산업분야별(자동화기술, 생체의료영상, 영상서비스, 공공응용 등) 시장규모는 2002년 기준 1,000억불에 가까운 방대한 규모이며, 특히 국내 42%, 세계적으로는 29%의 고성장을 구가하고 있는 산업임.

◦ 음성기술시장에 있어서 2001년 국내시장 규모는 약 180억원 정도로 음성기술이 모든 산업에 필요한 기반기술이므로 향후 음성기술 산업은 큰 폭으로 성장할 것으로 예상되어 2005년도 순수 음성기술엔진의 시장규모는 국내시장은 1,000억원 정도, 전 세계적으로는 약 $4,080 Million을 예측.

31. 인공위성기술

1. 기술개요

◦ 차세대 인공위성 개발기술은 초경량 복합재료 구조물, 자동항법 제어, 고성능 태양전지, 우주용 전자제어 등을 이용한 다기능 위성 플랫폼과 MEMS 기술을 확장시킨 초소형 인공위성 기술을 포함함.

◦ 국가안전기술의 기반이 되는 고성능 탑재체 개발기술 및 GPS 정밀도 향상기술은 광학, 군수산업 분야 및 민간 상용 분야의 관련기술 발전을 주도할 최첨단 기술임.

2. 주요 연구개발 내용

□ 연구개발 목표

◦ 현재 제한적인(해상도 6.6m) 위성관측 기술의 향상을 위하여 고해상도 위성관측 및 무인정찰 기술개발에 집중할 것이며, 해외도입으로 수요를 대체하던 통신방송위성은 방송통신기상 복합위성의 제작을 통하여 통신방송 플랫폼을 제공할 것임.

◦ 우주개발중장기계획에 의거, 저궤도실용위성의 국내 독자개발 능력을 구축하고, 위성자료처리 및 이용기술의 능력을 확보하기 위하여 2015년까지 다목적 실용위성 8기, 과학기술위성 7기, 정지궤도위성 5기, 총 20기의 인공위성을 개발 예정임.

◦ 단계별 목표(전 기간 10년내)

□ 주요 연구내용

◦ 인공위성 관련기술

- 저궤도에서 지구관측을 통해 정밀원격격탐사, 지도제작, 재난감시, 해양오염 감시 등 공공성격의 국가전략 분야 임무를 수행할 수 있는 다기능 관측위성 플랫폼 기술

- MEMS를 확장시킨 초소형 구조 및 소형 전자부품을 갖는 차세대용 인공위성 개발기술

- GPS용 위성기술 개발

- 통신위성 채널을 이용한 GPS 정밀도 향상기술

◦ 위성탑재체 기술

- 지구관측 위성용 탑재체 기술로는 초정밀 전자광학 카메라, SAR, HSI, IR sensor 기술 등 정밀광학, 기계가공, 전자, 정보처리 등의 다수 기술이 요구되는 복합기술

3. 기대효과

◦ 인공위성 시장은 이미 선진국을 중심으로 형성되어 있으며 후발진입국 들이 기술개발 및 마케팅경쟁을 벌이고 있는 상태임.

◦ 장기적으로 고부가가치를 창출할 수 있는 원격탐사, 정밀관측 등 급증하는 국내외 위성영상 정보시장은 약 30억 달러규모로 추정됨. 재난감시 및 해양오염 감시 등은 시장가치로 환산하기 어려운 공공적 가치를 지님.

◦ 2001년 현재 민간분야 우주산업시장은 약 260억 달러의 가치를 가지며, 2010년까지 성장을 계속할 것으로 예상되어 짐. 특히 미국정부의 고해상도 영상의 상용화허가로 위성영상시장 규모가 연간 150억불 수준이 될 것으로 예측됨.

◦ 인공위성 기술은 국가의 안보여건을 확충하는데 필수 불가결한 것으로서 국민들에게 보다 안정적인 생활기반을 제공할 수 있으며, 각종 재해 및 재난에 대한 감시와 예보기능을 갖춤으로써 사회 전반적인 안정성을 확보할 수 있음. 또한 첨단과학기술의 보유를 통한 선진산업국의 위상정립에도 큰 역할을 함.

◦ 인공위성과 관련된 기술은 컴퓨터, 자동항법․제어 등 기타 산업으로의 기술파급효과가 상당히 큼. 최근에는 우주기술과 생명과학, 의약분야와의 접목을 통한 기술개발이 주목받고 있으며, 특히 우주공간에서의 과학실험을 통한 신약 개발, 신소재 개발 등 우주공간을 이용한 연구가 활기를 띠고 있음.

32. 신약개발기술

1. 기술개요

◦ 신약을 개발하기 위하여는 실험적 접근방법과 이론적 방법이 상호보완적으로 활용되어야 하는바 우선  X-ray 또는 NMR을 이용한 단백질의 구조를 실험적으로 밝혀내는 기술과  homology modeling 등 단백질의 구조를 이론적으로 밝혀내는 기술을 바탕으로 structure-based drug design, 3D-QSAR 등의 분자설계기술기술은 이미 유용한 기술로 개발되어 있어 있으며 구체적 신약디자인연구에 확대, 적용되고 있음.

◦ 이러한 이론적 전략과 동등하게 중요한 실험에 근거한 전략으로 조합화학을 통한 다양한 화합물의 확보와 이들을 대상으로 실험적으로 단백질과 결합을 하는 화합물을 발굴하는 high-throughput screening의 기술이 매우 유용한 기술로 정착되고 있음.

2. 주요 연구개발 내용

□ 연구개발 목표

◦ 생체기능에 주요하게 작용하는 유전자의 기능규명

◦ 생체기능에 주요하게 작용하는 질환관련 단백질의 기능규명

- Functional proteomics

- Structural proteomics

◦ 질환관련 단백질의 기능을 조절하는 물질개발

- High-throughput screening

- Structure-based drug design

- 조절물질의 약리학적 효능 검증

- 의약화학적, 약리학적 최적화

- 약동력학적 평가

- 안전성 평가

□ 주요 연구내용

◦ 유전자기능 분석기술

◦ 단백질기능 분석기술

◦ 단백질 구조 분석기술

◦ 단백질 결합 리간드 발굴기술

◦ 단백질 결합 리간드 설계기술

◦ 리간드(조절물질)에 대한 생화학적, 약리학적 기능분석 기술

◦ 리간드(조절물질)에 대한 의약화학적 합성기술

◦ 약동력학적/독성학적 평가 기술

◦ 조절물질 대량합성 기술

◦ 초고속 고효율 약효검증 기술

◦ 조합화학을 통한 고효율 합성기술

◦ 질환관련 생체모델 확보기술

◦ 동물모델 육종기술 및 생산기술

◦ 안전성 평가 기술

◦ GMP 수준의 대량합성 기술

3. 기대효과

◦ 선진국을 중심으로 한 노령인구의 증가로 성인형질환 치료제 개발의 필요성은 증대되고 있어 부작용이 적으며 효과가 높은 성인형질환 치료제의 개발에 대한 경제적 가치는 매우 높음.

◦ 현재로는 뚜렷한 치료제가 없는 난치성 질환 (암, 뇌졸중, 치매 등)에 대한 치료제 개발은 경제적 규모가 매우 큰 새로운 시장을 창출할 것임.

33. 영상진단기기(고해상도생체영상)기술

1. 기술개요

◦ 경제발전, 노령화 인구 증가 및 삶의 질 향상 요구로 지속적인 의료수요의 증가 기대되며  의료영상기기 등의 의료기기 산업의 지속적 성장 기대

◦ 임상 의료의 수요 증대 및 새로운 생체영상기법 등장에 따른 새롭고 향상된 기능을 가진 고해상도 생체영상기술의 활성화가 예상

◦ MRI, 초음파, DR 등의 생체영상기술은 이미 국내 기반기술 획득되어 있으므로, 추가적인 핵심기술 개발 및 세계적인 국내 반도체 및 LCD 기술의 첨단 영상기기 기술 분야로의 기술 이전을 통해 세계적인 산업 경쟁력 확보가 가능

◦ 의료영상진단기는 고부가가치의 기술집약형 첨단산업으로써 2000년 기준 세계시장 규  모는 117억불(USD)로 연평균 10% 이상 성장하고 있으므로 국가 산업의 성장을 이어갈 차세대 기술로서 육성이 시급

◦ 생체영상기술은 유전자 관련 기술 못지않은  차세대 의료에 가장 중요한 기술로 기확보된 기반기술을 바탕으로 신기능 생체영상기술의 개발에 성공하면 향 후 10년 내에 관련 산업의 선두그룹에 진입 가능한 기술 영역임

◦ 생체영상기술이란 인체 내부의 조직이나 기관을 포함하여 의학적으로 유용한 생체의 해부학적, 기능적 정보를 비침습적인 수단으로 영상화하는 기술

◦ 고해상도 생체영상기술이란 발전하는 IT, NT, BT 기술을 이용하여 기존의 의료영상기기의 한계점을 극복하는 기술로써, 차세대 디지털 X선 영상기술, 신기능 MRI 영상기술, 차세대 초음파 영상기술, 분자영상기술, 차세대 광학영상기술, 고기능 3차원 영상처리기술 등을 포함하는 기술임

2. 주요 연구개발 내용

□ 연구개발 목표

◦ 기존의 의료영상기술을 극복하고 의료진단의 정확성과 효율성을 증대시키기 위한 신기능, 고성능 고해상도 생체영상기술을 개발하고, 이를 이용한 고부가가치 차세대 정밀의료영상기기의 개발 및 산업화

□ 주요 연구내용

◦ 차세대 디지털 X선 영상기술

◦ 고기능, 고분해능 MRI 영상기술

◦ 차세대 광학영상 및 분자영상기술

◦ 차세대 초음파 영상기술

◦ 고기능 3차원 영상 처리기술

□ 최종결과물

◦ Digital mammography system(DMS) : pixel pitch < 50 ㎛, detector > 12", resolution > 4k, dynamic range > 10⁴ : 1

◦ Digital fluoroscopyy system(DFS) : pixel pitch < 200 ㎛, scanning time > 30 f/s, detector > 12", dynamic range > 10² : 1

◦ Digital angiography system(DAS) : pixel pitch < 100 ㎛, detector > 16", scanning time > 90 f/s, dynamic range > 10² : 1

◦ Phase contrast X-ray Tomography system : image view > 900 views/s, pixel pitch < 150 ㎛, scan time < 50 ㎳

◦ TeraHerz imaging system : scanning time > 10 F/s, temporal resolution < 50 fs, spatial resolution < 1 ㎜, SNR > 20000

◦ Real time computed tomgraphy (4D CT) : image view > 1200 view/s, scan time < 100 ms, slice width < 0.1 ㎜

◦ 초고자장 고분해능 MRI 시스템 : > 10 Tesla, spatial resolution < 10㎛, 0.1 PPM 분해능 및 1 mMol 감응 MRS, 분자영상 가능, DTI 기능

◦ 초소형, 고해상도 광학영상 시스템 : > 10만화소 , 2.5 ㎜ 직경 CCD,

◦ Multi-modal fMRI system : EPI. 128Ch EEG와 3.0T MRI와 결합

◦ Fluorescence molecular 3D tomography system : fiber array size < 17" x 17", pixel pitch < 10㎛, scan time < 100 ㎳

◦ 다차원 초음파 시스템 : 내장 빔포머 프루브, 최소 128 x 7 어레이 (1.5D), 최소 64 x 64어레이 (2D)

◦ 고기능 영상처리 시스템 : 실시간 3D 영상처리, 3D 디스플레이

◦ 복합 영상분석 및 기능적 영상분석 시스템

3. 기대효과

◦ 의료영상시스템 세계 시장 규모는 2000년 기준 116억불 정도이며 연평균 10% 이상의 성장이 전망

◦ 중국을 비롯한 아시아 국가 등 개도국의 시장 성장률이 증가

◦ 신개념 의료기기의 획기적인 새로운 시장 형성 이 기대

◦ 신기능 고해상도 생체영상기술의 개발로 10년 내에 의료영상진단기기 산업의 선두그룹에 속하는 국가로 발전 -> 국가적 먹거리 창출 기대

◦ 기술파급과 고용창출 효과가 매우 높은 다학제간 첨단 기술집약형 산업인 의료기기 산업의 전반적인 발전을 이끌며 신산업의 성장을 도모

◦ 신기능∙고가 의료영상장비 분야에서 세계시장 점유율 5% 이상의 산업경쟁력을 확보

34. 실버의료기기(지능형 재활/의료 복지시스템) 기술

1. 기술개요

◦ 선진국 수준의 삶의 질을 구현하고 노인․장애인 계층에서 쾌적한 재활 및 의료 복지생활 환경을 제공하는 지능형 재활/의료 복지 시스템기술을 개발하기 위해서는 재활/의료공학과 지능형 시스템기술이 융합되어야 한다.  이를 위해서는 학제간의 공동연구가 이루어져야하며, 노인 및 장애인을 위한 재활/의료 시스템이 개발되어야 하며, 노인 및 장애인을 위한 생활 및 개호 지원 시스템이 개발되어야 한다.

2. 주요 연구개발 내용

□ 연구개발 목표

◦ 노인 및 장애자를 위한 지능형 생활지원 시스템 개발

◦ 노인 및 장애자를 위한 지능형 개호지원 시스템 개발

◦ 노인 및 장애자를 위한 감각기능 및 근골격 재활 시스템 개발

□ 주요 연구내용

◦ 인체 신호 감지 및 해석 기술

◦ 인체 구조/기능 해석 및 역학 해석 기술

◦ 재활 보조 기기 설계 및 훈련 시스템 기술

◦ 재택 진단 및 개호지원 시스템 기술

◦ 인공대체 감각기기 설계 및 시스템 기술

◦ 인공 장기 대체 이식 기술

◦ 식물인간 재활 메카니즘 및 시스템 기술

◦ 인체 적합성 다축동작 헵틱(Haptic) 메카니즘 설계 기술

◦ 인체 적합성 다축서보 제어 기술

◦ 인체 장착 메카니즘 설계 및 제어 기술

◦ 인지추론 및 센서 융합기술

◦ 인체 적합성 신소재 기술

◦ Bio-MEMS형 센서의 감지 신호처리 기술

◦ 인체 신호 및 동작 감지 센서 기술

◦ Power-assisted 및 힘 증폭 구동 메카니즘 설계 기술

◦ 인체 적합성 다기능 다축 유연성 동작 및 제어 시스템 기술

◦ 인체 적합성 다축 협동/분산형 지능제어 기술

◦ 인간 친화형 Man-Machine Interface 기술

◦ 노인 및 장애자 생활환경 제어 기술

◦ 원격 동작 및 인체신호 감시진단 및 제어 기술

◦ 무선 헵 베이스 통신 기술

◦ 고정밀 인체 위치추적용 GPS 기술

◦ 인체 적합성 및 안전성 시험 기술

3. 기대효과

◦ 20C에 들어서면서 G7국가의 실버인구 비율이 15%를 넘어서고, 국내에서도 7%로 증가함에 따라 국가의 의료비와 복지비용의 지출이 현저하게 증가하고 있다.  또한, 가장 큰 소비 계층인 실버 인구의 증가와 함께 관련 제품의 수요도 늘어나서 2010년에 도달하면 100조원 정도의 세계 실버산업 시장을 형성하고 있다.

◦ 2002년 현재 국내 재활복지기기 관련 산업시장은 1조 5천억원 정도이며 장애인 비율이 전 인구의 20%에 달하고 있는 선진국을 포함하는 2010년 45조원의 세계시장에 비하여 절대적으로 미미한 실정에 있다.

◦ 사회적으로는 21세기 의료 복지 환경의 변화와 고령자․장애자에 의하여 야기되는 사회 문제 해결과 건강한 삶의 유지 및 확보에 기여하게 될 것이다.

◦ 경제적으로는 21세기 고령화 사회에서 요구되는 고 부가가치 건강․복지 기기 제품의 수입대체 및 미래형 신산업 창출의 발판을 구축하게 될 것이다.

◦ 기술적으로는 고령자․장애자 복지 증진에 대한 체계적이고 종합적인 기술적 기반을 확보하게 되고, 고령화 및 관련 타 산업 분야로의 기술 이전 파급 효과를 기대 할 수 있다. 

35. 장기복제․이식기술

1. 기술개요

◦ 질환치료의 방법 중 보다 효율적인 치료방법은 골수이식이나 장기이식(심장, 신장, 간 등)의 경우처럼 질환부위를 건강한 세포나 장기로 이식하는 것이다. 그러나 국내외적으로 이들 장기의 공급이 절대적으로 부족한 것이 오늘날의 실정이다.

◦ 이러한 질환치료용 세포나 장기를 대량생산할 수 있는 미래 유망기술이 바로 장기복제․이식기술이다. 이 기술의 핵심기술은 발생조절, 줄기세포이용, 인공/이종장기생산 및 응용 등이다.

◦ 이 분야 연구수준은 국내외적으로 초기단계에 있고, 체세포복제 및 배아줄기세포분야 등 일부 기술들은 선진국과 대등한 수준에 있기 때문에 국제경쟁력이 충분한 것으로 판단된다.

2. 주요 연구개발 내용

□ 연구개발 목표

◦ 최종목표 : 줄기세포 분화 및 장기재생 기전의 이해를 바탕으로 한 난치성 질환치료용 바이오 세포, 조직 및 장기의 대량생산체계 구축

◦ 단계별 목표(전 기간 10년내)

1) 제1단계(2004-2006) : 기초연구를 바탕으로 한 발생분화이론 확립

- 초기배 발생의 분자․세포생물학적 조절

- 각종 장기형성 발생과정의 이해

- 줄기세포의 자가재생산 및 분화기전의 규명

2) 제2단계(2007-2009) : 세포의 재생 및 분화관련 원천기술 개발

- 장기재생기전의 이해에 의한 장기재생 원천기술 개발

- 줄기세포의 분화유도 기술 개발

3) 제3단계(2010-2014) : 치료목적의 세포/조직/장기의 개발

- 각종 치료용 세포 및 재생조직의 개발

- 세포이식의 면역거부반응 극복

- 인공/이종장기의 전임상

□ 주요 연구내용

◦ 초기배 발생조절/리프로그래밍 분석 기술 개발

◦ 장기형성과정의 이해 기술 개발

◦ 체세포 복제/치료복제 기반 기술 개발

◦ 복제수정란/장기의 비정상적 발생원인 규명기술 개발

◦ 줄기세포 분화유도/역분화 기술 개발

◦ 표식/분화인자 대량발굴 기술 개발

◦ 조직/장기재생 기술 개발

◦ 이종장기 생산 및 이용 기술 개발

◦ 이식 면역기능 분석/이종면역 극복 기술 개발

◦ 동물형질전환/질환모델동물 이용 기술 개발

◦ 생체재료/조직공학 기술 개발

◦ 세포/조직 이식 안전성 기술 개발

◦ 발생/분화 관련 생물정보 기술 개발

3. 기대효과

◦ 배아줄기세포 생산기술 ⇒ 각종 난치성 질환치료용 분화세포 개발

◦ 초기배 발생조절기술 ⇒ 장기형성과정의 이해

◦ 조직재생 기술 ⇒ 이식장기 대체가능

◦ 줄기세포의 분화 연구 ⇒ 암 발생 및 노화 등의 기전과 원인 규명

◦ 치료세포/인공조직/이종장기  ⇒ 난치질환의 극복 및 의료기술 향상

◦ 난치성 질환치료 줄기세포 분야  ⇒ 연간 30억달러 시장 예측

◦ 장기이식 분야 ⇒ 연간 30억달러 시장 예측

◦ 체세포 복제기술 ⇒ 가축 육종개량을 통한 축산업의 생산성 제고

◦ 치료용 특정 세포/인공조직/이종장기 생산 ⇒ 벤처 등 신산업군 창출 가능

◦ 인력양성프로그램을 운영하여 장기복제․이식분야에 필요한 발생학, 생리학, 면역학, 재생생물학 등 기초학문분야의 전문인력을 3,000명 이상 양성한다.

◦ 부수적으로 세포치료, 이종장기 이식 등 의학 전문인력의 양성이 의료기관에서 이루어진다.

◦ 각종 질환치료를 위한 세포, 조직 장기의 개발을 위한 벤처 등 신산업군에 의한 고용창출이 예상된다.

◦ 여러 난치질환의 치료를 위한 전문연구기관인 재생의학연구센터와 전문병원의 인프라가 확충된다.

◦ 장기형성과정의 이해로 장기질환정보센터의 구축이 가능하여 각종 질환정보에 대한 국가적 관리체계가 이룩된다.

◦ 다양한 치료세포/인공조직/이종장기 은행의 설치로 국민의료복지의 향상이 실현된다.

36. 뇌질환 치료 및 뇌기능활용 기술

1. 기술개요

◦ 뇌기능을 유전자를 포함하는 분자 수준에서 전기 신경신호 계측과 뇌 영상 기술을 포함하는 시스템 수준 및 심신 관계를 파악하는 인지 수준까지 다양한 연구 접근을 통해 각 수준간의 연관관계를 규명하고 이를 바탕으로 뇌질환 치료제를 개발하고 밝혀지는 뇌기능을 활용하여 바이오닉스 뉴로칩과 뇌-컴퓨터 인터페이스를 개발하는 기술.  

2. 주요 연구개발 내용

□ 연구개발목표

◦ 최종 목표

- 유용 뇌 특이적 기능 유전자 확보 및 기능 검정

- 뇌 기능연구 핵심 기반 기술의 개발.

- 뇌신경 손상 제어 및 재생기술 개발

- 뇌 기능향상 및 뇌 질환 치료제 탐색과 개발.

- 뇌기능 핵심 메커니즘에 기반한 학습, 기억력 향상 기술 개발

- 뇌기능 복원 및 향상을 위한 바이오닉스 뉴로칩 기술 개발

◦ 단계별 목표

단계(기간)	연구개발 목표
1 단계 (2003~ 2005)	▶뇌기능 항진/뇌질환 치료제 개발을 위한 핵심기반기술 개발       -뇌 질환 유전자 선별 및 분석 기술        -시냅스 기능 연구 기법       -신경시스템 및 전기신호 계측 및 분석 기술       -행동 분석을 위한 동물모델 개발        -뇌 기능 영상화 기술
2 단계 (2006~ 2008)	▶뇌기능 항진기술 및 뇌질환 치료제 탐색 -뇌질환 관련 핵심기능 유전자 대량 발굴 및 기능분석 -신경손상제어 및 재생 응용기술 개발 -뇌 기능향상 및 뇌질환 치료제 후보물질 발굴 -감각/학습/기억 증진 기술 개발
3 단계 (2009~ 2012)	▶뇌 기능 항진기술 실용화 및 뇌질환 치료제 개발        - 유용 유전자 활용기술 개발        - 뇌 질환 치료제 개발        - 뇌 기능 항진기술 개발         - 바이오닉스를 위한 뉴로칩 기술 개발        - 디지탈 브레인 기반 기술 확보

□ 주요 연구내용

◦ 시냅스 기능 연구

◦ 신경손상제어 및 재생기술 연구

◦ 신경시스템 및 전기신호 계측 및 분석기술 개발

◦ 뇌기능 영상화기술 개발

◦ 뇌기능향상 및 뇌질환 치료제 스크리닝 기술 개발

◦ 신경이식소자 개발

◦ 신경전달물질 및 수용체 연구기술 확립

◦ 신경가소성 연구기술 확립

◦ 신경, 면역, 내분비 및 통합조절 연구

◦ 동물행동분석 기술

3. 기대효과

◦ 고 부가가치 뇌질환 치료제 개발에 의한 경제적 수익

◦ 뇌신경을 통한 인간-기계의 hybrid 창조: 새로운 산업 시장 창출

◦ 뇌연구는 BT 뿐 아니라 IT, ET, RT, NT를 융합하는 다학제적 종합과학을 촉진하므로 협동과정 활성화로 뇌연구인력 양성이 증대됨

◦ 뇌연구투자로 학사급 이상 전문 연구 인력 1,000명 고용 효과.

◦ 뇌연구투자로 뇌연구 기반 기술 확충

- 뇌조직 데이터베이스구축,

- 한국인 표준뇌 지표 완성

- 뇌영상기술 확충

◦ 뇌-IT 융합기술 개발의 모델 구축

37. 유용단백질 소재 기술

1. 기술개요

◦ 세포내 단백질의 이상을 체계적으로 분석하여 질환의 표지 또는 원인이 될 수 있는 단백질을 규명하고 이를 제어하는 방법을 제시함

◦ 이를 위한 고해상도 단백질체 분리, 초정밀 고감도 질량분석, 초고속 단백질 대량 생산 및 구조-기능 규명, 단백질 정보 활용 등 핵심 기술 확립이 필요.

◦ 질환의 조기 진단과 치료제 개발을 위한 표지 및 표적 단백질을 발굴하여 비이오정보 구축, 신약 개발 및 진단칩 제작에 활용함.

2. 주요 연구개발 내용

□ 연구개발 목표

◦ 유용단백질 발굴 및 활용 핵심 신기술 및 국내 인프라 확립

◦ 유용단백질의 체계적 발굴을 통한 바이오정보, 신약디자인, 바이오칩 개발의 콘텐츠 제공 및 지속적 파이프라인 구축

□ 주요 연구내용

◦ 프로테옴 분석 기술 (질량분석 기술, 단백질 분리 기술)

◦ 단백질 기능 분석 기술 (구조분석 기술, 상호작용 분석, 단백질칩 기술, Chemical genomics)

◦ 단백질 인포메틱스 기술 (프로테옴 DB 구축 및 활용)

◦ 단백질 대량 발현 기술 (단백질 발현 기술, 활성화 기술)

◦ 시료 확보 기술 (질환동물 모델 기술, 세포배양 기술, 임상시료) 취득 기술

◦ 항체 생산 기술 (하이브리도마 기술, 단일사슬항체 기술)

◦ 프로브 연결 기술 (Bioconjugate chemistry)

◦ 분광학 측정 기술

◦ Chromatography

◦ 표면 가공 기술 (MEMS 기술, 박막 기술)

◦ 바이오센서 기술 (Surface Plasmon Resonance)

◦ Microfluidics

◦ 자동화 기술 (Robot 기술, Microsystem 기술)

◦ 유전자발현 분석 기술 (DNA microarray 기술)

◦ 유전자 적중 기술 (knock-out, siRNA)

◦ 화합물 다양성 구축 (유기합성 기술, Combinatorial chemistry, Asymetric synthesis)

◦ 약물 고효율 검색 기술 (HTS, Virtual screening, SBDD)

◦ 대사체 분석 및 독성 측정(분석화학) 기술

◦ 기타 기초생명과학 기술 (생물리학, 생화학, 세포생물학, 유전학, 분자생물학)

3. 기대효과

◦ 생명공학시장은 연평균 11.1%로 성장 하여 2013년까지는 그 규모가 2,100억불로 예상됨. 현재까지 의약산업에 집중됨(60%).

◦ 의약산업의 경상 수지는 15%로 자동차(5%), 통신(5%) 분야보다 더 높음. 

◦ 2000년 43억불 규모의 지노믹스의 산업화는 2010년에는 300억불 이상으로 예상됨. 그 중 50%는 분석기기 및 기술 시장이며, 지노믹스 유래 신물질 시장과 정보서비스 시장은 각각 90억불과 65억불로 예상됨.

◦ 라이센싱 할 수 있는 표적 및 표지 도출에 의한 기술료 수입

◦ 신물질 및 신기술 개발을 통한  신산업 창출

◦ 질환의 기전이해를 통한 난치병 치료기술의 획기적인 진보

◦ 바이오 정보 서비스, 신약선도물질 발굴 및 디자인, 바이오칩 기술 발전의 내실화 및 질적 향상

◦ 국내 신약 개발의 선진화

38. 유전자 활용 신종자 기술

1. 기술개요

◦ 국가 경제 성장에 따라 식생활이 건강에 미치는 영향은 지대하다. 소득 증대및 여성 사회참여에 따른 음식문화의 변화 요구도 증대되고 있다. 따라서 급변하는 생활습관 및 경제패턴에 부응하는 음식문화를 조성하기에 적합한 신종자 개발이 필요하다. 또한 농산물 시장 개방이 가속화됨에 따라 농업 및 관련 산업의 급속한 변화도 요구되고 있다.

◦ 인구의 고령화에 따른 건강관리는 국가차원에서 매우 중요한 현안이다. 노인병 치료에 막대한 예산이 필요하기 때문이다. 따라서 국민 건강을 유지하는 것은 무엇보다도 중요한 국가과제이다. 국민 건강은 올바른 음식문화에서 지킬 수 있으며 그렇기 위해서는 보다 건강한 음식을 생산하는 신종자 개발이 시급하다. 개개인의 기호도도 다양해지고 있다. 세대차에 따른 음식 선호도 차이, 생활 패턴에 따른 차이, 인종 및 문화간의 선호도 차이 등 다양한 필요성에 맞는 맞춤형 식품 요구가 증대되고 있다. 따라서 이러한 요구에 맞는 신품종의 개발이 요구되고 있으며, 이로부터 생산된 산품은 고부가가치 산업이다. 우수자원 생산품은 건강음식으로 세계시장을 공략할 수 있다

◦ 신세대형 신종자를 개발하는데 필요한 우수유전자원 발굴 및 이러한 자원을 이용하여 저비용고소득 종자, 소비자선호에 부응하는 맞춤형 종자, 건강친화형 종자, 가공식품용 등 기능성을 갖춘 벼, 고추, 배추 신품종 개발.

2. 주요 연구개발 내용

□ 연구개발 목표

◦ 고 기능성 신종자 개발을 위한 우수유전자원 발굴

- 저비용 고소득 종자 개발을 위한 우수유전자원 발굴: 노동력 절감, 농약의존도 절감, 환경내성, 생산성 증대 등에 관련하는 유전자원 발굴 

- 소비자 선호에 부응하는 맞춤형 종자 개발을 위한 우수유전자원 발굴: 맛, 향기, 모양, 색깔, 촉감, 신선도 등을 결정하는 유전자원 발굴

- 건강 친화형 종자 개발을 위한 우수유전자원 발굴: 단백질 등 특수 영양가가 증대에 관련된 유전자원, 건강 관련 이차대사물 생산 증대에 관련하는 유전자원, 특수 지질 등 성인병 관련 성분 변화에 관련된 유전자원, 및 당뇨병 고혈압 등 특수 질환자에 적합한 식단을 위한 유전자원 등 건강 관련 유전자원 발굴 

- 가공 식품형 종자 개발을 위한 우수유전자원 발굴: 저장 단백질 양 저하 유전자원, 당분 및 점도 변화에 관련하는 유전자원, 및 저장력 증대에 관련된 유전자원 등 발굴 

◦ 고 기능성 신종자 개발 기술

- 저비용 고소득 신종자 개발 기술: 노동력 절감, 농약의존도 절감, 환경내성, 생산성 증대 등에 관련하는 유전자원을 활용한 벼, 고추, 배추 신종자 개발 기술.   

- 소비자 선호에 부응하는 맞춤형 종자 개발 기술: 맛, 향기, 모양, 색깔, 촉감, 신선도 등 소비자 선호도를 결정하는 유전자원을 활용한 벼, 고추, 배추 종자 개발 기술

- 건강 친화형 종자 개발 기술: 우수유전자를 활용하여 특수 영양가가 증대된 종자, 건강 관련 이차대산물 생산이 증대된 종자, 성인병 관련 성분이 변화된 종자, 및 특수 질환자에 적합한 식단을 위한 종자 등을 벼, 고추, 배추를 중심으로 개발하는 기술 

- 가공 식품형 종자 개발 기술: 단백질 당도 및 점도 등이 변화된 가공용 쌀 종자 개발 기술, 세계시장형 김치생산을 위한 고추, 배추 종자 개발 기술. 저장력 증대 벼, 고추, 배추 신종자 개발 기술 

3. 기대효과

◦ 벼는 세계 생산량 1000 조원, 한국 7,5 조원의 방대한 시장임.

◦ 주요 식량 중 벼가 가장 균형된 영양가를 가져 서구사회에서 건강식품으로 간주하는 경향이 증가되고 있음. 가공식품 시장이 팽창할 것으로 전망됨.

◦ 고추 및 배추는 각각 1조 이상의 내수시장이 있음.

◦ 고추와 배추를 주된 재료로 하는 국제적 김치 시장 증대.

◦ 국민 건강 증대 및 국가 의료 재정에 기여

◦ 농업 강국 기반 조성 및 농촌의 경쟁력 강화에 의한 사회 안정

◦ 농산물 수입 감소 및 수출 증대에 기여

◦ 소비자 취향에 맞는 음식문화 형성에 의한 삶의 질 향상

◦ 식품관련 기업 활성에 기여 

39. 복합기능 소재 기술

1. 기술개요

◦ 21C는 통신 및 정보전자 산업의 발달, 마이크로 가공 기술과 새로운 지능형 재료의 출현으로 기계 시스템은 스스로 자신의 상태를 감지(Monitoring/Sensing)하고, 스스로 검진(Diagnosis)하여 처방/제어(Control)하는 기계 시스템의 인간화가 급속히 이루어 질 것으로 예측됨.

◦ 미국에서도 복합기능 나노소재(지능형 나노소재) 기술의 중요성을 인식하고 정부주도(DARPA, ARPA) 하에 막대한 연구지원을 하고 있으나, 아직은 조직적 시스템 연구보다는 단위 소재, 부품 차원에서 이루어지고 있고, 연구 차원을 크게 벗어나지 못하고 있는 실정임.

◦ 본 기술의 성격상 응용분야가 매우 광범위하고, 차세대 기계 및 전자산업에 중요한 기술을 제공하기 때문에 이에 대한 원천기술 및 권리의 확보는 국내 기술력의 견인차 역할을 할 것으로 사료됨.

2. 주요 연구개발 내용

□ 연구개발 목표

◦ 1단계(3년) : 복합 기능소재 및 신개념 소재 개발

◦ 2단계(3년) : 단위부품 설계 및 부품화

◦ 3단계(4년) : 시스템 integration 및 상용화

□ 주요 연구내용

구성기술	연구내용
운동/위치 지능형 복합 기능재료	초정밀 제어 및 초소형기계의 nano scale의 미소변위용 복합 기능성 재료의 개발 및 system의 구현을 위한 기술
극한 환경제어용 복합 기능재료	극저온 또는 초고온 등 극한환경 제어용 기능재료(경사기능재료 포함) 및 시스템 개발
환경제어/관리용 복합 기능재료	대기/수질/토양 등을 포함하는 환경오염 현황 및 작동 상태를 감지할 수 있는 재료 및 시스템 개발
자기 치유-환경 적응형 복합기능재료	살아있는 생물과 같이 파손 정도에 따라 자신의 구조를 변화시키며, 치유하고, 수명이 다 되었다고 판단되면 우아하게 은퇴하는 재료 및 시스템 기술
신기능 지능형  재료	기존의 재료와는 개념이 다른 기능재료, 즉, 광이나 음성을 새로운 신호원으로 작동 가능한 지능형 재료의 개발

3. 기대효과

◦ 미국에서도 정부 주도로 막대한 연구지원을 하고 있으나, 아직은 조직적 시스템 연구보다는 단위 소재, 부품 차원에서 이루어지고 있어 상품화는 극히 제한된 일부 요소부품에 치우쳐 있음.

◦ 부분적으로 이루어지고 있는 분야별 시장동향은 크게 다음과 같이 분류할 수 있음.

- damping and low control: $ 23 bil. (기존제품의 대체시장)

- ceramic actuator and system: $ 10 bil. (2000년)

◦ 반도체 제조산업 및 고속전철 등 한계상황 극복

- DRAM Electron Beam writing 기술 : 진동에 의한 선폭 한계를active micro-vibration control system을 이용하여 1/3로 감소(Gb 이상의 DRAM lithography 가능)   

- 고속전철의 속도의 한계 극복 :350 Km/h --> 400 Km/h(active suspension control 적용 개발 중, 프랑스) 

40. 수소에너지시스템 기술

1. 기술개요

◦ 수소는 무공해 청정 대체연료로서 연료전지 등에 활용, 직접 전기를 생산할 수 있을 뿐만 아니라 에너지 운송수단으로 사용할 수도 있는 등 기존 에너지체제에 적용이 가능하므로, 수소라는 청정에너지(clean energy) 이용 활성화는 장차 국가발전 뿐만 아니라 인류의 지속적인 생존에 중요한 의미를 갖는다.

◦ 수소에너지 중심사회 구현에 필요한 수소에너지 제조․저장․이용기술 개발을 통하여 현재의 에너지체제에 적용함으로서 무공해 사회를 현실화할 수 있는 기술로 정의할 수 있다.

2. 주요 연구개발 내용

□ 연구개발 목표

◦ 수소제조 기술

- 물 및 대체에너지원을 활용한 수소제조기술의 모듈화/시스템화

- 천연가스 활용 수소제조기술의 저가화/모듈화/시스템화

◦ 수소저장/수송기술

- 수소에너지 고밀도 저장을 위한 기술 및 interface 개발

◦ 수소에너지 이용/안전/시스템화 기술

- 수소에너지를 이용한 발전 및 동력발생 기술 확립

- 수소누출 검지 센서 및 안전제어 기술

- 수소에너지시스템화/인프라 기술

□ 주요 연구내용

◦ 열화학적 물분해 수소제조기술

◦ 생물학적 방법에 의한 수소 제조기술

◦ 광촉매를 이용한 물분해 수소 제조기술

◦ 물 전기분해 수소 제조 고효율화 기술

◦ 천연가스 활용 수소제조 효율화/저가화

◦ 고압기체 및 저온액체 수소 저장기술

◦ 수소저장합금을 이용한 수소 저장기술

◦ 나노재료를 이용한 수소 저장기술

◦ 고효율 수소연소기관 발전 시스템 기술 개발

◦ 수소연료 동력시스템 이용 기술

◦ 수소인프라 기술

◦ 수소검지/안전 기술

3. 기대효과

◦ 수소시장 규모는 산업용만으로도 세계시장 240억$, 국내유통량기준 300억원 수준이나 에너지용도로 사용한다면 천문학적 수치에 이를 것임

- 수송용 에너지(원유 기준)의 1%만 적용한다 해도(2012년 원유 필요량 388백만 배럴 추산) 4백만배럴의 원유 수입 저감

◦ 산업용 수소는 2000년 현재 66억 N㎥/년 수준으로 자가 공급용이 대부분이며, 본 기술 개발시 우선적으로 중소규모의 수요처를 대상으로 수소 공급 가능함

◦ 유기성 폐자원 및 폐수 처리장 발생 메탄가스 생산공정을 수소가스 생산공정으로 대체할 수 있는 기술 확보

◦ 가시광선에 활성을 지니는 광촉매의 제조기술 확립 및 특성분석 기술발전 및 고급산화 환경정화기술에의 파급효과, 저가의 차세대 태양전지인 태양광 전기화학전지의 획기적 전환기 제공

◦ 수소저장기술 및 이용기술의 개발로 청정에너지 공급체계 도입 가능

◦ 화석연료 사용 최소화 및 에너지 생산으로 에너지 강대국 입지 강화

◦ 지구온난화의 주요원인 이산화탄소의 저감기술에 적용함으로써 환경비용의 저감 효과 및 쾌적한 경제생활 기대

◦ 일사조건이 좋은 국가로의 기술수출로 경제적/산업적 이익 예상

41. 환경복원기술

1. 기술개요

◦ 환경복원기술은 대상지역 및 오염물질을 중심으로 유해화학물질 오염지역 현장 복원기술, 불량매립지 환경시스템 복원기술, 폐광산 자연환경 복원기술, 미래형 호소/하천 수계 정화기술, 연안 오염퇴적토의 복원기술 등 5개의 중점영역으로 구성됨

2. 주요 연구개발 내용

□ 연구개발 목표

◦ 최종목표

- 미래형 오염환경 복원 핵심기술 개발 및 실용화

- 선진국 수준의 환경복원 기술경쟁력 확보

- 한국형 환경복원 및 정화기술의 정립

- 오염물질별 저비용 현장복원기술 확립

- 미래형 현장관측 및 복원 모니터링기술 개발

◦ 단계별 목표(전 기간 10년내)

□ 주요 연구내용

◦ 자연정화법을 이용한 토양 및 지하수 현장 복원기술

◦ 물리화학 기술결합형 토양-지하수 복원기술

◦ 불량매립지의 안정화 기술     

◦ Reactive barrier를 이용한 오염물질 확산 차단 기술

◦ 중금속 고형화/안정화 기술       

◦ 자연형 수변 정화 기술    

◦ 호소/하천 퇴적토 현장 안정화 기술

◦ 해양환경 복원기술

◦ 수계오염사고시 즉각대응 및 오염확산 방지기술

◦ 토양환경 오염물질 분해반응 메카니즘 규명기술

◦ 자연정화 속도예측 모델링기술

◦ 토양 오염물질 생물학적 분해 촉진기술 

◦ 다층/다매체 환경위해성 통합 평가기술

◦ 불량매립지 오염물질의 거동예측 및 용출 모델링기술

◦ 투수반응벽체(PRB)용 저비용 반응매질 제조 기술

◦ 광종별 오염물질 존재형태 규명 기술

◦ 물-암석 상호반응(Water-Rock interaction) 모델링연구

◦ 수변정화 메카니즘 규명기술

◦ 수계환경시스템에서의 오염물질 순환 싸이클 추적기술

◦ 연안 퇴적토중 악성 오염물질 형태별 고감도 분석기술

◦ 연안 퇴적토중 오염물질의 거동 추적기술

◦ 갯벌/습지의 자연정화능력 평가기술

◦ 수계누출 오염물질의 장기적인 분해 및 거동추적기술

◦ 인공위성 원격탐사에 의한 수질오염 광역감시 기술

3. 기대효과

◦ 환경복원기술은 자연생태계 관리측면에서 생태계의 터전이 되는 토양과 지하수를 오염으로부터 지속 가능한 자연상태로 유지하고 보전함으로써 국민들의 ‘삶의 질’ 향상에 기여

◦ 여러 가지 환경복원기술들에 대한 핵심요소기술들에 대한 집중적인 연구와 현장에 실제 적용 가능한 기술 통합적인 연구를 통해 환경복원 관련 차세대 기반핵심기술을 연구개발할 수 있는 전문분야별 연구인력과 현장기술 경험을 가진 현장인력을 양성

◦ 환경복원기술을 우리나라의 실정에 맞게 개발하는 사업을 통해 우리나라 환경복원기술의 기술수준과 기술 자립도 향상을 통한 환경산업 경쟁력 증대 및 시장규모 확대로 환경복원 관련 전문인력의 고용기회 창출

◦ 미래형 첨단복원 기술 확보로 저비용, 환경친화적 환경복원사업을 가능하게 하는 기술 및 산업적 인프라 구축 및 보급

◦ 한국형 환경복원 및 정화 기술의 정립으로 2010년 기준 매년 1조원 기술 대체효과 예상.

◦ 중국 및 동남아시아 시장이 2015년 이후 급성장할 것으로 예상되므로 환경복원 관련산업의 수출전략 산업화

42. 초미세공정 및 장비 기술

1. 기술개요

◦ “IT, BT, ET, RT, ST분야에서 신규 창출되는 극미세․극초정밀의 생활․산업용품을 제조하기 위한 기계적, 화학적 또는 물리적인 가공원리를 갖는 공정 및 장비기술과 공정관련해석, 설계, 제어, 측정, 조립기술의 총칭” 이다.  즉, 나노기술의 핵심분야인 나노공정, 장비, 재료, 소자기술을 유기적으로 연결하고, 기존 전통산업의 공통핵심기술과 물리, 화학, 생명, 전기전자 및 기계 메카니즘을 접목한 새로운 기술임.

2. 주요 연구 개발 내용

□ 연구개발 목표

◦ 최종목표

- 급속한 성장률을 지속할 것으로 예측되는 초미세가공장비 및 요소기술을 선택적으로 독자 개발하여, 2012년 까지 기계장비 전체의 세계시장 점유율을 8%이상 달성(현재 4% 수준)하고, 10nm에서 100nm이하의 형상을 구현할 수 있는 초미세 공정 및 장비기술 개발

◦ 단계별 목표

□ 주요 연구내용

◦ 접촉식/비접촉식 Lithography기술 개발

- 10㎚ 점/선 구현을 위한 원천기술 및 10㎚ 그루브 형성기술 개발

- 10㎚이하 초미세 액적제어 및 100x100 이상 점/선 Nano Inking기술

- 터보분자펌프 및 고진공응용기술

◦ 초미세장비 구조설계/제작기술 개발

- 대면적 Panel의 고속노광시스템기술 : 수율 95%이상

- 반도체용 고속노광시스템기술 : overlay 정밀도 5nm이내, throughput 80wfs/hr

◦ 초미세장비 운동요소 설계/제작기술 개발

- 초정밀/초미세 고속 스테이지설계/제작기술 개발

◦ 고속/초미세 구동기술

- 분해능 0.1nm 속도 1m/s 구동기술

◦ 나노구동, 정렬기술 및 나노조작기술

- 수㎜～수㎚광대역 Hybrid 제어기술개발

- 10～100㎚부품 조작 및 인식기술

◦ 계면 혹은 표면의 나노구조화 기술

- 미크론 소재표면의 10㎚이하 나노구조화 기술개발

◦ 빔응용 pattern 가공 공정 및 요소기술 개발

- 양산 가공선폭 30nm이내, mask가공선폭 5nm이내

◦ 초미세장비 환경제어기술 개발

- 0.001^oC이내 항온cell기술

◦ 측정/분석기술

- 수평분해능 1㎚, 200x200㎛이상 대면적측정

◦ 모사기술

- 분자동역학 해석, 열통계, multi-scale 및 최적화 기술

3. 기대효과

◦ TFT-LCD, PDP, 반도체 생산시스템, IT부품 제조시스템의 경우, 현재 약 360억$의 시장규모를 갖고 있으며, 향후 평판디스플레이, 디지털기기, 네트워크기기, 휴대기기 등의 시장확대에 따른 수요급증으로 연평균 20~30%의 신장율을 보여 2010년에는 약 2000억$에 시장에 이를 것으로 추정됨.

◦ 90년대 후반에 있어서의 메카트로닉스용 핵심부품 중심의 세계시장 규모를 보면 2000년 817억$이며, 2010년에는 1,500억$ 이상으로 형성될 것으로 전망됨.

◦ BT/IT/NT 등 실질적인 시장형성 및 초미세 가공시스템기술은 장비/공정기술 개발을 위한 원천기술로서 막대한 파급효과를 미치게 될 것임.

◦ 반도체메모리, display산업 등은 세계시장 경쟁력을 갖추고 있으며, 수출의 약 1/3 정도를 차지할 정도로 국내경제에 미치는 파급효과가 막대한 기술시장임.

43. 차세대 분석/특성평가기술

1. 기술개요

◦ 21세기의 기능 소자는 전통적인 유기/무기물을 기반으로 하는 단계를 지나 크기 감소에 따른 나노기술(NT), 단백질응용기술(BT)등 더욱 소형화되고 있으며, 차후 분자크기 수준에서 작동하는 소자가 탄생할 것으로 기대됨. 이러한 초극미세의 새로운 신물질의 물리적 그리고 화학적, 구조적 특성을 분석하기 위한 분석 장비의 개발이 필수적임.

◦ 현재 BT, NT 기술 경쟁력 확보에 필수적이며, 신산업 창출과 NT, BT 산업을 견인할 수 있는 breakthrough 기술로서,  나노미터(nm) 나아가서 sub-나노미터 수준의 극미세 영역에서 측정분석 가능한  분석법 및 분석장비 기술을 확보함.

2. 주요 연구개발 내용

□ 연구개발 목표

◦ 최종목표

- 나노수준의 분석/특성평가에 필요한  측정 분석장비 핵심요소 기술과 차세대 분석 장비를 개발

- 고감도 고효율 전자빔․이온빔 분석장비 기술 개발

- 정밀도, 분해능, 사용 용이도, 활용도 개선  차세대 SPM 기술 확보

- 다기능 X-선 분석기기 기술 확보

- 대용량 분석 데이터 획득용 초고속 바이오 분석기술 및 장비개발

- In-vivo 생체 측정 분석기기 기술 개발

□ 주요 연구내용

◦ 복합적 첨단기능 SEM/TEM 개발 기술

◦ 다기능 X-선 분석기 기술

◦ 차세대 고분해능 질량 및 생화학  분석장비 기술

◦ 이온렌즈. 자기렌즈를 이용한 전자 및 이온 제어 기술

◦ 고감도, 고분해능용 mass filter 설계, 가공 및 제작기술

◦ 장비용 재료 기술, 전산모사를 통한 설계기술

◦ 초고진공 시스템 설계 및 제작기술, 진공부품 소형화 기술

◦ 영상이미지의 최적구현 및 분석기술

◦ 초정밀 전원 공급 및 제어 기술

□ 단계별 목표

3. 기대효과

◦ 첨단 분석/평가기술확보와 분석기기들의 개발이 완료됨으로서 분석기기 제작기술의 자립과 관련 핵심기술의 파급에 의한 다른 종류의 첨단기기 개발능력이 확보됨

- 국산 분석기기의 사용에 의한 첨단분석능력의 자립

◦ 개발된 기술들은 벤처 중소기업들을 탄생시키고 첨단분석기기의 국산화를 통하여 국내에 10억 달러 이상의 수입대체 효과를 가져옴

◦ 벤처기업에 의한 새로운 성능의 분석기기 개발은 현재 500억 달러 규모의 세계시장에 진출하여 수출기업으로 성장

44. 지능형로봇(인공지능/지능로봇)기술

1. 기술개요

◦ 지능로봇이란 기계, 전자, 정보, 생체기술을 이용하여 만든 로봇으로서, 인공지능 기술을 이용하여 인간을 지원하고, 인간이 하기 힘든 상황에서의 일을 대신하거나, 인간에게 육체적, 정신적인 안정감을 줄 수 있는 로봇을 말한다.

◦ 지능로봇의 용도범위

- 생활지원용(오락, 교육, 가정, 청소, 사무 등)

- 생산지원용(공업, 농업, 건설, 광업 등의 산업용)

- 의료복지용(수술, 장애인/노약자 보조, 간호 등)

- 특수임무용(재난구조, 국방, 원자로 유지보수, 해저/우주탐사 등).

◦ 지능로봇의 기능

- 이동/보행 기능 및 자율/원격 조작 기능을 가짐

- 오감 및 감성정보의 처리, 환경의 이해 등의 능력

- 인간의 행동을 이해하고 모방할 수 있는 능력

- 인간-로봇 인터페이스 및 IT와 연계된 기능을 갖는 지능로봇.

2. 주요 연구개발 내용

□ 연구개발 목표

◦ 최종목표

- 환경의 인식, 정보의 획득, 지능적 판단, 자율적인 행동 등을 통해서 인간을 지원하고, 어려운 상황에서 인간을 대신하거나 특수한 작업을 수행하는 지능로봇을 개발함.

◦ 단계별 목표

□ 주요 연구내용

◦ 자율 이동/보행 기술

◦ 로봇동작과 조작행위를 위한 자율/원격 제어 기술

◦ 지능형 매크로/마이크로 조작 기술

◦ 개방형 실시간 분산제어 시스템 및 로봇운영 시스템

◦ 시각 및 촉각 정보 처리 기술

◦ 음성인식/합성 및 감성인식/표현 기술

◦ 에이전트 기술 및 인간사고 모방 학습/추론 기술

◦ 기계 및 전자 기술 (기계부품, 센서, 메커니즘 기술)

◦ IT 기술 (인간-로봇 인터페이스 기술)

3. 기대효과

◦ 2020년, IT는 5조 4,500억 달러, BT는 1조 달러, RT는 1조 4,000억 달러로, RT의 2000～2020년 사이의 연평균 성장율은 약 18%를 상회할 것으로 예측하고 있음.

◦ 21세기 중에 로봇시장의 규모는 자동차산업 규모를 상회할 것으로 예측되고 있음.

◦ 21세기 인간생활 패턴의 변화에 로봇은 중요한 역할을 할 것으로 예측됨

◦ 향 후 고령화시대에, 의료/복지용 로봇이 큰 기여를 할 수 있음

◦ 21세기에는 여유와 풍요 속에 개인주의로 더욱 심화될 수 있는 인간고립화에 대응하여 정신적 안정을 위한 생활지원용 로봇 등은 이미 출시되고 있음

◦ 기존의 생산지원 로봇도 지능의 향상으로 더욱 발전하고, 특수임무용 로봇, 또한 향 후 주목될 것으로 전망됨

45. 무인항공기(지능형 무인비행체시스템)기술

1. 기술개요

◦ 무인비행체 시스템 기술은 공기 시스템의 실용화를 거치면서 시스템 기술의 민수 시장 전환과 기존 항공교통관리 체계 내의 통합 등을 통한 민수용 무인항공기 시스템 시장 확산을 꾀하고 있음䊐ььΧʔꘘ

◦ 선진국의 경우 군수용 무인항공기 시스템의 실용화를 거치면서 시스템 기술의 민수 시장 전환과 기존 항공교통관리 체계 내의 통합 등을 통한 민수용 무인항공기 시스템 시장 확산을 꾀하고 있음

◦ 유인항공기가 수행할 수 없는 고고도에서 수개월 동안의 체공, 인명 손실을 초래할 수 있는 위험 임무 수행, 작은 기체로서 유사 임무 수행 등의 새로운 용도 활용과 성능향상을 위한 연구개발이 경쟁적으로 진행되고 있음

◦ 지능형 무인비행체 시스템기술은 정보통신, 정밀기계, 엔진, 전자, 컴퓨터, 부품소재 등 첨단관련 산업이 복합된 무인비행체의 지능적 자율성을 높이기 위한 비행체 시스템에 대한 기술로서 미래 무인항공기가 갖추어야 할 전략기술임

◦ 국가 안보에 필수적인 첨단 무기체계로서 자립능력을 갖추어야 하는 분야이며 미래지향적이고 산업에 미치는 기술 선도 효과가 커서 세계적 수준에 도달해 있는 국내 전자, 통신 및 컴퓨터 기술 분야의 시너지 효과를 기대할 수 있음 

2. 주요 연구개발 내용

□ 연구개발 목표

◦ 최종목표

- 무인 비행체에 탑재체, 데이터링크, 운영 시스템, 임무계획통제, 정보처리등 각 분야의 시스템 요소와 지능형 기술을 유기적으로 종합한 지능형 무인비행체 시스템을 개발함

◦ 단계별 목표

- 1단계 (2003～2007년)  : 지능형 무인 비행시스템의 핵심요소기술 개발

- 2단계 (2008～20012년) : 지능형 무인비행 시스템을 탑재한 무인비행체 및 유․무인기 복합운용에 따른 항공안전기술 개발

□ 주요 연구내용

◦ 고성능 비행체 기술

◦ 소형/초소형비행체기술

◦ 데이터 링크 기술

◦ 임무계획통제 기술

◦ 지능형 시스템기술 개발

3. 기대효과

◦ 2000년 기준 세계 무인기 시장 규모는 약 24억 달러, 12.5%의 연평균 성장률을 보이고 있으며, 2012년 약 100억 달러의 총 시장 규모 예측됨. 최근에 대두된 전투용무인기 시장을 고려하면 더욱 커질 것으로 예상됨.

◦ 회전익기가 고정익기에 비하여 현재의 시장 규모는 작으나 향후 성장성 측면에서는 수직이착륙 능력 때문에 고정익기를 크게 능가할 것으로 예측됨.

◦ 군수용 무인기의 경우 향후 중고고도용 전술/전략 무인기의 비중이 늘어나고 군수용 고고도 장기 체공형 무인기 기술의 활용이 요구될 것임

◦ 무인항공기 통신 데이터링크 분야 요구에 의한 데이터 통신기술은 초고속 실시간 정보 제공, 고속 암호화, 영상의 압축 기술등의 기술로 발전할 수 있음

◦ 무인항공기의 운용과 관련하여 유․무인 항공기간의 공중충돌 방지, 복합관제기술을 통하여 항공기 운항안전성 향상 분야의 기술이 성장할 것임

46. 지능형 약물전달시스템 기술

1. 기술개요

◦ 지능형 약물전달시스템이란 약물전달시스템에 지능성을 부여하여 원하는 약물을 원하는 부위에 원하는 양을, 원하는 시간에, 환자에 불편함 없이 약물을 전달함으로써 약물의 생체 이용률을 극대화 시킨 반면, 부작용을 최소화 시키는 기술이다.

◦ 현재의 약물전달기술로는 원하는 약물을 원하는 부위에 정확히 전달 할 수 없기 때문에  약물은 체내의 모든 조직과 세포에 선택성 없이 작용함으로 부작용을 동반하고 약물의 효율성이 매우 낮다. 반면에, 약물전달체에 지능성을 부여하여 약물을 투여함으로써 암이나 유전병과 같은 불치병을 퇴치 할 수 있는 핵심기술로 떠오르고 있다.

◦ 지능형 약물전달 시스템은 세포와 상호작용 이용한 적극적 약물전달시스템 기술로서 지능성 약물전달 시스템의 핵심적인 요소는 표적지향성 및 자극 민감성 약물전달체의 개발이라 할 수 있다.

2. 주요 연구개발 내용

□ 연구개발 목표

◦ 혁신적인 DDS의 개발

- 새로운 지능성 약물전달체의 개발

- 새로운 기능 부가형 제제 개발

◦ 수반 기술 개발

- 기초 임상의학적인 약동학 관련 연구 개발

- DDS에 대한 비임상적 평가기술 개발

□ 주요 연구내용

◦ 혁신적인 지능성 전달체 개발

- 전달체 합성 기술

- 약물/전달체 합성 기술

- 약물/전달체 약동학적 기작 규명

◦ 전달체의 기능적 성상

- 물리 화학적 성질 규명 및 조절

- 생체내에서의 생화학적 거동 규명

◦ 약효 증진을 위한 전달체제 개발

- 가용화 기술

- 안정화 기술

- 생체물질(펩타이드 및 단백질) 약물 전달기술

- 약효 지속성 기술 개발

- 약물 표적지향성 기술 개발

- 자극 반응성 기능 부여

3. 기대효과

◦ 향후 의약시장의 방향은 환자들의 편의를 최대로 반영하고, 부작용이 최소화된 시스템으로서 지능성 약물 전달체 시스템을 들수 있으며 이에대한 요구가 국내외로 급격히 요구되고 있다.

◦ 예로서 기존의 제제기술 수출로 인한 기술료를 살펴 보면 동아제약의 이트라코나졸의 경우 초기 기술료 600만 달러, running royalty 순매출액의 3-5%(예상액수 10억원)이고, 한미약품의 싸이클로스포린의 경우 초기 기술료 3백만 달러와 추가 기술료를 10년동안 6천만달러등으로 이를 국내 제약산업의 총매출액 4조의 3%에 해당하는 규모로 이는 국내 제약사가 일년 동안 얻게되는 순수익에 해당되는 액수이다. 또 미국 Federal Trade Commission이 2002년 7월 발표한 “Generic Drug Entry”에 발표된 제제기술 이전에 의한 예상 수익을 보면, 기존제품의 시장규모가 1조원이고 기술이전후 기존제품의 독점기간 만료일까지 2년이 남아있을 경우 초기 기술료로 1500억원으로 책정하고 있다. 이는 국내제약사의 1년 순수익에 해당하는 규모로 초일류 제제기술개발로 세계시장에 진입할 경우 획득하게 되는 그 경제적 이익 규모를 가늠하게 한다.

◦ 향후 의약시장의 주요 흐름이 될 항암제, 단백질의약품, 유전자전달, 조직 공학의 핵심기술은 지능형 의약전달 시스템이 될것임이 자명하다.

◦ 따라서 본 과제에서 추진되는 혁신적인 DDS의 경우 그 응용성 및 범용성에 비추어 위에 열거된 시장성의 규모로 보아 그것이 국내외적으로 미치게 되는 경제적인 파급 효과는 신약개발로 인한 것과 버금갈 수 있다는 사실을 보여주고 있으며 우리나라과 같이 신약개발에 열악한 환경을 갇고 있는 상황에서는 DDS 개발이 얼마나 중요한 가를 드러내고 있다. 더 나아가서 혁신적인 DDS는 기존 약품의 generic으로서의 대체약품만을 개발하는 것이 아니라 신약개발을 선도하는 약물전달체로서 자림 매김 할 수 있기에 세계적인 DDS 전문업체인 Elan, Alza, Andrx와 같은 선도그룹에 도약할 수 있는 기회를 갖게 되는 것이다. 그리고 이들 세 업체의 3조원에 이르는 2000년도 매출 규모는 현 국내 제약산업의 총매출 규모와 같다는 사실은 혁신적인 제제기술이 가져올 수 있는 경제 규모가 얼마나 큰지를 보여 준다.

47. 유전자 치료 기술

1. 기술개요

◦ 유전자치료는 유전자 이상발현으로 야기되는 난치병을 치료하기 위하여 세포내에 유전자 기능을 정상화시켜 치료효과를 달성하고자 하는 것이다. 치료 대상 질환은 대부분의 유전 질환, 각종 악성 종양, 심혈관 질환, 자가면역 질환, 일부 감염 질환 등 현 치료방법으로는 근원적 치료가 어려운 난치성 질환들이다.

◦ 인체 게놈 프로젝트의 완성으로 29억개의 염기로 이루어진 모든 유전자들의 염기배열이 밝혀졌으며 이를 기초로 기능이 밝혀지고 대다수 질환에서 원인 유전자가 규명됨으로써 암, AIDS등 난치성 질환에서 이들 유전자의 역할과 기능 이상이 밝혀지고 있다. 따라서 세계는 인체질환을 유전자 수준에서 진단하고 치료할 수 있는 유전자치료 시대로 진입하고 있는 것이다. 그러므로 유전자치료제의 개발이나 활용은 의학혁명의 핵심분야가 될 것이며 제약산업을 고부가가치산업으로 한 단계 더 발전시킬 것이다.

◦ 따라서 우리나라도 기능성 유전체 연구와 바이오인포메틱스를 활용한 유전자치료 연구 분야에 정부의 적극적인 주도하에 산학연에서 집중적인 연구, 투자가 이루어진다면 선진국과 충분히 경쟁할 수 있는 틈새시장분야를 찾아내어 새로운 산업성장엔진으로 기여할 수 있을 것으로 판단된다.

2. 주요 연구개발 내용

□ 연구개발 목표

◦ 과거 10년 동안 개인 연구실 수준으로 운영되고 있는 유전자치료 연구시설을 목표 질환 및 유전체 전달 시스템에 따라 전문화되고 GMP 수준의 유전자치료제를 확대, 공급할 수 있는 국가 유전자치료연구센터로 발전시켜, 유전자치료연구의 임상적용을 활성화 시킬 수 있는 계기를 만들고, 이 분야를 산업적으로 성장시킬 수 있는 기회를 확보함을 목표로 한다.

◦ 최종목표

- 각 센터는 임상적으로 이용 가능한 GMP 수준의 유전자 전달체(벡터)를 개발 생산 보급함

- 유전자 치료벡터의 대량생산 및 정제 기술 개발함

- 유전자 치료벡터의 Q.C. system 개발하여 안전성과 효용성을 확보함.

□ 단계별목표 및 주요 연구내용

단계	연  구  목  표   및  주 요 연 구 내 용
1단계 (1-3년)	■국가유전자치료연구센터 설립 및 운영방안 확립 ■전략적 대상질환 및 벡터개발 전략 확립 ■유전자치료제 생산에 적합한 GMP설치 기준 및 기술개발 ■목표 질환별 유전자치료소재 발굴    - 질환관련 유전자의 대량발굴 및 유효성 연구    - 질환별 치료소재 유전자 database(DB) 구축    - Functional genomics 와 Bioinformatics를 이용한 치료목적의 유전자기능 조절에 적합한 세포신호전달체계 연구
2단계 (4-6년)	■소재 유전자의 효능성 연구    - 질환별 세포주 및 동물모델개발    - 세포주 및 동물모델을 이용한 치료소재의 효능성 검증    - 독성 및 안전성 조사 시스템 개발 ■질환특이적, 고효율 차세대 벡터 개발    - 고효능성 Adeno, Adeno associated, retrovirus 벡터 개발    - 고효능 무독성의 전달물질 개발    - 질환특이적 발현 벡터 개발
3단계 (7-9년)	■유전자치료벡터의 대량생산 및 정제 시스템 개발    - 효율적 packaging cell lines 의 개발    - Bio-reactor등을 이용한 대량생산 시스템 개발    - FPLC, HPLC, membrane등을 이용한 대량정제 시스템 개발 ■생산된 치료벡터의 QC system 개발    - Sterility, 제조수율, endo-toxin 조사 방법 개발 및 시스템화    - 역가조사 방법의 단순화 및 정밀화    - 다양한 제조벡터의 보관을 위한 Bank화
4단계 (10년- )	■전.임상 연구적용 및 산업화 ■유전자치료제의 산업적 생산 기지 설립(전국4개)

3. 기대효과

◦ 유전자치료의 시장은 매년 빠르게 증가하고 있는바 효율적 운영으로 고부가가치의 유전자치료제를 개발/축적함으로써 가까운 미래(약 5-10년 후)에 닥치게 될 외국 제품의 국내시장 독점에 대비하여 국내 자생력을 키우는데 노력을 기울여야 할 것이다. 현재 1인당 유전자 치료비가 15만불로 추정되는바 단순히 수입하여 치료한다는 것은 거의 불가능하다. 또, 이미 human genome project가 완성되어 감염성질환을 제외한 거의 모든 인체질환의 유전자적 접근이 가능해졌고 이에 기초한 유전자치료법은 매우 보편화될 전망이다. 관련 산업 전문기관에 따르면 2010년까지 시장규모는 4000억 달러이상 커질 것이다. 즉 현재는 유전자치료 분야가 암등 난치병과 성인병치료 위주이지만 앞으로는 많은 질병들이 새로운 시장을 형성할 것이다. 이것은 genetic testing 및 genetic counselling과 더불어 예방의학의 새로운 장을 형성하는 동시에 산업적 전기를 마련하게 될 것이다.

48. 바이오칩 기술

1. 기술개요

◦ 생물학적 활성을 갖고 있는 생체분자를 고체상태의 소형박막에 고밀도로 부착, 반도체칩 형태로 제작하여 생명현상을 규명하며 신약개발 및 질병의 조기진단 등에 활용되는 기술.

◦ 기능별로는 DNA나 단백질 등의 생체분자를 일정 간격으로 결합시켜 놓고 분석대상물질을 처리하는 마이크로어레이칩과 미량의 분석대상 물질을 흘려보내서 분석하는 바이오플루이딕스칩이 포함됨.

2. 주요 연구개발 내용

□ 연구개발 목표

◦ 최종목표

- 초고속 분석․스크리닝(HTS) 및 질병진단․모니터링 등을 위한 차세대 바이오칩 기술개발

◦ 단계별 목표(전 기간 10년내)

1단계 (2004 ~ 2007)	차세대 마이크로어레이칩 및 바이오플루이딕스칩 기반기술 개발
2단계 (2007 ~ 2010)	HTS 및 진단용 바이오칩 응용기술 개발
3단계 (2010 ~ 2014)	바이오칩 시스템 통합기술 및 e-health용 바이오칩 개발

□ 주요 연구내용

◦ 바이오칩 컨텐츠 개발

- 바이오칩용 수용체 개발기술

- 질병진단을 위한 표적생체분자 발굴기술

- HTS용 표적생체분자 발굴기술

- 고활성, 고감응, 고안정 생체분자 개발기술

- 바이오칩용 생체분자 조작 및 단백질 공학기술

- 진단 및 HTS용 바이오컨텐츠 설계기술

◦ 바이오칩 제작기술

- DNA, PNA, 항체, 앱타머(aptamer), 리간드, 세포 등의 고효율 고정화 기술

- 바이오칩 제작을 위한 표면화학기술

- 생체물질의 Self-assembled monolayer 형성 기술

- 생체물질의 초고집적 어레이(array) 기술

- 바이오패터닝 기술

- 극미량 바이오유체 처리 및 제어 기술

- MEMS/NEMS, 레이저 가공, 나노-엠보싱 기술 등을 활용한  바이오칩 소형화 기술

- 어레이, 바이오플루이딕스, 센서 집적화 기술

◦ 바이오칩 측정기술

- 광학, 전기화학 등을 이용한 극미량 생체물질 상호작용 검출기술

- 항체, 효소, DNA 등 생체분자 반응신호의 증폭기술

- 나노입자, 나노튜브 등의 나노기술과 기존의 광학적, 전기화학적 검출 원리를 혼합한 형태의 새로운 바이오물질 검출 원리의 개발

- SPM, FRET 등을 활용한 생체분자 상호작용 및 세포의 이미징 기술

- 바이오칩과 질량분석기, 분광기 등의 결합에 의한 바이오칩 반응 물질의 초고속 성분분석 기술

◦ 바이오칩 제품화기술

- Omics 연구용 프로테옴칩, 메타볼롬칩 등

- 초고속 신약 스크리닝용 단백질칩, 펩타이드칩, 당쇄칩, 세포칩 등

- 질병예측․진단용 DNA칩, 단백질칩 등

- 휴대형, 실시간 진단용 랩온어칩

- 미래형 e-health용 바이오칩

- 바이오칩 시스템 통합기술

- 바이오칩 제품기술 표준화

3. 기대효과

◦ 현재까지의 바이오칩 시장은 연구용도가 대부분을 차지하고 있으나 향후 바이오칩이 일반인의 질병진단용으로 활용될 경우 의료진단시장(2백 5십억불, 2003)의 대부분을 점유할 수 있음

◦ 바이오칩을 활용한 신약개발 및 질병조기진단에 의해 보건의료 및 국민 삶의 질 향상에 크게 기여할 것으로 기대됨

◦ 바이오칩기술은 생물, 전자, 물리, 화학 등 다양한 학제간의 융합을 필요로 하므로 융합기술 분야뿐만 아니라 경쟁력 있는 기초과학인력 양성이 기대됨

◦ 바이오칩기술은 대상시장으로 하는 제약산업, 보건의료산업 분야와 함께 하드웨어 및 소프트웨어 시장과 관련된 기계, 전자, 화학, 정보통신 산업 분야에 확대되어 고용창출의 시너지 효과가 매우 높음

◦ 바이오칩용 생물 컨텐츠 생산․공급 및 차세대 바이오칩 제작․공급 인프라 구축을 통한 국가바이오 연구 지원 및 국책 생명공학 연구사업 실용화 촉진

◦ 국내 제약 산업의 신약개발 지원을 위한 바이오칩 기반 초고속 분석․스크리닝 센터 설립

49. 면역기능제어기술

1. 기술개요

◦ 선천성면역반응은 병원균 침입 초기에 병원균을 외부물질로 인식하고 병원균에 대항하여 면역반응을 작동시키는 중요한 기능을 수행하기 때문에 바이러스 및 병원균 침입 초기 면역반응 시스템을 응용한 면역기능제어 기술개발이 요구된다. 또한 면역체계의 조절은 다양한 종류의 면역세포간의 정보전달에 의해 이루어지므로 각 면역세포간의 상호작용과 세포간 communication 조절물질에 발굴에 근거하여 면역반응 network 구성 및 면역기능을 조절하는 기술을 개발해야 할 것이다. 인체 면역기능의 항상성 (homeostasis) 유지 및 병원균의 침입에 저항하는 면역체계의 핵심요소인 관련세포들의 분화와 성숙에 관여하는 다양한 조절인자 및 작용메카니즘 규명을 통하여 면역기능을 제어하는 기술을 개발한다.

2. 주요 연구개발 내용

□ 연구개발 목표

◦ 최종목표

- 면역기능제어기술 개발을 통해 면역성 및 난치성 질환 치료의 원천기반기술 개발

- 면역반응 항상성 유지 기술을 토대로 한 자가면역질환, 바이러스성 질환관련 면역기능제어기술 개발

- 조혈세포 및 면역세포의 분화, 성장제어기술 연구에 기초한 혈액성 및 퇴행성질환 치료기술 개발

◦ 단계별 목표(전 기간 10년내)

□ 주요 연구내용

◦ 선천성면역시스템이 병원균을 인식하고 초기 면역반응을 작동시키는 메카니즘 연구에 기초한 면역기능제어기술개발을 통해 암, 천식 및 아토피성피부염 등의 알러지성 질환, 바이러스성 질환 등을 치료하는 원천기술을 개발한다.

◦ 분자 및 세포 수준에서 면역조절 메카니즘 이해를 통해 류마티스성 관절염, 제1형 당뇨병, 다발성경화증 등의 자가면역질환 및 암과 AIDS 등의 난치병, 그리고 전염성 바이러스성 질환을 치료할 수 있는 면역기능제어기술을 개발한다.

◦ 조혈세포 및 면역세포의 분화 및 성장 제어기술 연구를 토대로 AIDS, 백혈병, 빈혈 등의 혈액성 질병, 선천적 대사성 질환, 자가면역질환에 의한 퇴행성 질환인, 낭창, 당뇨, 관절염 등의 치료기술을 개발한다.

3. 기대효과

◦ 현재 면역기능제어조절을 위해 개발되고 있는 주요 물질은 싸이토카인, 성장인자, 면역활성화제, 면역억제제, 백신 등이 주종을 이루고 있으며, 이들은 질병치료 효과와 더불어 매년 약 10% 이상의 매출증가 효과를 가져와 많은 선진국 제약회사들의 주요 전략상품이 되고 있다. 면역조절의 이상으로 발병하는 관절염 관련 의약품의 매출액이 미국의 경우 62억불 규모로 미국 의약품 시장의 5위를 차지하고 있다. 또한, 산업화에 의한 선진국형 질환인 천식 및 알러지성 비염의 시장규모는 2000년 기준 120억불에 이르는 거대시장이며, 환경문제 및 노인인구 증가로 연 20%에 가까운 지속적인 성장을 보이고 있다. UN에 따르면 지난 2000년 세계인구의 10분의 1이 60세 이상의 노인으로, 오는 2050년에는 노인 인구가 전체의 5분의 1이 될 것으로 전망하고 있다. 이러한 고령화 사회에 당뇨병 및 자가면역질환 등의 퇴행성 질환에 관한 면역기능제어조절물질 개발은 새로운 치료의 지평을 제시함으로써, 각종 질환에 대한 효율적인 치유를 가능하게 할 것이다. 미국의 당뇨병 환자는 1500만 명으로 집계되고 있고, 매년 80만에 이르는 새로운 환자가 발생함으로써 당뇨병에 의한 직간접적 비용이 980억불로 추정되며, 이에 따른 면역제어조절물질 개발은 막대한 이익을 가져올 것으로 기대된다.

◦ 바이오산업은 21세기 국가산업의 중추적 기간사업으로 그중 신약개발사업은 세계 정밀화학 산업의 3분의 2를 점유하고 있다. 특히, post-genome 시대를 맞이하여 난치성 질환을 포함한 다양한 질병을 치료하기 위해 인체의 자연적인 면역시스템을 이용한 신의약품 개발이 가속화되고 있으며, 향후 10년 내에 두 배 이상의 성장이 기대된다. 또한, 면역시스템의 기능제어조절 메카니즘 연구를 통한 신규 단백질 및 유전자 발굴은 한국 생명과학기술에 대한 인지도를 크게 상승시켜 선진국으로부터 연구개발비의 투자유입에 대한 부수적인 효과뿐만 아니라 국제적 위상의 향상을 가져올 것이고 이에 따라 관련연구 분야의 인력에 대한 확충 및 적극적 활용이 이루어질 것이다.