▲ ▲WPM 20대 후보소재.. ▲WPM 20대 후보소재.

■아연동친환경 Smart 표면처리 강판

아연동친환경 Smart 표면처리 강판은 냉연 강판 표면에 기존 보다 얇은 고기능성 박막을 진공 중에서 전자기 유도가열에 의한 부양 및 고속 증발기술로 코팅해 자동차, 영상가전, 건축의 내구성을 획기적으로 향상시킨 차세대 철강소재다.

이 소재는 오염물질 배출이 없고 기능성을 강화한 독자적 핵심기술을 이미 확보해 강력한 진입장벽 형성이 가능하다. 최근에는 세계1위의 철강사인 유럽 Arcelor-Mittal사가 유사 기술 개발에 나서 경쟁이 치열해 지고 있다.

2018년 친환경 Smart 표면처리 강판 세계 시장규모는 224조원으로 7조2,000억원의 매출과 3,600명의 신규고용 창출이 기대된다.

■수송기기용 초경량 Mg 소재

수송기기용 초경량 Mg 소재는 가장 가벼운 금속소재로서 고강도·고성형성 기술을 적용해 수송기기의 고성능화 및 경량화를 통해 탄소배출의 획기적 저감과 에너지 효율을 제고하는 녹색소재다.

이 소재는 그린수송기기 핵심소재로 연평균 12% 이상 고속성장이 예상되며 우리나라는 신합금 및 가공용 중간재 제조 관련 세계 최고 수준 기술력을 확보하고 있어 세계시장 선점이 가능하다.

핵심기술로는 고강도 형재 고속 압출기술, 고성형성 판재 고효율화 기술, 고내식 합금 설계기술 등이 있다.

수송기기용 초경량 Mg 소재의 2010년 세계 시장규모는 2조7,000억원이며 4,000억원의 매출과 2,600명의 고용창출이 기대된다. 기술개발 시 경량소재 분야 선점을 통한 그린수송기기 성장동력 확보 및 온실가스 저감의 효과도 예상된다.

■Ni 저감형 Eco-stainless 강재

Ni 저감형 Eco-stainless 강재는 고가인 Ni의 함량을 최소화하고 자원 재생율을 극대화한 친환경 소재로서 초고강도, 고인성 및 내식성, 내마모성 등 다양한 특성을 가진 새로운 스테인리스 철강소재다.

우리나라는 고질소 내식강 분야에서 세계 최고 수준의 핵심기술을 이미 확보해 세계적 고유 브랜드화가 가능하며 기존 스테인리스강을 대체해 신시장을 창출 할 것으로 기대된다.

우리나라는 2018년 고질소내식강 목표수준을 강도 800Mpa, 연성 20%로 잡았다.

이 소재의 2018년 세계 시장규모는 3조6,000억원으로 매출 6,500억원, 1만9,500명의 고용창출이 예상됐다.

■원자력 발전용 핵심소재

원자력 발전용 핵심소재는 안전성, 경제성, 지속성을 향상시킬 원전 핵심부품인 핵연료 피복관, 증기발생기, 1차 및 2차 계통에 적용할 소재를 말한다.

이 소재를 개발 시 독자적인 원전 설계 및 제조 기술의 확보가 가능해지며 이로 인해 부품, 조립 등 원전 산업을 입체화해 세계 원전 시장을 주도할 것으로 기대된다.

핵심기술로는 Ni계 고성능 전열관 소재기술, Zr계 고성능 고유 핵연료 제조기술, SIC 세라믹 복합소재기술 등이 있다.

2018년 원자력 발전용 핵심소재 세계시장 규모는 9조7,000억원으로 우리나라는 2조9,000억원의 원전소재 수입대체효과와 1만7,400명의 고용창출이 예상된다. 또한 기술개발 시 세계 최고 수준의 원전소재 경쟁력 확보 및 세계 4번째 소재 생산국으로서의 위상 강화 효과도 기대된다.

■에너지 절감·변환용 다기능성 나노복합소재

에너지 절감·변환용 다기능성 나노복합소재는 금속, 고분자, 세라믹 기지내에 탄소나노튜브, 그래핀 등 나노 구조체를 분산시켜 기능을 혁신적으로 개선하고 신기능을 창출하는 다기능성 나노복합소재다.

우리나라는 선진국과 동등 수준의 나노복합소재 관련 원천 기술을 이미 확보했다. 또한 세계적으로도 관련 제품 제조가 초기단계여서 향후 10년 이내 시장 성장성이 매우 높은 첨단 신소재다.

핵심기술로는 복합·융합소재 기능 부여 설계기술, 나노복합소재 대용량 제조기술 등이 있다.

이 소재의 2018년 세계시장 규모는 40조원으로, 4조원의 매출과 2,500명의 고용창출이 기대된다.

■다기능성 고분자 멤브레인 소재

다기능성 고분자 멤브레인 소재는 친환경 수처리 및 고성능 연료전지에 사용될 수 있는 다기능 분리특성 고분자 소재다.

이 소재는 향후 사회적 문제로 대두되는 물산업용 소재로 유망하며 그린에너지 생산, 환경부하 저감 등에 다양하게 활용가능하다.

핵심기술로는 내파울링성 분리막 제조기술, 선택성·저압고투과성 향상 기술, 내구성 향상 기술 등이 있다.

다기능성 고분자 멤브레인 소재의 2018년 세계시장 규모는 20조원으로 6조원의 매출과 2,100명의 신규 고용창출이 기대된다.

■고차단 가변특성 폴리올레핀계 소재

고차단 가변특성 폴리올레핀계 소재는 극성올레핀과 비극성올레핀을 공중합해 세계 최초로 상업화 할수 있는 물질로 기존의 물성과 더불어 투명성, 가스 차단성, 접착성, 내열성 등 특화된 기능성을 갖는 신개념의 폴리올레핀 소재다.

원천 기술력 확보 시 시장 지배력의 지속 확보가 가능하며 자동차 내외장재, 전기전자용, 의료용, 제품포장용, 건축용 등에 사용 가능하다.

핵심기술로는 비극성·극성 촉매중합, 구조설계 기술, 초고유동성 폴리올레핀 제조 기술 등이 있다.

이 소재의 2018년 세계시장 규모는 29조원으로 5조8,000억원의 매출, 1,000명의 신규 고용창출이 기대된다.

■Flexible 디스플레이용 플라스틱 기판 소재

Flexible 디스플레이용 플라스틱 기판 소재는 평판 디스플레이의 유리기판을 대체해 휘거나 구부릴 수 있는 디스플레이를 구현할 수 있는 핵심소재로서 저가·대면적 공정에 필수적인 소재다.

이 소재는 고분자 소재, 필름, 투명전극 등 통합개발이 요구되며 롤투롤 연속공정을 통해 저가·대면적화가 가능해 제조원가를 획기적으로 낮출 수 있다.

핵심 기술로는 필름 제막 기술, 광학코팅 및 COP계 수지·필름 기술, 투명전극 성막 기술 등이 있다.
2018년 Flexible 디스플레이용 플라스틱 기판 소재 세게 시장 규모는 8조원으로 2조7,000억원의 매출과 1,100명의 신규 고용 창출이 기대된다. 특히 이 기술 개발 시 디스플레이 최강국의 지위를 유지할 것으로 예상된다.

■인쇄전자용 잉크 소재

인쇄전자용 잉크 소재는 기존 리소그래피 공정을 인쇄공정으로 대체해 획기적으로 원가절감이 가능한 물질로 다양한 전자·광학 기능을 갖는 소재를 잉크화해 디스플레이 및 전자소자에 적용가능하다.

이 소재는 저가격, 친환경, 유연, 대면적, 대량생산 및 저온 등 획기적인 공정상의 장점을 제공할 수 있는 소재이며 RFID, 디스플레이, 조명, 태양전지, 이차전지 등 신산업 창출을 가능케 한다.

핵심기술로는 유기반도체 설계·합성 기술, 나노입자화 및 분산기술, 잉크의 인쇄적합화 기술 등이 있다.

2018년 인쇄전자용 잉크소재의 세계시장 규모는 11조원으로 3조3,000억원의 매출과 2,700명의 신규 고용창출이 기대된다

■고에너지 이차전지용 전극(양극, 음극)소재

고에너지 이차전지용 전극(양극, 음극)소재는 전자제품, EV, 로봇 등에 적용되는 이차전지용 필수 소재다. 이는 고용량, 고안전성, 저가격 등 이차전지 성능과 코스트를 좌우하는 전극소재로서 국내 전지 제조업체의 시장점유율이 높아 개발 시 지속적인 시장지배가 가능할 것으로 전망된다.

핵심기술로는 LMO 및 LMP 제조기술, SC 및 천연흑연 제조 기술, Si합금 제조 기술 등이있다.

이 양극, 음극 소재는 2018년 세계시장 7조원, 2조8,000억원의 매출, 2,000명의 신규 고용창출효과가 기대된다. 또한 이차전지의 최대 용량 구현으로 원천기술 개발 및 시장을 주도할 수 있는 분야다.

■고성능 LED용 패키징소재

고성능 LED용 패키징소재는 차세대 광원으로 부상하고 있는 LED 소자 제조에 사용되는 봉지제, 렌즈, 접착 소재와 LED 고속냉각을 위한 양자선 나노튜브 소재 등을 말한다.

이 소재는 친환경, 고효율화 요구로 인해 폭발적 성장세가 유지될 것으로 예상되며 해외 수입의존도가 높아 대체 시 국가경쟁력 향상에 기여도가 높을 것으로 보인다.

핵심기술로는 고굴절율 실리콘 소재 중합 및 물성 제어기술, 1-D 양자선 나노튜브 합성 및 성형기술 등이 있다.

LED용 패키징 소재 세계시장은 2018년 2조6,000억원, 7800억원 매출과 2,500명의 신규 고용 창출이 기대되며 원천소재 확보 및 신뢰성 향상을 통래 LED 시장을 주도할 것으로 예상된다.

■그린폴리머소재

그린폴리머소재는 생산과정에서 CO2배출이 적은 생분해성 소재로 비식량자원을 원료로 사용해 기존의 석유기반 폴리머소재를 대체하는 물질을 말한다. 저탄소 녹색성장의 기반소재로서 세계적으로 개발초기 단계여서 시장확대 및 점유가 가능하며 그린카, 전기전자, 건축용 소재 등에 적용 가능해 후보에 올랐다.

주요기술로는 셀룰로오즈·리그닌 복합재 제조기술, 바이오기반 단량체 생산 기술 등이있다.

그린 폴리머 소재의 2018년 세계시장규모는 69조원으로 13조8,000억원의 매출, 1,500명의 신규 고용창출이 기대된다. 또한 생분해성 및 바이오기반 고분자 소재 시장도 창출 가능할 것으로 기대되는 분야다.

■바이오 메디컬 소재

바이오 메디컬 소재는 단백질, 아미노산 등 생체친화 화학소재와 생분해성 금속, 고청정 금속소재를 융합한 소재다.

이 소재는 인구 고령화에 따른 헬스케어 수요 급증으로 큰 성장이 예상되며 기존의 생체소재로 대응할 수 없는 신규수요를 창출함으로써 세계 미래 의료시장의 선점이 가능할 것으로 전망된다.

핵심기술로는 단백질 생산 수율 및 순도 향상 기술, 고품위 금속 생산 기술, 비천연 아미노산 생산 기술 등이 있다.

바이오 메디컬 소재의 2018년 세계시장 규모는 11조원으로 2조2,000억원의 매출과 7,000명의 신규 고용창출이 기대된다.

■초고순도 SiC소재

초고순도 SiC소재는 신재생에너지 및 EV에 사용되는 고효율 전력변환 에너지 반도체와 LED·반도체 공정에 적용 가능한 초고순도 SiC 미래소재다.

이 소재는 전세계적으로 초기단계이며 기존 소재 대비 뛰어난 전기에너지 효율, 대전력, 고집적화가 가능해 반도체, 자동차, LED산업이 세계 최고수준으로 성장하기 위해선 반드시 필요한 소재다.

핵심기술로는 초고순도 SiC 전구체 및 원료합성 기술, 고품위 SiC 단결정 성장기술, 반도체·LED 핵심공정용 초고순도 SiC소재 등이 있다.

초고순도 SiC소재의 2018년 세계시장규모는 3조7,000억원으로 1조3,000억원의 매출과 5,000명의 신규 고용창출이 기대되며 이 소재를 기반으로 한 신재생에너지, EV, 차세대 반도체·LED분야의 경쟁력 강화도 예상된다.

■LED용 사파이어 단결정

LED용 사파이어 단결정은 고효율, 고휘도 GaN LED에 사용되는 사파이어 단결정 기판 소재다. 세계시장 선도를 위해서는 대구경 및 잉곳 사용효율이 높은 사파이어 단결정 육성기술이 필수적으로 개발돼야한다.

핵심기술로는 무결점 단결정 성장기술, 대구경 성장기술, 잉곳 사용효율 50% 이상의 결정 성장 기술 등이 있다.

이 소재의 2018년 세계시장규모는 2조4,000억원으로 7,200억원의 매출과 3,000명의 신규고용창출이 기대되며 기술 개발 시 LED산업의 기술 및 시장을 선도할 것으로 전망된다.

■질화물계 반도체 단결정 소재

질화물계 반도체 단결정 소재는 Si 계 반도체의 재료 특성한계를 뛰어넘는 차세대 반도체 재료로 고온·고출력·고속반도체 및 LED, LD, 하이브리드카 등에 활용되는 물질이다.

세계적으로 고품질 대구경(4인치 이상) 단결정 양산 업체는 전무한 상태로 기술개발 시 소재 사업뿐 아니라 소자·모듈·기기 사업경쟁력이 제고 될 것으로 기대된다.

핵심기술로는 고품질 질화물 단결정 용액 성장기술, 질화물 단결정 조성 제어기술, 질화물 단결정 전도성 조절기술 등이 있다.

이 소재의 2018년 세계 시장규모는 1조9,000억원으로 5,700억원의 매출과 910명의 신규 고용창출이 기대된다. 또한 질화물 반도체소재 분야의 세계시장 선점 및 소자기술 경쟁력제고의 효과가 예상된다.

■대용량 전력저장 소재

대용량 전력저장 소재는 신재생에너지를 국가 전력전송망 및 스마트그리드에 연결하기 위해 필수적인 MW급 이상의 고효율·고신뢰성 대용량 전력 저장용 세라믹소재로서 NaS 전지 등에 활용된다.

이 소재를 개발해 세계적 지배력을 확보하고 있는 국내 상온형 이차전지 Set업체와 연계 시 고유브랜드화가 가능할 것으로 예상된다.

핵심기술로는 주요 소재인 관형 베타알루미나 전해질 소재, 용융 황·그라파이트 펠트 양극 소재 등이 있다.

대용량 전력저장 소재의 2018년 세계시장 규모는 1조3,000억원으로 1,300억원의 매출과 2,000명 신규 고용창출이 예상된다. 기술개발 시 이차전지와 연계해 세계 최대 용량 전지기술 확보가 가능해져 신재생에너지 등 분산발전 및 원자력, 스마트그리드 확대 보급의 효과가 기대된다

■녹색 지능형 무연 압전 소재

녹색 지능형 무연 압전 소재는 친환경소재이고 미래형 자동차의 자동주차 시스템에 장착돼 세계 최초 원거리 초음파 센서용 세라믹 소재로서 기존 연계 압전소재보다 성능이 뛰어나다.

이는 미래형 자동차의 기본사양으로 탑재될 자동 파킹시스템의 공간 이미지 센싱용 초음파 센서 소재로서 세계적으로 아직 미완성돼, 개발완료 시 세계 최초의 독점적 소재 산업을 확보하게 된다.

핵심기술로는 고감도 무연 경압전체 조성 및 적층 성형기술, 대전력 무연 압전 소재용 나노 분말합성 기술 등이 있다.

녹색 지능형 무연 압전소재의 2018년 세계시장규모는 3조,2000억원이며 1조,9000억원의 매출과 3,500여명의 신규 고용창출이 기대된다. 특히 기술개발 시 국제환경규제대상인 기존의 모든 압전소재를 무연소재로 대체해 친환경소재 시장을 선점할 수 있는 효과가 있다.

■탄소저감형 프리미엄 케톤 섬유

탄소저감형 프리미엄 케톤 섬유는 고강력, 고탄성율과 함께 우수한 계면 적합성을 가지는 소재로서 기존 타이어코드, 산업용 보강재 등으로 활용되는 아라미드 섬유를 대체 가능한 세계 최초의 산업용 섬유 소재다.

이 소재의 개발 시 우리나라는 새로운 산업용 섬유 원천소재를 확보하게 되며 아라미드 섬유 대비 70% 수준의 가격경쟁력을 갖게 돼 아라미드 섬유 시장을 대체할 수 있다.

우리나라는 세계 최초 고성능 폴리케톤 섬유개발과 폴리케톤 섬유·수지 응용 복합소재 개발 등을 목표로 삼았다.

2018년 탄소저감형 프리미엄 케톤 섬유의 세계시장규모는 4조9,000억원, 1조4,700억원의 매출과 3,700명의 신규 고용창출이 기대됐다.

또한 기술개발 시 자동차, 전기전자, 항공기, 산업용 부품소재 수요시장이 창출되고 세계 시장을 선점할 것으로 전망됐다.

■신 아마이드계 합성수지·섬유

신 아마이드계 합성수지·섬유는 Cotton 시장을 대체 가능한 세계 최초의 초고흡수성·고신축성 신 아마이드계(Nylon계) 합성섬유소재로서 스포츠, 이너웨어에 활용 가능한 소재다.

이 소재는 Cotton 대비 우수한 UV차단, 고감촉 등의 기능과 50% 수준의 가격경쟁력을 확보하고 있어 섬유산업의 미래성장동력형 원천 신섬유 소재로 알려졌다.

우리나라는 세계 최초 신 아마이드계 섬유 상업화와 수분흡수율 7%이상, UV차단율 97.5%, 탄성회복률 40% 달성을 목표로 삼았다.

2018년 신 아마이드계 합성수지·섬유 시장은 3조,2000억원으로 9,600억원의 매출과 2,900명의 신규 고용 창출이 기대된다.