2010 산업원천기술로드맵 요약보고서(화학공정소재)keit.re.kr/FileFck/20100707_files/2010 산업원천기술... · 2010-07-05 · 본 요약보고서는 한국산업기술진흥원

2010 산업원천기술로드맵요약 보고서

- 화학공정소재 -

2010. 7

본 요약보고서는 한국산업기술진흥원 주관으

로 수립되고 있는 2010년도 산업원천기술로

드맵의 일부 내용을 발췌한 것입니다.

산업원천기술로드맵 전체 내용을 담은

‘2010 산업원천기술로드맵 보고서’는 오

는 8월 한국산업기술진흥원 홈페이지

(www.kiat.or.kr)를 통해 공개될 예정입니다.

목 차

Ⅰ. 화학공정소재 산업의 정의 및 범위 ··························· 3

Ⅱ. 화학공정소재 산업 동향 ··············································· 7

Ⅲ. 녹색화학공정 기술로드맵 ··········································· 50

Ⅳ. 인간친화형 소재 기술로드맵 ····································· 58

Ⅴ. Smart Green Plastic 기술로드맵 ···························· 67

Ⅵ. 융복합기능 세라믹스 기술로드맵 ····························· 74

한국산업기술진흥원(KIAT) 화학공정소재분야

❙3

Ⅰ 화학공정소재 산업의 정의 및 범위

1. 정의

○ 화학공정소재 산업은 일상 생활용품부터 자동차, 정보․전자산업 등에 기초

소재 및 핵심소재를 공급하는 핵심기반산업이며, IT․BT․NT․ET․ST 등

미래 성장동력 발전에 견인차 역할을 수행하는 국가기간산업임

- 산업분야는 화학원료물질, 생산공정, 화학제품 분야의 상호 연계로 이루어진

석유화학, 정밀화학, 화학신소재(폴리머, 세라믹) 산업으로 구성되어 있음

<그림 1-1> 화학공정소재 산업의 구분

2. 범위

○ 사회적․산업적 요구에 부응하는 신산업을 지속적으로 창출하여 연관산업과

동반성장하는 고부가가치 산업으로, 산업기술로드맵으로부터 시작하여 전략기

술로드맵, 통합기술로드맵, 그리고 통합기술청사진에 이르기까지 화학공정소

재 산업으로 추진중임

2010 산업원천기술로드맵 요약 보고서 한국산업기술진흥원(KIAT)

4❙

<표 1-1> 화학공정소재 산업 범위 및 역할

구 분 범 위 역 할

석유화학

납사 또는 천연가스를 원료로 에틸렌 등

기초유분과 이를 원료로 합성수지, 합성

섬유, 합성고무 및 각종 화합물을 제조하

는 산업

신수요산업(IT, BT, NT)의 하부구조를

형성하여 자동차, 생명공학, 정보통신,

항공우주 등 첨단산업의 발전에 크게

기여

정밀화학

석유화학으로부터 원료를 공급받아 정보

전자, 자동차, 에너지 산업 등에 도료, 접

착제, 염안료, 정보전자용 소재 등을 공급

하는 기술집약적 산업

다품종 소량 생산방식에 의해 공급되며

관련산업의 품질고급화와 신상품 개발

에 결정적 영향 제공, 이에 따라 국제

경쟁력 확보여부 결정

신 소 재

석유/정밀화학 원료를 새로운 제조기술로

신기능․고성능․다용도를 부여하여 반도

체, 디스플레이, 정보전자 등 신첨단산업

에 소요되는 소재산업

용도에 따라 구조․내열 고분자 신소

재, 정보․전자산업용 신소재, 에너지․

환경․의료 산업용 신소재 등으로 분류

○ 화학공정소재 산업은 특성상 전자, 자동차, 조선, 항공, 섬유, 건설 등 다양한

산업에 소재를 공급하는 핵심 기간산업으로 경쟁력이 약화되면 소재를 공급

받는 후방 산업의 경쟁력이 취약해져 국가경쟁력에 크게 영향을 줄 수 있음

○ 글로벌 환경과 기술 패러다임의 변화를 최대한 고려하여 원료 활용 극대화, 규

모의 경제 최대한 활용, 조업 정보화 및 최적화를 통한 에너지 비용 절감,

환경 부하 및 인건비 절감, 저렴하고 안정적인 원료 공급 확보, 촉매 및 분

리기술 등 신공정기술 개발, P2P 시너지기술, 그리고 공정고도화 등을 기준함

□ 석유화학

○ 석유화학산업은 양적 성장을 고려하는 동시에, 세계 글로벌 환경의 변화를

맞아 질적 성장을 함께 고려해야 하는 전환기적 시점에서 공정고도화의 중요

성이 부각되고 있음

○ 수요변화에 따르는 국내 트렌드 변화, 기술변화 전망, 글로벌 수요․생산․

수급․교역 변화, 글로벌 경쟁기업의 동향 분석, 경쟁력 수준 현황 및 전망,

주요국의 신증설 계획 분석 등을 통해 중점 분야를 선정하였음


❙5

○ P2P 시너지기술 및 P1 신공정기술 등 생산효율 향상 및 에너지 절감을 통한

기술 및 원가 경쟁력 강화와 EU REACH 등 환경규제 대응 및 고유가 강세

등에 효율적 대응책을 마련하는 척도가 가장 중요한 메가트렌드임

□ 정밀화학

○ 미국, 독일, 일본 등 선진국은 시장독점 및 기존시장의 유지를 위해 축적된 노하

우를 활용하여 고기능성 및 고부가가치 제품 개발에 치중하고 있음

○ 중국, 인도 등 후발개도국은 비교적 낮은 기술로 구성된 범용제품 위주로

가격경쟁력을 앞세워 세계시장을 공략하고 있으며 값싼 노동력과 느슨한 환

경규제 등으로 선진 화학회사의 기술제공에 의해 전 세계 정밀화학제품의 생

산기지화되어 다양한 정밀화학 원료가 생산되고 있음

○ 향후 정밀화학산업은 ITㆍBTㆍNT 등의 기술융합으로 응용범위가 무한할 것

으로 예상되며, 스텔스형 도료, 온도감응형 염료 등 새로운 산업분야에서 신

기능 제품에 대한 수요 창출이 기대되어 정밀화학제품의 고부가가치화가 더

욱 필요할 것으로 전망됨

□ 화학신소재

○ 신소재는 원료 물질을 기준으로 고분자, 세라믹 및 융 복합 소재로 대분류할

수 있으며 각 소재의 특성을 기준으로 구조․내열 기능재료, 광 전자 기능재

료 및 환경․에너지․바이오 기능재료로 구분함

○ 미래 산업의 화두는 환경이 될 것이며 이는 곧 지구 온난화 및 인류가 살고

있는 지구의 지속보전과 직결되어 있으므로 환경 관련 재료의 개발은 바로 새로

운 경쟁력의 확보와 직결됨

○ 내구성을 향상시켜 쓰레기 발생을 최소화하며, 경량화 등으로 에너지 소모를 절감하

는 간접적인 방법과 에너지 변환 효율을 높여 현재의 석유자원을 대체할 수

있는 태양에너지, 수소에너지 재료 기술과 같은 직접적인 방법이 모두 중요함

○ 바이오매스로부터 고분자 소재를 생산해낼 수 있는 기술 역시 환경보전에 직접

적인 공헌을 할 것이며 생분해성이 우수하거나 재활용이 가능한 소재, 그리

고 생체친화적인 소재 등의 개발이 요구됨


6❙

분야 결과 기대효과

석유화학

원가 절감 •기술경쟁력 제고

•제품 고부가가치화

•부산물 자원화

•에너지절감•연관산업 및

미래

신성장산업과

동반성장 유발

•수출증대

•설비투자 촉진

•신산업창출

정밀화학

기초소재 안정공급 •품질경쟁력 강화

•타산업 경쟁력 제고

•혁신물질 공급

화학신소재

(IT, BT, NT)

핵심소재 제공 •미래 신성장산업 창출

•시스템 부품

•신기능 소재

<그림 1-2> 화학공정소재 산업의 연관관계


❙7

Ⅱ 화학공정소재 산업 동향

1. 국내외 시장동향

(1) 해외 시장동향

□ 석유화학

○ 세계 석유화학시장은 공급증가로 2004년말과 2005년초 경기 정점을 지나면서,

하강국면에 진입하였으며, 2011년 경기하강의 저점에 도달할 전망임

- 특히 2010년은 글로벌 경기회복에도 불구하고 중동․중국 등 경쟁국의 대규

모 신․증설에 따른 공급증가와 최대 수입국인 중국의 자급화 진전으로 하

반기부터 본격적인 공급과잉 심화가 예상됨

* 생산능력 : 133백만톤(‘09) → 159백만톤(’12) 26백만톤 증가

* 수 요 : 114백만톤(‘09) → 137백만톤(’12) 23백만톤 증가

* 가 동 률 : 87%('08) → 85%('09) → 84%(‘10) → 86%(’12)

<그림 2-1> 세계 에틸렌 수급전망 <그림 2-2> 세계 지역별 에틸렌 Cost 비교

○ 중동 : 최고의 원가경쟁력(韓·日대비 에틸렌 생산원가 1/4)을 바탕으로 적극적

으로 생산설비를 확장, 세계 공급과잉을 주도

자료 : CMAI


8❙

- 에틸렌 Cash Cost(’09)비교 : 사우디($85.9/톤), 한국($369.2/톤)

- 중동 신증설 규모 : ‘09~’12년간 세계 에틸렌 신증설(약3,154만톤)중 53%인

1,658만톤

○ 중국 : 최대 수입국인 중국도 대규모 신증설에 따른 자급률 향상으로 향후 수

입 증가세가 둔화될 전망

- 중국 자급률 : 에틸렌 42%(‘05)→80%(’12), 합성수지 42%(‘05)→83%(’12)

- 중국의 합성수지 등 3대부문 수입증가율 : (‘07)4.9%→(’08)▲7.3%→(‘09)29.6%

○ 세계 석유화학 시장규모는 지속적인 수요확대로 급성장하고 있으며, ‘15년까

지 연평균 4% 이상의 지속적인 증가세가 전망됨

- 미국 화학산업협회 통계에 따르면 세계 석유화학시장은 ‘01년 5,530억불에서

’09년에는 12,550억불로 연 평균 9.5% 성장

○ 그러나 세계적인 공급과잉 및 수익성 저하로 해외 주요기업은 사업분할과

전략적 제휴를 통한 초대형화 통합 및 품목별 전문화가 강화되고 있는 추세임

- 선진 Major 기업 통폐합(‘95→’09) : 26 → 10개사

* Dow + UCC, 2001.2 합병(Dow Chemicals) : 에틸렌 세계 1위(1,025만톤), 세계시장점

유율 9%

* 화학 + 出光석유화학:, 2005.4 PO사업 합병(Prime Polymer社) : PP 일본 1위(136만

톤), 일본시장점유율 44%

* 일본 기업체수 변화(‘94→’09) : 폴리에틸렌(14→8社), 폴리프로필렌(14→4社)

○ SABIC(사우디), IPIC(UAE) 등이 신흥 Major기업으로 급부상하고, 전통적 구

미 화학기업은 범용 석유화학제품에서 이탈

- SABIC : DSM('02), Huntsman('06), GE Plastic('07) 인수를 통해 Dow,

Exxonmobil에 이어 3대 Major기업으로 부상

- IPIC : Borealis('05), Nova Chemical('07) 인수

- Dupont : 합성섬유부문 미국 Koch사에 매각(‘04)


❙9

○ 선진 메이저기업은 고부가가치 제품에 의한 시장지배력 확보와 함께, 지속적

인 신기술 개발 등을 통해 기술시장 지배력을 확대하고 있음

- 기술집약적 구조로 차별화된 솔루션을 제고하는 화학기업은(Solution Provider형

화학기업 : 3M, Ciba 스테셜티, Akzo Nobel 등) 제품과 서비스의 지속적인

혁신과 고객 친화형 관계 유지

- 대부분의 화학기업들은 Hybrid형으로(BASF, JSR, Toray, Dupont 등) 혼합되어

환경변화에 따라 보유경쟁 우위역량 집중

□ 정밀화학

○ 염․안료산업

- 세계 염․안료산업 시장규모는 134억불 수준(‘08)으로 2003년 대비 연평균

5.5%의 성장률을 유지하고 있으며, 향후에도 기술융합화 등 새로운 기술의

발전과 고부가가치화로 성장을 지속하여 2018년에는 200억불 수준에 달할 전망임

<표 2-1> 세계 염․안료 산업의 시장전망

(단위 : 억불)

품 목 2003 2008 2013 2015연평균

증가율(%)

염․안료 105 134 162 200 5.5

자료: 2009 The Freedonia Group

- 최근 전 세계 염료생산량은 약 100만톤 정도로 추정되고 Dystar, Clariant 등

유럽업체는 고급 및 고부가가치 염료에 특화하고 일반품은 아시아 국가에

서 구매하고 있음 (생산비율은 아시아:유럽:미주 = 75:15:10 추정)

- 세계 염료산업은 신흥 염료 생산 국가의 출현으로 생산능력은 110만~120만 톤

규모이고, 소비는 95만~100만 톤(약 100억 달러)으로 추정되는 등 염료의

공급 과잉 상태가 지속되고 있음


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○ 도료산업

- 세계 도료시장의 시장규모는 2005년 292억 달러로, 연평균 3%의 증가율을

보이고 있으며, 2010년에는 338억 달러에 이를 것으로 예상됨

<표 2-2> 세계지역별 도료수요 전망

(단위 : 천톤, %)

구 분 1995 2000 2005신장율

00/95년 05/00년

북미 5,977 7,010 8,010 3.2 2.7

서유럽 4,960 5,906 6,400 2.6 2.7

아시아/태평양 5,770 6,569 8,370 2.6 5.0

기 타 4,023 4,416 5,520 1.9 4.6

합 계 20,730 23,600 28,300 2.6 63.7

(출처) 각국 도료관련 통계자료

- 세계 도료 소모량은 유럽, 북미 , 아시아/태평양 순으로 주로 GDP가 높은

나라일수록 도료 소모량이 많음

○ 계면활성제산업

- 세계 계면활성제 시장은 2000년 기준으로 127억불이며, 2000년 이후 평균

2.9% 성장하여 2008년에는 약 160억불에 달할 것으로 예상됨

<표 2-3> 세계 계면활성제 시장전망

(단위 : 억불)

구분 1997 2000 2003 2008

음이온계 62.7 73.0 77.0 83.2

양이온계 10.0 11.0 13.0 17.0

비이온계 37.4 41.8 47.6 58.0

양성계 1.3 1.2 1.4 1.8

합 계 111.4 127.0 139.0 160.0

자료: 신산업발전위원회 정밀화학산업분과위원회

- 주요 선진국의 생산 동향 및 전망을 보면 미국과 유럽이 각각 33%, 32%를

차지해 전 세계 생산량의 65%를 차지하고 있음


❙11

- 미국의 계면활성제 시장규모는 50억 달러로 연평균 3~4% 성장하는 성숙시장

의 한계에 봉착해 있으며, 대체로 섬유유연제와 개인용품의 수요증가로 양이

온계 계면활성제 시장이 성장하고 있음

○ 접착제산업

- 2005년도 세계 접착제 시장규모는 1,020만톤 규모로 금액으로는 334억불 수

준이며 지역별로는 북미지역이 약 33%, 유럽과 아시아가 각각 26%를 차지

하고 있음

<표 2-4> 접착제의 지역별 시장규모

(단위 : 억불, %)

지 역 금 액 비 중

북 미 110 32.9

서유럽 88 26.4

극동아시아 89 26.6

남 미 7 2.0

기 타 40 12

계 334 100

자료: Frost & Sullivan사 자료

- 세계 접착제 기술개발 추세는 사용의 편리성, 안전성, 에너지 절약, 접착성능

향상, 용도확대 및 특수기능 강화로 집약되고 있음

- 환경의 중요성이 부각됨에 따라 패킹이나 테이프용의 용제형 접착제는 핫멜

트형, 건축용은 수용성으로, 일반 라미네이션용의 접착제는 반응형의 무용제

형으로 바뀌고 있는 추세임

○ 전자정보 소재산업

- TFT-LCD의 대표적인 업체로는 한국의 삼성전자와 LG필립스LCD, 대만의

CMO와 AUO, 일본의 Sharp 등 5개사가 향후 4년간 세계 상위 5개 기업을

형성할 것으로 전망되고 있음

- PDP 주요 소재를 생산 중인 기업은 전면필터, 글래스 기판, 투명유전체 재

료, 백색유전체 재료, seal재의 경우 일본 AGC, 전극재료의 경우 Dupont사

가, Black Stripe 재료의 경우 일본 Taiyo Ink사가, 형광체 재료의 경우 닛폰

화성 등 주로 일본 기업에서 대부분을 생산하고 있음


12❙

- 현재 OLED 상용화 진행은 삼성SDI, LG전자 등 국내기업과 파이오니어, 산

요 등의 일본업체가 선도하고 있으며, 대만 및 중국 기업이 후발기업군을

형성하고 있는 실정임

□ 고분자

○ 반도체산업용 소재

- 세계의 반도체 시장은 각종 디지털 기기 수요확대에 따라 지속적으로 성장

하여 왔으며 향후에도 성장세는 지속될 전망임

- 세계 반도체 산업의 주요 수출국으로는 중국이 28.8%를 차지하여 가장 많은

비중을 차지하였으며, 다음으로 일본이 11.2%를 차지하고 있으며, 수입에 있

어서도 중국이 19.7%로 가장 많은 비중을 차지하였으며, 다음으로 일본이

18.7%, 미국이 17.7%를 차지함

- 반도체 산업에서 현재 D램 시장은 현재 한국의 2개사가 49%를 차지하고 있

고, 독일 키본다 13.4%, 일본 엘피다 11.9%, 미국 마이크론이 10% 정도를 차

지하고 있으며, 낸드 플래시 분야는 한국 2개사가 63% 그리고 일본 2개사가

31%를 차지하고 있음

- 반면 휴대전화용 반도체 부문은 한국이 베이스밴드칩 100%를 수입에 의존하

고 있고, 미국의 TI, 인텔, 퀄컴, 모토롤라와 일본의 히다찌, 후지쯔, NEC, 샤

프, 도시바 등이 장악하고 있음

- 향후 반도체 산업의 세계 시장은 2010년 3,500억 달러를 넘어설 것으로 전망

되며, 2015년에는 6,000억달러에 이를 것으로 전망됨

<표 2-5> 세계 반도체 부품소재 시장전망

(단위 : 억달러)

구분 2005 2009 2014 2018 CAGR

전체 시장규모 2,271 2,832 6,200 7,800 10.0 %

부품소재 시장규모 454 566 1,240 1,560 10.0 %

생산액 2,384 2,974 6,510 8,190 10.0 %

출처: 세계 반도체 시장통계(WSTS), 2008

주: 반도체 부품소재 시장 : 전체시장의 20%, 생산액 기준 : 전세계 시장의 105% 산정


❙13

○ 디스플레이산업용 소재

- 디스플레이 부품소재 산업은 현재 대부분의 시장을 일본 제조사들이 점유하

고 있으며 일부 유럽과 미국의 기업들이 제품을 공급하고 있으나 최근 국내

기업들의 약진에 두드려져 다양한 분야에서 일본기업들을 빠르게 추격하고

있음

- 향후에는 코오롱, LG화학, 제일모직 등 국내 유수의 화학기업들을 중심으로

새로운 성장동력으로서 디스플레이용 부품소재 개발에 연구개발에 투자하고

있으므로 부품소재 시장의 확대가 기대되나 현재로서는 여전히 기술격차가

존재하는 상황임

- 아직 LCD만큼 본격적인 양산단계는 아니지만 가까운 시간 내에 각광받을

소재분야는 디스플레이용과 조명용의 OLED용 소재, 유리기판을 대체하기

위한 플렉시블기판에 수분과 산소를 차단하는 기능을 부여하여 디스플레이,

태양전지 등에 적용하고자 하는 기술, 투명전자소자를 실현 위한 투명전극,

화합물반도체, 유전층, 유기반도체 등의 유기물 또는 금속산화물 소재 등이

있음

- TFT-LCD로 대표되는 평판 디스플레이 분야의 부품 및 소재 시장은 2008

KETI 제9회 전자산업 동향 예보제 세미나에서 발표된 자료에 따르면 2008년

을 기점으로 성장률이 한자리수로 다소 둔화를 보이나 지속적인 성장을 계

속 할 것으로 전망하고 있고, 세계 속의 한국의 경쟁력은 광학필름, 셀재료,

BLU재료 전 분야에 대해 원재료 수입에 의한 가격 경쟁력 취약이 어려움으

로 나타나고 있음

- 판매단가의 하락으로 급속히 Red Ocean화가 진행 중에 있으며 디스플레이

뱅크에서 예측한 자료는 연성장율 2007년 23%에서 2012년 7%로 급락할 것

으로 보고 있음

- Red Ocean을 벗어나기 위해서는 새로운 개념의 디스플레이 개발과 이를 통

한 시장 창출이 급선무로 플렉서블 디스플레이가 주목받고 있으며 시장의

비중의 2012년 3.7%에서 2017년 34.0%로 급격히 증가할 것으로 예상하고 있

고, 또한 전유기 디스플레이는 유기재료의 용액공정에 의한 가격경쟁력이 높

아 플랙서블 디스플레이 시장을 지배할 것으로 예상됨


14❙

<표 2-6> 디스플레이 부품소재 시장전망


구분 2005 2009 2014 2018 CAGR

전체 시장규모 855.1 1,080.5 1,700 2,675 9.2%

부품소재 시장규모 380 460 600 1250 9.2%

생산액 898 1,134 1,785 2,809 9.2%

자료: Display Search (2007)

주: 부품소재 시장 : 전체시장의 45%, 생산액의 경우 시장규모의 105% 기준

○ 생활 산업용 소재

- 최근 15년간 범용 플라스틱의 생산동향을 보면 폴리프로필렌(PP)은 범용플라

스틱 중에서 1998년 이후 현저하게 상승하고 있는 유일한 수지이지만 2006

년부터 그 경향은 둔화되고 있음

- 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)은 최근 10년간 180~190만 톤으로 추이되고 LDPE

와 HDPE의 전체 생산량은 2005년부터 PP를 밑돌고 있지만 에틸렌초산비닐

공중합체를 포함하면 열가소성 수지 중 최고의 생산량으로 되어있음

- 신규 폴리머의 개발과 폴리머 얼로이를 위한 상용화기술의 진보 및 복합 그

레이드의 다양화에 의한 고성능 및 고기능수지 그레이드의 개발은 차별화전

략의 하나이며, 금형 내 가공기술이나 2차 가공기술의 진보도 고부가가치와

비용절감에 기여하고 있음

- 범용 플라스틱의 고성능화 및 고기능화를 위해서 최근 내열성과 투명성을

개선하는 그레이드 개발이 추진되고 있는 데, 예를 들면 최근 PE, PP, PS 맟

ABS와 PMMA의 내열성을 향상시키는 개발에 성공하고 있고 새로운 중합방

법이나 공중합 등에 의해 범용 플라스틱의 투명성을 개선하는 그레이드 개

발도 추진 또는 성공을 거두고 있음

- 우리나라의 플라스틱 산업은 그 동안 괄목할 성장을 보여 선진국과 견줄 수

있는 수준에까지 도달하였다고 볼 수 있으나 기반적인 원료합성이나 응용개

발 분야는 아직 취약한 부분이 많이 남아있음


❙15

- 한편으로는 원료를 공급하는 석유자원 보유국의 자체생산과 중국 등과 같은

수출시장에서 자급화하려는 상황에 의해 플라스틱 시장이 잠식될 우려가 커

지고 있은 바, 이를 극복하기 위해서는 제품의 특화를 위한 과감한 투자와

연구개발을 보다 적극적으로 추진해야 함 [플라스틱 산업의 최신 동향,

ReSeat 모니터링 분석보고서, 서홍석, 2009-08-21]

<표 2-7> 세계 대표적 범용고분자소재 시장전망


구분 2005 2009 2014 2018 CAGR

전체 시장규모 1,298 1,449 1,664 1,858 2.8 %

생산량(백만톤) 118 130 150 169 2.8 %

(출처) “Petroleum and Petrochemical Economics (PPE) - Market Dynamics: Olefins”

Nexant, 2009.

(주) 폴리올레핀 시장만 고려함. (40% PP, 16% LDPE, 17% LLDPE, 27% HDPE),

$1100/ton 환산.

○ 융합 기반의 나노 신소재

- 나노기술 또는 나노 소재라는 이름으로 세기 전환기에 많은 연구개발이 이

루어져왔으며 2010년 이후에 접어들면서 응용 및 상용화가 활발해지고 있고,

특성상, 기존 시장에 새로운 접근을 제공하는 동시에 새로운 시장의 창출이

가능한 산업분야임

- 나노소재는 저탄소 및 저 에너지 소비를 사용하여 작고, 경제적이며 가볍고

빠르면서 다양한 기능을 가지는 부품을 제공할 수 있어 친환경적이며 경쟁

력이 있는 시장 지배력을 지님

- 나노기술이 접목된 에너지 시장은 2010년 12억$ 세계시장이 2015년 50억$ 까

지 성장할 것으로 예상되며 에너지 변환 분야가 약 50%, 에너지 저장 분야

가 약30% 그리고 에너지 절약 분야가 20% 정도를 점유할 것으로 예측됨

- 나노기반의 친환경 기술이 접목된 환경 분야는 환경보호와 수처리 등의 두

거대분야로 구성되어 있으며 오염 방지, 처리 및 절감을 통하여 환경의 질을

개선하고 지속성을 확보하는 것이 시장의 요구이자 전개 방향임


16❙

- 나노기술이 접목된 환경 및 수처리 시장은 2010년 7.2억$ 세계시장이 2015년

37억$ 까지 성장할 것으로 예상되며 정수 및 공기 정화 분야가 17 및 16%,

배기가스 절감 분야 17%, 재활용 분야 9%와 환경 감시 분야가 20% 시장을

점유할 것으로 예상됨

- 자동차 및 운송산업에서 나노소재는 대기오염 감소, 경량화를 통한 에너지

소비 저감, 재활용 소재 적용, 안전성 확보 및 내구연한 증대를 위하여 획기

적인 솔루션을 제공할 수 있음

- 나노기술이 접목된 자동차 및 운송 시장은 2010년 11억$ 세계시장이 2015년

64.5억$까지 성장할 것으로 예상되며 코팅 및 표면처리 분야가 43%, 경량 구

조재료와 연료저감 분야가 각각 24% 그리고 센서 분야가 9%의 시장 점유율

을 보일 것으로 예측됨 [Nanoposts, 2008]

□ 세라믹스

○ 세라믹의 세계시장 규모는 2000년 877억불, 2003년 1,248억불, 2005년 1,575

억불, 2013년 3,898억불로 연평균 12.0%씩 고도성장을 이루고 있으며, 세라

믹 부품소재의 수요확대는 정보 통신분야, 에너지 환경 관련분야의 새로운

수요증가에 기인됨

○ 세계시장 중 일본 45%, 미국 25%로 세계 최대의 시장을 형성하고 있으며,

공급 측면에서도 일본이 전체 생산의 50～60%를 차지하고 있음

<표 2-8> 세계 파인세라믹스 산업시장 현황 및 전망

연도 2004 2005 2006 2013 증가율(%)

시장규모(억불) 1,406 1,575 1,770 3,948 12.4

자료: 산자부 2005 산업자원백서

○ 첨단 세라믹스의 세계 시장 규모는 2009년 기준 400억불 (40×109 US $ in

2009)이며, 매년 고도성장을 이루고 있음


❙17

<그림 2-3> 미국의 파인세라믹스 시장 규모( 자료; The Freedonia Group, 2007)

○ 전자세라믹

- 세계 반도체 시장은 PC, 모바일에 이어 DTV, 자동차, 태양광 등으로 확대되고 있으

며, '02년 1,556억불에서, '11년 3,321억불로 지속 성장 전망됨 (반도체 시장 규모의

20%가 소재 비용, 이 중 약 20%가 세라믹 소재 비용으로 추정)

<표 2-9> 저유전율 전자세라믹 소재 세계 시장 규모

항목연도

2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016

세계시장규모(천억원) 0.61 0.65 0.70 0.74 0.79 0.84 0.90

국내업체 점유율(%) 0 % 0 % 3 % 5 % 10 % 15% 20%

자료: T&B 컨설팅, Market Research (Low-k) MR05-09

- 디스플레이 패널 세계시장은 지속 성장이 예상, ('07년 982억불 → '18년

2,330억불) '08년 이후 대형 고화질 TV가 성장을 주도할 것으로 예상됨

- 향후 AMOLED, 플렉서블 디스플레이 및 새로운 응용제품의 출시가 시장 판도를 좌우할

전망임 (디스플레이 패널의 60%가 소재 비용으로, 이 중 15% 정도가 세라믹 소재 비용

으로 추정)

- 압전 세라믹은 바이오 메디컬 분야와 우주항공분야에 대한 수요가 많아지면

서 군사용, 산업용의 융복합 스마트 부품소재로 주목 받고 있음

- 압전재료용 원료의 총 수요는 2005년에는 2,220톤, 2010년에는 3,575톤이 사

용될 것으로 예상되며, 그 중에서 사용량이 큰 것은 세라믹 필터, 레조네이

터 및 transformer 등이 약 90% 이상을 차지하고 있음


18❙

○ 기계구조세라믹

- 구조세라믹 세계 시장규모는 ‘05년 전체 파인세라믹 시장(150조원)의 약 30%

인 45조원 규모이며, 2010년에는 84조원 규모로 성장할 것으로 예측됨

- 미국은 환경과 우주항공 분야, 유럽은 기계공구, 자동차 분야, 그리고 일본은

전 분야에서 구조세라믹 시장을 선도하고 있으며, 국가별 점유율은 미국

27%, 일본 19%, 한국 2% 그리고 유럽과 기타 52%임

- 미국의 구조세라믹 시장은 2007년 기준 27억불이나 연 평균 6.0% 성장하여

2012년에는 시장이 37억불로 늘어날 예정임 (BBC 레포트 참조)

- 구조세라믹은 전자세라믹과 달리 일본에 의해 편중되어 있지 않은 편이며,

많은 국가들이 나름대로의 시장을 가지고 있고, 최근 중국의 시장참여가 두

드러지며 시장점유율을 증가시키고 있음

자료: BBC Report (ID:AVM011C, Published: September 2008)

<그림 2-4> 2005 ~ 2012 미국 구조세라믹스 시장 (백만불)


❙19

○ 에너지․환경세라믹

- 세계 환경산업시장은 2005년 6,940억 달러이고 2010년은 8,850억 달러로 추정

되며 이 중 약 50% 이상을 북미, 서유럽이 주도하고 있으며 연평균 성장률

이 약 5%로 추정됨

- 선진국 시장 중에서 향후 시장성장세가 두드러진 분야가 청정기술 및 공정,

신재생에너지, 에너지 변환 및 저장소재, 친환경 융복합소재 분야일 것으로

판단됨

- 고체산화물 연료전지는 발전용과 휴대용 연료전지 시장이 가장 부각되고 있

는 분야로서, 발전용에는 수~수십kW급 분산발전용과 수백 MW급 대용량 전

력사업용이 있으며 군사용으로 개발된 휴대용 연료전지는 현재까지 미국을

중심으로 상용화됨

○ 바이오세라믹

- 바이오 세라믹은 생체 적합성이 우수하여 응용분야가 매우 확대되고 있으며,

치과용으로는 수복재, 인상재, 근관치료재, 치과용 시멘트등으로 사용되고

있고 정형외과 분야에서 뼈와 관절의 치환재료로 널리 사용되고 있음

- 인공관절용 바이오세라믹스는 독일의 세람텍을 위시한 유럽제품이 전세계

시장의 대부분을 차지하고 있으며, 일본의 경우 교세라 제품이 자국내에서만

주류를 이루고 있음

- 분리/진단시약 시장은 가정용을 포함한 체외진단 세계시장은 2000년 약 27

조원에서 2010년 약 63조원 규모로 매년 15~20%의 성장률을 보이고 있으며,

이 중 40% 이상을 차지하는 임상진단 영역은 점차 바이오칩의 주된 시장영

역이 될 것으로 예상됨


20❙

(1) 국내 시장동향

□ 석유화학

○ 우리 석유화학산업은 ‘09년 에틸렌 생산 734만톤으로 미국, 중국, 일본, 사우

디에 이어 세계 5위, 합성수지는 1,063만톤으로 미국, 중국, 일본에 이어 세

계 4위의 위치를 점유하고 있음

○ 생산액은 국내 제조업 전체의 5.8%인 66조원(‘08년)이며, 자동차․철강․반도

체 등에 이어 4위권 규모를 차지함

<표 2-10> 국내 석유화학산업의 생산액

(단위 : 십억원)

구 분 1990 2000 2005 2006 2007 2008

제 조 업 (A) 176,440 564,834 848,484 909,067 948,644 1,122,986

석유화학 (B) 4,883 25,767 43,669 44,325 51,003 66,215

비 중 (B/A) 2.8% 4.6% 5.1% 4.9% 5.4% 5.8%

자료: 산업총조사(통계청)

○ 물량 면에서 생산과 내수는 ‘09에 각각 약 2,100만톤, 966만톤을 기록하면서

지속적인 공급과잉 양상을 시현함

- 범용제품 위주의 생산(85%)과 수출의존(274억불, 약58%) 심화로 해외시장 변

화에 민감한 산업 구조을 보이고 있음

- 특히, 수출의 절반 이상을 중국에 의존하는 편중된 수출 구조임

* 중국 수출/총수출 : 6%(‘90) → 35%(’00) → 47%(‘05) → 52%(‘09)

○ ‘09년 수출은 275억불로 총 수출의 7.5%를 차지하고 있으며 조선, 반도체,

휴대폰에 이어 4위로 무역수지 흑자는 179억불을 기록

<표 2-11> 국내 석유화학제품의 수출입(단위 : 억불)

구 분 1990 1995 2000 2005 20082009

석유화학 전 체수 출

수 입

13

37

60

56

97

52

208

95

321

123

275

95

3,635

3,231

무역수지 ▲24 4 45 113 198 179 404

자료: 한국무역통계


❙21

□ 정밀화학

○ 2008년 정밀화학산업이 제조업 전체에서 차지하는 비중은 생산의 경우

2.9%, 화학산업에서의 비중은 생산이 22.7%를 나타내고 있으며, 그 기술 및

품질수준에 따라 자동차, 전기․전자, 반도체, IT, 식품, 의료, 환경산업 등

제반 산업의 경쟁력(품질 및 생산성 향상)에 결정적 영향을 주어 타 산업에

파급효과가 큰 핵심소재 산업임

○ 2008년도의 정밀화학산업 생산액은 326,050억원으로 2005년의 249,868억원에

비해 23.3% 증가하였음

<표 2-12> 국내 정밀화학산업 위상

(단위 : 10억원)

구 분 2000 2005 2008

제조업(A) 564,834 854,484 1,122,986

화학산업(B) 56,038 79,318 143,750

정밀화학(C) 19,756 24,987 32,605

비중C/A 3.5% 2.9% 2.9%

C/B 35.3% 31.5% 22.7%

자료: 한국정밀화학진흥회(2010.4)

○ 국내 정밀화학산업은 저가 범용제품을 생산, 수출하는 반면, 고부가가치의

원제․중간체 및 전자정보용 화학소재는 미국 등 선진국으로부터 수입에 의

존하는 구조로, 신물질․신소재 창출 등을 위한 핵심 원천기술 수준이 낮아

고부가가치 시장 확보에 주요 장애요인이 되고 있음

○ 국내 정밀화학산업도 최근 시장개방화의 가속화, 화학기술 혁신 개발경쟁의

가속화, 그리고 선진국의 기술 및 환경규제의 강화 등 환경변화는 우리나라

정밀화학산업의 지속적 발전과 질적 고도화에 위협요인으로 작용하고 있음

○ 선진국의 기술변화는 화학기술과 BT․IT․NT와의 접목, green chemistry 등

한 차원 높은 고도의 ‘화학기술’로 이행하고 있고, 선진국의 기술장벽 및 환

경규제 강화로 국내외 기업간 기술격차의 확대 가능성이 상존하고 있음


22❙

○ 국내 석유화학산업 기반을 토대로 한 기술혁신 시스템의 구축, 국내외 기업

간 전략적 제휴 등으로 효율적인 기술개발 전략이 성공적으로 실행될 경우,

생산은 2000년이후 2006년까지 년평균 5.4%대의 성장율을 유지하여 왔으나

고부가가치화와 생산성 향상 등으로 인해 2006년부터 향후 2015년까지 년평

균 7.4%, 수출은 향후 연평균 약 13%의 성장세를 보일 것으로 예상되며, 세

계시장 점유율은 현재 1.8% 수준에서 2018년 2.5～3.0% 수준까지 상승할 것

으로 전망되고 있음

<표 2-13> 국내 정밀화학산업의 시장규모

(단위 : 10억원, 백만불)

구분 2005 2009 2014 2018 CAGR

시장규모(A) 31,987 42,082 53,049 56,810

생산액(B) 24,987 31,082 39,293 47,760

수출액(C) 3,207 5,614 11,291 19,750

수입액(D) 8,876 13,788 22,205 26,990

자료: 정밀화학산업 평가위원회

주: * "A = B + D - C " (A, B = 10억원, C, D = 백만불, 환율; 1250원/$)

□ 고분자

○ 반도체 부품소재

- 우리나라의 반도체 산업은 1982년 일관생산체제를 갖춘 후 국가경제를 주도

하는 핵심산업으로 전체 산업에서 수출비중이 10~15%를 차지하고, GDP 비

중 5~6%를 차지함

- 소자, 설계, 장비, 재료 등 전문 생산업체가 340여개에 이르러 9만명 이상의

고용을 창출하고 있으며, 설비투자은 17.5조원으로 국내 전체 설비투자의

22.4%를 차지하고 있음

- 국내의 반도체 산업은 미국, 일본에 이어 세계 3위로 반도체 세계시장에서의

점유율은 10.7%를 기록하고 있으며, 메모리 분야에서는 41%를 점유하여 시

장을 주도하고 있으나, 비메모리 분야에서는 한국이 3% 수준에 불과하여 선

진국인 미국, 일본과의 기술격차가 큰 것으로 나타남


❙23

<표 2-14> 국내 반도체 소재 산업 전망


구분 2005 2009 2014 2018 CAGR

시장규모(A) 77.2 96.3 210.8 265.2 10.0 %

생산액(B) 30.2 29.5 62.0 83.1 8.1 %

수출액(C) 28.5 25.1 36.5 55.4 5.3 %

수입액(D) 18.5 41.7 112.3 126.6 15.9 %

자료: 산업연구원, 관세청 자료

주: "A = B + D - C ", 반도체 국내시장은 전체의 17%, 소재시장은 전체의 20%

반도체 소재 국내시장 : 세계 반도체 시장의 3.4% 산정

반도체 소재 국내생산 : 국내 반도체 생산액의 5% 기준

반도체 소재 수출액/수입액 : 국내 반도체 수출액/수입액의 5%

○ 디스플레이 부품소재

- 디스플레이시장 중 현재 가장 큰 비중을 차지하는 LCD 분야의 경우 양산

기술은 한국이 일본, 대만보다 앞서고 있지만 부품소재, 특히 소재 및 원천

기술 측면에서는 일본보다 크게 뒤떨어져 있는 형편으로 LCD 소재산업의

인프라는 많은 부분을 일본에 의존하는 실정임

- 우리나라가 LCD산업 강국으로서의 위치를 확고하게 마련하기 위해서는 한

국 내 소재산업의 경쟁력 강화가 매우 절실하다고 볼 수 있는데, LCD의 경

우 제조원가 중 부품소재 비중(32" LCD)이 부품소재 70%, 장비(감가상각)

12%, 인건비 5%, 기타비용 13% 등으로 되어 있는 점만 보아도 부품소재가

차지하는 비중의 중요성을 쉽게 알 수 있음

<표 2-15> 국내 디스플레이부품소재 산업전망


구분 2005 2009 2014 2018 CAGR

시장규모(A) 46.6 49.5 51.3 74.5 3.7 %

생산액(B) 17.1 24.3 38.3 60.2 10.2%

수출액(C) 13.2 20.8 35.0 55.0 11.6%

수입액(D) 16.3 17.4 22.0 27.8 4.2 %

자료: 후지키메라, 2007 및 국가발전전략(디스플레이), 2007

주: "A = B + D - C ", 디스플레이 국내 생산 : 디스플레이 전체시장의 45%


24❙

□ 세라믹스

- 파인세라믹스 산업은 신성장 동력산업의 급성장세로 지속적인 성장이 예상

되는데, 이는 부품의 패키지화, 초소형화, 고정밀화, 친환경 추세의 패러다임

변화에 따른 맞춤형 고기능성 소재의 시장 확대와 직접적인 관계가 있음

- 파인세라믹 소재에 대한 수요는 2013년까지 연평균 13%의 고도 성장이 지속

될 전망이며 전자정보통신 산업에 따른 기능재료의 수요증가 및 기계구조재

료는 친환경, 에너지 저소비형 산업구조로의 변화 등에 따라 응용범위가 확

대될 전망임

<표 2-16> 국내 파인 세라믹스 산업의 수요 전망

(단위 : 억원, %)

○ 전자세라믹

- 우리나라의 전자세라믹 산업은 전기전자, 정부통신, 자동차산업 등의 빠른

발달에 따라 연 13% 이상의 성장을 보이고 있으며, 향후 에너지, 환경, 의료

복지, 우주항공 산업의 발달과 더불어 성장세는 더욱 증가할 것으로 예상됨

- 전자세라믹 산업은 ‘90년대 중반 이후 가장 큰 폭으로 수요가 증대되었으며

국내시장은 연평균 10% 이상의 성장률을 기록하며 세계시장의 2배로 급성장

하고 있음


❙25

○ 기계․구조세라믹

- 국내 구조세라믹 시장은 2000년 7,440억원에서 2003년 10,770억원 규모로 성

장하였고, 급격한 성장의 원인 중 하나는 반도체 및 디스플레이 제조 산업의

성장과 이에 따른 구조 세라믹 부품의 수요 증가에 기인함

- 알루미나 제품의 국내시장은 1,500억원, Si 제품은 1,800억원, 반응소결 탄화

규소 제품 1,000억원, 질화 알루미늄 제품 1,000억원, Quartz 제품 1,300억원

규모이나 국산화율은 30% 수준에 머물고 있음


- 국내 환경시장은 2004년 16조 886억원으로 국내 총생산의 2.07%이고, 매년

10% 정도의 고도성장을 유지하고 있으며, 그 중 환경에너지 자원분야가 전

체 시장의 46.8%를 차지함

- 고체산화물 연료전지는 분산발전 시스템, 항공 및 선박용 보조전원장치, 군

사용 휴대전원장치 등 다양한 응용이 시도되고 있어 핵심부품으로서 SOFC

소재 시장이 크게 늘어날 것으로 예상됨


- 생체세라믹 산업에서 큰 비중을 차지하고 있는 치과의료 산업은 전체 의료

기기 시장의 약 11%를 차지하며 매년 12% 이상의 성장세를 유지하고 있어

치과재료의 수요가 급성장하고 있음

- 국내기업들도 바이오 세라믹산업의 확장에 발맞추어 인공뼈, 뼈충전재, 임플란

트 보조 소재등의 바이오 신제품들을 생산 판매하는 곳이 늘어나고 있는 추

세임


26❙

2. 국내외 기술동향

(1) 해외 기술동향

□ 석유화학

○ 최근 에너지 문제의 급속한 대두와 고유가 고착화로 석유화학 산업 전반에

지각변동이 일어나고 있는 가운데 세계 석유화학산업은 대형 M&A가 활발히

추진되면서 경쟁 구도가 빠르게 변화하고 있음

○ 또한 ‘05년 2월 교토의정서 발효와 ’09.12 코펜하겐 기후정상회의에 따라 에

너지소비, CO2 배출이 많은 석유화학산업은 환경·에너지 규제로 인한 무역

장벽 강화 등 산업의 생존을 위한 다각적인 대응책 모색이 필요한 상황

- 특히 석유화학산업의 주원료인 원유가격은 원유증산 요소 제약, 중국 등 신

흥 개발국의 수요 급증 등으로 향후 고유가가 고착화될 우려가 높음

* 석유공사는 ‘10.3 중장기 유가전망보고서에서 ’03년 배럴당 27.9$이던 국제

유가(두바이유기준)가 ‘09년에는 61.4$로 상승하였고, ’30년에는 187.6$를 기

록할 전망이라고 발표

○ 아울러 WTO 체제의 가속과 주요 국가간의 FTA 체결에 따른 교역환경 변

화로 기술 경쟁력을 확보한 제품의 시장 지배력도 높아질 전망임

○ 이에 따라 기존에 세계 석유화학산업을 주도하던 글로벌 메이저기업들은 확

실한 경쟁우위를 확보하기 위해 새로운 통합·재편을 통한 코스트 절감과 포

트폴리오 재편을 추진하고 있고

- 신규시장 공략을 위한 ① 저가원료확보와 신프로세스 확보 ② 컴파운드 기

술 등 고객지향적 사업모델 구축(솔루션사업 확대) ③ 고성장 분야 사업기회

확대(IT, 태양광/바이오 등) 등에 대한 설비투자 및 R&D 강화에도 주력

○ 유럽 및 미국, 일본의 화학 메이저들은 급등한 원료·에너지 코스트를 줄이기

위해 원료의존도가 큰 석유화학은 저가 원료확보가 가능한 중동(저가에탄),

중국(석탄) 지역에만 신규 투자를 진행하고, 또한 올레핀을 생산하기 위한

원료로 나프타를 사용하는 대신 중질원유 및 천연가스를 사용하는 등 대체

원료를 개발하기 위한 노력도 꾸준히 시도하고 있음


❙27

- 특히 메탄과 같은 천연가스는 석유자원보다 20년 이상 사용할 수 있고 석유

자원 고갈과 고유가 시대에 석유를 대체할 수 있는 가장 현실적인 대체원료

로 부각되고 있음

- 아울러 오일샌드(Oil Sand)도 경제적 효율성이 재조명되면서 세계 주요 국가

들의 이목이 집중되고 있는데, 추출기술이 향상되면서 생산코스트가 저렴해

져 투자가 집중되고 있는 추세임

- 석탄도 대체원료로 재조명되고 있는 바, 석탄을 고온에서 가스화해 화력발전

용 에너지로 사용하는 석탄가스화 복합발전기술(IGCC: Integrated

Gasification Combined Cycle)외에도 가스화된 석탄을 액화시켜 인조석유를

만들거나 가스화된 석탄에서 수소를 추출해낼 수 있는 기술이 개발되고 있음

- 프로판가스의 경우도 AN(Acrylonitrile)을 제조원료로 최근 가격이 강세를 보

이고 있는 프로필렌을 대체할 수 있는 공법이 개발되면서 수요가 증가하고

있으며, 바이오 프로세스를 통한 대체원료 개발에도 박차가 가해지고 있음

○ 아울러 고유가에 따른 코스트 상승분 만회 및 환경문제에 대한 대응을 위해

각 석유화학단지들의 고도화도 주된 이슈로 부상하고 있는데, 일본의 경우,

석유화학단지별로 업스트림인 석유정제, 다운스트림 공장들과 발전소를 포함

한 산업간 연대를 통해 win-win 효과를 거두기 위하여 노력하고 있음

- 일본 (르네상스 프로젝트, RING)

* 부생성물 활용 극대화 및 정유/석유화학단지의 경쟁력 강화

* Kashima 지구 : 부생성물 고도이용 통합운영 기술 개발

* Kawasaki 지구 : 중질유 고도통합처리 기술 개발

○ 또한 범용제품 분야에서 에너지 문제에 상대적으로 자유로운 중동지역 기업

들이 새로운 메이저로 부상하면서 선진 기업들은 에너지 영향에서 상대적으로

자유롭고 경기 주기성이 적은 고부가가치제품 생산에 박차를 가하고 있음

- 원료·에너지 코스트 및 R&D 투자부담을 흡수하기 위해서는 신제품 개발이

키포인트라는 인식 아래 고수익 지식집약형 화학제품에 집중하는 사업모델

구축에 전력을 쏟고 있음


28❙

- Dupont의 경우 IT소재, 농업 및 바이오 분야 중심 고수익 지식집약형 사업

모델 구축과 식물기반 플라스틱, 섬유제품 생산 및 바이오에탄올사업 확대

등 대체원료/연료 사업을 확대하고 있으며

- Bayer은 화학부문은 Lanxess로 분리하는대신 의약, 농약, 고기능소재 등 고

성장분야로 사업 포트폴리오 재조정에 노력하고 있음

○ 또한 선진 석유화학 업체들은 단순한 제품판매에서 벗어나 수요산업의 다양

한 요구사항을 만족시키기 위한 전략을 실행중인데, 이들은 수요산업의 문제

해결 및 당면현안에 대한 대책마련 등을 통해 동반자적 위치를 유지할 뿐

아니라 제품/기술 개발시 수요산업과의 연계를 통해 수요산업이 미래에 필

요로 하는 요구사항에 대해 능동적으로 대응하고 있음

- 일본의 경우 고객지향적 사업모델 구축(솔루션사업 확대)을 적극 추진하고

있는데 Mitsubishi Chemical은 자동차용 PP컴파운드 사업확대를 위해 욧카

이치시에 자동차관련 종합 연구센터를 구축하였으며

- Toray도 자동차재료 전략추진실 설치를 통해 자동차관련 소재 조합 및 제안

형 솔루션 개발 등 신재료 개발을 추진중에 있음

□ 정밀화학


- 선진국은 핵심기술 및 첨단기술 기반의 중간체 및 신물질 개발을 통하여 지식

재산권의 확보에 주력하고 있으며, 특히 신기능 및 특수기능의 새로운 염료

소재 기술개발에 총력을 기울이고 있는 선진국 혹은 다국적기업들 간에는

기술적 제품 차별화 및 전략적 제휴 등을 통한 수평적 분업관계를 보이고

있음

- 개도국에게는 범용제품 위주의 완제품 또는 중간체의 일부를 가공하여 공급

받는 수직적 분업관계를 유지하고 있음

- 특히, 다른 기술분야에 비해 유럽 국가의 비중이 매우 높고 핵심기술인 염료

물질 자체의 특허는 다국적 거대기업인 DyStar, Ciba Specialty Chemicals,

Sumitomo화학 등 3~4개 메이저 화학기업이 거의 독점하고 있음


❙29

- 기술특허 출원비중으로 본 기술개발 추세는 반응성염료 53%, 분산염료 24%,

산성염료 8% 순이며 앞으로도 반응성염료와 분산염료를 중심으로 한 기술개

발이 지속될 것으로 전망됨

- 향후 섬유 이외의 새로운 소재에 적용 가능한 제품의 개발 및 새로운 염색

기술에 적합한 염료개발 등과 함께 환경친화성과 견뢰도가 우수한 반응성염

료와 분산염료, 고기능성 형광염료의 개발이 중점적으로 이루어질 전망임

○ 도료산업

- 전 세계적으로 Low VOC, High Solid, 유성도료의 수성화, 에너지 절감형

도료 등 제 3세대 도료 개발에 착수하고 있으며, 특히 자동차 도료의 경우

수성화가 진행 중이며, 선박도료의 경우 신개념의 방오도료 개발이 진행 중임

- 이를 위해서는 도료 원소재의 설계와 신규소재의 원천기술 개발에 많은 노

력을 기울이고 있으며 그 이외의 건축용 도료나 일반 공업용 도료는 지역

특성에 맞도록 각 국가별, 지역별로 Local화되어 외국에서는 더 이상 기술개

발에 많은 집중을 하지 않고 있어 이에 대한 응용기술 확보가 필요함

○ 계면활성제 산업

- 환경오염을 최소화할 수 있는 새로운 생분해성 계면활성제로 식물유와 같은

자연생태계에 친화성이 있는 원료를 사용한 친환경 계면활성제의 개발에 많

은 연구비를 투자하고 있으며 화학물질의 안전성 자료, 제품등록 등을 의무

화함으로서 후발주자와의 차별성을 강화시키고 있음

- 세계적 환경규제에 대응하기 위한 환경호르몬 유발 계면활성제의 친환경소

재로의 대체기술 개발과 BT와 융합한 친환경 계면활성제 소재원천기술 개

발, 고기능, 다기능의 전자산업 세정용 친환경 계면활성제 합성기술 등을 중

점적으로 개발하고 있음

○ 접착제 산업

- 자동차, 전자․정보, 의료산업 등 첨단 관련산업과 연계된 고기능, 고부가가

치 접착제 기술개발에 중점적인 연구투자를 하고 있으며 특히, 친환경 및 신

기능성의 전자정보산업용 접착제 원천기술 개발을 통해 글로벌 기술 경쟁력

을 확보하고 시장을 선점하려는 노력을 기울이고 있음


30❙

- 국제적인 환경오염에 대한 규제 강화와 더불어 Well-being에 대한 수요자 요

구 증대 등으로 인하여 향후 VOC-free와 같은 친환경적인 접착제의 제조기

술시장은 지속적으로 성장할 것으로 전망하고 있음

- 제품개발과 생산시설을 분리하여 중국과 같은 거대시장을 겨냥하여 범용제

품의 경우 중국에서 생산하는 추세이며 자국 시장의 보호를 위해 EU

REACH 제도와 같은 화학제품 등록제도를 적극 활용하여 외국 제품의 유입

을 차단하려는 움직임을 보이고 있음

□ 고분자

○ 반도체 부품소재

- 우리나라의 취약점으로 볼 수 있는 비메모리 분야에서는 기술력 우위를 차

지하는 일본과 미국이 현재 반도체 산업을 주도하고 있는 실정이며, 미국과

대만은 시스템반도체 강국으로서 미국은 민간주도로, 대만은 정부주도로 산

업 생태계를 형성하고 있는 상황임

- 미국의 경우 대학 ·연구소를 주축으로 세계 최고 수준의 기초 ·원천기술개발

경쟁력을 보유하고 있으며 이를 통해 벤처 창업이 활발하게 이루어지며 국

제표준화를 주도하고 M&A를 통한 신기술 확보에도 강한 면모를 보이고 있음

- 미국은 산업체 요구에 필요한 실무경험을 갖춘 우수인력이 공급되는 여건도

장점이며 실리콘밸리를 중심으로 분업화, 전문화된 산업구조와 더불어 막대

한 해외자금 유입으로 자본력도 탄탄한 상황임

- 대만은 1970년대부터 정부가 주도하여 기술도입과 벤처기업 투자를 통해 세

계 2위의 팹리스 강국으로 부상하였으며 정부가 핵심 전략을 세우고 기술을

확보, 외국의 선진기업과 전략적 제휴와 해외인력을 영입하고 있는 상황이면

서 정부가 VC로서 산업발전을 위한 투자에 나서면서 전후방 산업 간 투자

활성화도 꾀하고 있음

<표 2-17> 주요선진국과 기술수준 비교

반도체 소재 미국 일본 한국

메모리반도체 소재 100 100 80

비메모리반도체 소재 100 95 70


❙31

○ 디스플레이 부품소재

- 디스플레이 분야에서 현재 가장 산업적으로 중요한 역할을 차지하는 분야는

역시 LCD 분야로, TFT-LCD에는 다양한 종류의 소재들이 구성되어 기능을

발휘하고 있음

<그림 2-5> Basic System of TFT LCD

- 일본은 원천기술, 핵심기술을 보유하고 있고, 기초기반기술이 매우 발달되어

있으며 제품개발 기술까지 우위를 점하고 있어 국내와는 아주 대조적인 상

황을 보여주고 있음

- 단일 국가 기준으로는 미국에 이어 세계 2위의 내수시장을 가짐에도 불구하

고 개별기업의 규모는 소규모인 것이 특징이고 상대적으로 화학소재산업이

미국에 비해 늦게 시작되었음에도 불구하고 응용소재분야 특히 정보전자용

화학소재 부문에서는 세계시장의 70~90% 내외를 육박하는 등 세계 최고의

경쟁력을 확보하고 있다는 것이 특징임

- 부가가치 분야에서는 일본의 핵심부품 및 첨단소재에 기술경쟁력을 가지고

다품종 소량제품의 유연생산체제를 갖추고 있다고 볼 수 있고, 상대적으로

한국은 원천기술에는 취약하지만 개량 및 응용기술이 강하여 제조공정기술

이 비교우위에 있어 대규모 투자형 제품의 혁신역량이 뛰어나며 특히 표준

형 대량생산 체제에서는 우위에 있다고 볼 수 있음

- 최근 5년간 일본의 전자 기업들은 평균 4%대의 영업이익을 보였으나, 전자

재료 기업의 경우는 15% 내외의 높은 영업이익률을 기록하고 있고, 융합기

술의 발전에 따라 고부가가치 전자소재 중심으로 생산구조를 전환하고 있는

것이 큰 특징이라 할 수 있음


32❙

- 기본이 되는 액정은 과거 독일의 Merk사가 거의 독점적으로 시장을 장악하

고 있는데, 2006년부터 Chisso가 액정시장을 확대하고 있고, DIC 역시 2007

년부터 본격적으로 사업을 확대하고 있음

- 기술 분야로는 Chisso가 TN 모드와 IPS모드 시장에서 Merk를 압박하고 있

으며, DIC은 VA 모드 시장에 진출하여 독점의 벽을 뚫고 있고, 액정시장의

물량으로는 작년에 300톤 정도를 기록하였고, 2008년에는 380톤 정도가 될

것으로 추정됨

- 액정과 접하여 액정분자를 배향시키는 배향막은 편광된 빛의 개폐역할을 수

행할 수 있도록 한쪽방향으로 균일한 배향을 유발시키는 핵심재료이며, 배향

막의 액정배열특성 및 박막으로의 전기적 특성이 LCD 표시품질을 좌우하므

로 고품위화에 수반하여 요구특성도 보다 고도화되고 있음

- 내열성, 내화학성, 우수한 기계적 물성을 보유한 폴리이미드 수지가 배향막

재료로 널리 사용되고 있는데, 가장 중요한 것은 배향막 공정기술과 조화되

어 넓은 면적에 일정하고 균일하게 도포하는 것이지만, 그 외에 생산성, 잔

상 등 품질문제, 다른 재료와의 궁합 등 소재특성 하나만 고려하는 것이 아

니어서 실제적 상용화 수준의 기술 개발에는 어려움이 큰 분야임

- 일본의 JSR, Nissan, Chisso가 거의 독점하고 있는데, 국내에서도 10여년간

개발을 진행하고 있으나, 상기와 같은 기술적인 접근이 어려운 난관이 있어

실질적인 실적은 매우 미미한 수준이고, 현재 패널업체에서도 제품을 개발하

는 입장에서는 그만큼 risk를 감안해야 하므로 신규업체와의 개발진행을 꺼

리고 있는 상황임

- 컬러필터 포토레지스트 및 잉크 개발과 관련하여 High Contrast PR기술로

일본 회사들이 제일 앞서 있는 것으로 알려져 있는데, 일본의 다수 안료 제

조회사, 포토레지스트 제조회사 및 그 외 전자소재 업체들이 구매자들의 원

하는 색을 구현하기 위한 기술개발에 많은 투자를 하고 있음

- BLU용 광학시트 분야에서는 기능성을 향상시키려는 요구도 있지만, 보다 저

가격의 광학시트 개발을 위한 일체형 필름 기술이 각광을 받고 있는데, 현재

일체형 필름 연구에서는 미국의 3M에서 가장 활발한 연구를 진행 중에 있

으며, 현재 제품화 관점에서도 3M에서 독보적으로 일체형 제품을 내놓고 있음


❙33

- DBEF에 확산층을 코팅한 DBEFM, 확산필름을 라미네이션한 DBEFD, 표면

에 엠보싱 처리한 DBEFE 등이 있음

<표 2-18> 주요선진국과 기술수준 비교

디스플레이소재 일본 대만 한국

패널소재 100 10 40

백라이트소재 100 60 80

구동IC소재 100 40 90

차세대 디스플레이소재 100 5 40

○ 나노 융합 기반 부품소재

- 나노 기술은 에너지 분야에 가격 경쟁력 및 효율 증대에 기여하고 있는 데,

에너지 효율 향상, 에너지 절감 및 재생 에너지 분야에 경쟁력 있는 수단을

제공 할 수 있음

- 에너지 변환 분야로는 태양열 에너지, 태양전지, 연료전지 및 열전 분야에

나노소재가 적용되고 있고 에너지 저장 분야에는 2차 전지, 수소저장 및 슈

퍼캐퍼시터, 에너지 절감 분야는 단열재, 고효율 조명 및 연소 효율 증대에

기여하고 있음

- 연료전지용 나노촉매 소재가 시장 접근 중이며 향후 시장을 대비하여 열전

소재 및 CNT를 이용한 에너지 기능 소재가 활발히 연구되고 있음- 나노 기

술은 에너지 분야에 가격 경쟁력 및 효율 증대에 기여하고 있는 데, 에너지

효율 향상, 에너지 절감 및 재생 에너지 분야에 경쟁력 있는 수단을 제공 할

수 있음

- 환경 분야에는 수처리 분야, 유해물질 처리 및 폐기 분야, 대기 오염 제어

분야, 주거 환경 관리 분야 및 오염지역 치유 분야 등에 나노 기반의 부품소

재가 차별성이 있는 수단을 제공함

- 수처리 분야에 나노 기공 분리막과 광촉매 소재 등이 적용되며 환경오염 감

지를 위하여 나노 기반의 센서, 오염물질 회수를 위하여 나노입자 소재 및

생태 친화성 및 지속성 환경 확보를 위하여 다양한 응용 분야에 분해성 플

라스틱의 적용이 필요함


34❙

- 나노입자 기반의 오염물 흡착 소재가 시장 접근 중이며 환경감시 및 유지를

위한 나노센서 및 해수 담수화를 위한 나노 분리막 등이 향후 시장에 대두

될 것으로 예상되는 바, 현재 활발한 연구개발이 이루어지고 있음

- 자동차를 포함한 운송산업은 나노 소재의 적용효과가 큰 분야로서 친환경의

그린 소재와 더불어 다양한 기능을 능동적으로 구현할 수 있는 스마트 소재

를 필요로 하며 나노기술은 요구사항을 구현할 수 있는 수단을 제공함

- 도요다 자동차는 15년 전부터 clay 나노복합체를 적용하고 있으며 피아트는

SMA 와 plastometal 을 선도하고 CNT 복합체는 GM 과 도요다가 상용화하

였으며 미쉐린은 스마트 타이어를 선보이고 있음

- 그 외에 가볍고 강한 소재와 더불어 경량의 연료전지와 같은 친환경 기술과

다기능 지능화를 위하여 자기 수복 페인트, 오염 방지 및 색이 변하는 스마

트 도료 등이 나노소재를 기반으로 연구되고 있음

- 구체적으로 코팅소재 분야에는 내 스크래치성이 강화되고 흠집을 스스로 없

애는 소재, 차체분야는 고강도 경량 소재 및 자동차 유리 분야는 광학 특성

이 우수하고 수분이 맺히지 않는 표면처리제 등이 연구되고 있음

- 고강도 경량 차체 소재, 고경도 페인트 및 자동차용 광학 코팅제가 시장에

출시되었으며 향후 시장을 대비하여 센서를 포함한 스마트 나노소재가 활발

히 연구되고 있음

○ 바이오매스 유래 고분자 부품소재

- 고기능성 셀룰로오스 유도체 수지는 1999년부터 본격적으로 LCD용 편광판

에 적용되어 2005년 약 2만5천톤으로 성장하였으며, 매년 14%이상 성장하여

2009년도의 시장은 약 6.3천억원 규모이며, 다음 표에 나타낸 바와 같이 2015

년에 약 1.1조원, 2020년에 약 1.3조원 규모로 확대될 것으로 전망하고 있음.

또한 셀룰로오스 유도체 수지를 이용한 기능성 원천 소재의 세계 시장은 약

4조원으로 추정되고 국내 시장은 약 1,500억 원 이상으로 추정됨.

- 바이오유래 화학소재제품의 세계시장은 2007년 현재 수요량 약 100만 톤 규

모에 3조 원에 육박하는 시장규모를 갖추고 있음. 바이오플라스틱의 90% 이

상이 유럽, 북미, 일본의 선진국에서 소비되고 있으며, 연 평균 성장률은 약

30% 수준임. 2010년에 기존 석유화학기반 플라스틱 제품의 바이오플라스틱

대체정도는 약 10～15%로 예상되며, 기술발전과 생산원가 경쟁력의 개선에

따라 그 대체의 정도는 지속적으로 증가할 것으로 예상됨.


❙35

- 매년 14%이상 급상승하고 있는 광학용 셀룰로오스 유도체수지의 경우, 일본의

Daicel사가 세계시장의 95%이상을 독점 생산하고 있는 상황으로 이미 셀룰

로오스 유도체 시장은 시장 성숙 단계에서 성숙기에 접어들고 있는 실정임.

- 바이오매스 유래 플랫폼화합물들은 다양한 용도로 전환이 가능하기 때문에

자체시장을 보유할 뿐만 아니라, 바이오플라스틱과 같은 최종제품의 지속적

인 생산을 위해서는 플랫폼 시장 확보가 선행되어야 함(예, PLA의 플랫폼

lactic acid 및 lactide의 시장독점).

- 바이오플라스틱의 경우 시장은 아직 도입기 단계이며 생산원가, 물성향상,

환경규제에 따른 바이오소재 사용 증가에 따라 기존 화석원료유래 플라스틱

시장을 빠르게 대체하고 있는 상황임.

- 광학용 셀룰로오스 유도체의 경우, 국내 광학용 셀룰로오스 유도체 수지 및

셀룰로오스 유도체 필름의 개발을 위한 산업용 원천소재로 사용되므로 대

일 무역 의존을 탈피 및 국제경쟁력 확보를 위한 국내 자체 개발이 매우

필요한 실정임.

- 바이오매스 유래 단량체 및 전구체는 바이오폴리머를 생산하는 소재원료로

써 환경위기와 화석연료의 고갈 위기, 그리고 선진국의 환경규제에 대한 대

응이 가능한 소재이며 향후 기존 화석연료 유래 플라스틱 대체 시 무한의

성장 가능성이 큼.

- 미국 에너지성 (DOE)은 향후 바이오매스 유래 고분자 합성에 단량체의

precursor로 사용할 수 있는 12개의 Building block를 발표하였으며 미국에

서도 막대한 예산을 드려 전문화된 연구집단에서 연구를 수행하고 있음.

- 플랫폼 Furandicarboxylic acid (FDCA) 화합물을 합성하게 되면 Dihydroxy

methyl furan 등의 퓨란 유도체들을 합성할 수 있으며 이러한 유도체들을

사용하여 폴리에스터, 폴리아미드 등의 엔지니어링 플라스틱 소재를 제조할

수 있음.

- 플랫폼을 이용하여 접근할 수 있는 바이오매스 유래 고분자 소재로는 폴리

에스터 소재가 유력할 것으로 판단됨. 왜냐하면 시장을 가지고 있는 고분자

소재 또는 specialty를 가진 엔지니어링 플라스틱 등을 겨냥하여 진행하는

것이 향후 시장 진입을 통해 수익 모델을 창출할 수 있을 것으로 기대됨.


36❙

- 바이오매스 유래의 디아민 단량체 제조를 위한 Glucose에서 Succinic acid,

butanediamine, 1,4-butanediol(C4) 개발하여 이를 제품화하기 위해 바이오매

스 유래의 고내열 나일론 중합 기술 개발 및 제품 상업화.

- 바이오매스 유래의 디에시드인 Furan dicarboxylic acid(C6)를 이용한 고내열

나일론 4F 중합 기술 개발 및 제품 상업화.

- 바이오매스를 기반으로 한 화학소재의 상용화시기를 2016년을 목표로 하였

을 경우 바이오매스 전환기술의 실험실적인 핵심원천기술의 확보는 2013년,

파일롯트 수준의 생산기술의 확보는 2015년을 목표로 함.

- 선진국에서 연구 중인 초임계수이용 원천기술은 국내 고유기술로 조기 확보

가 시급하며, 당화 및 발효, 목표지향적인 플랫폼화합물 전환기술은 전 세계

적으로 확보시기 경쟁체제로 돌입하였음.

- 핵심 원료인 광학용 셀룰로오스 유도체 수지를 전량 외국에서 수입하기 때

문에 원료 소재의 새로운 공급 체계 구축이 필요한 상황이므로 원료 개발로

부터 완제품 생산까지 국내산업의 일관된 생산망 형성을 통한 경쟁력 확보가 시

급히 강구되어야함.

- 현재 바이오플라스틱은 전량 해외에서 수입하고 있으며, 선진국은 범용플라

스틱의 물성을 넘어서는 엔지니어링 플라스틱의 바이오매스 기반 연구에 박

차를 가하고 있으며, 가시적인 성과들을 이루어 내고 있음.

- 따라서 향후 단시일 내에 선진국과의 격차를 좁히지 못한다면 화학산업뿐만 아니

라 기초산업 전반에 대한 선진국의 의존성을 해결할 수 없을 것으로 판단됨.

- 미국 Biomass Technologies Roadmap에 따르면 26명의 관계 전문가들은

2030년 연료의 20%, 화학제품의 25%를 바이오매스 화학제품으로 대체 할

수 있을 것으로 예측하고 있음. 따라서 국내에서도 Biomass 유래 고분자 소

재의 개발을 서둘러 해야 할 상황임.

- 현재 Dupont, 미쓰비씨 케미컬, 로켓 등의 글로벌 회사들은 앞을 다투어 바

이오매스 유래 고분자 소재에 대한 연구에 박차를 가하고 있으며, 파이롯 설

비를 갖추고 있는 상황이며, 환경규제 또한 강하게 압박을 가하고 있음. 이

에 관련 바이오 플라스틱 소재에 대한 요구가 대두됨.


❙37

- 바이오매스 유래 소재인 PET, 폴리카보네이트 등은 자동차, 전기전자 분야의

산업에서 용도가 점점 더 확대되고 있으며 연 평균 10% 이상의 신장이 예상됨.

- 최근 소재의 바이오 플라스틱의 개발로 인해 기존 시장의 잠식과 아울러 지

속적인 성장이 예상되며 기존 PET, 폴리카보네이트 소재 대비 이산화탄소

저감 효과로 인해 저탄소 녹색 성장에 적합한 친환경소재임.

- 현재 국내 고내열 나일론 제품은 전량 수입에 의존하고 있으며 해마다 수요

증가 추세에 있음.

- 고내열 나일론은 일본과 미국에서 자동차 용도에서 전기전자 용도로 확대되

고 있으면 연 평균 10% 이상의 신장이 예상됨.

- 최근 소재의 박막/경막화를 위한 고내열 나일론 시장의 지속적인 성장이 예

상되며 기존 고내열 나일론 소재 대비 이산화탄소 저감 효과로 인해 저탄소

녹색성장에 적합한 친환경소재임.

- 바이오화학 제품 시장은 선진국을 중심으로 급속하게 성장하는 추세이며, 화

학제품은 모든 산업분야에 걸쳐 사용되기 때문에 바이오매스 기반 원료생산

의 원천기술 확보는 전 산업분야에 미치는 영향이 지대함.

- 전량 수입에 의존하고 있는 셀룰로오스 유도체 수지의 제조 원천기술은 LCD

산업 소재의 국산화 및 기술자립을 위해서는 무엇보다도 필요하며, 셀룰로오

스 유도체수지를 기반으로 하는 관련 소재산업의 활성화와 경쟁력 확보 효과

를 기대할 수 있음.

- 현재 유럽 중심으로 환경규제가 강화되면서 자동차 기업들은 연비 개선, 경

량화, 재활용 확대, 이산화탄소 감축 노력 등을 위해 플라스틱 사용을 확대

하고 있어 꾸준한 수요 신장이 예상됨.

- 현재 유럽 중심으로 환경규제가 강화되면서 Bottle, IT 용 필름 등에 적용될

경우, 이산화탄소 감축에 의한 환경대응이 가능하며, 이를 이용한 홍보 효과

등의 시너지에 의해 수요가 증가하고 이에 따른 녹색성장이 기대됨.


38❙

- Feedstock으로부터 플랫폼이 개발되면, 플랫폼 화합물질 자체도 시장을 형성

하여 매출을 발생시킬 수 있으며, 플랫폼에서 고분자 소재로 진행될 경우,

중합기술, 공정개발 기술, 플랜트 설계 기술 등으로 연계하여 매출로 이어지

는 수익모델이 될 수 있으며 이에 따른 밸류 체인이 형성됨.

- 전기전자 분야의 용도로는 소형화, 고정밀화에 따라 고유동 특성을 갖는 고

내열 나일론을 중심으로 액정고분자(LCP) 대체 가능.

- 고내열 나일론은 자동차의 엔진 주변 부품의 내열 요구, 전장화, 표면실장기

술(SMT) 커넥터의 무연 대체, 내약품성이 요구되는 연료계 부품으로 적용 가능.

□ 세라믹스

○ 전자세라믹

- 전자산업 (반도체, 평판 디스플레이 등)은 무한한 가능성을 가지는 기술집약

적인 산업으로서, 고도의 정보화 사회로 발전함에 따라 박막화, 미세화, 고집

적화 및 고속화 요구 및 "유비쿼터스 Life" 창출에 필요한 융․복합 기능

(SoC+메모리+아날로그+RF+센서+..)을 하나로 통합한 반도체의 필요성이 증대

하고 있고, 아울러 이들의 구성 부품, 소재로서 신뢰성 및 안정성을 가진 세

라믹 재료의 산업적 중요성이 증대하고 있음

<그림 2-6> 퓨전시스템 반도체의 개념도

- 주요 국가들은 반도체산업을 미래전략산업으로 규정하고 R&D강화 및 구조조

정을 통한 글로벌경쟁력 강화에 매진하고 있음


❙39

- 반도체 산업은 향후 고신뢰성 제조기술을 기반으로, 주변 시스템․기술 등과

융․복합되면서 자동차, 건강, 에너지의 편리한 이용환경 조성에 기여할 것

으로 예상됨

- 미국, 유럽을 중심으로 OLED, 플렉서블 등 차세대 디스플레이 시장선점을

위한 경쟁이 가속화됨

- 미국의 HP, DuPont 사에서는 투명산화물 반도체를 이용한 TFT 개발을 위해

ZnSnO TFT 및 ZnO TFT 연구를 수행중임

- 일본의 도판프린터는 용액공정을 이용한 산화물 반도체 (a-InGaZnO)의 상용

화 가능성을 검토중임


- 산화물 세라믹을 대신하여 SiC, AlN과 같은 비산화물 소재에 대한 연구과

상용화가 최근 급진전되고 있음

- 고강도/고인성/고내마모성 특성이 요구되는 기계구조 세라믹 소재로는 탄화

물, 질화물 등의 비산화물계 세라믹 연구가 집중되어 있으며 임계성능 구현

을 위한 연구개발 및 저가 생산에 관심이 집중되고 있음

- 나노크기 입자로 제작된 구조세라믹 부품은 연성, 강도, 강도, 고온특성 등이

크게 증진되기 때문에 절삭공구, 엔진부품, 디젤엔진 포트라이너, 인공관절

등에 적용될 예정임


- 미국은 DOE와 USACA 주도하에 첨단 모노리스 세라믹, 세라믹 기지상 복

합체 및 세라믹 코팅 시스템에 대한 2020년까지의 장기계획을 수립하여 에

너지효율향상을 위한 복합소재개발을 지원하고 있음

- 유럽 등과 같은 선진국의 경우에도 첨단 에너지재료 개발을 위하여 정부주

도의 대형화 사업이 진행되고 있음


40❙

- 초다공성 세라믹스 즉 에어로젤은 미국이 기술을 선도하고 있으며, Aspen

Aerogels사, Cabot사, TAASI사 등이 상용화에 성공하였는데 단열재료, 슈퍼

케패시터 외에 항공우주 및 국방분야에 사용되고 있음


- 생체세라믹의 생물학적 및 화학적 친화성은 재료의 표면물성에 의해 크게

좌우되며, 표면개질 기술은 생체세라믹 소재개발의 핵심요소기술로서 인식되

지만 세라믹 인공뼈의 표면개질에 관한 연구는 아직 미흡한 실정임

- 전세계적으로 BT/NT/IT 융복합화 기술개발이 추진되고 있으며 다양한 기능

의 소재개발이 이루어지고 있음

(2) 국내 기술동향

□ 석유화학

○ 현재 석유화학은 2000년대 이후 원료사정의 변화와 함께 세계 경제 및 산업

내에서 중동의 영향력 확대로 패러다임의 전환이라 할 만한 미증유의 지각

변동이 발생하고 있으며, 국내 석유화학산업이 그동안 경쟁력을 유지하여온

범용제품 분야는 향후 중동과의 경쟁력 격차로 많은 어려움이 예상되고 있음

- 석유화학산업 분야는 세계 5위의 위상을 보유하고 있으나 기술의 대부분이

해외 기술도입에 의해 이루어 졌으며

- 국내 대표적 석유화학기업인 SK에너지, LG화학, 호남석유화학 등은 일부 석

유화학 산업기술 분야에서 세계적 수준의 연구 성과를 공정에 적용하여 일

부 특화 공정과 경쟁력 제품을 보유하고 있으나

- 화학기술 개발의 핵심이 되는 R&D 투자는 일본, 미국등 선진국에 비해 열

악하고, 현장 실무능력이 겸비되고 개발능력이 있는 화학공학 전공자는 매우

한정적임


❙41

* 신촉매/공정 기술 분야의 일류기업 대비 국내기업 기술수준은 미국(BF

Goodrich)을 100으로 할 때 60～70( 3～5년 정도 기술격차) 수준이며, 고부

가 특화기술 분야는 미국(UOP, Stone&Webster)을 100으로 할 때 50～60

(5～6년 정도 기술격차) 수준임

<표 2-19> 기술경쟁력 (「중국 산업 및 산업기술경쟁력」,석유화학 보고서)

구분기술(미국=100)

미국 일본 EU 한국

공정기술

- 공정설비기술 100 80～90 80 60

- 공정개발기술 100 90～100 90～100 65

촉매기술

- 석유화학용촉매 100 80～90 90 40～50

- 정밀화학용촉매 100 90 90 30

○ 이에따라 국내 석유화학산업은 중동과의 차별화를 통한 발전 지속을 위해

각 기업별로 차별화된 기술우위 요소에 대한 집중적인 R&D투자를 통해 고

부가가치 제품에 특화될 수 있도록 사업구조를 전환하고 있음

- BT를 활용한 바이오플라스틱 개발과 IT·NT를 적용한 차세대전지, 전기․전자소

재, 자동차 소재, 태양광 등 고기능/고부가가치 소재 개발에 주력함으로써 사업

구조의 탈에너지화에 박차를 가하고 있으며, 설비/R&D 투자 확대와 M&A 적

극 추진을 통해 사업기반을 강화하고 후발기업과의 차별화 노력도 강화

○ 또환 전세계적으로는 '그린 화학(Green Chemistry)'으로 대표되는 저에너지

사용, 안전성 향상, 원재료 다양화, 환경 친화형 산업 구현에 초점을 맞추어

폐에너지 상호교환과 부산물 공동활용 등을 통한 에너지 효율 최적화/자원

고갈 및 환경문제 대응/생산고효율화/원천기술 확보 등에도 전력을 기울이고

있음


42❙

공정공정 기술기술 소재소재 기술기술§ 산업 원천 기술 확보

- 신촉매 공정기술 라이센싱- 최신 공정기술 S/W- 신개념 공정설계기술

§ 저에너지 사용 기술

§ 원료 다양화

§ 환경 친화형 기술

§ 고부가가치 기술

경쟁가속고유가 환경규제 원천기술부재

전략전략 11 전략전략 22

고효율화 및

집약화

전략전략 33

저가 원료를

이용한 고부가

석유화학제품

생산기술

전략전략 44

원천기술확보

를 통한 지속

가능한 산업

능력 확보

자원고갈 및

환경문제 대응

을 위한 지속

가능형 석유화

학 기술

공정공정 기술기술 소재소재 기술기술§ 산업 원천 기술 확보

- 신촉매 공정기술 라이센싱- 최신 공정기술 S/W- 신개념 공정설계기술

§ 저에너지 사용 기술

§ 원료 다양화

§ 환경 친화형 기술

§ 고부가가치 기술

경쟁가속고유가 환경규제 원천기술부재

전략전략 11 전략전략 22

고효율화 및

집약화

전략전략 33

저가 원료를

이용한 고부가

석유화학제품

생산기술

전략전략 44

원천기술확보

를 통한 지속

가능한 산업

능력 확보

자원고갈 및

환경문제 대응

을 위한 지속

가능형 석유화

학 기술

- (자원고갈 및 환경문제 대응을 위한 지속가능형 석유화학 기술) 공정고도화

(촉매제조기술), 신화학소재(IT, BT, NT 등 적용소재) 등 친환경 고부가가치

화 기술개발 확대를 통해 Green Chemistry로서의 위상을 구현

* 연료전지, 태양전지, 천연가스 기반 기술, Bio-Mass, CO2 저감 대책 등

- (생산 고효율화 및 집약화 기술) 산업 단지내 업다운 혹은 이업종 기업간 네

트워크 구축을 통한 중복 투자 방지, 원부자재․에너지 등 손실 최소화

* 기업간․이업종간 잉여에너지 활용: 에너지 최적 분배

* 공정고도화, 신공정 개발, 동종 기업간 공동 설비 투자: 투자 효율성 제고 등

* 석유화학․정유공정 부산물을 원료화

- (저가 원료를 이용한 고부가 석유화학제품 생산기술) 나프타를 올레핀 생산

원료로 사용하는 대신, 중질원유 및 천연가스, 바이오메스를 사용하는 등 원

료 다변화 방안 강구

* 납사 대체재인 저가 LPG 사용율 확대

* 방향족 제조 원료인 납사를 저급 고비점 유분 또는 메탄, C3-C8 파라핀 등으로

원료 다변화 달성 기술

- (원천기술확보를 통한 지속가능한 산업 능력 확보) 차세대 올레핀 제조공정

기술(ACO; Advanced Catalytic Olefin) 상용화 등


❙43

□ 정밀화학


- 국내 염․안료 산업은 대량생산에 의한 범용제품, 중소규모 영세설비를 이용

한 저급 화학제품, 원제․중간체를 수입하여 제조된 단순배합품에서 점차 고

기능 고부가가치 제품으로 전환하고 있는 추세에 있으나 아직은 규모 및 구

조의 영세성 등으로 인하여, 대표적인 고부가가치의 기술집약적인 산업으로

서의 특성을 아직까지는 제대로 살리지 못하고 있음

- 국내에서 생산되고 있는 염․안료제품은 내수시장 및 수입대체를 위한 범용

제품 및 완제품 위주로 성장 발전하고 있으며 염․안료 범용화학제품의 제

조기술 수준은 상당부문 선진국 수준에 도달하게 되었으나, 고도의 기술과

막대한 연구비가 투자되는 신물질과 원제, 중간체 특히 전자정보용 화학소재

는 선진국 제품의 수입의존도가 매우 큰 실정임

- 친환경 및 신기능성염료, 전자정보용 색소 원천기술 개발을 통해 Global 기

술경쟁력을 확보하기 위해 전통적인 섬유용 색소에서 3T(IT․BT․NT)산업

을 접목한 새로운 기능성 Colorants 신소재 및 공정 기술개발 노력을 집중할

필요가 있음

- 염․안료와 관련된 칼라런트는 인간 생활의 편리성, 간편성 및 심미성을 추

구할 수 있는 다양한 분야에 적용되고 있으며, 현재의 산업적 용도로는 정보

기록용, 정보표시용, 광학센서자료용, 에너지 변환용, 의료 진단용 등 매우

넓은 분야에 사용되고 있는 첨단소재 산업으로 발전하고 있음

○ 도료산업

- 도료산업의 원재료 부분에서는 원천기술 및 생산기업 부재 등으로 국내생산

자체가 불가능한 분야가 다수 존재하여 수입에 의존하며, SK Chemical 등에서

일부 국산화된 원재료의 경우 또한 원천적인 재료는 수입하여 가공한 것이므로 도

료용 원재료의 국산화율과 경쟁력이 더욱 낮음

- 국내 도료 산업의 5대 Leader는 KCC, 노루페인트, 삼화페인트, 건설화학, 조

광페인트 등으로 각사에서는 Global 업체의 품질 제일주의의 영향을 흡수한

상태이므로 ISO 규격획득 등 품질경영이 잘 이루어지고 있으나 그 이외 대부

분의 소규모 영세업체는 5대 기업에 비해 품질경영의 정도가 미약한 것으로

분석됨


44❙

- 국내 도료업계에서도 Low VOC, High Solid, 도료의 수성화, 에너지 절감형

도료등 제 3세대의 환경친화형 도료 개발에 많은 노력을 집중하고 있음

○ 계면활성제 산업

- 환경관련 국제규제가 강화되고 화학물질에 대한 유해성 및 안전성에 대한

검증 관리에 대한 규제 등이 증대되고 있으나, 계면활성제산업의 기업규모

영세성 및 제품에 대한 정보수집의 부족으로 기술개발 및 고부가가치 제품

등 대체 신상품 개발이 미흡함

- 현재 국내 사용되고 있는 석유계 계면활성제를 대체하기 위하여 biomass인

천연 유지방의 국내 생산 또는 동남아시아에 이를 확보하기 위한 시스템 구

축이 필요하며 이를 위해 대기업이 원료 확보하며 중소기업이 이를 이용한

각종 계면활성제를 개발하여 다양한 산업 분야에 적용하도록 할 필요가 있음

- 특히 세계적인 산업의 위치를 확보하고 있는 전자산업, 조선산업, 자동차산

업, 화장품 등 첨단 관련 산업과 연계된 고부가가치를 가진 친환경 고성능

기술개발사업으로 생산체제 전환이 필요함

- IT/BT/NT와 융합기술이 적용 가능한 계면 소재로 화장품용 나노 입자, 나

노 에멀젼 제조기술 개발이나 천연 유지방을 이용한 고 생분해성 계면활성

제 등의 기술개발을 수행할 필요가 있음

○ 접착제 산업

- 국내 접착제 산업은 과거에는 배합기술 위주의 개발단계로 원제 및 첨가제

합성은 초보적인 단계이었으나 최근에는 배합기술이 선진국 수준에 이를 것

으로 전망되며 원제 및 첨가제의 연구개발도 꾸준히 진행되어 앞으로 수년

이내에는 선진국 수준에 도달할 것으로 전망되고 있음

- 앞으로 개발되어야 할 접착소재로는 친환경 신규 접착소재로서 무용제형 수

성 접착제, 무용제형 핫멜트 접착제, 광경화형 접착제, 난연성 전기전자용 접

착제 등 환경과 밀접한 관련이 있는 접착제 개발이 필요함

- 신 기능성 산업용 접착기술개발로는 전기․전자용 접착제 (에폭시계, 실리콘

계, 광경화형), 전기전도성 접착제 (ICA. ACF), 핫멜트 접착제(위생용, 포장

용, 제본용, ASSEMBLY용, 목공용, 신발용), 의료용 접착제 (의료용, 치과용)

등 다양한 산업군에 소요되는 새로운 기능성 접착제 개발이 요구되고 있음


❙45

□ 고분자

○ 반도체 소재

- 국내 반도체 산업은 1990년대 이루어진 64M D램 공동 개발 성공 이후 2000

년대 들어 삼성전자가 세계 반도체 시장에서 독보적 위치를 차지하고 또 현

대와 LG가 합쳐 하이닉스가 탄생하게 됨

- 우리나라의 반도체 산업의 주력기술은 현재까지 메모리 분야에 있으며 세계

최고수준을 보유하고 있다고 하나 비메모리 분야에서는 상당히 취약한 실정

에 있다고 평가됨

- 메모리 반도체 소자는 삼성전자와 하이닉스가 세계 1 , 2위를 차지하고 있지

만 정작 램버스(D램)나 샌디스크(낸드플래시메모리)에 매년 수억 달러의 로

열티를 지급하는 등 국제 제품표준의 리더십 확보에 실패했다는 평가며, 장

비·재료 분야는 반도체 시장의 20% 이상을 차지하는 핵심 후방산업이지만

그 동안 선진국 따라잡기에 급급한 수준임

- 해외에 크게 의존하는 부품소재 및 원천기술 개발능력 확보는 우리 반도체

산업의 미래를 위해 반드시 필요한 요소임

- 여기에 끊임없는 기술개발 뿐 아니라 지금까지 발전시켜온 대, 중, 소 상생

협력을 반도체 표준화 협력으로 업그레이드하는 지혜가 필요할 것이며 갈수

록 거세지고 있는 후발주자들의 추격을 물리치기 위해선 구태 의연한 방법

보다는 새로운 개념의 상생협력 모델이 절실한 상황임

- 한국의 비주력 분야인 비메모리 분야에 대해 그동안 메모리에서 벌어들인

엄청난 자금을 투자해 기술을 축적한 것을 바탕으로 비메모리 산업에 뛰어

들 역량을 갖췄다고 판단하고 있으며 한국 정부도 비메모리를 집중적으로

육성한다는 방침임


46❙

자료: ‘반도체 산업의 2020비전과 전략’, 주대영, KETI, 2007

○ 디스플레이용 소재

- 우리나라 기술수준은 대규모 투자가 필요한 장치산업은 일본보다 앞서거나

대등한 수준으로 볼 수 있는데, 주요제품의 낮은 국산화율이 상징하듯이 핵

심부품에서의 기술력은 크게 뒤지고 있는 실정임

- 대부분 일본에 의존하여 대일 무역적자의 원인으로 작용하고 있다는 것이

문제이며, 부품소재산업은 기본설계, 응용설계, 소재기술 등의 핵심기술은 선

진국 수준에 크게 못미쳐 특히 고부가가치 부품의 원천기술에 대한 경쟁력

이 매우 미약한 수준으로 볼 수 있음


❙47

- 한국의 부품, 소재 등의 연관 산업은 핵심부품 수입과 제품 조립의 생산구조

로 전반적 국산화율은 저조한 실정으로 취약한 산업구조는 산업전반으로 일

본과 상당한 대조를 이루어 한,일 산업혁신에 대한 경쟁력으로 비교해 보면

일본은 신제품기술 (Product Technology)이 매우 발달했고, 한국은 제조공정

기술 (Process Technology)에 비교우위에 있다고 볼 수 있음

- 한국이 디스플레이 산업에서 경쟁우위를 유지하기 위해서는 지속적인 공정

개발 및 소재국산화에 의한 원가절감을 실시하여야 할 것이고, IT의 신규 수

요 창출 및 주변 관련 산업의 발전에 기여함으로써 균형발전에 의한 동반성

장의 견인차 역할을 하여야 함

- 소재의존도가 절대적으로 높은 플렉스블 디스플레이, 3D 디스플레이, 대형

OLED 등의 차세대 디스플레이의 선행개발을 통하여 신규시장의 창출 및 선

점을 통한 시장지배력을 강화하여야 함

□ 세라믹스

○ 전자세라믹

- 산업계는 삼성전자, LG디스플레이, 삼성 SDI, LG전자 등이 국내 R&D를 주

도하고 있으며 삼성전자와 LG-디스플레이는 TFT-LCD 및 반도체 분야를, 삼

성 SDI 및 LG전자는 PDP를, 삼성 SDI는 OLED 분야의 연구를 중점적으로

수행하고 있음

- 연구계는 ETRI(전자통신연구원), KIST, KRICT(한국화학연구원)에서 활발하게

연구를 진행하고 있으며 ETRI의 경우, ZnO를 기반으로 하는 투명 트랜지스

터 (RFID, AMOLED (active matrix-OLED)) 의 개발, 한국화학연구원의 경우

OLED 분야의 연구를 수행 중임

- 초정밀 압전 액추에이터 및 위치제어 기술을 통하여 나노 스테이지 및 고

용량 Hard Disk Drive용 high resolution의 track tracer로부터 소형이며 높

은 구동력과 빠른 응답속도를 가지는 소재개발이 진행되고 있음


48❙

<그림 2-7> 국내 반도체 시장의 변화


- 산화물계 세라믹스의 한계를 극복하기 위한 비산화물계 소재개발에 대한 관

심과 연구가 활발히 진행되고 있으며, 특히 SiC, AlN과 같은 비산화물 소재

의 원료분말과 다양한 벌크 소재에 대한 연구와 상용화가 최근 급진전되고

있음

- 고속가공이 가능한 세라믹 공구소재의 고강도/고인성/고내마모성 특성을 부

여하기 위해 탄화물, 질화물 등의 비산화물계 세라믹 복합소재에 대한 연구

가 집중되어 있음

- 개발된 기존 소재에 신뢰성을 향상시키는 기술과 저비용 생산기술을 추가하

여 경제성과 생산성을 구비하는 것이 선결해야 할 과제임


- 고체 산화물 연료전지소재는 KIST, KEPRI, RIST, KICET, KIER를 중심으로

셀 제조기술, 스택 안정화 기술을 상용화 하고 있으며, 수 kW 급의 SOFC

스택을 운전가동 연구를 추진중임


❙49

- 염료감응형 태양전지(DSSC)는 삼성SDI가 상용화를 선두로 최근 상보가 플랙

시블 셀에 대한 기술을 ETRI로부터 이전 받았음

- 에너지 변환 및 저장재료로서 리튬이온전지 연구가 활발하며 주로 고밀도,

급속충전 및 안정한 충방전 특성을 가지는 정극재료개발에 집중하고 있음

- 에너지 절감재료로 고층건축물의 외피용으로 사용되는 유리커튼월의 경우

저방사유리(Low Emissivity glass)의 열관류율 향상, 일렉트로크로믹

(electrochromic) 스마트 소재개발, 열선차단코팅(UV-IR cutting coating)기술

개발에 대한 연구가 활발하며 Thermochromic 유리 소재개발이 시도되고 있음


- 생체세라믹 임플란트 연구개발은 소재의 기계적 물성을 증진시키고 신뢰성

을 확보할 수 있는 신기술 개발에 집중되고 있음

- 임플란트 시장의 확대와 더불어 골조직 재생을 돕는 바이오세라믹소재 개발

및 상용화가 이루어지고 있음.

- 자연치아의 보존을 최대화하기 위한 치근관 충전용 소재개발도 이루어져 국

내허가과정이 완료되어 상용화가 진행중임

- 세라믹 바이오센서 소재에 대한 강점은 세계최고 수준의 반도체 공정기술이

확보가 되어 나노 단위에서 기판소재를 가공하는 기술적 수준이 높은 상황

이며, 나노 세라믹을 연구하는 국내기술 수준이 비교적 비교우위에 있고 생

명공학 기술과 세라믹 소재기술의 융합기술 수준도 상당히 높음


50❙

Ⅲ 녹색화학공정 산업 기술로드맵

1. 개요 및 중요성

□ 개요

<녹색화학공정 개념도>

○ 녹색화학공정은 정밀화학, 고분자 그리고 소재 산업의 후방산업으로서 국가 산

업의 중추를 담당하는 기간사업으로 매우 중요한 위치를 차지하고 있으므로

안정적인 산업의 운용과 그 효율성 제고는 산업전반에 지대한 영향을 줄 수

있음

○ 녹색화학공정은 새로운 원료의 활용을 통한 안정적인 원재료 공급과 바이오

매스 등 재생 가능 자원의 활용 및 시스템의 고집적화 및 고효율화를 통한

에너지 소비 절감을 통한 이산화탄소 등 온실가스 저감 및 재활용 효과를

얻고자 함

○ 녹색화학공정은 원유와 천연가스를 기반으로 대량 생산체계를 갖춘 일반

석유화학제품과의 직접적인 경쟁을 피하면서 중국과 인도 등 신흥 부상국과 기

술 격차를 유지하면서 새로운 시장개척을 위하여 신기술에 기반을 둔 새로

운 고부가가치 제품을 개발하고자 함


❙51

□ 중요성

○ 원유를 기반으로 한 기존의 석유화학산업은 한정된 원유 매장량으로 인한

수급 불안의 문제점을 안고 있음

○ 산유국의 편중에 따른 향후 자원의 무기화에 따른 어려움이 예상됨

○ 자원보유국의 석유화학 수직계열화에 따른 범용제품의 가격 경쟁력이 크게

약화되고 있음

○ 전 세계적인 온실가스 배출규제가 강화되고 있음

○ 친환경 석유화학공정의 필요성이 대두되고 있음

○ 환경적․경제적인 이유로 대체 연료 개발이 시급한 실정임

○ 인체 친화형 감성적 제품에 대한 수요가 증대되고 있음

○ 신사업창출을 위한 고부가 제품개발이 요구됨.


52❙

2. 기술로드맵


❙53

3. 기술로드맵에서 제시한 핵심원천기술의 개요

핵심원천기술명 요구성능/기능 주요 내용 제품/서비스 기대효과

바이오매스유래

올레핀 및 청정수송용

연료제조기술

온실가스저감,

저탄소발생원료

활용

다양한 종류의 바이오매스의 혐기성 발효를 통해

얻을 수 있는 카르복실염을 원료로 새로운 경로

의 촉매 반응을 통해 Olefin, Fuel (Alkylate), Lube

Base Oil, H2 등 다양한 종류의 제품을 선택적으

로 생산하는 기술임.

올레핀,

윤활기유,

청정 수송용

연료

온실가스 절감,

기존 석유화학제품

대체

바이오매스 유래

플랫폼중간체

제조기술

온실가스저감,


활용

본 기술은 석유화학 기반의 밸류체인을 대체하여

바이오매스에서 유래된 탄소원으로부터 광경화

핵심 중간체를 생산할 수 있는 신규 녹색공정 기

술

중간원료 화

합물



대체

석유대체원료활용

고부가 알코올 및

유도체제조기술

온실가스저감,


활용

본 기술은 석유화학 산업에서 대체원료 활용 고부가

알코올을 화학적 전환 방법으로 제조하고 이로부터

부타디엔 등의 유도체를 제조하는 신촉매 공정 기술

에탄올, 부탄

올, 올레핀



대체

바이오매스유래화합물

전환공정기술

온실가스저감,


활용

한정된 화석 연료 자원의 고갈에 대한 염려와 중

국 등 개발도상국의 수요 급증은 원유 가격 상승

을 초래하였으며, 온실가스 배출규제에 따른 막대

한 환경비용의 저감을 위해 비가역적 화석자원을

대체할 수 있는 친환경적이고 지속적 이용이 가능

한 미래형 자원에 대한 요구가 크게 증대하고 있

음.

퓨란계 유도

체, 축합/첨가

중합 단량체,

수송용 연료,

윤활기유, 계

면활성제



대체

메탄유래 올레핀 제조원료다변화,

고부가화

현재 올레핀은 원유에서 얻어진 납사를 분해하여

제조하고 있으며 원유의 가격에 연동되는 특성을 보

이고 있음.

원유대비 매장량이 풍부한 메탄을 이용하여 올레

핀을 제조하는 경우 가격의 안정성을 확보할 수

있으며 기술수출도 가능할 수 있음.

올레핀

원유 의존도 탈피,

가격 경쟁력 확보,


대체


54❙


저가 파라핀 활성화

기술

원료다변화,

고부가화

기존 석유화학공정에서는 활용도가 높은 올레핀이

외에 다량의 파라핀이 동시에 발생되고 있으며 이

의 대부분은 연료로서 이용되고 있는 실정임. 따라

서 이러한 저가 파라핀의 활성화 기술은 올레핀

대체 효과뿐만 아니라 고부가화 공정을 가능케 함.

프로필렌, 아

크릴산 유도

체

원유 활용 극대화,

가격 경쟁력 확보

그린분리공정기술에너지소비절감,

공동 고도화

기존의 다량의 에너지를 소비하는 증류공정이나

다량의 유기용매를 사용하는 추출공정을 대체할

수 있는 새로운 개념의 분리공정기술 개발함으로

써 zero emission을 실현하고 에너지 소비를 절감

함으로써 온실가스 규제에 적극적으로 대응하고자

함.

그린분 리 장

치



Heavy oil 방향족화

기술

원유활용 극대화,

고부가화

BTX의 세계수요증가율은 연평균 4~6%로 GDP 증

가율의 2배이며 석유제품 수요 증가율의 3배에 달

하고 있음. 특히 중국의 수요증가율은 연평균

8~15%임.

2007년을 기점으로 중국을 포함한 Global 시장에서

의 Naphtha 공급 부족이 심화되어 새로운 원료 조

달이 필요하게 됨. 따라서 기술개발을 통한 세계시

장 확보를 통해 무역 수지 개선 및 해외와 JV를

통한 다국적 기업으로 성장이 급선무일 것으로 보

임.

벤젠, 톨루엔,

자일렌



천연가스유래 방향족

화합물 제조기술

원료다변화,

고부가화

기존에 방향족 화합물은 원유에서 분리된 납사분

해를 통해 얻어지고 있으며 원유가격의 연동되는

단점을 갖고 있음.

천연가스는 원유에 비해 매장량이 풍부하므로 천

연가스로부터 방향족 화합물을 직접 제조하는 기

술은 안정적인 화학제품 제조을 가능하게 함.

방향족 화합

물




대체


❙55


균일계 촉매공정

대체기술

에너지소비절감,

공정 고도화

균일계 촉매는 반응성이 높은 장점을 갖고 있으나

재사용이 용이하지 않으며 후처리과정에서 다량의

용매를 사용하게 함으로써 용매의 사용과 과다한

공정비용을 초래함. 이러한 단점을 극복하기 위한

반응성이 우수한 불균일계 촉매 기술

비균질계

촉매 및

공정



저온분해를 통한

제품제조기술

원료다변화,

고부가화

석탄 및 유기성 폐기물을 고온에서 가스화를 하지

않고 저온에서 직접 분해를 함으로써 다양한 화학

제품 중간체를 직접 제조한 후 이를 분리 및 후처

리를 통하여 화학제품을 제조함으로써 원유 가격

에 연동하는 석유화학제품과 가격경쟁력을 확보하

고자 함.

대체연료




대체

중질원유처리

신공정기술

원유활용극대화,

고부가화

전세계 원유 생산량 중 API가 25이하인 중질원유

의 비율은 약 13% 수준으로, 물량으로는 일산 약

900만배럴에 수준(2003년 기준)임. 최근 중질 원유

의 발굴/생산량이 증가추세에 있으나, 기존 처리시

설인 상압증류탑만으로는 경제성 확보가 어려워

새로운 처리기술이 필요함.

올레핀, 파라

핀, 방향족



방향족 유도체

제조기술

고부가화,

이윤 극대화

벤젠은 최근에 다운스트림 수요에 가격이 민감하

게 변하면서 수익성이 둔화되었음. 따라서 벤젠의

고부가화에 대한 연구의 필요성이 지속적으로 대

두됨.

고부가화된 방향족 유도체로서 페놀 및 관련 화합

물, 파라 자일렌, 사이클로헥센 등을 벤젠으로부터

제조하는 공정기술

자일렌, 사이

클 로 헥 센 ,

1 , 4 - C H D A ,

스타이렌



56❙


융복합 반응분리

동시공정기술


공정고도화

기존에 반응공정과 분리공정이 구분되어 진행되는

전통적인 화학공정과 달리 반응과 분리가 동시에

진행될 수 있도록 공정을 설계함으로써 열역학적

인 반응 전환율의 한계를 극복함과 동시에 에너지

소비를 획기적으로 절감할 수 있는 공정 기술

동 시 반응분

리장치



고비점 유분제조기술 고부가화

저가로 판매되고 있는 에틸렌과 C4 유분을 포함하

는 저급 올레핀을 촉매 전환공정을 거쳐서 부틸고

무, Iso-paraffin 용제 그리고 1-hexene 등의 고가의

화학제품화함으로써 고부가가치화를 실현하는 기

술임.

1-헥센,

iso-paraffin,

부틸고무

신사업 창출,


재생자원유래 이온성

액체를 이용한

그린공정기술

온실가스저감,


활용

이온성 액체는 촉매 및 분리공정에 유용하게 활용

되고 있는 신개념의 유기화합물이며 대부분 원유

기반의 석유화학제품에서 제조되고 있음.

이러한 기존의 이온성 액체와 유사한 기능을 갖는

화합물을 바이오매스 등 재생자원으로부터 제조하

여 활용하면 원유 의존도를 낮춤과 동시에 온실가

스 저감에 기여할 것으로 기대됨.

이온성 액체,

공정장치



마이크로

반응시스템기술


공정 고도화

마이크로 반응시스템은 기존의 상용 공정에 비해

열교환과 물질전달이 원활하게 진행될 수 있는 장

점을 갖고 있어 기존의 상용공정의 효율을 높일

수 있음은 물론 기존 공정에서 구현이 불가능한

반응도 가능케 할 수 있음.

마이 크 로 반

응시스템




❙57


오일샌드의

연료유로의 전환기술

원료다변화,

고부가화

제한된 원유의 매장량으로 인하여 향후 원유가격

이 불안정해지고 이에 따라 석유화학제품의 가격

경쟁력이 약화될 우려가 높음. 대체 원료로서 오일

샌드의 연료유로의 전환기술

연료유




대체

기능성 PO제조기술고부가화,

수요자 지향성

시장 환경의 변화에 따라서 고 기능성 PO수지에

대한 수요가 증대되고 있음

새로운 시장의 형성에 따른 용도 맞춤형 PO 수지

제조 기술

폴리에틸렌,

폴리프로필렌

신사업 창출,


가스화를 통한

제품제조기술

원료다변화,

고부가화

석탄 혹은 유기성 페기물을 가스화를 하여 합성

가스를 제조한 다음 촉매공정을 거쳐서 다양한

화학제품을 제조하는 기술로서 원유가격에 연동하는

석유화학제품과 경쟁할 수 있는 기술.

디젤연료




대체


58❙

Ⅳ 인간친화형 소재 산업 기술로드맵


□ 개요

<인간친화성 소재 개념도>

○ 인간친화형 소재는 정밀화학으로 불려오던 소재가 친환경적이면서 인간생활에

더욱 친숙하게 사용될 수 있도록 새로운 소재의 패러다임을 바꿀 수 있는

핵심 화학소재를 말함

○ 인간친화형 소재는 모든 산업의 요소 소재로 한국의 대표적인 산업인 자동차,

조선, 화장품, 생활용품산업과 전자산업의 후방산업이며 석유화학, 섬유산업

의 전방산업으로 산업간 링크(Link) 역할을 하며 한 산업에서는 소재의 앵커

(Anchor) 역할을 담당함

○ 녹색산업의 견인차를 할 수 있는 전 산업의 제품과 부품의 필요한 소재를

제공하며, 화학물질 규제의 직접적인 적용과 최전방에서 모든 산업에 영향을

미칠 수 있어 앞으로 그 중요성이 점차 강조되고 있는 고부가가치 산업임


❙59

○ 고감성, 친환경, 나노, 난연, 무병장수, 안전성, 고급화, 고질감, 재순환, 경량화,

고내구성, 에너지절감 등의 산업과 기능의 요구조건에 부합하여야 하며 운송

수단, 가전제품, 가정의 생활용품, 의약품 등 많은 분야에서 드러나지 않으면서

숨겨져 있는 인간친화형 소재의 원천기술 개발은 인간의 삶을 풍요롭게 할 것임

□ 중요성

○ 범용 화학소재를 활용한 점,접착제 기술보다는 세계환경규제 대응 바이오 유래의

산업용 점접착제 개발이 시급

○ 선진국을 중심으로 생분해성 소재를 요구하는 자동차시장의 전환에 대응한

기능성 소재개발이 필요함

○ CO2 감축 의무국 확대로 그린에너지 개발이 가속화되고 있어서 태양전지 분야의

핵심소재 및 요소기술 개발이 시급함

○ 고부가가치 상품인 특허가 만료되는 제네릭은 2010년 사이에 230조원의 시장

규모를 열리게 됨

○ 원료의약 소재산업은 기술집약적 고부가가치 산업으로 잔류 용매, 최종제품의

순도 가공 기술의 국제표준화가 작업이 시급함


60❙

2. 기술로드맵


❙61


62❙



지능형 점접착제제조기술

고기능성

다목적

접착부위의 재질의 종류에 상관없이 접착능력이

일정하며 피착면에 손상을 주지 않는 기능성을

부여하여 작업의 단순화와 친환경을 갖는 점접착

제 기술

수요가 많은 자동차와 전자제품등에 적용하여 노

동력을 단축시킬 수 있도록 하는 기술이 원료에

서 최종제품까지 친환경 제품을 목표로 함

접착제

점착제/액체,

고체,테이프

형태

노동력을 줄이고 작

업개선을 향상 시키

며 산업분야와 생활

전반에 다양하게 사

용하고 있으며 전자

나 자동차산업의 경

우 수입대체 효과를

가져 올 수 있음

형상회복 기능성도료 제조 기술

복원력

초기형상기업

수지의 초기 형상을 외부의 환경변화에도 자기

회복력을 가져 올 수 있도록 하는 기술로 제품을

처음 모습처럼 새것으로 유지시켜 줌으로 산업과

생활용품등에 다양하게 적용할 수 있으며 고분자

의 설계와 첨가제의 다양한 변형으로 용도에 맞

게 적용할 수 있어 고급화와 고품질을 요구하는

제품에 적용할 수 있는 기술임

자동차

전자제품

선박

가구

장난감등

제품의 내구성과 미

려함을 오래토록 유

지시켜 줄 수 있는

제품과 고급화를 요

구하는 제품에 사용

이 증가할 것으로 기

대됨

신규촉매를 이용한유기합성 기술

고선택성

고활성

화학반응의 선택성과 생산성은 전적으로 촉매의

개발과 선택에 달려 있다고 하여도 과언이 아니

어서 기존의 제품이든지 신규 물질의 개발에 있

어 새로운 촉매는 화학산업 전반에 획기적인 변

화를 가져올 수 있는 기술

석유,정밀

화화학제품

플라스틱

신규 촉매의 개발은

신규화합물의 발굴

또는 기존 제품의 공

정과 생산성을 높일

수 있어 원천기술로

바로 연결됨


❙63


선택적 합성경로 최적화기술

선택율

공정최적화

유기합성의 경우 출발물질과 최종 제품은 같더라

도 경로를 다양화하게 접근할 수 있고 선택율을

조절할 수 있어 최적의 공정기술은 제조원가와

직접적인 관련이 있으며 사용되는 용제의 잔류양

과 불순물의 제거가 품질에 영향을 미치고 고가

의 제품으로 분류될 수 있기에 공정화 기술은 화

학반응에 있어 중요한 기술임

원료의약품

전자소재화학

최고의 선택율과 최

적의 공정개발은 경

쟁력 있는 제품생산

에 영향을 미침

대량생산공정개발

전환율

수율

공정개발

상업화를 위한 제품 생산은 끊임없이 경제성 있

는 공정을 요구하여 제조원가의 경쟁으로 귀결된

다. 대량생산을 위한 기술과 장치의 최적화로 향

후 복제 의약품의 생산에 필요함 기술임

복제의약품

고부가정밀

화학제품

향후 복제의약품의

국내 생산에 공정개

발을 도입하면 경쟁

력있는 제품 생산 가

능

합성GMP validation검증

문서화

의약품의 생산에 있어 GMP시설을 갖추어

Valdation을 인정 받아야 생산, 판매할 수 있어서

정밀화학의 가장 마지막 단계의 생산시설을 위한

시스템의 구축

GMP시설구축

의약품제조

점차 의약품이나 원

료의약품, 식품등의

제조시설은 GMP의

시설의 요구 사항이

증대될 것으로 보임


64❙


하이솔리드 자외선경화 기술

경화도

고형분 함량

자외선 조사

에너지 절감

도료의 경화시에 친환경적인 제조방법과 에너지

절감의 기술을 요구하여 무용제 또는 친환경 용

제의 사용, 열경화에서 자외선 경화를 통해 에너

지의 절감과 공정의 단순화를 필요로 함

친환경용제

자외선

경화도료

친환경 용제에 고형

분을 높이고, 열대신

자외선 경화방법이

아직 어려운 기술이

므로 원천기술 확보

가 가능한 분야임

고온 및 난부위의 산업용 점착제 제조기술

내열성

접착성

산업용에 사용되는 점접착제의 요구물성이 점차

가혹해져 고온에서도 견디며 접착하기 어려운 부

위의 접착면까지 점접착제를 사용하여 작업의 효

율성을 높이고자 하는 노력이 요구되어 향후 단

순 조립작업의 산업분야에 점점 필요성이 대두됨

점착테이프

준구조용

접착제

자동차, 전자제품등

조립산업은 단순한

공정과 자동화, 작업

환경의 개선이 요구

되어 점점 그 중요성

이 높아 짐

전도성 및 절연성 점접착제 제조기술

전도성

절연성

전자산업이나 가정용에서 사용되는 점접착제는

특정분야에 전도성이 필요로하는 수지가 필요로

하며 또한 반대로 극한 절연성을 필요로하는 분

야에는 그에 맞는 점접착제가 요구되는데 공통적

으로 점접착 물성을 지녀야 함으로 특수한 수지

의 적용이 필요한 분야임

절연성 수지

전도성 수지

점접착테이프

전기의 흐름을 도와

주거나 차단하는 제

품으로 전자산업분야

에 향후 시장이 확대

될 것으로 보임


❙65


친환경성 점접착제

원료 제조기술

저유해성

친환경 원료

지금까지 알려진 기술로는 점접착제는 유독한 용

제의 사용으로 VOCs의 사용을 규제하는데 많은

연구가 되었지만 향후에는 친환경원료의 사용으

로 제품까지 인체에 저유해함을 요구함. 바이오매

스를 원료로한 점접착제의 제조와 기술이 반드시

필요로 함

천연원료

친환경

점접착제

화석원료가 아닌 천

연자원을 원료화 할

수 있는 기술로 타

산업과 융합기술이

필요하며 시너지를

낼 수 있는 기술임

비할로겐계 난연

첨가제 제조기술

난연성 부여

자기 소화

할로겐화합물 특히 브롬계와 염소계의 사용규제

의해 대체 난연제가 세계적인 문제로 대두되어

경쟁적인 기술 개발을 하고 있으나 성능면에서

아직 할로겐계화학물의 난연성을 나타내지 못하

여 향후 개발만 된다면 세계적인 원천기술확보와

판매시장은 이미 확보되고 검증된 분야임

비할로겐계

난연제

난연첨가제

기존의 성능에 맞는

비할로겐곙 난연제의

개발은 시장의 판도

를 획기적으로 전환

시킬 수 있음

바이오매스를 이용한

리빙라디칼 중합기술

바이오매스

추출및 전환기술

중합기술

동식물이나 해양생물을 활용한 바이오매스에서

고분자를 제조하는 기술 특히 라디칼을 이용하는

고분자 중합을 하는 기술로 다양한 석유화학 대

체원료로 사용할 수 있어서 기술융합이 필요한

산업임

폴리올

수지 원료

바이오화학, 촉매기

술, 중합기술등 다양

한 기술이 융합되어

야하는 대표적인 융

합기술로 새로운 산

업과 기술의 발생이

가능


66❙


PDT(광치료)용광응답제 합성 및응용기술

유기합성

광치료

화합물에 광을 조사하여 특이 파장에서 감응하는

방법을 치료 및 진단 의약품에 적용하는 기술로

아직 대량생산과 대중화되지 않은 분야로 기초기

술과 응용기술이 더 필요로 하는 기술임

광반응용

화합물

바이오와 의학분야가

공동의로 참여하여야

하며 우선 광응답 화

합물의 원천적인 기

술 확보가 관건임

그린 자동차용 초내광 염료 합성 기술

유기합성

중합기술

자동차용 사용되는 염료는 내후성과 색의 견뢰도

가 중요한데 장기적인 자외선의 노출에도 변색이

없으며 광택을 낼 수 있는 고급 염료가 필요로함

자동차뿐 아니라 건물, 선박, 조형물등에도 점차

고급 염료가 필요로함

내광 염료

국내의 자동차 산업

이 글로벌 경쟁력을

확보함에 따라 점차

고급화와 감성화의

요구가 높아짐

LOTUS effect 발현자기정화형 나노코팅기술

나노기술

코팅기술

도료등 고분자 수지의 제조에서 자기정화를 할

수 있는 기능을 부여함으로 제품의 수명을 연장

하고 초기의 질감을 느끼게 할 수 있는 기술로

나노기술과 코팅기술의 접목으로 점차 사용처와

기능이 많아지고 있음

외장도료

코팅소재

건물, 차량등의 표면

에 자기 정화성을 부

여하여 고급화와 장

기수명을 유도할 수

있어 산업화의 수요

가 점차 증가 됨

차세대 DSSC(염료감응형태양전지)용 염료합성 기술

효율화 기술

합성기술

염료를 사용하여 태양전지의 효율화를 가져올 수

있는 기술로 빛 에너지를 고효율로 전기에너지로

전환하는데 적합한 염료 제조기술로, 원천기술의

획득이 가능한 분야임

빛 감응형

염료

신재생에너지에도 정

밀화학이 필요하며

태양전지에도 핵심적

인 화학소재로 기술

개발이 중요함


❙67

Ⅴ Smart Green Plastic 산업 기술로드맵


□ 개요

○ 그린 성장의 원동력으로 생태친화적 생활공간과 깨끗한 환경을 조성하며,

우리나라에서 전기․전자 등의 주력산업과 에너지․환경 등의 미래 성장동력

산업에서의 경쟁력 확보를 위한 지능형 고분자소재를 의미함

<Smart Green Plastic 의 개념도>

○ 재생가능자원을 활용한 고분자 소재 기술은 환경규제를 근본적으로 해결하

고 석유자원의 의존을 탈피할 수 있는 미래 산업 핵심 원천기술을 의미하

며, 또한 자동차, 전자, 건축/일상용품 등 광범위하게 다양한 산업에서 요

구되고 있는 저탄소 발생 산업원천기술임


68❙

○ 광, 전자용 내열 폴리올레핀 소재 기술은 경량화 및 유연화로 대변되는 IT

산업의 메가 트렌드에 대응하여 세계 경쟁력을 제고함은 물론, 향후 유비

쿼터스 사회의 인프라가 되는 경량 유연 전자기기 기반의 미래 IT 시장을

선도하기 위한 핵심소재 기술로서 여타의 산업으로 파급이 다양한 원천기술임

○ 고집적의 박형 광전자기능 소자를 대량생산을 위하여 저가이며 공정비용을

대폭적으로 절약할 수 있는 접착형 집적 공정의 적용이 필요한 데, 이를 위하여

전자패키징용 접착소재 기술이 요구되며 공정 적용을 위한 전기기능의 접착

소재 및 무기소재와의 하이브리드화를 대비한 내열성의 확보가 요소기술로

포함됨

□ 중요성

○ 디스플레이․IT 산업 등 현 성장동력 산업은 물론 미래의 국제경쟁력의 확보

를 위하여 범용소재 기술보다는 BNIT 융합기술, 지능성, 기능성, 감성을 특

화한 신소재 기술의 확보가 필요

○ 빠른 고령화 사회 진입과 삶의 질에 대한 높은 관심은 무독성 재료에 대한

선호를 가지고 오고 있어 무독성 자연친화성 고부가 고분자 소재의 개발 요구됨.

○ 지구 온난화, 오존층 파괴, 기상이변 등의 전 지구적 환경오염 문제가 인류

의 생존 위협하고 있는 현실에서 녹색성장은 당면한 과제의 해결책이자 국가

경제 도약을 위한 엔진으로서 친환경, 저탄소 소재에 대한 사회적 요구와 자원

순환형 산업의 발달에 맞추에 이에 필요한 적절한 소재 개발이 필요함.

○ 국내외적 환경규제 강화와 에너지 및 산업자원 확보의 어려움 등은 친환경

및 고에너지 효율형 재료 관련 기술요구하고 있음

○ 세부적으로 자원순환형 바이오매스 유래 고분자 및 천연고분자, 바이오고분자

재료를 기반으로 한 신소재 및 국내 주력산업을 위한 친환경․경량 내열 구

조기능 소재 등이 요구됨


❙69

2. 기술로드맵


70❙


❙71



탄소 연속 섬유

복합체 제조 기술고강도/고내열

- 전구체로부터 효율적으로 탄소 연속 섬유를 제조하는

기술

- 인장강도와 충격강도를 동시에 향상용 섬유의

직조 기술

- 레진의 점도를 고려한 프리프레그의 효율적인 제

조기술

- 복합체의 defect 조절 기술

- 탄소 복합체의 나노복합체 융합기술

대형경량구

조물

(풍력발전

브레이드,

인공위성

구조소재 등)


고 중량의 구조재

대체

내열 PC 제조기술고내열/광학적

투명성

- 고내열 폴리카보네이트 제조 기술

- 고평활 폴리카보네이트 필름제조 공정 기술

- 폴리카보네이트 필름 기능화 기술

경량 내열

자동차 부품


고 중량의 구조재

대체

광, 전자용 신규

올레핀계 내열 고분자

제조기술

고내열/광학적

투명성

- 내열 특성이 향상된 PS-PMMA계 공중합 수지

- PVC 대체 가능한 ESI 수지

- 그래프트 폴리올레핀

- 하이브리드 폴리올레핀

IT용 내열

기판 또는

필름

경량화를 통한

에너지 절감

기능성 불소 소재

제조 기술

고내구 및

내후성/이형성

- 불소 함유 신규 단량체 합성 기술

- 고기능성 불소 고분자 제조 기술

- 불소 고분자 개질 기술

IT 제품

코팅제 (방오,

내마모, 발수,

무반사 기능)

다기능 지능화

경량구조물 친환경

성형 기술경량성/단열성

- 경량 구조물 적용 플라스틱 소재 기술

- 경량 구조물 제조를 위한 친환경 발포 기술

- 경량 구조 부품 성형 기술

- 경량 구조물 부품의 물성 평가 기술

- 경량 구조물 부품의 신뢰성 평가 기술

친환경 경량

단열재


단열을 통한 에너지

절감


72❙


전도성 유기고분자

복합 소재 기술

고 전기전도성/

투명성

- 고전도성 고분자 합성 및 표면 전도성이 부여된

복합소재

- 고전도성 고분자 및 복합 소재 합성

- 전도성 고분자 가공 및 성형 공정 기술

LCD

터치패널

경량화 및 고성능

저가화

투명 전도성 필름

제조 기술

고투명성/

전기전도성

- ITO 증착 및 유기 기반 도전 소재, 분산 기술

- 투명 전극 소재의 박막 형성 공정 기술

- 도전체 패턴 공정화 기술

LCD

터치패널

경량화 및 고성능

저가화

전자종이 잉크소재 및

공정기술

높은 유연성/

광학적 투명성

- 컬러 구현 입자 소재 기술

- 잉크 소재 및 프린팅 공정 기술

- 미소 패턴 공정 기술

e-Paper유비쿼터스 대응,

목재자원 수요 저감

전자 패키징용 접착

소재 기술

내열성/접착 및

경화성

- 패키징용 방열 소재 기술

- 패키징용 봉지제 컴파운드 기술

- 열응력 완화를 위한 저수축 소재 기술

- IC 신뢰성 확보를 위한 패키징 소재 기술

전자제품

공정용

패키징 소재

IT 제품의

경박단소화를 통한

에너지 저감 및

저가화

LED 공정용 소재

기술

고신뢰성/

광학기능성

- 고순도 광학제어 소재 기술

- 접착 및 고 신뢰성 확보를 위한 배합 기술

- 기능성 나노복합 소재 기술

- 정밀구조제어 고분자 소재 기술

LED고효율화를 통한

에너지 저감


❙73


환경오염 감지용 센서

기술

감지 정밀도/

유해물질 인지

기능

- 유해물질 감지 소재 기술

- 기체성분 감지용 복합소재 기술

- 액상소재 감지 소재 기술

- 센서 공정 및 소자화 기술

GHG (Green

House Gas)

검출용 센서

친환경 그린화

광전 에너지 변환

소재 및 공정 기술

고투명성/

전기전도성

- 고 이온전도성 고강도 소재 기술

- 다공구조 제어 멤브레인 소재 기술

- 유무기 복합 나노구조제어 분라막 기술

- 고에너지 밀도의 전극 소재 기술

자동차용

2차전지

자동차의 친환경

그린화를 통한

온실가스 저감

전기에너지 저장 소재

기술

고용량화/

고속 충전성

- 컬러 구현 입자 소재 기술

- 잉크 소재 및 프린팅 공정 기술

- 미소 패턴 공정 기술

e-Paper유비쿼터스 대응,

목재자원 수요 저감

재생가능자원을

활용한 고분자

중합기술

고강도/ 순환 및

생태적합성

- 천연 유도 단량체 제조 기술

- 친환경 중합공정 기술

- 비식량계 자원을 이용한 고분자 중합 기술

- 폐 리그닌 단량체 추출 및 고분자 합성 기술

저탄소

고기능

자동차 부품

구조 소재의

자연순환를 통한 탈

석유 및 친환경성

기능성 셀룰로오스

소재 및 공정기술

고강도/

자연순환성

- 천연고분자 유도체 기술

- 천연섬유의 장섬유화 기술

- 녹색고분자 분해성 제어 기술

저탄소

고기능

자동차 부품

구조 소재의

자연순환를 통한 탈

석유 및 친환경성


74❙

Ⅵ 융복합기능 세라믹스 산업 기술로드맵


□ 개요

<융복합기능 세라믹 소재의 개념도>

○ 융복합기능 세라믹스는 미래 기술융합시대의 다양한 요구성능에 부응하기

위하여 기술간의 융합, 복합으로 시너지 창출이 가능한 미래의 핵심부품소재

산업

○ IT/BT/NT 등의 요소기술을 근간으로 하는 5T간 융합기술로 원천기술을 확

보하여 신기능핵심소재 개발

○ 첨단 융복합기능 세라믹 신기술개발로 고부가가치 실현 및 중국 등 후발기업에

대한 진입장벽 강화 및 저가․대량생산에 대응


❙75

□ 중요성

○ 융복합 세라믹스는 미래 핵심부품소재산업을 선도

○ 국내 신성장동력산업 3대분야 17개 산업 중 12개 산업의 핵심소재를 담당

○ 대일 무역역조 개선을 위해 필수적으로 해결해야 할 핵심소재기술

○ 첨단 융복합 세라믹스는 미래 비즈니스의 핵심소재 로서 기술선도를 통한

국가경쟁력 강화와 후발기업에 대한 진입장벽구축, 기술창조에 의한 국부

창출의 핵심 소재


76❙

2. 기술로드맵


❙77



정전용량 방식의

전도 터치 필름 개발저비용

다양한 윈도우 표면처리 및 multi-touch가 가능한

정전용량 (capacitive) 방식의 비인듐 도전 소재

및 이를 적용한 도전 필름 기술

Display

모바일기기

- 소재비용을 낮춘다

- 공정온도를 낮춘다

전자디바이스용

융합세라믹 소재기술고효율

세라믹소재는 내열성이 우수하여 전자 패키징 및

평판 디스플레이 분야의 초고집적화에 적합한 특

성을 가지고 있지만 초박막화, 초미세화 등에 관

한 성형성이 떨어지므로 나노 수준의 성형성을 갖

는 세라믹 신소재 기술

Display

반도체

모바일기기

- 전기적·광학적

특성을 향상시킨다

나노 세라믹

압전소재 제조기술고효율

마이크로 및 매크로 액추에이터용 압전소자 개발

을 위한 압전세라믹 초미세 분말 합성 및 미세구

조 제어 기술로 내환원성 세라믹소재 임계성능 구

현을 할 수 있는 압전소재 기술

Sensor

모바일기기



세라믹 기반

고신뢰성 LED PKG

소재 및 공정기술

고효율

LED의 광출력은 접합 온도에 의해 영향을 받으

므로 열저항이 낮고 저수축율 (low shrinkage), 내

열성, 방열성, 양호한 부착력을 가진 LED module

용 PKG 소재 및 공정 기술

LED 조명

Display BLU



LED용 사파이어

단결정 제조기술고효율

고효율, 고휘도 GaN LED에 사용되는 사파이어 단

결정 기판 소재 기술

LED-TV

LED 조명



질화물계 반도체

단결정 소재

제조기술

고출력

질화물계 반도체 단결정 소재는 Si 계 반도체의

재료 특성한계를 뛰어넘는 차세대 반도체 재료로

고온·고출력·고속반도체 및 LED, LD, 하이브리드

카 등에 활용되는 신소재 제조 기술

Display BLU

LED/LD

- 전기적 특성 향상

- 고온 안정성 향상


78❙


초미세 가공용

세라믹소재 제조기술높은 생산성

LCD 및 반도체의 대형 구조물 응용을 위한 세라

믹 성형 및 소결기술

MEMS

Sensor

- 초정밀가공

- 신뢰성 향상

극한 환경용 열차폐

기능 세라믹소재

제조기술

높은 생산성고온 내마모성 세라믹 소결 및 코팅기술 개발로

우주항공 등의 고온 구조물 분야 응용

Turbine

blade

Engine

- 차열, 내식성 확보

- 응용분야 확대

초경량,고내열

세라믹소재 제조기술고성능

비강도 향상을 위한 경량화 소재기술 개발과 소재

복합화를 통한 고강도 초경량 세라믹 복합소재 기술

항공기

Turbine

- 내연기관의 엔진

효율을 향상시킨다

전력저장 세라믹 소재

제조기술에너지저장

이온흡착면적을 극대화하기 위한 미세기공 형성

과 제어 및 이를 통한 고용량 슈퍼캐패시터 소재

성능 향상

리튬이차전

지

- 그린카 전력저장

효율향상

수소 저장 세라믹

소재 제조기술에너지저장

유리상 재질 마이크로 볼과 고분자 미세관다발 구

조의 복합체를 이용한 수소자동차용 고용량, 고강도

수소저장 기술

수소저장용

기

- 휴대용 수소충전

- 수소 경제시대

대응

고체 산화물

연료전지용 소재

제조기술

에너지변환

저온에서 고출력을 낼 수 있도록 전해질을 초박

막화 하는 공정기술과 저온에서 고출력을 낼 수

있도록 전극을 나노구조화 하는 공정기술

연료전지

Micro reactor

- 친환경 에너지원

- 고효율 간편 에너

지

대용량 전력저장 소재

제조기술에너지변환

미래형 스마트 그리드를 위한 높은 에너지밀도를

갖는 리튬이차전지의 음극 및 양극 소재 제조 기

술

연료전지 - 자동차용 이차전지


❙79


투명 태양전지 모듈화

기술에너지변환

투명한 소재에 활용할 수 있는 유무기 복합 태양

전지 소재개발과 이를 자동차 썬 루프 등에 활용

할 수 있는 모듈화 기술

태양전지 - 친환경 에너지원

고효율 분리/정제

세라믹 소재 제조기술고효율

천연가스로부터 생산된 수소와 이산화탄소의 혼합

물을 고온에서 효율적으로 분리 및 제거하기 위한

대면적 다공성 세라믹 분리막 소재 기술

분리막- 대기오염 개선

- 경제적인 수소생산

배기가스 저감용 촉매

소재 제조기술친환경

내연기관으로부터 발생하는 대기환경 오염물질을

최소화시키기 위한 고성능 신촉매 소재 기술삼원촉매

- 대기오염 저감 및

환경개선

Zero 에너지 건물용

하이브리드 스마트

신건재 제조기술

친환경

건축물 창호 또는 자동차용 유리를 통하여 손실

되는 에너지를 줄이기 위한 기능성 유리 및 적외

선, 자외선을 차단할 수 있는 기능성 소재 기술

외피용

단열재

도료lay BLU

초단열

복층유리

- 에너지 효율향상

- 친환경 건자재

VOC 저감용 세라믹

소재 제조기술친환경

제한된 공간에 존재하는 휘발성 유기화합물을 흡착,

분리 하기 위한 다공성 소재와 효율적으로 제거하

기 위한 촉매소재 제조 기술

흡착제

흡착센서

- 대기오염 저감 및

환경개선

고기능 바이오 세라믹

소재 제조기술생체친화성

생체친화성을 보유한 세라믹소재와 금속 구조체

또는 생분해성 유기물을 복합화하는 기술 및 기

능성 생체친화형 소재 제조 기술

인공치아- 삶의 질 개선

- 고령화 사회 대응

고기능 초정밀

진단기능 소재

제조기술

신뢰성

바이오장비에 사용되는 분자수준의 초소형, 생체

신호 정밀진단이 가능한 감지능력을 가지는 진단

및 스크리닝기술 구현이 가능한 소재 제조 기술

Sensor

진단기기

- 초정밀 진단

- 휴대기능 진단기기

Documents

2010 산업원천기술로드맵 요약보고서(화학공정소재)keit.re.kr/FileFck/20100707_files/2010 산업원천기술... · 2010-07-05 · 본 요약보고서는 한국산업기술진흥원