금년부터 전기차용 초고전압 GaN 전력반도체, 주사제 아닌 먹는 암치료 항체의약품, 96% 이상 하이니켈 이차전지, 탠덤 차세대 태양전지, 수소전소 터빈 발전시스템 등 도전혁신형 기술개발이 산업통상자원부(장관 안덕근, 이하 산업부) ‘프로그램형 연구개발(R&D) 사업’(프로그램형 사업(총 24개): 자동차, 에너지, 전자부품 등 산업별 환경 변화와 현장 연구수요에 신속하게 대응하기 위해 예산심사시 규모만 확정하고 연구과제는 부처가 자율 기획하는 사업)으로 추진된다.

  산업부는 금년 1~3월 프로그램형 연구개발(R&D)사업 1차 공고를 통해 세계 최초·최고수준의 기술개발에 도전하는 총 700여 개 과제를 선정한 바 있으며, 5월 중 총 228개의 도전·혁신적인 과제를 2차로 공고해 신속하게 지원하기로 하였다. 

  1차 공고 지원과제 중 ‘전기차용 고전압 GaN 전력모듈 기술개발’ 과제에는 세미파워렉스(주관)와 함께 현대차, 삼성전자, 서울대학교 등이 컨소시엄을 구성하여 참여했다. 1.2kV 초고전압 전력반도체 상용화 개발의 도전적 목표를 정부가 제시하자 국내 최고 대·중소기업과 대학이 드림팀을 구성하여 참여하는 등 혁신형 정부 R&D 사업이 국내 최고 연구자와 기업들의 협력을 촉진하고 있다.

  이번 2차로 공고될 과제는 모빌리티 분야는 1) 비·안개 등 악천후에서도 정확하게 볼 수 있는 자율주행 센서·카메라, 2) 96% 이상 하이니켈계 이차전지, 3) 메탄올 추진선 엔진 핵심부품 개발 등이 포함됐다.

  에너지분야에는 1) 기존 실리콘 기반 태양전지의 효율 한계를 뛰어넘는 탠덤 차세대 태양전지, 2) 세계최초 수소 인프라 연계 수소전소 터빈 발전시스템(50~100MW), 3) 액체수소 운반선 저장탱크용 진공단열시스템 개발 등을 지원한다.

  바이오 분야에는 1) 주사제 아닌 먹는 암치료 항체의약품, 2) 심혈관 질환을 예측·진단하는 웨어러블 기기 개발, 반도체 분야에는 데이터 취득이 어려운 제조 환경에 적합한 스몰 학습데이터 기반 온디바이스 AI 품질 검사 최적화 기술개발 등을 추진하고, 

로봇 분야에서는 1) 피부일체형 로봇핸드, 2) 인공지능 초미세(직경 0.8mm이하) 수술로봇 등을 개발한다. 

  오승철 산업기반실장은 “산업부는 프로그램형 사업을 통해 급격한 산업환경의 변화와 기업 수요에 대응해 투자의 적시성과 유연성을 높이고, 도전적인 기술개발 목표 제시를 통해 정부 연구개발(R&D)의 파급력을 높여나갈 것”이라고 밝혔다.

[프로그램형 사업 연구과제 예시]

1. 모빌리티 분야

<비·안개 등을 뚫고 볼 수 있는 차량용 센서 및 카메라 개발>

- (핵심 목표) 중장거리 대응(150m 이상) 단파 적외선 고출력 차량용 카메라 모듈 개발(세계 최고)

- (기술현황) 국내 완성차사 전방, 측후방 가시광선카메라를 적용중이나 안개·연무 인식 한계

- (과제내용) 악천후 조건에서 인식 성능 확보를 위한 단파적외선 고해상도 센서 및 모듈 개발

- (기대효과) 기존 가시광 카메라 대비 한계조건(안개/연무 등) 극복을 통한 자율주행 신뢰도 및 사회적 수용성 확보

2. 반도체 분야

<차량용 배터리 충전을 위한 1.2kV급 GaN 반도체 공정·소자·모듈 기술 개발>

- (핵심 목표) 1.2kV 고전압 GaN 전력반도체 소재/소자/공정 개발(기술 국산화)

- (기술현황) 전력반도체의 국내 수요의 90% 이상을 수입에 의존 중이며, 고용량 차량 배터리 충전을 위한 전력반도체 상용화 개발한 국내 업체가 없어 기술국산화 필요

-  (과제내용) 고용량 차량 배터리 충전용 화합물 기반 전력반도체 개발을 위한 소자 및 공정 국산화 개발과 충전기 전력변환 모듈 개발 및 평가

-  (기대효과) 전기자동차 배터리 충전 효율 증대 및 전력 손실 최소화로 전기자동차 주행 거리 향상, 충전 비용 절감 기대

전기자동차 배터리 충전 관리용 전력반도체

3. 바이오 분야

<주사제가 아닌 먹는 암치료 항체의약품 개발>

- (핵심 목표) 세계 최초 항체의 경구투여가능 제조기술의 개발 (세계 최초)

- (기술현황) 경구용(먹는) 치료제는 병원에 직접 찾아가지 않고도 환자 스스로 투약이 가능한 장점이 있으나, 현재의 기술수준은 탑재된 항체의약품의 흡수 효율이 매우 낮은 기술적 한계가 존재

- (과제내용) 주사제 형태의 항체의약품을 경구 전달이 가능한 제형 또는 약물전달시스템 개발을 통하여 복용편의성 및 낮은 흡수율을 극복하여, 실온보관이 가능한 맞춤형 고안정성 경구용 항체의약품 제조기술 개발 및 IND 신청을 통한 제품화 개발

- (기대효과) 기존 주사제를 대체하여 경제적인 경구제 제품화 기술 확보 가능

4. 로봇 분야

<사람 손 수준의 촉감과 조작능력을 가지는 피부일체형 로봇핸드 개발>

피부와 일체화된 로봇핸드

- (핵심 목표) 사람 손 수준의 파지 및 조작 능력을 갖춘 피부일체형 로봇 핸드(세계최초)

- (기술현황) 사람 손처럼 피부로 덮혀서, 촉각, 압력 등 다양한 감각을 가지는 피부의 기능을 포함시킨 핸드의 개발은 이루어지지 않음

- (과제내용) 사람 손 수준의 파지 및 조작능력을 가지고 인간피부와 유사한 전자피부가 부착될 수 있는 로봇핸드 메커니즘 및 사람 피부 수준의 촉각 센싱이 가능한 전자피부 개발 및 사람 수준의 고난도 작업 구현

- (기대효과) 다중감각 및 지능이 부여된 로봇핸드 기술 확보로 휴머노이드 로봇 및 다양한 로봇팔이 기존에 수행하지 못한 정밀한 작업 수준에 도달 가능

5. 에너지 분야

<페로브스카이트/결정질 실리콘 탠덤 차세대 태양전지> 

<</span>자세한 내용은 세라믹코리아 2024년 6월호를 참조바랍니다. 정기구독하시면 지난호보기에서 PDF를 다운로드 하실 수 있습니다.>