◎ 도서소개

2024년은 국내 정부와 산업계에 있어 사업전략과 연구개발(R&D) 전략 수립에 있어 매우 어려웠던 한 해로 기록 될 것으로 보인다. 정책 추진의 본래 의도와는 상관없이 유례가 없었던 연구개발비용 대폭 삭감으로 연구개발 현장은 혼란과 어려움에 빠진 것이 사실이며, 그 여파는 중소기업의 연구개발 분야와 젊은 신진 연구개발자들에게 특히 크게 나타난 것으로 알려지고 있다.

다행스러운 점은 2025년에는 역대급으로 연구개발 투자를 진행하겠다는 정부의 발표가 나오고, 국가과학기술자문회의에서 심의·의결을 거친 ｢2025년 국가연구개발 투자방향 및 기준(안)｣ 도 3월에 조기 확정되어 본격적으로 정부R&D 예산 배분·조정절차가 진행되고 있어, 민간기업과 연구개발기관의 2025년 연구개발 전략 수립도 이에 맞추어 진행되어야 할 것으로 보인다.

2025년 정부R&D 투자의 핵심 키워드는 ‘최초·최고에 도전하는 투자’로 국가R&D 전반에 도전성을 강화하는데 주안점을 두었으며, 선도·도전적 R&D에 대해서는 아낌없이 지원한다는 계획이며, 선도국과 대등한 위치에서 협력·경쟁할 수 있는 선도기술, 1등 기술을 육성(이차전지, 디스플레이, 차세대 네트워크 등)하는 한편, 글로벌 아젠다를 주도할 수 있는 대규모 전략형 플래그십 프로젝트를 발굴·투자하여 선도국과의 전략적 협력관계도 강화해 나갈 계획이다. 

12대 국가전략기술, 17대 탄소중립기술 등 주요 기술분야에 대해서는 글로벌 협력전략에 기반한 전방위적 협력을 지원하고, AI, 바이오, 양자 등 3대 게임체인저 기술 분야에서는 2030년 G3 국가로 도약할 수 있도록 공격적으로 예산을 확대해 나가기로 하였다. 

반도체, 이차전지 등 첨단산업 분야는 초격차 확보를 위한 차세대 기술은 물론, 미래 생태계 선점을 위한 공급망 급소기술까지 지원범위를 확대하고 아울러 우주, 사이버공간 등 신영토 개척을 위한 기술 자립화 및 표준 선점, 에너지·식량·자원 등 신흥위협에 맞서 국토와 국민을 보호하는 기술에도 투자를 강화해 가기로 하였다. 무엇보다 학생연구원, 신진연구자 등 미래세대가 실패를 두려워하지 않고 과감히 도전할 수 있도록, 안정적 연구환경 조성과 촘촘한 지원체계를 강화하기로 한 것도 눈에 뛰는 변화라고 할 수 있다.

이에 당사에서는 2018년 이후 일곱 번째로, 기업의 효율적인 연구개발 기획과 전략 수립을 지원하고자 국내 주요 정부기관(산하기관)에서 수행하고 있는 연구개발 테마를 종합, 정리 분석하여 ‘2024년 중소·중견기업형 유망기술 연구개발 테마 총람’ 시리즈를 발간하게 되었으며, 본서는 국내 주요 기술개발 과제의 현주소를 보여주고 향후 요구되는 연구개발 방향을 알려주는 유용한 참고자료가 될 것으로 판단된다.

제1편 전기전자/정보통신산업, 제2편 부품소재산업, 제3편 모빌리티(자동차, 로봇, 항공, 철도, 조선), 기계/첨단제조산업, 제4편 바이오·의료·나노·농축수산식품, 제5편 에너지·기후·환경·자원, 국토·건설·교통산업, 재난안전산업을 발행하게 되었으며, 특히 2024년에는 3대 초격차기술 분야로 선정되어 전략적 지원이 강화되고 있는 “반도체, 디스플레이, 이차전지” 분야를 제6편(특별판)으로 분리, 추가 발행함으로써 기업의 니즈에 부응 하고자 하였다. 모쪼록 본서가 산학연에서 연구개발 업무를 수행하고 있는 모든 분께 조금이나마 도움이 되기를 기대해 본다.

◎ 목차

Ⅰ. 반도체 기술 분야 연구개발 테마와 전략

1. 반도체 기술 분야 연구개발 테마

  1-1. AI반도체 기술 개발

    1) AI 반도체 특화 데이터센터 워크로드 오프로딩 및 가속 기술 개발

    2) CXL 기반 메모리 중심 인터커넥트 핵심 기술 개발

    3) 시뮬레이션 기반 고속/고정확도 데이터센터 워크로드/시스템 분석 플랫폼 개발

    4) 인공지능 기반 실감형 3D 렌더링 및 모델링 가속 AI반도체 개발

    5) LLM 구현을 위한 효율적인 메모리 관리 및 병렬화 기법을 갖는 추론연산 DRAM PIM

       하드웨어 구조 개발

    6) 초거대 AI 모델 추론을 위한 3D NAND 기반 PIM 기술 연구

    7) PIM용 신소자 PDK 개발과 MPW칩 제작검증

    8) 800Gbps 급 초고속 직렬 인터페이스 기술 개발

    9) 엣지 AI 반도체를 위한 품질성능평가시험(BMT) 플랫폼 기술 개발

    10) PIM 인공지능 반도체 신소자 원천기술 확보를 위한 혁신 과제

  1-2. 차세대 지능형, 시스템반도체(소자) 기술 개발

    1) 가변 임계전압을 이용한 2 단자 기반 고집적 메모리 소자 개발

    2) 3차원 집적이 가능한 하프니아 3D 메모리 소자 기반의 인-메모리 컴퓨팅(CIM)

       아키텍처 기술 개발

    3) 후면 전력 공급이 적용된 Complementary FET(C-FET) 개발

    4) 저전력 3D 집적 2T-DRAM 소자 어레이 기술 개발

    5) 저항변화 소자 기반 1,000 TOPS/W 급 3차원 구조 하드웨어 인공신경망 개발

    6) 스파이킹 신경망 연산가속용 신소자 기반 뉴로모픽 이벤트 프로세싱 시스템 개발

    7) 차세대 지능형 반도체 원천기술 확보를 위한 혁신 과제

    8) (총괄) 고용량 차량용 배터리 충전을 위한 1.2 kV급 GaN 반도체공정/소자/모듈 기술

       개발

    9) (1세부) 1.2kV GaN 소자 공정 및 소자 국산화 개발

    10) (2세부) 고전압 GaN 소재 및 공정 기술 개발

    11) (3세부) 고전압 충전기 전력변환 모듈 및 평가 기술 개발

    12) (총괄) 2.5/3D 패키지용 반도체 미세공정 기반 고용량 수동부품 개발

    13) (1세부)실리콘 기반 초소형 고용량 캐패시터 소재/설계 기술 개발

    14) (2세부)고용량 실리콘 캐패시터 포함한 고집적 실리콘 수동 소자 기술 개발

    15) (3세부) 고성능 수동 소자를 사용한 2.5D 패키지 기술 개발

  1-3. 차세대 지능형 반도체(설계, 제조) 기술 개발

    1) 스마트홈에서 복합 상황의 고수준 인지를 위한 멀티모달 AI 융합 지능형 반도체 개발

    2) 실시간 충돌상황 감지 및 회피 지능이 탑재된 로봇충돌 안전용 SoC 통합플랫폼 개발

    3) 초소형/저전력 Tiny-AI 기술을 적용한 멀티파장 광신호 융합반도체 개발

    4) 멀티모달 처리 및 저지연 동작을 위한 모빌리티용 AI 반도체 개발

    5) 수동 광통신망(PON: Passive Optical Network)용 MAC SoC 개발

    6) 초소형/고화질 3D 내시경용 CMOS 영상센서

    7) 디지털 치과 응용 경량 인공지능 SoC 기반 지능형 스캐너 플랫폼

  1-4. 화합물 전력반도체 기술 개발

    1) 화합물 전력반도체 소자 및 전력변환장치 모듈 상용화 기술개발 총괄

    2) 친환경·고효율 에너지 산업용 1200V급 SiC MOSFET 상용화 소자개발

    3) xEV용 1.2kV급 온저항 10mΩ, 20mΩ SiC MOSFET 상용 소자개발

    4) 고효율 xEV용 1700V급 SiC MOSFET 상용화 소자개발

    5) 고온동작 WBG 파워모듈/패키지용 무가압 고속 sinterable 접합소재

    6) 고출력 SiC 파워모듈용 절연-냉각 일체형 고방열 Integrated substrate 소재 기술

    7) 고도화 가공 기술을 이용한 전력반도체용 고평탄/고청정/대구경 SiC Wafer 기판 제조

       기술 개발

    8) 전기차의 전력변환 장치 적용을 위한 SiC 전력반도체용 계면 결함이 개선된 고품질

       6인치 & 8인치 Multi Epi 성장 기술개발

    9) 디지털 정밀설정 가능한 강화절연급 고신뢰성 통합형 파워 IC 기술 개발

    10) SiC 시스템용 부동전원 DC/DC컨버터 내장 저전력/절연형 단일칩 센스 앰프 기술

    11) 모바일기기 충전 아답터용 650V GaN 컨버터 단일 IC 개발

    12) 모바일기기 보드에 내장되는 GaN 단일칩 배터리 충전기 IC 개발

    13) 650V 고속스위칭 GaN 구동용 정밀 DT 제어회로 내장한 하프브리지형 구동 IC 개발

  1-5. K-Sensor 기술 개발

    1) 스마트 주거 환경을 위한 저전력 다종 복합 유해가스 측정용 적외선 가스센서 기술

       개발

    2) 차량 세이프티 도어용 비접촉 센서 및 반도체 기술개발

    3) 질병관련 가스 바이오마커의 실시간 검출을 위한 소형 가스 분석 센서 개발

    4) 다중 바이오마커 센서기반 초고감도 패혈증 고속진단 시스템

    5) 초 고감도 질병 유전체 신속/다중 검출 센서 및 시스템 개발

    6) 높은 fill-factor와 흡수율이 향상된  마이크로볼로미터 기술 기반 차세대 30만 화소

       웨이퍼 레벨 패키지형 열화상 이미지 센서 개발

  1-6. 차세대 반도체 대응 미세기판 기술 개발

    1) 2.xD 첨단 패키지용 폴리머 인터포저 소재 및 공정 핵심기술 개발

    2) 유리 인터포저용 고집적 마이크로홀 형성 기술 개발

    3) 유리 인터포저 기판의 미세배선 및 고신뢰성 비아홀 Cu Filling 기술 개발

    4) 차세대 인터포저용 비접촉식 캐리어 디본딩 기술 개발

    5) 차세대 2.1D 반도체 패키지용 L/S 2㎛/2㎛급 수직 적층형 미세기판 개발

    6) 초미세회로 유기/글라스 기판 기술 구현을 위한 소재, 공정, 장비 기술 개발

    7) 첨단 패키징 및 미세기판 R&D 성과지원 플랫폼

  1-7. 반도체 첨단패키징 기술 개발

    1) 3D 적층용 패키징 소재 기술 개발

    2) 고효율 미세 피치 패키징 제조 원천기술 개발

    3) 고성능 반도체 초고집적 하이브리드 본딩 핵심 기술 개발

    4) 고효율 미세피치 패키징을 위한 웨이퍼 가공 기술

    5) 차세대 반도체 패키지 신뢰성 진단 및 방열설계 기술

  1-8. 반도체 제조, 공정장비 기술 개발

    1) (총괄) 3D DRAM 제조용 Multi Wafer Loaded Epi 증착 공정⸱장비기술 개발

    2) (1세부) Multi Wafer Loaded Epi 증착 장비 개발

    3) (2세부) 3D DRAM용 Si/SiGe Epi 증착 공정 개발

    4) (3세부) Multi Wafer Loaded Type 장비 맞춤형 고속 이송장치 개발

    5) 10nm급 이하 Deep Trench Silicon용 고생산성 및 저손상 원자층 식각장비

    6) 5nm 이하 Logic 및 3D DRAM용 SiGe 고선택비 식각장비

    7) 차세대 저장 솔루션용 2% 이하 고균일도, 무손상, 신물질 고속 Etch 장비

    8) 차세대 패터닝용 실리콘 및 금속화합물계 소재 증착을 위한 고밀도 플라즈마 ALD

       장비 개발

    9) 3D 메모리 나노패턴 및 국소성분분포 측정용 Raman-Ellipsometry 융합측정 장비기술

  1-9. 민관 공동투자 반도체 고급인력 양성 사업과 기술 개발

    1) 고신뢰성 multi-level cell 구현 가능한 Self-rectifying FTJ 어레이 소자 개발

    2) 임계 전압 조절 가능한 2단자 선택소자 기반 수직형 고밀도 메모리 소자 공정 개발

    3) PIM향 크로스포인트 SOM 적용을 위한 고 선택비, 고 신뢰성 선택 소자개발

    4) Vector Matrix Multiplication(VMM) 수행을 위한 강유전체 기반  고집적 3D 시냅스

       어레이 집적공정기술개발

    5) 3D NAND 메모리 Cell 고 신뢰성 기술 및 소자-회로 통합 테스트베드 플랫폼 개발

    6) Charge trap 내재 저차원 반도체 초고속 저온 합성 및 플라즈마 결함제어 기술 기반

       저전력 시냅스 메모리 소자 개발

    7) 초거대 언어모델을 위한 양자화 기술 및 스케줄링 기법을 포함하는 Transformer 가속

       솔루션 개발

    8) 액티브 셀 밸런싱이 가능하고 무선 제어를 지원하는 전기자동차용 배터리 관리 반도체

       설계 기술 개발

    9) LLM 가속을 위한 CXL 기반 PNM 아키텍처 및 시뮬레이션 플랫폼 개발

    10) Ion Beam Etching 공정용 리본형 이온빔의 빔에너지 및 입사각 제어기법 개발

    11) 고방열 금속-붕화비소 복합 소재 및 공정 개발

    12) 저온 하이브리드 본딩용 metastable 금속 전해도금 소재/접합 특성 및 설계 기술

        연구

    13) EMI 차폐 및 방열특성 향상을 위한 패키지용 복합 Filler 유전기술개발

2. 반도체 기술 분야 연구개발 전략

  2-1. AI반도체 이니셔티브

    1) 추진 배경

      (1) AI의 영향력이 모든 분야에 확장(All on AI)되는 ‘AI혁명시대’ 도래

      (2) 세계가 AI에 주목, 폭발적 경쟁과 함께 AGI로 가파른 진화 시작

      (3) AI전쟁은 AI반도체 수요확대를 동반, 글로벌 AI반도체 경쟁 촉발

      (4) 한편, 급격히 발전하는 AI의 지속 가능성에 대한 우려 확산

      (5) AI시대에 대비한 AI-반도체 생태계 전반의 근본적인 혁신 필요

    2) 글로벌 동향

      (1) 글로벌 빅테크는 이미 AI 경쟁력 확보에 사활을 건 전쟁 中

      (2) AI 패권 경쟁 격전의 중심지로 AI 반도체 전선이 급부상

      (3) 민간 중심의 AI-반도체 경쟁이 격화되며, 국가간 대전으로 확장

    3) 추진 방향

      (1) 우리의 기회

      (2) AI-반도체 가치사슬별 경쟁력 확보 방향

    4) 비전 및 목표

    5) 세부과제별 추진방안

      (1) 9대 기술혁신 과제

      (2) 중점 추진과제

      (3) 주요 성과목표(5년 내)

    6) 세부과제별 추진 일정

  2-2. 반도체 초격차 R&D 전략

    1) 수립 배경

    2) 반도체산업 현황 분석

      (1) 기술 동향

      (2) 산업 동향

      (3) 정책/R&D 동향

    3) 과제와 대응 방안

    4) 비전 및 목표

    5) 세부 추진전략

      (1) 미래 유망 소자 연구를 통한 기술 선점

      (2) 유망 분야 설계 기술 확보를 통한 신시장 개척‧선점

      (3) 선도공정 기술 개발을 통한 파운드리 경쟁력 강화

    6) 향후 계획

  2-3. 반도체 미래소재 기술로드맵

    1) 반도체 미래소재 기술 개발의 필요성

      (1) 반도체 소재의 역할과 중요성

      (2) 반도체 시장 환경 변화와 분야별 주요 이슈

    2) 반도체 소재분야 기술 로드맵(2022-2035)

      (1) 반도체 분야 총괄 기술 로드맵(2022-2035)

      (2) 반도체 분야 11대 세부 기술 로드맵

Ⅱ. 디스플레이 기술 분야 연구개발 테마와 전략

1. 디스플레이 기술 분야 연구개발 테마

  1-1. 첨단 전략산업 초격차(디스플레이) 기술 개발

    1) (총괄) 6인치 이상 질화물계 RGB 에피웨이퍼 및 고효율 마이크로LED 칩 제조 기술 개발

    2) (1세부) 표면결함 밀도 1ea/cm² 이하, 6인치 이상의 질화물계 RGB 에피웨이퍼 기술 개발

    3) (2세부) 외부양자효율 50% 이상, 크기 800㎛² 이하의 플립구조의 마이크로LED 칩

       기술 개발

    4) (총괄) 100 PPI급 대형 디스플레이용 원 픽셀 마이크로LED 패키지 및 고정밀 접합

       장비 기술 개발

    5) (1세부) 100 PPI급 마이크로LED 디스플레이 화소용 230×230㎛² 이하의 RGB 원 픽셀

       패키지 기술 개발

    6) (2세부) RGB 원 픽셀 마이크로LED 패키지를 접합 오차 ±3㎛ 이하로 접합하기 위한

       장비 기술 개발

    7) (총괄) 마이크로LED와 양자점 소재를 이용한 하이브리드형 고효율, 고색재현 QD-LED

        디스플레이 소재·소자 및 공정개발

    8) (1세부) 마이크로LED와 QD를 이용한 하이브리드형 Rec 2020 90%급 고색재현 QD-LED

        디스플레이 소재 및 소자 기술 개발

    9) (2세부) QD-LED 디스플레이의 균일도 향상을 위한 100cp급 비뉴턴 잉크의 50℃ 이상

       고온 잉크젯 프린팅 기술 개발

    10) 파장 균일도 ±2nm 이하, 6인치 이상 질화물 에피 고온 증착용 장비 기술 개발

    11) 대면적 유리 기판에서 저온 박막증착용 무기발광 소재 및 장비 기술개발

    12) 240Hz 이상 재생률과 단위 패널 기준 85mW 이하 저전력 영상구현이 가능한 구동

        소자 및 백플레인 기술개발

    13) 검사속도 1M/Hr 이상의 마이크로LED 접촉식 전기·광학적 검사 기술개발

    14) 5ea/min 이상 속도로 리페어가 가능한 레이저 장비 기술개발

    15) 6인치 이상 질화물계 나노 LED 제조를 위한 초고속 기판 분리 기술개발

    16) 4K-UHD 마이크로 디스플레이 기반 산업용 AR 글라스 광학 모듈 개발 및 실증

    17) 고해상도, 고속구동 OLED 패널 제작을 위한 Cu 습식식각 에칭 소재와 공정개발

    18) OLED 디스플레이에 센서 내재화를 위해 열증착이 가능한 유기 광센서용 고흡광·고내열

        유기 소재 및 소자 기술 개발

    19) IT 디스플레이용 고효율 장수명 청색 OLED 구현을 위한 탠덤 구조의 소재 및 소자

       개발

    20) 자동차용 폴더블 디스플레이 적용을 위한 과불화화합물(PFAS) 규제대응 친환경 및

        고신뢰성 모듈 소재 기술 개발

  1-2. 디스플레이 소재, 부품 기술 개발

    1) (총괄) 단일 화소 색 가변이 가능한 200ppi 이상 해상도를 갖는 반사형 디스플레이

       필름 핵심 소재 기술 개발

    2) (1세부) 4색 가변 반사형 디스플레이의 나노입자와 단일 마이크로캡슐 소재 및 구동

       평가 기술 개발

    3) (2세부) 4색 가변 전자잉크 필름 제조를 위한 공정 및 응용 신제품 개발

    4) (총괄) 우수한 면품위와 내충격성을 갖는 13인치급 중소형 폴더블 디스플레이용

       커버윈도우 모듈 기술 개발

    5) (1세부) 오렌지필 및 웨이비니스 개선을 통한 두께 균일도 10% 이하의 우수한

       외관품위를 갖는 접착 레진 소재 및 코팅 공정 기술 개발

    6) (2세부) 디스플레이 패널 내충격성을 갖는 박막유리 두께 최적화 형상가공 기술 및

       다단 화학강화 방법 개선 기술 개발

    7) (3세부) 폴딩 주름 자국을 65% 이상 개선 가능한 다이렉트 코팅형 고탄성 UTG 보호

       소재 및 셀단위 코팅 공정 기술 개발

    8) (총괄) 자외선/청색 LED로 BT2020 95% 이상 디스플레이 구현을 위한 나노형광체

       기술 개발

    9) (1세부) 자외선/청색 LED용 양자효율 80% 이상의 나노형광체 및 광감응 잉크

       개발

    10) (2세부) 나노형광체 발광파장의 선택적 투과가 가능한 반치폭 50nm 이하 컬러필터

        개발

    11) (총괄) 디스플레이 공정가스의 지구온난화지수(GWP) 및 온실가스 배출량 측정 장비

        개발

    12) (1세부) 질량분해능 500 이상인 디스플레이 현장측정용 혼합 가스 화학종 다중·정성·

        정량 질량분석 장비 개발

    13) (2세부) 디스플레이 공정에서 측정분해능 1cm-1 이하의 고분해능 적외선 흡수 분광법을

        이용한 다종 화학종 실시간 농도 측정장비 개발

    14) (3세부) 측정불확도 2.5% 이하(Tier3 수준) 식각, 증착, 세정공정용 온실가스 배출량

        평가를 위한 일체형 현장측정(GWP, 농도, 유량) 장비 개발

    15) (총괄) 디스플레이 증착공정에서 탄소중립을 위한 촉매형 공정가스 배출처리 기술

        개발

    16) (1세부) 고수분·고분진 스크러버 운전환경에서 실시간 측정을 위한 센서모듈과

        데이터 연동형 운영 시스템 개발

    17) (2세부) 고GWP 온실가스 저감을 위한 N2O, NF3 동시처리형 촉매 소재와 담체를

        활용한 저감 모듈 개발

    18) (3세부) 디스플레이 공정 배출가스 2,000LPM급 오염물질 전처리 제거 모듈 및

        고성능 NOx 흡수 후처리 모듈 개발

    19) OLED 인광 감광형 형광 소재 기반의 CIE_y 0.15 이하 색순도 특성을 갖는 고효율,

        장수명 청색소재 및 소자 개발

    20) 주간 고시인성, 야간 고대비비를 갖는 자동차용 가공온도 250℃ 이상의 고신뢰성

        QD 디스플레이 기술 개발

    21) OLED 패널용 청감과 촉감 동시 구현 가능한 무연압전 소재 및 액추에이터 모듈

        기술 개발

  1-3. 디스플레이 혁신 공정 기술 개발

    1) 이분자간 여기자 상호작용 제어 기술을 적용한 EQE 20% 이상의 장수명 청색 감광형

       유기발광소재 및 합성 제조공정기술 개발

    2) 마이크로캐비티 OLED 소자의 초고휘도, 저소비전력 구현을 위한 외광 추출 및

       시야각 조절 기술

    3) 나노미터급 깊이 방향 분해능을 가진 OLED 소재 및 디스플레이 열화 원인 규명용

       이미징 질량 분석시스템 개발

    4) 4,000ppi 이상의 마이크로 OLED 패널 제조를 위한 포토리소그래피 및 증착 공정

       최소화 기술 개발

    5) 30도 이상 시야각이 확보된 자동차 윈도우 디스플레이용 근거리 공간 투사 모듈

       기술 개발

    6) 신시장 창출용 OLED 패널 제조 기술과 이를 위한 제조 공정 라이브러리 IP 구축

       개발

    7) AR 기기의 시인성 향상을 위해 시청영역 투과도 가변이 가능한 초경량 박형 필름 셀

       기술 개발

    8) OLED 소비전력 향상을 위한 화소별 원편광막 패턴 형성 기술 개발

    9) 확장현실용 광변환효율 30% 이상의 친환경 색변환 양자점 소재 및 패터닝 공정 기술

       개발

    10) RGB OLED 마이크로디스플레이용 정밀 건식 식각 패터닝이 가능한 유기 발광체

        소재 및 공정 개발

  1-4. 디스플레이 제조 장비 기술 개발

    1) (총괄) 40W급 고출력 자외선 레이저 다이오드 방식 광원 모듈 개발

    2) (1세부) 고출력 광원용 600mW급 405nm 레이저 다이오드 모듈 기술 개발

    3) (2세부) 60개 이상의 레이저 다이오드 모듈 5μs급 펄스 동시 구동을 위한 모듈레이션

       기술 개발

    4) (3세부) 15,000시간 이상의 장수명 특성을 갖는 방열/냉각 시스템 및 40W급 광원

       모듈화 기술 개발

    5) (총괄) 1.5㎛ 패턴 해상도 구현을 위한 조명 및 투사 시스템 기술 개발

    6) (1세부) 고출력 자외선 광원 빔의 전달효율 90% 이상을 위한 조명 광학계 및 빔 전달

       광학모듈 기술 개발

    7) (2세부) 공간분해능 300 LPM급 고해상도 투사광학계, 실시간 정밀 자동초점

       보상시스템 및 정밀 배율 조정 기술 개발

    8) (총괄) 8세대 기판 중첩정밀도 0.5㎛ 이하 패턴처리를 위한 고해상도 실시간 데이터

       생성 및 전송 시스템 개발

    9) (1세부) 고해상도 60GB/scan급 대용량 데이터 실시간 패턴생성 및 왜곡 오차 보상

       시스템 개발

    10) (2세부) 60GB/scan 대용량 데이터를 손실 없는 전송을 위한 디지털 전송시스템

        개발

    11) (3세부) 펄스당 10nm급 트리거 발진 분해능을 갖는 100 채널 이상의 다채널 트리거

        시스템 기술 개발

    12) (총괄) 8세대 1.5㎛급 해상도 디지털 노광기 시스템 개발

    13) (1세부) 8세대 기판용 반복 정밀도 0.2㎛급 고정밀 스테이지 개발

    14) (2세부) 온도제어 ±0.01℃ 이내 고정밀 환경컨트롤 유닛, 측정시스템 연동 하드웨어

        및 패턴 보정 자동화 기술 개발

    15) (3세부) 1.5㎛급 고해상도 디지털 노광기를 위한 핵심 모듈 정밀 조립·제어기술 및

        평가 기술 개발

    16) (총괄) 차세대 디스플레이용 8.x세대 대면적 불활성 저저항 전극 식각장비 개발

    17) (1세부) 8.x세대 디스플레이 건식식각용 비주사형 안테나와 원격 방식의 하이브리드

        고밀도 플라즈마원 기술 개발

    18) (2세부) 8.x세대 디스플레이용 250℃ 가열 가능한 고온 식각용 하부척 기술 개발

    19) (3세부) 8.x세대 디스플레이용 고온 하부척과 고밀도 플라즈마를 적용한 대면적

        불활성 저저항 전극 식각장비 개발

    20) 실시간 OLED 검사를 위한 1nm 급 분해능을 갖는 초고속 대면적 간섭광학 기반

        박막 단차 측정 장비 개발

2. 디스플레이 기술 분야 연구개발 전략

  2-1. 미래 디스플레이 초격차 R&D 전략

    1) 추진 배경

    2) 디스플레이산업 국내‧외 동향

      (1) 주요국 정책 및 기술 동향

      (2) 국내 정부 및 산업계의 노력

      (3) 국내 연구 역량 및 특허·IP 동향

    3) 과제와 대응 방안

      (1) 선제적 R&D를 통한 기술확보 및 산업주도 필요

      (2) 기술 초격차를 기반으로 시장 선도자로서의 입지 확립 필요

      (3) 민‧관 협력 기반의 지속가능한 기술·산업 생태계 마련 긴요

    4) 비전·목표 및 추진전략

    5) 디스플레이 R&D 추진전략

      (1)  新기술 주도 신시장 개척

      (2) 우위기술 기반 “초격차” 확대

      (3) 개방적 혁신 생태계 조성

      (4) 제도 및 인프라 지원

    6) 향후 계획

      (1) (R&D) 신시장 창출을 위한 미래 디스플레이 R&D 지원

      (2) (기반 조성) 우수 연구인력 양성 및 인프라 구축

      (3) (민관 협력) 차세대 디스플레이 연구 얼라이언스(K-NDRA) 출범

    7) 추진 과제별 추진 일정

    8) 디스플레이 미래 유망기술(안) 

      (1) 맞춤형 디스플레이

      (2) 초현실 디스플레이

  2-2. 디스플레이 미래소재 기술로드맵

    1) 디스플레이 미래소재 기술 개발의 필요성

      (1) 디스플레이 소재의 역할과 중요성

      (2) 디스플레이 시장 환경 변화와 분야별 주요 이슈

    2) 디스플레이 소재분야 기술 로드맵(2022-2035)

      (1) 디스플레이 분야 총괄 기술 로드맵(2022-2035)

      (2) 디스플레이 분야 8대 세부 기술 로드맵

Ⅲ. 배터리(이차전지) 기술 분야 연구개발 테마와 전략

1. 배터리(이차전지) 기술 분야 연구개발 테마

  1-1. 첨단 전략산업 초격차(이차전지) 기술 개발

    1) (총괄) 전기자동차용 900Wh/L급 고안전성 황화물계 전고체배터리 개발

    2) (1세부) 고용량 전고체 배터리셀용 8mAh/cm²급 대면적 전극 기술개발

    3) (2세부) 전고체 배터리셀용 1mS/cm급 20cm폭 고체전해질막 및 음극 기술개발

    4) (3세부) 900Wh/L 10Ah급 고용량 적층형 전고체배터리 제조 공정 기술개발

    5) (4세부) 친환경 모빌리티용 고성능 차세대 배터리의 모듈화 기술개발

    6) (총괄) 전기차용 900Wh/L급 장수명 리튬-메탈 배터리 개발

    7) (1세부) 2.5g/Ah급 극소 전해질에서 구동가능한 고안정성 리튬메탈전지용 전해질 및

       리튬메탈 보호기술 개발 

    8) (2세부) 두께 20μm/폭 30cm급 장수명 보호막 코팅형 리튬메탈 초박막 광폭 전극

       연속 제조 설비 및 공정 개발

    9) (3세부) 900Wh/L급 용량 20Ah 이상 전기차용 리튬 메탈 배터리 셀 제조 기술 개발

    10) (총괄) 도심항공모빌리티(UAM)용 430Wh/kg급 초경량 리튬-황 배터리 개발

    11) (1세부) 탄소황 복합소재와 공정 소재 대량 생산 기술 개발

    12) (2세부) 리튬-황 배터리 전해질 및 보호층이 포함된 음극 연속 생산 기술 개발

    13) (3세부) 430Wh/kg급 용량 20Ah 이상 리튬-황 배터리 대면적 극판 제조 및 셀

        기술 개발

    14) 친환경 모빌리티용 고성능 차세대 배터리 기술개발

    15) (총괄) 장수명, 고용량 이차전지를 위한 전극 소재 및 친환경 폐수처리 기술 개발과

        신뢰성 평가 시스템 구축

    16) (1세부) 충방전 부피 변화가 작은 층상구조 양극 활물질 소재 개발

    17) (2세부) 고전도성 도전재 함량 극최소화 전극 기술 개발

    18) (3세부) 양극활물질 및 전극 제조공정에서의 폐수 처리 기술 개발

    19) 120Wh/kg급 고성능 차세대 수계아연전지 원천기술개발

    20) 220Wh/kg급 나트륨이온전지 고성능 핵심 소재 및 셀 기술 개발

  1-2. 실리콘 고함량 음극 극판 및 셀 적용 기술개발

    1) 급속충전이 가능한 고에너지밀도 리튬이온전지 구현을 위한 실리콘 고함량 음극

       전해액 및 셀 기술 개발 총괄 지원

    2) (1세부) 급속충전이 가능한 고에너지밀도 리튬이온전지용 고용량 고효율 실리콘 음극

       소재 개발

    3) (2세부) 실리콘 고함량 음극극판의 고접착력 및 고전도성 기능 강화를 위한 박막

       코팅 집전체 및 수계 바인더 기술 개발

    4) (3세부) 실리콘 고함량 고에너지밀도 리튬이온전지용 급속충전 전해액 개발

    5) (4세부) 고함량 실리콘 기반 전기차용 고에너지밀도/급속충전 리튬이온전지 셀 구현

       기술 개발

  1-3. 나트륨 이차전지 핵심소재 및 셀 제조 기술개발

    1) 공급망 안정형 160Wh/kg급 나트륨이온배터리 구현을 위한 양극 음극 전해질 분리막

       및 셀 기술개발 총괄 지원

    2) (1세부) 나트륨이온배터리용 저가격/고용량 층상계 양극 소재 개발

    3) (2세부) 나트륨이온배터리용 고용량/고효율 음극 소재 개발

    4) (3세부) 나트륨이온배터리용 고신뢰성 전해질 개발

    5) (4세부) 나트륨이온배터리용 폴리올레핀계 세라믹 코팅 분리막 개발

    6) (5세부) 공급망 안정형 160Wh/kg급 나트륨이온배터리 셀 개발

  1-4. 이차전지 소재 부품 기술 개발

    1) (총괄) 고용량/고안전성 하이니켈계(≥96%) 양극소재 기술개발

    2) (1세부) 계면 안정성 기반 고안전성/고용량 하이니켈 대립 양극소재 개발

    3) (2세부) 벌크 안정성 기반 고안전성/장수명 하이니켈 소립 단결정 양극소재 개발

    4) (3세부) 대/소립 하이니켈 양극소재 적용 고에너지밀도 전극 기술개발

    5) (총괄) 고전압/저가격 미드니켈(Ni≤70) 양극소재 및 적용기술 개발

    6) (1세부) 고전압 적용 고용량 코발트 저감 저가격 미드니켈 양극 소재 개발

    7) (2세부) 고전압 안정성이 강화된 첨가제 및 전해액 기술 개발

    8) (3세부) 고전압 미드니켈 양극의 장수명용 전고체 배터리 전극 기술 개발

    9) (총괄) 니켈 산화광/순환자원으로부터 탄소 저감 공정을 활용한 배터리용 고순도 니켈

       원료 소재 제조 기술 개발

    10) (1세부) 탄소 발생 저감을 위한 수소 환원 기반 니켈 산화광으로부터 니켈 원료

        제조 기술 개발

    11) (2세부) 니켈 원료로부터 직접 침출 기반 배터리 원료급 고순도 황산니켈 제조 기술

        개발

    12) (3세부) 니켈 순환자원을 활용한 고순도 황산니켈 제조 및 고순환율 공정 개발

  1-5. 이차전지 제조 공정, 장비 기술 개발

    1) (총괄) 10% 이상 생산성 향상이 가능한 디지털트윈(DT)기반 리튬이온배터리 셀 제조

       공정기술 개발

    2) (1세부) 배터리 제조공정 디지털트윈 시스템을 위한 데이터 수집·저장기술 개발

    3) (2세부) 배터리 제조공정 디지털트윈 시스템 인프라 운영기술 개발

    4) (3세부) 디지털트윈 시스템 연계형 고생산성 배터리 제조 공정기술 개발

    5) (총괄) 인산철배터리 고성능화를 위한 3.7V급 고전압 인산망간철 양극 전극기술 개발

    6) (1세부) 3.7V급 고전압 인산망간철 양극재 제조공정기술 개발

    7) (2세부) 고결착력의 표면코팅형 기능성 집전체 제조기술 개발

    8) (3세부) 기능성 도전재 적용을 통한 고밀도 후막형 인산망간철 전극 제조기술 개발

  1-6. 폐이차전지 재활용, 재사용 기술 개발

    1) (총괄) 사용 후 배터리로부터 블랙매스의 고효율 회수 및 공정부산물 고부가가치화를

       위한 재활용 전처리공정/장비 구축

    2) (1세부) 사용 후 배터리로부터 고순도·고효율 블랙매스 회수를 위한 전처리공정 기술

       개발

    3) (2세부) 블랙매스 고효율 회수 장비 개발

    4) (3세부) 전처리 공정부산물로부터 유가금속(Cu, Al 등) 회수 공정 및 장비 구축

    5) (총괄) 사용후 배터리 재자원화율 향상을 위한 활용 기술 고도화

    6) (1세부) 사용 후 리튬인산철(LFP) 배터리 양극소재 친환경 제련공정 및 고순도 소재

       제조 기술개발

    7) (2세부) 사용후 배터리의 음극소재 선별 및 고순도화를 통한 재자원화 기술개발

    8) (3세부) 사용후 배터리 재활용 공정의 전해액 분리·회수 및 원료화 기술 개발

    9) (총괄) 폐실리콘 기반 고에너지밀도 복합 전극 제조 기술 개발

    10) (1세부) 폐실리콘을 이용한 원료 저가화 기술 개발

    11) (2세부) 재활용 실리콘 원료를 적용한 복합 소재화 기술

    12) (3세부) Si 10wt% 이상의 고용량 실리콘-탄소 기반 기술 개발

2. 배터리(이차전지) 기술 분야 연구개발 전략

  2-1. 차세대 전지 초격차 R&D 전략

    1) 추진 배경

      (1) 사물배터리(BoT: Battery of Things) 시대 본격 도래

      (2) 2050 탄소중립 솔루션으로서의 핵심기술

      (3) 경제 블록화/기술 무기화 기조에 대응

    2) 기술개발 현황 분석(R&D투자, 논문/특허, 산업동향)

      (1) 정부 R&D 분석

      (2) 기술/산업 동향

    3) 과제와 대응 방향

      (1) 중‧장기적 기초원천 연구개발 투자를 통한 미래 시장 선제적 대응

      (2) 차세대 기술 선점을 위한 한계(효율성, 안전·내구성) 돌파형 R&D 추진

      (3) 민간 수요 중심, 핵심난제 발굴 및 해결을 위한 R&D 팀플레이 강화

    4) 비전‧목표 및 추진 전략

    5) 차세대 전지 27대 핵심기술 개발

      (1) 이차전지

      (2) 수소연료전지

      (3) 동위원소전지

    6) 추진 전략 및 향후 계획

      (1) [R&D] 원천기술 확보 및 기술혁신 기반 R&D 추진

      (2) [인력 양성] 기술‧산업 선도형 인재 양성

      (3) (생태계) 협력‧개방형 생태계 구축

  2-2. 이차전지 미래소재 기술 로드맵

    1) 이차전지 미래소재 기술 개발의 필요성

      (1) 이차전지 소재의 역할과 중요성

      (2) 이차전지 시장 환경 변화와 분야별 주요 이슈

    2) 이차전지 소재분야 기술 로드맵(2022-2035)

      (1) 이차전지 분야 총괄 기술 로드맵(2022-2035)

      (2) 이차전지 분야 8대 세부 기술 로드맵