MI 활용해 형광체 개발 … 운영 디지털화도
덴카(Denka)는 MI(Materials Informatics) 활용에 나서 일본 물질 및 소재 연구기구(NIMS)와 공동으로 추진하고 있는 신규 형광체 개발 프로젝트에 적용할 계획이다.
형광체는 2004년 덴카가 NIMS로부터 라이선스를 취득한 후 질화물 제조기술을 활용해 개발을 추진해온 끝에 2009년 백색 LED(Light Emitting Diode)용 형광체 사업화 가능성을 열어둔 바 있다.
형광체는 TV 등에서 고휘도화 니즈가 확대되고 있고 자율주행 자동차 등 새로운 용도에서도 수요가 증가할 것으로 기대되고 있다.
다만, 형광체 후보물질이 광범위할 뿐만 아니라 목표로 한 기능을 발휘할 수 있도록 조합하는데 상당한 시간이 걸릴 것으로 예상되고 있다.
덴카-NIMS는 그동안 축적해온 연구데이터에 MI를 활용해 방대한 스크리닝 작업 등을 효율화하고 근자외 파장 영역을 타깃으로 신제품 개발에 속도를 낼 방침이다.
덴카는 NIMS와 1983년 전자현미경 전자원인 육불화란타넘 단결정을 사업화한 이후 연계관계를 유지하고 있으며 2013년에는 NIMS 내부에 NIMS-DENKA 차세대 소재연구센터를 설립한 바 있다.
현재도 10건 가까운 연구주제를 오픈 이노베이션으로 연구하는 등 밀접한 관계를 이어가고 있다.
덴카는 사업 운영에서도 디지털화를 추진하고 있다.
싱가폴에서는 정부 지원을 통해 PS(Polystyrene)를 생산하는 세라야(Seraya) 공장을 중심으로 생산제품 물성 예측, 스팀트랩과 진동, 전류정보량 진단 등을 도입할 계획이며 재고 예측 등을 포함해 밸류체인 전체에서 디지털화를 구상하고 있다.
일본에서 추진할 데이터레이크 구축작업을 글로벌 기지에도 적용하는 방안을 검토하고 있다. 일본에서는 오무타(Omuta) 공장에서 질화규소 기판 검사공정에 인공지능(AI)을 도입해 효율화하는 등 다양한 디지털화 작업을 추진하고 있다.
PPC, EP 연구개발에 AI·MI 적극 활용
폴리플라스틱스(PPC: Polyplastics)는 수요기업의 니즈에 대응하는 연구개발 체제를 강화하고 있다.
폴리플라스틱스는 신제품 개발 신속화가 요구되는 가운데 시즈오카(Shizuoka)의 후지(Fuji) 소재 연구개발 센터에 AI와 MI를 도입함으로써 본격적인 활용에 나서기 시작했다.
효율적 개발체제를 구축함으로써 수요기업에 대한 대응능력 강화에 도움이 될 것으로 기대하고 있으며 개발 기술을 응용한 신제품은 2021년까지 시장에 투입하는 것을 목표로 하고 있다.
최근 주목받고 있는 친환경 소재 개발을 위해 바이오 베이스 PBT(Polybutylene Terephthalate)와 LCP(Liquid Crystal Polymer), POM(Polyacetal) 등에 대한 연구개발도 가속화할 계획이다.
자동차, 전자, 식품, 의료 관련 등 전방위적으로 수요기업의 니즈 구체화에 총력을 기울하고 있다.
폴리플라스틱스는 수요기업과 가장 가까운 곳에서 각종 EP(엔지니어링 플래스틱)를 개발하고 있으며 소재에 머무르지 않고 솔루션‧성형기술 공급에도 주력하면서 연구체제를 효율화해 수요기업의 니즈를 신속하게 구체화할 수 있도록 일본 연구개발센터에서 AI와 MI를 본격적으로 운영하기 시작했다.
우선, 데이터 축적과 유효한 활용법 등을 검증하고 있는 단계이지만 장기적으로는 연구활동 가시화와 기술 전승에도 활용할 수 있을 것으로 기대하고 있다.
2021년까지 신제품 등 성과를 낼 수 있도록 하고 후지 연구개발센터에서 안정적 운영을 확인한 후 해외 테크니컬 솔루션센터 등에도 도입하는 방안을 검토하고 있다.
세계적으로 관심이 높아지고 있는 각종 환경배려형 수지 개발도 가속화할 계획이다.
COC(Cyclo-Olefin Copolymer)를 PET(Polyethylene Terephthalate) 병의 쉬링크 라벨에 적용하면 병과 필름의 비중 차이를 통해 분리하도록 도와 리사이클을 용이하게 만들 수 있는 등 강점을 리사이클성 향상에 활용해나갈 계획이다.
바이오 원료 베이스로 PBT, LCP, POM 개발을 가속화할 예정이며, 특히 식품기업이나 의료 관련 등 최종 소비처와 직결된 수요기업의 요청이 많다는 점을 감안해 바이오계를 라인업함으로써 다양한 니즈에 대응할 계획이다.
차세대 자동차용으로는 전기자동차(EV)와 연료전지자동차(FCV)에 탑재하는 배터리용 수지 개발을 강화할 방침이다. 배리어성이 높은 LCP나 PPS(Polyphenylene Sulfide) 적용을 추진하고 있다.
전자 분야에서는 수요기업의 니즈를 선제적으로 반영해 신제품 개발에 활용하고 있다.
LCP는 소형부품으로도 성형하기 쉬운 고유동 타입 수요가 증가할 것으로 예상하고 신제품을 개발했다.
수요기업이 요구하는 수지를 미리 파악하고 준비해둠으로써 수요기업의 설계개발 기간 단축 등에 기여할 것으로 판단하고 있다.
한국, 2017년 연구개발투자 80조원 육박
국내 연구개발 투자액은 2017년 78조8000억원으로 세계 5위 수준이며, 국내총생산(GDP) 대비 R&D 투자비율은 4.55%로 이스라엘을 제치고 다시 1위로 올라섰다.
과학기술정보통신부가 발표한 2017년 연구개발 활동 조사결과에 따르면, 2017년 총연구개발비는 78조7892억원으로 2016년에 비해 13.5% 증가했다. 미국, 중국, 일본, 독일에 이어 세계 5위 수준으로 평가된다.
GDP 대비 연구개발비 비중은 2016년보다 0.32%포인트 상승한 4.55%로 3년만에 다시 이스라엘(2016년 4.25%)을 앞서 세계 1위로 추정된다.
2017년 연구개발비 증가는 민간 R&D 투자가 60조643억원으로 14.7% 증가했기 때문으로, 정부·공공 부문은 8.1% 늘어나는데 그쳤다.
국영·민간기업이 전체의 79.4%인 62조5634억원을, 공공연구기관이 12.1%인 9조5432억원을, 대학이 8.5%인 6조6825억원을 사용했다.
또 개발연구에 63.6%인 50조822억원을, 응용연구에는 17조3159억원, 기초연구에는 11조3911억원을 투입해 기초연구 투입비율이 전체의 14.5%에 불과했다.
총 연구원수는 48만2796명으로 4.8% 증가했고 상근연구원(FTE)이 2만1808명 늘어난 38만3100명으로 세계 6위 수준에 올랐다. 기업체가 34만3367명(71.1%)으로 가장 많았고 대학 10만2877명(21.3%), 공공연구기관 3만6552명(7.6%)으로 나타났고 경제활동인구 1000명당 연구원 수는 13.9명, 인구 1000명당 연구원 수는 7.4명이다.
연구원 1인당 연구개발비는 2억566만원(18만1933달러)으로 2016년보다 7.1% 증가했으나 미국(35만9850달러), 독일(25만4373달러), 일본(23만3556달러)과 비교해서는 여전히 낮은 것으로 조사됐다.
한국-중국 기술 격차 1년 미만으로 줄어
국내 연구개발 투자가 2017년 80조원에 육박했으나 중국과의 기술 격차는 갈수록 좁혀지고 있다.
특히, 중국이 4차 산업혁명 시대를 맞아 성장구조의 전환을 시도하고 있어 중국 수출 전략을 대대적으로 수정할 필요성이 제기되고 있다.
중국의 첨단 산업화에 대비해 기술 경쟁력을 끌어올리는 한편으로 중국 수출이 중간소재에 쏠려 있는 위험성을 줄이고 중국 중산층을 겨냥한 첨단제품과 서비스를 개발할 것이 요구되고 있다.
현대경제연구원과 한국과학기술평가원에 따르면, 120가지 국가전략 기술의 한국·중국 기술 격차는 2014년 1.4년에서 2016년 1.0년으로 0.4년 줄었다. 의료는 1.5년에서 1.0년으로, 에너지·자원·극한기술은 0.9년에서 0.4년으로 0.5년, 주력 수출분야인 전자·정보통신 기술 격차도 1.8년에서 1.5년으로 0.3년 줄었다.
기술 격차가 줄어들면서 한국·중국 상품의 수출 경합도는 계속 상승하고 있다.
수출 경합도는 해외시장에서 경쟁국 사이의 수출 구조가 얼마나 비슷한지를 나타내는 지표로, 현대경제연구원은 전체 수출품목의 한국·중국 수출 경합도 지수(ESI)가 2000년 0.331에서 2016년 0.390으로 올라 2000년대 이후 최고수준까지 상승한 것으로 평가하고 있다. ESI는 1에 가까울수록 수출구조가 비슷해 경쟁이 치열하다는 것을 뜻한다.
한국은 일부 수출품목, 수출국가에 대한 쏠림현상이 큰 것도 불안요인으로 잠재하고 있다.
전체 수출의 75%를 차지하고 있는 석유화학·철강·철강제품·기계·IT·자동차·조선·정밀기기의 한국·중국 ESI는 2011년 0.425 이후 꾸준히 상승해 2016년 0.470을 나타냈다.
특히, 2000년대 들어 한국은 5대 수출국 의존도가 높아진 반면 중국은 줄어들어 한국의 수출다변화 정도가 중국보다 낮은 것으로 나타났다.
중국은 2018년 개혁·개방 40년을 맞아 반도체, 전자부품 등 중간재 수입비중을 낮추는 독자적 성장모델을 구축하면서 IT(정보기술)·생명공학·신에너지 육성 등 4차 산업혁명에 올라타는 중국 제조 2025 정책을 강화하고 있다.
한국은행도 중국 경제 개혁·개방 40년 성과와 과제 보고서에서 중간재 중심인 중국 수출 전략을 수정하고 신흥 전략산업과 4차 산업혁명 관련산업에서 중국기업들과 제휴를 적극 추진해야 한다고 강조했다.
2017년 중국수출 비중은 전체의 24.7%를 차지하는데 그쳤으나 중간재는 78.9%에 달했기 때문이다.
중국 성장동력의 새로운 중심으로 떠오르고 있는 거대 소비시장을 공략하기 위한 대응책도 주문했다.
2018년 상반기 중국 소비의 경제성장 기여율은 78.5%로 2017년 상반기에 비해 14.2%포인트 상승했기 때문으로, 국내기업들도 중국의 디지털 경제 확산에 따른 온라인 플랫폼, 모바일 결제 시스템 등에 적합한 유통구조와 마케팅 전략이 필요하고, 중국 소비의 주축으로 부상하고 있는 1980-1990년대 출생세대를 대상으로 상품과 서비스를 제공해야 할 것이 요구되고 있다. (K)
