6G 반도체·원자력전지 만든다…정부·기업, 5년간 160조 투자

과기정통부 R&D전략 발표

반도체 소자·설계·공정 연구지원
수소연료전지 핵심소재 국산화

메타버스 구현 디스플레이 등
100대 미래기술 개발 협력 나서

정부와 주요 기업이 6세대(6G) 통신을 구현하기 위한 차세대 반도체와 우주 탐사선에 장착할 원자력전지 등 100대 미래기술 개발에 앞으로 5년간 160조원을 투자한다.

과학기술정보통신부는 6일 ‘반도체·디스플레이·차세대전지 초격차 연구개발(R&D) 전략’을 발표했다. 지난 2월 발표한 ‘신성장 4.0 전략’의 세부 계획이다. 올해부터 2027년까지 민간에서 156조원, 정부에서 4조5000억원 규모의 R&D 자금을 투입한다는 것이 골자다. 기업의 대규모 투자를 이끌어내기 위해 정부는 각종 법령과 제도를 개편하고 기술 보호책을 마련할 방침이다. 민관 연구 협의체를 출범해 기술 확보를 적극적으로 지원한다.

반도체 분야에서는 소자·설계·공정 분야별로 45개 핵심 기술에 투자한다. 차세대 통신 구현을 위한 ‘6G 반도체’가 눈에 띈다. 우선 안테나에서 나오는 신호를 특정 기기에 집중시키는 ‘빔포밍’ 기술 등 다양한 주파수 대역에 관한 연구가 이뤄질 예정이다. 신호 증폭 성능이 뛰어난 금속산화막(CMOS) 화합물 반도체 연구도 함께 진행된다.

또 자율주행을 구현할 수 있는 차량용 반도체, 10페타급(1페타=초당 1000조 번의 계산) 대규모 연산이 가능한 인공지능(AI) 반도체 연구에 대규모 자금이 투입된다. 3나노미터(㎚·1㎚=10억분의 1m) 이하 초미세화를 위한 전공정 기술과 웨이퍼 단위의 패키징, 고방열 패키징이 가능한 후공정 기술 확보도 돕기로 했다.

차세대전지 분야에선 동위원소전지와 수소연료전지 등 27개 기술이 투자 목록에 포함됐다. 일명 ‘원자력전지’로 알려진 동위원소전지는 극한 환경에서도 일정한 전력을 10년 이상 안정적으로 생산할 수 있다. 우주탐사선이나 남·북극기지 등에 적용된다. 원자력전지 관련 고출력·고효율 기술을 자체 개발해 국내 생산 기반을 마련하는 것이 목표다.

수소연료전지의 경우 고분자전해질 등 핵심 소재를 국산화한다. 신소재 개발을 통해 10만 시간 이상 운용이 가능하도록 장기 내구성을 확보한다. 2차전지 분야는 화재를 방지할 수 있도록 고안전성 전고체 2차전지 개발을 지원한다. 자원이 부족한 한국의 상황을 고려해 희토류에 의존하지 않고 배터리를 생산할 수 있는 대체 원료 연구도 추진한다.

디스플레이는 메타버스를 구현할 수 있는 마이크로 디스플레이와 인치당 6000픽셀 이상의 초고해상도 디스플레이 기술 등 28개 핵심 원천기술 개발을 지원한다. 형상변환 디스플레이, 신체 밀착형 디스플레이를 개발하고 바이오, 모빌리티 등 다양한 분야에 접목할 수 있는 융합 기술도 연구한다. 세계 1위 수준의 기술력을 지닌 유기발광다이오드(OLED) 분야에서 초격차를 유지하기 위한 원천기술 개발에 나서기로 했다.

과기정통부 관계자는 “분야별 핵심 기술 투자가 적기에 이뤄질 수 있도록 범부처 차원의 연구 성과 공유 및 국제 협력을 지원할 계획”이라며 “석·박사급 전문인력 양성과 현장 교육도 대폭 강화하겠다”고 말했다.

김진원 기자 jin1@hankyung.com