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Kafe 바로가기주관연구기관 | 한국과학기술기획평가원 Korea Institute of Science and Technology Evaluation and Planning |
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연구책임자 | 황지호 |
참여연구자 | 한웅용 , 강문상 , 박석종 , 배용국 , 김덕용 , 홍찬영 , 이주희 , 양은진 , 성민규 , 김지연 , 김은경 , 김주일 , 박창대 |
보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 | 한국어 |
발행년월 | 2019-12 |
과제시작연도 | 2019 |
주관부처 | 과학기술정보통신부 Ministry of Science and ICT |
등록번호 | TRKO202000003102 |
과제고유번호 | 1711102749 |
사업명 | 한국과학기술기획평가원연구운영비지원(R&D) |
DB 구축일자 | 2020-05-02 |
Ⅰ. 서론
● 경제의 대외무역 의존도가 높은 우리나라는 외부 위험요인에 크게 영향받지 않도록 하기 위한 준비가 필요
- 2019년은 세계경제의 성장세 둔화와 무역분쟁의 심화에 따라 외부 위험요인이 증가하는 상황
- 가장 근본적인 해결책은 연구개발 투자를 통한 기술적 자립 역량의 강화
● 우리나라는 혁신성장에 대한 강력한 의지를 천명하여 연구개발예산도 증가시켰으나, 재정효율화 우려와 함께 추가적 임무에 대한 부담도 가중
- 2018년을 기준으로 한 우리나라의 GDP 대비 총 연구개발 투자의 비율은 4.81%
Ⅰ. 서론
● 경제의 대외무역 의존도가 높은 우리나라는 외부 위험요인에 크게 영향받지 않도록 하기 위한 준비가 필요
- 2019년은 세계경제의 성장세 둔화와 무역분쟁의 심화에 따라 외부 위험요인이 증가하는 상황
- 가장 근본적인 해결책은 연구개발 투자를 통한 기술적 자립 역량의 강화
● 우리나라는 혁신성장에 대한 강력한 의지를 천명하여 연구개발예산도 증가시켰으나, 재정효율화 우려와 함께 추가적 임무에 대한 부담도 가중
- 2018년을 기준으로 한 우리나라의 GDP 대비 총 연구개발 투자의 비율은 4.81%로, 세계 1위 수준을 유지
- 2019년 정부 연구개발사업 예산은 전년대비 4.3% 상승한 20조 5,328억원으로 편성되어 처음으로 20조원을 돌파
- 반면 급격한 예산 증가에 따라 필연적으로 재정 건전성에 대한 문제의식도 부각
- 그럼에도 불구하고 경제성장 견인, 일자리 증대, 삶의 질 제고 등 경제・사회적인 문제에 대해서도 연구개발에 대한 기대치가 증가하며 추가적인 임무가 계속부여되고 있는 상황
● 본 연구에서는 연구개발 투자의 우선순위 설정에 참고할 수 있는 맞춤형 자료를 생성하고 투자 효율성 제고에 기여하는 방안을 모색
- 정부의 주요 현안 검토, 유망기술에 대한 투자전략 수립, 과학기술정책 심화연구를 수행함으로써 정책 의사결정에 필요한 기초자료를 구축
- 연구계의 이슈 및 문제점, 요구수준을 정확히 이해하고 이를 정책목표와 부합하도록 연결함으로써 전략적인 의사결정에 도움이 될 것으로 기대
Ⅱ. 정부정책 관련 이슈 분석
1. 정부 과학기술정책 검토
● 2019년 예산안을 통해 정부는 ① R&D 투자 확대, ② 플랫폼 경제 기반 구축, ③ 혁신창업 활성화, ④ 주력산업 경쟁력 강화를 표방
- 혁신성장은 R&D 투자를 통한 경제활력 제고를 위한 정책으로, 투자 확대 기조에 힘입어 정부 R&D 예산은 처음으로 20조원을 돌파
- 혁신성장 확산 및 가속화를 위해 올해 전략투자 분야는 플랫폼 중심의 개념인‘데이터・네트워크(5G)・인공지능 + 수소경제’로 개편
● 2019년 주로 이슈가 된 정책현안으로, ① 제조업 경쟁력 강화와 ② 지역주도 혁신성장을 선정
- 일본의 수출규제로 인해 경제・산업적 위험요인이 발생하였으며, 정부는 소재・ 부품・장비 등 제조업 기반기술에 대한 자립역량을 강화할 계획을 추진
- 전방위적인 경제활력 제고를 위해 지역 차원의 발전전략이 필요하다는 인식하에 지역이 주도하는 혁신체계를 추진한다는 계획을 발표
2. 소재・부품・장비 정책 동향 및 시사점
가. 소재 분야
(1) 소재산업 현황
● 소재는 대표적인 중간재로서, 산업 고도화를 위해 매우 중요하지만 기초과학 기술이 기초가 되어야 하는 고위험 분야
- 중간재산업이 발달해야 중간재-최종재 산업간 선순환 구조가 성립되므로 제조 선진국은 모두 소재산업 육성에 관심을 강화
- 소재산업 발전을 위해서는 장기간 투자를 통한 기술축적이 필요하며, 산업적성공 확률은 타 산업에 비해 상대적으로 낮지만 성공할 경우 장기간 독점적지위 확보가 가능
● 2001년과 비교하면, 국내 소재산업의 위상은 다소 약화된 상황이나, 전체 국가 R&D의 3.9% 수준을 소재분야에 투자
- ‘1차금속’과 ‘화학물질 및 화학’ 산업의 비중이 매우 높은 양극화 구조인 반면,‘섬유’산업은 대폭 축소
- 일본으로부터의 무역수지 적자 규모가 큰 것으로 나타나 교역구조 면으로도 구조적으로 취약
- 소재분야 연구개발은 출연연구소와 중소기업이 중심이 되고 있으며, 2017년 기준으로 전체 R&D예산의 3.9%인 7,000억원 정도가 투자되고 있음
(2) 국내외 정책 동향
● 국내 소재분야 정책은 ‘소재・부품발전기본계획’을 중심으로 추진 중
- 2001년 ‘부품・소재 전문기업 등의 육성에 관한 특별조치법’ 제정 이후, 1차~4차에 걸쳐 ‘소재・부품발전기본계획’을 발표
- 이와는 별도로 소재산업 육성 전략이 발표되고 있으며, 2019년에는 일본 수출규제에 대응한 대책이 수립
● 해외에서는 밸류체인 전략 차원에서 국가적 의제화
- 미국은 첨단소재의 발견과 개발시간 및 비용을 줄이기 위한 MGI 정책을 추진
- 일본은 10년 이상의 장기 프로젝트인 신원소전략을 통해 대체소재 연구, 전략원소 활용도 제고, 실용재료 설계기술확보를 진행 중
- 독일은 ‘소재에서 혁신으로’라는 프로젝트를 통해 신소재 개발을 지원
(3) 정책적 시사점
● 상기의 분석을 통해 다음과 같은 정책적 시사점을 도출
- 밸류체인 분석에 따른 투자 및 정책지원을 통해 투자전략을 고도화
- 중소기업의 혁신역량 제고를 위해 4차 산업혁명 기술을 적극 도입함으로써 시간과 비용 절감 방안을 모색할 필요
- 글로벌화에 초점을 맞추어 통상전략과 연계
- 법・제도 기반 강화를 통해 정책의 일관성과 지속성 확보
나. 부품 분야
(1) 전자부품산업 동향 및 시사점
● 전자부품은 제조업의 필수 중간재이나, 기술 자립도가 낮은 수준이며 고부가가치 핵심부품은 상당 부분 해외에 의존
- 반도체의 경우 비메모리 반도체는 세계시장 점유율이 낮은 실정
- 디스플레이 제작에 투입되는 핵심 품목에 대한 해외 의존도가 55%
- 스마트 기기의 증가에 따라 센서의 수요가 증가 추세
● 주요국들은 4차 산업혁명의 대응을 위한 제조업 부흥 기조를 유지하고 있으며, 우리나라도 부품분야 연구개발 지원을 지속 추진 중
- 독일과 미국은 정부 차원의 제조업 부흥 정책을 추진하고 있으며, 일본 또한 오랜 제조기술 축적을 바탕으로 ‘글로벌 니치 톱’ 전략을 추진
- 올해 정부는 ‘시스템반도체 비전과 전략’, ‘제조업 르네상스 비전 및 전략’, ‘소재부품장비 경쟁력 강화 대책’ 등의 지원 계획을 연이어 발표
● 해외의 사례를 통해 다음과 같은 정책적 시사점을 도출
- 전・후방 제품을 전략적으로 연계한 수요 맞춤형 R&D를 통해 기술의 원활한 상용화를 지원할 필요
- 장기적인 관점에서 지속가능성(친환경, 자원순환, 친안전 등)을 감안한 핵심 전략부품을 개발할 필요
- 부품 산업의 대다수를 차지하는 중소중견 기업들의 시행착오 과정을 지원할 수 있는 글로벌 수준의 시험인증 테스트베드 마련이 필요
(2) 자동차부품산업 동향 및 시사점
● 과거 자동차 부품산업은 가격과 품질에서 경쟁력이 있었으나, 최근 미래차로 시장이 전환됨에 따라 경쟁력 차이가 발생
- 전기차, 수소차, 자율차 등의 미래차로 전환되면 기존 부품의 30% 정도가 소멸될 것으로 예측
- 친환경차는 내연기관 차량 대비 경쟁력이 열위에 있는 주행거리, 충전 편의성, 가격 경쟁력 등을 보완하는 방향으로 기술개발 중
- 자율주행차는 센서 및 반도체는 국산화에, AI 및 SW는 국제 공동연구를 통해 기술을 확보하는 추세
● 주요국들은 미래차 전환에 발빠르게 대응하고 있어 우리나라 민간기업과 정부의 전략도 미래차를 대상으로 전환
- 미국은 우수한 IT기술을 기반으로 자율주행 기술을 중점 육성분야로 선정하였으며, 유럽은 친환경차 보급을 위해 환경규제와 보조금을 도입
- 일본은 수소차로 세계시장을 주도하기 위한 로드맵을 발표하였으며, 중국은 수입 대체를 통한 시장확보를 모색
● 해외의 사례를 통해 다음과 같은 정책적 시사점을 도출
- 미래차에 대한 소비자 수용성을 높이기 위한 철저한 분석이 필요
- 초기시장의 선점효과를 감안하여, 필수적인 부품에 대해서는 기술개발 지원과 함께, 국내제품 우선 구매를 유도하는 정책이 필요
- 기술의 융합에 대응하기 위해 정부 관계부처의 협조 또한 필수적
다. 장비 분야
(1) 장비산업 현황
● 제조장비는 제품과 서비스의 경쟁력을 결정하는 것으로, 최근 우리나라의 장비산업은 정체된 상황
- 제조장비는 생산활동을 위해 동력원을 사용하여 움직이거나 일을 하는 장치 및 설비를 의미
- 2009년 금융위기 전까지 우리나라 장비산업은 가파르게 성장하였으나, 이후 생산액 및 수출 모두 정체된 상황
● 기술수준은 선진국 대비 격차가 존재하나, 중국과의 기술격차가 좁혀짐에 따라 수출시장에서의 경합이 예상
- 선진국에 비해 기초・기반기술에 대한 연구투자가 상대적으로 낮고 개발연구 비중이 높은 중진국형 구조
- 중국은 단순한 생산경쟁력 위주의 준비뿐만 아니라 제조장비 분야의 기초기술에도 막대한 투자를 진행 중
(2) 국내외 정책 동향
● 선진국은 첨단제조업 육성을 장려하는 정책을 추진하고 있으며, 중국은 제조강국 실현을 위한 강력한 발전전략을 수립
- 미국, 독일, 일본 모두 제조업에 대한 중요성을 재인식하고, IT 기술을 융합하여 첨단화할 계획을 발표
- 중국은 ‘중국제조 2025’ 계획을 통해 세계 1위의 제조강국으로 진출한다는 계획하에 5대 중점 프로젝트를 발표
● 국내에서는 IT/SW 융합을 통한 고부가가치 창출 전략을 발표
- ‘제조업 혁신 3.0 전략’(2014)을 통해 IT 융합형 신제조업을 창출한다는 전략을 설정
- 최근 ‘스마트공장 확산 및 고도화 전략’(2018)을 발표함으로써 장비분야의 정책적 추진동력이 재점화
(3) 정책적 시사점
● 상기의 분석을 통해 다음과 같은 정책적 시사점을 도출
- 제조장비 산업의 중장기적 발전을 위한 국가적인 육성정책 수립 필요
- 제조장비 기술경쟁력 확보를 위한 기초・기반연구의 확대가 필수
- 전문 제조장비 기업 육성을 위한 생태계 조성 방안 필요
3. 지역R&D 거버넌스 체계 확립 및 활성화 방안
가. 지역산업육성과 지역혁신기관의 역할
● 과거 대기업, 제조업 중심 2차산업, 도시 중심의 성장정책으로 야기된 지역 간 불균형 등의 부작용을 해소하기 위해 국가균형발전전략 수립・추진
● (지역혁신체계) 지역 혁신주도형 경제구조로 전환하기 위해 지역혁신체계(RIS, Regional Innovation System) 확립이 중요
- (목적) 지역의 기술혁신생태계 구축과 기업역량 제고를 위해 지역 산・학・연 역량을 모아 상호 네트워크를 형성하여 기술혁신지원체제를 구축
- (체계) 지역 내 기업, 기관, 대학, 지방정부 등 다양한 주체들이 지역경제의 혁신창출을 위해 상호협력과 공동학습을 통해 혁신을 도모
● (지역혁신기관) 지역 혁신생태계 형성을 위해 핵심적인 기능과 역할 수행
- (종류) 출연(연)분원, 테크노파크, 지자체연구소, 전문생산기술연구소, 지역사업 평가단, 지방과학기술진흥센터, 연구개발지원단, 연구개발특구본부
- (주요기능) 기술지식의 공급원과 지역 내 중소기업 간 연계를 촉진해 주는 중계 및 선도자 기능
나. 지역혁신기관의 한계와 과제
(1) 지역혁신기관의 한계
● 지역R&D 사업계획의 전략성・체계성 부족
- 신규사업 예산확보를 위해 즉응적 기획으로 기관을 설립하고, 기관별로 사업영역을 지속적으로 확대해 지역혁신기관 간의 역할・기능 중복 야기
- 지역별 장비구축의 전략성・체계성 부족으로 타당성이 미흡한 사업 기획・추진
- 기반구축사업의 투자효율성 저하 및 지역간 형평성 문제
- 구축장비의 활용도 미흡 및 장비운영 인력 취약
● 지역R&D 관련 지역차원의 통합적 기획・관리체계 미흡
- 지역혁신기관의 관리・감독 및 성과창출에 대한 컨트롤타워 부재
- 지역혁신기관 전반의 관리감독 강화 및 성과창출을 위한 중앙 및 지역 차원의 관리체계 미흡
- 출연(연) 분원의 효율적 운영을 위한 컨트롤타워 기능 미흡
- 기초・원천 분야 지역R&D에 대한 기획・운영과 연구인력 및 장비운영 인력의 전문성 미흡
● 지역혁신기관의 성과 창출 및 연계협력 미흡
- 지역혁신기관의 성과관리체계 미흡
- 기관간 기능조정 및 연계・협력을 위한 체계 미흡
(2) 지역R&D 체계 확립을 위한 과제(안)
● (지역혁신기관) 기관별 기능・역할을 재구분하고, 기관간 연계・협력을 활성화
- 기관별 임무를 고려하여 기술개발단계 상에서 기능과 역할을 구분하여 상생・협력할 수 있도록 포지셔닝
- 기관간 상호보완적이며 수평적인 연계・협력 활성화
- 지자체 주도의 지역혁신기관 성과관리 및 역량 강화
● (지역R&D사업 체계) 지자체 자율적인 지역R&D사업 기획・평가・성과관리체계 구축
- 지역R&D사업 종합기획・평가를 위한 거버넌스 전담기관 설치 검토
- 지역혁신기관간 기능・역할 차별화를 위한 조정체계 마련
● (지역R&D 인프라) 지역혁신성장계획에 기초한 지역R&D 인프라 구축의 내실화 강화
- 지역내 기구축된 장비의 효율적 활용을 위한 지원방안 마련
Ⅲ. 정부R&D 투자전략 수립
1. 미래유망기술 분석
가. 시스템반도체
(1) 개념 및 시장현황
● 시스템반도체는 여러 가지 기능을 단일 칩에 통합한 것으로, 시스템반도체 산업은 반도체 설계(fabless)와 생산 서비스(foundry)로 구분
- 메모리반도체에 비해 상대적으로 다품종 소량생산이 가능하고, 중소기업의 참여가 높은 사업구조적 특성
● 최근 스마트 제품이 확산되며 반도체 산업이 시스템반도체 중심으로 재편
- 시스템반도체 시장은 전체 반도체 산업의 70%를 차지
- 우리나라의 세계 시스템반도체 시장 점유율은 3% 정도에 불과하여, 58%를 차지하고 있는 메모리반도체에 비해 큰 격차
- 시스템반도체 시장은 앞으로도 꾸준하게 성장세를 보일 것으로 전망
(2) 기술개발 동향
● 전자제품의 성능향상, 소형화, 저전력화를 주도
- 전력・에너지, 통신・방송, 바이오・의료 분야에서 시스템반도체의 도입과 활용이 늘어나는 추세
- 최근 시스템반도체에 임베디드 SW를 탑재하여 인공지능 기능을 구현할 수 있는 지능형 반도체의 개발 경쟁이 크게 증가
● 수요 다변화에 따라 기술 표준화가 진행 중이며, 우리나라는 아직 기술경쟁력이 상대적으로 낮은 상황
- 국제적인 기술표준화 경향에 따라 국내 연구기관과 민간기업이 표준화 활동에 활발히 참여 중
- 기술경쟁력 비교 결과 우리나라는 선진국에 비해 기술수준이 낮지만, 2017년 기준으로 기초 및 응용단계 기술에서 점차 추격하는 양상
(3) 정책적 시사점
● 선진국의 시스템반도체 기업은 R&D집약도가 매우 높은 특징이 있으므로, 국내에서도 민간분야의 투자를 촉진시킬 유인이 필요
● 고도의 노하우가 요구되는 분야임을 감안하여 연구개발 지원 뿐만 아니라 인력양성 정책의 마련 또한 필수적
● 메모리반도체에서의 역량을 이용하여 파운드리 분야에서 국내 업체들이 글로벌 프론티어가 되도록 지원하는 동시에, 경쟁력과 기반이 부족한 팹리스 분야에 대해서도 성장 생태계를 조성할 수 있는 전략이 필요
나. 핀테크
(1) 개념 및 시장현황
● 핀테크는 정보통신기술을 적용하여 금융부문의 혁신을 꾀하는 것으로, 최근에는 금융기관의 대체, 플랫폼 기술의 적용이 특징
- 금융감독기관의 감시 하에 고객의 재무정보를 분석하여 의사결정을 내리는 사람의 업무를 인공지능의 알고리즘에 따라 자동으로 처리하도록 발전
- 소비자와 생산자를 연결하는 최적의 플랫폼 환경을 제공하여 금융거래를 편리하게 해줌으로써 수익을 얻는 경향
● 플랫폼 및 금융경험 등 기존의 강점을 바탕으로 핀테크 분야에 뛰어드는 기업이 증가하는 상황
- 앤트파이낸셜(유틍 플랫폼), 삼성전자(스마트폰 플랫폼), 카카오・네이버(온라인 플랫폼)의 기업들이 핀테크를 활용하는 대표기업
- 금융권은 금융 부문의 경험을 바탕으로 핀테크 창업을 지원함으로써 위험부담을 줄이면서 신기술을 수용하려는 노력 경주
- 해외에서는 미국, 영국, 인도, 중국의 핀테크 혁신기업이 상대적으로 많아 핀테크 도입을 주도하는 중
(2) 기술개발 동향
● 인공지능 기술을 핀테크에 적용하려는 시도가 진행 중
- 지금까지 인공지능 기술은 임무 중심의 논리적 추론에 적용됐으나, 앞으로는 인간에 가까운 판단을 내릴 수 있도록 학습
- 사물 인식능력, 논리적 추론능력, 인간적 감성행동 관련 기능이 향상되면 소비자의 요구사항을 정교하게 파악하여 업무 처리가 가능할 것으로 예상
● 블록체인 기술은 핀테크로의 상용화 가능성이 증가
- 블록체인은 익명성, 투명성, 불변성, 복원성의 특성이 있어 금융거래에 필요한 신뢰관계 형성에 도움
- 다만 확장성, 보안성, 효율성 등에 대한 공학적 특성들이 서로 충돌하는 문제를 해결해야 적용이 원활화 될 것으로 기대
(3) 정책적 시사점
● 핀테크의 정책적 특징은 금융, IT, 플랫폼이 융합된 특징이 있으므로 체계적인 정책이 뒷받침될 필요
● 또한 금융산업과 정보통신산업에 맞춰 형성된 규제체계를 넘어야 한다는 과제가 존재
- 전자금융거래법, 신용정보법, 금융실명법을 비롯한 금융관련 법률과 함께, 정보 통신망법, 개인정보보호법 등의 법률도 충족해야 함
2. 혁신성장 유망기술 분야 특허 분석
가. 배경 및 목적
● 혁신성장 3대 전략투자 및 8대 선도사업과 관련된 특허의 정량・정성분석을 통하여 정부R&D 예산의 효율적인 투자 및 분배를 위한 시사점 도출
● 수소, 인공지능(AI), 바이오헬스 등 3개 기술 분야의 유망기술을 발굴함으로써 정부R&D 투자 포트폴리오 적절성 분석, 해외 주요국과의 기술비교를 통한 중점 육성 분야 발굴, 정부와 민간의 역할분담 판단의 참고자료로 기능
나. 주요내용
(1) 수소
● 2000년대 중후반까지 특허출원이 증가하다 이후 감소하는 양상
● 분야 전반적으로 최근 구간에서 출원이 급격히 감소하는 쇠퇴기 단계
- 최근 5년 출원점유율이 30% 미만
● 일본 국적의 출원인들이 국내외에 활발하게 출원하여 영향력이 큼
- 특허 보유량, 기술력, 연구생산성 모두 일본이 타국에 비교 우위
● 소분류 기술별 분석 결과, 진단과 수소생산 기술에서 한국의 특허점유율이 높음
● 전반적으로 기술경쟁력 및 한국의 경쟁력이 중간 수준으로 전략적이고 선별적인 지원을 요구함
(2) 인공지능(AI)
● 최근까지 특허출원이 지속적으로 증가하는 양상
- 인공지능 개발 트렌드가 단순 인지능력에서 벗어나 다양한 분야에서 연구와 투자가 활발히 진행되는 영향으로 보임
● 분야 전반적으로 최근 구간에서 출원이 급격히 증가하는 성장기 단계
- 최근 5년 출원점유율 평균이 약 48%로 특히 의료 및 건강관리, 교통 및 오락 관련 인공지능 활용 기술개발이 활발함
● 미국 국적의 출원인들이 국내외에 활발하게 출원하여 영향력이 큼
- 특허 보유량, 기술력, 연구생산성 모두 미국이 타국에 비교 우위
● 소분류 기술별 분석 결과, 상황이해와 학습 및 추론 기술에서 한국의 특허점유율이 상대적으로 높음
- 특허 확보 수준에 있어서는 뉴런 및 시냅스와 의료 및 건강관리 기술이 선도국 대비 매우 높음
● 기술경쟁력 및 한국의 경쟁력을 종합적으로 평가한 결과, 학습 및 추론과 활용분야가 유망한 기술분야로 드러남
(3) 바이오헬스
● 최근까지 특허출원이 지속적으로 증가하는 양상
- 맞춤의료 수요 증가, 정밀의료 시장 발전, 사후관리로의 헬스케어의 패러다임 변화, AI 기반 신약 및 의료기기 산업 확대 등에 기인한 것으로 보임
● 분야 전반적으로 최근 구간까지 출원이 꾸준히 증가하는 성장기 단계
- 최근 5년간 의료정보 공유・활용 플랫폼 기술의 개발이 활발함
● 미국 국적의 출원인들이 국내외에 활발하게 출원하여 영향력이 큼
- 특허 보유량, 기술력, 연구생산성 모두 미국이 타국에 비교 우위
● 소분류 기술별 분석 결과, 지능형 건강관리 서비스 기술에서 한국의 특허점유율이 상대적으로 높음
● 기술경쟁력 및 한국의 경쟁력을 종합적으로 평가한 결과, 모든 소분류 기술에서 상대적으로 유망하며 한국의 경쟁력도 우수한 수준
(출처 : 요약문 5p)
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