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KISTI MARKET REPORT Vol.3 Issue 1

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(1)

Hybrid EV

Clean Disel

Vol. 3 Issue1 January 2013

넌 범선!

난 증기선!

구관이 명관이지!

하이브리드 자동차와 클린 디젤 자동차의 경쟁 현황과 미래 예측

그린 수송 시스템 지능형 그린 자동차 / 바이오 제약(자원)·의료 기기 백신 / 제조 기반 SMT용 검사 장비 IT 융합 시스템 그린카의 동력 시스템 / 방송 통신 융합 MDM 솔루션

(2)

Vol. 3 Issue 1 January 2013

발행일 2013년 1월(통권 23호) ISSN 2233-8756 발행인 박영서 편집인 나도백 기획위원 손종구, 서진이, 최윤정, 나도백, 권이남 발행처 한국과학기술정보연구원 다음 호

(Vol. 3 Issue 2)

안내

분 야 주 제

IT융합시스템_OLED 공정장비 OLED TV 출시와 함께 찾아온 새로운 사업 기회

의료기기_영상진단기기 광간섭 단층영상(OCT)기기 관련 주요 특허들의 기한 만료 진행 중 방송통신융합_스마트TV 서비스 점진적 확대가 전망되는 스마트TV 시장

제조기반_디스플레이 기능성 소재 터치스크린 사용 확대에 따른 지문방지, 반사방지 기술 개발 현황 바이오자원_당뇨병 관련 바이오 진단기기 의료기기 소비구조와 이에 따른 시장 실현

그린 수송 시스템

지능형 그린 자동차

하이브리드 자동차와 클린 디젤 자동차의 경쟁 현황과 미래 예측

03 .

바이오 제약(자원)·의료 기기

백신

백신 자급자족을 위한 기회 발굴 전략

07 .

제조 기반

SMT용 검사 장비

물샐 틈도 없는 철벽 3D 검사 장비

12 .

IT 융합 시스템

그린카의 동력 시스템

친환경 동력 시스템 시장 전망

16 .

방송 통신 융합

MDM 솔루션

스마트 워크 확산에 따른 MDM 솔루션 시장의 부상

20 .

탄소 저감 에너지

온실가스 배출 저감과 함께 이산화탄소를 고부가 가치 자원으로 활용 건설·토목

인류의 대재앙을 피하는 스마트 면진 기술 신소재·나노융합

건강 치료용 나노입자 분야의 신제품 개발 및 가시화 시장 전망 신재생 에너지

BIPV에서 앞으로 어떤 기술이 시장을 주도해 나갈 것인가?

콘텐츠·SW

위치 기반 서비스의 현황과 발전 방향

전 호(Vol. 2 Issue 12) 안내

(3)

친환경 자동차 시장의 경쟁자, 하이브리드 전기 자동차와 클린 디젤 자동차

하이브리드 전기 자동차(HEV)는 엔진과 모터, 두 가지의 동력원을 사용하는 자동차를 말하며(이하 하이브리드 자동 차), 엔진과 모터의 사용 방법에 따라 직렬식과 병렬식이 있 는데, 최근에는 양자를 결합한 Combined형이 주목받고 있 다. 하이브리드 자동차는 엄밀하게 말하면 청정에너지 자동 차가 아니지만, 유해 배출 가스와 연료 소모를 최소로 하는 기술이고, 다른 대체 에너지 기술에 비해 시장으로의 접목이 용이해서 각광받고 있다.

클린 디젤 자동차는 배출 가스를 현저히 줄이고 연비 를 향상시킨 디젤 자동차로서, 동급 가솔린 차량 대비 연비 가 20~30% 이상 우수하여 이에 따라 대표적인 온실가스인 CO2가 10~15% 이상 적게 배출되는 자동차를 말한다. 또한 최근의 디젤 엔진은 소음과 진동도 현격히 개선되어, 승용차 로 이용해도 무리가 없을 정도이다. 우리나라는 여전히 디젤 자동차에 대한 부정적 인식이 강하지만, 유럽의 경우, 디젤 자동차 보급률이 이미 절반을 넘어선지 오래이며(2008년), 디 젤 자동차가 차세대 친환경 자동차로 각광받고 있다.

친환경 자동차 시장을 놓고 벌이는 이 두 기술의 경쟁은 어쩐지 우리에게 낯설지 않은데, 기술 혁신 과정에서 새로운 기술이 제공하게 될 사회기술적 시스템(Socio-technological system)의 변화 과정을 떠올리게 된다. 시장에서 관심이 많 은 하이브리드 자동차와 클린 디젤 자동차의 경쟁에 대해 새

지능형 그린 자동차

하이브리드 자동차와 클린 디젤 자동차의 경쟁 현황과 미래 예측

- 증기선과 범선의 경쟁 사례를 통해 살펴본 두 기술의 미래 -

산업시장분석실 선임연구원 전승표 | Tel 02-3299-6095 e-mail spjun@kisti.re.kr 산업시장분석실 연구원 김다슬 | Tel 02-3299-6099 e-mail dskim@kisti.re.kr

그린 수송 시스템

로운 시각을 제공하기 위해서, 먼저 국내와 미국 시장의 현황 을 살펴본다. 그리고 증기선이라는 신기술과 기존의 범선(帆船) 이 벌인 기술 경쟁을 살펴보고 이 사례에 비추어 두 기술의 경 쟁이 어떤 의미를 가지며, 범선 효과라는 관점에서 향후 시장이 어떻게 전개될지 의견을 제시하고자 한다.

하이브리드 차량 내수 점유율(수입차 제외) 미국 수준에 육 박, 2011년에는 수입산 디젤 승용차가 2배 이상 팔려

현대와 기아자동차는 2009년 7월 LPG 하이브리드인 아반떼 LPi(현대)와 포르테 LPi(기아)를 국내 최초 하이브리드 자동차로 출시한 바 있다. 이들 차종의 실적은 실망스러웠는데, 목표 판 매량의 절반을 겨우 넘긴 정도였다. 가장 큰 실패 원인은 구매 욕구를 일으킬 만한 차별성이 없었기 때문이었다. 이런 실망스 런 경험을 딛고 현대자동차와 기아자동차는 가솔린 하이브리드 인 쏘나타 하이브리드와 K5 하이브리드에서 완전히 새로운 기 술을 탄생시킨다. 이들의 가장 큰 장점은 전기 모터만으로도 빠 른 주행이 가능하다는 것이다. 더욱이 자동차 무게도 경쟁사들 에 비해 가벼웠는데, 경쟁사들이 하이브리드 자동차에 주로 장 착하는 니켈-메탈 배터리 대신 리튬이온 폴리머 배터리를 사용 했기 때문이다. 이것이 현대자동차와 기아자동차가 쏘나타 하 이브리드와 K5 하이브리드의 연비를 크게 높일 수 있었던 원인 이었다. 그러나 새로운 기술이 시장을 개척하는 데 있어서 문제 는 가격과 소비자 신뢰였다. 하이브리드 자동차의 높은 가격은

(4)

그린 수송 시스템

정부 지원과 제조사의 파격적인 가격 할인을 통해 거의 일반 신차의 가격에 근접시킬 수 있었다. 또한 소비자의 신뢰는 중 고차 가격 보장 프로그램과 하이브리드 전용 부품에 대한 무 상보증서비스를 크게 확대하는 프로모션을 통해 어느 정도 극복할 수 있었다. 이러한 노력으로 2012년 9월 하이브리드 자동차의 내수 점유율이 2.5%(수입차 제외)를 넘었는데, 이는 우리 시장보다 역사가 10년 이상 앞선 미국 시장의 수준에 거의 육박한 것으로 고무적인 증가라고 볼 수 있다.

클린 디젤 승용차(SUV 제외)의 경우 국내 시장의 양상은 하이브리드 자동차와는 달라서 2000년대 중반 오히려 내수 판매가 정점이었으며, 2007년 이후 감소세를 보였다. 위 그림 에서 보면, 2009년 이후 하이브리드 자동차의 국내 시장은 국산 승용차가 주도한 반면, 디젤 승용차는 수입차가 주도하 는 양상으로 바뀐 것이다. 2011년 한 해만 본다면 국산 하이 브리드 자동차보다 수입산 디젤 승용차가 2배 이상 많이 팔 려서 디젤 승용차가 다시 주도권을 잡기 시작한 것처럼 보인 다.

클린 디젤 차량의 선전, 클린 디젤 엔진의 진화가 하이브 리드 자동차 혁신도 가속

이러한 디젤 승용차의 활황은 여러 시장분석 기관에서 예 측되고 있는 바인데, 최근 글로벌인포메이션은 연료 가격 상 승과 연비 규제 강화가 세계적으로 클린 디젤차 수요를 촉진 할 것이라고 내다보면서 2018년에는 승용차 판매량의 18%를

클린 디젤 차량이 차지할 것이라고 전망했다. 클린 디젤 차량 의 수요는 주로 연비에 의해 증가하고 있는데, 가솔린차에 비 해서 보통 20~40% 연비가 개선돼 있기 때문에 인기가 높아 지고 있는 것이다. 실제로 유럽에서는 고연비와 디젤 연료에 주는 세제 혜택 때문에 지난 몇 년간 판매된 승용차 중 50%

가 디젤차였다. 지금까지 디젤 차량 수요가 그다지 많지 않았 던 시장도 점차 변하고 있다. 북미는 지난 20년간 디젤 승용 차 수요가 약세를 보여 왔는데, 미국의 가솔린 가격이 낮기 때문에 굳이 디젤 차량을 구입할 필요가 없기 때문이었다. 그 러나 향후는 배기가스 규제 때문에 현재의 디젤 차량은 클린 디젤 차량으로 모두 교체될 전망이며, 다음 그림을 보면 승용 차 시장에서도 2009년 이후 지속적으로 점유율이 높아지고 있는 추세이다.

『유럽에서는 이미 디젤 승용차가 50% 이상을 차지하고 있으며, 미국에서도 클린 디젤 승용차의

판매 점유율은 증가세에 있는데, 특히 미국 하이브리드 자동차 시장은 PHEV 판매 증가에

힘입어 다시 성장 중이다』

미국 시장은 배기가스와 연비에 대한 대응으로 하이브리 드 자동차 시장이 일찍이 활성화되었는데, 1999년 혼다 인 사이트의 17대 판매를 시작으로 해서 2007년 도요타 프리우 스가 18만대가 넘게 팔리는 등 연간 판매량이 35만대를 넘 어섰다. 2010년 말까지 미국 시장에서 하이브리드 자동차의 누적 판매량은 189만대에 이르렀으며, 2011년 5월에 200만

자료: 한국자동차공업협회, 한국수입자동차협회, 2012, KISTI 재작성

▶ 하이브리드 자동차 및 디젤 승용차 내수 현황(2006~2011)

25,000 20,000 15,000 10,000 5,000

- 2006 2007 2008 2009 2010 2011

50,000 40,000 30,000 20,000 10,000

- 2006 2007 2008 2009 2010 2011

수입 하이브리드 국산 하이브리드

수입 승용 디젤 국산 승용 디젤

국내 판매량(단위, 대) 국내 판매량(단위, 대)

(5)

지능형 그린 자동차

술 수용 과정에서 많은 시사점을 제공하는 범선과 증기선의 경쟁 사례를 요약하면, 다음과 같다.

수천 년의 선박 역사에서 범선은 그 중심에 있었다. 바람 을 이용하는 범선 대신 기관(증기력)을 이용해 바다를 항해할 수 있게 된 것은 증기기관을 이용한 기선(汽船)이 나오고부터 이다. 배를 움직이는 동력을 바꾸고자 한 이런 시도는 처음에 는 범선에 증기 엔진을 결합한 형태에서 비롯했다. 1807년 미 국의 로버트 풀턴이 개발한 증기선 클레몬트호가 뉴욕에서 알바니까지 허드슨 강을 거슬러 올라가는 항해에 성공한 것 이다. 이런 단절적인 혁신이 처음부터 환영받은 것은 아니었 다. ‘바람은 아무리 이용해도 무료인데 무엇 때문에 추진력을 얻기 위해 돈을 지불해야 하는가?’라는 선주들의 의문은 일 견 타당했으며, 대형 엔진은 배를 더욱 무겁게 만들어 배의 속도를 더 늦추었다. 더구나 석탄을 적재하고 다시 공급받아 야 하는 문제는 전에 없던 새로운 도전을 제시했다.

이런 증기선의 도입과정과 문제점은 전기 모터를 동력으로 하는 전기 자동차에서도 동일하게 나타나고 있다. 전기 자동 차를 바로 상용화하기보다는 기존의 내연기관에 모터를 더한 하이브리드 자동차가 출시된 것이다. 그런데 유가는 높지 않 았고, 높은 초기 투자비는 운영 과정에서 회수될 수 없어서 경제성이 없어 보였다. 또한 기존 내연 자동차에 모터와 배터 리를 추가함으로써 무게는 오히려 증가했고 연비를 줄이려는 노력은 더욱 큰 혁신을 요구하게 되었다. PHEV의 출시는 전 기를 충전하기 위한 인프라의 구축이라는 새로운 도전을 사 회에 던지게 된다.

대를 넘어섰다. 2012년 10월 말 현재, 미국에서 판매된 신차 (승용차)는 1,195만대에 이르렀는데, 이 중에서 하이브리드 신 차는 35만대를 넘어서서 3.0%의 점유율(PHEV를 포함하면 3.3%)을 보이고 있었다. 반면 디젤 승용차는 10만대 판매에 그쳐서 0.9%의 점유율을 보였다. 위 그림에서 보면, 2010년 말까지만 해도 하이브리드 자동차와 클린 디젤 자동차의 점 유율이 합하여 3.3%였지만, 2년이 지나지 않은 2012년 말에 는 4.7%까지 증가한 것을 확인할 수 있다. 여기서 주목할 만 한 것은 전기 자동차에 거의 근접한 PHEV(Plug-in Hybrid Electric Vehicle)의 증가 추세이다. 기존의 하이브리드 자동차 (HEV, Hybrid Electric Vehicle)가 충전을 내연기관으로 했다 면, PHEV는 가정이나 충전소에서 전기 플러그로 충전하는 방식으로 내연기관은 보완적 기능을 한다. 미국 시장에서도 잘 나타나듯이 2000년대 초반 하이브리드 자동차의 사용화 는 기존의 디젤 엔진에서 클린 디젤 엔진으로 진화시키는 촉 매제 역할을 했지만, 클린 디젤 엔진의 진화는 하이브리드 자 동차의 혁신도 가속시키고 있는 것이다.

범선과 증기선의 경쟁 사례로 본 클린 디젤 차량과 전기 자동차의 시사점

앞서 살펴본 바와 같이 내연기관에서 전기모터로 변화를 꾀하고 있는데 자동차 시장은 20세기 초반의 범선에서 증기 선으로 변화된 선박 추진 기술의 변화를 재현하고 있다. 신기

▶ 미국 하이브리드 자동차, 플러그인 하이브리드 자동차, 클린 디젤 승용차 판매 점유율 추이(신차 기준)

자료: www.hybridcars.com, 2012, KISTI 재작성

3.50%

3.00%

2.50%

2.00%

1.50%

1.00%

0.50%

0.00%

2010 12 2011

02 2011

04 2011

06 2011

08 2011

10 2011

12 2012

02 2012

04 2012

06 2012

08 2012

10

신차 판매 점유

HEV PHEV Clean Disel

(6)

그린 수송 시스템

여기서 다시 증기선의 사례를 보면, 기술 혁신은 새로운 니 치마켓의 성장과 함께 발생하며, 이후 사회기술적 시스템에 의해 재정비됨으로써 비로소 지배 기술이 되는 것을 확인할 수 있다. 증기선의 도약은 대서양 여객 수송의 성장과 큰 연 관성이 있다. 범선은 무풍지대로 들어가면 며칠씩 거의 움직 이지 못하지만 증기선은 운항이 확실하게 보장되었고, 목적 지를 향해 직진할 수 있었기 때문에 증기선이 가진 본질적 기 술 우위성이 발휘된 것이다. 전기 모터가 가진 친환경성과 고 효율성은 본질적으로 내연기관을 앞설 수 있다. 현재는 니치 시장을 차지하고 있지만, 하이브리드 자동차 기술의 발전으 로 사회기술적 시스템이 재정비되면 본격적인 전기 자동차 시장이 도래하게 될 것이라는 시사점을 도출할 수 있는 것이 다.

범선과 증기선 경쟁 사례에서 한 가지 흥미로운 것은 범선 이 오대양을 누비던 300년 동안의 전성기보다 증기선이 출현 한 이후 50년 동안 범선의 성능이 훨씬 더 비약적으로 향상 됐다는 사실이다. 전기 자동차가 하이브리드 자동차를 디딤 돌로 시장을 확대하려고 할수록 기존 내연기관은 비약적으로 발전할 것이며, 그때 사회기술적 시스템의 재정비가 늦춰져서 전기 자동차 시대의 본격적인 도래가 늦어질 것이라는 것이 다. 기존 내연기관 자동차가 전기 자동차라는 증기선에 대응 하기 위해서 새롭게 내놓은 개선된 범선이 클린 디젤 자동차 인 것이다. 범선 효과(Sailing ship effect 효과)로 불리는 이런 현상으로 강력한 새로운 경쟁자(증기선 또는 전기 자동차)가 나타나면, 기존 기술(범선 또는 내연 자동차)은 살아남기 위 해 필사적인 노력을 기울이기 때문에 전례 없던 개선이 이뤄 져 얼마간 수명을 더 연장할 수 있지만 결국에는 개선된 경 쟁자에게 주도권을 내주게 되는 과정을 설명한다.

『범선 사례를 볼 때, 클린 디젤차는 향후에도 발전할 것이며, 중단기적으로 경쟁력을 유지할 전망이다. 그러나 클린 디젤 기술의 혁신은 한계에

다다를 것이며, 오히려 전기 자동차 시장의 본격적인 도래를 앞당길 수도 있다』

결론을 말하면 중단기적으로 클린 디젤 차량은 전기 자동 차 시장의 본격적인 도래를 늦추며, 하이브리드 자동차를 중 심으로 한 전기 자동차와 동시에 발전할 것이다. 그러나 디젤 자동차의 증가는 디젤유의 수급에 영향을 끼치게 될 것이며, 이럴 경우 현재 디젤유가 가지는 가격 경쟁력은 다시 도전을 받게 될 것이다. 범선(구기술)이 가지는 한계 때문에 또 다른 혁신을 계속 요구받게 될 것이라는 주장이다. 최근 미국에서 보인 PHEV의 빠른 성장세에 주목할 필요가 있는데 디젤유 의 가격 경쟁력이 높지 않다면 PHEV가 오히려 주목받을 수 있다는 것이다. 그러나 PHEV와 HEV의 확대에도 중단기적으 로 걸림돌이 있는데, 바로 세계경제의 위축이다. 소비자 입장 에서 초기 투자비가 높고, 정부 보조금 지원이 절실한 하이브 리드 자동차로써는 세계 경제의 위축이 시장 확대에 큰 장애 가 될 것이다. 따라서 현재의 클린 디젤 자동차 활황은 어느 정도 계속될 것으로 판단할 수 있다. 경제가 회복되거나 디젤 차량이 지나치게 많아지지 않는 한 하이브리드 자동차가 스 스로 기술혁신을 통해 디젤 승용차의 혁신을 극복해야 하는 것이다. 그러나 장기적으로는 전기 자동차가 내연기관을 대 체할 것이며, 하이브리드 자동차는 범선이 증기선으로 대체 되는 과정이고, 대체되는 기간은 증기선이 범선을 대체한 것 과 같이 100년씩 소요되진 않을 것이다. 하이브리드 자동차 는 글로벌 시장에서 이미 전년 대비 100% 이상 판매 신장을 보이고 있으며, 토요타의 글로벌 판매량에서 하이브리드 자 동차가 차지하는 비중이 이미 14%에 이르고 있기 때문이다.

2013

(7)

백신

병원체에 의해 발생하는 질병을 예방 또는 치료하기 위한 생물학적 제제, 백신

백신은 사람이나 동물에서 병원체에 의해 발생하는 질병 을 예방 또는 치료하기 위하여 병원체 자체나 구성원의 일부 또는 독소를 적절한 방법으로 처리하여 생체 내에서 항체를 유도할 수 있는 항원을 함유한 생물학적 제제를 말한다.

백신

백신 자급자족을 위한 기회 발굴 전략

미래기술분석실 책임연구원 손은수 | Tel 02-3299-6064 e-mail essohn@kisti.re.kr

바이오 제약(자원)·의료 기기

현재는 감염성 질환에 대한 예방 백신이 주류를 이루고 있으 나 분자생물학 및 면역학의 비약적인 발전으로 암과 같은 만성, 난치성 질환에 대한 치료 백신까지 영역이 확대되고 있으며, 예 방 가능 질병군 및 접종 연령의 확대, 백신 기능의 확장, 투여 방법과 안정성의 개선, 생산 기술 및 항원 전달 기술의 발전으 로 활동 영역이 점차 확대되고 있다.

백신의 종류 백신 예

약독화 생백신 (Live-Attenuated)

·바이러스성

홍역(Measles), 유행성 이하선염(Mumps), 풍진(Rubella), 수두(Varicella zoster), 장염(Rotavirus), 황열병(Yellow fever)

·세균성 장티푸스(Typhoid) 불활화 사백신

(Inactivated) ·A형간염(Hepatitis A), 인플루엔자(Influenza), 소아마비(Polio, IPV), 콜레라(Cholera), 광견병(Rabies)

독소백신(Toxoid) ·디프테리아(Diphtheria), 파상풍(Tetanus)

아단위 백신

(Recombinant subunit) ·B형간염(Hepatitis B), 비세포성 백일해(Pertussis), 인유두종바이러스(HPV), 인플루엔자(Influenza) 접합 백신

(Conjugate polysaccharide- protein)

·‌‌‌수막구균성 뇌수막염(Neisseria meningitidis), 폐렴구균성 질환(Streptococcal pneumoniae), 헤모필루스 인플루엔자 b 형(Hib; Haemophilus influenza type b)

백신의 종류와 예

(8)

바이오 제약(자원) 의료 기기

세계 백신 시장, 2011년 310억 달러에서 2015년 471억 달 러 규모로 성장 추측

백신은 예방 가능한 질병의 99%까지 발병률을 줄일 수 있 는 비용 대비 효과가 가장 큰 의약품으로 관련 산업이 꾸준 히 성장하고 있다. 세계 백신 시장은 2002년 57억 달러에서 지난 10년간 6배 가까이 성장하여 2011년에는 310억 달러에 이르렀다. 여러 시장 전문 보고서를 종합해 보건대 2015년에 는 471억 달러 규모까지 성장하여 연평균 성장률이 11%에 이 를 것으로 추측된다.

『백신 시장은 2011년 310억 달러 규모로 증가하면서 11%의 연평균 성장률을 보이며, 국내도 4,080억 원 규모로 크게 성장했다. 치료 백신 시장 성장 등을 감

안할 때 향후에도 지속적인 고성장세가 예상된다』

국내 백신 시장의 경우 질병 대유행 상황 및 인플루엔자백 신 생산량에 크게 의존하는 경향이 있어 시장 규모가 유동적 이나, 2006년 약 2,200억 원대 규모에서 2011년 4,080억 원

규모로 크게 성장했으며, 2015년엔 6,855억 원 규모로 연평 균 성장률이 8%를 상회할 것으로 예상된다. 향후 정부 접종 대상자의 확대, 필수예방접종 대상 전염병의 확대 지정, 백신 접종률 상승, 치료용 백신 시장의 성장에 따른 백신 접종 대 상 질환의 확대 등을 고려할 때 지속적인 고성장세가 예상된 다.

다국적 제약사 5곳이 백신 시장 독과점 유지, 후발 주자 들은 특허 만료된 백신 대상으로 개발 추진

세계 백신 시장은 80%를 5개의 대형 다국적 제약사(GSK, 사노피파스퇴르, 화이자, 머크, 노바티스)가 점유한 독과점 체 제를 유지하고 있으며, 대부분 비선진국 회사들인 나머지 약 100여 개 제약사가 후발 주자로 나서 백신을 자체 공급하려 는 정부의 전폭적인 지원을 받아 특허 만료된 백신을 대상으 로 개발을 추진 중이다.

백신 시장은 낮은 제품 가격 및 자본 집약적 생산에 따른 저마진 구조, 기존 백신 업체의 우월적 시장 지위, 생산과 유

▶ 각종 백신의 제조 방법

LIVE-ATTENUATED VACCINE

INACTIVATED VACCINE

RECOMBINANT SUB-UNIT VACCINE

TOXOID VACCINE

DISEASE-CAUSING AGENT

DISEASE-CAUSING AGENT

DISEASE-CAUSING AGENT

DISEASE-CAUSING AGENT PRODUCING TOXIN

ATTENUATION

INACTIVATION

PROTEIN EXPRESSION

INACTIVATION

FORMULATION

FORMULATION

FORMULATION

FORMULATION

VACCINE

VACCINE

VACCINE

VACCINE SUB-OPTIMAL CONDITIONS

THERMAL OR CHEMICAL TREATMENT

PROTEIN SUB-UNIT

CHEMICAL TREATMENT

INACTIVATED TOXIN

FLUIDS AND ADDITIVES

FLUIDS AND ADDITIVES

FLUIDS AND ADDITIVES

FLUIDS AND ADDITIVES PURIFICATION

PURIFICATION

PURIFICATION GENE

TOXIN PURIFICATION EXPRESSION CELL

PROTEIN VACCINE

POLYSACCHARIDE VACCINE

CONJUGATE VACCINE

HUMORAL RESPONSE AND IMMUNE MEMORY IN INFANTS

HUMORAL RESPONSE AND IMMUNE MEMORY IN INFANTS

HUMORAL RESPONSE AND IMMUNE MEMORY IN INFANTS

HUMORAL RESPONSE AND IMMUNE MEMORY IN ADULTS

HUMORAL RESPONSE AND IMMUNE MEMORY IN ADULTS

HUMORAL RESPONSE AND IMMUNE MEMORY IN ADULTS

(9)

백신

위한 연구 개발이 한창이다.

백신 자급자족을 위해 개인의 관심과 정부 지원, 기업의 투자가 필요

지난 수십 년간 백신 접종으로 인해 강력한 전염성을 가진 치명적인 질병의 예방과 퇴치가 가능해 질 수 있었다. 지구 상에서 전염병이 근절되지 않는 한 신규 수요는 계속 창출될 수밖에 없는 상황에서 백신 산업은 초기 생산 설비 투자비가 높고, 고도의 생산 기술 노하우가 필요하며, 진입 장벽이 높 음에도 불구하고 안정된 시장과 초국가적인 파급력으로 국가 보건 산업의 중추적 존재로 자리하고 있으며, 각국은 백신의 자급자족을 위한 다양한 노력을 시도하고 있다.

다국적 제약사들이 시장을 주도하고 있는 우리나라 백신 시장의 경우, 미국과의 FTA(자유무역협정) 체결로 다국적 제 약사들이 백신 관련 임상을 국내에서 진행하고 직접 판매 에 나서면서 이들 업체의 시장 지배력이 더욱 강화되어 왔 통 과정에서 후발 업체의 기술적 한계 등으로 선진 5개사의

시장 지배력이 유지되고 있으나, 최근 M&A로 선진 글로벌 업 체 수가 감소하면서 비선진국 기업들의 활동 무대가 점차 확 대되고 있으며, 중국과 인도가 신흥 백신 시장으로 떠오르고 있다.

『GSK, 사노피파스퇴르, 화이자, 머크, 노바티스 5개 글로벌 제약사가 전 세계 백신 시장의 80%를 차지하며 SK케미칼, 녹십자, 한국백신, CJ제일제당,

보령바이오파마 등이 국내 시장에서 활동하고 있다』

국내의 경우, 외국계 기업의 비중(원료 포함)이 절대적인 가 운데, B형간염, 결핵, 장티푸스, 수두, 일본뇌염, 신증후군출혈 열 등 6종의 백신만을 자체 생산하고 있으며, 일부 백신들은 다국적 제약사의 완제품을 수입, 판매하거나 원액을 수입하 여 분주, 포장 판매하고 있다. 국내 시장에서 SK케미칼의 비 중이 가장 크고, 와이어스, 녹십자, 한국백신, CJ, 보령바이오 파마의 순이다. LG생명과학, 동아제약 등도 백신 시장 확보를

년도 구분

시장 규모 연평균

2010 2011 2012(F) 2013(E) 2014(E) 2015(E) 성장률

세계 시장 280.0 310.8 345.0 382.9 425.1 471.8 11.0%

국내 시장 5,960 4,080 5,427 5,866 6,341 6,855 8.1%

(단위: 억 달러, 억 원)

자료: (세계 시장) BioINdustry No.53, 생명공학정책연구센터, 2012. 06; (국내 시장) 2011년도 의약품 생산 실적, 식품의약품안전청, 2012

※ 산출 근거: (세계 시장) Kalorama Information, 2010, BCC Research, 2011, Frost & Sullivan, 2011, Datamonitor, 2010의 시장보고서에서 제시된 9~12%의 연평균 성장치의 중간치인 11%를 적용; (국내시장) 2004~2011년의 국내 의약품 시장 규모(생산+수입-수출) 및 전문의약품 생산 실적의 연평균 증가율의 평균치인 8.1%

를 적용

▶ 백신 시장 규모 전망

▶ 백신의 국내 시장 점유율 및 세계 시장 점유율

SK케미칼 21%

와이어스 19%

녹십자 18%

한국백신 16%

CJ제일제당 13%

보령바이오파마 9%

기타 4%

국내 시장 점유율

GSK 23%

Sanofi Aventis 17%

Pfizer 13%

Merck 12%

Novartis 10%

Sanofi Pasteur –MSD 4%

기타 21%

자료: (국내시장) 헬스코리아뉴스, 한국바이오협회, 2012. 03

세계 시장 점유율

(10)

바이오 제약(자원) 의료 기기

다. 2011년 국내 시장에 공급된 백신 총 4,900만 도즈 중에서 2,200만 도즈만 국내에서 생산되고 있고, 그것도 인플루엔자 백신과 일본뇌염 백신에 집중되어 있는 실정이다. 따라서 국 내 제약사들의 백신 개발 투자가 활발히 이루어져 다국적 제

약사에 대한 의존도를 낮추고 백신 자급 능력을 확충함으로 써 백신 주권을 강화할 필요가 있다. 이를 위해서는 국민 보 건에 대한 개인의 관심과 정부의 강력한 지원, 기업의 역할이 중요하다.

구분* 백신 종류 국내 생산 유무(전망)

’12 ’15 ’17

필수 예방접종

(12종)

B형간염

일본뇌염(사백신)

신증후출혈열

수두

인플루엔자

장티푸스

피내용 BCG

디프테리아·파상풍·백일해 (DTaP)

성인용 디프테리아·파상풍 (Td)

사백신 폴리오(IPV)

홍역·유행성이하선염·풍진(MMR)

성인용 디프테리아·파상풍·백일해 (TdaP)

소계 12종 6종 9종 11종

기타 예방접종

(11종)

렙토스피라

녹농균

경피용 BCG 생백신 일본뇌염

헤모필루스인플루엔자b형(Hib) ○**

A형간염

폐렴구균(PCV)

인유두종(HPV)

소아장염(Rotavirus)

대상포진

콜레라

소계 11종 3종 4종 7종

대유행, 대테러 대비

(4종)

두창

탄저

조류 인플루엔자

세포배양 인플루엔자

소계 4종 1종 3종 4종

27종 10종 16종 22종

주: *혼합백신은 별도 제품으로 분류하지 않음. **2011년 허가 자료: 식품의약품안전청 보도자료, 2012. 06. 14

▶ 연도별 백신 자급 능력 확충 계획

(11)

백신

우리나라가 백신의 자급자족 체제를 구축하기 위해서는 백신의 원료 생산을 위한 기반 기술 및 생산 설비의 기반을 확보하고, 이를 위한 중장기적인 실천 계획을 수립하여야 할 것으로 보인다. 외국의 백신 원료 생산 업체들과 장기 계약 체결을 통해 원료를 확보함과 동시에 원료 생산을 위한 기 반 기술을 이전받을 수 있도록 국가에서 지원책을 강구해야 한다. 또한 장기적으로 국가 주도의 백신 R&D프로그램을 설 치·운영하여 독자적인 원천 기술 확보에 주력하고, 전남 화 순에 있는 인플루엔자백신 원료 공장과 같이 기업 컨소시엄 을 효율적으로 운영하여 백신을 안정적으로 공급할 수 있게 하고, 백신 산업 육성을 위한 제도적 지원도 뒷받침되어야 할 것이다. 2013

최근 정부는 현재 45%에 머물러 있는 국내 제조 백신의 자급 능력을 높이기 위해 주요 백신 27종 중 10종에 머물러 있는 국내 생산 백신을 2017년 22종으로 확대할 계획을 밝힌 바 있다. 정부는 백신 개발 지원을 위해 국내 제약사들과 협 의체를 구성하여 백신 생산 시설 신축·이전을 지원하고, 백 신 개발에 대한 맞춤형 컨설팅, 세계보건기구 등과 긴밀한 협 의를 통한 외국시장 개척 등을 지원하고 있다.

『6종의 백신만을 자체 생산하며, 45%의 백신 자급률로 국민 보건 체제에 취약성을 지닌 우리나라로서는 다국적 제약사에 대한 의존도를 낮추고 백신 주권을 강화하기 위한

정부, 기업, 국민의 노력이 요구된다』

올빼미는 조류 가운데 보기 드문 야생성이며 가장 조용히 나는 것으로 알려져 있다. 올빼미는 날개의 양쪽 가장자 리에 작은 톱니 모양의 칼 깃이 달려 있는데, 일반 새에는 없는 이 칼 깃의 톱니가 공기 저항을 줄이는 역할을 하여 소리를 내지 않도록 하는 것으로 밝혀졌다. 이러한 원리를 이용하여 고속으로 이동하는 물체에 적용하면, 이동체와 부딪쳐서 발생하는 저항으로 인한 소음을 크게 줄일 수 있을 것으로 기대된다.

공기 저항으로 인한 소음은 공기와 물체가 부딪칠 때 공기의 흐름에 소용돌이가 생기면서 발생하게 되는데 올빼미 칼 깃의 경우에는 날개 전체 주변에 큰 소용돌이가 생기지만 칼 깃의 톱니 주변에는 작은 소용돌이가 다수 발생하여 큰 소용돌이의 발생을 억제한다는 것이 연구를 통해 밝혀졌다. 특히 자동차나 전철에서 고속 주행 시에 발생하는 소 음은 엔진이나 바퀴에 의한 소음도 있지만 차체와의 공기저항으로 인한 소음도 무시할 수 없다. 이러한 연구 기술의 결과를 각종 고속 주행체에 적용하면 소음을 크게 줄일 수 있을 것으로 예측되어 응용 범위가 크게 확대될 것이다.

현재 일본 신칸센에 적용한 익형 팬터그래피는 그 응용 사례로 꼽을 수 있다.

밤의 사냥꾼 올빼미의 소음 제거 기술

자연에서 배우는 아이디어 세계

자료: WildinKores

▶ 올빼미 ▶ ▶ 신칸센 전철 ▶

(12)

인쇄회로기판의 소형화, 집적화 가속되며 정밀 검사 장비 수요 증가

표면실장기술(Surface Mount Technology, SMT)은 인쇄 회로기판(Printed Circuit Board, PCB)의 표면에 직접 실장할 수 있는 표면실장부품(Surface Mounted Components, SMC) 을 전자회로에 부착시키는 방법이다. 전자 제품 생산 기술인 SMT(표면실장기술)는 생산 설비 라인 구성에 필요한 설비 관

SMT (Surface Mount Technology) 용 검사 장비

물샐 틈도 없는 철벽 3D 검사 장비

산업시장분석실 선임연구원 김지희 | Tel 02-3299-6293 e-mail kjh@kisti.re.kr

제조 기반

련 기술을 말하나, 넓게는 표면실장부품을 실장시키는 PCB 제 조에 필요한 생산 설비 및 부대 장치, 관련 설비 및 기술 전체를 의미한다.

『반도체 실장방식의 변화, 부품 소형화, PCB Fine pitch화 등의 영향으로 반도체 검사

장비 수요가 지속적으로 증가하고 있다』

최근, 스마트폰과 태블릿 PC의 급성장으로 인쇄회로기판의 소형화, 집적화가 가속화되고 있어 정밀 검사 장비의 수요가 증 가하고 있다. SMTA(Surface Mounted Technology Association:

세계 표면시장기술협회)에 따르면 그 이유는 SMT 공정에서 발 생하는 불량 중 74%가 납 관련 불량으로, 납도포의 불량 여부 가 품질 및 생산수율에 미치는 영향이 크기 때문이다.

2D 검사 장비에 비해 불량률을 혁신적으로 감소시키는 3D 검사 장비

SMT 공정에 사용되는 검사기에는 납도포검사기(Solder Paste Inspection, SPI)와 자동광학검사장비/실장부품검사기(Auto Optical Inspection, AOI)가 있다. SPI는 표면실장 전에 납도포를 검사하는 장비이고, AOI는 부품을 실장하고 납땜을 한 후 최종 검사를 하는 장비를 말한다. 다음 그림을 보면 SMT 공정 라인에 서 SPI와 AOI 검사 장비가 적용되는 구간을 알 수 있다.

▶ SMT 공정의 불량 분포도와 부품의 소형화 추세

(13)

SMT용 검사 장비

산업시장분석실 선임연구원 김지희 | Tel 02-3299-6293 e-mail kjh@kisti.re.kr

Open, 냉땜, 일어섬(Tomb Stone) 등의 근본적 원인인 납부 족, 납과다, 위치 불량, 형상 불량 등의 판단을 완벽하게 하 여 불량률을 혁신적으로 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 유럽 의 디지털 TV 공장에서 불량품 20개를 골라내기 위해서 2D SPI 장비는 120개를 집어내야 했지만(오류율 87%), 3D SPI 장 비는 23개 만에 20개의 불량품을 모두 골라내어(오류율 17%) 검사의 정확도는 물론 검사의 재작업에 드는 시간, 비용이 절 약될 수 있다.

『2D 검사 장비는 템플릿 매칭 방식으로 위치 불량 검출만 하지만, 3D 검사 장비는 3차원 형상 자체를 측정하여 전자 제품 조립 공정상 발생하는

핵심적 불량을 검출할 수 있어 불량률을 혁신적으로 줄일 수 있다』

이와 같이 3D SPI 장비는 2D SPI 장비를 사용하는 것보다 좀 더 구체적으로 살펴보면, 납도포검사기(Solder Paste

Inspection, SPI)는 SMT 공정 중 PCB 상에 표면실장부품 장 착 전에 연결 역할을 하는 납도포(Solder Paste)의 형상, 높 이, 두께 등을 검사하는 장비를 말한다. 납도포란, 전자제품 에 들어갈 회로기판에 반도체칩을 부착하기 전, 납을 발라두 는 공정을 말한다. 여기에 칩을 붙인 후 특수 오븐에 굽는 과 정이 회로기판 제조 과정의 ‘납땜’이다. 납도포검사기가 중요 한 이유는 납방울이 정상치보다 크면 회로를 침범해 기판을 못 쓰게 만들고 너무 적으면 납땜 후 반도체가 제자리를 잡 지 못하므로, 회로기판 제조에 있어 납의 상태 확인은 매우 중요하기 때문이다.

납도포검사기는 검사 방식에 따라 2D SPI와 3D SPI로 나 뉜다. 2D SPI는 측정이 아니라 템플릿 매칭 방식으로 위치 불량 검출만 할 수 있는 반면, 3D SPI는 납의 3차원 형상 자 체를 측정하여 위치, 폭, 길이, 부피 등의 정확한 수치를 측정 하여 전자 제품 조립 공정상 발생하는 핵심적 불량인 Short

▶ SMT 공정 단계별 검사 장비

납이 정확한 위치, 정량이 도포되었는지 검사

Bare Board (Raw PCB) 납 도포

Screen Printer Mounter Reflow Oven

납이 도포된 PCB 위에 칩(Chip) 장착

Chip이 장착된 PCB → Oven → 납용융 → Cooling → Chip 고정

SPI(인쇄 검사기) AOI(실장 부품 검사기) AOI(실장 부품 검사기)

PCB 기판 위에 장착된 Chip 검사

PCB 최종 검사 (Chip 장착, 납 표면 등)

자료: 고영 회사 소개 자료, 2011, KISTI 재작성, 2012

▶ 3D SPI 장비를 통한 실시간 불량 검출

정상 과납 미납 위치불량 브릿지 형상이상 형상이상

(14)

제조 기반

불량률을 획기적으로 감소시킬 수 있으나 3D SPI 장비는 그 림자(Shadow) 문제라는 치명적인 난제를 가지고 있다. 즉, 위 그림 좌측에서 보는 것처럼 단방향의 Projection에서는 빛이 닿지 않는 부분이 발생하게 되며, 그 부분의 검사는 불가능하 다. 결국 보는 각도에 따라서 측정 결과가 달라지므로 측정의 불확실성이 발생하게 되는 것이다. 또한 Solder paste의 뾰족 한 부분에서는 반사가 심하여 난반사(Specular) 문제가 발생 되어 Sensor의 Saturation이 야기된다. 이와 같은 문제를 고영 테크놀러지(社)에서는 위 그림 우측에서 보는 것과 같이 Dual Projection 기술을 개발하여 3D SPI 장비의 치명적인 난제인 그림자, 난반사 등을 해결하였다.

AOI 장비는 검사 대상물의 깨짐, 치수, 홀(hole), 도체 간격 (pitch), 라인 폭, 길이, 이물질, 패턴, PCB 기판의 솔더인쇄 상 태, 부품 장착 상태, 납땜 불량 등을 검사하는 장비이다. AOI 장비는 검사 방식에 따라 2D AOI와 3D AOI로 나눌 수 있으 며, Off-Line(탁상용)과 li-Line용이 있다. 현재 업체들의 80%

이상이 탁상용 2D AOI 장비를 사용하고 있다.

스마트폰, 태블릿 PC, 스마트 TV 등 IT 제품 수요 확대 와 반도체 패키징의 고집적화, 실장 방식 변화, 부품 소형화, PCB Fine pitch화로 인하여 AOI 장비 수요가 증가하고 있다.

특히, 2010년 이후 AOI 검사기 업계에 서는 3D AOI 검사 장비에 촉각을 곤 두세우고 있다. 그 이유는 광학기기의 기술적 한계를 해결할 수 있는 대안이

‘3D 기술 접목’이기 때문이다. 즉, 2D AOI 장비에 3D 기술 접목시킨 3D AOI 장비는 솔더링 이후의 납땜 상태를 3D 로 형상화시켜 불량을 검사한다. 솔더 링 이후 상태를 입체화하면, 광학기기 로는 볼 수 없었던 부품의 측면, 인접 한 부품으로 인한 부분, 리드들뜸, 필 렛 등의 불량을 손쉽고, 빠르게 검출이 가능하다. 다시 말해 2D AOI가 표면적인 상태만을 검사했다 면, 3D AOI는 실제적인 부품의 높이나 리드 휨, 리드의 굴곡 까지도 검사가 가능할 뿐만 아니라 거울처럼 반짝이는 반사 효과로 광학기기로는 검사가 어려웠던 부분도 검사가 가능하 게 된 것이다. 일례가 Pad의 납도포이다. Pad의 납도포 결과 가 중요한 이유는 Oven을 통과하는 과정에서 납이 녹으면서 다른 Pad에 붙거나 연결을 시키지 말아야 하는 Pad를 서로 연결시킬 경우 제품의 큰 고장과 연결되기 때문이다. 앞 그 림 좌측의 네모 박스에 해당 Pad의 경우, 2D의 이미지에서는 모두 다 비슷하게 도포된 것으로 보였으나 앞 그림 우측처럼 3D AOI 장비로 검사한 경우, 납이 정량보다 103.9%나 더 많 이 도포되었음을 알 수 있다. 이처럼, 3D AOI 장비로 검사할 경우 2D AOI 검사 장비로 검출하지 못한 불량을 검출할 수 있으므로 제품 고장률을 현저히 낮출 수 있다.

3D 검사 장비 시장, 연평균 7% 증가하여 2017년에는 34.9$ Million으로 예상

SMT 장비의 2011년 전체 시장을 보면 AOI가 48%로 가장 높고, SPI가 17%, 그 외 검사 장비가 35%를 차지한다. 2D SPI 와 AOI 검사 장비 세계 시장 규모를 보면, 2D SPI의 검사 장 비의 2011년 시장은 173.3$ Million에서 연평균 8.5% 증가하여 2017년 285.8$ Million으로 전망된다. 2D AOI의 검사 장비의 2011년 시장은 474.1$ Million에서 연평균 8.3% 증가하여 2017 년 778.1$ Million으로 전망되며 결과 값은 다음 표에 나타내 었다.

▶ 3D SPI 장비를 통한 실시간 불량 검출

기존 3D SPI 장비의 그림자(Shadow) 및 난반사 문제 그림자 및 난반사 문제 해결(고영테크놀러지(社))

▶ AOI 검사 장비의 2D, 3D Image 비교

2D Image 3D Image

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SMT용 검사 장비

이 높은 이유는 점유율이 낮은 소수업체들이 다수 존재하기 때문이다.

검사 수요 증가와 Solder paste 관련 불량으로 검사 장 비 시장 확대될 전망

PCB의 집적화로 검사 수요가 급증할 뿐만 아니라, 불량 원인 중 Solder paste 관련 불량이 전체 74%를 차지하고 있 어 검사 장비 시장은 지속적으로 확대될 전망이다. 또한, 글 로벌 EMS(Electronics Manufacturing Service) 업체들은 100% 2D AOI 장비만 사용하고 있어 신규 라인에 대한 수요 는 물론 2D 장비의 교체 시장에 대한 수요에도 기대가 크다.

고가인 3D 장비로 교체함에 있어 업계의 부담을 줄여주기 위 해 2D 장비에 3D 소프트웨어를 삽입하여 두 가지 검사를 모 두 할 수 있도록 고 안된 장비들도 출시 되고 있다. 이와 같 은 장비로 인해 업계 들은 고가인 3D 장 비로 교체하지 않아 도 검사의 효율을 높 일 수 있어 일석이조 의 효과를 볼 수 있 을 것으로 사료된다.

2013

『3D SPI의 세계 시장은 2011년 21.1$ Million에서 연 평균 7% 증가하여 2017년 34.9$ Million으로 전망되 며, 3D AOI는 2011년 57.8$ Million에서 연평균 7%

증가하여 2017년 94.9$ Million으로 예상된다』

3D SPI와 AOI 검사 장비 세계 시장 규모를 보면, 3D 검 사 장비의 시장 비중은 2D 검사 장비의 12.2%를 차지하고 있 어 2D SPI와 AOI 시장에서 3D SPI, AOI 시장을 추정한 결과 를 아래 표에 나타내었다. 3D SPI 검사 장비의 2011년 시장은 21.1$ Million에서 연평균 7% 증가하여 2017년 34.9$ Million으 로 예상된다. 아래 그림에서 나타난 것과 같이 3D SPI의 시 장 점유율을 보면 고영테크놀러지(社)가 50%의 시장을 점유 하고 있으며 Cyber-Optics 13%, 기타 19%순이다. 3D AOI의 세계 시장 점유율을 보면 Omron이 19%, TRI 17%, Viscom이 10% 등이며, 기타 비율이 42%로 높게 나타났다. 기타의 비율

년도 개요

시장 규모 연평균

성장률(%)

2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017

3D SPI 21.1 22.7 24.6 26.6 29.0 31.8 34.9 7

3D AOI 57.8 62.0 67.1 72.8 79.2 86.5 94.9 7

(단위: $ Million, %)

자료: Frost & Sullivan, 2011, KISTI 재작성, 2012

▶ 3D SPI와 AOI 검사 장비 세계 시장 규모

년도 개요

시장 규모 연평균

성장률(%)

2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017

2D SPI 173.3 186.4 201.4 218.2 238 260.6 285.8 8.5

2D AOI 474.1 508.4 549.7 596.9 649.3 708.6 778.1 8.3 (단위: $ Million, %)

자료: Frost & Sullivan, 2011, KISTI 재작성, 2012

▶ 2D SPI와 AOI 검사 장비 세계 시장 규모

▶ 3D SPI와 3D AOI의 세계 시장 점유율

고영 테크놀러지(社)

50%

TRI 17%

CyberOptics 13%

Viscom 10%

Omron 9%

Mirtec 10%

TRI

9% 기타

42%

기타 19%

CyberOptics 2%

Omron 19%

3D SPI 시장 점유율

3D AOI 시장 점유율

고영 테크놀러지(社)

CyberOptics Omron TRI 기타

CyberOptics Omron TRI Viscom Mirtec 기타

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IT 융합 시스템

그린카 구동의 핵심 부품과 각 시스템에 장착된 부품 성 능 확보를 위한 관리 시스템, 친환경 동력 시스템

친환경 동력 시스템이란 전기 자동차, 하이브리드 자동차, 연료 전지 자동차 등 그린카의 구동에 관련한 모터, 인버터, 배터리, 충전기, 연료 전지, 동력 분배 장치 등 핵심 부품뿐만 아니라 각 시스템에 장착된 CPU, BMS 등 부품의 성능 확보 를 위한 모니터링, 관리 시스템을 총칭한다.

그린카는 완성차 업체의 설계에 따라 각 시스템 업체에서 구동 부품, 에너지 저장 부품 등 부품별 모듈 형태로 제공 받 아 조립하여 통합·제어함으로써 개발되며, 이들 부품별 모듈 중에서 구동 부품, 에너지 저장 부품, 전장 부품 중 일부 핵 심 부품들이 친환경 동력 시스템으로 분류되고 있다. 친환경

그린카의 동력 시스템

친환경 동력 시스템 시장 전망

산업시장분석실 선임연구원 박선영 | Tel 02-3299-6024 e-mail sypark@kisti.re.kr

IT 융합 시스템

동력 시스템은 상기한 에너지원과 구동원으로서의 핵심 부 품을 비롯하여 BMS, CAN통신 등 핵심 부품의 상호작용을 지원하는 시스템 및 부품을 구성하는 소재 부분을 포함한다.

이들 친환경 동력 시스템을 구성하는 부품들로, 모터를 구성 하는 레졸버와 영구 자석, 인버터를 구성하는 IGBT, 커패시터 등 각종 소재와 구성품이 포함된다.

연비 규제 정책으로 고효율 동력 시스템에 대한 요구는 친환경 동력 시스템 기반의 차량 시장 확대를 촉진할 것 으로 전망

그린카는 1990년 초 인류의 생존을 위협하는 자동차 배

대분야 중분야 세부 제품

친환경 자동차

친환경 동력 시스템

모터/인버터 유도전동기, 영구자석전동기(IPM, SPM), SRM, SynRM 등 배터리/BMS 리튬이온배터리, NiMH전지, 금속공기전지 등

충전 시스템 탑재형 충전기, 별치형 충전기, 완속충전기, 급속충전기 등 동력 분배 장치 Power Split Device, CVT, Parallet Type, 2 Mode Type 등 연료 전지 수소압축탱크, 열 및 물 관리 시스템, 공기 공급 시스템 등 관리 시스템 BMS, CAN통신 등

▶ 친환경 동력시스템의 분류 관점 및 공급망 단계별 주요 제품 분류

GREEN

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그린카의 동력 시스템

산업시장분석실 선임연구원 박선영 | Tel 02-3299-6024 e-mail sypark@kisti.re.kr

가 서비스를 이용하여 극복할 수 있기 때문에 전기 자동차의 보급을 서두르는 방향이다. 다른 하나는 하이브리드 자동차 등의 가격을 낮춤으로써 보급을 확대시키면 어느 정도 구동 시스템을 공용으로 사용할 수 있는 다른 그린카에도 영향을 줄 수 있기 때문에 순수 전기 자동차보다는 플러그인 하이브 리드 자동차나 풀하이브리드 자동차와 같은 하이브리드 자 동차를 보급하려는 노력이다.

친환경 동력 시스템의 후방 산업에는 레졸버, 영구 자석, 코어 소재 등 주로 핵심 부품 및 소재 산업이 배치되어 있으 며 특히 전 세계적으로 2개의 일본 회사만이 독점하고 있는 레졸버나 중국이 97%를 차지하고 있는 희토류 영구 자석과 같이 산업의 편중화가 심한 경우가 많아 이 분야의 진입 장 벽이 높은 편이다. 모터/인버터, 배터리, 충전 시스템, 연료 전 지 등 친환경 동력 시스템 부품산업은 전 세계적으로 수많은 대기업 및 중소기업들이 특허 확보, 가격 절감, 고효율 등 다 양한 분야의 기술을 개발하고 있어 춘추전국시대를 방불케 하고 있다. 전방 산업으로 이와 같은 동력 시스템을 포함한 구동 시스템, 에너지 저장 시스템, 전장 시스템, 차체/샤시 시 스템 등 차량을 구성하는 다양한 시스템들로 이루어진 Tier 1(1등급) 정도의 부품 업체들로 구성된 시스템 업체들이 있다.

이미 세계적으로 10여 년 전에 하이브리드 자동차가 판매 되기 시작하였으나 국내는 아직까지 그린카 시장은 본격적으 로 열리지 않았으므로 기존 내연기관 자동차 산업에 비하여 전방 산업 활성화는 되지 않았지만 차량 보급이 어느 정도 이루어지면 자연적으로 성장할 것으로 판단된다.

기술 경쟁력을 바탕으로 고수익성 제품인 센서류나 정밀 제어 장치 등의 제품 개발이 요구되는 상황

연비 향상은 자동차 산업의 생존에 필수적인 요소로 이 를 해결하기 위해 핵심 부품의 고효율화, 고전압화, 고신뢰성 출가스와 점차 고갈되어 가는 석유 에너지 문제 해결을 위한

대안으로 전 세계적인 개발 붐이 불었으나 2003년 GM EV1 의 생산 중단과 하이브리드 자동차의 활성화로 인해 개발붐 이 사라지게 되었다. 그러나 2007년 미 정부에서 전기 자동 차 배터리 교환 방식의 프로젝트 베터플레이스 사업을 지원 하면서 전기 자동차 보급에 대한 제2의 전성기를 맞이하게 되었다.

전 세계적으로 10여 년 전부터 현재까지 수백만 대의 하 이브리드 자동차와 수만 대의 전기 자동차들이 운행되고 있 다. 그러나 작년 한 해 동안 대미 하이브리드 자동차 수출 순 위 중 국내 업체의 모델이 2위를 차지한 것으로 판단하여 볼 때 연비 및 가격 경쟁력의 확보가 무엇보다도 중요한 인자가 되고 있다. 기존 차와 그린카 사이의 가격 차이가 지속적으로 감소 추세에 있고, 전기 자동차와 하이브리드 자동차에 대한 일반인의 인식이 향상됨으로써 스마트 그리드와 연계하여 전 세계적으로 전기 자동차의 출시가 예정되어 있다. 또한 각국 의 연비 규제치 발표로 고효율 동력 시스템에 대한 요구 증 대는 친환경 동력 시스템 기반의 차량 시장 확대를 촉진하고 있다. 이에 반해 전기 수요 급증으로 인한 국가적인 전기 에 너지 절감 정책과 기존 자동차 산업에 비하여 상대적으로 적 은 그린카 생산량으로 인한 수익성 문제로 시장 성장이 저해 되고 있다.

『각국의 연비 규제 정책으로 인한 고효율 동력 시스템 에 대한 요구 증대는 친환경 동력 시스템 기반의

차량 시장 확대를 촉진할 것으로 전망된다』

그린카 보급의 향배를 바라보는 두 가지 관점이 있는데, 하 나는 전기 자동차의 성능이 기존 내연기관 차량에 비하여 많 이 떨어지지만, 현재 생산되는 전기 에너지를 보다 효율적으 로 사용하려는 스마트 그리드와 함께 부하 또는 전력원으로 써 활용하고 급속 충전 시스템이나 교체형 충전소와 같은 부

전기 자동차의 구조 하이브리드 자동차의 구조 연료 전지 자동차의 구조

배터리

배터리 충전기

연료탱크

엔진 인버터

모터

연료전지스택 인버터

배터리 압축수소탱크

모터 인버터

모터

충전기

(18)

IT 융합 시스템

화가 요구되고 있다. 우리나라는 일반 승용차에 대하여 2015 년까지 현재 연비 9.6~12.4km/l에 비하여 최대 37%나 강화 된 17.0km/l 연비를 목표로 설정하고 있으며, 미국의 경우에 도 2016년까지 승용차 16.6km/l, 평균 15.1km/l의 연비 목표를 설정하여, 미국에 수출되는 모든 차량이 이 기준을 적용받게 되어 있다. 그린카의 연비 향상을 위해서는 동력 시스템의 각 구성 부품의 고효율화가 무엇보다도 중요하고, 이를 위해서 는 전압을 높이는 것과 동시에 고전압에 대한 안전성 및 시스 템의 신뢰성 확보가 반드시 수반되어야 한다.

희토류의 무기화로 인한 생산 비용의 증가로 소재 부문 의 비희토류화 및 저비용화가 요구되고 있다. 친환경 동력 시 스템용 고성능 모터 개발을 위해서는 희토류 자석을 사용해 야 하나 중국의 희토류 금속 생산량과 매장량이 각각 97%와 31%에 달하고 이미 자원 무기화가 진행되고 있어 희토류를 사용하지 않는 모터 개발이 시급한 상황이다. 일반적으로 소 형 모터의 경우 자력은 다소 약하나 저렴한 페라이트 소결자 석을, 대형 모터의 경우 강한 자력의 고가인 네오 계 소결자 석이 사용되고 있었으나 최근 가격 경쟁력 확보를 위하여 영 구 자석이 없는 유도 전동기를 사용하는 경우가 늘고 있으며, 새로운 방식의 모터 개발에 많은 연구가 집중되고 있다.

레졸버, 고정밀 전류 센서 등 핵심 요소 부품의 수입으로 기술 경쟁력이 약화되고 있으므로 핵심요소 부품의 국산화가 필수적이다. 모터의 회전 속도를 측정하는 레졸버는 전 세계 적으로 일본의 타마가와사(社)와 미네비아사(社)에서 공급받 고 있으며 그물 방식의 특허를 통해 독점적 기술을 확보하고 있다. 따라서 국내 기업이 새로운 모터 개발 시 기술적 종속 성으로 인해 기술 경쟁력이 취약하다. 또한, 고정밀 전류 센 서 등 전력 제어에 필수적인 센서류는 일본이나 독일 업체에 서 주로 개발하고 있으며, 역시 가격 경쟁력 확보 등을 위하 여 국산화 기술 개발이 시급히 요구되고 있다.

『최근 국내 완성차 업체들의 연이은 그린카 출시 계획 발표 및 스마트 그리드 연계형 수익 모델 구축으로 인해 그린카 시장에 새롭게 뛰어드는

부품 업체가 많이 나타나고 있다』

2009년 저속 전기 자동차 개발에 뛰어들었던 많은 중소 기업들이 기술력, 가격 경쟁력 및 시장성을 확보하지 못하고 사업에 실패하였으나 최근 연이은 국내 완성차 업체들의 그 린카 출시 계획 발표 및 스마트 그리드 연계형 수익 모델 마 련으로 인해 그린카 시장에 새롭게 뛰어드는 부품 업체들이 많이 나타나고 있다. 기존 자동차 부품 업체들은 박리다매의

수익 구조를 기본으로 하고 있으나 시장에 진입한 중소 규모 의 그린카용 부품 업체들은 뛰어난 기술 경쟁력을 바탕으로 고수익성 제품인 센서류나 정밀 제어 장치 등의 제품 개발이 요구되는 상황이다.

모터/인버터, 배터리, 충전 시스템, 동력 전달 장치 등 동 력 시스템 기술 개발과 동향

세계적으로 모터/인버터 분야에서 도요타는 PRIUS에 탑 재된 모터의 출력과 최대 회전수를 1, 2, 3세대에 걸쳐 지속 적으로 증가시켜 왔으며 고전압화, 고효율화, 경량화, 고속화 를 개발 방향으로 진행하고 있다. 혼다는 10kW급의 슬림형 모터를 이용하여 엔진을 보조하고 있다. 반면 최근 희토류 영 구자석의 가격 상승으로 인하여 Leaf 전기 자동차와 같이 유 도 전동기를 탑재하는 경우도 보고되고 있다. 배터리 분야에 서는 이미 10여 년 전부터 일본 업체가 중심이 되어 NiMH 배 터리를 하이브리드 자동차용으로 꾸준히 공급해 왔으나 고 출력의 배터리에 대한 수요가 늘면서 최근 출시되는 대부분 의 전기 자동차 및 하이브리드 자동차에는 리튬이온배터리 를 탑재하기 시작하면서 우리나라 업체에 다소 뒤지고 있다.

반면 저가를 내세운 중국 배터리 업체들의 활동을 향후 주 목해야 한다. 충전 시스템의 경우 차량 탑재형 완속 시스템 이 기본이나 최근 스마트 그리드의 활성화와 함께 전력 회사 와 연계하여 인프라 구축의 형태로 충전기 또는 충전 시스 템을 보급하는 업체가 증가하고 있다. 배터리 충방전 시험기 와 원리가 비슷하여 장비 업체들도 기술을 함께 개발하고 있 는 상황이다. 동력 전달 장치의 경우 세계적으로도 고효율의 변속 시스템을 제작하는 업체들이 손에 꼽을 정도로 고정밀 도의 기술 축적이 요구된다. 특히 하이브리드 자동차의 동력 전달 장치는 기존 내연기관의 속도를 바꿔주는 변속 개념보 다는 동력을 분배시켜주고 구동 및 발전 등 엔진, 모터, 발전 기 상호 간의 조정을 해주는 기능을 하므로 중소기업이 접근 하기에 쉽지 않은 영역으로 판단된다. 연료 전지의 경우 국내 의 기술 수준이 세계의 기술 수준과 크게 차이가 없을 정도 로 연구 분야에서는 선도하고 있으나 실용화 및 상용화에 있 어서는 독일이 가장 앞서나가고 있다. 독일에서는 각국의 연 료 전지 자동차에 대한 실증을 위한 테스트베드를 자처하고 있으며 이에 많은 완성차 업체에서 독일로의 수출을 고려하 고 있는 상황이다. 부품 개발에서는 연료 전지 스택의 저가화 를 위한 연구가 전 세계적으로 지속되고 있으며 다양한 재료 및 설계를 통한 효율 향상이 경주되고 있다.

(19)

그린카의 동력 시스템

타나고 있지만 2020년경에는 자동차 시장의 약 5~10%에 이 를 것으로 전망된다. 일본 후지경제연구소는 친환경 동력 시 스템 세계 시장이 2012~2016년에 연평균 성장률 34.8%로 2012년 58.34억 달러에서 2016년 192.54억 달러로 성장할 것 으로 전망하고 있다. 세부적으로 살펴보면, 구동용 모터 분 야는 2016년 53.84억 달러로, 인버터 시스템 분야는 24.87억 달러로, DC-DC컨버터 분야는 7.92억 달러로, 배터리 시스템 분야는 104.4억 달러로, 충전 시스템 분야는 2016년 1.51억 달 러로 성장할 것으로 전망하고 있다.

『전기 자동차의 보급 확대와 하이브리드 카의 저가화를 통한 그린카 확대로, 친환경 동력 시스템

시장은 그린카 시장과 직접적으로 연결되어, 세계적으로 2012~2016년에 연평균 성장률 34.8%로

2012년 58.34억 달러에서 2016년 192.54억 달러로 성장할 것으로 전망된다』

국내의 경우 2009년 10월 정부의 그린카 4개 강국 진입 을 위한 정책 발표로 저속 전기 자동차의 상용화로 이어지는 것 같았으나 낮은 안전성과 고비용으로 인해 판매가 저조하 였으며 현재는 대부분의 중소 전기차 업체들이 사업을 접은 상태이다. 국내의 친환경 동력 시스템 시장은 이전까지는 주 로 정부 기관 위주로 이루어졌으나 2011년 소나타와 K5 하이 브리드 자동차의 출시와 함께 급격히 상승하고 있으며 내년 이후 르노삼성 SM3 전기 자동차 등 다양한 차종이 양산되면 스마트 그리드 시장과 함께 시너지 효과를 보일 수 있으리라 사료된다. 2013

국내 모터/인버터 분야의 경우 현재 양산되고 있는 국내 하이브리드 자동차 및 전기 자동차용 부품은 모두 대기업 에 납품되고 있으며, 중소기업의 경우 전동카트 등에 사용되 는 소형 모터나 전기 이륜차용 인휠 모터 등을 생산하고 있 는 정도이다. 아직 그린카에 대한 전체적인 시장 규모가 크지 않아 다양한 업체에서 양산이 이루어지지 않고 있다. 반면 가 전용을 포함한 소형 모터 개발이 가능한 모터 업체들은 최근 전동화 추세에 맞춰 전동 워터 펌프, 전동 오일 펌프, 전동 컴 프레서, 전동 조향 장치 등 소형 모터 개발에 많은 연구를 하 고 있다. 배터리 분야에서는 세계 정상급의 양산 기술을 가진 리튬이온배터리 제조사들이 다수 있으며 이미 국내외 실용 화된 전기 자동차 및 하이브리드 자동차에 배터리를 공급하 고 있다. 이에 반해 양극, 음극, 전해질, 분리막 등 핵심 소재 에 대한 원천 기술 확보는 아직도 다소 미흡하다. 중소기업의 경우 자체 BMS 기술을 갖추고 배터리업체와 연계하여 골프 카트와 같은 소형 전기 자동차 시장에 대응하는 업체들이 다 수 존재한다. 충전 시스템의 경우 환경부의 친환경 자동차 보 급 정책으로 제주도 지역에서 3개의 컨소시엄 실증사업을 통 해 2012년까지 2,600대의 충전기가 보급될 예정이며, 대기업 과 중소기업을 포함한 총 48개 기업이 기술 개발에 참여하고 있다.

친환경 동력 시스템 시장, 2020년경에는 자동차 시장의 5~10%에 이를 것으로 예상

친환경 동력 시스템 시장은 그린카 시장과 직결되고 있으 며 시장 예측 전문 기관에 따라 전망치 편차가 다소 크게 나

년도 구분

시장 규모 성장률

CAGR(%)

2012 2013 2014 2015 2016

세계 시장

구동용 모터 20.17 24.69 32.43 40.89 53.84 27.82

인버터 시스템 9.13 11.19 14.80 18.76 24.87 28.47

DC-DC컨버터 2.36 3.16 4.41 5.86 7.92 35.33

배터리 시스템 25.91 32.43 38.95 67.72 104.40 41.69

충전 시스템 0.78 0.99 1.18 1.37 1.51 18.18

합계 58.34 72.45 91.77 134.60 192.54 34.78

(단위: 억 달러)

자료: (세계 시장) 2010년 판 HEV, EV관련시장철저분석조사 100¥=1,400원, 1$=1,100원, 후지경제연구소, 2010

▶ 친환경 동력 시스템 분야의 세계 시장 전망(2012~2016년)

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스마트 워크 환경과 모바일 오피스 채택으로 MDM 솔루 션 부상

2012년 10월 기준 국내 스마트폰 이용자는 3,141만 명, 태 블릿 기기 가입자는 71만 명을 기록했다.1) 스마트 단말 이용 자가 늘어나면서 기업과 공공 기관들의 PC 기반 스마트 워 크 환경도 급격히 이들을 지원할 수 있는 모바일 오피스를 채택하는 방향으로 진화하고 있다. 모바일 단말과 무선 네 트워크가 업무 환경에 포함되면서 이전까지와는 다른 우려 들이 증가하고 있는데, 단말기 분실로 인한 기밀 데이터의 유출, 무선 네트워크를 통한 해킹 등 공격, 사용자의 부주의 한 응용 프로그램 설치로 인한 악성코드 감염 등 보안 위협

2)이 그중 한 가지다.

『스마트 단말 이용자가 늘면서 스마트 워크 환경도 이들을 지원할 수 있는 모바일 오피스를

채택하는 방향으로 진화하고 있다. 또 다른 경향으로 기업 이동성 향상 전략을 위한

기업의 BYOD 전략을 들 수 있다』

최근의 또 다른 경향으로 기업의 BYOD 전략을 들 수 있다.

BYOD란 ‘Bring Your Own Deviceʼ의 약자로, 업무에 개인 소

1) 방송통신위원회, 유무선 가입자 통계현황, 2012년 10월 말

2) 한국인터넷진흥원, “Net Focus: 스마트 워크 기술 동향 및 국내외 추진 현황”, 인터 넷&시큐리티 이슈, 2012. 04

MDM(모바일 단말 관리) 솔루션

스마트 워크 확산에 따른 MDM 솔루션 시장의 부상

기술기회연구실 연구원 김소영 | Tel 02-3299-6128 e-mail sykim8171@kisti.re.kr

방송 통신 융합

유의 기기 사용을 허용하는 정책이다. 전 세계적으로 기업들은 업무 효율성과 개인 생산성을 제고하기 위해 일련의 ‘기업 이동 성 향상 전략 (Enterprise Mobility)ʼ을 채택하고 있다 (위 그림 참 조). 이를 실현하기 위한 한 요소가 BYOD이며, 단말 구입 비용 을 절감하고, 개인 소유 기기의 활용으로 업무 효율성을 높이기 위해 기업과 공공기관에서 도입이 확산되고 있으나, 개인이 가 진 단말이 다종다양하여 이전의 단일 플랫폼 지원 솔루션으로

▶ MDM 시장: 기업 모빌리티 관리의 핵심 요소

자료: “U.S. Mobile Device Management (MDM) Market”, Frost & Sullivan, 2012

·Configuration and Provisioning

·Continuous Monitoring

·Policy Enforcement

·Update and Wiping, and others Device Management

Enterprise Mobile Devices Application and Content

Management User Management

·Application Distribution

·Application White/Black-Listing

·Application Usage Monitoring

· Corporate Application Security, and others

·Integration with Corporate Active

·Directory for User Management

· Unified View of All User Devices in Corporate Network

·Management of Groups, and others Enterprise Applications and Content Enterprise Mobile Users

참조

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