차세대 배터리·초저전력 AI 반도체 개발 총력 지원

과기정통부, 3개 국가전략기술 로드맵 의결···첨단 모빌리티 상용화도 추진

정부가 중국 인산철(LFP) 이차전지 공세에 맞서 에너지 밀도를 높인 하이니켈 양극재와 광물 소재 수급 위험을 줄이기 위한 나트륨 이온전지 개발을 지원한다. 전력 소모를 줄인 인공지능(AI) 반도체 기술도 확보한다.

과학기술정보통신부는 29일 국가과학기술자문회의에서 국가전략기술 특별위원회 제3차 회의를 열고, 이차전지와 반도체·디스플레이, 첨단 모빌리티 등 3개 국가전략기술 분야에 대한 전략 로드맵을 심의·의결했다.

기술주권 확보가 꼭 필요한 핵심 기술을 식별해 2030년까지 달성해야 할 임무를 설정하고, 이에 필요한 길목 기술을 찾는 하향식 접근법을 택했다. 또 인재 양성과 국제 협력, 제도 개선 등 전략기술 분야 생태계 조성 방안을 담았다.

분야별 로드맵 주요 내용 (자료=과기정통부)

권석민 과기정통부 과학기술정책국장은 "기존 부처별 전략을 국가임무 관점에서 정밀 분석, 국가적 필요성과 실현 가능성을 고려한 전략적 목표를 제시했다"라며 "연구개발 정책과 투자, 평가 등 전 과정에 이들 로드맵을 임무와 목표 달성을 위한 나침반으로 활용하겠다"라고 말했다.

정부는 하반기 중 이들 3개 기술 외 나머지 국가전략기술에 대해서도 로드맵을 확정 발표할 계획이다.

이차전지 분야에선 리튬이온전지 성능을 극대화하는 한편, 안전성과 소재 광물 수급 안정성을 높이기 위한 기술 개발에 나선다. 중국이 값싼 LFP 배터리의 성능을 높이며 시장에 침투하는 상황에 대응, 이론적 한계 수준인 350Wh/㎏급 에너지 밀도를 구현하는 하이니켈 양극재 개발 사업을 추진한다. 흑연에 비해 에너지 밀도가 높은 실리콘계 음극재 개발에도 나선다.

에너지 밀도를 흑연 음극재보다 10배 높일 수 있는 리튬금속 전지와 안정성이 높은 400Wh/㎏급 반/전고체 전지 등 차세대 전지 개발을 추진한다. 또 리튬 의존도를 낮추기 위해 부존량이 많은 나트륨 이온전지 개발에도 투자한다.

이차전지 분야 핵심이슈 기반 임무·목표 도출 (자료=과기정통부)

반도체 분야에선 메모리 1위 수성과 AI 반도체 기술 격차 확보를 목표로 저전력/고효율 기술에 집중한다. 기존의 초고성능화 중심 접근법 대신 인공지능 연산에 최적화된 저전력·고효율화를 추구한다. 초저전력 상황에서도 현재의 5배인 10TFLOPS/W 이상의 효율을 낼 차세대 설계 기술을 개발한다. AI 반도체를 클라우드와 데이터센터에 적용하기 위한 실증 및 소프트웨어 개발도 추진한다.

자성소자 기반(MRAM)·저항기반(PRAM) 차세대 메모리 소자, 이종집적 칩렛 후공정, 화합물 전력반도체, 극한환경용 전원자립형 센서 등도 핵심 기술로 선정했다.

디스플레이 분야에선 5나노미터 이하 마이크로LED 핵심 기술 개발에 나선다. 폴더블 디스플레이와 AR/VR 등이 대중화 단계에 진입하고, 스마트 헬멧이나 메타버스 훈련 등 국방 분야 활용 가능성이 높아지는데 따른 시장 기회를 선점한다는 목표다.

첨단 모빌리티 기술 및 표준 분야 주도권도 확보한다. 2027년 완전 자율주행 상용화를 위해 고성능 AI 및 본안/안전성 표준 인증 선점에 나선다. 도심항공교통(UAM)을 위한 항로 및 교통관리, 통신항법 기술 및 통합 시뮬레이션 기술도 고도화한다.

주영창 과기정통부 과학기술혁신본부장은 "국가전략기술 육성의 핵심 방향은 임무중심적·전략적 연구개발 및 세계 수준의 핵심인재 양성"이라며 "이번 회의를 통해 전략기술 육성을 위한 세부 전략 수립이 본격화되었다"라고 밝혔다.