2014년도 「소재부품산업분야」 과제제안요구서(RFP)-우선 추진과제

산업	분야	순번	과제명	기술료	주관 기관	과제 유형	비고
소재 부품 산업	금속재료	21	[총괄] 셰일가스 테스트베드사업을 위한 채굴/기자재용 소재 및 강관 개발	비징수	제한없음	통합형	초고난도
			[1세부] 셰일가스 채굴용 항복강도 55ksi(380MPa), 인장강도 110ksi(759MPa), 확관성능 50% 고망간 ERW 강관 소재 및 용접기술 개발	징수	기업		중소․중견기업 참여필수 고위험형
			[2세부] 항복강도 110ksi(759MPa) 이상급 채굴용 ERW강관 기술개발	징수	기업		중소․중견기업 참여필수 고위험형
			[3세부] 셰일가스용 고심도 Drill, Casing/Tubing Seamless 강관 개발	징수	제한없음		중소․중견기업 참여필수 고위험형
			[4세부] 셰일가스 채굴용 Premium Connection 및 성능평가기술 개발	징수	제한없음		중소․중견기업 참여필수
		22	용질원소를 10% 이상 함유한 난연속주조성 알루미늄 합금 연속주조기술 개발	징수	제한없음	일반형	중소․중견기업 참여필수
	화학공정소재	23	스마트 모바일 기기의 소자 코팅용 난접착 소재(실리콘 코팅제 등) 부착용 무취 점착테이프 개발	징수	중소·중견 기업	일반형
		24	저비중 도전 입자 제조 기술 및 이를 이용한 전자파 차폐용 코팅제 개발	징수	중소·중견 기업	일반형
		25	고내열 LED 광확산 렌즈 및 렌즈 접착 소재 개발	징수	중소·중견 기업	일반형
		26	표면 내오염 기능과 항균력 99.9% 이상을 동시에 갖는 친환경 유기계 항균코팅 소재개발	징수	중소·중견 기업	일반형
		27	내수성 및 내전압성이 우수한 중전기용 초발수성 수지 개발	징수	중소·중견 기업	일반형
		28	계면장력 20 mN/m 이하의 과불화탄소계 고분자 표면개질제 개발	징수	중소·중견 기업	일반형
		29	실내 공기질 개선을 위한 휘발성 유기촉매를 사용하지 않는 폴리우레탄 소재 개발	징수	제한없음	일반형	중소․중견기업 참여필수
		30	석유계 피치 및 침상 / 등방 코크스 제조 기술 개발	징수	제한없음	일반형	중소․중견기업 참여필수
		31	기상 그라프트 반응을 통한 셀룰로오스의 소수화 및 기능성 친환경 복합소재 개발	징수	제한없음	일반형	중소․중견기업 참여필수
		32	고색상, 고전도용 스페셜티 카본블랙 제조 및 응용제품 기술 개발	징수	제한없음	일반형	중소․중견기업 참여필수 수요연계형
		33	자유공모 과제	징수	중소․중견기업	일반형
	세라 믹	34	파워디바이스용 금속접합 고열전도성 반응소결 질화규소 방열기판 개발	징수	중소·중견 기업	일반형
		35	지르콘샌드 활용 고품위 지르코니아 소재 및 응용제품 기술 개발	징수	중소·중견 기업	일반형
		36	플라즈마 환경용 고밀도∙대면적 세라믹코팅 소재 및 분사공정기술 개발	징수	중소·중견 기업	일반형
	섬유 의류	37	방사공법에 의한 전기 전도도 103S/cm 이상의 전도성 섬유 개발	징수	제한없음	일반형	초고난도
		38	지방 분해, 피부 보습 기능을 갖는 코스메틱 섬유 개발	징수	제한없음	일반형	초고난도 표준화연계
		39	Primer 처리, 산/알칼리 Cleaning, UV 처리 공정을 생략할 수 있는 신발용 접착제, Out-sole, Mid-sole, Upper 개발	징수	제한없음	일반형
	생산기반	40	용접 결함률 0.5% 이하 및 용접속도 1m/min 이상의 심해저 파이프라인 설치를 위한 고속 용접기술개발	징수	중소·중견 기업	일반형	뿌리기업 참여필수
		41	다중주파 및 하이브리드 열처리에 의한 컨투어 표면경화기술 적용 ±5㎛급 초저변형 고내구성 동력전달부품 제조기술 개발	징수	중소·중견 기업	일반형	뿌리기업 참여필수
		42	동물 섬모구조를 모사한 3차원 개방형 접합 네트워크 구조의 유해가스 검지 전극의 저온(50℃이하) 건식 표면처리기술 개발	징수	중소·중견 기업	일반형	표준화연계 뿌리기업 참여필수
		43	Al합금 주조재 및 중간재 제조 공정효율 향상과 용탕 청정화를 위한 결함/조직제어 동시처리 기술 개발	징수	중소·중견 기업	일반형	뿌리기업 참여필수
		44	자동차 경량화를 위한 연속성 탄소섬유강화 프리프레그 복합소재 차체부품 고속(1ea/10min.) 금형‧성형기술 개발	징수	중소·중견 기업	일반형	뿌리기업 참여필수
		45	경량화 15% 및 안전성 5% 향상을 위한 1GPa급 초고강도강과 알루미늄합금을 적용한 자동차 차체부품 제작용 고생산성 하이브리드 마찰교반접합기술 개발	징수	중소·중견 기업	일반형	뿌리기업 참여필수
		46	초정밀 금형 및 고속도공구강용 20 bar 가압이 가능한 1톤 용량급 친환경 고온진공열처리로 개발	징수	중소·중견 기업	일반형	뿌리기업 참여필수
		47	고효율 Hollow Cathode Discharge(HCD)에 의한 표면경도 최대 3배 향상 및 질화처리시간 75% 단축의 플라즈마 질화 양산화 및 시스템 개발	징수	중소·중견 기업	일반형	뿌리기업 참여필수
		48	3×4×1.2(m3) 대형주물 목형대체용 FDM(Fused Deposition Modeling) 기반 하이브리드 3D프린팅 시스템 개발	징수	제한없음	일반형	초고난도 뿌리기업 참여필수
		49	SLS(Selective Laser Sintering) 기반 하이브리드형 3D프린팅 기술을 이용한 개인맞춤형 메디컬 디바이스(치아교정장치 및 임플란트)의 디지털 쾌속금형기술 개발	징수	제한없음	일반형	초고난도 뿌리기업 참여필수
		50	가변단면 튜브 적용 경량화율 30%이상의 770mm급 일체형 장구동축 복합성형기술	징수	제한없음	일반형	뿌리기업 참여필수
	시스템반도체	51	[총괄] 스타팹리스 시스템반도체 세계화 개발	비징수	중소․중견 기업 (협회/‘조합 가능)	병렬형
			[1세부] (최종목표) 모바일, 에너지/전력용 시스템반도체 개발	징수	중소·중견 기업(팹리스)
			[2세부] (최종목표) 디지털 가전, 자동차, 바이오, IT 융․복합 시스템반도체 개발	징수	중소·중견 기업(팹리스)
		52	LTE 이동통신 네트워크기반의 M2M 복합기능 SoC 개발	징수	중소·중견 기업	일반형
		53	CMOS 공정을 이용한 10GHz Radar Sensor용 고주파 및 신호처리 SoC개발	징수	중소·중견 기업	일반형
		54	압전소자를 이용한 무전원 RF 리모콘 기술 개발	징수	중소·중견 기업	일반형
		55	친환경 수송기기 전원시스템의 Data 센싱 및 제어를 위한 BMS 모듈 개발	징수	기업	일반형	수요연계형 수요기업 및 중소·중견반도체 설계기업 참여필수
		56	Multi-domain 자동차 전장 구조를 위한 ECU용 SoC 및 임베디드 SW 개발	징수	제한없음	일반형	초고난도 수요기업 및 중소·중견기업 참여필수
		57	[총괄] 국내 주력제품용 SoC-SW융복합 미래형반도체 기술 및 플랫폼개발	비징수	제한없음	병렬형
			[1～4세부] (최종목표) 고부가가치화를 통한 국내 주력산업 지속적 우위 유지 및 미래 성장동력용 시스템반도체에 토털솔루션 제공이 가능한 SoC-SW 융복합 기술개발 및 인력양성	징수	대학		중소/중견 국내 팹리스 기업 참여 필수
		58	가정용 (60 KW급) 에너지 저장 시스템을 위한 지능형 에너지 전력 제어 IC 개발	징수	제한없음	일반형	수요기업 및 중소·중견 참여필수
	반도체공정/장비	59	20um 두께를 갖는 후막 구리공정 개발을 통한 인덕터 및 전력소자 개발	징수	중소·중견 기업	일반형
		60	3D NAND 공정용 하드마스크 증착재료 및 증착장비 개발	징수	중소·중견 기업	일반형
		61	PCB 공정을 활용한 고집적 GCB 공정 및 응용 시스템 기술 개발	징수	중소·중견 기업	일반형
		62	투명 FPCB용 광-전기하이브리드 배선기술 개발	징수	중소·중견 기업	일반형
		63	글로벌 협력형 450mm 공정장비 개발 (제안기술에 따라 과제명 변경)	징수	중소·중견 기업	일반형
		64	[총괄] 반도체산업향 미래 반도체소자 원천기술 개발 - 세부과제명 RFP 참조	총괄기관은 2013년도에 선정된 기관에서 담당		병렬형
			[1세부] Ge을 이용한 CMOS Extension 기술	징수	비영리기관
			[2세부] 미세소자 저항 저감 기술	징수	비영리기관
			[3세부] 집적회로의 냉각 및 에너지 재활용 기술	징수	비영리기관
			[4세부] 차세대 고성능 소자용 재료 설계 및 예측 기술	징수	비영리기관
			[5세부] 초극성 filtration membrane 기술	징수	비영리기관
			[6세부] 플라즈마 공정 예측 설비 진단 및 자동 제어 기술	징수	비영리기관
			[7세부] 저온증착용 고밀도 다중 플라즈마원 및 공정 기술	징수	비영리기관
			[8세부] 차세대 세정기술	징수	비영리기관
			[9세부] Direct Self Assembly를 이용한 재료연구 및 반도체 patterning 응용 기술	징수	비영리기관
			[10세부] High Aspect Ratio 미세 via 증착 기술	징수	비영리기관
			[11세부] 상압 플라즈마를 이용한 저온 에피택시 박막 성장 원천기술	징수	비영리기관
			[12세부] Spectroscopic Ellipsometry 광학 모듈 기술	징수	비영리기관
			[13세부] 다중 초점 광학 계측/검사 기술	징수	비영리기관
			[14세부] EUV 펠리클 검사 핵심 기술	징수	비영리기관
		65	[총괄] 차세대 반도체 소자용 에피성장(GaN, Si 및 SiGe) 원천기술 및 장비 개발	비징수	제한없음	병렬형	표준화연계 글로벌R&D협력과제
			[1세부] 차세대 반도체소자용 에피성장 측정‧분석 및 전력반도체 원천기술개발	징수	제한없음
			[2세부] 고내압 전력반도체 에피구조 설계 및 에피 성장장비 개발	징수	중소·중견 기업
			[3세부] 12inch 웨이퍼 고생산성 차세대 10nm 이하급 소자용 Si, SiGe 및 Ge 선택적 에피 성장 장비 개발	징수	중소·중견 기업
		66	[총괄] 시험평가 시스템구축을 통한 차세대 반도체장비용 핵심부품(진공펌프, 히터, 비젼모듈) 개발	비징수	제한없음	병렬형
			[1세부] 차세대 반도체 장비용 핵심부품(진공펌프, 히터, 비젼 모듈) 개발을 위한 시험평가 시스템 구축	징수	제한없음
			[2세부] 3,000 m3/h급 스마트형 대용량 건식 진공펌프 개발	징수	중소·중견 기업
			[3세부] 고온용 multi-zone 질화알루미늄(AlN) 히터 개발	징수	중소·중견 기업
			[4세부] 20 um급 범프 측정용 3D 검사모듈 개발	징수	중소·중견 기업
	디스 플레 이	67	[총괄] 디스플레이 백플레인 공정용 장비(열처리, 건식 식각, 화학기상증착) 핵심부품 기술 개발	비징수	중소·중견 기업 (협회/조합 가능)	병렬형	표준화연계
			[1세부] TFT공정용 저에너지소비 가시광 대역 광소결 장치 핵심 기술 개발	징수	중소·중견 기업
			[2세부] AMOLED 백플레인 공정용 8세대 이상급 고밀도 플라즈마 식각 장비 및 공정 핵심 기술 개발	징수	중소·중견 기업
			[3세부] UHD이상급 고해상도 디스플레이를 위한 산화물 반도체 박막트랜지스터용 산화물박막 화학기상증착 장비 핵심 기술개발	징수	중소·중견 기업
			[4세부] 친환경 디스플레이 공정 장비 핵심 부품 및 재료 성능 평가 및 인증	비징수	비영리기관		표준화연계
		68	지연형광 방식을 이용한 양자효율 15% 이상의 적색 및 청색 형광 소재 및 소자 개발	징수	제한없음	일반형	초고난도

금속재료 분야

관리번호	2014-금속재료-통합-01
총괄 과제명	셰일가스 테스트베드사업을 위한 채굴/기자재용 소재 및 강관 개발
1. 필요성
ㅇ 에너지 수요 증가에 따라 비전통에너지인 셰일가스 시장이 급격히 성장 * 풍부한 매장량과 저렴한 가격으로 세계경제의 저성장을 깰 원천으로 평가 ㅇ 셰일가스정은 기존 가스정 대비 채굴환경이 가혹 * 고강도, 내부식성, 용접부열화/부식 방지 등에 따른 고가, 고강도 seamless 강관 적용 확대(2011년 210만톤), *고강도, 고연신, 내부식성능이 우수한 확관성 고Mn강 소재를 이용한 용접강관 상용화시 세계시장 석권 예상(2035년 367만톤 시장규모) ㅇ 전 세계 OCTG(Oil Country Tubular Goods)시장의 경쟁 심화와 통상 마찰에 대응한 차별화된 강재 및 강관 개발 필요성 증가 * 프리미엄급 강관용 저원가 고기능 소재 기반 연계 고도화 전략 필요 - 확관성능, 내부식성능이 우수한 고강도, 고연신, 저항복점 및 오스테나이트 조직을 가지고 있는 고망간강 소재, 강관 및 용접기술 개발 필요 - 비열처리형 강관 개발로 현재 통용되고 있는 열처리형 소재를 대체할 수 있는 열처리 공정비용 절감을 통한 국내 OCTG 제품의 가격 경쟁력 확보 필요 - 고심도 시추에 의한 고온, 고압의 환경은 신뢰성 높은 소재를 요구하므로 경쟁력 향상을 위해 심리스강관의 개발이 필요 - 국내 강관사들은 오일/가스 채굴용 강관을 수출하고 있으나, 프리미엄 커넥터 개발은 전무하여, 국제시장에서의 고부가가치 경쟁력 향상을 위해서 기술 확보 시급
2. 연구목표
ㅇ 최종목표 : 셰일가스 테스트베드사업을 위한 채굴 및 기자재용 소재 및 강관 개발 (TRL : [시작] 3단계 ～ [종료] 6단계) - 셰일가스 채굴용 항복강도 55ksi(380MPa), 인장강도 110ksi(759MPa), 확관성능 50% 고망간 ERW(Electric Resistance Welding) 강관 소재 및 용접기술 개발 - 항복강도 110ksi(759MPa) 이상급 채굴용 ERW강관 기술개발 - 셰일가스용 고심도 Drill, Casing/Tubing Seamless 강관 개발 - 셰일가스 채굴용 Premium Connection 및 성능평가기술 개발 ㅇ 주요연구내용 - 인장강도 800MPa, 연신율 50%급 고Mn(망간)강 열연 강판 제조기술 개발 - 확관성능 50%대응 고Mn강 ERW 조관 용접기술 개발 - 30m/min 조관속도 대응 고Mn강 용접품질 평가기술 개발 - 부식 속도 0.1mm/년 미만 확보 셰일가스용 강관의 부식방지기술 개발 - API 규격기준 용접부 신뢰성 평가 - 110ksi(759MPa)급 비열처리형 ERW강관 개발 - 135ksi(931MPa)급 심리스 대체형 ERW강관 개발 - 비파괴검사 기술 및 표준 제정 - Piercing Seamless 강관 제조용 Round Billet 연주화 기술 개발 - 고강도, 고인성 및 내부식 특성 향상 기술 개발 - Duplex STS강 강도 향상 기술 개발 - Premium Connection 성능 평가(해석/실험) 기술개발 - Threaded & Coupled type connection 개발 : Vertical well 인장저항용 - Semi-flush type connection 개발 : Horizontal well 피로 및 고온/고압 저항용
3. 지원기간/예산/추진체계
ㅇ 기간 : 3년 이내 ㅇ 정부출연금 : ‘14년 30억 원 이내(총 정부출연금 90억 원 이내) ㅇ 주관기관 : 제한 없음(대기업 제외)

총괄 과제명

셰일가스 테스트베드사업을 위한 채굴/기자재용 소재 및 강관 개발

세부 과제명

(1세부) 셰일가스 채굴용 항복강도 55ksi(380MPa), 인장강도 110ksi(759MPa), 확관성능 50% 고망간 ERW 강관 소재 및 용접기술 개발

1. 연구목표

ㅇ 최종목표 :  셰일가스 채굴용 항복강도 55ksi(380MPa), 인장강도 110ksi(759MPa), 연신율 50% 고Mn강 소재 개발 및 ERW 강관 제조기술 개발

(TRL :  [시작] 5단계 ～ [종료] 8단계)

- 인장강도 800MPa, 연신율 50%급 고Mn강 열연 강판 제조기술 개발

- Skelp 절단면 shearing비 80%이상 확보 가능한 slitting knife 개발

- 확관성능 50%대응 고Mn강 ERW 조관 용접기술 개발

- 30m/min 조관속도 대응 고Mn강 용접품질 평가기술 개발

- 부식 속도 0.1mm/년 미만 확보 셰일가스용 강관의 부식방지기술 개발

- 셰일가스 개발환경 분석, 전략 수립 및 현장 서비스 기술 개발

- API 규격기준 용접부 신뢰성 평가

ㅇ 개발목표

핵심 기술/제품 성능지표		단위	달성 목표	국내최고수준	세계최고수준
1	항복강도 @ 연신율 >50%	ksi (MPa)	55(380)	30(207) (STS300계)	30(207) (STS300계)
2	고망간 강판 연신율	%	≥50	≥40 (API X52)	≥40 (API X52)
3	Skelp 절단면 shearing비	%	≥80	없음	없음
4	ERW 강관 flaring성능	%	≥50	≥40 (API X52)	≥40 (API X52)
5	용접부 최소 검출 결함 크기	mm	≤1	≤2 (API강관)	≤1 (API강관)
6	부식 속도 (ASTM G31 표준시험법)	mm/년	≤0.1	없음	≤0.1 (美, 챔피온 테크.)
5	현장 안전관리 모니터링 시스템 체계 구축	부/%	보고서 제작 100%	없음	100% (美, Halliburton)

2. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 기간 : 3년 이내  ㅇ 정부출연금 : ‘14년 6억 원 이내(총 정부출연금 18억 원 이내)

ㅇ 주관기관 : 기업(고위험형, 중소중견기업 참여 필수)

총괄 과제명

셰일가스 테스트베드사업을 위한 채굴/기자재용 소재 및 강관 개발

세부 과제명

(2세부) 항복강도 110ksi(759MPa) 이상급 채굴용 ERW강관 기술개발

1. 연구목표

ㅇ 최종목표 : 항복강도 110ksi(759MPa) 이상급 ERW 소재 및 강관 제조기술 개발(TRL :  [시작] 4단계 ～ [종료] 8단계)

- 110ksi(759MPa)급 비열처리형 ERW강관 개발

- 135ksi(931MPa)급 심리스 대체형 ERW강관 개발

- 비파괴검사 기술 및 표준 제정

ㅇ 개발목표

핵심 기술/제품 성능지표		단위	달성목표	국내 최고수준	세계최고수준 (보유국, 기업/기관명)
	110ksi(759MPa)급 비열처리형 전기저항용접강관 개발
1	Coil & Pipe 인장강도	ksi (MPa)	125(862)~	100(690)~	125(862)~(일본, NSC)
2	Pipe 항복강도	ksi (MPa)	110(759)	API Standard	API Standard
3	Pipe 연신율	%	14~(8t 기준)	API Standard	API Standard
4	Pipe 편평시험	mm	93(139.7Φ)	API Standard	API Standard
5	Collapse 압력 (High collapse 제품개발)	ksi (MPa)	9.3(64.17)~	8.15(56.24)	9.14(63.07) (일본, NSC)
6	Pipe 제조두께 (후물제품 개발)	mm	12	없음	12(추정)
	135ksi(931MPa)급 Seamless 대체형 전기저항용접강관 개발
7	Pipe 항복강도	ksi (MPa)	135(931)	110(759)~	125(862)~(추정)
8	Pipe 충격에너지	J	75 @ 0℃	없음	없음
9	Pipe Thickness/Diameter	%	10	7.5	7.5
	비파괴 검사 기술 및 표준 제정
10	용접부 최소 검출 결함 크기	mm	~1	~2	~1
11	강관의 물리적/화학적 물성치 표준화	종/%	KS 규격(안) 100%	규격 없음	API standards 100% (미국/API)
12	강관의 요구물성 평가방법 개발	종/%	KS 규격(안) 100%	규격 없음	API standards 100% (미국/API)

2. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 기간 : 3년 이내  ㅇ 정부출연금 : ‘14년 10억 원 이내(총 정부출연금 30억 원 이내)

ㅇ 주관기관 : 기업(고위험형, 중소중견기업 참여 필수)

총괄 과제명

셰일가스 테스트베드사업을 위한 채굴/기자재용 소재 및 강관 개발

세부 과제명

(3세부) 셰일가스용 고심도 Drill, Casing/Tubing Seamless 강관 개발

1. 연구목표

ㅇ 최종목표 :  셰일가스 산업용 고 강도/내부식 Seamless 강관 소재 개발

(TRL :  [시작] 3단계 ～ [종료] 6단계)

- 개발 Item

1. API 7-1 HWDP (Heavy Weight Drill Pipe)

* HWDP는 Drill pipe 보다 외경대비 후육의 강관으로, 셰일가스 수평 시추의 곡선“ㄴ”로 굽어지는 부위에 적용됨

2. API 5CT L80-13Cr Casing pipe (Martensitic STS강)

3. Production Tubing용 25Cr Duplex STS강 pipe (항복 강도 110ksi(759MPa) grade)

- 연구 내용

1. Piercing Seamless 강관 제조용 Round Billet 연주화 기술 개발

2. 고강도, 고인성 및 내부식 특성 향상 기술 개발

* 최적 강도/인성 및 내부식 물성 도출 위한, 석출/상변태 조직 제어 기술

→ 합금 설계, 열간/냉간 가공 조건, 열처리 기술 등

3. Duplex STS강 강도 향상 기술 개발

* EAF 제강 고청정 정련 기술 확보

* 조직 미세화 및 상분율 제어

4. 공인인증 기관의 내부식 평가 (NACE TM-0177 Method A)

*Test solution은 Solution A를 기본으로 테스트함 (테스트베드 well condition에 따라 변동될 수 있음)

ㅇ 개발목표

핵심 기술/제품 성능지표			단위	달성목표	국내최고수준	세계최고수준 (보유국, 기업/기관명)
1	HWDP 항복강도		ksi (MPa)	55(380)	-	55(380) (Sumitomo/일본)
2	HWDP 외경공차		mm	+1.58~-0.79	-	+1.58~-0.79 (Sumitomo/일본)
3	13Cr Casing 항복 강도		ksi (MPa)	80(552) ~ 95(655)	-	80(552)~95(655) (V&M/프랑스)
4	25Cr Duplex 항복 강도		ksi (MPa)	110(759) ~ 140(966)	-	110(759)~140(966) (Sumitomo/일본)
5	API 5CT Casing and Tubing 외경 공차	외경 < 114.3	mm	±0.79	-	±0.79 (Sumitomo/일본)
		외경 ≥ 114.3	%	-0.5~+1		-0.5~+1 (Sumitomo/일본)
6	API 5CT Casing and Tubing 두께 공차		%	-12.5	-	-12.5 (Sumitomo/일본)
7	13Cr, 25Cr STS강 내부식 특성 평가(NACE TM-0177 Method A)		-	Pass	-	Pass (V&M/프랑스)

2. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 기간 : 3년 이내   ㅇ 정부출연금 : ‘14년 7억 원 이내(총 정부출연금 21억 원 이내)

ㅇ 주관기관 : 제한 없음(고위험형, 중소중견기업 참여 필수)

총괄 과제명

셰일가스 테스트베드사업을 위한 채굴/기자재용 소재 및 강관 개발

세부 과제명

(4세부) 셰일가스 채굴용 Premium Connection 및 성능평가기술 개발

1. 연구목표

ㅇ 최종목표 :  셰일가스 채굴용 Premium Connection 제품화

(TRL :  [시작] 3단계 ～ [종료] 6단계)

- Threaded & Coupled type connection 개발 : Vertical well 인장저항용

→ 강관 대비 연결부 인장 강도 90% 이상 확보

- Semi-flush type connection 개발 : Horizontal well 피로 및 고온/고압 저항용

→ 시추중 Bending 각도 40∘이상, 피로성능 27만회 이상 확보

- Premium Connection 성능 평가(해석/실험) 기술개발

→ ISO13679(CAL Ⅰ~Ⅳ) 수치해석기술 확보(실험대비 오차 3% 이내)

→ 개발 제품 실험평가 성능 인증

ㅇ 개발목표

핵심 기술/제품 성능지표		단위	달성목표	국내 최고수준	세계최고수준 (보유국, 기업/기관명)
1	T&C type Connection 인장강도(강관 대비)	%	90%	-	90% (유럽,VAM)
2	Bending Capacity (관입시 Bending 각도)	∘/100ft	40	-	40∘ (유럽,VAM)
3	Fatigue Capacity (10∘/100ft 관입시 저항 피로반복 횟수)	회 (10∘/100ft)	27만	-	27만회 (유럽,VAM)
4	Connection 해석/실험	인증	ISO13679 CAL Ⅳ	-	CAL Ⅳ(美,Tenaris)

2. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 기간 : 3년 이내  ㅇ 정부출연금 : ‘14년 6.5억 원 이내(총 정부출연금 19.5억 원 이내)

ㅇ 주관기관 : 제한 없음(대기업 제외), 중소중견기업 참여 필수

관리번호

2014-금속재료-일반-02

과제명

용질원소를 10% 이상 함유한 난연속주조성 알루미늄 합금 연속주조기술 개발

1. 필요성

ㅇ 수송기계 산업에서 환경 및 에너지 문제가 국제적인 이슈로 부각되면서 배기가스 저감 및 연비 향상을 위하여 철강 소재 대비 비중이 1/3인 경량, 고강도 알루미늄 합금의 수요가 증가 추세

ㅇ 알루미늄 합금의 강도, 내식성 등 다양한 특성 향상을 위해 첨가되는 용질원소는 첨가량이 많아지면 특성은 향상되나 주조 시 응고 시간이 길어지고 응고 중 용질 편석, 주상정 조직, 조대한 정출물, 크랙, 기포 등 결함이 발생하는 문제점이 있음

ㅇ 알루미늄 합금의 저비용 제조공정을 위해 필수적인 연속주조 공정기술 개발은 신수요 창출 및 관련 산업의 국제 경쟁력 강화에 기여할 수 있는 장점이 있음

- 철강재 자동차 부품을 알루미늄으로 대체 할 수 있어 자동차 경량화에 기여

- 전기전자제품의 경량화와 구조재 및 건축용 소재의 경량화에도 크게 기여

ㅇ 알루미늄 원소재를 이용한 고품질 중간 소재를 생산하는 기술을 최종 부품생산 회사와 연계하여 연구 개발을 수행하면 기술 경쟁력이 약한 국내 알루미늄 산업의 벨류체인 전반에 걸쳐 경쟁력을 확보할 수 있는 있을 것으로 기대됨

2. 연구목표

ㅇ 최종목표 : 용질원소를 10% 이상 함유하고 고/액상선의 온도차가 50℃ 이상인 난연속주조성 알루미늄 합금 빌렛 및 슬라브 고품질 연속 주조기술 개발 (TRL :  [시작] 3단계 ～ [종료] 6단계)

ㅇ 연구 내용

- 연속주조 특성을 고려한 고합금계 고특성 알루미늄 합금 설계

- 고품질 연속주조 몰드 설계기술(냉각능 제어, 용탕 온도 구배 제어, 결정립 제어 등)

- 고품질 빌렛, 슬라브 연속주조기술

- 최적 후공정 기술(열처리, 압연, 압출, 단조 등)

- 고특성 자동차 부품 및 구조재 활용 방안 도출

ㅇ 개발목표

핵심 기술/제품 성능지표			단위	달성목표	국내최고수준	세계최고수준 (보유국, 기업/기관명)
빌렛1)	1	몰드 내 용탕 온도편차2)	℃	5이하	20	20(미국, Alcoa)
	2	용질원소 농도 분포3)	%	15이하	30	15(미국, Alcoa)
	3	기공크기	μm	10이하	100	10(미국, Alcoa)
	4	주조속도	mm/min	70	56	60(미국, Alcoa)
	5	강도연성지수4)	MPa%	12,000이상	10,000	11,000(미국, Alcoa)
슬라브5)	1	몰드 내 온도편차2)	℃	10이하	30	20(미국, Alcoa)
	2	용질원소 농도 분포3)	%	15이하	30	15(미국, Alcoa)
	3	Chill 층 두께	mm	10이하	20	10(미국, Alcoa)
	4	주조속도	mm/min	70	50	60(미국, Alcoa)
	5	강도연성지수4)	MPa%	10,000이상	8,000	10,000(미국, Alcoa)

1) 빌렛 단면 70,650mm2(12inch)기준, 2) 중심부와 표면간의 온도 편차, 3) 중심부와 표면간의 용질 평균농도 편차, 4) 후공정품 기준, 5) 슬라브 단면 60,000㎟ 기준

3. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 기간 : 5년 이내    ㅇ 정부출연금 : ‘14년 10억원 이내(총 정부출연금 50억원 이내)

ㅇ 주관기관 : 제한 없음 (대기업 제외), 중소중견기업 참여 필수

화학공정소재 분야

관리번호

2014-화학공정-일반-01

과제명

스마트 모바일 기기 소자의 난접착 소재(실리콘 코팅제 등) 부착용 무취 점착테이프 개발

1. 필요성

◦최근 스마트 모바일 기기 등 전기전자 제품의 경량-박형화, 내구성 및 기능성 향상에 대한 소비자의 요구가 증가

◦실리콘 코팅재 등으로 표면 처리된 부품과 같은 난접착 소재를 부착할 수 있는 박형 양면 점착테이프의 개발이 필요

◦또한 이러한 점착테이프의 제조 공정상 사용되는 화학물질 등으로 발생할 수 있는 VOC를 저감하는 무취형 점착테이프 개발 필요성도 대두되고 있음

◦점착테이프 소재는 백색가전, 자동차 등 세계적 경쟁력을 갖춘 국내 산업분야에도 필수적이나, 핵심 기술을 해외 기업들이 선점하고 있어 기술 개발이 시급함

2. 연구목표

ㅇ 최종목표 : 저 표면에너지 소재(≤24 dyne/cm) 부착용 무취형 박막 (5 ㎛) 점착테이프 개발 (TRL :  [시작] 3단계 ～ [종료] 7단계)

ㅇ 개발내용 :

- 무취형 난접착 소재 부착용 점착소재 제조 기술 개발

ㆍ점착소재 표면에너지 제어 기술개발

ㆍ무자극성 단량체 합성 및 반응 화합물 유래의 화학물질 저감 기술 개발

- 박형 코팅 기술개발을 통한 점착테이프 제조 기술

- 신뢰성 기준안 마련 및 가속화 시험 인자 도출

ㅇ 개발목표

핵심 기술/제품 성능지표			단위	달성목표	국내최고 수준	세계최고수준 (보유국, 기업/기관명)
1	점착력	Silicone	gf/25mm	1,200 이상	-	-
2	내열성	Holding Test (@ 80oC)	mm/72h	0.2 이내	-	0.2 (독일/Tesa)
3		Softening (on PP)	oC	150 이상	100	150 (미국/3M)
4	VOC		ppm	0.8 이내	-	150 (일본/Sekisui)
5	두께		㎛	5 이내	50	50 (미국/3M)
6	두께 균일도		%	90 이상	80	90 (미국/3M)

3. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 기간 : 3년 이내   ㅇ 정부출연금 : ‘14년 7억원 이내(총 정부출연금 21억원 이내)

ㅇ 주관기관 : 중소·중견 기업

관리번호

2014-화학공정-일반-02

과제명

저비중 도전 입자 제조 기술 및 이를 이용한 전자파 차폐용 코팅제 개발

1. 필요성

ㅇ모바일 기기 시장의 지속적 성장과 전기 자동차 및 사양 고급화에 의한 전장 부품 사용 증가에 따라 전자파 차폐 소재의 중요성이 증가하고 있음

ㅇ전자파 차폐 코팅제로는 주로 은코팅 Cu 입자 등이 사용되나 금속 입자를 사용할 경우 침전 등으로 인한  코팅 공정 작업성 및 코팅막 특성 불균일 문제가 있음

ㅇ이러한 측면에서 금속 입자와 동등 수준의 전자파차폐 특징을 가지며 금속을 대체할 수 있는 저비중 도전입자 개발이 필요

2. 연구목표

ㅇ 최종목표 :  저비중 도전 입자 제조 및 이를 이용한 전자파 차폐용 무용제 코팅제 개발 (TRL : [시작] 3단계 ~ [종료] 7단계)

ㅇ 개발내용

- 저가의 저비중 도전 입자 제조 기술 개발 (예로, 저비중 소재에 대한 금속 코팅 기술)

- 코팅제 수지 내 분산 기술 및 무용제 기반 코팅제 배합 기술 개발

- 무용제 코팅제의  최적 코팅 공정 개발

ㅇ 개발목표 : 전자파 차폐재규격인 UL 746C 인증을 목표로 함

핵심 기술/제품 성능지표		단위	달성 목표	국내 최고수준	세계최고수준 (보유국, 기업/기관명)
1	도전 입자 비중	g/cm3	<1.5g/cm3	~9g/cm3	~9g/cm3
2	코팅제 전자파 차폐특성 (코팅두께 30µm)	dB	>70 @ 0.1GHz >40 @ 1.0GHz	>70 @ 0.1GHz >20 @ 1.0GHz	>80 @ 0.1GHz >40 @ 1.0GHz (미국, Sherwin- Williams Co. Ag coated Cu입자)
3	코팅제 부착력 (코팅 경우)	B	5	4	5 (미국, Sherwin- Williams Co.)
4	코팅막 균일성	%	±10	-	±10 (미국, Sherwin- Williams Co.)
5	저장 안정성 (Shelf life)	월	6	3	6

* 사업신청 시 적용제품에 따른 응용기술개발의 추가 성능지표 및 달성 목표 제시

3. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 기간 : 3년 이내  ㅇ 정부출연금 : ‘14년 7억원 이내(총 정부출연금 21억원 이내)

ㅇ 주관기관 : 중소·중견 기업

관리번호	2014-화학공정-일반-03
과제명	고내열 LED 광확산 렌즈 및 렌즈 접착 소재 개발
1. 필요성
ㅇ 저전력 LED를 이용한 광고 시장이 빠르게 성장하고 있고, 이로 인해 LED 광고판 시장규모도 ‘13년 3조원에서 ’18년에 12조원으로 높은 성장이 예상됨 ㅇ LED 렌즈 모듈 소재는 일본 Enplas사, 영국 Carclo Optics사 등 몇몇 기업이 90%이상 생산하고 있으며, 국내는 대부분은 수입에 의존하고 있는 상황임 ㅇ 기존의 LED 모듈은 열에 의한 효율 저하가 발생하고 있어 LED 조명의 내구성 확보를 위해서는 고내열 LED 광확산 렌즈 및 렌즈 접착 소재 기술 개발이 요구되고 있음
2. 연구목표
ㅇ 최종목표 : 고휘도, 고내열 LED 렌즈 모듈 구현을 위한 광확산 렌즈 및 렌즈 접착 소재개발 (TRL : [시작] 3단계 ～ [종료] 7단계) ㅇ 개발내용 1) 고내열 LED용 광확산 렌즈 소재 및 양산화 공정 기술 개발 고내열(HDT 130℃ 이상), 고광투과율의 광확산 렌즈용 고분자 소재 설계 기술 개발 광확산 렌즈 소재의 내열성(CTE) 및 내황변성 특성제어 기술 개발 광학 구조 설계를 통한 광 균일성 최적화 및 표면 형상화 기술 확보 광확산 렌즈 형상 정밀제어 및 양산화 공정기술 개발 2) 고반사율을 갖는 저온 속경화형 접착소재 개발 경화속도 및 접착력 향상을 위한 최적의 속경화형 접착 소재 기술 접착제의 보관 안정성, 내열성 및 신뢰성 제어기술 광반사를 향상시키기 위한 필러 분산 및 조성물 점도 제어 기술 렌즈와 기판을 이용한 모듈실장 평가를 통한 접착제의 특성 제어 렌즈 모듈 성능의 재연성 및 신뢰성 기술개발

2. 연구목표

ㅇ 개발목표

핵심 기술/제품 성능지표			단위	달성목표	국내최고수준	세계최고수준 (보유국, 기업/기관명)
1	광 확산 렌즈	광투과율 (@550nm)	%	> 91	90	91/일본/enplas
2		균제도1) (@100mm pitch, 50mm optical gap)	-	> 0.75	0.4	0.5/일본/enplas
3		열변형온도 (@0.45MPa)	℃	> 130	94	101/일본/enplas
4		열팽창계수	ppm/K	< 70	77	70/일본/enplas
5		샤르프충격강도(언노치)	kJ/㎡	> 15	12	15/일본/enplas
6		광투과감소율 (85℃/85%R.H, 500h)	%	< 20	-	-
7	접착소재	보관 안정성(@25℃)2)	days	> 7	2	7/독일/헨켈
8		경화시간 (@80℃)	min	< 10	30	10/독일/헨켈
9		열팽창계수	ppm/K	< 55	-	55/독일/헨켈
10		전단강도 (Glass Epoxy to Glass Epoxy)	N/mm2	15±2	-	10/독일/헨켈
11		반사도 (ASTM, D65)	Y value	> 80	-	-

1) 평균 조도값에 대한 최소 조도값의 비

2) 50% 점도상승

* 사업신청 시 적용제품에 따른 응용기술개발의 추가 성능지표 및 달성 목표 제시

3. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 기간 : 4년 이내 ㅇ 정부출연금 : ‘14년 12억원 이내(총 정부출연금 50억원 이내)

ㅇ 주관기관 : 중소·중견기업

관리번호

2014-화학공정-일반-04

과제명

표면 내오염 기능과 항균력 99.9% 이상을 동시에 갖는 친환경 유기계 항균코팅 소재개발

1. 필요성

o 표면코팅 기술은 터치패널 등 전자제품시장에서 지속적 요구가 있음

o 다양한 생활환경의 변화로 인해 사람의 인체에 직,간접적으로 닿거나 영향을 줄 수 있는 생활용품 등에 Safe-handling 및 깨끗한 환경을 위한 표면코팅 기술 등에 대한 시장이 증대하고 있음

o 기존의 항균 기술은 주로 은나노 입자나 무기입자들을 사용하는 것으로 미세입자의 이탈로 인해 유해성에 대한 논쟁이 있어, 친환경적 항균기술에 대한 요구가 증가

o 항균코팅소재는 터치패널 분야를 포함하여 IT 제품, 생활가전, 식품 포장, 의료분야, 도료 등에 다양하게 사용될 수 있음

2. 연구목표

ㅇ 최종목표 : 수접촉각 120도 이상의 내오염 기능 및 항균력 99.9% 이상의 항균 기능을 동시에 갖는 친환경 유기계 항균코팅 소재 기술개발 (TRL : [시작] 3단계 ～ [종료] 7단계)

ㅇ 개발내용

- 유기계 항균수지의 합성 및 평가 기술 개발

- 오염방지 첨가제의 합성 및 투명성 등 표면특성 제어기술 개발

- 내오염 및 항균기능 조절을 위한 수지 조성물 최적화 및 코팅공정 기술개발

ㅇ 개발목표

핵심 기술/제품 성능지표		단위	달성 목표	국내 최고수준	세계최고수준 (보유국, 기업/기관명)
1	항균력 (가혹조건; 70oC,90%RH 72hr)	%	≥99.9	99.9	99.9 (일본, Toyo ink)
2	수접촉각	°	≥120	105	105 (일본, Toyo ink)
3	표면경도	H	3	2	3 (일본, Toyo ink)
4	전광선 투과율	%	91	90	91 (일본, Toyo ink)

* 사업신청 시 적용제품에 따른 응용기술개발의 추가 성능지표 및 달성 목표 제시

3. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 기간 : 4년 이내 ㅇ 정부출연금 : ‘14년 6억원 이내(총 정부출연금 24억원 이내)

ㅇ 주관기관 : 중소·중견기업

관리번호

2014-화학공정-일반-05

과제명

내수성 및 내전압성이 우수한 중전기용 초발수성 수지 개발

1. 필요성

ㅇ 아시아 경제 발전에 따른 전략 인프라 구축과 선진국의 노후 송배전 설비교체 등 세계 송배전기기의 시장 확대 및 이에 필요한 옥외용 중전기용 소재의 성장이 진행

ㅇ 배전소의 주요 장비인 가스차단기의 SF6 화경문제로 인해 고절연 성능의 에폭시수지를 사용한 고체 절연개폐 장치로 전환중

ㅇ 국내 중전기용 에폭시 수지는 외국회사 제품에 의존하고 있어, 내수성 등 성능이 더욱 향상된 초발수성 에폭시 절연물의 국내 개발이 시급히 요구됨

2. 연구목표

ㅇ 최종목표 : 고전압용 옥외용 개폐기에 필요한 물성을 만족시킬 수 있는 내수성 및 발수성능이 우수한 에폭시 수지의 개발

(TRL :  [시작] 3단계 ～ [종료] 7단계)

ㅇ 개발내용

- 내오염성 및 발수성이 우수하고 고전압에 사용될 수 있는 새로운 에폭시 수지 및 경화제의 개발

- 표면 개질 연구를 통한 발수성이 강화된 무기필러 개발

- 새로운 수지, 경화제 및 무기필러를 이용하여 친수성능 제어 및 발수성능을 최적화한 유무기하이브리드 조성물(composite system) 개발

- 신규 조성물에 적합한 몰드 설계 및 적용 기술 개발

ㅇ 개발목표

핵심 기술/제품 성능지표		단위	달성목표	국내최고수준	세계최고수준 (보유국, 기업/기관명)
1	내트레킹	kV	4.5	3.5	3.5 (huntsman社)
2	내전압	kV/mm	25	20	26 (huntsman社)
3	내아크	Sec	190	178	186 (huntsman社)
4	유리전이온도	℃	120	105	110(huntsman社)
5	인장강도	kg․f/cm2	1,100	812	1,020(huntsman社)
6	굴곡강도	kg․f/cm2	1,600	1,386	1,530(huntsman社)
7	수분침투율	%by wt.	0.1이하	0.1-0.15	0.1-0.15huntsman社 제품

* 사업신청 시 적용제품에 따른 응용기술개발의 추가 성능지표 및 한국전력 규격 제시

3. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 기간 : 4년 이내   ㅇ 정부출연금 : ‘14년 7억원 이내(총 정부출연금 28억원 이내)

ㅇ 주관기관 : 중소·중견 기업

관리번호

2014-화학공정-일반-06

과제명

계면장력 20 mN/m 이하의 과불화탄소계 고분자 표면개질제 개발

1. 필요성

ㅇ LCD/반도체 등 전자재료, 잉크, 페인트 등 다양한 산업 분야에서 낮은 계면장력과 우수한 레벨링성을 발휘하는 과불화탄소계 표면개질제가 널리 사용되고 있음.

ㅇ 국내시장은 전량 대일수입에 의존하고 있으며, 대일본화학(DIC), 다이킨(Daikin), 아사히(AGC) 등에서 독점

ㅇ 제품 단가가 높은 중소․벤쳐기업형의 소량 다품종 제품으로 분야에 따라 다양한 grade의 제품이 요구되고, 수요기업과 밀착된 공동개발이 필요함

2. 연구목표

ㅇ 최종목표 : 계면장력 20 mN/m 이하의 과불화탄소계 고분자 표면개질제 개발

(TRL: [시작] 3단계 ～ [종료] 7단계)

ㅇ 개발내용

- 과불화탄소 함유 신규 monomers 합성 기술(열/광경화형)

- 과불화탄소 함유 공중합체 중합 기술 (랜덤/그라프트/블록 공중합체)

- 고분자 표면개질제 물성제어 기술 (계면장력, HLB가, 이온성 등)

- 응용물성 평가 및 최적화 기술

ㅇ 개발목표

핵심 기술/제품 성능지표		단위	달성목표	국내최고수준	세계최고수준 (보유국, 기업명)
1	표면장력	mN/m	< 20	-	20(일,DIC)
2	접촉각	도	> 100	-	95(일,DIC)
3	레벨링성	nm	< 20	-	20(일,DIC)
4	분자량	g/mol	10,000-30,000	-	-
5	용해성 (물/PGMEA)	wt%	> 1.0	-	1.0(일,DIC)

* 사업신청 시 적용제품에 따른 응용기술개발의 추가 성능지표 및 달성 목표 제시

3. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 기간 : 3년 이내   ㅇ 정부출연금 : ‘14년 6억원 이내(총 정부출연금 20억원 이내)

ㅇ 주관기관 : 중소·중견기업

관리번호

2014-화학공정-일반-07

과제명

실내 공기질 개선을 위한 휘발성 유기촉매를 사용하지 않는 폴리우레탄 소재 개발

1. 필요성

ㅇ 폴리우레탄은 우수한 단열성 및 가공성으로 다양한 용도로 사용되고 있으며, 자동차 내장재(세계시장 2,300억 달러, 2011)로도 약 70%가 사용되고 있는 핵심 소재의 하나임

ㅇ 폴리우레탄의 제조 공정에 사용되는 휘발성 유기 촉매에 의한 냄새 및 VOC등으로 발생하는 환경 문제는 지속적으로 제기되고 있어 개선 필요

ㅇ VOC의 주요 원인인 휘발성 유기 촉매를 사용하지 않는 폴리우레탄 소재 기술을 개발하여 환경 규제에 대한 능동적인 대처가 시급함

ㅇ 친환경 폴리우레탄 소재 기술은 선박, 항공, 건축 등 다양한 산업에 적용 가능하여 파급효과가 큰 핵심 기술임

2. 연구목표

ㅇ 최종목표 : 휘발성 유기촉매를 사용하지 않는 폴리우레탄 (아민 Emission < 20) 소재 개발 (TRL: [시작] 3단계 ～ [종료] 6단계)

ㅇ 개발내용

- 자체촉매활성을 갖는 폴리올 개발(Initiator 원천 기술/폴리올 설계/공정기술)

- 폴리우레탄 Formulation 및 제조기술 개발

- 아민 Emission, Total VOC's 등 평가를 통한 신뢰성 확보

ㅇ 개발목표

(연질 PU 폼 기준, 밀도 60kg/m3)

핵심 기술/제품 성능지표	단위	달성목표	국내최고 수준	세계최고수준 (보유국, 기업/기관명)
아민 Emission	µg/g	<20	300	200(독일, BMS)
Total VOC's	µg/g	<1,500	2,000	1,800(독일, BMS)
Fogging	%1)	>90	85	90(독일, BMS)
Staining (PVC)	△Y.I2)	<10	20	15(독일, BMS)

1) Transmittance Rate, 2) PV 3937, 100℃*72Hr,

* 사업신청 시 적용제품에 따른 응용기술개발의 추가  성능지표 및 달성 목표 제시

3. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 기간 : 3년 이내 ㅇ 정부출연금 : ‘14년 15억원 이내(총 정부출연금 45억원 이내)

ㅇ 주관기관 : 제한 없음(대기업 제외), 중소·중견 기업 참여 필수

관리번호

2014-화학공정-일반-08

과제명

석유계 피치 및 침상 / 등방 코크스 제조 기술 개발

1. 필요성

ㅇ 인조흑연 시장은 전극봉 분야(전기로용, 세계 3.5조원, 국내 1,800억원 시장), 태양광 분야(세계 5,760억원, 국내 400 억원 시장), 2차 리튬 전지 음극재 등 시장이 크고 향후 지속 성장이 예상

ㅇ 현재 국내에서는 피치 및 침상/등방 코크스 관련 부분적 개발과 생산 노력이 시작되고 있으나 국내 기반기술 취약, 국산원료의 사용 미비 등의 이유로 인해 수입 의존도가 큼

ㅇ 국내 석유화학산업에서 저급 부산물이 년 82 만톤 발생되어, 이들 원료로부터 경제성과 기술성이 확보된 피치 및 침상 / 등방 코크스의 국산화로 인조흑연 산업 경쟁력을 제고 할 수 있는 차세대 핵심기술임

2. 연구목표

ㅇ 최종목표 : 석유계 피치 및 침상 / 등방 코크스 제조 기술 개발

(TRL :  [시작] 3단계 ~ [종료] 6단계)

ㅇ 개발 내용 :

- 석유계 저급 원료 물질 분석 및 고도 정제 기술 개발

- 석유계 저급 원료로부터 바인더 피치 제조 기술 개발

- 석유계 저급 원료로부터 침상 / 등방 코크스 제조 기술 개발

ㅇ 개발목표

핵심 기술/제품 성능지표			단위	달성 목표	국내 최고 수준	세계최고수준 (보유국, 기업/기관명)
1	바인더 피치	QI	%	10~14	NA	7~14	(일본, JFE)
		연화점	℃	<200		<120
2	등방 코크스	Ash	wt%	<0.6	NA	<0.6	(일본, JX NOE)
		S 함량	wt%	<1.5		<1.5
3	침상 코크스	열팽창계수	× 10-6/℃	<0.6	NA	<0.6
		Ash	wt%	<0.4		<0.4
		S 함량	wt%	<0.5		<0.5

3. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 기간 : 4년 이내   ㅇ 정부출연금 : ‘14년 10억원 이내 (총 정부출연금 40억원 이내)

ㅇ 주관기관 : 제한없음(대기업 제외), 중소·중견 기업 참여 필수

관리번호

2014-화학공정-일반-09

과제명

기상 그라프트 반응을 통한 셀룰로오스의 소수화 및 기능성 친환경 복합소재 개발

1. 필요성

ㅇ셀룰로오스는 생분해성 소재이나 강한 친수성으로 인해 소수성인 플라스틱과의 Composite 제조가 어려워 이를 극복하기 위한 관련기술 개발이 필요함

ㅇ셀룰로오스는 최근 강화되고 있는 환경법규에 대응할 수 있는 친환경 소재로 관련 시장 규모가 점차 확대되고 있음

ㅇ다양한 플라스틱과의 Composite 제조를 통해 고부가가치 친환경 복합소재를 개발하여  포장재, 전기․전자, 자동차 분야 등에서 중소기업의 새로운 시장을 개척할 수 있음

2. 연구목표

ㅇ 최종목표 : 셀룰로오스 소수화 기술을 이용한 기능성 친환경 복합소재 개발                (TRL :  [시작] 3단계 ~ [종료] 6단계)

ㅇ 개발내용

- 기상 Graft 반응 등에 의한 셀룰로오스 sheet 표면의 소수화 개질 기술 개발

- 소수화 셀룰로오스로 구성된 섬유 sheet의 물성 개선 및 품질 향상을 위한

NFC(Nanofibrillated cellulose) 적용기술 개발 및 양산기술 확립을 위한 Pilot       시험 검증 평가

- 소수화 셀룰로오스 복합소재의 용도별 부품 적용을 위한 Compounding Recipe 개발 및 개발 소재의 기계적 물성 평가

- 개발 소재의 제품 성형성, 치수 안정성 평가 및 최종 부품 신뢰성 검증

ㅇ 개발목표

핵심 기술/제품 성능지표		단위	달성목표	국내최고수준	세계최고수준 (보유국, 기업/기관명)
1	Surface Energy	mJ/m2	27 이하	-	24 (프랑스, CTP)
2	해리 후 Flake 함량	%	3 이하	-	3 (프랑스, CTP)
3	Bekk 평활도	sec	40 이상	-	52 (프랑스, CTP)
4	Parker Print Surf	µm	6.0 이하	-	5.4 (프랑스, CTP)

* 사업신청 시 적용제품에 따른 응용기술개발의 추가 성능지표 및 달성 목표 제시

3. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 기간 : 3년 이내   ㅇ 정부출연금 : ‘14년 10억원 이내(총 정부출연금 30억원 이내)

ㅇ 주관기관 : 제한없음(대기업 제외), 중소·중견 기업 참여 필수

관리번호

2014-화학공정-일반-10

과제명

고색상, 고전도용 스페셜티 카본블랙 제조 및 응용제품 기술 개발

1. 필요성

ㅇ 스페셜티 카본블랙은 리튬이차전지, 슈퍼캐퍼시터용 전도재 및 산업안료, 인쇄잉크용 흑색착색제로 제품성능에 영향이 큰 첨단소재임

ㅇ 고가의 스페셜티 카본블랙의 수입 대체를 통해 최종수요기업의 제품 경쟁력을 강화하기 위해 스페셜티 카본블랙 연구가 요구됨

ㅇ 산업적으로 시장규모의 증가가 예상되는 고전도성(반도체용 도전재, cable, 대전방지) 및 고색상(디스플레이, 자동차 부품용 엔프라) 스페셜티 카본블랙 응용제품 개발이 필요

2. 연구목표

ㅇ 최종목표 : 고전도성 소재 및 고색상 흑색안료용 스페셜티카본블랙 제조기술개발 (TRL :  [시작] 3단계 ~ [종료] 6단계)

ㅇ 개발내용

- 원료 BMCI제어 및 정제를 통한 초고순도 카본블랙 제조기술

․ 카본블랙의 순도, 입도(비표면적) 및 구조 제어 기술 개발

- 고분산 표면개질, 분산제어 기술 및 미립화 기술

- π-π interaction 및 기능기 도입을 통한 흑색안료 제조기술

- 고전도, 고색상 카본블랙의 상업적용기술 및 표준화

ㅇ 개발목표

핵심 기술/제품 성능지표			단위	달성목표	국내 최고 수준	세계최고수준 (보유국, 기업/기관명)
1	고전도성 스페셜티	DBP	ml/100g	190	160	190(미국 캐봇)
		수소함량	mg/g	1.5	2.5	1.5(미국, 캐봇)
2	고색상 스페셜티	TINT	%	140	130	140(미국. 캐봇)
		pH	1-14	3	5	3(일본, 미쯔비시)
3	반도체용 전도재 (1E4 Ω.cm 유지하는 조건의 CB함량)		%	15	25	15(일본, 신혼)
4	전력 케이블 (90‘C 체적저항, CB 함량 34%)		Ω.cm	3E2	5E2	3E2(오스트리아, 보레알리스)
5	실리카타이어 전도성 (대전방지)		Ω.cm	1E6	1E8	1E6(프랑스,미세린)
6	블랙매트릭스 저항 (OD=4.1 기준)		Ω/cm2	1E15	1E13	1E15(일본, 미쿠니)
7	자동차 내장부품 내스크래치성 향상		ΔL	1 이하	1 이하	1 이하(미국, GM)

* 사업신청 시 적용제품에 따른 응용기술개발의 추가 성능지표 및 달성 목표 제시

3. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 기간 : 4년 이내   ㅇ 정부출연금 : ‘14년 7억원 이내(총 정부출연금 28억원 이내)

ㅇ 주관기관 : 제한없음(수요연계형, 중소·중견 기업 참여 필수)

세라믹 분야

관리번호

2014-세라믹-일반-01

과 제 명

파워디바이스용 금속접합 고열전도성 반응소결 질화규소 방열기판 개발

1. 필요성

ㅇ 파워디바이스는 전기차, LED조명, 태양광 및 풍력발전, 초고속열차 등광범위 하게 사용되며 효과적인  방열기판은 매우 중요한 요소임

ㅇ AlN 기판소재의 높은 열전도도 특성으로 고출력 세라믹 방열기판 소재로 사용되고 있으나 내열피로 특성이 취약해 수명이 짧은 문제점이 있음

ㅇ 고열전도성 반응소결 질화규소는 우수한 기계적·내열피로·유전특성을 가지고 있어 AlN 대체 차세대 방열기판용 첨단 소재로 개발되고 있음

ㅇ 방열기판 세계시장은 2011년 5,600억 대비 2017년 1조 원 (CAGR 7.4 %)의 성장확대 추세

2. 연구목표

ㅇ 최종목표 : 파워디바이스에 사용되는 금속접합 고열전도성 반응소결 질화규소

방열기판 개발 (TRL :  [시작] 3단계 ~ [종료] 7단계)

ㅇ 연구내용

- 규소원료 산소함량 저감기술

- 박형기판 균일 성형기술

- 반응소결 열처리기술

- 기판/금속(Cu, Al 등) 치밀 접합기술

- 수요기업 신뢰성 시험·평가

ㅇ 개발목표

핵심 기술/제품 성능지표		단위	달성목표	국내최고수준	세계최고수준 (보유국, 기업/기관명)
1	규소원료 산소함량	wt%	< 0.3	-	< 0.3 (일본, Kojundo)
2	기판 편평도	%	< 0.3	-	< 0.3 (일본, Kyocera)
3	열전도도	W/mK	> 90	-	90 (일본, Toshiba)
4	굽힘강도	MPa	> 650	-	650 (일본, Toshiba)
5	접합강도	N/mm	> 11	-	> 11 (일본, Toshiba)

※ 사업계획서 작성 시 적용 제품에 따른 응용기술 개발의 추가성능지표 제시

3. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 기간 : 3년 이내

ㅇ 정부출연금 : ‘14년 10억원 이내(총 정부출연금 30억원 이내)

ㅇ 주관기관 : 중소․중견기업

관리번호

2014-세라믹-일반-02

과 제 명

지르콘샌드 활용 고품위 지르코니아 소재 및 응용제품 기술 개발

1. 필요성

ㅇ 지르코니아는 자동차용 센서․촉매, 광통신부품, 생체재료, 연료전지, 단열코팅 및 전자소재 첨가제 등 첨단산업의 중요한 소재

ㅇ 최근 중국, 인도 등 아시아의 경제 성장으로 지르코니아의 사용이 급증하고 있으나, 원료분말의 국내 생산이 없어 전량 수입 의존

ㅇ 지르코니아 기초 소재의 수급불안정 해소 및 가격경쟁력 확보를 위해 상용화기술 개발 필요

ㅇ 광물-원료-소재-제품의 산업흐름에서 다양한 중견․중소기업의 기술력 확보를 통한 안정적인 원료수급 기반 확보 및 전방산업의 대외환경 변화에 따른 불투명성 해소

2. 연구목표

ㅇ 최종목표 :  지르콘샌드로부터 광물-원료-소재로 연결되는 고품위 지르코니아

분말소재 및 응용제품 기술 개발

(TRL : [시작] 3단계 ~ [종료] 7단계)

ㅇ 연구내용 :

- 고순도 지르코늄 중간화합물 및 지르코니아 분말 대량제조기술

* 지르콘샌드 분해, 고순도 분리․정제기술, 입자제어 분체기술 등

- 고기능 안정화 지르코니아 분말 합성기술

* 안정화제 성분․함량제어 및 균일분산 기술, 소결성 증진기술 등

- 합성지르코니아 응용제품 기술 및 특성평가

ㅇ 개발목표

핵심 기술/제품 성능지표			단위	달성목표	국내최고수준	세계최고수준 (보유국, 기업/기관명)
1	중간화합물내 Zr(Hf)O2함량		wt.%	≥36	-	36 (미국, advaced materials)
2	중간화합물 불순물 함량	Fe2O3	%	≤0.003	-	≤0.003 (미국, advaced materials)
		SiO2	%	≤0.01	-	≤0.01 (미국, advaced materials)
		TiO2	%	≤0.005	-	≤0.01 (미국, advaced materials)
3	지르코니아(Zr(Hf)O2) 순도		%	≥99.9	99.8	99.9 (일본, Tosoh)
4	비표면적		m2/g	≥10	>6	≥ 7 (일본, Tosoh)
5	소결상대밀도 @1,350℃		%	≥98	-	98 (일본, Tosoh)

※ 사업계획서 작성 시 적용 제품에 따른 응용기술 개발의 추가성능지표 제시

3. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 기간 : 4년 이내

ㅇ 정부출연금 : ‘14년 20억원 이내(총 정부출연금 50억원 이내)

ㅇ 주관기관 : 중소․중견기업

관리번호

2014-세라믹-일반-03

과 제 명

플라즈마 환경용 고밀도∙대면적 세라믹코팅 소재 및 분사공정기술 개발

1. 필요성

ㅇ 반도체·디스플레이 분야에서 소자 패턴 기술의 미세화, 대형화, 오염발생억제 등의 문제로 인해 고밀도·대면적 내플라즈마성 세라믹코팅 소재 및 분사공정 기술개발이 시급히 요구됨

ㅇ 반도체, 디스플레이 분야 시장 규모는 2013년 기준으로 세계 6,000억원, 국내 1,300억원이며 연간 6% 성장이 예상되는 대형 시장임

ㅇ 현재 세계시장을 주도하고 있는 미국, 일본의 선진기업에서도 이러한 신소재 및 코팅기술을 검토하고 있음. 따라서 차세대 소재 및 부품시장의 세계 선점과 국내 반도체/디스플레이 산업의 경쟁력 향상을 위해 시급한 과제임

2. 연구목표

ㅇ 최종목표 : 반도체, 디스플레이 산업용 고밀도·대면적 내플라즈마성 세라믹코팅 소재 및

분사공정기술 개발(TRL : [시작] 3단계 ~ [종료] 7단계)

ㅇ 연구내용

- 내플라즈마성이 우수한 세라믹코팅 소재 개발

- 세라믹코팅 치밀화 기술 개발

- 대면적 세라믹코팅 분사공정기술 개발

- 내플라즈마 세라믹코팅층 신뢰성 평가 및 평가기술 개발

- 고밀도‧대면적 세라믹코팅 분사공정기술 적용 시제품 제작 및 평가

ㅇ 개발목표

핵심 기술/제품 성능지표		단위	달성목표	국내최고수준	세계최고수준 (보유국, 기업/기관명)
1	코팅층 밀도	%	> 95	80	95(일본, TOTO)
2	코팅제품 면적* (반도체, 디스플레이 독립지표)	mm	Φ > 600 (반도체용)	Φ 500	Φ 500(일본, TOTO)
			800 x 150 이상 (디스플레이용)	300 x 150	700 x 150 (일본, TOTO)
3	코팅층 두께	μm	> 20	10	10(일본, TOTO)
4	코팅층 접합력	MPa	> 15	10	10(일본, TEL)
5	플라즈마 내식성	%	< 8 (Quartz 대비)	20	8(일본, TOTO)

* 적용제품(반도체용/디스플레이용)에 따라 ‘코팅제품 면적‘ 달성목표 선택

※ 사업계획서 작성 시 적용 제품에 따른 응용기술 개발의 추가성능지표 제시

3. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 기간 : 3년 이내

ㅇ 정부출연금 : ‘14년 12억원 이내(총 정부출연금 32억원 이내)

ㅇ 주관기관 : 중소․중견기업

섬유의류 분야

관리번호

2014-섬유의류-일반-1

과제명

방사공법에 의한 전기 전도도 103S/cm 이상의 전도성 섬유 개발

1. 필요성

ㅇ 최근 Wearable device에 대해 기대가 급증하고 있어 이를 구현하기 위한 기초 기반소재로써 방사공법에 의한 저렴한 원가의 고전도성 섬유 개발이 시급함

ㅇ 기존의 전도성 섬유는 굽힘 내구성이 취약하고 외력에 의해 전도성이 저하되거나 OLED 섬유, 배터리 섬유 등 다양한 Wearable device의 기반 소재로써 적용하는 데 한계가 있음

ㅇ 본 원천기술 개발 과제에 의해 제공되는 고전도성 섬유는 구길 수 있고 신축성이 있으며 차별화된 유연성과 금속에 가까운 전도성 및 기계적 안정성 등으로 인해 Wearable device에서 요구하는 핵심 물성을 만족시킬 수 있어 향후 다양한 산업 분야의 핵심 원천소재로써 파급효과가 매우 클 것으로 예상됨

2. 연구목표

ㅇ 최종목표 : 방사공법에 의한 전기 전도도 103S/cm 이상의 전도성 섬유 개발

(TRL : [시작] 2단계 ~ [종료] 5단계)

- 전도성 첨가제 기술 개발

- 고농도 분산 마스터배치 제조기술 개발

- 용액방사 또는 용융방사에 의한 고전도성 섬유 제조기술 개발

- 제/편직성 평가

ㅇ 개발목표

핵심 기술/제품성능지표		단위	달성목표	국내 최고수준	세계최고수준 (보유국, 기업/기관명)
1	전기 전도도(X)주1)	S/cm	≥103	-	~0.1 (프랑스, R.STAT/S社)
2	균일도(Y)주2)	%	-5≤Y≤5	-	-
3	Yield Tensile Strength	g/De	≥2.5	-	-
4	신도	%	>5.0	-	-
5	환경 신뢰성주3)	Hour	≥800	-	≥800 (프랑스, R.STAT/S社)
6	굽힘 내구성주4)	회	≥10,000	-	-
7	내세탁성주5)	회	≥50	-	≥50 (프랑스, R.STAT/S社)

* 주1) 섬유 표면 전도도를 4-point probe로 측정하고, 길이별 양단의 2-point probe 저항 측정값과

비교하여 최종 전도도(S/cm) 계산

주2) 임의의 9 points에서의 전도도를 측정하고, 유의수준 5% 이내에서 데이터 검증

주3) 60oC, 70%RH에서 -10%<X<+10%의 전기 전도도(X)를 유지하는 시간

주4) R=1mm에서 -10%<X<+10%의 전기 전도도(X)를 유지하는 굽힘 횟수

주5) -10%<X<+10%의 전기 전도도(X)를 유지하는 세탁 횟수

3. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 기간 : 5년 이내   ㅇ 정부출연금 : ‘14년 8억원 이내(총 정부출연금 40억원 이내)

ㅇ 주관기관 : 제한없음(대기업 제외)

관리번호

2014-섬유의류-일반-2

과제명

지방 분해, 피부 보습 기능을 갖는 코스메틱 섬유 개발

1. 필요성

ㅇ 최근 유럽에서 여성용 코스메틱 이너웨어제품들이 시장에 성공적으로 안착

- 유럽표준화위원회(European Committee for Standardization)는 “미용 기능 유효성분을 피부로 지속적으로 방출하는 섬유 제품”을 화장품 기능 섬유(Cosmetic Textile)로 정의하고 안전성과 성능평가에 관한 표준 시험법을 제정

ㅇ 코스메틱 섬유의 상품 카테고리가 구체화되면서 글로벌 시장으로 수요가 확대되는 시점이므로 국내 화장품과 섬유 기술을 융합하여 조속히 원천소재 개발 필요

2. 연구목표

ㅇ 최종목표 : 지방(셀룰라이트) 분해, 피부 보습(탄력증진) 기능을 갖는 코스메틱 섬유 개발 (표준화 연계 과제) (TRL : [시작] 2단계 ～ [종료] 6단계)

- 용융방사 공정에 적용 가능한 코스메틱 기능 물질과 이의 담지체 개발

- 나일론 코스메틱 섬유 개발

‧ 지방(셀룰라이트) 분해 기능성 섬유 개발

‧ 피부 보습(탄력증진) 기능성 섬유 개발

- 편직과 염색가공성 평가 및 이너웨어 시제품 제작

- (표준화) 성능 평가를 위한 표준 시험법 개발

ㅇ 개발목표

핵심 기술/제품 성능지표				단위	달성목표	국내 최고수준	세계최고수준 (보유국, 기업/기관명)
1	섬유 소재	단섬유 섬도		dpf	1.5 이하	-	1.5 이하(스페인, Nurel社)
		강도		g/De	3.0 이상	-	3.0 이상(스페인, Nurel社)
2	담지체	입경 (D 90)		㎛	1 이하	-	1 이하(스페인, Nurel社)
		내열성 (265℃, 10분 후 유효성분 감소율)		%	15 이하	-	15 이하(스페인, Nurel社)
3	후가공성	제편성 (정대횟수/8시간)		횟수	10 이하	-	-
		염색 배치內 원단 색차		△E	0.8 이하	-	-
4주1)	지방 분해 (1일 8시간 56일 착용)	평균 셀룰라이트 감소량		kg	0.83	-	0.83(이탈리아, Carvico社)
	보습(탄력증진) (1일 8시간 28일 착용)	보습도	12% 이상 향상된 피험자 비율	%	70 이상	-	70 이상(스페인, Nurel社)
		피부 탄력도	10% 이상 향상된 피험자 비율	%	70 이상	-	70 이상(스페인, Nurel社)
5	세탁내구성주2)			회	50 이상	-	50 이상(스페인, Nurel社)

* 주1) 유럽 표준화위원회 가이드라인 준용(CEN/TR 15917:2009), 임상시험의 피험자 수 : 60명

주2) 코스메틱 기능 물질(유효성분)의 잔존율 30% 이상 유지 조건

3. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 기간 : 5년 이내      ㅇ 정부출연금 : ‘14년 9억원 이내, 표준화 예산 1억원 이내 포함(총 정부출연금 45억원 이내)

ㅇ 주관기관 : 제한없음(대기업 제외)

관리번호

2014-섬유의류-일반-3

과제명

Primer 처리, 산/알칼리 Cleaning, UV 처리 공정을 생략할 수 있는 신발용 접착제, Out-sole, Mid-sole, Upper 개발

1. 필요성

ㅇ 신발은 Out-sole, Mid-sole, Upper 등 부품 간 접착을 통해 생산되며 원가 경쟁력 향상을 위해서는 제조 공정 수를 줄이는 부품‧소재와 조립공정 개발이 필요

ㅇ 국제 분업체계가 공고한 세계 신발산업에서 최근 부상하고 있는 부품․소재 수출을 확대하고 신제품 개발 역량을 강화하기 위해서는 접착제, Sole, Upper 등의 핵심 부품소재와 관련 제조장비 개발이 시급

2. 연구목표

ㅇ 최종목표 : 신발 제조공정 단축을 위한 접착제, Mid-sole, Out-sole, Upper 개발

* 개발 모델 : mesh형 스포츠 슈즈 (TRL : [시작] 2단계 ～ [종료] 6단계)

- Primer 처리를 생략할 수 있는 열경화성 건식 접착제 개발

- UV 처리를 생략할 수 있는 Mid-sole 개발

- 산/알칼리 Cleaning 처리를 생략할 수 있는 Out-sole 개발

- Primer처리를 생략할 수 있는 Upper 개발

ㅇ 개발목표

핵심 기술/제품성능지표			단위	달성목표	국내 최고수준	세계최고수준 (보유국, 기업/기관명)
1	공정 단축률		%	50 이상	-	0 (33개 공정)
2	건식 접착제	out-sole / mid-sole	kgf/cm	2.5 이상	-	2.5 이상 (독일, Henkel社)	주1)
3		mid-sole / upper			-
4		out-sole / upper			-
5		Heat resistance	cm (70℃)	1 이하	-	1 이하 (독일, Henkel社)
6	Mid-sole	비중	g/cc	0.2 이하	-	0.2 이하 (미국, Nike社)	주2)
7		탄성률	%	50 이상	-	46 이상 (미국, Nike社)
8		접착강도	kgf/cm	2.5 이상	-	2.5 이상 (미국, Nike社)
9	Upper 및 Out-sole	접착강도	kgf/cm	2.5 이상	-	2.5 이상 (독일, Henkel社)	주3)

주1) Primer 처리를 생략하고 상용의 접착제로 평가

주2) UV 처리를 생략하고 상용의 기존 Primer와 접착제로 측정

주3) Upper는 Primer 처리를 생략한 조건, Out-sole은 산/알칼리 Cleaning을 생략한 조건에서 상용의 기존 접착제로 평가

[참조] 신발 부품 제작 및 조립 공정도 (※ 생략 가능한 공정에 ★ 표시)

< Out-sole >	< Upper >
< Mid-sole >	< Assembly >

3. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 기간 : 5년 이내   ㅇ 정부출연금 : ‘14년 15억원 이내(총 정부출연금 75억원 이내)

ㅇ 주관기관 : 제한없음(대기업 제외)

생산기반 분야

관리번호

2014-생산기반-일반-1

과제명

용접 결함률 0.5% 이하 및 용접속도 1m/min 이상의 심해저 파이프라인 설치를 위한 고속 용접기술개발

1. 필요성

ㅇ 최근 심각한 에너지 문제에 대한 해결방안으로 개발가치가 큰 심해 해저자원에 대한 개발과 관심이 확대되고 있는 실정이며, 자원생산성 혁신 및 고부가가치 실현을 위해 해당분야의 고도 기술개발이 요구되고 있는 실정임

- ‘13년 기준 100억불 규모의 심해저 자원 개발시장이 예측되고 있으나 국내사들은 선진사 대비 품질 및 생산성 열위에 따라 중대형 사업 참여가 미미한 실정임

ㅇ 심해 파이프라인 자동 용접시스템 개발 기술은 기존 아크 용접 공정을 탈피한 레이저 및 아크 기반 고속/대용입 용접 공법을 파이프라인 필드에 직접 구현하기 위한 시스템을 개발하는 생산기반 공정 기술임

- 심해저 파이프라인 제작기술은 API(American Petroleum Institute) 규정에 따라 파이프의 진원도를 오차 범위 1% 이내로 생산하며 용접부위의 단차는 3mm 이내를 유지하되, 1m/min 이상의 고속 용접이 가능한 생산기반기술 개발 필요

ㅇ 심해 파이프라인 용접기술 확보 시 세계시장 2조원 이상의 신규 시장 확보가 예상되며, 수주(대기업)/시공(중소기업)/장비공급(중소기업)/검사(중소기업) 과정에서 대기업/중소기업의 동반성장이 가능할 것으로 기대

2. 연구목표

ㅇ 최종목표 : 자원운송용 300~3,000m 깊이 심해저 파이프라인 설치를 위한 고속/고품위 자동용접시스템 및 대용입 용접시공, 다채널 자동 초음파 진단 기술개발
(TRL :  [시작] 3단계 ∼ [종료] 7단계)

- 전자세 및 수평자세 파이프 자동용접 시스템 개발

- 고속 설치를 위한 파이프 정렬 시스템 개발

- 레이저 및 아크 기반 고속/고품위 용접공정 기술 개발

- 파이프 용접부 다채널 자동 초음파 진단 시스템 및 지능형 결함평가기술 개발

- 개발 공법 선급 승인 및 시제품 현장적용

ㅇ 개발목표

핵심 기술/제품 성능지표		단위	달성목표	국내 최고수준	세계최고수준 (보유국, 기업/기관명)
1	파이프 전자세 용접속도	m/min	1.0	0.7	0.8(미국,CRC Evans)
2	파이프 수평 용접속도	m/min	0.7	없음	0.4(프랑스, Serimax)
3	파이프 설치시간(28inch 기준)	min	1.0	2.0	1.5(미국,CRC Evans)
4	용접 결함률	%	0.5	2.0	1.0(프랑스, Serimax)
5	파이프 정렬위치 정도	mm	0.3	1.0	0.5(미국,CRC Evans)
6	초층 용입깊이	mm	10	4	4(미국,CRC Evans)
7	결함 검출능	mm	1.0	2.0	2.0(미국, Olympus)

3. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 기간 : 4년 이내  ㅇ 정부출연금 : ‘14년 10억원 이내(총 정부출연금 40억원 이내)

ㅇ 주관기관 : 중소‧중견 기업 (주관 또는 참여기관으로 뿌리기업 반드시 포함)

관리번호

2014-생산기반-일반-2

과제명

다중주파 및 하이브리드 열처리에 의한 컨투어 표면경화기술 적용 ±5㎛급 초저변형 고내구성 동력전달부품 제조기술 개발

1. 필요성

ㅇ 최근 자동차 변속기의 자동화, 듀얼화(DCT, Dual Clutch Transmission), 다단화 및 무단화(CVT, Continuously Variable Transmission) 증가에 따라 동력전달부품의 고정도·고내구·경량화에 대한 요구가 증가되고 있으나, 현재의 일반표면경화 기술로는 이러한 요구에 대응하기 어려움

- 차량 변속기(transmission) 내부는 주로 기어와 샤프트로 구성되어 있는데 동력전달시 상호접촉에 의한 마찰·마모, 피로파손, 접촉열에 의해 기능이 저하되기 쉬워 변속기의 성능저하뿐만 아니라 진동과 소음을 발생시켜 승차감을 현저히 감소

ㅇ 기어와 샤프트 등의 동략전달 회전부품의 노치(Notch)를 가진 부품은 전체를 가열하면 불필요한 부분까지 경화되어 비틀림 특성, 피로강도 등이 현저히 감소되기 때문에 내마모·내피로성을 향상시키고, 고정도, 초저변형 정밀경화층 형성 기술 확보할 수 있는 다중주파 컨투어 표면경화기술이 필요

ㅇ 컨투어 표면경화 제어기술을 통해 자동차 변속기용 동력전달부품의 극저변형 제조기술, 건설기계 등 대형 동력전달부품의 저변형·고경화 깊이 단시간 표면경화기술, 동력전달부품의 신뢰성 향상 및 내구성평가 기술을 확보 가능할 것으로 기대

2. 연구목표

ㅇ 최종목표 :  다중주파 및 하이브리드 표면경화처리를 통한 ±5㎛급 초저변형 고정도, 고내구성을 갖는 동력전달부품(기어 및 샤프트) 제조기술의 개발
(TRL :  [시작] 3단계 ∼ [종료] 7단계)

- ±5㎛급 초저변형량 다중주파 컨투어 표면경화를 위한 장치 및 공정기술 개발

- 경화깊이 2.0mm급의 열화학표면경화공정 적용 하이브리드 열처리 공정기술개발

- 고정도·고내구성 동력전달부품의 제조기술 개발

- 동력전달 부품의 신뢰성 향상 및 내구성 평가기술 개발

ㅇ 개발목표

핵심 기술/제품 성능지표			단위	달성 목표	국내최고수준	세계최고수준 (보유국, 기업/기관명)
1	다중주파담금질1)	열처리 변형량	μm	≤±5	-	≤±5(일본, 후지고주파)
		회전굽힘 피로강도	MPa	1500	-	1500(일본, 후지고주파)
2	다중주파복합경화2)	잔류 화합물층 두께	μm	15	-	15(일본파카라이징)
		피로강도	MPa	860	730	860(일본파카라이징)
3	침탄대체고주파3)	유효 경화깊이	mm	0.8±0.2	-	-
		기어 표면경도	Hv	700	650	-
4	고경화깊이 표면경화	경화깊이(질화)	mm	0.4	0.3	0.4(스위스, rubig)
		경화깊이(침탄)	mm	2.0	1.0	2.0(일본, 후지고주파)

1) S45C 기준, 2) SCM 440 기준, 3) 40B53M 기준

3. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 기간 : 3년 이내  ㅇ 정부출연금 : ‘14년 9억원 이내(총 정부출연금 27억원 이내)

ㅇ 주관기관 : 중소‧중견 기업 (주관 또는 참여기관으로 뿌리기업 반드시 포함)

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2014-생산기반-일반-3

과제명

동물 섬모구조를 모사한 3차원 개방형 접합 네트워크 구조의 유해가스 검지 전극의 저온(50℃이하) 건식 표면처리기술 개발

1. 필요성

ㅇ 가스 센서의 경우 미국이나 일본 등에 비하면 기술적으로 상당히 미흡한 실정으로 국내 가스센서 업체들은 주로 저가 제품 중심으로 생산하고 있으며, 고가의 정밀 센서 전극은 대부분 외국 선진기술에 의존

ㅇ 센서를 포함한 종래의 전기화학 반응 전극은 소재를 기판 위에 습식 코팅하여 활용하는데, 공정 특성상 2차원의 평면 조밀 구조를 갖게 되어 표면적과 기체 확산 향상이 어렵고, 결국 반응성과 감도 향상에 한계가 있음

- 이러한 문제를 해결하기 위해 저온에서 전극 표면에 동물 섬모구조와 유사한 3차원 개방형 접합 네트워크 구조를 구현, 전극의 표면적과 반응성을 극대화할 수 있는 기존 습식공정을 대체할 친환경 건식표면처리 공정기술 개발 필요

ㅇ 본 기술을 통해 기존 가스센서 전극 검지 한계를 비약적으로 높여 국내 센서산업의 해외기술 의존도를 낮추고, 가스센서 뿐만 아니라 배터리, 연료전지, 태양전지 등 다양한 전기화학 반응 전극에 응용하여 글로벌 기술 경쟁력을 확보할 수 있는 기회가 될 것으로 기대

2. 연구목표

ㅇ 최종목표 : 동물 섬모구조를 모사한 3차원 개방형 접합 네트워크(3DOCN) 구조 유해가스 검지 전극의 친환경 저온(≤50℃) 건식 표면처리 기술 개발
(표준화 연계) (TRL :  [시작] 3단계 ∼ [종료] 7단계)

- 동물섬모 형상 모사 3차원 개방형 접합 네트워크 (3DOCN) 전극 건식 표면처리 기술 개발

* 3DOCN : 3-Dimensional Open Conjugated Network

- 섬모 수용체 모사 고감도 하이브리드 전극 건식 표면처리 기술 개발

- 동물섬모 구조 대면적 구현을 위한 건식 표면처리 공정 및 장비 기술 개발

- 표준화를 위한 저온 건식 표면처리 전극의 성능평가 기준 및 신뢰성 검증기술 개발

ㅇ 개발목표

핵심 기술/제품 성능지표		단위	달성목표	국내최고수준	세계최고수준 (보유국, 기업/기관명)
1	표면처리 속도	㎛/min	1.0	0.1	0.11 (미국/Harvard Univ.)
2	비표면적 (@SnO2)	m2/g	55	20	47.2 (영국/Aldrich)
3	표면처리 면적	cm2	240	-	-
4	기판 온도 편차	≤±℃	1.0	-	-
5	가스 검지 한계 (일산화탄소/톨루엔/포름알데히드)	ppm	9/1/0.08	20/-/-	10/1/- (일본/Figaro)
6	시효 저항 변화 (@1000cycles)	%	15	30	15 (일본/Figaro)
7	국가표준 제안	건수	1	-	-

3. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 기간 : 5년

ㅇ 정부출연금 : ‘14년 9억원 이내(총 정부출연금 45억원 이내)

(표준화 관련 정부출연금 ‘14년 0.3억원 이내, 총 정부출연금 1.5억원 이내)

ㅇ 주관기관 : 중소‧중견 기업 (주관 또는 참여기관으로 뿌리기업 반드시 포함)

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2014-생산기반-일반-4

과제명

Al합금 주조재 및 중간재 제조 공정효율 향상과 용탕 청정화를 위한 결함/조직제어 동시처리 기술 개발

1. 필요성

ㅇ 전기·전자, 자동차, 기계 등 전방산업의 근간이 되는 알루미늄의 국내 수요는 198만 톤(세계 6위)으로 비철금속 산업 중에서 가장 규모가 큰 품목(‘11년 기준)이나, 다단계 공정으로 생산됨에 따라 에너지 낭비 및 용탕 특성저하 등의 문제 발생

- 동작특성 및 형상능 한계를 돌파하기 위해서는 용탕상태에서의 결함제어 및 조직제어가 필수적인 요소이나 현재 대부분의 국내 기술은 해외기술을 단편적으로 catch-up 하는 수준임

ㅇ Al합금 주조재 및 중간재 제조 공정기술은 초음파에 의해 알루미늄 결함 및 조직을 동시에 제어하는 기술로서 고출력 초음파를 에너지원으로 하여 알루미늄 용탕내 결함과 조직을 제어하여, 알루미늄 제품의 고품위화를 촉진하고자 하는 기술임

ㅇ 초음파를 활용한 Al합금 주조재 및 중간재 제조기술은 아직 실용화가 시도되지 않은 원천기술로, 연관 산업에 대한 파급효과가 매우 크고, 국내 알루미늄 주조산업에 있어 품질 향상 및 가격 경쟁력이 크게 증대될 것으로 기대

2. 연구목표

ㅇ 최종목표 : 고강도 무결함 알루미늄 주조재 및 중간재 제조를 위한 결정미세화, 탈가스 및 개재물 제어 동시 용탕처리 기술 개발과 융복합화를 통한 제품화 기술 개발

(TRL : [시작] 3단계 ∼ [종료] 7단계)

- 고온 용탕내 유지 초음파 인가가 가능한 장수명 Radiator 냉각 발진 System 기술 개발

- 공정 고효율화 위한 대용량 초음파 용탕처리 기술 개발

- 초음파 용탕처리 기술의 고강도 무결함 Al 주조재 상용화 공정기술 개발

- 고강도 고성형성 Al 중간재의 연속주조를 이용한 직경 5inch 이상의 빌렛 상용화 기술 개발

ㅇ 개발목표

핵심 기술/제품 성능지표		단위	달성 목표	국내 최고수준	세계최고수준 (보유국, 기업/기관명)
1	용탕 중 수소농도	ml/100g Al	0.05 이하	0.15	0.05(일본, Showa 등)
2	중력 주조 후 결정립 크기 (A356 합금 기준, 미세화제 미첨가)	µm	100 이하	300	100(일본, Showa 등)
3	중력 주조 후 초정 Si 크기 (A390 합금 기준, 미세화제 미첨가)	µm	40 이하	60	100(일본, Toyota 등)
4	연속 주조 후 결정립 크기 (5000계 합금 기준, 미세화제 미첨가)	µm	90 이하	300	100(일본, Showa 등)
5	연속 주조 빌렛 표면의 핀홀 갯수 (5000계 합금 기준, 핀홀 크기 1 mm 이상)	개/100 cm2	5 이하	10	10(일본, 신일본제철)
6	처리가능 용탕량 (Batch)	kg	300	-	100 kg 이하 (일본, Toyota 등)
7	처리가능 연주빌렛 직경	inch	5 이상	-	없음
8	용탕 동시처리 미적용 대비 인장강도 및 연신율 상승률	%	20 이상	-	없음

3. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 기간 : 5년 이내  ㅇ 정부출연금 : ‘14년 6억원 이내(총 정부출연금 30억원 이내)

ㅇ 주관기관 : 중소‧중견기업 (주관 또는 참여기관으로 뿌리기업 반드시 포함)

관리번호

2014-생산기반-일반-5

과제명

자동차 경량화를 위한 연속성 탄소섬유강화 프리프레그 복합소재 차체부품 고속(1ea/10min.) 금형‧성형기술 개발

1. 필요성

ㅇ 최근 고유가 및 연비규제 강화에 따라 관심이 고조되고 있는 자동차경량화는 구조의 합리적 변경, 신제조 공법 개발, 신규 경량재료 치환 등으로 가능하나, 신규 경량재료 치환이 가장 효과적인 대안으로 부상되고 있는 실정

- 국내의 경우 기존 금속소재의 경량화 및 이를 적용한 금형‧성형기술 개발에 주력하고 있는 상황이며 아직까지 탄소섬유강화 복합소재는 그 우수한 물성에도 불구하고 개발이 미비

ㅇ 현재 선진국을 중심으로 탄소섬유강화 복합소재 적용 차제부품 양산기술을 경쟁적으로 개발하고 있으나, 일부 고급사양의 최고가 차종 소량생산에 제한적으로만 적용하고 있는 실정

- 탄소섬유강화 복합소재 부품의 상용화를 위해서는 경제성과 생산성이 담보된 급속 열경화성 수지설계, 직조기술, 프리폼기술, 이종소재 접합 기술 등의 융합 뿌리기술 개발이 필요

ㅇ 향후 전기자동차, 연료전지 자동차 등의 개발이 가속화됨에 따라 강도 및 인성이 기존 금속소재 대비 높고 경량효과가 가장 큰 탄소섬유강화 복합소재가 전 세계적으로 자동차 경량화를 주도할 대표소재로 자리매김할 것으로 예상

2. 연구목표

ㅇ 최종목표 : 자동차 경량화 최대 10% 이상 실현 가능한 연속성 탄소섬유강화 복합소재 차체부품 및 외장차체 조립, 지지 부품의 양산성 확보에 필요한 급속경화 프리프레그 및 고속 금형‧성형기술 개발 (TRL :  [시작] 3단계 ∼ [종료] 7단계)

- 급속 열경화성 수지함침 탄소섬유 프리프레그 기술

- 고속 다단승온/유지/냉각 사이클 구현이 가능한 압축금형·성형기술

- 성형공정 최적화를 위한 이방성 소재 구조/성형공정 CAE 기술 및 물성DB 구축

- 고속 성형공정 구현 및 최적화를 위한 공정 자동화 기술

- 복합소재-이종소재(금속, 플라스틱, 타 복합소재) 간 접합기술

ㅇ 개발목표

핵심 기술/제품 성능지표		단위	달성목표	국내최고수준	세계최고수준 (보유국, 기업/기관명)
1	성형면적	㎡	0.5	해당없음	해당없음
2	성형시간	min.	10	해당없음	10 (일본/미쓰비시 레이온)
3	양품 수율	%	90	해당없음	해당없음
4	차체외판부품 내열성(Tg 기준)	℃	150	해당없음	140~150 (일본/미쓰비시 레이온)
5	차체외판부품 굴곡강성	N․㎡	20 이상	18 (외판강재 0.5㎡×1t기준)	18 (외판강재 0.5㎡×1t기준) (대한민국/포스코)
6	차체외판부품 인장강도	MPa	900 이상	540MPa (외판강재기준)	540MPa (외판강재기준) (대한민국/포스코)
7	CFRP-금속부품간 용접강도	N/mm	150	해당없음	120 (독일, BLZ)

3. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 기간 : 3년 이내  ㅇ 정부출연금 : ‘14년 11억원 이내(총 정부출연금 35억원 이내)

ㅇ 주관기관 : 중소‧중견기업 (주관 또는 참여기관으로 뿌리기업 반드시 포함)

관리번호

2014-생산기반-일반-6

과제명

경량화 15% 및 안전성 5% 향상을 위한 1GPa급 이상 초고강도강과 알루미늄합금을 적용한 자동차 차체부품 제작용 고생산성 하이브리드 마찰교반접합기술 개발

1. 필요성

ㅇ 국내 주력산업인 자동차 산업(총매출 120조, 총고용 9%, 수출총액의 13% 점유)은 매출 중 완성차 및 부품 제조업체의 매출 비중이 거의 동등한 구조로 되어있으며, 부품 제조에 필수적인 용접/접합기술과 같은 생산기반기술에 대한 의존도가 매우 높은 산업임

- 최근 자동차업계는 연비향상, 환경오염 및 충돌안전 규제강화 등에 대한 법적규제의 강화에 기초하여 자동차 경량화 즉, 비철경량금속소재, 초고강도강 등의 경량화 소재를 적용한 자동차 부품 제작을 위해 첨단 용접 및 접합기술의 개발이 활발히 진행되고 있음

ㅇ 이러한 경량화 소재는 기계적 특성 향상을 위해 첨가한 과도한 합금성분 및 후열처리 등의 영향으로 인해 기존의 용융용접 방법을 적용할 경우 용접성이 현저히 떨어짐과 동시에 용접부의 특성 또한 저하하는 등의 심각한 문제점을 갖고 있음

- 특히, Tool 및 용접기기 내구성 저하, 고가의 용접기, 저접합속도, 제품 생산성 저하 등의 문제를 극복하고 기존 기술 대비 공정효율을 대폭 향상시키기 위해 마찰교반접합과 절삭가공 공정이 통합된 하이브리드(유도가열/Laser+마찰교반접합+잘삭가공) 마찰교반접합기술이 필요

ㅇ 개발 완료시 자동차산업은 물론, 철도차량, 중소형 선박 및 우주/항공산업 등 산업전반에 미치는 파급효과가 매우 큰 Break-through형 기술로 글로벌 신시장 창출 기대

2. 연구목표

ㅇ 최종목표 : 강화된 환경규제 및 안전법규에 대응 경량화와 충돌안정성 향상을 위해 1GPa급 초고강도강과 알루미늄합금을 적용한 자동차 차체부품 제작용 고생산성 하이브리드(유도가열/Laser+FSW+절삭가공) 마찰교반접합기술의 실용화
(TRL : [시작] 3단계 ∼ [종료] 7단계)

- 고기능성 소재(UHSS, Al) 적용 하이브리드 경량 차체부품 제조기술개발

- 고기능성 소재의 동종 및 이종소재 하이브리드 마찰교반접합기술 개발

- 마이크로급 이송/가공 정밀도를 갖는 하이브리드(유도가열/Laser+마찰교반접합+절삭가공 공정 통합형) FSW 복합장비 개발

- 나노기술 적용 초내마모, 고인성을 갖는 마찰교반접합용 Tool 개발

ㅇ 개발목표

핵심 기술/제품 성능지표		단위	달성목표	국내최고 수준	세계최고수준 (보유국, 기업/기관명)
1	부품 경량화율	%	100	85	100 (독일, Mercedes)
2	차체강성(안전성)	%	100	95	100 (독일, Mercedes)
3	접합부 인장강도	%	80이상(모재대비)	60	80 (영국, TWI)
4	내식성(염수분무 240시간)	-	허용인장하중 이상	-	-
5	용접속도 (생산성)	%	100	70	100 (영국, TWI)
6	위치(가공+접합) 정밀도	㎛	10	20	15 (스웨덴, ESAB)
7	Tool 표면경도	Hv	2,500 이상	2,000	2,500 (미국, Megastir)

3. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 기간 : 3년 ㅇ 정부출연금 : ‘14년 11억원 이내(총 정부출연금 33억원 이내)

ㅇ 주관기관 : 중소‧중견기업 (주관 또는 참여기관으로 뿌리기업 반드시 포함)

관리번호

2014-생산기반-일반-7

과제명

초정밀 금형 및 고속도공구강용 20 bar 가압이 가능한 1톤 용량급 친환경 고온진공열처리로 개발

1. 필요성

ㅇ 국내 열처리 관련 산업의 수준은 자동차 산업과 밀착하여 사업을 영위해 왔으나 대부분의 업체가 영세하고 기술수준이 낮으며 소규모 설비로 인해 생산능력이 제한되고 품질 안정화, 기술개발, 원가 절감이 어려운 실정

- 특히, 전기값 상승에 의한 처리 단가의 상승으로 많은 열처리업체가 어려움을 겪고 있으며 이러한 문제를 해결하기 위하여 에너지 절약형 친환경 열처리장비 개발이 시급

ㅇ 열처리 기술은 가열, 냉각 사이클에 의한 금속 조직제어를 통해 강도, 내마모성, 내피로성 향상 등 최종 성능을 결정하며 기계 및 자동차 부품의 품질 수준을 향상시키는데 결정적인 역할을 하기 때문에 선진국 수준의 기술 수준 확보 필요

- 금형 및 공구강의 품질의 기준인 고인성, 내피로 특성 확보를 위한 고온 정밀 용체화 기술 및 변형 최소화 및 품질 균일화를 위한 친환경 가압 퀜칭기술과 고온에서 정밀 편차 열처리 후 급속 냉각이 가능한 1 톤급 용량의 고효율 진공열처리로 필요

ㅇ 고온 친환경 열처리로의 생산성 향상을 통해 국내 열처리기술 수준을 한 단계 업그레이드 할 것으로 기대되며, 가장 많이 적용되는 자동차 분야는 물론 각종 산업기계, 전자부품 분야의 품질 향상에 크게 기여할 것으로 예상됨

2. 연구목표

ㅇ 최종목표 :  열처리 가열부 및 냉각부 용량이 최대 1 톤 이상인  가압 냉각식 고온 진공 열처리로 개발 (TRL :  [시작] 3단계 ∼ [종료] 7단계)

- 1300℃에서 ±5℃이내 온도편차가 가능한 고효율 가열 기술 개발

- 염욕 냉각 기술을 대체할 수 있는 20bar 이상 가압 냉각 기술 개발

- 냉각능 향상과 생산성 향상을 위한 다실형 진공 열처리 장비 설계 기술 확보

- 고정밀, 고인성 금형 및 공구강용 열처리 사이클 개발 및 품질 내구성 평가 기술 확보

ㅇ 개발목표

핵심 기술/제품 성능지표		단위	달성 목표	국내최고수준	세계최고수준 (보유국, 기업/기관명)
1	고온진공로의 가압능력	bar	20	6	20bar(독일/Ipsen)
2	1300℃ 가열시 로내 온도편차	℃	± 5	± 10	± 5℃이내(독일/Ipsen)
3	열처리 금형의 품질 균일도	%	2 이내	5 이내	2 % 이내 (STD 11종 58 HRC 경도 기준) (독일/Ipsen)
4	STD11 금형의 내구성 (STS 프레스용, 700 X 500 X 30 (mm3))	타수	100만 이상	70만	100만 이상(독일/Ipsen)
5	STD61 금형의 내구성 (플라스틱 사출용, 400 X 400 X 400 (mm3))	타수	100만이상	70만	100만 이상(일본)
6	진공챔버 Leak rate (누설률)	microns / hr	10	50	10 microns / hr (독일/Ipsen)

3. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 기간 : 3년 이내  ㅇ 정부출연금 : ‘14년 8억원 이내(총 정부출연금 24억원 이내)

ㅇ 주관기관 : 중소‧중견 기업 (주관 또는 참여기관으로 뿌리기업 반드시 포함)

관리번호

2014-생산기반-일반-8

과제명

고효율 Hollow Cathode Discharge(HCD)에 의한 표면경도 최대 3배 향상 및 질화처리시간 75% 단축의 플라즈마 질화 양산화 및 시스템 개발

1. 필요성

ㅇ 현재 플라즈마 질화를 포함한 국내외 열처리 산업에서 가장 큰 이슈는 전기사용량을 획기적으로 줄일 수 있는 방안, 즉 공정 효율화와 처리시간의 단축 등을 통한 처리 비용 최소화 기술 개발을 목표로 하고 있음

- 해외 선진기업들은 일찍부터 플라즈마 질화에 대한 신 공정기술 및 장치 개발 연구 활동을 활발하게 진행하여 다양한 성과를 나타내고 있으나, 국내에서는 장비개발에 막대한 자금이 소요되어 중소기업의 형편상 기술개발이 어려운 상황임

ㅇ 자동차 자동변속기 부품의 경우 소음저감을 위해 플라즈마 질화기술을 적용하는데 장시간 처리로 인해 한계가 있고, 제품 자체에 플라즈마 글로우를 형성으로 물성에 악영향을 초래할 수 있음

- 이를 해결하기 위한 HCD에 의한 플라즈마 질화기술은 플라즈마 밀도가 일반 글로우 방전의 약 10배에 달하여 플라즈마 질화처리에 적용 시 고속·고효율 질화처리가 가능

ㅇ HCD 효과에 의한 질화공정 기술 개발이 성공한다면 기존 질화공정에서 필수적인 외부가열 없이도 질화처리가 가능하게 되어 전기사용량 저감, 균일한 열처리 및 국부열처리에 따른 변형량 최소화 등의 기술성 확보로 글로벌 시장 선점이 기대됨

2. 연구목표

ㅇ 최종목표 : HCD 응용에 의한 고효율 국산형 플라즈마 질화 양산기술 개발

(TRL :  [시작] 4단계 ∼ [종료] 7단계)

- 기존 플라즈마 질화기술 대비 고효율 HCD에 의한 플라즈마 이온밀도를 3배 이상 증가시킨 질화 공정 기술 개발 및 표준화 확보

- HCD 응용 질화기술 구현을 위한 국산형 질화 시스템 기술 개발

- HCD 응용 질화 기술의 실제 제품 적용 및 부품 양산화 기술 개발

- 상 제어 질화 기술 등 기초 데이터 확보 및 공정 조건 최적화

ㅇ 개발목표

핵심 기술/제품 성능지표		단위	달성목표	국내최고수준 (플라즈마 질화 기준)	세계최고수준 (보유국, 기업/기관명)
1	질화 처리시간 단축 (Ring gear PCD1) 200μm 기준)	hour	< 4	-	> 16 (오스트리아/RÜBIG)
2	중공체 내벽 경화 깊이	μm	> 100	-	~ 50 (미국/AHT)
3	위치에 따른 열처리 균일성	%	< ±5	-	-
4	SCM 소재 표면 경도	Hv	> 800	~ 750	> 800 (프랑스/Plasma Tech)
5	SCM415 ring gear PCD 유효 경화층 (> 550Hv 구간)	μm	> 200	~ 150	> 150 (오스트리아/RÜBIG)
6	SCM415 yoke pipe 내벽 유효 경화층 (> 550Hv 구간)	μm	> 70	~ 20	~ 20 (오스트리아/RÜBIG)
7	SCM415 소재 굽힘 피로 강도	N/mm2	> 600	> 500	> 570 (오스트리아/RÜBIG)

1) PCD : Pitch Circle Diameter

3. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 기간 :  3년  ㅇ 정부출연금 : ‘14년 6억원 (총 정부출연금 20억원 이내)

ㅇ 주관기관 :  중소·중견 기업 (주관 또는 참여기관으로 뿌리기업 반드시 포함)

관리번호

2014-생산기반-일반-9

과제명

3×4×1.2(m3) 대형주물 목형대체용 FDM(Fused Deposition Modeling) 기반 하이브리드 3D프린팅 시스템 개발

1. 필요성

ㅇ 주조산업에서 기존의 목형제작 주물방식은 불량률 증가 및 제작비가 과다하게 소요되며, 숙련된 목공엔지니어가 수작업으로 하는 추가공정이 요구된다는 단점을 지님

- 이러한 문제를 해결하기 위해 최근 주목받고 있는 3D printing 기술을 접목, 3D CAD를 통한 모델링과 FDM기반 대면적 다면 적층으로 고정밀 동시 가공은 물론, 대형 주강품 양산시스템에 적용할 수 있는 새로운 기술개발 필요성이 증대되고 있는 실정

ㅇ 전통 뿌리기술과 3D printing 기술의 융합은 중장기적으로 1) 해당분야의 고부가가치 기술로의 전환, 2) 신기술유입에 따른 인력구조 개선, 3) 신제품 개발, 신사업, 신시장 창출이 가능한 고부가가치의 주조산업으로의 발전에 중요한 기술로 자리매김할 것임

- 주조산업에 3D printing 기술을 접목하기 위해서는 주조산업의 현황과 주조생산기술을 고려한 최적화된 공정-장비-소프트웨어 기술이 개발되어야 하고, 이를 위해서는 각 기술 분야의 역량을 융합하는 개발 방식이 도입되어야 함

ㅇ 대형주물 목형대체용 하이브리드 3D 프린팅 시스템은 자동차, 선박, 항공우주 산업의 대형 제품을 생산하는 사형주조 기술에 직접 적용 가능하여 국내 제조산업의 경쟁력을 획기적으로 향상시킬 수 있어 파급효과가 클 것으로 기대

2. 연구목표

ㅇ 최종목표 : FDM 기술과 in-situ 가공기술이 접목된 초대형 대형주물 목형대체 하이브리드 3D printing 장비 및 사용자 편의성 높은 3D 모델생성과 대형 출력물 제조 공정시스템 개발 및 효용성 검증을 위한 주조 시제품 제작 (TRL : [시작] 3단계 ～ [종료] 6단계)

- [3D 프린터] 주조공정에 필요한 FDM(Fused Deposition Modeling) 기반 대형 목형대체 고속 수지 연속 printing 시스템 및 고정밀 동시가공시스템

- [전용 SW] 3D printing용 CAD 모델 활용 데이터가공 및 가공 경로 제어 소프트웨어

- [현장적용검증] 뿌리전문기업의 참여를 통한 실제 주조 공정 적용 효용성 검증

ㅇ 개발목표

핵심 기술/제품 성능지표		단위	달성목표	국내 최고수준	세계최고수준 (보유국, 기업/기관명)
1	모형적용 크기	mm3	3,000×4,000×1,200	-	914 x 610 x 914 (미국, Stratasys)
2	Printing 성형속도(주사속도)	mm/s	30	20	30(미국 Stratasys)
3	노즐형상 최적화		사각형	원형	원형
4	노즐 회전각도	°	무한	720°	방향성 없음 (미국, Stratasys)
5	성형물 압축강도	MPa	60	55	60(독일, Voxelzet)
6	성형물 충격강도	Kg․㎝/㎠	10	7	10(독일, Voxelzet)
7	표면조도	㎛	Ra 0.2	-	-
8	이송정밀도	mm	1/1000	3/1000	1/1000(미국, Stratasys)

3. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 기간 : 3년 이내  ㅇ 정부출연금 : ‘14년 12억원 이내(총 정부출연금 36억원 이내)

ㅇ 주관기관 : 제한없음(대기업 제외), 주관 또는 참여기관으로 뿌리기업 반드시 포함

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2014-생산기반-일반-10

과제명

SLS(Selective Laser Sintering) 기반 하이브리드형 3D프린팅 기술을 이용한 개인맞춤형 메디컬 디바이스(치아교정장치 및 임플란트)의 디지털 쾌속금형기술 개발

1. 필요성

ㅇ 최근 주목받고 있는 적층가공(Additive Manufacturing)생산방식인 3차원 프린팅 기술을 기반으로 한  품종 소량 제품에 적합한 융복합형 차세대생산기반 기술로 부상되고 있으며 시장도 급성장 추세

ㅇ 3차원 프린팅 기술은 개인맞춤형 치열형상에 따른 치아교정용 투명 디바이스와 개인별 골밀도에 따라 강건한 치아 부착이 가능한 임플란트 제작 분야에 향후 응용가능성이 매우 크며, 최고 수준의 정밀도를 갖는 금형제조가 핵심기술임

- 특히, 금속분말 사출성형기술을 통해 기공율이 제어되는 개인맞춤형 임플란트는 아직 시도되지 않은 미래 도전적인 기술로 사회의 고령화 추세와 개인맞춤형 의료서비스 발달 추세에 따라 상용화가 반드시 필요

ㅇ 맞춤형 의료 디바이스는 선진국형 경제규모를 가지는 국가에 적합한 성장기 시장으로 향후 의료용 디바이스 시장분야는 인구수 증가와 기대수명 연장에 따라 크게 증가될 것으로 예상

2. 연구목표

ㅇ 최종목표 :  금형 기반 개인맞춤형 메디컬 디바이스 제조기술 개발
(TRL :  [시작] 3단계 ∼ [종료] 6단계)

- 다품종 소량 메디컬 금형 제조를 위한 하이브리드 3차원 프린팅 공정기술 개발

- 3차원 프린터 기반 초정밀 개인맞춤형 메디컬 금형 제조기술 개발

- 개인맞춤형 투명 치열교정 디바이스 제조를 위한 프레스 금형·공정 기술개발

- 치열교정 디바이스 형상 제어를 위한 프리폼 설계 및 공정제어기술 개발

- 개인맞춤형 다공성 임플란트 제조를 위한 금속분말 사출금형․공정 기술개발

- 기공률 제어를 위한 피드스탁 소재 및 공정제어기술 개발

ㅇ 개발목표

핵심 기술/제품 성능지표		단위	달성목표	국내 최고수준	세계최고수준 (보유국, 기업/기관명)
1	치형 금형 치수 적합도	%	±2	해당없음	없음
2	교정디바이스 성형 정밀도	%	±5	해당없음	±8(미국, Align Tech.)
3	교정디바이스 두께 제어 정밀도	%	±5	해당없음	없음
4	임플란트 기공율 제어 범위	%	50~80	해당없음	없음
5	임플란트 피로수명	cycle	50,000(250N)	50,000(250N)	50,000(독일/Zimmer)
6	임플란트 생물학적 안전성	-	안전	안전	안전(독일/Zimmer)

3. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 기간 : 5년 이내  ㅇ 정부출연금 : ‘14년 10억원 내외(총 정부출연금 50억원 내외)

ㅇ 주관기관 : 제한없음(대기업 제외), 주관 또는 참여기관으로 뿌리기업 반드시 포함

관리번호

2014-생산기반-일반-11

과제명

가변단면 튜브 적용 경량화율 30%이상의 770mm급 일체형 장구동축 복합성형기술

1. 필요성

ㅇ 자동차의 경량화를 위해 철계 부품 모듈의 소형화 및 집적화가 가속화되고 있으나, 마그네슘 및 알루미늄 등 경량소재 적용이 불가한 부품의 경우, 중실형 철계 구동 부품의 중공화 요구 급증

- 10년 전에는 중공형 철계 부품 적용 비율이 전무하였으나 2010년 기준 약 10%로 증가하였으며, 구동계 부품인 half/inner/propeller shaft의 2012년 기준 국내외 시장은 1.5/28조원

ㅇ 중공형 철계 구동축 개발을 위해서 중실 소재로부터 다양한 공정을 적용하여 중공화하는 경우 복잡한 프로세스로 인해 제조비용 및 부품 단가가 상승하며, 일정 두께의 심리스 튜브를 적용하는 경우 stub shaft부에서 후육의 두께 확보 및 강성 보강에 한계

- 현재 개발 중인 중실/중공 복합형 구동축은 양끝단의 중실 stub shaft와 튜브를 마찰용접에 의해 성형되고 있으나 내구수명 저하로 중공형 철계 구동 부품의 저가화‧고품질화를 위해서는 가변단면 튜브를 적용한 고품질 중공 부품 제조방식으로 패러다임 전환 필요

ㅇ 가변단면 튜브를 적용한 770mm급 일체형 장구동축 성형 기술은 국내외적으로 아직 실용화가 시도되지 않은 세계 최초의 도전적 기술로서, stub shaft에 후육의 두께보강이 가능하며 half shaft/inner shaft/bracket ass'y의 일체화․중공화를 통해 30%이상의 경량화를 달성할 수 있는 산업핵심기술로서 세계 자동차 부품 시장의 점유율 확대 기대

2. 연구목표

ㅇ 최종목표 : 중실형 철계 half shaft, braket assembly, inner shaft의 일체화 및 중공화를 통한 경량화율 30%이상의 770mm급 일체형 장구동축 복합성형기술 개발

(TRL :  [시작] 3단계 ∼ [종료] 6단계)

- 일체형 장구동축 및 등속조인트 모듈 설계 및 개발

- 가변단면 판재 성형을 위한 프로파일 압연 기술 개발

- 가변단면 튜브 성형을 위한 roll forming 및 용접 기술 개발

- 가변단면 튜브 적용 770mm급 장구동축 성형을 위한 점진방사 성형기술 개발

- 초정밀 가공 및 열처리 기술 개발

- 일체형 장구동축 모듈의 신뢰성 평가 기술 개발

ㅇ 개발목표

핵심 기술/제품 성능지표		단위	달성목표	국내 최고수준	세계최고수준 (보유국, 기업/기관명)
1	중실 대비 경량화율	%	30	15	30(일본/NTN, 독일/GKN)
2	용접강도(모재대비)	%	90	85	90(일본/NTN, 독일/GKN)
3	피로내구	만회	100	70	100(일본/NTN, 독일/GKN)
4	내구강도	N․m	2,200	1,800	2,200(일본/NTN, 독일/GKN)
5	일체형 중공축 길이	mm	775	500	775(일본/NTN, 독일/GKN)

3. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 기간 : 4년 이내  ㅇ 정부출연금 : ‘14년 9억원 이내(총 정부출연금 40억원 이내)

ㅇ 주관기관 : 제한없음(대기업 제외), 주관 또는 참여기관으로 뿌리기업 반드시 포함

시스템반도체 분야

관리번호	2014-시스템반도체 -병렬-1
총괄 과제명	스타팹리스 시스템반도체 세계화 개발
1. 필요성
ㅇ 모바일, 디지털가전, 자동차, 에너지/전력, 바이오 등 시장성장 유망분야의 중소형 시스템반도체 개발 - 창업 7년 이내 기업을 대상으로 연구개발을 지원하여 시스템반도체 시장점유율 확대 및 기업성장을 동시에 도모 ㅇ 향후 연평균 시장성장률이 5% 이상인 제품 분야에서 글로벌 경쟁력을 가질 수 있는 연구개발 아이템 발굴 및 추진 - 팹리스 품목 및 수요처 다변화를 통한 산업기반 제고, 수출 품목 다변화 및 국내 시스템반도체 산업의 다양성 확대 ㅇ 국내 창업초기(7년이내) 팹리스의 성장발전을 위하여 IT 융․복합형 시스템반도체의 개발을 통한 산업발전 동력원 준비 필요 - 국내 팹리스 제품의 다양성이 꾸준히 증가하고 있는 상황에서 국내 창업초기 팹리스의 글로벌 R&D 역량 향상을 위한 Seed 사업 필요 ㅇ 정부의 정책적 지원을 통한 경쟁력 강화 아이템 발굴 및 초기 팹리스 기업 육성을 통하여 국내 반도체 산업의 기반이 되는 팹리스 산업의 경쟁력을 조기에 강화할 필요가 있음
2. 연구목표
ㅇ 최종목표 : 모바일, 디지털가전, 자동차, 에너지/전력, 바이오, IT 융․복합 시스템반도체 개발 (TRL : [시작] 5단계 ～ [종료] 7단계) ㅇ 연구내용 <총괄 과제> - 세부 주관기관의 기술확보, 자금조달, 개발환경지원, 시제품개발지원, 개발 결과물에 대해 사업화 연계, 인재확보, 글로벌화, 과제 성과관리 등 기업성장을 위한 종합적인 지원 * 2011년 이후 선정된 스타팹리스 시스템반도체 세계화 개발 사업 세부과제를 연계하여 지원 <세부 과제> - 모바일기기용 SoC 개발 * 실감미디어정보처리 SoC, 무선전력송신 SoC, 고화질 영상전송을 위한 IP 및 인터페이스 SoC 등 - 자동차용 SoC 개발 * 안전운행을 위한 영상인식 SoC, 전기차용 전원제어 SoC, 지능형 자동차 네트워크 SoC 등 - 전력용 SoC 개발 - 기타 최신 기술 및 글로벌 시장동향을 반영한 성장분야의 SoC 등 ㅇ 기술목표 - 시장성장성과 국내 개발적정성 등을 고려하여 상용화가 유력한 IT 융․복합형 시스템반도체 연구목표 제시
3. 지원기간/예산/추진체계
ㅇ 기간 : 3년 이내 ㅇ 정부출연금 : ‘14년 8억원 이내(총 정부출연금 24억원 이내) ㅇ 총괄주관기관 : 중소․중견기업(협회 또는 조합 가능)

총괄 과제명	스타팹리스 시스템반도체 세계화 개발
세부 과제명	(1세부) 미정
1. 연구목표
ㅇ 최종목표 : 모바일, 에너지/전력용 시스템반도체 개발 (TRL : [시작] 5단계 ～ [종료] 7단계) ㅇ 연구내용 - 모바일기기용 SoC 개발 * 모바일용 UI/UX SoC, 무선전력송신 SoC, 모바일 데이터 전송용 SoC 등 - 에너지/전력용 SoC 개발
2. 지원기간/예산/추진체계
ㅇ 기간 : 3년 이내 ㅇ 정부출연금 : ‘14년 3.8억원 이내(총 정부출연금 11.4억원 이내) ㅇ 세부주관기관 : 중소⋅중견기업(팹리스)

총괄 과제명	스타팹리스 시스템반도체 세계화 개발
세부 과제명	(2세부) 미정
1. 연구목표
ㅇ 최종목표 : 디지털 가전, 자동차, 바이오, IT 융․복합 시스템반도체 개발 (TRL : [시작] 5단계 ～ [종료] 7단계) ㅇ 연구내용 - 디지털 가전용 SoC 개발 * 실감미디어 정보처리 SoC, 영상 데이터 처리 및 전송용 SoC 등 - 자동차용 SoC 개발 * 안전운행을 위한 영상인식 SoC, 전기차용 전원제어 SoC, 지능형 자동차 네트워크 SoC 등 - IT 융복합 분야 등 최신 기술 및 글로벌 시장동향을 반영한 성장분야의 SoC 등
2. 지원기간/예산/추진체계
ㅇ 기간 : 3년 이내 ㅇ 정부출연금 : ‘14년 3.8억원 이내(총 정부출연금 11.4억원 이내) ㅇ 세부주관기관 : 중소⋅중견기업(팹리스)

관리번호

2014-시스템반도체
-일반-2

과제명

LTE 이동통신 네트워크 기반의 M2M 복합기능 SoC 기술 개발

1. 필요성

ㅇ 모든 사물들을 네트워크로 연결하여 언제 어디서나 다양한 서비스를 손쉽게 이용할 수 있게 하는 M2M(Machine to Machine)/IoT(Internet of Things)가 차세대 통신을 위한 주요 이슈로 부각되고 있으며, 여러 네트워크 중 이동통신 네트워크를 기반으로 하는 M2M에 대한 관심이 고조되고 있음

- UMTS(Universal Mobile Telecom System), LTE(Long Term Evolution) 등 대표적인 이동통신 시스템을 위한 표준화 단체인 3GPP(3rd Generation Partnership Project)에서는 2008년부터 Machine Type Communications(MTC)를 위한 본격적인 표준화 작업이 진행 되었으며, 현재 Release 10, 11을 마무리하고 Release 12를 위한 표준규격 진행 중

- Machine의 전형적인 예로는 이동통신 모듈이 탑재된 smart meter, vending machine 등의 형태가 언급되며, 최근에는 사용자의 위치 또는 상황에 따라 사용자의 조작이나 개입 없이도 자동으로 네트워크에 접속하여 통신을 수행하는 스마트폰의 등장으로 MTC 기능을 가진 휴대 단말도 machine의 한 형태로 고려되며, IEEE 802.15 WPAN 기반의 초소형 sensor나 RFID 등과 연결된 gateway 형태의 MTC device도 고려됨

ㅇ 2015년 세계의 사물통신 서비스 시장은 약 46조원 규모로 전망되나, 핵심 부품은 Qualcomm등의 일반 휴대폰용 칩을 국내외 제조사가 적용하여 M2M 단말을 생산 공급하고 있는 상황임

- Qualcomm, TI, MediaTek 및 알테어 등은 스마트폰에만 필요한 멀티미디어 블록을 제외하고 통신 기능만 보유한 LTE 기반의 사물통신 전용 chip 개발 계획임

ㅇ 사물통신 전용 칩은 사물에 적용을 목적으로 저가격, 저전력, 소형화가 목표이며 M2M, IoT 서비스의 사물 간 통신용으로 사용될 예정

- 사물통신을 위해 필요한 최소한의 기능만을 구현하는 형태로 통신모듈의 가격 문제 완화와 배터리 수명 연장 가능

- 사물통신의 핵심부품인 저전력 SoC 개발이 이루어지지 않을 경우, 시장 성장에 따라 라이선스 비용, 로열티 부담이 막대하게 커질 것으로 예상

ㅇ 사물통신 서비스에 적용 가능한 저전력 SoC 및 서비스 플랫폼 개발의 필요성이 증대하고 있는 시점에서 기술의 신속한 개발을 통하여 사물통신 서비스의 경쟁력을 확보하는 것이 필요

- 현재 표준화 및 기술개발 초기에 있는 사물통신 관련 핵심 부품 및 SoC 칩셋 기술을 개발하여 기술 선도 및 기술 경쟁우위를 확보

2. 연구목표

ㅇ 최종목표 : LTE 이동통신 네트워크 기반의 사물통신 전용 서비스를 위한 3GPP MTC 표준을 지원하는 M2M 복합기능 SoC 및 SW 개발

(TRL :  [시작] 3단계 ～ [종료] 7단계)

- LTE 이동통신 네트워크를 지원하는 사물통신용 M2M 모뎀용 SoC 개발

․3GPP MTC 표준 기반의 저전력 M2M 모뎀 IP 기술 개발

․저전력 CPU 코어를 내장한 사물통신용 M2M 모뎀용 SoC 개발

․글로벌 TDD/FDD 듀얼모드 멀티밴드 지원 CMOS RF Transceiver 기술 개발

* 모뎀 SoC 및 RF Transceiver(power Amp. 제외)는 2 chip 솔루션 가능

- 사물통신 응용 데이터처리 임베디드 SW기술

․사물통신 서비스에 최적화된 LTE M2M용 Protocol Stack SW 개발

․각종 유무선 센서 접속 및 실시간 운영체계 기술

- 사물 통신용 M2M 서비스를 위한 모듈 개발

․멀티 밴드 지원하는 LTE M2M 통신용 안테나 모듈 개발

․사물통신용 모듈 시제품 설계, 구현 및 시험

․각종 유무선 센서를 활용한 서비스 개발

․M2M, IoT 국제 표준에 대응 가능한 서비스 프로필 및 테스트베드 개발

ㅇ 개발목표

핵심 기술/제품 성능지표		단위	달성목표	국내최고수준	세계최고수준 (보유국, 기업/기관명)
1	LTE 지원 주파수	MHz	서비스사업자 주파수 대역	Full Band	Full Band (미국, Qualcomm)
2	LTE 수신감도	dBm	-108	-108	-108 (미국, Qualcomm)
3	모드지원	모드	FDD/TDD		FDD/TDD
4	상향 링크	bps	59.2Kbps 이상		50Mbps (미국, Qualcomm)
5	하향 링크	bps	118.4Kbps 이상		100 Mbps (미국, Qualcomm)
6	SoC 전력소모 (Modem + RF transceiver)	mW	800mW 이하	-	>1W (미국, Qualcomm)

3. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 기간 : 3년 이내   ㅇ 정부출연금 : ‘14년 9억원 이내(총 정부출연금 27억원 이내)

ㅇ 주관기관 : 중소·중견 기업

관리번호

2014-시스템반도체
-일반-3

과제명

CMOS 공정을 이용한 10GHz Radar Sensor용
고주파 및 신호처리 SoC 개발

1. 필요성

ㅇ Radar Motion Sensor는 적외선 센서대비, 매우 정교하게 목적물 특성을 분석할 수 있어, 일반적으로 적외선 센서보다 정확도가 높음

- 현재 보안용 센서는 경보의 신뢰성이 낮아서 미국 등 선진국에서는 적외선 센서와 Radar 센서를 겸용으로 사용하여, 작은 동물 등으로 인한 false alarm을 최소화하고 있으나, 그 가격이 비싸 높은 보안이 필요한 경우에만 사용되는 경향이 있음

- 한편, SoC 기술을 사용하여 radar 센서를 적외선 센서 수준의 가격으로 개발할 수 있다면 2016년 5조원 규모의 모션센서 시장에서 적외선 센서를 대체할 수 있어 폭발적인 수요 증가가 예상됨

ㅇ CMOS기술의 발전으로 화합물반도체를 이용한 Radar 센서 및 discrete device를 이용한 RF센서 대비 신호처리 회로까지 집적이 가능한 CMOS Radar 센서의 가격 경쟁력이 우세할 것으로 예상됨

- 신뢰도 높은 동작인식을 하기 위해서는 amplifier나 filter 등의 아날로그 소자들이 필요하고, 센서 신호를 좀 더 정교하게 분석하기 위해서는 MCU와 같은 디지털 회로들이 추가로 필요하여 이를 집적하기 위해서는 CMOS 공정 적용이 필요함

ㅇ 10GHz 대역은 전세계 대부분의 지역에서 모션센서용으로 허용된 주파수로 국내 및 해외 수출이 가능하여 성장가능성이 매우 높고, 화합물반도체가 아닌 CMOS 공정을 사용한 10GHz RF  및 신호처리부 통합 SoC는 시장에 출시되지 않아, 빠른 시간 내에 상품화된다면, 세계적인 경쟁력을 확보할 수 있을 것으로 예상됨

2. 연구목표

ㅇ 최종목표 : 10GHz 대역의 CMOS Radar Sensor용 고주파 및 신호처리 통합 SoC 및 센서 모듈개발(TRL :  [시작] 5단계 ～ [종료] 7단계)

- CMOS 기반 모션센서 SoC 단일 칩 개발

. 10.525~10.687대역 RF 송신부, 수신부 및 PLL을 CMOS 공정으로 개발

. 아날로그 신호처리부 및 ADC 개발

. RF와 동일 공정을 사용하여 radar 신호처리용 프로세서, Memory, 및 Digital     IO등을 단일 SoC로 구현

- 모션센서 단일칩 SoC 구동 및 검지용 알고리즘 처리 SW 개발

. 소형 동물과 사람을 구별 인식할 수 있는 알고리즘 및 임베디드 S/W 개발

- 거리 및 속도변화 검지, 구분용 알고리즘 및 S/W 개발

- 모션 센서 SoC 검증용 안테나 및 안테나 통합형 모듈 설계 기술 개발

- BOM $1.00 이하 가능하도록 주변 소요 회로 최소화

- 고감도 설계로 인식반경 실내 15m 이상

- 국내외 주요 전파 규격을 만족하도록 구현

ㅇ 개발목표

핵심 기술/제품 성능지표		단위	달성목표	국내최고수준	세계최고수준 (보유국, 기업/기관명)
1	동작주파수	GHz	10.525~10.687	10.525	10.525~10.687 (미국/Agilsense)
2	Sensitivity	dBm	-85 이하	-80	-85(일본/NJR)
3	사람/동물 구별인식 오경보율	%	5% 이하	없음	없음
4	인식거리	m	15m	-	15m (미국/Agilsense)
5	시스템 크기(안테나포함)	cm2	< 4x4	10 x 5	4 x 4 (미국/openimpulse)
6	전파규격 (RF 출력 파워 등)	-	ETSI EN 300 440 / FCC Part 15	ETSI EN 300 440 / FCC Part 15	ETSI EN 300 440 /FCC Part 15 (-/-)

* 국내 파운드리 이용 권장(해외 파운드리 이용 시 타당성 제시 필요)

** 프로세서 코어 기술은 국내 또는 공개 기술을 활용 권장

3. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 기간 : 3년 이내   ㅇ 정부출연금 : ‘14년 7억원 이내(총 정부출연금 21억원 이내)

ㅇ 주관기관 : 중소·중견 기업

관리번호

2014-시스템반도체
-일반-4

과제명

압전소자를 이용한 무전원 RF 리모콘 기술 개발

1. 필요성

ㅇ 친환경/저전력 IT부품/시스템에 대한 수요 증대로 반영구적이고 지속적으로 사용가능한 배터리-프리 무전원용 압전 소자 및 관련 전력관리 회로기술 개발이 필요함

ㅇ 기존 적외선 방식 리모콘의 단점을 극복하고 고기능 디지털 제품의 다양한 요구를 충족가능한 근거리 RF 방식의 리모콘 기술개발이 요구됨

ㅇ 현재 적외선 방식의 리모콘 기술은 국내에서 양산화하여 제품으로 판매하고 있으나 차세대 기술인 RF 방식의 리모콘 기술, 무전원용 압전소자 기술 및 무전원용 전력관리 기술은 미비한 수준으로 미래 시장 선점을 위한 핵심 원천 기술 개발이 요구됨

ㅇ Universal 리모콘 세계 시장 규모는 ‘13년 19.35억불에서 ‘18년까지 33.81억불로 연평균 성장률 10% 예상 (출처: Parks Associates study, ’11)

2. 연구목표

ㅇ 최종목표 : 압전소자를 이용한 무전원 저전력 RF 리모콘 기술 개발

(TRL : [시작] 3단계 ～ [종료] 7단계)

- 무전원용 압전소자 기술 개발

. 전력생성 압전소자 기술

. 압전소자 무전원용 전력관리 기술

- 저전력 RF 모듈 기술 개발(RF4CE 표준 만족)

. 저전력 RF 수신기 및 송신기 기술

. 저전력 RF MAC 기술

- 압전소자 및 RF 리모콘 통합기술 개발

. 압전소자 및 RF 통합 회로 설계 기술

. 압전소자 및 RF 통합 및 리모컨 제어 회로 설계 기술

. 통합 회로 검증 기술

ㅇ 개발목표

핵심 기술/제품 성능지표		단위	달성목표	국내최고수준	세계최고수준 (보유국, 기업/기관명)
1	압전소자 출력전력 (@5N/sec)	uW	150	100	120 (독일, EnOcean)
2	압전소자 변환효율1)	%	15	8	11 (프랑스, Arveni)
3	전력관리 효율2)	%	80	-	70 (프랑스, 슈나이더)
4	전송거리 @2.4GHz	m	30	-	30 (스위스, Algra)
5	RF Tx @2.4GHz	mA	15	-	15 (네델란드, NXP)
6	RF Rx @2.4GHz	mA	17.5	-	17.5 (네델란드, NXP)

1) 압전소자 변환효율 = (출력 전기에너지/입력 기계적 에너지)* 100

2) 전력관리 효율 = 입력 전력/출력 전력

* 전체적인 달성 목표는 상용 적외선 리모콘의 Form factor(버튼 크기 깊이 등)와 유사한 조건에서의 목표임

3. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 기간 : 3년 이내   ㅇ 정부출연금 : ‘14년 7억원 이내(총 정부출연금 21억원 이내)

ㅇ 주관기관 : 중소․중견기업

관리번호

2014-시스템반도체
-일반-5

과제명

친환경 수송기기 전원시스템의 Data 센싱 및 제어를 위한 BMS 모듈 개발

1. 필요성

ㅇ EV, e-scooter, e-bike 등 친환경 운송수단의 시장 확대에 따라 원통형전지 제어시스템(전지, 모듈, BMS)과 및 신규 어플리케이션 시장 선점

- 탑재 전지중량 감소를 통한 연비 (EV 주행거리) 향상 요구 현저

- 레저, 의료복지 분야 등 고에너지 원통형 LIB(리튬이온전지) 신규시장이 매우 큼

ㅇ 친환경 수송기기용 고에너지 원통형 LIB 및 BMS 기술 선점

- 원통형전지를 직병렬로 연결하여 모듈과 팩을 구성하므로 이를 센싱하고 제어하기 위한 BMS 기술의 개발 필요

- 고출력용 원통형 리튬이차전지 및 핵심소재 성능향상 기술 개발 필요

ㅇ LIB, BMS 친환경차 관련 국내 산업의 양적·질적 확장

- 친환경 수송기기 및 전동공구용 리튬이온전지 주도권 탈환

* 일본 파나소닉이 3Ah급 EV용, 2Ah급 전동공구용 LIB 선점

- 개발되는 핵심기술은 전동공구분야 등 타분야 수평 전개 가능

* 고에너지/고출력 특성 요구되는 전동공구 시장도 성장세

- 기술 및 시장 측면에서 매우 높은 파급효과와 일자리 창출에 기여할 것으로 예상

* 신규 기술 개발을 통해 LIB, BMS, Pack 등에 사용되는 소재/부품 산업과 제품 적용

2. 연구목표

ㅇ 최종목표 : 친환경 EV 고에너지(11Wh급)전원시스템용 BMS 및 원통형 LIB 기술 개발(TRL :  [시작] 3단계 ～ [종료] 7단계)

- EV용 전지시스템 및 BMS(battery management system) 기술

․셀 및 모듈의 과/부하(over/under), 전압/전류/온도 센싱 및 제어 기술

․전지 SOC 예측을 통한 자가 건강 진단 및 불량 검출 기술

- 고에너지밀도, 장수명 특성의 수송기기용 원통형 LIB 기술

․고에너지, 장수명 양극 및 음극 소재 개선 기술

․고에너지, 장수명 양극 및 음극 극판 기술

․고밀도 극판 적용을 위한 안전성 확보 기술

ㅇ 개발목표

핵심 기술/제품 성능지표		단위	달성목표	국내최고수준	세계최고수준 (보유국, 기업/기관명)
1	단셀 에너지(18650)	Wh	12	10	11 (일본, 파나소닉)
2	단셀 300회 수명	%	85	80	80 (일본, 파나소닉)
3	단셀 안전성 (관통/압괴/충돌)	Pass or Fail	Pass (발연이하)	발화	Pass (일본, 파나소닉)
4	모듈 전압	V	20 이상	-	21 (미국, 테슬라)
5	모듈 방전 최대 출력	kW, sec	25 이상, 3	-	22 (미국, 테슬라)
6	모듈 충전 최대 출력	kW, sec	12.5 이상, 3	-	11 (미국, 테슬라)
7	BMS SOC 셀간 편차	%	±3 이하	±5	±5 (미국, 테슬라)

* 모듈수명 5,000회 이상(SOC 5~90%, 45℃)에 상응하는 가속시험모델 수립 및 만족

3. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 기간 : 3년 이내   ㅇ 정부출연금 : ‘14년 10억원 이내(총 정부출연금 30억원 이내)

ㅇ 주관기관 : 기업(수요연계형, 수요기업 및 중소․중견 반도체 설계 기업 참여 필수)

관리번호

2014-시스템반도체
-일반-6

과제명

Multi-domain 자동차 전장 구조를 위한 ECU용 SoC 및
임베디드 SW 개발

1. 필요성

ㅇ 글로벌 시장에서의 자동차의 품질 및 가격 경쟁이 더욱 치열해져 가고 있는 상황에서 다양한 기능을 지원하기 위하여 drive-by-wire 기술이 보편화 되고 차량에서 MCU를 포함한 전자부품의 비중이 계속 상승하고 있음

- 특히, 하이브리드 자동차 및 전기자동차 등 대체 에너지를 이용한 차세대 자동차에서는 전자부품의 비중이 크게 상승 함

ㅇ 국내 자동차의 엔진등 기계부품은 세계적 수준에 도달했지만 ECU를 포함한 전자부품은 대부분 수입에 의존하는 상황이며, 국내기술력 확보를 위해 차량용 반도체 및 관련 SW 분야에 많은 기술개발 시도가 진행 되고 있음

ㅇ 차세대 차량용 반도체는 단순 주행 중심의 효율성에서 편의성, 기본 안정성 및 효율성을 기반으로 하는 고신뢰성 시스템 기술로 발전하고 있음.

- 안전관련 편의성을 위해 전후방 이동 물체 자동 인식과 같은 지능적 처리를 포함한 급제동, 안전제어, 졸음감지 위험 감지 등이 추가될 전망이며, 제어 관련 편의성을 위해 음성인식 제어, 투명 유기 LED 디스플레이 등과 같은 차세대 Human Interface 기술들이 적용되는 상황 임

- 또한, 시스템의 안전성을 위한 ISO26262 기반의 기능 안전성뿐만 아니라 차량 제어 시스템의 고도화된 신뢰성을 위해 기존 항공 우주산업에서 적용했던 CPU 이중화/다중화 및 Memory와 Bus의 ECC(Error Correction Code) 기능, 주변 장치 오류 감내 기능 들이 적용되고 있음

ㅇ 현재 차량 제어를 위해 요소 기능 (Airbag, Braking System 등)에 사용되는 ECU의 기능들이 독자적인 application을 수행하기 위한 Encapsulation 기능 및 Centralization을 통한 경량화/저가격 안정성 확보를 위한 연구가 진행되고 있음

ㅇ Application에 따라서 여러  domain (Power-train, Chassis/safety, Body/ Convenience,  Infotainment 등) 으로 구분되던 각종  ECU의 숫자 및 기능들이 증가함에 따라 차량내의 신호 및 전력 공급을 위한 배선의 양 및 복잡도도 함께 증가하고 있기 때문에,  multi-domain에 사용되는 ECU를 통합함으로써 전장/전자 부품을 단순화하는 추세임. 따라서, 이러한 multi-domain ECU의 구조 및 기능이 새롭게 정의되고, 이를 효율적을 구현하는 차세대 ECU의 개발이 필요함.

ㅇ 이러한 ECU를 중심으로 한 차세대 차량용 전자부품 기술의 확보는 현재까지 해외 기술에 의존했던 차량용 전자부품 시장을 선도할 중요한 기회가 될 수 있음

2. 연구목표

ㅇ 최종목표 : 미래 자동차에 적용 가능한 통합형 ECU 구조 정의와 이를 기반으로 한 시스템 반도체 군과 전용 임베디드 시스템 SW 및 신뢰성 검증 기술 개발 (TRL : [시작] 3단계 ～ [종료] 6단계)

- Multi-core기반의 ECU 하드웨어 구조 및 Application 보호가 가능한 병렬 프로세서 개발

․다양한 ECU 기능에 적용 가능한 스케일러블 구조 개발

․Dedicated Application Hardware 지원을 통한 고속 반응 구조 개발

․Distributed ECU Functionality 구조 개발

․고신뢰도 구현을 위한 병렬 프로세서 구조 개발

․자동차 내부 ECU들을 통합하는 multi-domain ECU 구조 정의

․ISO26262 표준 대비 신뢰성 확보 기술

* 국내 또는 공개된 프로세서 코어 기술을 활용 및 컴파일러등 SW 환경 재활용 권장

- 스마트 입력 및 출력용 ASIC

․스마트 다채널 센서 입력 신호 처리 (GPIO, ADC, PWM) 시스템 반도체 구현

․ECU로부터 전달 받은 신호를 다양한 액츄에이터에 동시에 지원하는 스마트 출력 신호 (GPIO, PWM) 전용 반도체 구현

․입/출력 스마트 신호처리, 전송가능한 MCU 내장

* 스마트 입·출력 : 자동차내의 여러 종의 복합센서 신호처리 및 처리된 신호를 ECU 또는 차량 전장부품에 전송하는 기능

- 차세대 ECU에 특성화된 검증용 보드 및 임베디드 소프트웨어 기술 개발

․차세대 ECU용 시스템 다중화(Redundancy) 제어 기술

․ECU 및 임베디드 SW기술 검증용 ECU Board 개발

․실차장착 시험으로 신뢰성 및 안전성 확보 기술

ㅇ 개발목표

핵심 기술/제품 성능지표		단위	달성목표	국내최고수준	세계최고수준 (보유국, 기업/기관명)
1	Multi-Core 수	개	4	-	3 (독일, 인피니온)
2	ECU 최대 동작 성능	MIPS	400	-	300 (독일, 인피니온)
3	센서 입력수(입력전용)	개	최대 32	-	16 (독일, 인피니온)
4	출력 수(출력 전용칩)	개	4	-	4 (미국, 프리스케일)
5	동작 온도	도	-40 ~ 120	-	-40 ~ 145 (독일, 인피니온)

3. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 기간 : 4년 이내   ㅇ 정부출연금 : ‘14년 19억원 이내(총 정부출연금 76억원 이내)

ㅇ 주관기관 : 제한없음(대기업 제외), 수요기업 및 중소중견기업 참여 필수

관리번호

2014-시스템반도체
-병렬-7

총괄과제명

국내 주력제품용 SoC-SW 융복합 미래형반도체 기술 및 플랫폼 개발

1. 필요성

ㅇ 국내 팹리스가 사업확장을 위하여 미래 아이템으로 전망하고 있는 시스템반도체를 대상으로 국내대학에서 원천기술(IP)들을 개발하여 이를 플랫폼 형태로 구현하고, 관련 연구인력을 양성하여 국내 팹리스에 공급 필요

ㅇ 반도체IP와 임베디드SW는 시스템반도체의 기반 기술이나, 각각이 별도로 개발/운영/상용화되어 시너지를 위한 융합 플랫폼이 필요

- 칩제작비가 급상승하는 현 상황에서 시스템반도체 산업이 발전하기 위해서는 팹리스에서 칩리스형태로 가기 위한 기반 기술인 반도체IP의 개발을 위한 구축과 추진체계의 필요

ㅇ 산학연의 연구-개발-시제품 개발-상용화의 연결고리를 지속적으로 유지하고, 미래 제품 개발을 위한 생태계 구축과 운영

ㅇ 모바일, 가전, 자동차 등의 주요 응용 분야에서 공통적으로 필요한 SW-SoC 핵심요소들을 제공함으로서 최종제품을 저렴하고 빠르게 개발할 수 있는 개발환경 필요

2. 연구 목표

ㅇ 최종 목표 : 고부가가치화를 통한 국내 주력산업 지속적 우위 유지 및 미래 성장동력용 시스템반도체에 토털솔루션 제공이 가능한 SoC-SW 융복합 기술개발 및 팹리스 고용연계형 인력양성
(TRL :  [시작] 3단계 ～ [종료] 5단계)

<총괄과제>

- 기업과의 연계를 통해 참여연구원의 중소 반도체설계 기업(팹리스) 고용을 활성화하는 방안 마련, 기술개발결과물의 사업화 연계 방안, 과제 성과 관리 등 지원

* 2011년 이후 선정된 ‘융복합혁신 반도체 기술 개발’ 과제의 세부과제를 연계하여 지원

<세부과제>

- 지원 분야 : 모바일, 스마트가전, 보안기기, 웨어러블 스마트기기, 자동차, 운송장비, 의료기기, 전력, 에너지기기 등 시스템반도체가 장착되는 핵심 제품 분야

* 응용분야는 현재의 제품보다 미래시장동향을 반영한 미래형 제품을 권장

· IP : 온칩 버스, 입출력 IP, 저장장치용 IP, 통신용 IP, 프로세서, HW가속 IP,
아날로그 및 전력관리 IP 등 SoC에 구성요소

* 개발된 IP는 FPGA 구현 혹은 칩 제작으로 검증

· SoC : 여러개의 IP들이 결합되어 하나의 칩(반도체)의 형태로 구현되는 것

* 개발된 IP (FPGA 구현 혹은 칩 제작된 형태)와 상용화된 칩 혹은 FPGA를 연동하여 SoC 구성 후 검증

* 프로세서 코어 기술은 국내 또는 공개 기술을 활용 권장

· 소프트웨어 : 시스템반도체와 직접 연계되어 시스템 운용 및 솔루션 제공 프로그램

* 개발된 IP를 운용하는 device driver SW 혹은 이를 활용한 솔루션 SW 개발

- 국내 팹리스가 차기 사업으로 계획하고 있는 반도체의 원천(설계 IP 포함)기술

- 기 개발된 반도체에 소프트웨어 및 솔루션 위주로 개발하는 것은 지원범위에서 제외

- 참여 기업과의 교류를 통한 참여 인력의 고용 연계형 연구 활성화

구분	2014년	2015년	2016년
공 통 필수 목표	시스템반도체 IP 0.5억당 1건 이상 SoC-SW 기술 1억원 당 팹리스 기술이전 1건 이상 양성인력 중 30%이상 중소Fabless고용	시스템반도체 IP 0.5억당 1건 이상 SoC-SW 기술 1억원 당 팹리스 기술이전 1건 이상 양성인력 중 50%이상 중소Fabless고용	시스템반도체 IP 0.5억당 1건 이상 SoC-SW 기술 1억원 당 팹리스 기술이전 1건 이상 양성인력 중 50%이상 중소Fabless고용
연도별 연구 내용	ㅇ 자동차용, 모바일용, 스마트가전용, 의료기기용, 웨어러블컴퓨터용, 양상보안기기용, 비행체용, 전력용, 에너지기기용 등 시스템반도체가 장착되는 핵심분야 - 시스템반도체 설계 및 소프트웨어 IP, SoC, 솔루션
연도별 주요 결과물	SoC-SW융합 IP 시스템반도체인력양성 중소Fabless고용	SoC-SW융합 IP 시스템반도체인력양성 중소Fabless고용	SoC-SW융합 IP 시스템반도체인력양성 중소Fabless고용
TRL	3단계	4단계	5단계

*팹리스고용 인력은 과제에 참여하는 학부생, 대학원생, 외국인 학생을 포함

3. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 기간 : 3년 이내   ㅇ 정부출연금 : ‘14년 17억원 이내(총 정부출연금 51억원 이내)

ㅇ 총괄주관기관 : 제한없음(대기업 제외)

총괄 과제명	국내 주력제품용 SoC-SW 융복합 미래형반도체 기술 및 플랫폼 개발
세부 과제명	(1세부)미정
1. 연구목표
ㅇ 최종목표 : 고부가가치화를 통한 국내 주력산업 지속적 우위 유지 및 미래 성장동력용 시스템반도체에 토털솔루션 제공이 가능한 SoC-SW 융복합 기술개발 및 인력양성(TRL : [시작] 3단계 ～ [종료] 5단계) ㅇ 연구 내용 : 전력, 에너지 혹은 모바일 기기 등 시스템반도체가 장착되는 핵심분야 * 상기 응용분야 중, 하나의 분야를 선택하거나 혹은 서로 다른 분야를 융합한 기술을 목표로 개발 가능함 * 응용분야는 현재의 제품보다 미래시장동향을 반영한 미래형제품을 권장 - 소프트웨어, IP, SoC, 솔루션 개발 및 기타 사항은 총괄과제내용과 동일하며 상기 기술범위내에서 1개 과제를 지원함
2. 지원기간/예산/추진체계
ㅇ 기간 : 3년 이내 ㅇ 정부출연금 : 세부과제당 ‘14년 4.1억원 이내 (세부과제당 총 정부출연금 12.3억원 이내) ㅇ 주관기관 : 대학 *각 세부과제당 경기 및 서울을 제외한 지역대학이 참여 권장 (참여교수의 근무지 기준) ㅇ 참여기업 : 각 세부과제당 중소·중견 국내 팹리스 기업 1개 이상 필수 참여 - 세부과제당 참여대학 및 참여 기업간 고용연계 촉진 및 기술개발 사업화 제고를 위한 추진 체계 제시

총괄 과제명	국내 주력제품용 SoC-SW 융복합 미래형반도체 기술 및 플랫폼 개발
세부 과제명	(2세부) 미정
1. 연구목표
ㅇ 최종목표 : 고부가가치화를 통한 국내 주력산업 지속적 우위 유지 및 미래 성장동력용 시스템반도체에 토털솔루션 제공이 가능한 SoC-SW 융복합 기술개발 및 인력양성(TRL : [시작] 3단계 ～ [종료] 5단계) ㅇ 연구 내용 : 자동차, 운송장비, 비행체, 혹은 스마트 센서 등 시스템반도체가 장착되는 핵심분야 * 상기 응용분야 중, 하나의 분야를 선택하거나 혹은 서로 다른 분야를 융합한 기술을 목표로 개발 가능함 * 응용분야는 현재의 제품보다 미래시장동향을 반영한 미래형제품을 권장 - 소프트웨어, IP, SoC, 솔루션 개발 및 기타 사항은 총괄과제와 동일하며 상기 기술범위 내에서 1개 과제를 지원함
2. 지원기간/예산/추진체계
ㅇ 기간 : 3년 이내 ㅇ 정부출연금 : 세부과제당 ‘14년 4.1억원 이내 (세부과제당 총 정부출연금 12.3억원 이내) ㅇ 주관기관 : 대학 *각 세부과제당 경기 및 서울을 제외한 지역대학이 참여 권장 (참여교수의 근무지 기준) ㅇ 참여기업 : 각 세부과제당 중소·중견 국내 팹리스 기업 1개 이상 필수 참여 - 세부과제당 참여대학 및 참여 기업간 고용연계 촉진 및 기술개발 사업화 제고를 위한 추진 체계 제시

총괄 과제명	국내 주력제품용 SoC-SW 융복합 미래형반도체 기술 및 플랫폼 개발
세부 과제명	(3세부) 미정
1. 연구목표
ㅇ 최종목표 : 고부가가치화를 통한 국내 주력산업 지속적 우위 유지 및 미래 성장동력용 시스템반도체에 토털솔루션 제공이 가능한 SoC-SW 융복합 기술개발 및 인력양성(TRL : [시작] 3단계 ～ [종료] 5단계) ㅇ 연구 내용 : 스마트가전, 사물인터넷 (IoT), 혹은 영상 보안 등 시스템반도체가 장착되는 핵심분야 * 상기 응용분야 중, 하나의 분야를 선택하거나 혹은 서로 다른 분야를 융합한 기술을 목표로 개발 가능함 * 응용분야는 현재의 제품보다 미래시장동향을 반영한 미래형제품을 권장 - 소프트웨어, IP, SoC, 솔루션 개발 및 기타 사항은 총괄과제와 동일하며 상기 기술범위 내에서 1개 과제를 지원함
2. 지원기간/예산/추진체계
ㅇ 기간 : 3년 이내 ㅇ 정부출연금 : 세부과제당 ‘14년 4.1억원 이내 (세부과제당 총 정부출연금 12.3억원 이내) ㅇ 주관기관 : 대학 *각 세부과제당 경기 및 서울을 제외한 지역대학이 참여 권장 (참여교수의 근무지 기준) ㅇ 참여기업 : 각 세부과제당 중소·중견 국내 팹리스 기업 1개 이상 필수 참여 - 세부과제당 참여대학 및 참여 기업간 고용연계 촉진 및 기술개발 사업화 제고를 위한 추진 체계 제시

총괄 과제명	국내 주력제품용 SoC-SW 융복합 미래형반도체 기술 및 플랫폼 개발
세부 과제명	(4세부) 미정
1. 연구목표
ㅇ 최종목표 : 고부가가치화를 통한 국내 주력산업 지속적 우위 유지 및 미래 성장동력용 시스템반도체에 토털솔루션 제공이 가능한 SoC-SW 융복합 기술개발 및 인력양성(TRL : [시작] 3단계 ～ [종료] 5단계) ㅇ 연구 내용 : 웨어러블 디바이스, 혹은 의료기기 등 시스템반도체가 장착되는 핵심분야 * 상기 응용분야 중, 하나의 분야를 선택하거나 혹은 서로 다른 분야를 융합한 기술을 목표로 개발 가능함 * 응용분야는 현재의 제품보다 미래시장동향을 반영한 미래형제품을 권장 - 소프트웨어, IP, SoC, 솔루션 개발 및 기타 사항은 총괄과제와 동일하며 상기 기술범위 내에서 1개 과제를 과제를 지원함
2. 지원기간/예산/추진체계
ㅇ 기간 : 3년 이내 ㅇ 정부출연금 : 세부과제당 ‘14년 4.1억원 이내 (세부과제당 총 정부출연금 12.3억원 이내) ㅇ 주관기관 : 대학 *각 세부과제당 경기 및 서울을 제외한 지역대학이 참여 권장 (참여교수의 근무지 기준) ㅇ 참여기업 : 각 세부과제당 중소·중견 국내 팹리스 기업 1개 이상 필수 참여 - 세부과제당 참여대학 및 참여 기업간 고용연계 촉진 및 기술개발 사업화 제고를 위한 추진 체계 제시

관리번호

2014-시스템반도체
-일반-8

과제명

가정용 (60KW급) 에너지 저장 시스템용 지능형 에너지전력반도체 IC 개발

1. 필요성

ㅇ 교토의정서 등의 지구 온난화 방지노력과 글로벌 환경규제의 확대로 차세대 지능형 전력망용 에너지전력반도체 기술 개발이 필요

ㅇ 다양한 방법으로 생산된 에너지를 효율적으로 저장/공급하여 에너지의 불균형에 의한 대정전 대비하며, 에너지를 생산하기 위한 자원 절약 및 효율적인 전력 및 에너지를 관리하기 위한 대용량 에너지 저장 시스템 기술 개발이 필요

ㅇ 대용량 에너지 저장 시스템과 AC 및 DC 그리드 계통 간에 전력을 제어 및 분배하여 품질 높은 전력원을 공급하는 에너지 저장 시스템용 고전압 컨버터, 인버터, 게이트 구동 기술 및 지능형 제어 기술 등 고전압 지능형 에너지전력 반도체 IC 기술 개발이 필요

ㅇ 에너지저장시스템용 전력에너지반도체 기술은 전력 혹은 에너지를 사용하는 다양한 종류의 모든 전기기기에 적용할 수 있는 다양한 응용분야와 경제적 파급효과가 매우 큰 국가 인프라 기술

ㅇ 현재 에너지 저장 시스템에서 핵심부품인 에너지전력 반도체 IC 관련 기술은 거의 수입에 의존하고 있음

2. 연구목표

ㅇ 최종목표 : 60kW급 에너지 저장 시스템용 지능형 에너지전력반도체 IC 개발
(TRL : [시작] 3단계 ～ [종료] 6단계)

- 60kW급 에너지저장 시스템용 지능형 에너지전력 IC 개발

․600V/1200V급 신재생에너지용 전력변환 기술

․600V/1200V급 계통연계용 양방향 전력변환 기술

․600V/1200V급 Gate 구동 기술

․I/O용 고감내 ESD 보호회로 기술

․600V/1200V급 지능형 에너지전력 IC 기술

- 60kW급 에너지저장 시스템용 지능형 에너지전력 IC 제어 알고리즘 개발

․BMS I/F 및 제어 알고리즘 기술

․계통연계 제어 알고리즘 기술

․지능형 제어, 감지 및 진단 알고리즘 기술

․Load Leveling 제어 알고리즘 기술

․신재생에너지용 최대 입력 에너지 생성 효율 제어 알고리즘 기술

- 60kW급 에너지저장 시스템용 지능형 에너지전력 IC 모듈 개발

․지능형 에너지전력 IC SiP 모듈 기술

․지능형 에너지전력 IC SiP 모듈 신뢰성 기술

․지능형 에너지전력 IC SiP 모듈 평가 기술

- 지능형 에너지 저장시스템용 전지 및 전력관리 모듈 최적화 기술

․상용, 개발 진행 및 완료 된 전지 기술, 시스템반도체 및 전력반도체간 성능 최적화 기술

ㅇ 개발목표

핵심 기술/제품 성능지표		단위	달성목표	국내최고수준	세계최고수준 (보유국, 기업/기관명)
1	교류 입력/출력 전압	V	110/220/380	220/380 (LS산전)	110/220/380 (유럽, Infineon)
2	교류 입력/출력 주파수	Hz	50±0.5 /60±0.5	50±0.5 /60±0.5 (LS산전)	50±0.5 /60±0.5 (유럽, Infineon)
3	직류 전압	V	600/1200	600 (LS산전)	600/1200 (유럽, Infineon)
4	지능형 기능 내장 여부	-	내장	외장	내장 (미국, IR)
5	최대 에너지 제어 효율	%	> 98	-	> 98 (유럽, Infineon)
6	ESD(HBM)	kV	6	> 4	6 (유럽, Infineon)
7	최대 변환 효율	%	> 96	> 96 (LS산전)	> 96 (유럽, Infineon)

* 최대 에너지 제어 효율 : (MPPT적용 에너지 량)/(최대 가능한 에너지 량)

* 지능형 기능 내장: 전압/전류 Protection, 과부하 Protection, 온도 센싱, 온도검출, 지연시간 매칭, 전력 센싱 기능 내장

* 국내최고 수준은 보드 레벨에서의 수준 임 (LS산전 50kW 기준)

* 국내 파운드리 이용 권장(해외 파운드리 이용 시 타당성 제시 필요)

3. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 기간 : 4년 이내   ㅇ 정부출연금 : ‘14년 12억원 이내(총 정부출연금 48억원 이내)

ㅇ 주관기관 : 제한없음(대기업 제외), 수요기업 및 중소중견기업 참여 필수

반도체공정/장비 분야

관리번호

2014-반도체공정/장비-일반-01

과제명

20um 두께를 갖는 후막 구리공정 개발을 통한 인덕터 및 전력소자 개발

1. 필요성

ㅇ 모바일 기기의 증가에 따라 소자 성능을 극대화하기 위해서는 능동소자와 더불어 수동소자 개발의 병행이 절대적으로 필요

ㅇ Q 지수가 25 이상인 경쟁력 있는 인덕터를 위해서는 약 20 um 두께의 구리배선 요소공정 개발이 필요 (낮은 Stress를 갖는 새로운 구리배선과 절연물질의 기술개발 필요)

ㅇ 2012년 발행된 Yole 자료에 의하면 수동소자의 연간 성장률은 약 12%이며 2017년 1,200M$ 이상의 성장이 예상

ㅇ 현재 국내 팹리스가 미국 및 대만 기업의 10um 이상의 구리 배선 기술을 이용하고 있고 고두께의 구리 배선이 적용된 고효율 제품의 경우 전량 수입에 의존하는 상황

2. 연구목표

ㅇ 최종목표 : 20 um 두께를 갖는 후막 구리공정 개발을 통한 인덕터 및 전력소자 개발 (TRL :  [시작] 4단계 ～ [종료] 7단계)

- 두께 20 um 이상을 갖는 단일, 적층(Cu/Ni/Au)의 미세 피치 구리후막 공정개발 및 공정 서비스를 위한 라이브러리 구축

- Thin Wafer 상태에서 Warpage가 2mm 이하인 다층 구리 배선 개발

- 적층된 광감성 절연물질의 미세 Via 형성 공정 개발

- 20 um 이상 두께의 미세 구리 공정 기술을 이용하여 고정밀, High-Q 인덕터와 고효율 전력용 반도체 개발

ㅇ 개발목표

핵심 기술/제품 성능지표				단위	달성목표	국내 최고수준	세계최고수준 (보유국,기업/기관명)
1	구리배선 공정	후막구리 두께		um	20 이상	10	18 (대만,chipbond)
2		후막구리 선폭/간격		um	10/10 이하	15/15	15/15 (대만,chipbond)
		Via(직경/높이)		um	2.4/1.2	-	-
3		Layer 수 (절연체 + 구리배선)		층	3	-	3 (대만,chipbond)
4		배선 저항		mohm	0.9 이하	1.8	1.0 (대만, chipbond)
5		wafer curvature (200mm Wafer 이상, 두께 300um 이하)		mm	2 이하	6	6 (대만, chipbond)
6		Pre-Condition : Level3 (192hrs, 30℃/60％RH)		Fail Smaple 개수*	Pass	Level 3	-
7		HTOL(High Temperature Operating Life) : 120℃ 에서 1008hr			Pass	1008hr	-
8		Temperature Cycle : -65℃~150℃에서 1,000 cycle			Pass	1,000 Cycle	500 Cycle
9		HTST(High Temperature Storage Test) : 150℃에서 1008 hr			Pass	1,008	-
10		Pressure Cooker Test: 121℃/100% RH, 2atm 에서 168hr			Pass	168hr	-
11		Electro-migration (1.5MA/cm2, 250℃)		Year	10 이상	-	-
12	High-Q 인덕터	인덕턴스		nH	1~3	-	-
13		주파수범위		GHz	0.7~3	-	-
13		Q 지수 (3~5GHz)		-	40 이상	-	40 (USA, On-Semi)
14	고효율 전력용 반도체	입력 공급전압 range		V	2.5 ~ 4.5	-	-
15		동기형 고효율 승압 변환기	최대 출력 전류	A	1.5	-	-
16			동작 주파수	MHz	1.45	-	-
17		동기형 고효율 감압-승압 변환기	최대 출력 전류	A	1.5	-	-
18			변환 출력 전압	V	-7.5 ~ -3.5	-	-

*Fail Sample 개수 : (JEDEC) 77개 시료중 1개 Fail시 Fail

3. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 기간 : 3년 이내   ㅇ정부출연금 : ‘14년 14억원 이내 (총 정부출연금 43억원 이내)

ㅇ 주관기관 : 중소·중견기업

관리번호

2014-반도체공정/장비-일반-02

과제명

3D NAND 공정용 하드마스크 증착재료 및 증착장비 개발

1. 필요성

ㅇ 24층, 36층, 48층 혹은 그 이상의 개수만큼 수직으로 트랜지스터를 형성하는 3D Flash 메모리 제조 공정에서 높은 Stack의 Oxide & Nitride 적층 구조를 식각하기 위하여, 내식각성이 개선된 하드마스크가 필요한 상황

- 24층 이상 적층구조의 식각이 가능하며, Film의 Lifting 및 Warpage가 발생되지 않으면서 CD Uniformity의 향상이 필요

- 고내식성 Mask Film의 구현으로 패터닝 공정의 단순화 및 하드마스크 형성 두께도 낮출 수 있어 생산성 향상이 가능

ㅇ 현재 3D Flash 메모리 제품 시장은 도입기인 상황으로, 글로벌 시장의 선점이 가능한 분야

2. 연구목표

ㅇ 최종목표 : 고선택비를 갖는 Ashable 하드마스크 증착 재료 및 증착 장비 개발 (TRL :  [시작] 4단계 ～ [종료] 7단계)

- 기존 ACL 하드마스크 대비 내식각성이 2배 이상 향상된 Hard Material 개발

- 고선택비를 갖는 Ashable한 하드마스크 박막 증착장비 및 공정 개발

- 다양한 나노 적층 구조의 박막 증착을 위한 양산용 공정 제어기술 및 SW 개발

- 증착 공정을 통한 박막 Density 강화 기술 개발

ㅇ 개발목표

핵심 기술/제품 성능지표		단위	달성목표	국내 최고수준	세계최고수준 (보유국, 기업/기관명)
1	Etch Selectivity to Oxide & Nitride @ 2.0μm 이상 (36 pairs)	a.u.	6:1 (200%) 이상	3:1 (100%)	4:1 이상 (143%) (미국/AMAT)
2	Stress	MPa	±300 이하	200 이하	100 이하 (미국/AMAT)
3	Ext. coef. (k)	k	0.4 이하	0.5 이하	0.48 이하 (미국/AMAT)
4	Density	g/cm3	1.45 이상	1.45 이상	1.48 이상 (미국/LAM Research)
5	WIW, 1σ% at 300mm	%	2	2	2 (미국/AMAT)
6	WTW, 1σ% at 300mm	%	2	2	2 (미국/AMAT)
7	Ash Rate	kÅ/min	3	4	3 (미국/AMAT)
8	Throuput(UPEH)(sys)	wfs/Hr	60 이상	45 이상	50 (미국/AMAT)

3. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 기간 : 3년 이내   ㅇ 정부출연금 : ‘14년 7억원 이내(총 정부출연금 21억원 이내)

ㅇ 주관기관 : 중소·중견기업

관리번호

2014-반도체공정/장비-일반-3

과제명

PCB 공정을 활용한 고집적 GCB 공정 및 응용 시스템 기술 개발

1. 필요성

ㅇ 모바일 기기의 고성능화로 인해 저전력 고성능을 위한 시스템 IC 구현 기술이 필요

ㅇ 현재 기술 단계에서 Memory, ASIC, AP-IC, Sensor 등을 하나의 SoC로 통합하는 것에는 패키지 기술을 통한 새로운 로직반도체 구현이 요구되는 상황

ㅇ TGV (Through Glass Via)와 Interposer를 활용한 2.5D/3D 패키지 기술은 기존 PCB 기반의 패키지 기술과 달리 IC Level의 Assembly를 가능하게 함으로서 Time to Market에 맞는 고성능 고집적 System IC 구현이 가능

ㅇ 최근 TSV (Through Silicon Via) 기반의 Interposer 기술이 FPGA 제품에 적용되고 있으나 높은 가격과 큰 전기적 손실이라는 문제점을 갖고 있어 차세대 3D 시스템 IC 기술 개발 및 경쟁력 확보를 위해서 Glass Interposer 기술에 대한 개발 필요

2. 연구목표

ㅇ 최종목표 : 고집적 GCB(Glass Circuit Board) 공정 및 이를 활용한 ASIC /Memory 통합 모듈 개발  (TRL :  [시작] 4단계 ～ [종료] 7단계)

<고집적 GCB (Glass Circuit Board)를 활용한 3차원 시스템 모듈 구조>

- Low-cost / High Performance 다층 배선 & Through Glass Via 공정 기술 개발

▪20 μm 이하 미세 직경을 갖는 TGV 제작 기술 개발

▪Semi-Additive Process (SAP)을 이용한 미세 배선 형성 기술 개발 (With/Spacing=5㎛/5㎛)

▪Organic Build-up을 이용한 Low-cost 양면 다층 배선 공정 기술 개발

- Embedded Passive and Active 공정 기술 개발

▪GCB 기판 내 Low-cost 고유전율 박막 증착 및 MIM Capacitor 집적 기술

▪Glass Core에서의 Cavity 공정을 이용한 IC 삽입 기술

- GCB를 활용한 응용 시스템 기술 개발

▪고집적 GCB 기술 검증을 위한 고집적 ASIC/Memory 통합 모듈 개발

▪TGV Modeling/3차원 모듈 설계 및 분석 기술 개발

ㅇ 개발목표

핵심 기술/제품 성능지표		단위	달성목표	국내최고수준	세계최고수준 (보유국, 기업/기관명)
1	TGV Aspect Ratio (@직경 20㎛)	-	5:1 (직경 20㎛)	-	5:1 (미국/코닝) (@직경 20㎛)
2	Via Pitch (# of via/mm2)	㎛	50 (400개)	-	50 (400개) (미국/코닝)
3	Via loss @ 1 GHz	dB	0.1	-	0.1(미국/조지아텍)
4	다층 배선 층수	층	6	-	4(미국/조지아텍)
5	최소 Line W/S	㎛	5/5	10/10	5/5(미국/조지아텍)
6	Cap. Density	nF/mm2	10	-	60 (Si sub.)(유럽/NXP)
7	최종 GCB 두께	㎛	250	-	300 이하(미국/조지아텍)

3. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 기간 : 3년 이내   ㅇ 정부출연금 : ‘14년 9억원 이내 (총 정부출연금 27억원 이내)

ㅇ 주관기관 : 중소·중견기업

관리번호

2014-반도체공정/장비-일반-4

과제명

투명 FPCB용 광-전기 하이브리드 배선 기술 개발

1. 필요성

ㅇ 투명 디스플레이기기는 가정용, 산업용, 교육용 등 다양한 분야에서 고부가가치 시장을 창출할 것으로 전망

ㅇ 시장성 있는 투명 디스플레이를 위해서는 FPCB도 투명기반으로 개발되어야 하며, 특히 디스플레이의 대형화가 진행되면서 반도체‧디스플레이 간에 고속, 저저항 배선이 필요

ㅇ 그러나, 기술 선도국에서도 투명 FPCB를 개발하고 있으나, Cu를 이용한 저저항 투명배선의 형성과 이를 광배선과 결합한 광-전기 회로배선은 아직 시도되지 않은 상황

ㅇ 글로벌 경쟁력을 갖추고 있는 국내 반도체/디스플레이/모바일 산업으로 투명 FPCB 기반기술을 제공 가능하며, 센서/조명/인테리어/자동차 등 넓은 응용범위 예상

2. 연구목표

ㅇ 최종목표 : 투명 FPCB 기판 상에 고투명 전기배선 및 광배선 형성 기술 개발  (TRL :  [시작] 4단계 ～ [종료] 7단계)

- 투명 FPCB용 고내열, 고투과성 투명 접착제 및 광배선/Cu 배선 소재 기술개발

- 폭 5um급 Mesh타입 Cu 배선용 습식 additive 공정기술 개발

- 대면적 고화질 디스플레이용 광배선 형성 기술 개발

- Working size 250mm의 R2R 배선 공정기술 개발

- 투명 디스플레이용 FPCB 회로구현 및 공정기술 개발

ㅇ 개발목표

핵심 기술/제품 성능지표		단위	달성목표	국내최고 수준	세계최고수준 (보유국, 기업/기관명)
1	FPCB 광투명도 (베이스필름 25um 두께 기준)	%	88 이상	-	85 (미국/3M)
2	투명 접착제의 광투명도	%	95	-	95 (일본/Daiyo ink)
3	투명 접착제의 내열성(Tg)	℃	180	120	120 (일본/Daiyo ink)
4	광배선회로 광손실	dB/cm	0.1 이하	0.2 이하	0.1 (일본 파나소닉)
5	Cu 회로폭	um	5 이하	15	10 (일본/Mektron)
6	FPCB 납땜 내열성 (reflow 3회 기준)	℃	260 이상	200	220 이상 (일본/Mitsubishi Plastic)
7	전기저항	Ω/sq	0.05 이하	0.1	0.1 (일본/Mektron)
8	Peel Strength	kgf/cm	0.8 이상	0.5	0.6 (일본/Mektron)

3. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 기간 : 3년 이내   ㅇ 정부출연금 : ‘14년 5억원 이내(총 정부출연금 15억원 이내)

ㅇ 주관기관 : 중소·중견기업

관리번호	2013-반도체공정/장비-일반-5
과제명	글로벌 협력형 450mm 공정장비 개발 (제안기술에 따라 과제명 변경)
1. 필요성
ㅇ Intel, TSMC, Samsung 등 각 분야별 글로벌 선도 업체 3사가 협력하여 장비/재료업체의 450mm 표준화를 공동 유도하고 있으며, 2008년 이후 450mm wafer 개발 및 제작 등을 시작으로 450mm 장비의 가이드라인을 제시하여 장비표준화, 자동화 등 450mm Project를 진행 중 ㅇ 2012년 6월 이후에는 G450C라는 독립 조직으로 반도체 450mm 개발을 추진 중에 있으며, 450mm 장비의 시장 선점을 위하여 고객의 요구 조건을 만족하는 장비 및 단위공정 개발이 조기에 이루어지는 것이 중요 ㅇ 또한, 2018년을 기점으로 반도체 웨이퍼의 450mm 대구경화가 이루어져 반도체 공정장비 시장이 재편될 것으로 전망되므로 이에 대한 대비 필요 ㅇ 반도체 장비업계의 선진화와 대형화를 위해서는 글로벌 시장 진출이 필수적이며 이를 위해서는 글로벌협력 장비개발을 유도하는 연구과제가 필요한 상황 - 현재 450mm를 추진하고 있는 G450C와의 연계개발을 통해 사업화 성공가능성을 높임
2. 연구목표
ㅇ 최종목표 : 450mm 파일롯 라인에 사용될 수 있는 450mm 공정 장비 기술 개발 (TRL : [시작] 4단계 ～ [종료] 7단계) <개발내용> ㅇ 시장성 확보를 위해 글로벌 450mm 컨소시움 (G450C)과의 공동개발(JDP), 공급계약, 평가와 관련한 MOU 중 관련서류 1건 제출 필 ㅇ 지원과제는 450mm 제조장비중 G450C와 연계하여 개발가능하며, 그 중 파급효과가 큰 양산공정장비에 대하여 평가후 1건 지원
3. 지원기간/예산/추진체계
ㅇ 기간 : 3년 이내 ㅇ 정부출연금 : ‘14년 7억원 이내 (총 정부출연금 21억원 이내) ㅇ 주관기관 : 중소·중견기업

관리번호

2014-반도체공정/장비-병렬-6

총괄 과제명

반도체산업향 미래 반도체소자 원천기술 개발

세부 과제명

세부과제별 평가후 결정 (과제명과 연구범위를 명확히 기재)

1. 필요성

ㅇ 현재 반도체 소자는 로직소자, 메모리 소자 모두 미세화의 한계에 도달하여 새로운 소자 구조로의 전환이 요청되고 있으며 미래소자에 대한 원천기술 확보가 산업의 흥망을 결정하는 중요한 요소로 작용

ㅇ 미국의 경우 산업체와 정부의 협력으로 SRC (Semiconductor Research Corporation) 센터를 만들어 미래소자를 연구하고 있으며 이를 바탕으로 산업지향형 글로벌 기술 리더십을 유지하고 있으므로 대응하는 미래소자 원천기술연구 사업의 추진 필요

ㅇ 또한, 반도체 산업발전의 선순환구조를 위하여 산⋅학⋅연⋅관의 협력을 통한 인력양성 및 원천기술을 확보할 수 있는 연구 에코시스템 구축이 필요

ㅇ 동 사업의 파급효과를 높이기 위해서는 지속적인 투자와 아이템 발굴이 필요하며, 2013년도에 1차 지원하였으며 올 해 2차 발굴하여 지원 필요

2. 연구목표

ㅇ 최종목표 : 중․장기적으로 산업계가 활용할 수 있는 미래반도체소자와 관련된 핵심요소기술로써 반도체산업에 파급효과가 큰 원천기술 개발

(TRL : [시작] 3단계 ~ [종료] 5단계)

(총괄과제)  * 총괄기관은 2013년도에 선정된 기관에서 담당하며, 세부주관만 선정

ㅇ 개발기술의 산업지향 지원 및 확산

- 세부과제와 수요기업의 연계 역할 수행

- 산업계의 공동수요의견 수렴, 연구기관간 시너지효과 촉진, 산업계와 연구기관간 협력증진, 개발기술의 관리 및 기술정보의 장비/소재업체를 포함한 산업계 확산

- 특허분석, 기술동향보고서 및 그룹별 개발결과를 매년 발표 및 개발결과 홍보, 확산

- 총괄기관은 민간 투자금액을 정부출연금과 구분하여 별도 관리 및 정산 실시 (세부과제포함)

- 개발기술을 활용하고자 하는 기업을 중심으로 “미래소자개발기술활용협의체”를 구성 및 운영

- 기술그룹별 투자기업 엔지니어 1인 이상을 구성하여 기술개발 방향설정 등 컨설팅 실시

(세부과제)

ㅇ 반도체소자, 설계, 장비, 소재기업이 중장기적으로 제품 및 공정개발에 사용할 수 있는 세부 핵심기술 14개 내외 선정

ㅇ 개발기술은 미래 반도체소자의 중․장기적 원천적인 기술이며, 비영리기관을 지원하는 것으로 기술료 면제로 추진

ㅇ 제안방법 : 세부과제(A)는 세부 핵심기술(B)을 참고하여 14개 세부과제별(A)로 컨소시엄을 구성하여 제안

- 세부 핵심기술별 연간 지원금액은 2억원 내외 (연간 지원금액중 1억원 내외는 정부출연금이며, 나머지 금액은 민간 투자금액으로 과제선정후 별도 지급․관리 예정)

* 단, 사업계획서의 사업비는 정부출연금(1억원 내외)만 작성하고 연구내용은 민간투자금을 포함하여 총사업비 규모로 작성

* 또한, 정부출연금이외 민간투자금액은 총괄기관과 별도 협약시 민간투자금액관련 사업비내역서(1억원 이내)를 첨부하여 별도 지급 (정부출연금 내역과 이중 계상 불가)

- 단, 세부과제별 아래의 세부 핵심기술은 모두 포함해야 되나 세부 핵심기술 이외에 추가도 가능

ㅇ 세부과제 및 세부 핵심기술

연구그룹	정의 (소자 또는 기술)	세부과제(A)	세부 핵심기술(B)
Device Technology	기존 및 미래의 로직/메모리소자의 성능향상 및 전력절감을 위한 기술 및 현재 전자소자의 전반적인 이해와 응용을 높이기 위해 필요한 기술	1세부 : Ge을 이용한 CMOS Extension 기술	10nm 기술노드 타겟 Ge pMOS/nMOS FinFET 또는 gate-all-around FET 구성을 위한 channel 형성과 소자집적을 위한 요소기술 및 이를 반영하는 compact model, 신뢰성 기술
		2세부 : 미세소자 저항 저감 기술	20nm 이하 기술노드 실현을 위한 직렬저항, 접촉저항, Junction 저항, channel 저항 감소 기술 및 이를 반영하는 compact model, 신뢰성 기술
		3세부 : 집적회로의 냉각 및 에너지 재활용 기술	on-chip 나노 열전소자를 이용하여 소자 냉각 과 에너지 순환 시스템을 구성하는 기술 및 열전 효율 향상, 기판과 열전 소자의 계면 제어, 시스템 구성 및 최적화 기술
Materials Technology	기존 및 미래 개발되는 소자 구현을 가능하게 하는 재료 기술	4세부 : 차세대 고성능 소자용 재료 설계 및 예측 기술	차세대 소자용 기판인 non Silicon material (Ge, III-V 족, Graphene 등) 기판과 기타 소재의 재료 및 계면, 결함 등을 계산하고 예측하는 기술, material simulation을 위한 모델링 기술, 기타 이를 위한 이론 물리
		5세부 : 초극성 filtration membrane 기술	반도체 공정내의 defect을 유발하는 gel-like particle을 사전 제거하기위한 filter membrane 기술 및 polymer membrane의 소재연구, pore 가공 기술, filtration 성능 향상, gel-like particle의 흡착을 극대화하기 위한 particle 거동 및 membrane 구조 기술
Process Technology	기존 및 미래 개발되는 소자 구현을 가능하게 하는 공정 기술	6세부 : 플라즈마 공정 예측 설비 진단 및 자동 제어 기술	전산모사를 통한 플라즈마 변수 도출과 DB화 및 최적화 알고리즘 기술, 실제 In-situ Plasma 이미징 및 Parameter Monitoring, 공정진행과의 상관성 연구, 설비 상태 변수와 Plasma Parameter간의 Effective Integration 방법, Sensing Value에 대한 설비 자동 진단 및 Correction Logic 개발을 통한 제어 기술
		7세부 : 저온증착용 고밀도 다중 플라즈마원 및 공정 기술	저온 gate spacer 증착을 위한 증착기술 과 gate 특성 저하를 방지하는 저온(350℃이하) 공정 개발을 위한 다중, 소형 플라즈마 공정용 플라즈마 원 기술, High aspect ratio에서 우수한 step coverage를 갖는 공정 기술
		8세부 : 차세대 세정기술	초미세 3차원 구조 세정을 위한 건식, 습식 세정 기초 기술, 세정/건조시 발생 문제 탐색 기술 및 세정액 및 particle의 거동 Modeling과 Simulation 이론, Spray jet, supersonic jet, Vertical Force Clean 등 새로운 건식, 습식세정의 연구 및 시스템 제안
		9세부 : Direct Self Assembly를 이용한 재료연구 및 반도체 patterning 응용 기술	Direct Self Assembly을 이용하여 반도체 patterning 응용 기술 및 재료연구를 포함한 공정 기술
		10세부 : High Aspect Ratio 미세 via 증착 기술	1Xnm 이하의 기술노드에서 사용될 high Aspect ratio 미세 via를 filling하기 위한 도금 및 증착 기술
		11세부 : 상압 플라즈마를 이용한 저온 에피택시 박막 성장 원천기술	상압의 고주파 플라즈마를 이용하여 균일한 낮은 에너지의 고밀도 플라즈마를 얻고, 이를 바탕으로 다양한 에피택시 박막을 낮은 공정 온도에서 높은 성장속도로 성장시키며, 공정 조건에 따른 박막특성을 규명하여 요소기술들을 확보
Metrology and Inspection Technology	새로운 소자의 제작을 가능하게 해주는 측정기술	12세부 : Spectroscopic Ellipsometry 광학 모듈 기술	Oxide, nitride, ACL, polysilicon 등의 미세두께 박막을 0.1nm 정확도를 가지고 측정하기 위한 Spectroscopic Ellipsometry 연구, UV에서 가시광 까지 측정 가능한 광학 모듈, small beam spot이 가능한 모듈 기술
		13세부 : 다중 초점 광학 계측/검사 기술	차세대 반도체 소자인 3차원 반도체 소자 공정과 1xnm급 미세 공정에 적합한 광학 검사 장비 개발을 위하여 다중 초점 위치 광학 기술을 기반으로 광학 이미지 획득 및 이미지 비교 처리(Image Comparison Processing) 기초 기술
			나노급 광학 임계선폭 계측 장비 개발을 위하여 차세대 반도체 소자의 구조 변화에 따른 다중 초점 위치 광학 이미지의 특성 변화를 분석⋅예측하여 나노선폭 계측을 위한 이미지 모델링 및 고속 시뮬레이션 기초 기술
		14세부 : EUV 펠리클 검사 핵심 기술	다양한 구조와 물질이 시도되고 있는 EUV 펠리클의 특성을 검사할 수 있는 핵심 기술로 투과도, 이미지 특성, 결함 등을 검사하기 위한 핵심 모듈 및 소프트웨어/알고리즘 기술

3. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 기간 : 5년 이내

ㅇ 정부출연금 : ’14년 15억원 이내 (총 정부출연금 75억원 이내)

- 세부 핵심기술별 연간 총지원금은 2억원 내외 (정부 1억원 내외 + 민간 투자 1억원 내외)

ㅇ 세부주관기관 : 비영리기관

관리번호	2014-반도체공정/장비-병렬-7
총괄과제명	차세대 반도체 소자용 에피성장(GaN, Si 및 SiGe) 원천기술 및 장비 개발
1. 필요성
ㅇ 차세대 10 nm급 이하 로직반도체 소자 구현에 있어 Si기판 위에 Si 및 Ge 화합물, III-V 재료의 성장이 채널 및 Junction 형성에 요구되어지나 현재 이를 구현하는 장비는 해외 업체로 제한되어 있는 상황 - 기존 CMOS의 성능을 향상시키기 위해서 에피 공정의 도입이 급증하고 있으며 이에 따라 장비 수요도 증가 추세 ㅇ GaN 기판을 이용한 전력반도체 개발은 기존 소자에 비해 30% 이상의 에너지 절감이 가능하고 기존 실리콘 소자 팹라인을 그대로 사용할 수 있다는 장점으로 향후 시장확대가 전망되나 핵심인 GaN 에피성장 장비의 생산이 해외 업체로 제한 - 또한, GaN 에피성장의 경우 에피 성장기술과 더불어 소자개발이 병행되어야 성공 가능성이 있으며 국내 장비기업이 독자적으로 개발하기에는 어려운 상황 ㅇ 따라서, 원천기술과 에피 성장기술 개발을 위한 원천기술과 전문인력을 확보하기 위해 산‧학‧연의 공동개발과 글로벌 공동 연구가 매우 중요
2. 연구목표
ㅇ 최종목표 : 차세대 반도체소자용 에피성장(GaN, Si 및 SiGe) 원천기술 및 장비개발 (표준화연계) (TRL : [시작] 4단계 ~ [종료] 6단계) - GaN 전력용 반도체 소자기술에 대한 국제표준 1건 제안 - 세부과제별 연계를 통한 연구개발 추진의 효율성 증대와 장비개발과제와 수요기업의 연계 역할 수행 및 시장분석 - 세부과제의 기술개발 성공을 위한 기술별 동향보고서 작성 등 지원 - 세부과제별 연계 강화 및 사업화 지원
3. 지원기간/예산/추진체계
ㅇ 기간 : 3년 이내 ㅇ 정부출연금 : ‘14년 23억원 이내 (총 정부출연금 69억원 이내) * 정부출연금중 표준화 연계 비용은 ’14년 0.3억원 이내/총 정부출연금 0.9억원 이내) ㅇ 주관기관 : 제한없음(대기업 제외)

총괄 과제명

차세대 반도체 소자용 에피성장(GaN, Si 및 SiGe) 원천기술 및 장비 개발

세부 과제명

(1세부) 차세대 반도체소자용 에피성장 측정‧분석 및 전력반도체 원천기술개발

1. 연구목표

ㅇ 최종목표 : 차세대 반도체소자용 에피성장 측정‧분석 및 전력반도체 원천기술개발

(TRL:  [시작] 4단계～ [종료] 5단계)

- 2세부 및 3세부의 에피 품질 평가 기술개발 및 에피 품질 평가‧분석 지원

- 2세부 및 3세부의 고품질 에피 성장을 위한 기초 공정 기술 제공

- 고내압 GaN 전력반도체용 에피 성장 원천기술과 소자기술 개발을 통한 원천기술 검증

ㅇ 개발목표

핵심 기술/제품 성능지표			단위	달성목표	국내최고 수준	세계최고수준 (보유국, 기업/기관명)
1	GaN 에피 (on Si)	2DEG mobility	cm2/Vs	1800 이상	-	1800 이상 (벨기에, IMEC)
2
		2DEG sheet resistance	Ω/sq	500 이하	-	500 이하 (벨기에, IMEC)
3
		HEMT current density	mA/mm	500 이상	-	-
4
		HEMT leakage current	mA/mm	1x10-3 이하	-	-
5		HEMT breakdown voltage	V	600 이상	-	600 이상 (벨기에, IMEC)
6		on-resistance	mΩ⋅cm2	10 이하	-	-

2. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 기간 : 3년 이내   ㅇ 정부출연금 : ‘14년 4.2억원 이내 (총 정부출연금 12.6억원 이내)

ㅇ 주관기관 : 제한없음(대기업 제외)

총괄 과제명

차세대 반도체 소자용 에피성장(GaN, Si 및 SiGe) 원천기술 및 장비 개발

세부 과제명

(2세부) 고내압 전력반도체 에피구조 설계 및 에피 성장장비 개발

1. 연구목표

ㅇ 최종목표 : 고내압 전력반도체 에피구조 설계 및 에피 성장장비 개발
(TRL :  [시작] 4단계 ～ [종료] 7단계)

- 6 ∼ 8 inch 웨이퍼 bridge가 가능한 고생산성 MOCVD 장비 개발

- 고품위 i-GaN/i-InAlGaN 박막 및 2DEG 형성을 위한 장비 및 공정개발

- GaN 에피 웨이퍼의 소자 레벨 검증 및 에피웨이퍼를 이용한 전력반도체 적용 검증

- 시장성 확보를 위해 수요기업과 공동개발(JDP), 공동개발을 위한 NDA (Non-Disclosure Agreement), 수요의향서, 평가와 관련된 MOU(또는 의향서) 중 관련서류 1건 제출 필

- (글로벌 R&D 협력기술) 국제협력 활성화를 위해 글로벌 협력 R&D의 필수 추진

ㅇ 개발목표

핵심 기술/제품 성능지표		단위	달성목표	국내최고 수준	세계최고수준 (보유국, 기업/기관명)
1	GaN-on-Si 에피 직경	인치	8	8	8 (독일, AZZURRO)
2	GaN-on-Si 에피 Bowing	㎛	50	-	60 (한국, LG)
3	GaN 결함 농도	cm-2	1x108 이하	2.5x109	2x108 (미국, 뉴욕주립대)
4	GaN 에피층 두께 균일도 (1σ, within wafer, wafer-to-wafer, run-to-run)	%	2 이하	3~5	3 (미국, AMAT)
5	In 및 Al 조성 균일도 (1σ)	%	2% 이하	-	2% 이하 (독일, Aixtron)
6	Throughput (full structure 구현 시 PM 주기)	run	20 이상	-	6 이상 (독일, Aixtron)
7	GaN buffer breakdown	V	600	-	-
8	GaN 소자의 표면 누설전류	A/mm	10-4	-	-

2. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 기간 : 3년 이내   ㅇ 정부출연금 : ‘14년 9억원 이내 (총 정부출연금 27억원 이내)

ㅇ 주관기관 : 중소·중견기업

총괄 과제명

차세대 반도체 소자용 에피성장(GaN, Si 및 SiGe) 원천기술 및 장비 개발

세부 과제명

(3세부) 12inch 웨이퍼 고생산성 차세대 10nm 이하급 소자용 Si, SiGe 및 Ge 선택적 에피 성장 장비 개발

1. 연구목표

ㅇ 최종목표 : 12inch 웨이퍼 고생산성 차세대 10nm 이하급 소자용 Si, SiGe 및 Ge 선택적 에피 성장 장비 개발 (TRL :  [시작] 4단계 ～ [종료] 7단계)

- 고생산성 에피탁시 성장을 위한 Reactor 설계 최적화 및 Simulation

- Wafer내, Wafer간 온도 Uniformity 및 파티클 최소화 공정 개발

- 자연 산화막 제거 Chamber 설계 최적화 및 클러스터 작업

ㅇ 개발목표

핵심 기술/제품 성능지표		단위	달성목표	국내최고 수준	세계최고수준 (보유국, 기업/기관명)
1	Chamber당 UPEH	EA/Ch	4	-	4 (미국, AMAT)
2	두께 Uniformity (1σ)	%	1 이하	-	2 (미국, AMAT)
3	Particle (0.09 um 이상)	EA	30 이하	-	30 (미국, AMAT)
4	Etch pit Density	#/cm2	1x102 이하	-	1x107 이하
5	Surface Roughness	nm	1 이하	-	2 이상
6	패턴사이즈에 따른 Loading Effect	%	10 이하	-	50 이하 (미국,AMAT)
7	SiGe내 Ge 농도 (Max)	%	50	-	40 (미국,AMAT)
8	SiGe내 Ge 균일도	%	1	-	2 (미국,AMAT)
9	n-형/p-형 도핑 농도	atoms/cm3	2E20	-	2E20 (미국,AMAT)
10	n-형/p-형 도핑 균일도	%	2	-	3 (미국,AMAT)

* UPEH (Unit Per Equipment Hour)

2. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 기간 : 3년 이내   ㅇ 정부출연금 : ‘14년 9억원 이내 (총 정부출연금 27억원 이내)

ㅇ 주관기관 : 중소·중견기업

관리번호	2014-반도체공정/장비-병렬-8
총괄 과제명	시험평가 시스템 구축을 통한 차세대 반도체 장비용 핵심 부품(진공펌프, 히터, 비젼 모듈) 개발
1. 필요성
ㅇ 반도체 장비용 핵심 부품 시험 평가 시스템 개발을 통한 제품 국산화 및 글로벌 경쟁력 확보 - 핵심 부품 개발을 위한 체계적 성능평가 시스템 개발을 통해 해당기업군의 개발역량, 생산기반 및 글로벌 경쟁력을 전반적으로 향상 가능 * 표준화된 성능 평가/검증 절차 개발을 통한 시험평가 결과의 신뢰성 확보 - 반도체 부품의 평가 시스템 활용으로 반도체 장비용 부품 고부가 가치화 ㅇ 부품 시험평가 협력네트워크와 체계적 단계별 검증체제 구축을 통해 열악한 중소기업에 중장기적 기술력 향상 에코시스템 제공하여 개발역량 극대화 및 국내외 시장 진출 기반 마련 ㅇ 차세대 반도체 장비용 핵심 부품 시험평가 허브 구축 - 반도체 10대 핵심 부품 개발을 위한 기술, 인력, 시험평가 등 지원 허브 필요 - 수요업체의 구매가능성 향상을 위한 공인 시험 분석 결과 제공 및 의견 수렴을 통한 스펙 현실화 필요
2. 연구목표
ㅇ 최종목표 : 시험평가 시스템 구축을 통한 차세대 반도체 장비용 핵심부품(진공펌프, 히터, 비젼 모듈) 개발 (TRL : [시작] 4단계 ～ [종료] 6단계) - 세부과제별 연계를 통한 연구개발 추진의 효율성 증대 - 장비개발과제와 수요기업의 연계 역할 수행 및 시장분석 - 세부과제의 기술개발 성공을 위한 기술별 동향보고서 작성 등 지원
3. 지원기간/예산/추진체계
ㅇ 기간 : 3년 이내 ㅇ 정부출연금 : ‘14년 13억원 이내(총 정부출연금 39억원 이내) ㅇ 주관기관 : 제한없음(대기업 제외)

총괄 과제명

시험평가 시스템 구축을 통한 차세대 반도체 장비용 핵심 부품(진공펌프, 히터, 비젼 모듈) 개발

세부 과제명

(1세부) 차세대 반도체 장비용 핵심부품(진공펌프, 히터, 비젼 모듈) 개발을 위한 시험평가 시스템 구축

1. 연구목표

ㅇ 최종목표 : 차세대 반도체 장비용 핵심부품(진공펌프, 히터, 비젼 모듈) 개발을 위한 시험평가 시스템 구축  (TRL :  [시작] 4단계 ～ [종료] 6단계)

- 핵심 부품 (펌프, 히터, 비젼 모듈분야) 성능 평가 및 사양 검증 시스템 개발

- 개발 시스템 활용 표준화된 평가 절차 개발 및 세부과제 성능지표 검증

- 최상위 성능보유 부품과의 성능 비교 DB 구축

- 개발 부품의 실증테스트를 통한 사업화 지원 (반도체양산 공정 적용 가능여부 검증)

ㅇ 개발목표

핵심 기술/제품 성능지표		단위	달성목표	국내최고수준	세계최고수준 (보유국, 기업/기관명)
1	평가시스템 및 검증절차 신뢰성 확보	-	공인 인증 성적서 발급	-	-
세부 1. 펌프
1	최대배기속도	m3/h	5000	4000	4000 (표준연)
2	도달진공도	mbar	10-10	10-9 이하	10-9 이하 (표준연)
3	소음	dB	60 이하	60	60 (표준연)
4	진동 (RMS)	m/s2	0.01 이하	0.01	0.01 (표준연)
5	불순물	amu	200 (탄화수소)	-	-
6	내구성 수준(1)	%	10 이하	15	15 (표준연)
7	신뢰성 수준(2)	정성적	공정 데이터 확인	-	반도체 양산공정 투입
세부 2. 히터
1	히터 공간 온도 균질성 측정 정밀도 (zone별 온도분포, 9 points 이상)	mK	100	1000	100 (독일, PTB)
2	히터 표면온도 측정 정밀도	mK	50	100	50 (독일, PTB)
3	히터 표면 온도 장기 안정성 측정 정밀도 (시간, 열 사이클)	mK	50	100	50 (독일, PTB)
4	고온용 AlN Shaft 열전도도	%	10	20	10 (영국, NPL)
5	AlN Shaft 접합력	mbar․l/sec	5E-8 이하	-	5E-8 이하 (일본, NGK)
세부 3. 비젼 검사 모듈
1	높이 측정 분해능 평가용 기준 단차시편	nm	50	70	50 (미국, NIST)
2	카메라 전송속도	fps	1,000	500	1,000 (미국, NIST)
3	광학 성능(3)	%	5	8	5 (독일, PTB)
4	광학계 공간분해능	lp/mm	500	250	500 (독일, PTB)

(1) 100 mbar ~ 102 mbar 영역, 6지점에서 3시간 이상 연속 운전 (진공도, 온도, 진동, 소음 등)

(2) 상용 개발품 두 대 이상의 운전성능 시험성적서 (반도체 유사 공정현장 시험데이터 포함)

(3) 광학성능 평가는 MTF(modulation transfer function) 측정값으로 평가

2. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 기간 : 3년 이내   ㅇ 정부출연금 : ‘14년 3.5억원 이내(총 정부출연금 10.5억원 이내)

ㅇ 주관기관 : 제한없음(대기업 제외)

총괄 과제명

시험평가 시스템 구축을 통한 차세대 반도체 장비용 핵심 부품(진공펌프, 히터, 비젼 모듈) 개발

세부 과제명

(2세부) 3,000 m3/h급 스마트형 대용량 건식 진공펌프 개발

1. 연구목표

ㅇ 최종목표 : 3,000 m3/h급 스마트형 대용량 건식 진공펌프 개발

(TRL :  [시작] 4단계 ～ [종료] 7단계)

- 300 m3/h급 복합형상 저소비전력 Dry Pump (DP) 개발

- 3,000 m3/h급 반도체 공정용 고정밀 Booster Pump (BP) 개발 및 국산화

- 고효율 저소비전력 구동 모터 및 제어시스템 개발

- 운전 신뢰성 향상을 위한 혁신 제품형 상태진단 기술개발 및 제품화

- 세부과제는 1세부과제로 부터 개발결과에 대한 검증결과를 제출

ㅇ 개발목표

핵심 기술/제품 성능지표			단위	달성목표	국내 최고수준	세계최고수준 (보유국, 기업/기관명)
1	최대배기속도	BP+DP	m3/h	3,000(1)	3,000 이하	4,000 (영국, Edwards)
		DP		300	300 이하	300 (일본, Kashiyama)
2	도달진공도	BP+DP	mbar	2 × 10-3 이하	10-3 이하	2×10-3 (일본, Ebara)
		DP		5 × 10-3 이하	10-2 이하	4×10-3(일본,Kashiyama)
3	소비전력	BP+DP	kW	5 이하	9.5	5.3 (영국, Edwards)
4	소음	BP+DP	dB	70 이하	70	70 (영국, Edwards)
5	진동 (RMS)	BP+DP	mm/s	1.5 이하	1.8	1.5 (영국, Edwards)
6	구동모터 효율	BP+DP	%	93 이상	-	-
7	상태 진단(2)	BP+DP	-	I/O, Digital	-	영국, Edwards

(1) 5 × 10-2 mbar ~ 5 mbar 영역에서 2,000 m3/h 이상, 5 % 불확도

(2) 측정변수 펌프별 (DP & BP) 상태진단 센서 부착 및 제어

2. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 기간 : 3년 이내   ㅇ 정부출연금 : ‘14년 3억원 이내(총 정부출연금 9억원 이내)

ㅇ 주관기관 : 중소·중견기업

총괄 과제명

시험평가 시스템 구축을 통한 차세대 반도체 장비용 핵심 부품(진공펌프, 히터, 비젼 모듈) 개발

세부 과제명

(3세부) 고온용 multi-zone 질화알루미늄(AlN) 히터 개발

1. 연구목표

ㅇ 최종목표 : 300mm용 multi-zone 질화알루미늄(AlN) 히터 개발

(TRL :  [시작] 4단계 ～ [종료] 7단계)

- 600℃이상 온도 제어가 가능한 열선 제조기술 개발

- 온도 분포도가 안정적인 열선 배열 설계기술 개발

- 구역별 개별 온도 제어가 가능한 히터

- 저열전도를 갖는 히터 플레이트 지지용 샤프트 소재(AlN) 개발

- 이종 열전도 질화알루미늄 소재 접합 기술 개발

- 다층 금속 매립 질화알루미늄 플레이트 성형 및 소결 공정 기술 개발

- 세부과제는 1세부과제로 부터 개발결과에 대한 검증결과를 제출

ㅇ 개발목표

핵심 기술/ 제품 성능지표		단위	달성목표	국내 최고수준	세계최고수준 (보유국, 기업/기관명)
1	온도 균일도 (zone별 온도분포)	℃	5℃ 이하	15℃ 이하	10℃ (일본, NGK社)
2	최고 사용온도	℃	600℃ 이상	500℃ 이상	700℃ (일본, NGK社)
3	고온용 AlN Shaft 열전도도	W/mk	90 이하	170 이하	90 이하 (일본, NGK)
4	AlN Shaft 접합후 가스 누설률	mbar․·l/sec	5E-8 이하	-	5E-8 이하 (일본, NGK)
5	Terminal Brazing	MPa	300 이상	100	100 이상 (일본, NGK)

2. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 기간 : 3년 이내   ㅇ 정부출연금 : ‘14년 3억원 이내(총 정부출연금 9억원 이내)

ㅇ 주관기관 : 중소·중견기업

총괄 과제명

시험평가 시스템 구축을 통한 차세대 반도체 장비용 핵심 부품(진공펌프, 히터, 비젼 모듈) 개발

세부 과제명

(4세부) 20 um급 범프 측정용 3D 검사모듈 개발

1. 연구목표

ㅇ 최종목표 : 20 um급 범프 측정용 3D 검사모듈 개발

(TRL :  [시작] 4단계 ～ [종료] 7단계)

- 50 M 이상 Pixel 60 fps급 B/W , RGB Color Camera 개발

- 2 um 이하의 Pixel Resolution을 갖는 2D 광학계 개발

- 1 um 이하급 height 분해능 및 반복도를 갖는 3D 광학계의 개발

- 20 um 급 C4* 범프 및 패턴 defect 검사 SW 개발

* C4: Controlled Collapse Chip Connection

- 세부과제는 1세부과제로 부터 개발결과에 대한 검증결과를 제출

ㅇ 개발목표

핵심 기술/제품 성능지표		단위	달성목표	국내최고수준	세계최고수준 (보유국, 기업/기관명)
1	카메라 화소수	pixel	50M 이상	25 M	66 M (미국/onsemi)
2	카메라 전송속도	fps	60	70 (@25M)	60 FPS (미국/omsemi)
3	Pixel Resolution	um	2 이하	5 이하	2 이하 (캐나다/Zygo)
4	3D Repeatability	um	1.0 이하	2.0 이하	0.9 이하 (캐나다/Zygo)
5	3D inspection time	msec/fov	150 이하	-

2. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 기간 : 3년 이내   ㅇ 정부출연금 : ‘14년 3억원 이내(총 정부출연금 9억원 이내)

ㅇ 주관기관 : 중소·중견기업

디스플레이 분야

관리번호

2014-디스플레이-병렬-01

과제명

디스플레이 백플레인 공정용 장비(열처리, 건식 식각, 화학기상증착)

핵심부품 기술 개발

1. 필요성

ㅇ 최근 디스플레이 제조 장비에 요구되는 특성이 성막, 식각 등 단순 공정 조건에서, 저에너지소비, 온실가스 발생 저감 등 친환경 혹은, 공정 효율 향상 등 친환경, 고효율 조건이 추가되는 상황임

ㅇ 특히, 디스플레이 제조공정에서 전력을 가장 많이 사용하는 열공정은 플렉서블 디스플레이에 맞는 저온 공정, 전력 소모를 최소화하는 공정으로 개선되어야 함.

ㅇ 또한, 시장 확대가 예상되는 AMOLED용 공정에서, 온실효과를 발생시키는 기존 식각 가스도 친환경 대체 가스로 전환되어야 하며, 이를 위한 새로운 장비 부품 및 공정 기술 개발이 필요하며,

ㅇ 그리고, 최근 대형, 초고해상도 디스플레이를 위한 산화물 반도체 박막 트랜지스터는 균일한 소자 성능을 위한 성막 장비 및 공정 기술 개발이 시급한 상황임

ㅇ 개발된 장비의 핵심 부품은 대규모 시스템 제작 이전에 성능에 대한 사전 평가 및 검증이 요구되며, 이에 대한 지원 체계 구축이 필요함.

2. 연구목표

ㅇ 최종목표 : 저에너지소비 광열처리 장비, 온실가스저감 고밀도 플라즈마 식각

공정 장비, 산화물 반도체 성막 공정 장비 등 장비 핵심 기술 개발 및

평가 인증 (표준화 연계) (TRL : [시작] 3단계 ～ [종료] 7단계)

- 저에너지 소비 가시광대역 광소결 장치 핵심 기술 개발

- 온실가스 저감 고밀도 플라즈마 식각 장비 및 공정 핵심 기술 개발

- 산화물 반도체를 위한 화학기상증착 핵심 장비 기술 개발

- 친환경 장비 부품에 대한 성능 평가 및 인증

ㅇ 개발목표

핵심 기술/제품 성능지표		단위	달성목표	국내 최고수준	세계최고수준 (보유국, 기업/기관명)
1	공정 온도 (상온상압분위기)	℃	< 100	140	100 (미국, Pchem)
2	소결시간	min	< 10	-	-
3	SiO2 식각율	Å/min	≥3,000	-	3000 (일본, TEL)
4	SiO2 식각 균일도	%	≤ 10	-	15 (일본, TEL)
5	산화물반도체 균일도	%	≤ 5	-	-
6	장비 핵심 부품 및 재료 성능평가/인증	건/년	≥ 10	-	-

3. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 기간 : 3년 이내  ㅇ 정부출연금 : ‘14년 30억원 이내 (총 정부출연금 96억원 이내)

(표준화 추진 비용 : 총 정부출연금 1.5억원 이내)

ㅇ 총괄주관기관 : 중소․중견기업(협회 또는 조합 가능)

총괄 과제명

디스플레이 백플레인 공정용 장비(열처리, 건식 식각, 화학기상증착)

핵심부품 기술 개발

세부 과제명

(1세부) TFT공정용 저에너지소비 가시광 대역 광소결 장치

핵심 기술 개발

1. 연구목표

ㅇ 최종목표 : TFT 공정용 저에너지소비 가시광 대역 광소결 장치 핵심기술

개발  (TRL :  [시작] 3단계 ～ [종료] 7단계)

- 유연기판에 형성된 금속 및 산화물 반도체 소자의 상온 소결을 위한 초고속

광소결 장비 핵심 기술 개발

- 기판 크기 : 6세대급 이상

- 고용량 광원 핵심 기술 및 균일도 확보 기술 개발

- 고용량 광원을 위한 전원 및 제어 장치 핵심 기술 개발

- 복합 광소결 장비로 제작된 유연 TFT 소자 특성 평가

- 유연 TFT 소자 신뢰성 평가

ㅇ 개발목표

핵심 기술/제품 성능지표		단위	달성목표	국내최고수준	세계최고수준 (보유국, 기업/기관명)
1	광소결장치 공정온도 (상온상압분위기)	℃	≤ 100	140	100 (미국, Pchem)
2	균일도	%	≤ 10	-	-
3	공정 시간	min	≤ 10	-	-
4	계면접착특성 ASTM D3359-97	class	≥ 3	-	-
5	이동도(mobility)	cm2/Vs	≥1.00	0.81	5.0(대만, ITRI)

3. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 기간 : 3년 이내 ㅇ 정부출연금 : ‘14년 7.5억원 이내(총 정부출연금 22.5억원 이내)

ㅇ 세부주관기관 : 중소 중견기업

총괄 과제명

디스플레이 백플레인 공정용 장비(열처리, 건식 식각, 화학기상증착)

핵심부품 기술 개발

세부 과제명

(2세부) AMOLED 백플레인 공정용 8세대 이상급 고밀도

플라즈마 식각 장비 및 공정 핵심 기술 개발

1. 연구목표

ㅇ 최종목표 : AMOLED 백플레인 공정용 8세대 이상급 고밀도 플라즈마 식각

장비 및 공정 핵심 기술 개발 (TRL :  [시작] 3단계 ～ [종료] 7단계)

- 기판 크기 : 8 세대급 이상

- 고전압용 ICP Source

- 성막 프로파일 매치 식각율(균일도) 조절 기술 개발

- PR Burning 방지용 고성능 ESC 개발

- 온실가스 저감을 위한 SF6, CF4 가스의 대체가스 적용 식각 공정 기술 개발

- 고온 고압 공정에 따른 Chamber 기술 개발

- TFT용 SiO2 및 패시베이션용 Al2O3 식각 공정 기술 개발

ㅇ 개발목표

핵심 기술/제품 성능지표			단위	달성목표	국내최고수준	세계최고수준 (보유국, 기업/기관명)
1	SiO2	식각율	Å/min	≥3,000	-	3000 (일본, TEL)
2		균일도	%	≤10	-	15 (일본, TEL)
3	Al2O3	식각율	Å/min	≥800	-	-
4		균일도	%	≤10	-	-

3. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 기간 : 3년 이내  ㅇ 정부출연금 : ‘14년 7.5억원 이내(총 정부출연금 22.5억원 이내)

ㅇ 세부주관기관 : 중소 중견기업

총괄 과제명

디스플레이 백플레인 공정용 장비(열처리, 건식 식각, 화학기상증착)

핵심부품 기술 개발

세부 과제명

(3세부) UHD이상급 고해상도 디스플레이를 위한 산화물 반도체 박막트랜지스터용 산화물박막 화학기상증착 장비 핵심 기술개발

1. 연구목표

ㅇ 최종목표 : UHD 이상급 고해상도 디스플레이를 위한 산화물 반도체 박막

트랜지스터용 산화물박막 화학기상증착 장비 핵심 기술개발

(TRL :  [시작] 3단계 ～ [종료] 7단계)

- 기판 크기 : 8 세대급 이상

- 화학기상증착 chamber 개발

- UHD 이상급 디스플레이용 고이동도(>50 cm2/Vsec) 산화물반도체 박막 형성

공정 기술 개발

- 산화물 반도체 박막 성막 source 비율 제어를 통한 균일 조성의 성막 기술 개발

- 산화물 반도체 박막 균일도 및 안정성 확보 기술 개발

- 성막된 산화물 반도체 박막의 전기적 성질 안정성 확보 기술 개발

ㅇ 개발목표

핵심 기술/제품 성능지표		단위	달성목표	국내 최고수준	세계최고수준 (보유국, 기업/기관명)
1	산화물반도체 두께 균일도	%	≤ 5	-	-
2	Carrier mobility 균일도	%	≤ 5	-	-
3	Carrier 농도 균일도	%	≤ 10	-	-

3. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 기간 : 3년 이내  ㅇ 정부출연금 : ‘14년 9억원 이내(총 정부출연금 27억원 이내)

ㅇ 세부주관기관 : 중소 중견기업

총괄 과제명

디스플레이 백플레인 공정용 장비(열처리, 건식 식각, 화학기상증착)

핵심부품 기술 개발

세부 과제명

(4세부) 친환경 디스플레이 공정 장비 핵심 부품 및 재료

성능 평가 및 인증

1. 연구목표

ㅇ 최종목표 : 친환경 디스플레이 제조장비 핵심 부품 및 재료에 대한 성능 평가 및 인증 (TRL: [시작] 4단계 ～ [종료] 7단계)

ㅇ 친환경 디스플레이 공정 장비 핵심 부품 및 재료 성능 평가 기반

- 친환경관련 핵심 부품 재료 개발 현황 조사 및 주요 품목 도출

- 1세부, 2세부 및 3세부 과제 성과에 대한 평가 인증 방안 구축(성능 및 환경 측면)

- 성능평가 대상 품목에 대한 관련 특허/핵심기술조사 및 해외 판매 지원

- 친환경 디스플레이 제조장비 핵심부품 및 재료 평가법 표준화 추진

(국가 표준 또는 단체 표준 제정)

ㅇ 친환경 디스플레이 공정 장비 핵심 부품 및 재료 성능 평가 및 인증

- 디스플레이 장비 재료 평가 인증 홈페이지 운영

- 1세부, 2세부 및 3세부 과제 성과에 대한 성능 평가/인증 지원

- 국내 장비/재료 기업에서 개발된 친환경 품목에 대한 성능평가 및 인증

- 국내 디스플레이 장비/재료 기업을 위한 기술 교류회 추진

ㅇ 개발목표

핵심 기술/제품 성능지표		단위	달성목표	국내 최고수준	세계최고수준 (보유국, 기업/기관명)
1	장비 핵심 부품 및 재료 성능 평가 인증	건/년	≥ 10	-	-

3. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 기간 : 3년 이내  ㅇ 정부출연금 : 5.5억원 이내(총 정부출연금 16.5억원 이내)

(표준화 추진 비용 : 총 정부출연금 1.5억원 이내)

ㅇ 세부주관기관 : 제한없음 (기술료 비징수)

관리번호

2014-디스플레이-일반-2

과제명

지연형광 방식을 이용한 양자효율 15% 이상의

적색 및 청색 형광 소재 및 소자 개발

1. 필요성

ㅇ현재 상용화되고 있는 AMOLED 디스플레이에 주로 사용되고 있는 발광 재료로 형광 재료와 인광 재료가 있음. 형광 발광 재료는 가격은 저렴하나 효율이 낮아, 효율이 높은 인광 재료를 주로 사용하고 있음. 따라서 AMOLED 디스플레이를 저가격으로 제조하는 한계 요인이 되고 있어 발광 효율이 인광 발광 재료와 같이 높으며 가격이 저렴한 형광 발광 재료의 개발이 필요함

ㅇ 일본 및 미국 등에서 지연 형광을 이용한 고효율 OLED 재료가 초기 단계로 개발되고 있어 향후 OLED 재료 국산화율 하락 등이 우려되며 이에 대한 대응이 필요함

ㅇ 지연 형광 기술은 초기 단계의 기술로 국내에서도 원천기술 확보 가능성이 높음

2. 연구목표

ㅇ 최종목표 : 양자 효율 15% 이상의 지연형광 방식 적색 및 청색 발광 재료/소자 핵심 기술 개발 (TRL : [시작] 3단계 ～ [종료] 5단계)

- 지연 형광 방식 고효율 OLED 적색 발광 소재 합성 기술 개발

- 지연 형광 방식 고효율 OLED 청색 발광 소재 합성 기술 개발

- 지연 형광 방식 발광재료를 이용한 고효율 OLED 소자 개발

- 지연 형광 방식 장수명 OLED 소자 기술 개발

ㅇ 개발목표

핵심 기술/제품 성능지표		단위	달성목표	국내 최고수준	세계최고수준 (보유국, 기업/기관명)
1	적색 OLED 양자 효율	%	≥ 15	-	11 % (일본/큐슈대)
2	수명(T50)	kh	≥ 50	-	-
3	청색 OLED 양자 효율	%	≥ 10	-	8 % (일본/큐슈대)
4	수명(T50)	kh	≥ 30	-	-
5	패널 검증	-	128*128

3. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 기간 : 5년 이내  ㅇ 정부출연금 : ‘14년 9억원 이내 (총 정부출연금 50억원 이내)

ㅇ 주관기관 : 제한 없음(대기업 제외)