KISTI MARKET REPORT Vol.2 Issue 1

전체 글

(1)

Vol. 2 Issue1 January 2012

신재생에너지

바이오매스 기반 생분해성 소재 바이오제약·의료기기

암 진단용 소재

LED 응용

LED 소자

콘텐츠 & SW

융복합콘텐츠

제조기반

리튬 이차전지 소재

(2)

contents

2012 KISTI MARKET REPORT

Vol. 2 Issue 1 January 2012

발행일 2012년 1월(통권 11호) ISSN 2233-8756 발행인 박영서 편집인 박창걸 발행처 한국과학기술정보연구원 기획위원 유재영, 문영호, 손종구, 권오진, 김강회, 한 혁, 박창걸, 김기일 분원 130-741 서울특별시 동대문구 회기로 66 정보분석본부 산업정보분석실 전화 02) 3299-6036 팩스 02) 3299-6041 E-mail cgpark@kisti.re.kr

신재생에너지

폐자원/바이오매스

바이오매스 기반 생분해성 소재 : 온실가스 감축 규제에 따른 시장 성장 기회

03

바이오제약·의료기기

바이오자원 신소재장기

암 진단용 소재 : 암 진단 시장에서의 생명공학기술의 위치

08

LED 응용

에코 LED

LED 소자 : LED 소자 원천기술 개발과 지적재산권 확보를 위한 선결과제

12

콘텐츠 & SW

융복합콘텐츠

u-Health 시장의 현실과 경쟁력 확보의 해법

16

제조기반

화학소재제조

리튬 이차전지 소재 : 이차전지 소재 개발의 현재와 미래

20

(3)

으로는 물과 이산화탄소로 변환되는 특징을 갖는 회수 및 후 처리가 필요 없는 소재이다.

이는 석유화학합성 생분해성 플라스틱 및 석유계 플라 스틱의 대안으로 부상하여, 천연고분자와 바이오매스 기반 의 생분해성 고분자 소재로 원재료에 해당하는 바이오매스 에서부터 단량체, 생분해성 고분자 중합체, 배합, 성형 가 공 및 응용 산업 분야에 이르는 가치사슬을 구성하고 있다.

석유화학합성 생분해성 플라스틱 및 석유계 플라스 틱의 대안으로 부상하고 있는 바이오매스 기반 생분 해성 소재

바이오매스 기반 생분해성 소재란 기능성 고분자로서의 기능과 석유계 합성 고분자 수준의 물성을 가지며 사용후 또는 폐기시에는 미생물의 활동에 의해 분해되어 최종적

▶ 바이오매스 기반 생분해성 수지(소재)의 범위 ▶

Biodegradable Polymer

Glucose, Cellulose, Starch

Polysaccharides

Modified starch based

Modified cellulose based

Modified Lignin based Casein, Collagen,

Gelatin

Soy, Zein, Gluten

Oil, Fats, Wax Proteins

Lipid

PLA Microbial

Biochem- Technology

Petrochemical

by product PCL, PVA, PVP

Biomass

PHA, PHB, Xanthane gum, Pululan

PTT, PBS, PBSA, PBAT

바이오매스 기반 생분해성 소재

온실가스 감축 규제에 따른 시장 성장 기회

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

신재생에너지_ 폐자원/바이오매스

(4)

폐자원/바이오매스

자료: Technical Report EUR 22103 EN, Catalogue number:LF-NA- 22103-EN-C, ISBN:

92-79-01230-4.

대분야 중분야

(공급망 단계)

세부 제품

소재/부품 장비

생분해성 소재

바이오매스 원료

식물자원, 식물성오일, 폐식물자원, 목질계, 미생물계, 해양식물자원, 동물자원 등

바이오매스 제조 장비, 정제기, 추출기, 반응로, 파쇄장비 등

단량체 및 발효, 효소 기술

효소(Oxygenase, Peroxidase, Lactate Dehydrogenase, Oxidase, Lipase, 펩티다아제 등) 미생물(Alcaligenes eutrophus, Sphaerotilus natans, 락토바실러스, 대장균 등) 단량체(Lactic Acid, 프락토우즈, 1,3-부탄디올, 글루코네이트, 펙틴, 각종 아미노산 등)

합성 반응기, 효소 반응기, 발효 장치, 건조로, 바이오리액터, Furnace, 자동화 이송설비 등

고분자 중합,

복합재료 Gum, Starch, Lignin, PLA, PHB, PBS, PHA 중합 반응기, 물성 측정 장비, 이송라인, 각종 분석 장비 등

성형, 가공 및 응용 산업

필름, Sheet, Plate, 성형 및 블렌딩, 금형 및 사출제품, 포장재, 건설, 전자, 의료, 자동차 등 응용 제품

성형기, 사출기, 건조기, 블로우 모딩기, 분쇄기, 착색기 등

▶ 바이오매스 기반 생분해성 소재 공급망 단계별 주요 제품 분류 ▶

국내의 경우 바이오매스 기반 생분해성 원료 및 단량체 소재 대부분을 외국 업체로부터 일괄 도입하는 상황으로 국제원료가격 상승 시 비용 증가에 따른 수급 불안정성이 존재한다. 바이오매스 원재료 및 발효제, 효소, 바이오매스 단량체의 경우 수입의존도가 다소 높으며 중합체 제품의 경우는 수입의존도가 높지 않은 상황이다.

▶ 원유가에 따른 석유 기반 고분자와 바이오 기반 고분자 가격 추이 ▶

온실가스 감축 규제 및 석유 기반 합성고분자에 대 한 탄소세 부가와 환경 비친화적 제품에 대한 거래 제약으로 높은 시장 성장 전망

교토의정서, 유럽 리치(REACH), 발리 로드맵(Bally Roadmap) 등 석유자원 중심의 기존 에너지/화학산업에 대한 세계적인 규제로 정부의 온실가스 감축 목표(2020년 배출전망치의 30% 감축) 달성을 위해 온실가스 저감 효과 가 큰 자원 순환형 바이오매스 시장 확대를 위한 정책적 니즈가 있다. 또한 향후 석유 기반 합성고분자 시장은 탄 소세 부가와 합성플라스틱 폐기물의 유해성 논란 및 환경 비친화적 제품에 대한 거래 제약 등으로 인해 고분자시장 에서 경쟁력이 약화될 가능성이 있다. 기존 석유 기반 화 학산업은 이러한 정책적 니즈와 제도적 규제로 인하여 재 생자원으로부터 고품질 플라스틱 및 생분해성 소재 제조 비중을 확대할 것으로 전망된다. Frost & Sullivan에 따르 면 바이오 플라스틱의 경우 2015년 전체 플라스틱 시장의 1.5~4.8%를 차지하고 시장 규모가 400만~1,250만 톤에 달할 것으로 예상하였다. Mckinsey사와 Kline & Company 사 역시 세계 화학시장의 최대 20% 수준을 바이오화학 시 장이 대체할 것으로 전망하였다.

『석유화학제품 수준의 물성과 가격 경쟁력 확보가 바 이오매스 기반 생분해성 소재 시장 성장의 가장 중요 한 요인이며, 2013년경 석유 기반 합성고분자 대비

경쟁력을 확보할 것으로 판단된다』

시장 성장의 가장 큰 과제는 기존 석유화학 제품 수준의 물성과 가격 경쟁력 확보에 있다. 최근에는 고유가 지속 및 바이오제품의 생산기술 발전으로 석유화학기반 플라스틱

과의 가격 격차가 줄어들고 있으며, PLA와 같이 일부에서 는 석유화학 제품과 경쟁할 수 있는 제품도 나타나고 있다.

기존 석유 기반 합성고분자 대비 바이오매스 기반 생분 해성 소재의 단가가 경쟁력을 확보하는 시기는 국가별로 차이가 있으나 국내의 경우 단가가 약 1.1~1.4달러/kg에 근 접하는 2013년경이 될 것으로 전망된다.

Pet-Polymer(low oil price $25-30/bbl)

Bio-Polyester(reference oil price, progress ratio 93%) Pet-Polymer(reference oil price $25-35/bbl)

Pet-Polymer(high oil price $25-50/bbl) Bio-Polyester(reference oil price, progress ratio 81%) Bio-Polyester(high oil price, progress ratio 81%) 2000

4.00 3.50 3.00 2.50 2.00 1.50 1.00 0.50

0.00 2005 2015 2020

Price [Euro/kg]

2010

(5)

바이오매스 기반 생분해성 소재

현재 유수한 고분자 제조 및 제품 생산 업체들이 바이오 기반 고분자를 개발하고 이를 이용하여 제품을 생산하기 위해 다양한 전략을 채택하고 있다. 대표적인 회사들에는 Cargill-Dow, Dupont, BASF, P&G, Genencor, Metabolix, Kaneka, Toyota, Mitsui 등이 있으며, 화학회사와 바이오 회사들이 서로 협력하여 공동으로 이러한 화학소재를 개 발하려고 노력한다.

『바이오매스 단량체 제조 및 생분해성 고분자설계와 중합단계 부문의 성장성과

부가가치성이 높은 것으로 파악된다』

국내 바이오매스 기반 생분해성 소재 시장은 초기단계 로 다수의 후발기업들이 시장에 진입하면서 경쟁이 치열 하다. 국내 기업의 기술개발은 주로 최종제품의 생산을 위 한 블렌딩 기술과 컴파운딩 기술에 집중되어, 블렌딩 고분 자를 중심으로 시장이 형성되어 있다. 특히, 전분계와 셀룰 로오즈계 등 천연고분자와 지방족 폴리에스터 등이 중심 을 이룬다.

바이오매스 기반 생분해성 소재 제조기술 개발기업으로 는 대상, SK케미칼, LG화학, 대한제당, GS칼텍스 등이 있 다. 대표적인 바이오매스 기반 생분해성 소재인 폴리락티 드를 개발하기 위해 원료 물질인 lactic acid 제조에 대한 연구가 대한제당, CJ, KAIST 등 몇몇 기업과 연구기관에서 부분적으로 진행되고 있다. 현재 폴리락티드 소재의 경우 는 수지의 생산보다는 기초수지를 수입하여 기업을 중심 으로 컴파운딩 및 가공기술 개발에 치중하고 있다.

선진국 대비 국내 기업의 기술수준을 살펴보면 배합 및 가공 성형 단계의 수준은 높은 편이나 초기 바이오매스 기 반 단량체 제조 및 중합기술 단계의 기술수준은 상대적으 로 낮은 것으로 파악된다. 전방산업에 속하는 성형, 가공 및 블렌딩 기술(복합재료, 컴파운딩, sheet, 필름 등), 포장 재(봉투, 식재료), 생활용품, 일부 의료용 고분자(봉합사, 치 료용 패드), 자동차 및 전자산업에서의 국산화는 일부 진척 이 있으나 미성숙 시장으로 여전히 국산화 잠재력이 큰 분 야로 판단된다. 수익성, 성장성 등을 고려해볼 때, 바이오 매스 단량체 제조 및 생분해성 고분자 설계 및 중합 단계 가 다소 부가가치가 높고, 가공단계에 해당하는 성형, 블렌 딩 및 배합 단계는 부가가치성이 평균적인 것으로 파악된다.

Integrated Process Development Cargill Dow, DuPont

‘Biorefinery concept’

Chemical + Biotech Collaborations P&G + Kaneka BASF + Metabolix DuPont + Genencor Cargill Dow +

Bio-based

Polymers

Bulk Volume Producers enter Biotech P&G , Toyota New Supply Chain (Agricultural + Chemical) Cargill + Dow - Cargill Dow Toyota + Mitsui - Toyota Bio Indonesia

▶ 바이오매스 기반 고분자 개발을 위한 기업들의 전략 ▶

자료: O. Wolf, M. Crank, M. Patel, F. M. Weidemann, J. Schleich, B. Husing, and G.

Angerer, “Techno-economic feasibility of large scale production of bio-based polymers in Europe”, Technical Report EUR 22103EN, pp. 193, ISBN: 92-79- 01230-4.

자료:‟Techno-economic Feasibility of Large scale production of Bio-based polymer in Europe” December 2005, European Commission Joint research Center.

▶ 바이오매스 기반 고분자의 발전 단계 ▶

Nylon 66,69 PHBHx Cellulosics

Nylon 6 PHBV

PBS, PBSA PHB

PUR

PBT PTT PLA

Research Pilot Plant Commercial Large Scale Mature

Starch Polymers

후발기업의 시장 진입으로 점점 경쟁이 치열해지고 있는 국내 시장

천연고분자인 셀룰로오스와 전분은 이미 기술이 성숙 단계에 도달하였으며, 현재 많은 양이 실제 사용되고 있 다. 한편 식물자원 기반 합성 고분자의 경우에는 개발 단 계로 최근 대표적 생분해성 고분자로 평가되는 폴리락티 드(PLA)만이 현재 상업화되어 대량 생산의 단계에 진입한 상태이다. PLA 외에 현재 상업화 단계에 진입 중인 고분자 로 대부분의 생분해성 폴리에스터들이 있으며, 대표적으로 PHB와 PHA, PTT 등이 있다. 식물자원 유래 단량체를 이 용한 폴리우레탄의 생산도 상용화 단계에 와 있다. 이외에 아직 연구단계이거나 ‘Pilot Plant’ 규모 단계에 머물러 있는 것에는 나일론과 PBS, PBT 등이 있다. 특히 나일론의 경 우는 PLA의 단점을 보완할 수 있는 엔지니어링 플라스틱 으로 많은 연구가 진행되고 있어 가까운 미래에 상업화될 것으로 보인다.

(6)

폐자원/바이오매스

▶ 국내 바이오매스 기반 생분해성 가치사슬 단계별 업체현황 ▶

단계 제품/기술 해외기업 대기업 중소기업 중소기업 유효 분야

원료 바이오매스 원료 및 소재 Cargill(미), NSC(미) BIOP(독), JCS(일) Dupont(미)

대상, SK, LG, 대한제당,

GS칼텍스 - 부품, 반응기, 분석 등

단량체 젖산, 숙신산 등의 유기산, 각종 아미노산, 1,3-프로

판올, 1,4-부탄디올 METABOLIX(미), Biotec(독), Dupont(미)

Lenzing(EU), Biomer(독)

LG, SK 도레이새한, SK케미칼, CJ, 효성

한국PLA, 이래화학, 에콜그린, 그린케미칼, 나노톡스텍

발효 기술, 정제 기술, 화학적 변환기술

발효

효소 효소 및 미생물 SKC, 대상, CJ 효소 코리아, 대웅, 아피스바이오, 아미코젠,

바이오시스, 이스타, BS바이오

생물 촉매 기술, 미생물대 사공학, 유전자진화 기술, 균주탐색 및 개발

중합체 PLA, PHB, PTT, PBS, PBAT, PEAT, PHA, Gum, polysaccharide, Starch

P&G(미), Purac(EU) Natureworks(미) Project in China(중) showa High polymer(일)

LG, SK, CJ, 한국합섬, 한화석유화학, 제일모직, GS칼텍스, 도레이새한, 한국바스프, 휴비스

이래화학, 에콜그린, 그린케미칼, 한국PLA, 네이처 윅스, 미래환경, 바이오네츄렉스, KT바이오텍

중합반응, 고기능성 구조설계 및 합성기술, 기능성 첨가제 및 안정제 기술, 고분자 개질

가공 성형

sheet, film, plate, pellet

TOYOBO(일), SONY(일), TORAY(일), SMA(독), 3M(미), BASF(미)

일진, 일양플라스틱

KP테크, NPI, 하오기술, 에콜그린, 그린케미 칼, 바이오플라, 지앤씨코리아, KS케미칼, 에 코메이트, 홍지, SH바이오, 신진, 아이즌, 범 창, 위더스케미칼, 동진산업

고분자 성형 가공 및 배합, 기능성 제품 제조 및 물성 강화 소재

블렌딩 배합, 강화 플라스틱 SKC, 코오롱, 호남유화,

한국고분자, 한성, 삼우

에코솔루션, BTC, OCI, HIMtech, 금화, 참테 크글로벌, 이화텍 에코니아, 이앤포레코

복합재료 기술, 블렌딩 가공 최적화 기술

응용

산업 산업별 모듈화 적용

현대자동차, 삼성전자, 현대 중공업, LG전자, 호남석유화 학, 롯데, 코오롱, 한국쓰리 엠, 한국합섬

KT바이오텍, 씨엠리서치, 조은플라텍, KH테크, 성원플라스틱, 씨유이엔텍, 금양

필름, pad, 포장재, 봉합사, Back Sheet, Frame 등 다양한 제품 생산 기술

장비

발효기, 정제장비, 중합 장비, 성형 및 가공

장비 -

JO테크, 우일하이테크, 이오테크닉스, 엘림 시스, 주은산업, 신진테크, 거평, 한울엔지니 어링

중합반응기, 사출기, 성형기, 생산 필요 장비

세계시장 2010~2015년 연평균 41% 이상 성장, 국내시장 2015년 3,860억 원 규모로 성장 전망

미국에서는 세계 최대의 PLA 생산업체인 Natureworks 사가 시장 점유율 약 28%로 선두에 있으며, 그 다음으 로 Cereplast사가 약 18%, DuPont사가 약 17%를 차지하 고 있다. 유럽에서는 선두를 고수하고 있는 Purac사의 시 장 점유율이 약 20%에 달하며, Novament SPa, Avebe, Hycail, Arkema, Naturin GmbH, BIOP 등이 각각 약 10%

씩의 시장 점유율을 나타내고 있다. 바이오매스 원료 가 격하락이 생분해성 고분자 소재 분야에서 바이오매스 기 반 생분해성 소재가 높은 시장 점유율을 지속적으로 유지 할 것으로 전망된다. 특히 2009년은 PLA를 생산하는 미국 Natureworks사와 유럽의 Purac사의 약진으로 생분해성 수지 시장 점유율이 48%에 이르렀다.

각국의 바이오매스 정책 지원에 따라 해외의 경우 많 은 민간 기업이 고기능성 생분해성 소재 제조 및 제품개 발에 막대한 투자를 하고 있으며, 이에 힘입어 바이오매스 기반 고기능성 생분해성 소재 세계시장은 2010~2015년에 연평균 41% 이상 성장하여 3,200천 메트릭 톤 규모에 이 를 것으로 전망된다. 지역별로 살펴보면 유럽 시장은 2010

년 175천 메트릭 톤에서 2015년 754천 메트릭 톤으로 연 평균 33.9% 성장할 것으로 전망되며, 미국시장은 2010년 258천 메트릭 톤에서 2015년 1,032천 메트릭 톤으로 연평 균 41.4% 성장할 것으로 보인다. 국내 시장규모는 2011년 1,960억 원에서 2015년 3,860억 원으로 연평균 42%의 성 장을 보일 것이라 예상한다.

자료: Biodegradable Polymers, A Global Strategic Business Report, Sept.2006, Published by Global Industry Analysts, Inc.

(단위 : %)

2006 94.4

5.6 100

90 80 70 60 50 40 30 20 10

0 2007

90.1

9.9 2008

87.4

12.6 2009

80.8

19.2 2010

77.8

22.2

2011 70.9

29.1

2012 67.6

32.4

2013 59.8

40.2

2014 55.5

44.5

석유계 바이오매스

▶ 석유계 vs. 바이오매스계 세계 생분해성 소재 점유율 전망 ▶

(7)

바이오매스 기반 생분해성 소재

▶ 지역별, 원료소재별 세계 바이오매스 기반 생분해성 소재 시장 전망 ▶

▶ 생분해성 소재의 국내 시장 전망(2011~2015년) ▶

(단위 : 천 메트릭 톤) (단위 : 천 메트릭 톤)

자료: 바이오플라스틱 생분해성 시장 전망, 2008, 켐로커스(chemlocus.co.kr)

년도 시장 규모 성장률(%)

(2011~2015)

구분 2007 2009 2011 2013 2015

미생물 생산고분자 820 935 1,345 1,873 2,440 35

생분해성 석유합성고분자 2,560 2,880 3,400 3,930 4,520 15

바이오매스 기반 고분자 1,180 1,520 1,960 2,840 3,860 42

(단위 : 억 원)

US EU Others PLA PHA Starch-based Commodity Engineering

자료: Bioplastics market sees rapid global growth, plastemart, 2011, Global Bioplastics Market, TechNavio, 2011, Global Bio-based Plastics Market, 2009, Frost & Sullivan 참조하여 KISTI 추정

3,000

2,500

2,000

1,500

1,000

500

0

3,000

2,500

2,000

1,500

1,000

500

2010 0

258 175 138

2011

365

235 206

2012

516

314

307

2013

730

421

455

2014

671 1,032

564

2015

1,459

754

987

2015

969

323

697

888

323

2011

359.1 224.59.0 4.5 134.7

2012

460.3 11.5 287.7 5.8 172.6

2013

589.8

14.7 368.6 7.4 221.2

2014

755.9

18.9

472.4 9.4 283.5

2010

280.2 7.0 175.2 3.5 105.1

(8)

암 세포에서 발현되는 물질에 대해 특이적이고 고민 감도로 결합할 수 있는 암 진단용 소재

1983년 이후 국민 사망원인 1위는 암이 차지하고 있다.1) 특히 소득 향상과 의료기술의 진보로 인해 인간의 수명이 연장되면서 전체 환자의 60% 정도가 60세 이상인 암의 발 병률은 더욱 증가할 것으로 예상된다. 암으로 인한 우리 사회의 경제적 손실 비용은 2005년 기준, 14.1조 원에 이르 며 암 환자 1인당 경제 손실은 연간 약 6,000만 원에 이르 는 것으로 집계되었다.2)

세계보건협회의 발표에 의하면 암은 조기 발견 시 1/3 정도는 완치가 가능하며, 1/3 정도는 완화가 가능하다고 하 므로 조기 진단 및 치료의 중요성이 크게 부각된다. 특히 암의 생성 메커니즘에 대한 연구의 진행과 이를 활용한 조 기 진단 기술이 발전하면서 기존의 암 진단 방법인 영상진 단 및 조직검사 이전에 암을 진단하고자 하는 노력이 진행 되고 있다. 암 진단용 소재는 암 진단(분자진단)에 사용되

는 진단기기(바이오칩, 바이오센서 등), 진단 킷 형태의 다 양한 제품이 가능하도록 하는, 암세포에 대해 특이적이고 고민감도로 결합할 수 있는 소재를 일컫는다. 즉, 암 세포 에서 특이적으로 나타나는 생체표지자와 이에 대해 특이 적으로 결합하는 각종 물질을 포함한다.

암 세포는 정상 세포가 변형되어서 생기는 것이기 때문 에 암 진단 소재로 활용되는 생체표지자는 다음과 같은 특 성을 가져야 한다. 즉, 암 세포에 특이적으로 발현되는 물질 (표지자)을 타깃으로 해야 하며, 검사 감도를 높일 수 있도 록 발현도가 높은 것이 좋다. 특히, 진행 초기단계에 발현되 는 표지자이면 조기 진단이 가능하며 체액 등에도 발현이 되면 혈액 등의 타액검사로도 간편하게 진단할 수 있다.

암 진단 소재는 암 발생과 관련된 메커니즘 중 발암 유전자(oncogene), 종양억제유전자(tumor suppressing-

구분 주요 기능 및 성분

품목 구분 부품

암 진단 소재

표지자 분류

Oncofetal antigen 분화 과정에서 발현되는 유전자로 성인에서는 발현이 안 되다가, 종양세포에서 활성화되어 발현되는 항원 (α-Fetoprotein, CEA 등)

Hormone Placental Hormone, AVP, ACTH Enzyme LDG, B Galactosyltransferase

Secreted Tumor Antigen CA125, CA 19-9, CA15-3, NSE, Glycosphingolipid 표지자

결합 소재

항체 항원-항체 결합을 활용한 소재

핵산 핵산-단백질 특이적 결합을 활용한 소재로 RNAi, 압타머 등 포함

펩타이드 펩타이드-단백질/펩타이드 특이적 결합을 활용한 소재

▶ 암 진단 소재 ▶

암 진단용 소재

암 진단 시장에서의 생명공학기술의 위치

산업정보분석실 연구원 임종연 | Tel 02-3299-6068 e-mail jylim@kisti.re.kr

바이오제약·의료기기_ 바이오자원 신소재장기

1) 통계청, 2010년 사망원인 통계 2) 국립암센터, 암 발생 통계 2005

(9)

암 진단용 소재

gene), 암 특이적 발현 유전자와 관련된 단백질, 펩타이 드, RNA, DNA 등의 생체표지자를 타깃으로 한다. 이러 한 생체표지자의 발현 유무를 통해 암 발생 및 진행 정도 를 진단하기 위해 암 표지자에 결합할 수 있는 항체, 핵산 기반의 물질인 압타머 및 RNAi, 펩타이드 등이 암 진단소 재로 활용된다. 임상에서 암 진단 소재는 증상이 없는 건 강한 사람에서의 조기 진단(screening marker), 암 진행 예 후 추적(prognostic marker), 치료 약물 선정(약물 반응군 구분, 부작용군 구분, 효율 정량화, 효과 모니터링을 위한 용도-stratification marker, efficacy marker, mechanism of action marker, toxicity marker)을 위해 활용된다.

암 진단 소재 및 이를 활용한 서비스 개념의 암 진단 시장 분석을 통한 국내 생명공학기술 적용 시장 분석

미국의 신규 암 환자는 2008년 152만 명에 달하고 그 증가세(2002~2006)가 약 2.5%이다. 국내 신규 암 환자는 2008년 기준 178,816명으로 증가세(2005~2008)는 약 7%

로 집계되고 있다. 일반적으로 암 진단 시장은 영상의료기 기를 이용한 암 진단과 본고에서 논하고자 하는 생명공학 기술을 기반으로 한 체외 암 진단 시장을 포함한다.

생명공학기술을 활용한 체외 암 진단 시장은 유전자 검사 등 서비스 형태의 유전자 검사(NAT, Nucleic acid testing) 시장과 혈청, 소변, 척수액 등을 활용한 진단 킷 등이 포함되는 면역 진단(Immunoassay testing) 시장, 조 직검사(biopsy) 시 활용되는 조직검사용 진단(Advanced

staining) 시장으로 구분 가능하다. 본고에서는 체외 암 진 단 시장 중 암 진단 기기(바이오분석장비) 등은 제외한 암 진단 소재(암 진단이 가능한 생체표지자 및 관련 반응 액 등) 및 이를 활용한 서비스 개념의 암 진단 시장을 분석함 으로써 생체표지자 개발기술, 검출 관련 기술을 위주로 한 국내 생명공학기술 적용을 통해 접근 가능한 시장에 대해 알아보고자 한다.

『암 진단 세계시장은

연평균(2005~2008) 9.38%의 성장률로 성장하여 2010년 기준 약 17억 달러에 달하고,

암 진단 국내시장은 아직 시장 초기 단계이나 빠르게 확대되어 2010년 약 144억 원에

이를 것으로 추정되었다』

암 진단 세계시장은 연평균(2005~2008) 9.38%로 성장하 여 2010년 기준 약 17억 달러에 달하는 것으로 추정되었다.

국내의 경우 아직 시장 초기 단계이나 2004년~2009년 연 평균 40.5%로 성장하는 등 빠르게 시장이 확대되어 2010년 암 진단 소재 시장은 약 144억 원에 이를 것으로 추정되었다.

일반적으로 암 진단은 CT, 초음파 등의 영상진단과 조 직 검사를 통해 진단되었기 때문에 조직검사용 진단 소재 시장이 가장 오래되었으며, 혈액을 통한 면역 진단 시장이 최근의 조기진단 중요성에 의해 성장하였다. 그러나 최근 유전자 검사 비용 등이 저렴해지면서 면역 진단에 비해 효 율성이 높은 NAT 시장의 큰 성장이 눈에 띈다.

▶ 미국 암 진단 시장전망 ▶

2500

2000

1500

1000

500

0

25

20

15

10

5

2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012

100

80

60

40

20

0 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012

immunoasay advanced staining NAT

시장 규모 성장률

자료: Cancer Molecular Diagnostics Markets, Frost & Surlivan 2008.

(단위 : 백만 달러) (단위 : %) (단위 : %)

(10)

바이오자원 신소재장기

▶ 국내외 시장규모 및 전망 ▶

년도 개요

시장 규모

연평균성장률

2008 2009 2010 2011(F) 2013(E)

세계시장 2,999 3,377 3,824 4,092 4,685 7%

국내시장 95 117 144 172 248 20%

(단위 : 백만 달러, 억 원)

※ 산출근거 : 미국 체외 암 진단 시장 규모를 기준으로 세계시장 규모 추산(미국이 세계시장의 46% 정도 차지)

미국 신규 암 환자 증가율 감소 추이 반영, 최근 암 진단 의료보험 적용 축소 논란 등을 고려하여 성장률(9.38→7) 조정 국내 암 환자 증가율 증가 추세, 암 진단 사업 촉진정책 호조에도 불구, 장기적 불황 감안하여 성장률(40.5→20) 조정

자료: Cancer Molecular Diagnostics Markets, Frost & Surlivan 2008.

분야별 암 진단 시장 경쟁 상황

유전자 진단 시장은 시장 초기 단계로 시장이 점차 확 대되고 있으나 인력 부족, 고가격 등의 문제점으로 인 해 특정 기업(Myriad Genetics)의 시장점유도가 높은 편 이다. 면역 진단 시장은 비교적 중기에 해당되며 FDA 승 인된 9개의 바이오표지자를 중심으로 제품이 생산되고 있으며 Abbott Laboratories, Inc.Beckman, Diagnostic Products Corporation가 시장의 대부분을 점유하고 있 다. 비교적 시장 형성이 오래된 조직검사용 진단 소재는 Vantana, Dako, Vysis의 대기업이 시장의 70% 이상을 차 지하고 있다. 진단소재 제품은 OEM 방식으로 생산되는 경 우가 많은데 기술적인 점유도 면에서는 Fujiribio Diagnostic INC(FDI)가 대표적인 기업이다. FDI는 고형암 표지자인 CA(Carbohydrate Antigen)의 경우 전체 시장의 80% 정도 를 생산, 자체 생산, 디자인 등을 하여 Abbott Laboratories, Inc, Beckman, Bayer Diagnostics, BioMérieux, Brahms Aktiengesellschaft, 등의 대기업에 납품하고 있다.

국내에서는 HPV(Human Papilloma Virus)를 활용한 자 궁암 진단, CEA(Carcino Embryonic Atigen)를 활용한 대 장암 진단 제품이 있으나 순수 국내 기술을 활용하여 제 품화에 성공한 사례는 아직 없다. 국내 기술을 활용해 시 장에 판매 중인 암 진단 제품은 자궁경부암 진단을 위한 HPV(Human Papilloma Virus) 위주이며, 씨젠이 약 7억 원 의 매출을(2009) 달성하여 국내 암 진단 기업의 선두를 달 리고 있다.

『암 진단 시장은 유전자 진단 시장, 면역 진단 시장, 조직검사용 시장으로 분류될 수 있으며 최근에는 비교적 높은

암 진단 효율성을 보이는 유전자 진단 시장으로 전환되고 있다』

▶ 조직검사 진단 부문 ▶

▶ 유전자 검사 부문 ▶

▶ 면역 진단 부문 ▶

15%

4%

Others 11%

Genzyme Genetics Genomic Health

2008

Myriad Genetics 70%

Abott Diagnostics

20%

16% Diagnostic Products Corporation Bayer Healthcare

10%

Ortho-clinical 7%

Diagnostics Roche Diagnostics 7%

Tosh Biosciences, inc 5%

5%

Fujiribio Diagnostics Others

12%

2008

Beckman Coulter

18%

Dako 25%

Vysis 20%

8%

Vision Biosystem Ltd Others 13%

2008

Ventana Medical system

34%

(11)

암 진단용 소재

각각의 암 진단 시장 동향에 따라 진단소재 개발에 대한 차별화된 전략 필요

우리나라의 고령화는 아주 빠르게 진행되고 있어 2018 년도에 60세 이상 노인인구가 14%를 차지할 것으로 전망 된다. 암 진단 소재 기술은 암에 특이적으로 결합하는 특 성을 기반으로 융합분야인 의료기기, 치료제 등에 결합되 어 폭넓게 확대 적용이 가능하다는 점에서 진단제품뿐만 아니라 표적 치료제 및 영상진단제와의 결합을 통해 고부 가가치를 생산할 수 있는 원천기술에 해당되어 정책적으 로도 막대한 지원을 하고 있다.

FDA도 신약 개발 기간 단축을 위한 진단 마커 개발에 치중하였으며, 관련 연구개발 투자를 확대하였다. 그러나 이러한 기대에도 불구하고 암 진단 제품의 효율성이 아직 기대 수준에 미치지 못하여 보험적용 정책 등에 변화가 생 길 수도 있을 것으로 판단되므로 암 진단 제품을 활용한 효율성 증진이 무엇보다 시급하다.

기술별로 살펴보면 항원-항체 반응을 기반으로 한 면 역 진단(PCR, CISH, ELISA)이 주를 이루었으나 최근 합성 이 가능한 핵산 및 펩타이드와의 특이적 결합을 활용해 항 체를 대체하려는 움직임이 일고 있다. 또한 기존 항체는 Minibody 등의 기술을 통해 사이즈를 작게 하여 생산단 가 및 효율을 높이거나 affinity 등을 향상시켜 효율성을 높 이는 방향으로 연구가 진행 중이다. 기존 항체 기술은 인 간화 항체 제작을 통한 부작용 감소, 생산성 향상을 위한 항체 크기 저감, modification, manufacturing 기술 개선, Minibody 기술, Phage display 기술, 특이적 결합을 가지는 소재를 찾는 압타머의 SELEX 기술, Affibody 기술 등으로 연구가 진행되고 있다.

『유전자 진단 시장은 진단 서비스의 가격 경쟁력 및 자동화를 위한 전략이 필요하므로 진단소재의 검사편리성 및 생산단가 인하 전략 및 신규 유전자 소재에 대한

발굴이, 면역 진단은 기존 항체기반의 소재에 대한 생산단가 인하 및

생산성 향상과 함께 효율성 증대를 위한 전략, 조직 검사 진단은 정량화를 위한 기술개선

전략이 필요할 것으로 판단된다』

현재 FDA 승인을 받은 암 진단 표지자는 전립선암 진 단을 위한 PSA(Prostate cancer Specific Antigen), 대장

암 진단을 위한 CEA(Carcino Embryonic Atigen), 고환암 및 간암 진단을 위한 AFP(Alpha-Feto Protein), AFP-L3, DCP(Des-gamma Carboxy Prothrombin) 등 9개가 있다.

면역 진단 시장의 경우 이미 9개의 바이오표지자에 대한 특허는 거의 등록이 되었고 새로운 제품에 대한 승인 규 제가 까다로우며 의사를 타깃으로 한다는 점에서 기존 제 품에 대한 장벽을 깨기가 어렵다. 또한 표지자의 효율성이 떨어지며새로운 표지자의 필요성이 높아져 Telomerase, Ovarian Cancer Antigen, 폐암 마커인 CEA, CF19, Neuron Specific Enolase 등의 마커에 대한 개발이 진행되고 있다.

유전자 진단 시장의 경우 타 시장에 비하여 진단 효율 성은 높으나 관련 서비스를 위한 인력 부족, 고비용의 문제 점을 해결하기 위해 자동화, 통합된 제품개발, 특정 약물을 타깃으로 하는 제품 등의 방향으로 개발이 진행되어야 할 것이다.

조직검사 진단은 환자로부터 떼어낸 조직에서의 시각적 관찰을 통해 암 진단이 가능하다는 점에서 임상 활용도가 높았으나 정량적 측정이 아닌 점에서 전문가 의존도가 높 은 문제점이 있으므로 이를 위한 기술개선 전략이 필요할 것으로 보인다.

(12)

LED는 반도체로 빛을 발생시키는 소자로 LED조명 및 응용제품의 성능을 결정하는 핵심인자

LED(Light Emitting Diode, 발광다이오드)는 반도체로 빛 을 발생시키는 소자로 기존 광원 대비 고효율, 저전력, 장 수명(반영구적), 빠른 응답속도, 친환경성(무수은) 등의 장 점을 지니고 있어 각종 전자기기와 조명기기, 자동차 계기 판의 전자표시판에 주로 활용된다.

LED 산업은 LED 소자 산업, LED 조명·응용산업, LED 부품소재산업, LED 장비산업으로 구성된다. 이 중 LED 소 자 산업은 기판으로부터 에피웨이퍼를 가공하여 LED 칩/

패키지 및 모듈을 생산하는 일련의 산업을 의미한다. LED 소자는 LED조명 및 응용제품의 성능을 1차적으로 결정하 는 핵심소자이다.

LED 소자 제조 공정은 기판 위에 단결정의 얇은 막을 성장시키는 웨이퍼(Wafer) 및 에피웨이퍼(Epitaxy) 공정, 에 피웨이퍼에 전극을 형성시키고 각각의 소자로 절단하는 칩 공정(Fabrication), LED 칩이 빛을 발산하도록 접착, 배

선 등을 통해 LED 램프 등을 만드는 패키징(Packaging) 공 정, 다양한 애플리케이션과 접목되어 제 기능을 하도록 하 는 모듈 공정 등으로 나눌 수 있다.

LED 기판인 웨이퍼는 LED 에피웨이퍼를 만들기 위한 반도체 기판이다. 기판은 반도체의 성장을 결정하는 기반 이 되는 것으로 주로 사파이어(Sapphire), GaN, SiC, GaAs 기판들이 웨이퍼로 사용되며 이들 기판 중 가격 경쟁력이 있는 사파이어와 SiC가 주로 사용되고 있다. 에피는 기판 위에 금속유기화학증착장비(MOCVD)를 사용하여 화합물 반도체를 성장시켜 에피웨이퍼를 제조하는 단계이다. 이는 LED의 휘도를 결정하고 LED의 품질을 결정하는 핵심적인 단계로 기술적 난이도가 가장 높고 부가가치가 높은 공정 이다. 칩은 LED 개별 소자를 말하는 것으로, 칩의 구조는 발광 효율을 극대화하는 방향으로 발전해왔는데 전극의 종류, 배치 형태, 칩 형태를 설계하는 연구가 진행되고 있 다. 패키지는 내부에 LED 칩을 실장하고 칩과 리드(lead)를 연결하며 PCB에 부착이 가능하도록 제작된 소자이다.

▶ LED 제조공정 ▶

[ 기판 ] ▶▶ ▶ ▶ ▶ ▶ ▶ ▶

절단/가공 MOCVD Reaction Slicing/Dicing Packaging 조립

▶ ▶ ▶ ▶ ▶ ▶

[ Wafer ] [ Epi-Wafer ] [ LED Chip ] [ Package ] [ Module ]

Sapphire, GaN, SiC, SI, GaAs

Standard, S/V, H/O PKG, Array PKG (In, Al) GaN(청, 녹, UV),

InAlGaP(적, 황), AlGaAs(적, IR)

LED 소자

LED 소자 원천기술 개발과

지적재산권 확보를 위한 선결과제

기술사업화정보실 선임연구원 노현숙 | Tel 02-3299-6093 e-mail hsroh@kisti.re.kr

LED 응용_ 에코 LED

(13)

LED 소자

국내 LED 소자 시장 2010년 2조 3,937억 원, 2015 년 9조 2,000억 원으로 성장 전망

Strategies Unlimited(2011. 9) 보고서에 따르면 세계 LED 소자 시장은 2009년 53억 달러 규모에서 2010년 TV부 문의 백라이트 장치 애플리케이션의 선전으로 전년대비 108% 성장한 112억 달러를 달성하였다.

『세계 LED 소자 시장은 2010년 112억 달러, 2014년 최고 162억 달러 기록 후 2015년에는 153억 달러까지 떨어질 전망이나

이후 조명 시장이 성장 동력으로 작용하며 회복할 것으로 전망된다.

국내 LED 소자 시장은 2010년 2조 3,937억 원에서 2015년 9조 2,000억 원으로

성장할 전망이다』

그러나 2011년 LED 소자 시장은 LED 칩 공급 과잉, 단 가 인하 압력 증가, 효율 증가에 따른 LED 칩 수요 감소, LED 조명 시장의 더딘 성장세 등의 이유로 전년대비 9.8%

성장한 123억 달러 수준으로 전망되고 있다. 그리고 2014 년 최고 162억 달러를 기록한 후 2015년에는 153억 달러 까지 떨어질 것으로 전망된다. 2015년의 시장 규모 하락은 일시적 현상으로 그해 이후 조명 시장이 성장 동력으로 작 용하며 시장이 회복될 것으로 보인다.

LED 소자 가격은 헤드램프와 같은 특수 애플리케이션 을 제외하고 20%~40%까지 하락했다. 따라서 가격경쟁에 서 살아남지 못한 중국의 몇몇 신규 업체들은 시장에서 퇴 출될 것이고, 대표 업체들만 불안정한 시장에서 살아남게 될 것이다.

간판용 LED 소자 시장은 대다수의 간판생산이 중국에 서 이루어지고 있어 중국의 제조 시장 동향에 영향을 받을 것이다. 전 세계의 간판산업은 2010년 34억 달러의 급격한 성장을 이루었고, 중국 시장은 2010년 19억 달러에서 2015 년까지 연평균성장률 14%로 예측된다. 간판용 LED 소자 시장은 2010년 11억 달러로 이는 2015년 16억 달러까지 증 가할 전망이다.

스마트폰과 태블릿PC를 제외한 휴대폰, 노트북 등의 모 바일 어플라이언스 시장은 포화 상태에 도달하여 가격이 하락함에 따라 모바일 어플라이언스 LED 소자 시장은 전 년대비 약 4.1% 감소할 전망이다.

자동차 부문의 LED 소자 시장은 중국 시장의 성장으로 인해 2010년 전년대비 7.8% 성장한 11억 달러에 도달하였 다. 그러나 시장 과열 양상 및 일본 쓰나미 영향으로 공급 에 차질이 있어 2011년에는 약 5% 성장한 11.55억 달러가 예상된다. 낮 시간용 조명 및 헤드램프의 LED 사용 증가로 외부 자동차 조명 시장의 성장은 매년 10%를 기록할 것이 다. 그러나 가격 하락 및 자동차 계기판의 LED 사용이 포 화 상태를 이루고 있어 LED 소자 시장성장률은 이보다 낮 을 것으로 보인다.

우리나라의 경우에는 2010년 삼성LED, LG이노텍 등 기 업을 중심으로 대규모 투자가 이루어졌으며, 이를 바탕으 로 LED 소자 생산 순위가 2009년 세계 4위에서 2010년 2 위로 올라섰다. 이에 따라 국내 LED 소자 시장은 2010년 2 조 3,937억 원에서 2015년 9조 2,000억 원으로 성장할 전 망이다.

▶ 세계 LED 소자 시장 전망 ▶

구분

(년도) 2008 2009 2010 2011 2014 2015 CAGR

(’10~’15)

LED

소자 50.8 54 112 123 162 153 6.44%

(단위 : 억 달러)

자료: Strategies Unlimited(2011. 9)

▶ 국내 LED 소자 시장 전망 ▶

구분

(년도) 2008 2010 2012 2015 CAGR

(’10~’15)

LED

소자 8,275 23,937 54,600 92,000 30.9%

(단위 : 억 원)

자료: 한국광산업진흥회(2011. 8)

(14)

에코 LED

일본, 미국, 유럽, 한국 기업이 80%를 점유하고 있는 세계 LED 소자 시장

LED 소자 시장은 일본의 니치아를 비롯하여 한국의 삼 성LED, 서울반도체, 독일의 오스람, 미국의 루미레즈, 크리 등 일본, 미국, 유럽 등 선진국가와 국내 기업이 세계 LED 소자 시장의 80%를 점유하고 있다. 특히 한국은 2010년 세계시장 점유율이 28% 수준으로 과거 10% 미만에서 큰 폭으로 확대된 것으로 나타났는데, 이는 LED TV와 LED 노트북 등 글로벌 디스플레이 시장을 삼성전자와 LG전자 등이 주도하고 있기 때문이다. 중국, 대만 등 후발기업들은 저가품질의 LED를 대량생산해 시장을 공략하고 있다.

『2010년 LED 소자 시장점유율은 일본 Nichia(21.3%)가 1위를, 한국 삼성LED (11.5%)가 2위를, 독일 Osram(8.7%)이 3위를, 한국의 서울반도체(7.5%)가 4위를 차지하였다』

Strategies Unlimited(2011. 7)의 조사자료에 따르면 2010 년 LED 패키지 소자 매출 기준으로 업체별 시장점유율은

일본 Nichia가 전체 LED 시장의 21.3%를 차지해 독보적인 1위를 지키고 있는 가운데 한국 삼성LED가 11.5%로 2위를, 독일 Osram이 8.7%로 3위를 차지하였고, 한국의 서울반도 체는 7.5%로 4위를 차지하였다.

사파이어기판 시장은 일본의 교세라, 신코, 러시아의 모 노크리스탈, 미국의 루비콘 등이 시장을 주도하고 있다. 에 피웨이퍼 시장은 일본 니치아, 도요타고세이, 미국 크리, 네덜란드 필립스루미레즈, 대만 에피스타 등의 업체들이 시장을 장악한 상태이다. 칩 시장은 독일 오스람, 크리, 도 요타고세이, 필립스 루미레즈 등의 해외 업체들이 시장을 주도하고 있으며, 이들 업체는 패키지 사업에도 진출해 있 다. 패키지 시장은 진입장벽이 낮아 니치아, 오스람, 크리, 도요타고세이, 필립스 루미레즈 등 다수의 기업들이 치열 한 경쟁을 벌이는 중이다.

국내 LED 소자 시장은 서울반도체 등 대부분 패키지 중 심의 업체들로 구성되어 있고 에피웨이퍼와 칩 부문의 경 쟁력을 보유한 기업은 삼성LED, LG이노텍, 에피플러스, 에 피밸리 정도이다. 이는 LED 칩의 경우 원천기술에 대한 특 허 진입장벽이 높고 국내 대다수 기업들이 영세하여 LED 칩 관련 연구개발비용을 감당하기 어렵기 때문이다. 다 만 삼성LED, LG이노텍 등 일부 대기업이 웨이퍼부터 패 키지까지 전 공정을 자체적으로 수행하며 그룹 내 수직계 열화를 추진하고 있다. 2010년 현재 국내 LED 소자 업체 들은 대규모 시설투자를 단행하여 MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition) 보유대수가 삼성LED 150대, LG이노텍 145대, 서울반도체 100대 등으로 양산역량이 크 게 확대되었다. 그러나 LCD TV용 LED BLU 수요로 인해 국내 시장이 크게 확장됨에 따라 국내 수요 공급에 급급한 상황이다. 자사 칩을 아직 세계시장에 수출할 수 있는 상 황은 아니며, 조명용 LED는 아직 생산량을 5% 수준에서 조정하고 있는 중이다. 그리고 대부분의 LED조명회사들은 조명용 LED 패키지를 해외에 의존하고 있다.

니치아는 1993년 청색 LED 칩, 크리는 1995년에 고방열 수익형 LED 칩을 최초로 개발하여 특허권을 획득하였다.

이와 같이 LED 소자 시장은 선진기술 보유 기업이 원천기 술에 대한 특허 라이센스권을 통해 후발 진입기업을 강하 게 견제하고 있다. 또한 니치아, 오스람, 크리, 루미레즈 및 도요타고세이 등 선진업체들이 LED 특허를 공유하는 크로 스라이선스를 체결함에 따라 높은 진입장벽이 형성되었다.

따라서 중소기업은 극심한 국제특허분쟁으로 인해 국제시 장 진출이 어려우며, 글로벌 시장 진출을 위해서는 특허장 벽을 넘어서야만 가능하다.

▶ LED 소자 세계시장 점유율 : 국가별 ▶

▶ LED 소자 세계시장 점유율 : 업체별 ▶

일본 33%

한국 28%

미국 및 유럽 23%

대만 14%

2%

중국

8.7%

Osram 7.5%

서울반도체 기타

51.0%

Nichia 21.3%

11.5% 삼성LED

자료: Strategies Unlimited(2011. 7)

2010

2010

(15)

LED 소자

LED 소자 원천기술 개발과 지적재산권 확보를 위한 선결과제

국내 LED 소자 업체가 원천기술을 보유하지 못한 점은 국내 업체가 사업규모를 확대하고 해외시장을 개척하는 데 저해요인이 되고 있다. 국내 LED 소자 기술 수준은 독 자적인 원천기술, 고휘도/고효율 칩 기술, 고품위 에피성장 기술, 고출력/고신뢰성/고방열 패키지 기술 측면에서 선진 국 대비 3~4년 정도의 격차가 있는 것으로 평가되고 있 다. 국내 LED 소자 기업체들은 선발 업체에 대한 기술적 열세, 중국 등 후발 주자에 대한 가격경쟁력에 밀리는 넛 크래커 현상 속에서 세계시장 진입이 아직 저조한 실정이 다. 따라서 현재의 기술적 장벽을 극복하기 위해서는 저가 격화, 고출력/고효율 LED 소자 관련 핵심 원천기술의 확보 가 필수적이다.

『LED 소자의 원천기술 개발을 위해서는 정부의 기술개발 지원이 절실히 필요하며, LED 소자의 지적재산권 확보를 위해서는 국제적 협력관계 구축,

산·학·연과의 기술 교류, 학계, 연구소 등과 함께 특허 풀(pool)을 구성하여 대응해야 한다』

국내 LED 소자 기업들은 해외 선진기업의 특허공세 회피 를 위해 부가가치가 높은 에피ㆍ칩ㆍ패키지 등의 핵심부품을 수입하고 있으므로 핵심부품의 대일ㆍ대만 수입의존도가 높 다. 청색·백색 LED 기술에 있어 후발주자인 국내 업체들은

고휘도 백색 LED 시장에서 일본 니치아 등의 선발 업체들이 출원한 특허를 피해가야 하는 실정이다. 최근 서울반도체를 비롯한 국내 LED 업체들은 일본 업체들의 특허 공세에 시달 려 수익의 대부분을 소송비용으로 지불하는 등 어려움을 겪 고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위한 방법으로 로열티 지급 을 통한 라이선스 확보, 자체기술을 무기로 한 특허 라이선스 공유, 독자적인 기술 확보 등이 있다.

각 업체별 특성에 맞는 특허 공세 회피 방식을 찾아야겠 으나 가장 바람직한 것은 독자적으로 지적재산권을 확보 하는 것이다. 막대한 투자가 필요한 칩과 패키지는 성과를 보기 어려운 영역이기 때문에 우선 LED 조명의 방열과 회 로기술 개발 등에서 핵심 원천기술 개발에 주력하여야 할 것이다. 상호 라이선싱, 방어특허 확보 등으로 LED 특허침 해 소지를 제거하고, 학계, 연구소 등과 함께 특허 풀(pool) 을 구성하여 대응해야 할 것이다.

최근 LED 선두업체들은 기판에서 패키지에 이르는 전 공정 라인업을 구축하여 기술유출을 막고 특허장벽을 강 화하고 있다. LED 선두업체의 수직적 통합은 후발업체에 불리하게 작용할 전망이므로 후발업체는 선진업체와의 전 략적 제휴 및 네트워크 구축을 적극 추진해야 한다. 또한, 미국, 일본, 유럽 등 선진 산ㆍ학ㆍ연과의 활발한 기술 교 류와 업계 동맹 구축을 통해 특허분쟁에 대비하여야 한다.

아울러 방열, 회로, 디자인 등에서 경쟁력 있는 중소기업을 발굴하여 수직 계열화된 대기업과 상생 협력을 통해 LED 시장에 진출한다면 LED 소자 원천기술 확보와 특허분쟁에 대응이 가능할 것이며, 이는 결국 LED 소자 산업의 글로벌 경쟁력 확대에 기여하게 될 것이다.

▶ LED 특허 분쟁 및 제휴 개념도 ▶

자료:Canaccacord Adams, 2008. 6.

Mitsbishi Chemical Namato Tridonic Atco

ATO LumiMicro Unity Opto Itswell Edison Opto

ProLight Sumitomo Kingbright Intematix

Lexedis Toshiba

Lednium Seoul Semi

Sumitomo (Japanese Dist) Vishay

Kingbright Ya Hsin

UCSB Harvatek

UCNC SEMCO

Everlight Lite On Rohm

Sony(LD)

Phosphor Only

Toyoda Gosei OSRAM

CREE Nichia

Lumileds

Phosphor License

IP Free Industry Alliance Laser

Diode OEM Agreement

License License

Field of Use Limited

JV

JV

Dominant BridgeLux

Opto Tech Epistar

Current

Patent Dispute OEM

Agreement Current

Patent Dispute Current

Patent Dispute Honrywell

Citizens Electrorics

Cross License

(16)

u-Health의 사회적 필요성과 수용성 증가

인구의 고령화, 치료에서 예방 중심으로의 보건의료 패 러다임 변화, 의료기술 및 IT·BT·NT 등 첨단 융합기술 의 발전 등으로 보건의료산업은 Post IT시대의 신성장동력 산업으로 부상하고 있다. 전통적인 보건의료산업에 인터넷 등 IT기술과 각종 첨단기술을 융·복합한 u-Health는, 언 제 어디서나 이용 가능한 예방, 진단, 치료 및 사후관리 등 의 서비스를 제공하는 사업이다. 이는 글로벌 기업들의 큰 관심을 받을 뿐만 아니라 우리나라에서도 2008년 9월 신 성장동력산업으로 선정된 바 있다.

u-Health는 ubiquitous computing과 health의 합성어 약 자로서, IT(컴퓨팅, 센서 등 유무선 네트워크)와 보건의료를 연결하여 보건의료서비스를 제공하는 것으로 정의될 수

있다. u-Health의 범위는 환자의 질병을 관리하는 의료기 기산업 및 의료서비스부터 일반인의 건강을 유지·향상시 키는 건강관리서비스까지 포함한다. 세부적으로는 개인의 생체신호 및 의료정보의 측정 및 전송, 분석 및 피드백의 과정으로 구성된다. 즉 개인의 생체신호 및 의료정보를 측 정(Sensing)해 건강관리회사나 의료기관이 운영하는 건강 정보시스템으로 전송하면, 건강정보시스템이 정보 패턴을 분석하고 건강관리사 또는 주치의가 대상고객에 대해 원 격으로 건강관리 및 의료서비스를 제공하는 과정이다.

u-Health의 발달은 의료서비스의 시간적·공간적 확대 를 의미한다. 유무선 통신기술과 측정기술의 발달에 따라 의료서비스 제공이 공간적으로 의료기관 외에 가정, 직장 및 피트니스센터 등 실생활의 공간으로 확대되고 있다. 또 한 의료서비스가 단발성 질병치료에서 평생치료의 개념으

▶ u-Health의 서비스 과정 ▶

자료: 강성욱(2007), 삼성경제연구소 CEO Information 제602호 ; 보건복지부, 「2010 IT Convergence Conference」.

센싱

환자/고객 건강관리사 주치의

분석 및 피드백

소비자 영역 공급자 영역

취합 및 전송

혈당 혈압 체중 심전도

콜레스테롤

•생체정보를 집, 직장, 거리 등에서 측정

•측정된 정보의 디스플레이

•생체정보 DB 전송

•전송된 정보의 패턴 분석

•비정상신호에 대해 주치의 통보 건강 및 생체정보 DB

피드백

의료용 PC 휴대폰

건강정보 취합기

융복합콘텐츠

u-Health 시장의 현실과 경쟁력 확보의 해법

NDSL서비스실 선임연구원 김세훈 | Tel 02-3299-6168 e-mail kish@kisti.re.kr

콘텐츠 & SW_ 융복합콘텐츠

(17)

융복합콘텐츠

▶ OECD 국가별 1인당 의료비 증가율(%) ▶

▶ u-Health 산업의 세계시장 전망 ▶

▶ OECD 국가별 국민의료비 중 가계지출 부담률(%) ▶

자료: OECD(2010), Health Data.

로 영역이 넓어지고 있는 것도 특징이다. 특히 전자의무기 록(EMR : Electronic Medical Record)의 도입으로 개인의 생체신호 및 건강정보가 전 생애에 걸쳐 축적되어 의료서 비스의 시간적 개념도 확장되고 있다.

국가재정 효율성 및 건강관리의 실용성 측면에서 u-Health 시장 활성화 예상

최근 전 세계 국가에서 고령화의 급속한 진전과 그에 따 른 보건의료비 증가로 향후 국가재정운영에 심각한 문제 가 야기될 것으로 예상된다. 이에 따라 보건의료 부문의 효율성 증대라는 필수적 과제 해결을 위해 u-Health가 부 상하고 있으며, 산업적 활성화를 위해 각국 정부가 노력하 고 있다.

우리나라는 전체 인구 중 65세 이상 인구 비중이 2020

년에는 15%, 2026년에는 20%를 넘어 초고령사회로 진입 할 것이라 예상되고 있다. 이와 함께 우리나라 GDP 중 보 건의료비가 차지하는 비중은 2020년에 11.4%, 2030년에 16.8%로 급속히 증가할 것이라 예측된다. 특히 우리나라는 OECD의 국가별 의료비 조사에서 상대적으로 지출 부담이 월등한 수준인 것으로 조사된 바 있다.

이때 고령자 및 만성질환자에 대한 원격모니터링이 이 루어질 경우 적지 않은 국민건강보험지출 절감이 가능 하고, 가계지출의 부담을 줄일 수 있다는 연구결과 발 표가 지속됨에 따라 우리나라를 포함해 전 세계적으로 u-Health 서비스에 주목하고 있으며, 산업시장의 성장 또 한 가속화되고 있다.

한편, u-Health는 의료서비스의 소비자도 환자에 국한 되지 않고, 적극적인 질병 예방 활동을 원하는 일반고객으 로까지 확대된다는 것이 특징이다. 이것은 생활수준의 향 상과 건강에 대한 관심 증대로 과거의 수동적인 소비자에 서 적극적인 소비주체로 변하고 있음을 의미한다. 이에 따 라 u-Health 산업은 기존의 의료산업에서는 볼 수 없었던 보건의료산업과 첨단기술산업의 융합에 따라 다양한 사업 자와 소비자가 등장하며 급격한 산업적 발전을 이끌고 있 다. 일단 기존의 의료기관뿐만 아니라 건강관리서비스업, 통신사업, 인터넷플랫폼, u-Health 장비 및 단말기 제조업 체들의 시장진입으로 관련 산업이 발전 중이다. 특히 건강 정보 DB를 통해 환자와 주치의를 연결해주는 건강관리회 사의 역할에 관심이 모아지고 있다.

호주 벨기에 캐나다 핀란드 아일랜드 한국 슬로바키아 네덜란드 폴란드 스페인 영국 미국 OECD평균

4.3 5.7

5.9 6.1

9.9 11.6 11.5 7.0

8.1 7.7 7.2 5.9

6.7

자료: 일본 미쓰비시 종합연구소, NIA 유비쿼터스 사회연구시리즈 17호의 분석결과 (2006~2010)를 활용하여 추정함.

10,000 9,000 8,000 7,000 6,000 5,000 4,000 3,000 2,000 1,000

0 2015

9,857

2014 8,146

2013 6,732

2012 5,564

2011 4,598

2010 3,800

2009 3,150

2008 2,600

2007 2,150

2006 1,770 호주

벨기에 캐나다 핀란드 아일랜드 한국 슬로바키아 네덜란드 폴란드 스페인 영국 미국 OECD평균

18.0 20.5 14.7

19.4 14.4

35.0 25.2

5.7

22.4 20.7 11.1

12.1 16.0

(단위 : 억 달러)

•CAGR : 21%

(18)

융복합콘텐츠

▶ u-Health 건강관리서비스기업의 서비스 체계도 ▶

자료: http://www.insunginfo.co.kr 전문상담팀

회원

검진센터

주치의 건강관리

서비스 기업

생활개선 프로그램

전문팀에 의한 생활관리 - 영양, 운동 프로그램 - 생활관리 상담

모니터링

질병 관리 프로그램 - 건강상태 모니터링 - Risk Management 원격진료 시행 - 전자처방 건강상태 측정 및 전송

질병관리 프로그램 실천 (투약, 영양/운동 프로그램) 원격진료 의뢰

주치의 건강관리

HbA1c 검사 합병증 검사

2020년까지 약 11조 원 규모로 성장이 예상되는 u-Health 시장을 위한 정부와 산업계의 지속적인 노력 필요

해외시장 상황을 살펴보면, 우선 미국에 대해 Global Insight사는 원격의료서비스의 매출액이 2006년 약 3.9 억 달러를 기록한 후 연평균 14.1% 성장해 2011년 7.5억 달 러에 이를 것으로 예상했으며, BBC Research는 미국의 u-Health 관련 IT 시장이 2006년 185억 달러에서 연평균 13.4% 성장해 2011년 347억 달러에 이를 것으로 분석한 바 있다. 한편 Frost & Sullivan의 2008년 분석에 의하면 미국 의 의료기기 시장 규모는 2006년 756억 달러에서 2012년 1,260억 달러에 이를 것으로 전망했다.

일본에서는 세계 최고령국가라는 현실을 반영해 산업시 장뿐만 아니라 국가차원의 적극적 u-Health 활성화 정책 이 진행 중이다. 특히 2006년 4월부터 후생노동성에서는 소규모 다기능형 주택, 치매성 노인그룹홈, 소규모 헬스케 어 전용 특정시설 등에 홈네트워크를 이용한 헬스케어 서 비스를 실시하고 있다. 이렇듯 민·관의 경계가 없는 적극 적인 활성화 의지에 힘입어 일본의 IT이용 헬스케어 시장

매출은 2007년 1,809억 엔에서 2015년 8,249억 엔에 이를 것으로 전망된다. 특히 앞으로 각광받을 수 있는 휴대전화 등 모바일 단말기를 이용한 건강관리서비스 분야가 두드 러져 2007년 2억 엔이었던 시장 규모가 2015년에는 400억 엔에 달할 것으로 「일본 후지경제」가 전망하고 있다.

『우리나라는 2020년 이후 초고령사회에 진입할 것으로 예상되고,

의료비 지출 규모 또한 매우 높아 국가재정 효율성 측면과 건강관리의 실용성 등을

이유로 u-Health 활성화 가능성이 높다.

현재 우리나라의 u-Health 시장 규모는 2.1조 원∼5조 원 규모이지만 2020년까지

연평균 12.5%의 성장을 통해 약 11조 원의 규모가 예상된다』

우리나라의 2010년 u-Health 시장 규모에 대해 보건복지 부 약 2조 원, 지식경제부는 약 3조 원 규모로 추산하고 있다.

2007년 한국정보사회진흥원에서는 서울 및 4대 광역시 인구 를 모집단으로 u-Health 시장의 전국 시장 규모(수요)를 추정 한 바 있는데 이때 도출된 2조 1천억 원∼5조 원 규모는 보건 복지부 및 지식경제부의 결과를 포함하는 규모이다.

그리고 지식경제부는 한국의 경우 연평균 12.5%의 급성장 을 보여 2020년 11조 원의 시장 규모에 도달할 것으로 예상된 다고 밝혔다. 이렇듯 국내외 구분 없이 u-Health 산업은 매우 놀라운 수준으로 발전하고 있고, 우리나라의 경우 세계 최고 수준의 IT 인프라와 의료진을 보유해 u-Health 산업이 최적의 새로운 성장동력이라고 평가받는다.

『현재 우리나라는 법제적 기반이 미약하여 산업 성장이 어렵다. 이에 대한 정부의 노력도 필요하지만 산업계는 향후 지속적인 성장을 위해

측정기술의 정확도 강화 및 노령층의 정보기기 수용성을 향상시키기 위한 자체적 노력을

강화해 나갈 필요가 있다』

그러나 현재까지도 의사-환자 간의 원격진료는 금지되어 있는 등 본격적인 u-Health 활성화에 필요한 의료법 개정 등 제도적 기반 정비가 되지 않아 오랜 시간 동안 ‘활성화 준비 단계’에 머물고 있다. 그러므로 향후 u-Health산업 발전을 위 해서는 제도적 기반 마련을 위해 더욱 노력해야 하며, 산업계

구분 2007년 2015년 연평균 성장률

기기 1,105 5,833 23.1

시스템/서비스 223 1,591 27.8

소프트웨어 8 67 30.4

디바이스 474 757 6.0

합계 1,809 8,249 20.0

(단위 : 억 엔, %)

▶ 일본의 IT 이용 헬스케어 시장 매출 전망 ▶

자료: 일본 후지경제(2008.11.5) ; 한국보건산업진흥원(2008), 「u-Healthcare 활성화 중장기 종합계획 수립」.

(19)

융복합콘텐츠

에서도 u-Health 시장의 성장을 위해 다음과 같은 사항을 고 려해야 할 것으로 보인다.

먼저, 사용자의 생체정보 및 환경변화 등을 측정하여 데이 터베이스에 저장·관리·분석하는 과정에 대한 정확도를 담 보할 수 있는 기술적 향상이 반드시 필요하다. 이러한 기술 확보를 전제로 의료공급자가 u-Health 서비스망 구축을 주도 하여 u-Health 기기 및 건강정보분석 전문기업과의 제휴를 통한 사업협력체제 구축·운영을 추진할 필요가 있다. 이는 보건복지부 및 지식경제부도 추진하고 있는 의료계-IT 업계 시범사업에도 해당되는 영역이다. 다음으로, 의료서비스라는

고유의 산업영역에서 u-Health가 성장하기 위해서는 ‘고객의 수용도’를 고려한 접근이 필요하다. 고령화 사회를 맞아 노령 층이 u-Health의 주요 고객이 될 것이라 예상되고 있으나 이 들의 정보화 수준이 다른 연령층에 비해 상대적으로 낮기 때 문에 적극적인 서비스 수용이 발생할 수 있도록 쉽고 편리한 서비스 개발에 중점을 둘 필요가 있다. 이러한 개념을 확장해 보면, 향후의 시장 접근 방법은 서비스 수용의지는 매우 높으 나 법적·기술적 제약이 낮은 부분부터 u-Health 서비스를 순 차적으로 적용해 나가는 방식이 적절할 것으로 판단된다.

긍정적 시나리오

(서비스 이용에 대한 긍정적 반응이 모두 실현된다고 가정)

일반적 시나리오

(서비스 이용에 대한 실제 실현율을 추정하여 보정)

서비스 이용료 798,762 439,536

기기 구입료 694,715 386,472

서비스 이용료 + 기기 구입료 1,493,477 826,008

추가 보험료(단말 보험 혜택) 514,246 282,597

추가 보험료(의료 보험 혜택) 572,944 315,034

추가 보험료 1,087,190 597,631

총 시장 규모 2,580,668 1,426,639

전국적 시장 규모 (총 시장 규모의 1.5배 가정) 3,871,002 2,135,459

자료 : 한국정보사회진흥원(2007) ; 한국보건산업진흥원(2008).

(단위: 1백만 원, 1년)

▶ 한국의 u-Health 서비스 시장 규모 추정(서울 및 4대 광역시, 60세 이상 포함) ▶

수치

Updating...

참조

Updating...

관련 주제 :