일본

개요

일본 나노기술 소재과학기술 분야의 정책은 과학기술기본법에 의거하여 정부가 입안하는 과학 기술기본계획(과학기술진흥에 관한
5개년 종합계획)에 기초하여 추진되고 있다. 제5기 과학기술기 본계획(2016~2020년)은 내각부 종합과학기술회의가 종합과학기술
이노베이션회의(Council for Science, Technology and Innovation, CSTI)로 변경된 이후 처음으로 수립된 과학기술기본계획 으로
'과학기술이노베이션'을 강력하게 추진하여 일본을 세계에서 가장 혁신적인 나라로 이끈다는 모토로 수립되었다.

'제5기 과학기술기본계획'에서는 세계를 선도하는 초스마트사회(Society 5.0) 구현을 위한 기반 시스템으로
'통합형 재료개발시스템'을 포함한 11개 시스템을 선정하였고, 나노기술 소재 분야를 새로운 가치창출의 핵심이 되는 기반기술의
하나로 국가 R&D 전략을 추진하고 있다.

종합과학기술 이노베이션회의는 2013년 6월 내각에서 의결된 과학기술이노베이션 종합전략에 의거하여 정책을 운영하고 있으며,
시급한 과제인 경제 살리기를 강력하게 추진하기 위하여 5가지 정책과제(경제적인 청정에너지 시스템 실현, 국제사회를 선도하는
건강·장수사회 실현, 세계를 선도 하는 차세대 인프라 정비, 지역자원의 강점을 활용한 지역 재생, 동일본 대지진으로부터의 조기
부흥 재생)를 설정하고, 이를 해결하기 위한 자원배분을 주도하고 있다. 구체적으로는 예산전략회의를 통하여 각 부처의 예산요구 전에
부처 사이의 시책을 일관화하고 중복성을 제거하면서 사업조정에 의해 실행내용을 적정화하여 실용화에 이르는 부처 간 연계시책을
구축하고 있다.

제5기 과학기술기본계획에 기초하여 매년 수립되는 과학기술이노베이션종합전략'은 2017년의 경우 제30회 종합과학기술
이노베이션회의에서 결정되었으며, 제1장의 중점사항에 당해년도 추진 할 중요사항을 제2장에서 제6장까지 추진사항을
기술하고 있다.

일본 나노기술 소재과학기술 분야의 정책은 과학기술기본법에 의거하여 정부가 입안하는 과학 기술기본계획(과학기술진흥에 관한 5개년 종합계획)에 기초하여 추진되고 있다. 제5기 과학기술기 본계획(2016~2020년)은 내각부 종합과학기술회의가 종합과학기술 이노베이션회의(Council for Science, Technology and Innovation, CSTI)로 변경된 이후 처음으로 수립된 과학기술기본계획 으로 '과학기술이노베이션'을 강력하게 추진하여 일본을 세계에서 가장 혁신적인 나라로 이끈다는 모토로 수립되었다.

'제5기 과학기술기본계획'에서는 세계를 선도하는 초스마트사회(Society 5.0) 구현을 위한 기반 시스템으로 '통합형 재료개발시스템'을 포함한 11개 시스템을 선정하였고, 나노기술 소재 분야를 새로운 가치창출의 핵심이 되는 기반기술의 하나로 국가 R&D 전략을 추진하고 있다.

종합과학기술 이노베이션회의는 2013년 6월 내각에서 의결된 과학기술이노베이션 종합전략에 의거하여 정책을 운영하고 있으며, 시급한 과제인 경제 살리기를 강력하게 추진하기 위하여 5가지 정책과제(경제적인 청정에너지 시스템 실현, 국제사회를 선도하는 건강·장수사회 실현, 세계를 선도 하는 차세대 인프라 정비, 지역자원의 강점을 활용한 지역 재생, 동일본 대지진으로부터의 조기 부흥 재생)를 설정하고, 이를 해결하기 위한 자원배분을 주도하고 있다. 구체적으로는 예산전략회의를 통하여 각 부처의 예산요구 전에 부처 사이의 시책을 일관화하고 중복성을 제거하면서 사업조정에 의해 실행내용을 적정화하여 실용화에 이르는 부처 간 연계시책을 구축하고 있다.

제5기 과학기술기본계획에 기초하여 매년 수립되는 과학기술이노베이션종합전략'은 2017년의 경우 제30회 종합과학기술 이노베이션회의에서 결정되었으며, 제1장의 중점사항에 당해년도 추진 할 중요사항을 제2장에서 제6장까지 추진사항을 기술하고 있다.

'과학기술이노베이션종합전략 2017(2017.06.02.)'에서는
제5기 과학기술기본계획에 기초하여 아래와 같이 2017~2018년에 추진할 중점사항을 선정하였다.

(1) Society 5.0의 실현
정부, 산업계, 학계가 일체가 되어 국민 참가에 의해 추진 범부처적으로 기초연구에서 실용화까지 일관적으로 수행
Society 5.0 개념의 세계적 공유를 위한 전파


(2)「과학기술이노베이션 민관 투자확대 이니셔티브」의 충실한 실행
GDP 600조엔 경제 실현을 향하여, 종합과학기술·이노베이션회의의 사령탑 기능을 강화 하고 3가지 시행계획을 추진
1 예산편성 프로세스 개혁 시행
2 연구개발투자확대를 향한 제도개혁 시행
3 객관적 근거에 기초한 효과적인 민관 연구개발투자확대 시행


(3) 「Society 5.0 추진과 정부연구개발 투자목표 달성의 충실한 실행
Society 5.0 실현에 공헌하는 등 과학기술의 이노베이션에 기여가 기대되는 사업의 특정 (기존 사업에 과학기술이노베이션 요소를 도입하여 Society 5.0 실현을 지향하는 사업 포함) 예산편성과정에서 특정된 시책이 중점화 되도록 재무성과 연계

나노기술·소재 분야의 일본정부의 정책수립 이력을 살펴보면, 초기에는 일본이 미국의 정책을 벤치마킹하였고 이후 양국이 Catch ball 형태로 대응해 왔다. 초기에는 나노 일렉트로닉스가 기술 발전을 견인하기 시작하였고 이후 바이오 및 에너지 분야의 응용에 초점이 맞추어져 왔으며, 일본을 포함하여 세계적으로 나노기술 · 소재 분야의 성과는 에너지 관련 분야에서 발생하였다. 장시간이 소요되는 바이오응용 분야에 대한 투자는 일본에서는 용이하지 않아 경쟁국 대비 격차가 나타났고, 이는 데이터과학 분야에서도 같은 양상으로 나타나고 있어 초기대응 및 의사결정 속도에서 큰 차이를 보이고 있다고 자체분석하고 있다.

나노기술 소재과학기술은 전자, 생명 및 환경·에너지 등 다방면에서 당면한 산업 및 사회문제를 해결할 다학제적(분야횡단적) 기반기술이며, 일본은 학술적 성과뿐만 아니라 산업적인 면에서도 높은 경쟁력을 보유하고 있다. 일본의 강점인 나노기술 소재 분야를 활성화하여, 장래 '초스마트사회'의 기반이 되는 혁신적 소재를 지속적으로 창출할 수 있도록 국가자원을 투입하고 있다. 제5기 과학기술기본계획에서 나노기술·소재 분야는 (i) '초스마트사회' 기반기술로서 나노기술 소재 분야의 전략적 강화, (ii) 신설 특정국립연구개발법인의 세계 최고수준의 연구개발성과 창출 및 이노 베이션 시스템을 강력하게 이끌어가는 중심적 핵심적 역할 수행, (ii) 과학연구활동의 효율화와 생산성 향상을 위하여 오픈사이언스 추진에 따른 국제적 연계 및 연구성과 데이터 공유 플랫폼 구축의 3가지 항목에 대하여, 산학관 연계 글로벌 연계 거점의 구축과 최첨단 계측기와 데이터 플랫폼 등의 기반정비에 의한 소재혁신의 실현을 목표로 하고 있다.

추진전략

제4기 과학기술기본계획까지의 추진전략

2000년 이후 세계 주요국에서 나노기술에 대한 대규모 투자전략이 시작되었으나, 일본은 그에 앞서 1980년대부터 과학기술청과 통상산업부가 중심이 되어 나노기술 관련 국가프로젝트를 추진해왔다. 구체적인 예로 과학기술청 소관 신기술사업단(현재 과학기술진흥기구)이 1981년부터 창조과학기술 추진사업(이후 전략적창조연구추진사업, ERATO)으로 시작한 Hayashi 초미립자 프로젝트 외 10개 이상의 프로젝트, 통상산업성 소관 신에너지·산업기술종합개발기구(NEDO)가 1992년에 시작한 「원자분자 극한조작 기술」(Atom Technology Project)을 들 수 있다. 이들은 모두 일본이 과학기술 전략을 본격적으로 구축하기 시작한 제1기 과학기술기본계획 수립(1996년)이전에 시작한 프로젝트 이다. 이와 같은 이력으로 미국 나노기술(NNI) 시작과 거의 같은 시기에 나노기술·소재 분야 국가 계획이 순조롭게 출발했다.

제2기(2001~2005년)와 제3기(2006~2010년)에서는 중점추진 4개 분야 및 추진 4개 분야가 선정 되어 「나노기술 · 소재」는 중점추진 4개 분야 중 하나로, 생명과학, 정보통신, 환경과 함께

10년간에 걸쳐 중점적으로 투자가 이루어졌다. 주요성과로는 「철을 포함한 새로운 초전도 물질 발견」, 「탄소섬유 복합재료를 비롯해 실용화된 각종 재료개발」, 「분자 이미징 관련 연구」, 「국가기간기술 X-선 자유전자 레이저’, 나노기술 네트워크' 등 연구개발 인프라 정비」, 「오픈이노베이션거점 쯔쿠바 이노베이션 아레나 (TIA-nano)에 의한 산학관 연계 강화」, 「부처 연계 프로젝트: '원소 전략 프로 젝트’ (문부과학성)와 '희소금속 대체재료 프로젝트’ (경제산업성)의 충실한 진행 등이다.

제4기(2011~2015년)에서는 과학기술 중점영역형으로부터 사회적 기대에 부응하는 과제해결형 (Top-down형) 정책으로 방향이 바뀌고, 그 중에서 나노기술·소재 분야는 정책과제 3개 축의 다학제적 영역으로 자리매김 되었다. 이러한 다학제적 영역은 독립적인 이니셔티브로 설정되지 않아서 한때 국제적으로 “일본의 기본정책에서 나노기술 소재는 중점화되지 않게 되었다”는 인식이 있었다. 이후 「과학기술 이노베이션 종합전략 2014에서 나노기술 산업경쟁력을 강화하고 정책과제를 해결하기 위한 다학제적 기술로 중요한 역할을 한다고 명기되었다. 또한 종합전략 2015에서는 「중점적으로 추진해야 할 과제」의 하나인 초스마트 사회의 실현을 위한 공통기반기술 및 인력강화에 있어서, 나노기술이 센서, 로봇, 첨단계측, 광·양자 기술, 소재, 생명공학과 함께 다시 공통기반기술로 명확하게 자리매김을 하였다.

제5기 과학기술기본계획의 추진전략

제5기(2016~2020년)에서는 지난 20년간의 과학기술기본계획의 성과로는 연구개발 환경의 지속 적인 정비, 노벨상 수상으로 상징되는 성과, 과제로는 과학기술 기초체력 약화, 정부연구개발투 자의 성장 정체 등이 지적되었다. 그중 나노기술은 「새로운 가치창출의 핵심이 되고 강점이 있는 기반기술의 하나로 자리매김 되었다. 「초스마트 사회」(Society 5.0)의 전개를 고려하면서 10년 앞을 내다보는 중장기적인 관점에서 높은 달성목표를 설정하고 목표실현을 위한 기반기술 강화를 추진하고 있다.

또한 기초연구에서 사회문제 해결로 이어지는 기술개발을 선형적 모델로 진행하는 것이 아니라, 나선형적인 산학연계를 추진함으로써 새로운 과학의 창출, 혁신적 기술의 실현, 실용화 및 사업화를 동시 · 병행적으로 진행할 수 있는 환경 정비가 중시되었다. Society 5.0 실현에 기여하는 11개 시스템이 특정되었고 그중 하나가 「통합형 재료개발 시스템으로, 계산과학·데이터 과학을 구사한 혁신적 기능재료, 구조재료 등의 개발을 진행하면서 동시에 개발기간의 대폭적인 단축을 실현하는 것을 목표로 하고 있다. 여기에서 주목되는 시책이 「통합형 재료개발 시스템」에 대한 3개 부처의 연계 시책이다.

내각부 SIP(Strategic Innovation Project) 「혁신적 구조 재료」(2014년 ~)의「Materials Integration」, 문부과학성·JST 이노베이션 허브구축 지원사업」의 일환으로 NIMS에 발족한 「정보통합형 물질·재료개발 이니셔티브(MI2I)」 및 JST 선도프로그램 「이론·실험·계산과 학 및 데이터 과학을 연계·융합한 첨단 소재·인포매틱스」영역(모두 2015년~), CREST 「실험과 이론·계산·데이터 과학을 융합한 재료개발 혁신」(2017년 ~), 경제산업성·NEDO 산업기술종합 연구소(AIST)를 중심으로 한 「초첨단 소재 초고속 개발 기반기술 프로젝트」(2016년~)이 해당된다. 이러한 3개 부처의 프로젝트가 상호보완적으로 연구개발을 실시하는 체제가 종합 과학기술 · 이노 베이션 회의, 나노기술 소재 기반기술 분과회를 통해 구축되었다.

나노기술 소재 분야 연구기반 정책

첨단 연구시설의 정비 및 공용 네트워크 플랫폼화 촉진

문부과학성에서는 나노기술에 관한 최첨단 연구시설과 활용 노하우를 보유하고 있는 기관을 긴밀 하게 연계시켜 전국적인 설비 공유체제를 구축하는 나노기술플랫폼사업(2012~2021년)을 추진 하고 있다. 3개의 기술영역(미세구조 분석, 미세가공, 분자 물질 합성)에서 산학관 이용자에게 최첨단 연구시설을 제공하고 기술을 지원한다. 미세구조 분석 11개 기관, 미세가공 16개 기관, 분자 물질 합성 11개 기관, 사업전체의 종합적인 조정을 담당하는 센터 2개 기관을 포함하여 전국을 통틀어 40개 기관이 운영되고 있다. 또한 JST의 ALCA 차세대 축전지 프로젝트와 연계하는 형태로, 축전지 기반 플랫폼이 3개 기관에 구성되어 있다. 플랫폼은 약 1,000대의 장비군을 보유하고 있으며, 산학에서 연간 약 3,000건의 이용실적이 있다.

집중형 연구개발 거점 오픈 이노베이션 거점 형성

최첨단 나노기술 연구시설·인력이 집중되어 있는 쯔꾸바에서 산업기술종합연구소(AIST), 물질·재료연구기구(NIMS), 쯔꾸바 대학, 고에너지 가속기 연구기구(KEK), 동경대학이 중심이 되어 세계적인 연구개발·오픈이노베이션 거점인 TIA(Tsukuba Innovation Arena)를 형성하고 있다. (2009년 ~ ). TIA는 (i) 세계적인 가치 창조, (ii) Under One Roof, (ii) 자립 선순환, (iv) Win-Win 협력 네트워크, (v) 차세대 인재교육의 5가지 이념을 내걸고 기업·대학과의 협력 네트워크를 확대하고, 산학관에 개방된 융합거점으로 나노기술의 산업화와 인재육성을 일체적으로 추진하고 있다.

나노기술 소재 분야 연구개발 계획

문부과학성 과학기술·학술심의회 연구계획·평가분과회 운영규칙에 따라 설치된 11개의 위원회 중 하나인 나노기술 소재과학기술위원회는 과학기술기본계획에 명시된 주요과제에 대응하기 위하여 문부과학성의 나노기술 소재과학기술 관련 연구개발계획의 작성, 추진 및 평가, 이에 병행하여 관련 행정기관의 사무조정 방침에 관계된 주요사항의 조정 및 검토를 수행한다. 2017년 제9기 나노기술·소재과학기술위원회는 '제5기 과학기술기본계획'에 명시된 연구개발과제에 대응하기 위하여, 향후 5년간 중점적으로 추진해야할 연구개발과 그 추진방향에 대한 연구개발 계획을 수립 하였다.

1. 대목표 : 미래사회를 대비한 첨단기반기술의 강화

(1) 미래사회에서 새로운 가치창출을 위한 연구개발 추진

  • 1 미래사회를 「초스마트사회로 실현하는 기능성재료, 구조재료 연구
  • 2 새로운 연구개발 방법 개발
      (i) 사회시스템을 조망한 재료개발
      (ii) 데이터구동형 재료설계 방법의 개발
      (ii) 재료개발에 기여하는 프로세스 기술의 개발
      (iv) 첨단재료계측해석기술의 개발
  • 3 새로운 기술영역 · 미래사회를 개척하는 도전적인 기초·기반연구의 강화

(2) 광범위한 사회적 문제 해결을 위한 연구개발 추진

  • 1 에너지의 안정적 확보와 에너지 이용의 효율화
  • 2 자원의 안정적 확보와 순환적 이용
  • 3 세계 최첨단 의료기술의 실현에 의한 건강, 장수명 사회의 형성
  • 4 효율적·효과적인 인프라 장수명화 대책/국가 국민 안전확보와 풍요롭고 질 높은 생활 실현
  • 5 제조업 경쟁력 향상

2. 연구개발 기획·추진 · 평가에서 유념해야할 추진시책

  • (1) 인재육성
  • (2) 오픈사이언스의 추진
  • (3) 오픈이노베이션(산학연계)의 추진
  • (4) 지적재산·표준화 전략
  • (5) 사회와 관계 심화
      1 나노기술에 있어서 인문사회과학적 시점의 도입
      2 정보발신 및 지원
  • (6) 나노기술 · 소재과학기술을 지지하는 기반 강화와 활용
      1 최첨단 연구시설·설비의 정비, 공용 및 활용
      2 지식기반으로서의 데이터 플랫폼 정비·활용
  • (7) 국내외 연구네트워크 구축 강화
  • (8) 전략적 연구테마 제안능력 향상
  • (9) 분야융합의 추진

나노기술 소재 분야의 투자는 총무성이 매년말 수행하는 과학기술연구조사에 의해 전년도 산학관 투자액이 집계되며, 생명과학, 정보통신, 환경, 나노기술 · 소재, 에너지, 우주개발, 해양개발의 7개 분야는 특정목적별연구비로 별도로 분류하여 조사하고 있다. 나노기술 소재 분야는 제3기 과학기술 기본계획 이후 생명과학, 정보통신, 환경 분야와 더불어 특정목적별연구비에서 중점추진 4분야로 분류 되어 국가 연구비 투자규모를 조사하고 있으며, 2017년 조사(2016년 투자) 결과는 아래와 같다.

나노기술 분야의 연도별 연구비 추이(억 엔)



(그림 2-3)의 나노기술 분야의 투자 추이를 보면 2014년에 정점에 달한 것으로 보인다. 2011년 동일본대지진 이후 관련분야에 대대적인 투자에 비해 2014년 이후에는 과제의 형태는 패러다임 변화에 따라 새롭게 추진되고 있으나 전체 금액은 변화가 없는 상황이다.

나노기술 분야의 기업, 비영리단체·공공기관 및 대학 등 조사대상별 산업 및 조직의 연구비 투자의 연도별 추이는 다음 표와 같다.

산업별, 조직별 나노기술 분야 연구비 투자 추이(백만 엔)

산업 조직 2010년 2011년 2012년 2013년 2014년 2015년 2016년
기업 126,558 (63.9%) 93,388 (60.9%) 85,968 | (57.9%) 110,647 (60.8%) 129,294 (65.5%) 91,741 (61.6%) 194,792 (62.6%)
- 광공업 417
- 건설업 495 1,301 53 31 82 73 81
- 제조업 113,294 88,256 82,525 106,052 124,819 87,338 89,616
- 전기·가스 열공급·수도 84 75 52 708 188 188
- 정보통신업 11 1 2 11 9 5
- 도매업 799 2,664 2,127 2,985 1,044 623 781
- 학술연구 전문기술서비스업 11,448 1,089 1,196 1,311 3,125 3,489 4,287
- 서비스업 10 3 15 57 24 20 23
비영리단체·공공기관 22,013 (11.1%) 12,233 (8.0%) 13,522 (9.1%) 16,039 (8.8%) 15,902 (8.1%) 9.183 (6.2%) 11,025 (7.3%)
- 비영리단체 5,732 2,032 2,888 4,366 4,801 1,944 1,799
- 공공기관 16,280 10,201 10,634 11,673 11,101 7,240 9,226
대학 등 49,440 (25.0%) 47,717 (31.1%) 48,916 (33.0%) 55,349 (30.4%) 52,243 (26.5%) 47,908 (32.2%) 45,628 (30.1%),
- 국립대학 38,648 37,622 37,000 43,217 40,093 36,321 35,458
- 공립대학 2,915 1,988 2,237 2,244 2,751 2,550 2,108
- 사립대학 7,877 8,107 9,678 9,888 9,400 9,037 8,063
총액 198,011 153,338 148,406 182,035 197,439 148,832 151,445
※ 출처: 일본 총무성 통계국, 과학기술연구결과조사(2011~2017년)

'제4기 과학기술기본계획' 기간인 2011~2015년 5년간 나노기술 분야의 연구비 투자 점유율을 살펴보면 기업(61.3%), 비영리단체·공공기관(8.0%), 대학(30.6%)으로, '제5기 과학기술기본계획' 이 시작된 2016년의 연구비 투자비율과 거의 동등하게 나타나고 있다. 기업의 연구비 투자가 집중된 제조업 분야의 경우, 화학공업, 생산용 기계기구, 전자부품·디바이스 전자회로 및 정보통신 분야가 투자 점유율이 높으며, 2014년까지는 화학공업이 2015년 이후는 정보통신 분야 제조업에 집중적 으로 투자가 이루어지고 있다.

주요사업

내각부에 설치된 종합과학기술 · 이노베이션 회의는 부처·분야의 경계를 초월하여 기초연구에서 출구(실용화·사업화)까지를 내다보고 연구개발 프로젝트를 실시하고 있다. 일본의 산업에 있어서 미래유망 시장을 개척하고 일본경제의 재생을 달성한다는 취지로 2014년부터 '전략적 이노베이션 창조 프로그램(SIP)'을 시작하였다. 또한 2014년도부터 실현된다면 산업과 사회에 변화를 가져올 High-risk high-impact 도전적 연구개발을 추진하는 혁신적 연구개발 추진 프로그램(ImPACT)'을 시작하였다. 일본의 나노기술·소재 분야의 주무부처인 문부과학성(나노기술 소재과학기술위원회 소관)과 경제산업성(신에너지 · 산업기술종합개발기구 나노기술 소재 담당)의 대표적인 연구개발사업과 예산은 아래와 같다.

가. 문부과학성

프로그램·프로젝트명 2017년 예산
(전년도 예산)
  • · 원소전략프로젝트
    일본의 산업경쟁력 강화에 불가결한 희소원소(희토류, 희소금속 등)를 혁신적으로 대체하기 위해 공동연구조직과 밀접한 협력연구로 물질 원소기능의 이론적 규명을 실시하며, 대형 연구시설과 제휴하여 중성자 · 방사광 등의 해석과 물질 재료연구 기구(NIMS)의 정보통합형 물질·재료 연구거점과 제휴하여 소재인포매틱스를 도입하고 신소재 개발 및 특성평가를 강화
20.0억 엔
(20.4억 엔)
  • · 통합형 재료개발 프로젝트
    물질·재료분야의 연구자뿐만 아니라 시스템공학과 정보과학·공학분야의 연구자들도 참여가능하며, 특정 재료기능의 고도화 (국소최적)뿐만 아니라 미래사회로부터의 백캐스팅(시스템화)과 물질·재료 연구의 순환을 통합적으로 실시하여 미래사회를 확실히 변혁하는 새로운 재료개발을 추진 * 나노기술을 활용한 환경기술개발을 개조 확충
3.5억 엔
(3.2억 엔)
  • · 나노기술플랫폼
    나노기술에 관한 최첨단 연구설비와 그 활용 노하우를 가진 기관이 협력하여 기술영역에 대응하여 전국적인 설비의 공용 체제를 구축하는 동시에 산관학 제휴와 이분야 융합을 추진
15.9억 엔
(16.9억 엔)
  • 혁신적 재료개발력 강화 프로그램: M3(M-cube) 프로그램
    초스마트사회 실현을 위한 기반기술인 나노기술 재료분야의 혁신을 강력하게 추진하기 위하여 그 핵심적 역할을 하는 물질·재료연구기구(NIMS)에 기초연구와 산업계 니즈의 융합에 의해 미래지향적이고 비연속적인 혁신적 재료개발을 위한 거점, 전세계 연구기관 및 기업의 연구자들이 모이는 글로벌 거점, 전국적 물질·재료개발 네트워크화/최첨단 분석 데이터 기반 정비에 의한 지식의 집약·제공·제안을 수행하는 기능 구축
15.8억 엔
(2017년 신규)

* 기타 문부과학성 나노기술 · 소재 관련 프로그램: 에너지 절약 사회의 실현에 기여하는 차세대 반도체 개발,
광양자 융합연계 연구개발 프로그램, 최첨단 광(光)개발을 목표로 한 네트워크 연구거점 프로그램
(JST 나노기술 소재 연구개발부감보고서)

나. 경제산업성

프로그램·프로젝트명 2017년 예산
(전년도 예산)
  • · 계산과학에 의한 첨단 기능성재료 기술개발 사업(초첨단재료 초고속개발 기반기술 프로젝트)
    유기계 기능성 재료를 대상으로 멀티스케일 시뮬레이션 등의 계산과학을 활용하여 미래소재의 구조와 기능을 연계한 | 데이터 군을 발굴하고 소재정보학와 융합하여 혁신적인 기능성 재료의 개발과 개발가속화를 목표, 계산과학뿐만 아니라 실제로 재료를 제조하는 프로세스 기술, 지금까지 관측할 수 없었던 계측기술도 동시에 개발하여 기능성 재료의 산업경쟁력 강화
24.0억 엔 (17.8억 엔)
  • · 식물 등의 생물을 이용한 고기능성제품 생산기술 개발
    종래 화학합성 등에 의해 제조되어온 시약, 향료, 화장품 등의 고기능성 제품에 대해 유전자조작 식물 등을 이용한 새로운 방법으로 생산성을 향상. 이를 위해 게놈정보 등의 대용량 데이터를 활용한 유전자조작기술을 개발하여 고기능성 제품을 효율적으로 생산하는 기술기반 확립
21.0억 엔 (17.2억 엔)
  • · 혁신형 축전지실용화촉진 기반기술개발
    산학의 긴밀한 제휴체제 하에 일본의 강점인 첨단 축전지 해석 등 고도화를 통해 리튬이온전지의 성능한계를 대폭 향상 시켜 가솔린차와 동등한 항속거리를 전기자동차 등으로 가능케 하는 혁신형 축전지(500Wh/kg)를 2030년에 탑재 실용화 하기 위한 기반기술을 개발
29.0억 엔 (28.8억 엔)
  • · 고효율·고휘도 차세대 레이저기술개발
    레이저가공으로 에너지효율화를 추진하기 위해 현재 주류인 CO, 레이저기술이 아닌 기존에 없는 고효율·고휘도(고출력 · 고빔품질) 레이저기술을 개발하여 연료소비, 온실효과 가스배출 절감을 도모하며 일본의 제조산업 경쟁력 강화를 추진
20.0억 엔 (20.0억 엔)
  • · 고온초전도 실용화촉진 기술개발
    신시장 창출이 기대되는 고자기장코일 및 송배전분야에서 초전도기술을 세계 최고 및 세계 최초로 실장하는 것을 목표로, 고자기장을 안정적으로 발생시키는 코일의 설계·제조기술과 장거리송배전 구간을 효율적으로 냉각시키는 기술 등의 개발 및 송배전시스템의 실증을 실시
14.0억 엔 (15.0억 엔)
  • · 탄소나노소재 실용화 프로젝트
    새로운 단일탄소나노튜브와 그래핀 등 높은 에너지효율 효과를 가지는 탄소나노소재의 실용화를 추진하기 위해 폭넓은 제품의 실용프로세스 기술의 개발 실증, 고품질 양산기술의 확립, 안전성 평가를 위한 계측기술 등의 기반기술개발을 실시
16.3억 엔 (16.1억 엔)
  • · 탄소나노소재 실용화 프로젝트
    새로운 단일탄소나노튜브와 그래핀 등 높은 에너지효율 효과를 가지는 탄소나노소재의 실용화를 추진하기 위해 폭넓은 제품의 실용프로세스 기술의 개발 실증, 고품질 양산기술의 확립, 안전성 평가를 위한 계측기술 등의 기반기술개발을 실시
16.3억 엔 (16.1억 엔)
  • · 차세대 파워일렉트로닉스 기술개발 프로젝트
    전력을 자유자재로 조작가능한 파워 반도체의 신재료로 기대되는 내전압성 및 내열성이 높은 SiC(탄화규소)를 응용한 신형 파워일렉트로닉스 장치 등의 개발을 실시. 또한 높은 전기적인 특성을 가진 GaN(질화갈륨)을 파워반도체로 응용하기 위한 기반기술을 개발
22.0억 엔 (21.5억 엔)
  • · 고기능성 lignocellolose 나노섬유 일관제조 프로세스 및 부품화 기술개발 사업
    목질 바이오매스를 원료로, 강철의 1/5의 무게에서 5배 이상의 강도를 구비한 셀룰로오스 나노섬유에 대한 수지에 대하여 수지의 분산성, 내열성이 뛰어나고 세계 최초로 자동차 또는 가전 등에 적용을 실현하는 고기능 lignocellose 나노섬유의 일관 생산공정 및 이를 이용한 자동차 부품 등의 부재화 기술 개발
6.5억 엔 (4.2억 엔)
  • · 에너지절감형 화학제품 프로세스 기술개발 사업
    에너지 다소비 산업인 화학산업의 제조공정의 혁신적인 에너지 점감을 목표로 국제적으로 강점을 지니고 있는 혁신적인 촉배기술을 활용하여 이산화탄소와 물(인공광합성), 모래, 비가식성 바이오매스로부터 화학제품을 제조하는 에너지절감형 프로세스 개발
21.0억 엔 (21.9억 엔)
  • · 수송기기의 혁신적 경량화를 위한 신구조재료 기술개발 사업
    에너지 사용량 및 CO, 배출량 삭감을 도모하기 위해, 효과가 큰 수송기기의 과감한 경량화자동차에서 반감에 연결되는 기술개발 등을 실시, 부품제조업체, 대학 등이 연계하여 경량화가 요구되고 있는 수송기기에 적용을 중심으로 강도, 가공 성 등의 여러 기능을 향상시킨 탄소섬유 복합재료, 혁신강판, 마그네슘 합금 등 금속재료 등의 고성능 재료 개발에 중점을 두는 동시에, 이종재료의 접합을 포함한 접합기술 개발하고, 아울러 고효율 모터를 실현하는 고성능 자석 등의 개발을 수행. 수출용 수송기기의 과감한 경량화로 이어지는 멀티자료화에 대응한 최적 설계기술을 세계 최초로 확립하는 것을 목표
40.0억 엔 (36.5억 엔)
  • · 고차세재 구조부재 시스템 기술개발 사업
    기존의 금속재료보다 가볍고 내열성이 있는 구조부재에 관한 기술 등, 2020년 이후에 시장 진입이 예정되어 있는 차세대 항공기에 필요한 선진기반기술을 세계 최초로 개발하여 항공기 산업의 경쟁력 강화와 항공기의 연비개선 및 저탄소화를 목표
27.0억 엔 (13.8억 엔)

* 2017년 산업기술관계예산개요 중 나노기술 소재 분야 전략적 연구개발 추진 과제(경제산업성 산업기술환경국, 2017.3),
기타 경제산업성 나노기술 소재 연구개발 프로그램으로는 혁신적 수소에너지 저장·수송 기술개발,
IoT 추진을 위한 다학제적 기술개발 프로젝트(JST 나노기술 소재 연구개발부감보고서)

다. 과학기술진흥기구(JST) 기초연구사업

JST 전략적창조연구추진사업은 당면한 주요 과제 달성을 위한 기초연구를 추진하여 과학기술혁신을 가져오는 창조적인 신기술을 창출하는 것을 목적으로 한 과제해결형(Top-down)의 경쟁적 연구사업 이다. 그 중에서 'CREST'는 혁신적인 기술시드를 창출하기 위한 팀제 연구를 추진하고, ERATO'는 탁월한 리더의 지도로 독창적인 과제달성형 기초연구를 추진하여 새로운 과학기술의 뿌리를 창출 하는 것을 목적으로 하고 있다. 모든 프로그램은 높은 능력과 가능성을 겸비한 연구자들이 도전해야만 할 연구주제로 자유롭게 몰입할 수 있는 체제를 제공한다.

JST 나노기술 소재 관련 전략적 창조연구 추진사업(CREST) 프로젝트
'09 '10 '11 '12 '13 '14 '15 '16 '17 '18 '19 '20 '21 '22 '23
태양광을 이용한 독창적 클린 에너지 생성기술 창출(토요타공대)
             
  원소전략을 기축으로 한 물질 재료의 혁신적 기능 창출(이화학연구소)            
    에너지 고효율 이용을 위한 상계면 과학동경공업대)
         
       신기능 창출을 위한 분자기술 구축(중부대)        
        초공간제어에 기반초한 고도특성 혁신적 기능소재 창제
(미쯔비시화학)
     
        소재 디바이스 디바이스 융합에 의한 혁신적
나노일렉트로닉스 창성(동경대)
     
        재생가능에너지에서 에너지 캐리어 제조와 응용을 위한
기반기술 창출(쿄토대)
     
            2차원 기능성 원자·분자 박막의 창제와 이용을 위한
기반기술 창출(도시바)
   
           통합 1 세포해석을 위한 혁신적 기술기반(동경대)
   
            다양한 천연탄소자원 활용에 기여하는
혁신적 촉매와 창출기술(카나가와대)
 
            진 광기능 광물성 발현 · 이용을 기축으로 한 차세대 포토닉스
기반기술(광산업창성대학원)
 
            미소에너지를 이용한 혁신적 환경발전기술 창출(오사카대)
 
              양자상태 고도제어 기반 혁신적 양자 기반기술 창출(동경대)
              계측기술 고도정보처리 융합에 의한 인텔리전트
계측·해석수법 개발과 응용(동경대)
JST 나노기술 소재 관련 전략적 창조연구 추진사업(ERATO) 프로젝트
'11 '12 '13 '14 '15 '16 '17 '18 '19 '20 '21
Akiyoshi 바이오-나노 트랜스포터 프로젝트(쿄토대)          
Kanai 촉매 분자 · 생명 프로젝트(동경대)
         
Someya 생체조화 일렉트로닉스 프로젝트(동경대)           
TAsano 효소 활성분자 프로젝트(토야마현립대)          
  Adachi 분자 Exciton 공학 프로젝트(큐슈대)      
  lsobe 축퇴 집적 프로젝트(동경대/동북대)      
  ltami 분자 나노카본 프로젝트(나고야대)      
  Minoshima 지적 광 Synthesizer 프로젝트(전기통신대)
     
    Saito 스핀 양자정류 프로젝트(동북대)    
    IMomose 양자빔 위상 이미징 프로젝트(동북대)    
      Yamamoto 원자 하이브리드 프로젝트(동경공업대)  
      Nakamura 거시적 양자기계 프로젝트(동경대)
JST 나노기술 소재 관련 전략적 창조연구 추진사업(Sakigake)
'09 '10 '11 '12 '13 '14 '15 '16 '17 '18 '19 '20 '21
태양광과 광전변환 기능(큐슈공업대)
         
광에너지와 물질변환(수도대·동경)          
  신물질과학과 원소전략동경공업대)
         
    에너지 고효율 이용과 상계면(동경공업대)        
      분자기술과 신기능 창출(동경대)        
        초공간 제어와 혁신적 기능 창성(동경대)
     
        소재 디바이스 디바이스 융합에 의한 혁신적
나노일렉트로닉스 창성(동경대)
     
        재생가능 에너지에서 에너지 캐리어 제조 응용을 위한
기반기술 창출(쿄토대)
     
          통합 1 세포해석을 위한 혁신적 기술기반(동경대)
   
            이론·실험·계산과학 데이터과학 연계·융합
선진 소재정보학 기반기술(동경대)
 
            혁신적 촉매의 과학과 창제(쿄토대)
 
            광의 극한제어 적극이용과 신분야 개척(전기통신대)  
              양자의 상태제어와 기능화(케이오대)
              계측기술 고도정보처리 융합에 의한
인텔리전트 계측·해석수법 개발(동경대)

나노기술 소재 기술수준 국제비교(2017년 조사결과)

구분 기술수준 일본 미국 유럽 중국 한국
분야전체 45 58 55 10 7
35 22 23 48 33
0 0 1 19 34
X 0 0 1 3 6
기초 28 28 27 4 2
12 12 13 23 16
0 0 0 12 21
X 0 0 0 1 1
응용·개발 17 30 28 6 5
23 10 10 25 17
0 0 1 7 13
X 0 0 1 2 5
  • ◎ 타국 대비 현저한 연구활동 성과가 있음,
  • ○ 어느 정도 연구활동 · 성과가 있음,
  • △ 타국 대비 현저한 연구활동 성과가 없음,
  • × 언급할 만한 연구활동 성과가 없음

최고 기술수준을 1로 정규화하여 평가한 연도별 기술수준 추이는 다음과 같다.

구분 2008년 2009년 2011년 2013년 2015년 2017년
일본 1.00 1.00 0.99 0.92 0.89 0.92
미국 0.98 0.95 1.00 1.00 1.00 1.00
유럽 0.94 0.95 0.95 0.95 0.95 0.97
중국 0.35 0.41 0.48 0.47 0.54 0.67
한국 0.57 0.57 0.65 0.61 0.60 0.56

전반적인 기술수준 비교 결과, 논문, 특허, 기업경쟁력 등에서 미국의 과학기술의 강점이 두드러지며 나노기술·소재 분야에서는 유럽이 일본에 비해 근소하게 우위를 점하고 있다. 그러나 2010년 이후 에는 미국, 유럽 대비 상대적으로 기술격차가 벌어지고 있으며 또한 최근 일본의 과학기술논문 수 뿐만 아니라 피인용도(상위 1% 피인용)도 중국에 뒤처지고 있고 국내 연구자에 의한 주관적인 평가는 높게 나온다는 것을 고려할 때 기술경쟁력 저하에 심각한 위기감을 느끼고 있다.

출처 : 국가나노기술정책센터, 기술연감, 2017