Ⅰ 사업 추진 배경 및 기획 경과 1절 사업추진 배경 및 필요성 1. 사업 추진 배경 ￭ 소재·부품·장비 기술 자원화를 통한 무역전쟁 심화 • 소재·부품·장비 산업은 제조업의 허리이자 경쟁력의 핵심요소 – 국내 소재·부품은 제조업 사업체 수의 37.24%, 종사자의 44.53%, 생산액의 48.93%, 부가가치액의 51.64% 비중을 차지하는 주력 기간산업으로 발전 • 외형적으로 높은 성장을 이룩하였으나, 핵심 소재·부품의 높은 해외 의존구조로 인하여 수출규제 시 우리나라 경제에 큰 위협 가능 – 01년 ‘부품·소재전문기업 등의 육성에 관한 특별조치법’ 제정 이후, 양적 성장기반 마련하였지만, 생산 3배, 수출 5배 증가 등 외형이 크게 성장하였으나, 범용제품 위주의 추격형 전략과 압축 성장으로, 핵심 전략품목의 만성적 대외의존 지속, 글로벌 경합도 증가, 부가가치 정체 등 한계 – 소재 산업 관련 가마우지 경제*에서 벗어나 첨단소재 대일 무역역조 해소를 위한 높은 수준으로의 기술 고도화 필요 * 가마우지 경제 : 수출품의 원자재를 일본에서 대부분 수입하는 대한민국의 수출 구조상 문제점으로 인해 수출로 얻는 실질적인 이익을 대부분 일본에 뺏기는 형태 ￭ 빠른 기술혁신과 미래사회 변화에 대응하여 과학기술 자체를 선도형으로 혁신 추진 • 우리나라는 산업화 시기의 기술 공급자적 R&D 구조와 오랜 기간 고착화된 추격형 R&D 체계에서 창의·선도형 R&D 체계로 전환* 중 * 제4차 과학기술기본계획은 추격형 R&D 전략으로는 빠른 기술혁신 및 환경변화에 대응하기 어려운 점을 강조하면서 창의·선도형 R&D 체계로 전환을 미래비전 실현을 위한 과학기술정책방향으로 제시 • 과학기술 자체를 선도형으로 혁신하기 위해서는 고성능 대형가속기 등 인프라 확대 필요 – 세계적으로 대형광가속기의 활용을 통하여 미개척분야에 대한 혁신적인 기술이 창출 – 우리나라는 방사광가속기를 활용하여 세계 최초 물의 특성 규명, 반도체 효율증대 나노패턴 기술 개발 등 선도적 연구성과를 창출 ￭ 주요 선진국은 고성능 대형가속기가 미래유망분야 핵심원천기술 확보에 필수적인 첨단연구 인프라로 인식하고 체계적이고, 선제적 투자 진행 중 • 미국, 유럽 등 주요 선진국들은 중장기 계획을 수립하여 체계적으로 대형가속기를 구축·운영 중 ※ 미국 DOE의 HEP(High Energy Physics), NP(Nuclear Physics) 및 BES(Basic Energy Science), 유럽연합경쟁력이사회 ‘ESFRI’ 중장기 계획(’10∼’20년) 등 • 특히, 방사광가속기를 활용한 반도체·소재·신약개발 등 첨단산업 R&D를 지원 ※ 전 세계 47기(1 GeV 이상) 운영중, 타미플루(스탠퍼드大 방사광가속기(SSRL)) 개발, 인텔/HP는 SSRL, LBNL과 협업, 대만 TSMC社는 세계적 반도체 경쟁력 확보 ￭ 우리나라의 경우 방사광가속기 활용 연구성과가 지속 증대하고 있으나 첨단산업 핵심기술 확보를 위한 방사광가속기 활용수요 대응 한계 노출 • 방사광가속기를 활용한 연구성과 지속 증대 ※ SCI 논문 수/편당 I.F. : ('10) 407건/3.3→('14) 551/4.2→('19) 561건/7.7 ※ '18년 기준 mrnIF가 78.9로 정부 R&D전체 평균 63.83에 비해 월등히 높은 수준 • 빔타임 제공 부족, 산업지원 R&D 전용 빔라인 부재로 산업지원 R&D 수용에 대한 신속한 대응 곤란 – 기 구축 방사광가속기의 신청대비 지원 비율 지속 하락*하고 있으며 특히, 산업체 빔타임 수용률 지속 감소** * 신청대비 지원 비율 : ('17) 52.3%→('19) 50.6% ** 산업체 빔타임 수용률 : ('17) 55.0%→('19) 47.6% ☞ 방사광가속기 활용수요에 대응하고 과학기술 수준 향상 및 산업적 활용도 제고를 위한 고성능 다목적 방사광가속기 구축 필요 2. 시급성 ￭ 핵심 소재·부품의 해외 의존구조 극복을 위한 방사광가속기 구축 시급 • 소재·부품산업은 우리나라의 주력 기간산업*이나 첨단 소재·부품의 경우 일본, 미국, 독일 등 선진국에 의존** * 국내 소재·부품 산업은 제조업 사업체 수의 37.24%, 종사자의 44.53%, 생산액의 48.93%, 부가가치액의 51.64%를 차지(소재부품 종합정보망, www.pmsd.or.kr) ** 특히, 對日 무역적자는 ’01년 △165억 달러 → ’18년 △224억 달러로 장기간 지속(소재·부품·장비 R&D 투자전략 및 혁신대책 후속계획, 범부처, 2020) • 일본은 SPring-8 방사광가속기를 이용한 부품·소재의 연구개발로 반도체 부품 및 장비 강국 유지 ※ SPring-8을 활용하여 반도체용 신산화물재료 평가, 고성능전지재료의 국소구조 해석, 나노 재료평가, 미량원소분석, 재료단면관측, 재료의 불량분포분석 등)에 이용 • 우리나라 경제에 큰 위협을 주었던 일본의 對 한국 수출규제*의 사례를 미연에 방지하기 위하여 핵심 소재·부품의 자립화 시급 * 2019년 7월 1일 일본 경제산업성이 반도체 및 디스플레이 제조 핵심 소재(플루오린 폴리이미드, 포토레지스트, 에칭가스 등)의 수출을 제한 ￭ 미래유망분야 핵심원천기술 확보 및 국가 기간 산업 기술안보에 필수적인 고성능 대형가속기 구축 시급 • 첨단산업기술 확보 및 선도형 기초원천 연구를 위한 고성능 빔라인 구축 필수 – 미국은 1930년대 최초의 가속기를 개발하여 노벨상 수상, 로렌스버클리연구소(LBNL)는 현재까지 관련 분야를 선도 – 방사광가속기를 이용하여 미세구조 분석을 통한 신약, 반도체 분야에서 다양한 성과 창출 ※ 타미플루는 스탠퍼드大 방사광가속기(SSRL)를 활용한 단백질 구조분석의 성과 ※ 인텔, HP는 SSRL, LBNL과 협업, 반도체 소재의 불순물 검사 정밀도를 대폭 향상 ￭ COVID-19 확산과 같은 국가/사회 문제 신속 대응 기술 확보를 위한 인프라 구축 시급 • 인간사회와 자연환경에 대한 재난·재해 위험이 세계적으로 증가하고 있으며 특히 신종감염병의 경우 그 위험도가 매우 높음* * 신종감염병은 미래위험 영향력 측면에서 1위, 발생가능성 측면에서 자율주행 오류, 생활 유해물질에 이어 3위를 차지(빅데이터로 본 미래위험신호 FUTURE SAFETY ISSUE(2019-13호) - 국립재난안전연구원) • 방사광가속기를 통해 단백질 결합구조를 밝혀낸 덕분에 타미플루 개발에 성공하여 신종플루 극복에 기여 ※ 최근 신종감염병이 유례없는 속도로 출현하고 있으며, SARS, MERS, 에볼라, 조류인플루엔자, 지카 바이러스, COVID-19 등 40가지가 넘는 신종감염병이 발견됨에 따라 그 위험성이 커지고 있음(질병관리본부, 2019) ￭ 기구축 방사광가속기 이용 포화 및 성능한계를 극복하고 미래기술 선점에 필요한 고성능 다목적 방사광가속기 구축 시급 • 포항방사광가속기는 1994년 준공 이후 26년간 과학발전에 많은 기여를 하고 있으나 가속기 노후 및 성능한계로 국제 경쟁력 저하 – SCI 논문 편수, 평균 IF, Nature/Science 논문게재 등 연구성과의 양적·질적 확대 • 주요국은 차세대 방사광가속기 신규도입 및 성능향상을 추진 ※ 차세대방사광가속기 추진현황: 스웨덴 MAX-IV(3 GeV), 중국 HEPS(6 GeV), 브라질 SIRIUS(3 GeV) (이상 신규도입), 미국 APS-U(6GeV), 일본SPring-8-II(6GeV), (이상 성능향상) 등 3. 국고지원의 필요성 및 시급성 ￭ 국고지원 요건 • (근거법령) - 기초과학연구진흥법, 과학기술기본법, 기초연구진흥 및 기술개발지원에 관한법 등 • (방사광가속기 관련 정부계획) - 대형가속기 장기 로드맵 및 운영전략(2020.03) - 대형가속기 운영체제 개선방안(2017.02) - 소재·부품·장비 연구개발 투자전략 및 혁신대책(2019.08) ￭ 정부 지원의 필요성 • 소재·부품산업 육성정책, 미래 첨단산업(소재·반도체·바이오) 발전에 따른 방사광가속기 기업수요에 장기적으로 대응 필요 - 현재 대기업 이용 비율이 높으나(70∼80%) 소재부품 관련 중소기업 수요 증가가 예상되어 관련 지원책 마련이 필요 * 세계 반도체시장 ’30년까지 연평균 4.5% 증가, 고부가첨단소재 시장규모 ’20년 242조→ ’30년 411조 증가, 세계 의약품시장 ’30년 1.8조 달러로 확대 예상 - 산업체 이용 활성화를 위해 일반 연구자와 차별화된 산업 지원용 빔타임의 대폭 확대 제공 필요 * 해외 사례 : SPring-8(일본) : 전용 6기(운영), ESRF(유럽) : 전용 4기(구축예정), Aichi(일본) : 산업전용 등 * 빔타임 평균 3일보다 많은 6일 이상을 요구(방사광가속기 이용기업 설문조사결과, ‘19.12월) • 방사광가속기는 국가의 기초과학 강화를 위해서 필요한 공공연구시설이므로 국가의 과학기술 강화를 위해서 정부의 재정지원 역할이 필요 - 생명공학, 재료과학, 화학, 지구과학, 환경과학 등 과학 및 산업분야의 연구개발에 필요한 고도의 연구시설임 - 최근 연구분야의 확대와 이용자수의 증가는 동 시설에 대한 사회적 필요성을 방증하고 있는 결과 - 방사광가속기는 대형 연구시설로 구축비용이 높아 시장에서 생산되기 어려운 서비스 • 사회적으로 고급역량을 보유한 인재들의 지속적인 활용 필요 - 방사광가속기의 설비 및 연구분야에 많은 전문인력들이 배치되어 있고, 이들 인력은 가속기 연구 분야에서 고급역량을 보유하고 있는 인재임 - 현재 국가 경쟁력 제고를 위해 필요한 기존 방사광가속기 시설을 유지하기 위해서는 필수적인 인력이며 이를 꾸준히 지원하고 사회적으로 역할을 할 수 있도록 지원하는 것이 정부의 역할 - 방사광가속기의 관리 운영에 투입할 수 있는 국내 인력은 포항가속기 연구소 인력 외에 대체가 어려움 - 이들 인력은 가속기 건설과정에 많은 역할과 기여 할 수 있어 활용도가 높음 ￭ 국가재정 운용계획 연계 • 국가 GDP대비 R&D예산 세계 1위,* 정부 R&D 30조** 시대에 걸맞는 세계 과학기술 선도를 위한 첨단 R&D 플랫폼을 구축함으로써 국가 브랜드 가치 향상 * GDP 대비 R&D 예산 비중 세계 1위 (4.55%), 전체 R&D 예산 투자규모 세계 5위 ** 2019년 최초로 정부 R&D 예산이 20조 원을 돌파, 기재부에 따르면 2023년에는 30조 원 시대 도래 (출처 : 요약서 23p)
- 연구책임자 : 이기종
- 주관연구기관 : 주식회사 이니씽크
- 발행년도 : 20200500
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