chaannwooff/Dartdoc huggingface dataset:
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맞춰서 설계 - 세부사항: ㆍCFS는 ITER의 가장 핵심이 되는 중앙제어시스템으로 CODAC내에 플라즈마 제어를 위한 고속 네트워크 소프트웨어인 SDN(Synchronous Data Network) 소프트웨어는 당사가 개발을 담당한 것으로 SDN에 연결된 모든 중앙 서버 및 플랜트 시스템으로 하여금 각 노드 간 전송 성능을 안정적으로 보장함 ㆍ당사에서 제공한 SDN 소프트웨어를 사용하여 ITER에서 직접 10만회의 통신에 대해 테스트를 수행한 결과 평균 27 마이크로초의 전송 속도를 표준 편차 1.4마이크로초의 성능으로 데이터를 전송 CIS (비상시 중앙제어) Central Interlock System(장비보호를 책임지는 중앙 인터락 제어시스템) - 주요기능: ITER의 장비 중 가장 고가의 초전도 코일을 비롯하여 수조 원에 달하는 토카막을 포함하는 모든 플랜트 장비의 보호를 관장하는 시스템 - 세부사항: ㆍCIS는 비상시에는 CFS의 제어를 받지않고 별도의 제어를 하게 되므로 인간의 뇌를 기준으로 볼때 소뇌에 해당하는 부분으로 볼 수 있음. 비상시에 빠르게 대응하지 못할 경우 토카막이 녹아내리거나 초전도코일을 손상시킬수 있는 관계로 매우 중요한 중앙제어시스템 중 하나임 ㆍ중앙 인터록 시스템의 최종 설계 시에 수행된 신뢰도 분석결과: 모든 결과에서 우수한 성능을 유지하고 있음을보여줌 CPSS (설비제어) Coil Power Supply System(전원장치 마스터 컨트롤 시스템) - 주요기능: 토카막이란 진공용기 내에 자기장을 실시간으로 제어하기 위해 플라스마 컨트롤 시스템 및 중앙 제어시스템과의 통신을 통해 플라즈마 제어를 위한 실시간 자기장 형태의 제어를 할 수 있게 하는, 핵융합 실험로에서는 가장 중요한 Plant I System 기능을 수행함 - 세부사항: 우리나라 다원시스를 포함하여 중국과 러시아 업체가 공급한 전원장치를 안정적으로 제어하여 핵융합 발전이 제대로 이루어 질 수 있게 만드는 중요한 설비제어 시스템임 머신러닝 MoI (인공지능 엔진) 바이오 부문 - 유전자가위 및 신약 후보물질 탐색 등에 적용할 수 있는 머신러닝 플랫폼금융 부문 - 자산배분시스템 관련 채권 이자율 예측시스템, 환율예측 시스템 등 ADM 임상서비스 임상1상/2상/3상 임상 1상 - 건강인 대상 독성 유무 파악 임상 2상 - 실제 환자 대상 성능 및 부작용 검증(투여량 등 확정) 임상 3상 - 2상 대비 대규모 환자 대상 실험 DNA니들 의약품 및 화장품용 DNA니들 의약품 - 백신, 피부질환치료제, 바이오의약품 패치 등에 적용 화장품 - 기능성화장품(미백, 주름개선 등) (2) 주요제품의기능, 용도, 특징 당사의 주요 제품은 가속기, 핵융합실험로 관련 “EPICS 기반의 초정밀 제어시스템 및 장비”입니다. 빅사이언스 분야의 정밀제어 시스템 설계 및 구현이라는 것은 단순히 공장이나 생산시설의 설계와는 달리, 표준으로 채택하고 있는 방대한 규모의 오픈소스 플랫폼(EPICS)에 대한 지식을 바탕으로 핵물리학뿐만 아니라 가속기, 핵융합로의 구조 및 작동원리 등에 대한 이해가 필요하며, 이를 제어 및 구현하기 위한 통신, 네트워크 및 임베디드 S/W 등에 대한 기술역량을 추가로 확보해야 가능합니다. 또한 빅사이언스 분야의 특성상 시스템의 오류나 고장은 큰 피해를 유발하거나 장기간 장비사용이 불가능한 상황에 이르는 관계로 실제 시스템에 적용한 다수의 reference 확보가 매우 중요한 경쟁요소로 작용하게 됩니다. 과거 산업용 제어시스템은 통합된 소프트웨어 플랫폼이 존재하지 않았으나 최근 대규모 투자를 통해 건설되는 핵융합발전시스템, 가속기시스템 등의 빅사이언스 분야는 수백 또는 수천 종의 계측 및 제어장비가 설치되고, 이런 장비들의 상태를 실시간으로 감시 제어하기 위해서는 경우에 따라 수백만 개의 제어 포인트들로부터 실시간으로 정보를 수집하고 제어하기 위한 방대한 규모의 제어 시스템이 필요합니다. 또한 최소 몇십년간 운영해야 할 거대시설물에 특정회사의 제품을 사용할 경우 시스템 구축에 있어서 다양성, 확장성에 제약이 있고 막대한
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구축 및 운영비용, 상용제품 단종시 유지보수의 한계 등의 문제점이 존재할 수 있습니다. 이런 요구를 충족하기 위해 오랜 기간동안 플랫폼 개발이 이루어져 왔으며, 현재 빅사이언스 분야의 제어에 가장 신뢰성 있는 소프트웨어 솔루션으로 인정되고 있는 것이 바로 EPICS(Experimental Physics and Industrial Control System) 플랫폼입니다. EPICS 플랫폼은 1989년부터 미국의 로스 알라모스 국립 연구소(Los Alamos National Laboratory: LANL)와 아곤 국립 연구소(Argonne National Laboratory: ANL) 공동으로 가속기 제어 시스템을 개발하면서 나온 150개 이상의 오픈 소스 라이선스(Open Source License)를 기반으로 시작되었습니다. EPICS는 Application Developer들이 제어 시스템을 개발하기 위하여 사용하는 Open Source 기반의 Software Tool의 모음이며, Operator Interface (OPI), Input Output Controller (IOC), Local Area Network으로 구성됩니다. 최근에 건설되는 기초과학 분야의 가속기나 핵융합 실험로와 같은 빅사이언스 시설은 모두 EPICS를 이용하여 건설되고 있는데, EPICS는 클라이언트/서버 모델에 기초하여 Channel Access(CA)라는 독특한 네트워크 프로토콜을 사용하고 있으며, 대량의 컴퓨터 및 입출력 장치를 이용하여 네트워크상의 어느 지점에서도 데이터를 손쉽게 수집하고 제어할 수 있도록 구성되어 있습니다. EPICS의 제어 및 모니터링 데이터의 기본 단위는 PV(Process Variable)이며, CA 통신 프로토콜을 사용하여 PV 값을 주고받도록 되어 있는데, CAS(Channel Access Server)는 PV 값을 제공하는 장치이고, CAC(Channel Access Client)는 PV 값을 사용하는 장치입니다. CA 프로토콜을 따르는 Tool/Program/Application을 “EPICS Compliant”라고 하며, EPICS는 이러한 EPICS Compliant들이 사용하는 Toolkit을 제공합니다. epics.jpg EPICS EPICS는 입자가속기, 천체망원경과 같은 빅사이언스, 산업용 플랜트 등의 실시간 분산제어시스템으로 사용되는 소프트웨어 툴, 라이브러리, 응용프로그램들의 패키지로서 EPICS 로고에서 볼 수 있듯이 네트워크 기반의 클라이언트/서버의 분산형 구조로 되어있습니다. EPICS는 상용 분산제어시스템이 가지는 모든 기능을 제공하며, 현재까지 발표되어 있는 모든 주요 OS플랫폼 및 I/O bus 등을 지원하고 있습니다. 이에 따라 EPICS가 제공하는 응용프로그램 이외에도 많은 사용자가 개발한 다양한 하드웨어 드라이버, 라이브러리, 응용프로그램을 사용할 수 있는 장점이 있습니다. 현재 EPICS는 빅사이언스 시설 운전에 필요한 분산 제어 시스템을 개발하고 구현하기 위해 광범위하게 사용되는 소프트웨어 개발 플랫폼으로 확고하게 자리잡았으며, 전세계 유수한 빅사이언스 시설의 자동제어 시스템 대부분이 EPICS를 기반으로 설계되고 있는 상황입니다. 개방형시스템인 EPICS는 다양한 환경에서 구축된 장비 등을 모두 포함할 수 있으며, 빅사이언스 분야에서 전세계적으로 협업을 통해 개발되어 사용되는 오픈 소스 소프트웨어 도구(Tool), 각종 라이브러리(Library) 및 응용 프로그램들을 집대성해 놓은 플랫폼으로 지속적으로 개선되고 있는 상황입니다. 흔히 소설이나 영화에서는 다양한 IT 기술이 적용된 미래의 모습을 볼 수 있는데, 개인이 일정지역을 지나갈 경우 그 지역의 센서가 주인공의 망막을 인식하여 신원을 파악하고 개인에게 정보를 제공하거나 신호등 및 주변 기기들을 제어하고, 혈압, 혈중 알콜농도, 맥박 등을 감지해서 범죄를 미리 예측하기도 합니다. 이런 미래사회가 만들어지기 위해서는 다양한 하드웨어 및 시스템으로 구축된 기기들을 모두 제어, 관리할 수 있는 통합적인 시스템
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구축이 필요하고 여기서 확보한 빅데이터 정보가 실시간으로 처리 및 전달되어야 합니다. 이러한 대규모 시스템 구축에는 거대 시스템 구축에 적합한 개방형 플랫폼이 필요한데, 현재까지는 EPICS가 바로 이런 시스템 구축을 가능하게 해주는 하나의 대안이라고 할 수 있습니다. 당사는 EPICS 관련 플랫폼 기술을 바탕으로 EPICS 기반의 초정밀 제어 및 시스템 설계기술을 보유하고 있는 국내 유일의 회사입니다. 기존에 운영되고 있는 시스템 전체를 EPICS 기반으로 바꾸는 것은 비용 등의 이유로 인해 쉽지 않지만 향후 새로 건설되는 거대 과학시설 및 산업시설은 EPICS시스템의 개방성(기존에 구축된 어떤 장비나시스템도 모두 수용할 수 있음)으로 인해 많은 부분이 EPICS 기반으로 설계, 운영될 예정인 점을 감안하면, 당사는 EPICS 기반 제어기술을 가지고 수년 내에 다양한 산업용 제어시스템으로 진출하여 사업을 확대할 수 있을 것으로 예상됩니다. (가) 가속기 관련 장비 및 제어시스템 가속기는 전하를 가지고 있는 입자를 빛의 속도로 가속하여 방사광이 발생시키거나새로운 입자를 만들어내는 장치로, 초미세영역을 연구하기 위한 초거대현미경으로 비유할 수 있습니다. 가속된 입자가 물질에 부딪치면 입자는 물질의 원자핵과 충돌하여 원자핵을 구성하고 있는 양성자나 중성자를 핵 밖으로 튀어나가게 하고 원자핵을 여러 개의 원자핵으로 분열시키기도 하며 중간자 등의 소립자를 만들어 내기도 합니다. 이러한 가속기는 원자핵 연구의 수단으로서 1930년경에 만들어져 오늘날까지 발전해 왔으며 최근에는 연구용, 의료용, 산업용으로 광범위한 분야에 응용되고 있습니다. 당사의 주요 제품 중 가속기 제어시스템 및 관련 장비는 포항가속기연구소의 4세대 방사광가속기에 납품한 EPICS 기반 LLRF(Low-Level Radio Frequency Controller), Undulator, SSA(Solid State Amp Controller), SMC(Stepping Motor Controller) 및 BPM(Beam Position Monitor) 등이있습니다. 대전에 신규로 건설되는 중이온가속기 관련 제품은 LLRF, SSA, BPM, Cryo Module, SMC를 비롯해 실험장치에 해당하는 ISOL시스템, IF시스템, KoBRA시스템 등이 있습니다. 포항 4세대방사광가속기에는 Undulator가 있어서 방사광을 만들어 냈다면 중이온가속기에서는 ISOL시스템, IF시스템, KoBRA시스템 등과 같이 새로운 입자를 만들어 내는 실험장치가 있으며, 이를 구성하고 있는 수많은 자석의 위치조정을 비롯한 정밀제어에 당사의 시스템이 공급되고 있습니다. 당사는 2010년부터 국내에서는 최초로 EPICS 소프트웨어 플랫폼을 연구하고 관련 기술을 개발하기 시작했으며, 2011년에 지식경제부 부품소재기술개발사업(800MeV 출력의 가속기용 RF PAD PAC System 개발)을 수주하여 약 2년에 걸친 솔루션 개발을 통해 EPICS 플랫폼을 기반으로 포항가속기연구소 LLRF 시스템 제어기술을 확보하였습니다. llrf.jpg 포항가속기연구소에 납품된 LLRF(PAD PAC 시스템) 및 주변기기 구성도 상기와 같이 입자의 속도를 빛의 속도까지 올려주는 가속기의 가속관에는 증폭을 위한 SSA나 클라이스트론이 있으며, 여기에 전원을 공급해 주는 모듈레이터, 그리고 가속기 공진 RF의 위상과 진폭을 측정하고 보정해주는 LLRF시스템이 설치되게 됩니다. LLRF의 주요 구성을 보면 RF 신호 처리를 위한 RF 모듈과 디지털 신호 처리를 위한 FPGA(Field-Programmable Gate Array) 보드, 그리고 인터페이스(Interface)부로 나눌 수 있습니다. 입자가속기는 발사된 입자들을 원하는 수준의 속도(일반적으로, 빛의 속도에 근접하는 속도)로 정확하게 가속시키기 위하여 해당 입자들을 고출력 RF(Radio Frequency)에 공명시켜 가속시키는 구조를 가지고 있는데, 이때 사용되는 RF의 진폭(amplitude)과 위상(phase)의 정밀도와 안정성은
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가속기의 성능을 좌우하는 가장 중요한 요소 중 하나로서 매우 정밀한 수준에서의 제어가 필요합니다. 그러나 고출력 RF증폭에 사용되는 각종 장비들(SSA, Klystron, 모듈레이터)의 기계적 오차, 운전 중 발생하는 수많은 외란 (External Disturbance), 진동, 온도의 변이 등에 의해 RF의 진폭 및 위상은 필연적으로 왜곡되며, 이로 인해 RF의 진폭과 위상의 미세 오차가 발생합니다. 이는 가속기의 가속 효율을 심각히 훼손하는 치명적 요인으로 작용하는데, LLRF 제어시스템은 이러한 가속기의 공진 RF의 왜곡과 변형을 실시간으로 측정하고 이를 보정하여 주는 시스템으로서 가속기의 성능을 좌우하는 핵심 장비입니다. LLRF 제어시스템의 주 기능, 즉 가속기 공진 RF의 위상과 진폭을 측정하고 보정해 준다는 의미에서 PAD PAC (Phase-Amplitude Detect Phase-Amplitude Control) 시스템이라고도 불리고 있습니다. LLRF 시스템 구성도 LLRF는 RF 신호를 사용하여 입자를 가속하는 모든 종류의 가속기에 필수적으로 사용되며 사이클로트론, 싱크로트론과 같은 원형가속기뿐만 아니라, 보다 큰 가속에너지를 얻기 위해 사용되는 선형가속기(Linear Accelerator: LINAC)에도 적용됩니다. 특히, PAL-XFEL과 같은 포항가속기연구소 4세대 선형가속기에서 전자 빔의 가속을 위한 RF 위상과 파워의 정밀한 제어는 가속기의 가속 효율을 좌우하는 기본 요소로서 LLRF 제어 정밀성이 매우 중요해집니다. 가속 RF 전압에 대한 제어 정밀도는 전압 안정도 0.01% 이내, 위상 안정도 0.1 도 이내로 LLRF 제어기를 통해 이루어져야 하며, 이러한 안정도는 세계적으로도 극히 일부 연구소만이 보유하고 있는 첨단 기술로서 4세대 가속기 건설을 위해 당사가 국산화에 성공한 것입니다. 당사는 2011년 포항가속기연구소의 LLRF 공동개발 업체로 선정된 이후 기술개발에 주력하여 100 펨토초 (fs = 10-15초) 이하의 지터 (Jitter) 특성유지를 위한 클락(Clock) 제어기술, FPGA (Field-Programmable Gate Array)를 활용한 AD/DA 및 DSP (Digital Signal Processing) 알고리즘 구현 기술 등과 함께 EPICS 플랫폼을 활용한 제어기술 등을 확보하였습니다. 이로서 RF 전압 안정도와 위상 안정도에 있어서 모두 세계최고 성능을 가진 LLRF 개발에 성공하였으며, 본 제품을 포항가속기연구소에 납품하고 있습니다. 당사가 개발 및 공급하고 있는 LLRF는 포항가속기연구소의 방사광가속기와 기초과학연구원 중이온가속기 향으로, 중이온 가속기도 전체 제어시스템이 EPICS로 구성되어 있기 때문에 포항가속기연구소에 납품한 시스템 및 제품 대부분과 유사합니다. 현재 LLRF는 당사가 국내시장을 독점하고 있는 제품으로 RF 아날로그 설계 및 시그널 프로세스, 디지털 설계 등의 IT기술은 물론 EPICS기술 및 가속기의 이해가 충족되어야 개발할 수 있는 융합기술의 산물로서 향후에도 잠재적 경쟁회사의 제품 개발과 시장 진입이 어려울 것으로 예상되고 있습니다. 해외업체 중 대표적인 경쟁사로서 일본의 미쓰비시 전자 등이 있으나 엔저의 상황에도 불구하고 당사 가격대비 3배 이상의 고가로 납품가격이 책정되어 있는 상황이어서 추후에도 국내 가속기 시장 진입은 어려울 것으로 예상됩니다. 당사의 LLRF 제어시스템이 포항 4세대 방사광가속기에서 성능을 검증받는 등 reference를 확보한 점을 감안할 때, 일본이 도입을 검토하고 있는 31km 규모의 국제선형가속기(ILC)에도 LLRF 제어시스템을 중심으로 참여가 가능할 것으로 예상됩니다. 당사의 LLRF제품 이와 같이 LLRF는 수입에 의존하던 제품을 당사가 국산화에 첫 성공하였고, 대부분의 가속기에 수십 ~ 수백대가 공급되는 만큼 향후 수요가 예상되는 다수의 가속기 구축 사업(대전 중이온가속기, 기장 중입자가속기, 대학 및 지자체의 의료용가속기, 구축 중인 해외 대형가속기 등)에 납품이
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가능할것으로 판단됩니다. 현재는 연구용 가속기 중심으로 사업을 추진 중이며 핵심기술력을 바탕으로 향후 의료용 및 산업용 가속기로 사업영역을 확장할 예정입니다. 2) Undulator 제어시스템 언듈레이터 제어시스템은 가속된 전자에서 고품질의 X-Ray를 생성하기 위해 언듈레이터를 마이크론 단위로 위치를 제어하는 방사광 가속기의 핵심 장비입니다. 포항가속기연구소 4세대 선형가속기 빔 라인에 설치되는 언듈레이터는 고품질의 X-RAY(Time Scale=펨토초(10－15초, 단위 기호는 fs), 반경=나노미터)를 생성해냅니다. 언듈레이터 제어시스템은 이러한 언듈레이터(최소 가로 크기 = 6미터)의 위치 제어를 담당하는 방사광 가속기용 시스템입니다. 즉, 당사의 제어시스템은 6미터가 넘는 기계구조물의 동작을 마이크론 단위로 제어합니다. 가속기 언듈레이터 구조 언듈레이터는 이극전자석이 주기적으로 배열되어 있는 모양을 하고 있으며 통과하는 전자들을 진동시켜 방사광을 방출하도록 합니다. 자체증폭자발방출(Self-Amplified Spontaneous Emission: SASE) 과정을 갖는 X선 자유 전자 레이저(X-ray Free Electron Laser: XFEL)에서 방출된 방사광은 150미터에 달하는 언듈레이터 라인 내에서 강도가 지수적으로 증폭되어 결국 포화상태에 이르게 됩니다. SASE 과정을 일으키기 위해 요구되는 자기장 정밀도가 매우 높기 때문에 자기장 크기를 조절하는 언듈레이터의 간극 정밀도는 1 마이크론 이내로 제어되어야 합니다. 즉 6미터가 넘는 기계 구조물의 동작을 1 마이크론 이내의 정밀도로 제어하기 위하여 당사는 자체 개발한 특별한 제어 알고리즘을 사용하여 언듈레이터 내의 전자석에 의해 기기구조물 자체가 받은 자기력을 보상하여 원하는 위치로 움직일 수 있도록 하였으며, 150미터에 달하는 전체 언듈레이터 라인의 간극 동작이 동시에 이루어질 수 있도록 새로운 고속 필드 버스 시스템을 적용하고 있습니다. undulator포항설치.jpg 포항가속기연구소에 납품한 PAL-XFEL 언듈레이터 (Undulator) PAL-XFEL 기본 설계에는 모두 5개의 언듈레이터 라인을 설치할 수 있도록 되어 있습니다. 그러나 PAL-XFEL 예산 신청 시 최초 완공 시점에는 우선적으로 HXU(Hard X-ray Undulator)와 SXU(Soft X-ray Undulator) 총 2개의 언듈레이터 라인을 건설하는 것으로 되어 있으며, 향후에 이용자들의 요구사항을 반영하여 3개의 언듈레이터 라인을 추가 건설하는 것으로 계획되어 있습니다. 당사는 HXU와 SXU 총 2개 라인의 언듈레이터 제어기 프로젝트를 모두 수주하였습니다(HXU에는 20기, 그리고 SXU에는 7기의 언듈레이터가 우선 설치). HXU은 투과력이 강한 X선이며, SXU는 HXU에 비해 파장이 길고 투과력이 거의 없는 X선으로 추후에 4세대 가속기가 성공적으로 완공되면 이용자들의 요구에 의해 수십 기의 언듈레이터가 추가 설치될 것입니다. 언듈레이터 제어기의 개발을 위해서는 언듈레이터의 원리 및 구조에 대한 이해가 선행되어야 하는데, 당사에 포항가속기연구소 출신의 핵심연구원이 재직 중으로 국내 다른 경쟁업체의 시장 진입은 쉽지 않은상황입니다. 신문기사를 통해 포항방사광가속기에서 0.5nm(10-9m) 파장의 X선 레이저가 발생이 성공했다는 것을 확인할 수 있는데, 이는 전자빔과 엑스선의 주기가 150m의 삽입장치를 지나면서 0.005nm 오차 이하로 일치한다는 것으로 이 조건을 만족하려면 8만개의 영구자석 위치오차가 5um(10-6m) 이하로 정밀제어된다는 것을 의미합니다. SSA(Solid State AMP)는 정밀 증폭기로 가속기내에서 LLRF가 만들어낸 수 와트의 RF 전압을 SSA에서 수백 와트로 증폭하는 기능을 가지고 있으며, SSA에서 증폭된 전압은 다시 클라이스트론에서 수천 배 증폭된 후 가속공 등에 주입됩니다. 산업용 증폭기와 비교했을때 출력파워뿐만 아닌 안정적인 전압과 위상안정도가 요구되며, 이러한 엄격한 사양들이 IT 기술과 RF 기술의
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융합을 통해 설계되었습니다. ssa.jpg PAL에 납품된 SSA PAL-XFEL에서 수주한 SSA는 2,856메가헤르츠(MHz) 펄스 모드(Pulsed Mode)에서 작동하는 900와트(W)급의 SSA로 LLRF에서 원격으로 제어되며, 0.02%의 전압 안정도와 0.03도의 위상 안정도를 만족해야 합니다. S-band (2,856 MHz) SSA는 무선 통신이나 군수용 등 여러 응용분야에서 사용되고 있으나, 출력 파워가 중요한 이러한 분야들과 달리 가속기의 SSA는 주로 전압 및 위상 안정도가 중요한 변수로 RF 회로 설계 시 노하우가 필요합니다. SSA의 전체 시장 규모는 매우 크며, 가속기 시장만으로 국한시켜 보더라도 중이온 가속기의 500 여대, 중입자 가속기의 수 십대 정도가 향후 추가 발주될 예정입이다. SSA를 만드는 경쟁사는 국내에도 수십 개의 회사가 존재하나, 당사는 EPICS를 기반으로 한 가속기용 특수 시장에 포지셔닝함으로써 현재는 선도적인 지위를 유지하고 있습니다. 당사의 SMC(Stepping Motor Controller)는 세계 최초로 EPICS 인터페이스 기능을 채택 및 내장하여 가속기 제어에 최적화시킨 전자 장비로, 다양한 스텝모터를 정밀하게 제어하는 8채널 모터 컨트롤러입니다. 특히 EPICS를 전체 제어 시스템의 플랫폼으로 채택하고 있는 빅사이언스 분야의 시설에서는 별도의 추가 프로그램 없이 모터들을 제어할 수 있으며, EPICS Society에 공개되어 있는 수많은 가속기 관련 제어 알고리즘과 인터페이스를 그대로 사용할 수 있는 장점이 있습니다. smc.jpg PAL에 납품된 SMC 당사가 개발한 SMC 모델인 'SMC-108'은 10cm 높이의 컴팩트한 설계로 이더넷 통신방식과 400MHz ARM920T CPU를 채택하여 최대 8개의 스테핑 모터를 빠르고 안정적으로 제어할 수 있습니다. 또한, 사용자 환경에 맞는 하드웨어 설정도 웹을 통한 사용자 인터페이스에서 손쉽게 변경 가능하기 때문에 많은 제어기들을 관리하고 변경하는데 매우 편리하게 설계되어 있습니다. SMC-108은 약 80대가 주로 포항가속기연구소에 납품되었으며, 가속기 전체적으로 모터작동이 필요한 부분에 사용되는 제품인 만큼 향후 지속적인 판매 확대가 기대됩니다. 모터 제어기 생산 업체는 국내에도 다수 영업 중이나, EPICS가 내장된 모터 제어기는 당사 제품이 유일하여 가속기 시장 내에서는 당사의 SMC가 시장을 사실상 독점하는 상황입니다. (나) 핵융합발전로 제어시스템 핵융합이란 1억 5,000만℃ 이상의 고온에서 가벼운 원자핵이 융합하여 더 무거운 원자핵이 되는 과정에서 에너지를 창출해내는 과정으로 이 핵연료는 무한하며, 방사성 낙진도 생기지 않고 유해한 방사능도 적습니다. 가장 보편적인 예로 태양과 같은 별에서 그 빛에너지가 핵융합으로 생깁니다. 당사의 핵융합발전로 제어시스템은 현재 프랑스에 세계 최초로 시도중인 ITER(International Thermonuclear Experimental Reactor)에 납품되는 핵심 제어시스템입니다. ITER의 전체 제어시스템의 구성은 서로 독립적인 세 개의 종적 구조로 구성되며, 정상상태에서의 운전을 담당하는 컨벤셔널 제어 시스템, 비정상 동작시 장비 보호를 책임지는 인터락 제어 시스템, 모든 상황에서 사람의 안전을 담당하는 안전 제어 시스템으로 구성됩니다. 이와 같은 종적 구조는 다시 중앙 제어 시스템과 플랜트 시스템 두 개의 횡적 구조로 구분되어 총 여섯 개의 제어 시스템으로 구성됩니다. 중앙 제어 시스템은 ITER 국제기구에서 직접 담당하며, 170여개의 플랜트 시스템은 7개국으로 구성된 각 ITER 회원국에서 역할을 나누어 담당하고 있습니다. ccdac.jpg 당사는 6개 부문의 제어 시스템 중 5개 부문의 제어시스템 구축에 참여하고 있습니다. 특히 3개의 중앙 제어 시스템 중, 안전제어시스템을 제외한 컨벤셔널 제어 시스템인 CFS(CODAC Framework Service) 구축 프로젝트와 인터락 제어 시스템인 CIS(Central Interlock
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System)을 개발하고 있으며, 플랜트 제어시스템 중 가장 중요한 프로젝트인 초전도코일 전원공급장치(CPSS: Coil Power Supply System)에서는 컨벤셔널 제어 시스템, 인터락 제어 시스템, 안전 제어 시스템이 모두 포함된 마스터 제어 시스템 프로젝트(MCS: Master Control System)을 수행하고 있어 전체 ITER 제어시스템 구축의 핵심 참여기업으로 인정받고 있습니다. ITER의 성공적인 운영 및 2030년경 ITER회원국(EU, 한국, 미국, 중국, 일본, 러시아, 인도)에 구축되는 DEMO 시스템과 본격적인 핵융합발전소 구축까지 당사의 참여는 지속적으로 확대될 것이 예상되고 있습니다. 1) 컨벤셔널 제어시스템(CFS: CODAC Framework Service) codac 시스템개념도.jpg CODAC 시스템개념도 CODAC(Control, Data Access Communication)은 핵융합실험로의 대뇌에 해당하는 부분으로, 컨벤셔널제어시스템(CFS: CODAC Framework Service)이란 ITER의 정상상태 운전을 상위에서 관리하고, CODAC system에 맞춰서 설계, 공급되고있는 모든 플랜트 제어시스템(약 170여개)들의 정보를 취합, 감시 및 제어하는 중앙통제시스템입니다. 당사가 수주한 프로젝트는 “CODAC CORE System for System software and I/O drivers development”로 ITER 중앙제어시스템의 프레임워크 구성 요소 중 핵심요소 제공을 담당하고 있습니다. 특히 이 프로젝트의 일부로 당사에서 개념 설계부터 구현 및 테스트에 걸쳐 모든 과정을 담당한 SDN(Synchronous Data Network) 소프트웨어는 플라즈마 제어를 위한 고속네트워크에 대한 소프트웨어로써 토카막 장치 운전에 핵심 역할을 하는 소프트웨어 입니다. CODAC은 플랜트 시스템과 중앙 시스템간 통신을 위해 4개의 네트워크 인프라를 제공하는데, 그 중 하나인 SDN은 고속 데이터 통신을 위한 네트워크입니다. 네트워크만 제공하게 되면 플랜트 시스템에서 구현하는 소프트웨어에 따라 기능 및 성능에 대한 요구사항을 보장하기 어려우므로, SDN 네트워크에서는 이 네트워크를 사용하는 모든 어플리케이션이 안정적으로 요구되는 실시간 응답속도를 보장하기 위해 통신용 소프트웨어 프레임워크도 함께 제공합니다. CODAC내에 플라즈마 제어를 위한 고속 네트워크 소프트웨어인 SDN(Synchronous Data Network) 소프트웨어는 연결된 모든 중앙 서버 및 플랜트 시스템으로 하여금 각 노드 간 통신이 50 마이크로초의 지연시간 및 오차 50 마이크로초 이내의 전송 성능을 안정적으로 보장합니다. 당사는 중앙제어시스템을 개발, 공급하기 위해 ITER가 요구하는 제어시스템 설계지침인 “플랜트 제어설계 편람(Plant Control Design Handbook: PCDH)”을 정확하게 이해하고 설계에 적용하였습니다. 분석된 플랜트 제어설계 편람(PCDH)은 한글로 정리되어 관리 및 업데이트 됨으로써 핵심 개발자뿐만 아니라 프로젝트 참여 인력 전원이 정교한 설계 지침을 잘 이해하고 업무를 수행할 수 있도록 관리하고 있습니다 pcdh.jpg 중앙제어시스템 설계 프로젝트 수주와 관련하여 당사의 핵심역량은 다양한 OS 및 임베디드 소프트웨어에 대한 경험을 바탕으로한 플랜트 제어설계 편람(PCDH)에 대한 이해, 빅사이언스 시설물 제어 관련 플랫폼인 EPICS에 대한 개발역량 및 인력을 확보했다는 점입니다. 현재 당사는 PCDH에 대한 이해를 바탕으로 ITER 핵융합발전로 중앙 제어 시스템 구축을 비롯하여 2개의 주요 제어시스템 개발(ITER 전체 장비 보호시스템 개발, ITER의 토카막 운전을 위한 전원장치 플랜트의 마스터 컨트롤 시스템 설계)을 수주하였습니다. 2) 인터락 제어 시스템(Central Interlock System) 인터락제어시스템이란 핵융합발전로의 소뇌에 해당하는 부분으로 모든 장치의 응급상황만을 감시, 처리하는 장비보호목적
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중앙프로텍션시스템입니다. 핵융합발전로는 1억 5,000만도 이상의 고온 하에서 핵융합이 이루어지고 토카막내에서 플라즈마의 상태를 유지해야 하는 관계로 작은 결함이나 오동작이 발생할 경우 전체 플랜트에 치명적인 손상을 가할 수 있습니다. 인터락제어시스템은 토카막의 제어에 이상이 발생하여 토카막이 녹아내리거나 초전도 코일에 손상을 줄 수 있는 상황이 발생할 경우 짧은 시간내에 이를 제어하여 장비 및 전체 시스템의 손상을 방지합니다. 이 시스템은 ITER의 장비 중 가장 고가의 초전도 코일을 비롯하여 수조 원에 달하는 토카막을 포함하는 모든 플랜트 장비의 보호를 관장합니다. 핵분열은 일단 과정이 시작되면 핵분열을 유지하는게 상대적으로 용이하지만, 핵융합의 경우 일정한 조건이나 상태가 유지되지 않으면 핵융합 과정이 멈추게 되므로 중앙 인터록 시스템(CIS)이 ITER 전체 플랜트의 장비 보호를 책임지는 최상위 시스템으로 작동할 수 있게 됩니다. 특히 초전도 코일의 경우 한번의 장애로 인해 손상이 될 경우, 수 천억원의 추가 비용이 발생함은 물론 이를 복구하는 데만 1년 이상의 기간이 소요되며 이 기간 동안에는 모든 장비들이 사용할 수 없는 상태가 되므로, 절대 고장 나지 않을 만한 최고 수준의 안전 시스템이 요구되고 있는 상황입니다. 중앙 인터록 시스템.jpg 중앙 인터록 시스템(CIS) 주 작동 화면 상기 ITER의 중앙 인터록 시스템 (CIS) 주 작동 화면은 당사 최종 설계서에 포함한 결과물의 일부입니다. 중앙 인터록 시스템은 시스템 보호 모듈(System Protection Module), 플라스마 보호 모듈(Plasma Protection Module), 코일 보호 모듈 (Coil Protection Module), 급속 방전 진단 모듈(DLIB Diagnostic Module)로 구성되어 있으며, 하나의 모듈에 문제가 발생했을 때도 정상적으로 요구 기능을 수행하기 위해 주 서버실과 백업 서버실로 나누어 두개의 시스템이 항상 동작할 수 있는 구조로 설계되었고, 두 시스템간 노드 이전 및 네트워크 오류에 대한 내성 설계를 위해 네트워크를 분리 및 이중화 설계를 적용하였습니다. 성능 요구사항에 따라 고속 제어와 저속 제어를 수행함은 물론 코일의 초전도 유지 시스템의 이상 상태를 안전 최고등급인 SIL4(Safety Integrity Level4) 등급의 수준으로 감지할 수 있도록 하드웨어적으로 시스템을 보호하는 하드와이어드 로직 프로세서(Hardwired Logic Processor)까지 포함하고 있습니다. 중앙 인터록 시스템은 각 모듈이 독립적이고 안정적인 구조에서 각각 할당된 기능을 수행하게 설계되며, 시스템의 일부에서 에러가 발생하더라도 정상적인 기능을 수행할 수 있도록 하는 고장 내성 설계(Failure Tolerant Design)까지 적용되야 하는 고도의 신뢰성이 요구되는 제어 시스템입니다. ITER의 중앙인터록제어 시스템 개발을 통해 당사는 20년간의 안정적인 운전에 필요한 다중화 설계 및 예비 부품 수량 계산을 수행하는 등 최고 수준의 안전 시스템을 구축하기 위한 총괄적인 설계기술 및 경험을 보유하게 되었으며, 향후 높은 안전성이 요구되는 어떠한 시스템 설계에도 참여할 수 있는 세계적으로도 가장 신뢰할 만한 인터락 시스템 설계 기술을 보유한 회사로 성장하고 있습니다. 현재 국내 핵융합 실험로인 KSTAR를 개발하고 있는 국가핵융합연구소에서도 당사와 ITER의 인터락 시스템 설계 일부를 도입하는 계획을 협의하고 있는 상황입니다. 국내에서 개발하여 운영중인 KSTAR는 장치의 크기면에서는 ITER의 1/30 수준이지만, 현재까지 개발된 장치중에서 ITER와 가장 유사한 특징을 가지고 있습니다. 따라서 당사의 CIS 프로그램이 KSTAR에 적용될 수 있음은 물론이며, 향후 구축될 DEMO에서도 당사의 제어시스템이 사용될 것임을 예상할 수 있습니다. 3) 전원장치 마스터 컨트롤 시스템(CPSS: Coil Power Supply System) 전원장치 마스터컨트롤 시스템(Coil Power Supply
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System)은 핵융합 발전로의 심장인 토카막에 전원을 공급하는 백여대의 대형 전원장치를 실시간으로 제어하는 시스템입니다. 토카막이란 진공용기 내에 자기장을 실시간으로 제어하기 위해서는 전원장치가 주요 역할을 수행하게 되는데, 당사가 수주한 전원장치 마스터 컨트롤 시스템은 주어진 전압 값을 생성해내는 단순한 기능의 전원장치가 아니라 플라스마 컨트롤 시스템 및 중앙 제어시스템과의 통신을 통해 플라즈마 제어를 위한 실시간 자기장 형태의 제어를 할 수 있게 하는, 핵융합 실험로에서는 가장 중요한 Plant I System 기능을 수행합니다. 전원장치는 ITER의 약 170개 Plant I System 시스템 중 가장 규모가 크고 역할이 중요한 플랜트 시스템 중 하나로써 전원장치구성도에서 볼 수 있듯이 한국, 중국, 러시아 업체가 100여개의 전원장치 조달을 책임지고 있습니다. 한국은 토러스형의 고정자장을 발생하여 플라즈마를 토카막 내부에 가두기 위한 토로이달 자장발생자석(TF자석), CS(Central Solenoid), CC(Correction Coils)에 대한 전원공급장치를, 중국은 플라즈마 내에 대전류를 발생시키고 플라즈마의 형상을 제어하기 위한 펄스코일인 폴로이달 자장발생자석(PF자석)에 대한 전원공급장치를, 러시아는 FDU(Fast Discharge Unit) 등을 포함한 전원공급장치를 공급하고 있으며, 당사가 공급하는 제어시스템이 전체 전원장치들을 조절 및 제어하는 역할을 담당하고 있습니다. 전원장치 마스터 컨트롤 시스템은 당사에서 핵융합 프로젝트로써는 처음으로 수주한 프로젝트입니다. ITER 사업의 전체 일정이 수차례 지연되고 있는 과정에서도 마스터 컨트롤 시스템은 초기에 계획한 일정을 정확하게 준수하고 있으며, 170여개의 플랜트 시스템 중 가장 빠르게 진행되고 있습니다. 마스터 컨트롤 시스템의 일정별 결과물은 ITER 국제 기구 내에서도 가장 좋은 선행 결과물로 참조되고 있으며, 특히 예비 설계 및 최종 설계를 진행하면서 보여준 당사의 능력 및 결과물은 중앙 제어 시스템 구축 프로젝트 및 중앙 인터록 시스템 프로젝트를 수주하는데 절대적인 공헌을 하였습니다. 전원 장치 구성도 당사는 이 프로젝트를 통해 핵융합 실험로의 중추적 역할을 담당하는 전원장치 제어와 관련하여 세계 최고의 장치에서 적용되는 기술을 보유하게 되었습니다. 이 기술들은 EPICS를 이용한 제어시스템 관리, 전압제어, 무부하 전류제어 및 부하 전류제어, Q값 제어, 실시간통신 및 제어, TF 컨버터 운전제어, PF/VS 컨버터 통합운전제어, 전류안전제거, 데이터기록저장, 순간데이터 기록관리, 상태머신관리 등 입니다. 특히 상태머신관리는 ITER에서 작성한 표준안을 정확하게 준수하여 설계, 구현하는 것과 동시에, ITER에서는 생각하지 못한 내용들을 제안하여 표준설계 안에 반영되도록 하였습니다. 실시간통신 및 제어기술, 순간 데이터 기록관리 등은 십여년 간 산업현장에서 축적한 경험으로 빅사이언스 분야 선진연구소들에 대해 경쟁력 우위를 확보할 수 있는 토대를 만들었습니다.(다) 머신러닝 솔루션 지능형제어솔루션.jpg 머신러닝 솔루션 도입배경 (출처: 당사 자체작성) 머신러닝 솔루션은 당사가 EPICS 기반 제어시스템 개발과 함께 지속적으로 개발역량을 확보하고 있는 머신러닝(Machine Learning) 관련 사업으로 당사의 미래 핵심사업입니다. 알파고로 인해 시장의 관심을 받기 시작한 AI, Deep Learning 등은 머신러닝과 서로 연관된 개념으로 당사는 핵융합 및 가속기 등 거대설비의 제어시스템 개발 과정에서 대규모 시스템의 제어능력은 물론 빅데이터의 저장, 관리, 정보추출 역량을 확보하였습니다. 현재 국내외에는 다양한 벤처기업들이 인공지능 관련 솔루션이나 서비스를 제공하고 있습니다. 대부분의 기업들은 음성, 이미지 인식, 자연어 처리 등 인간의 인식을 대체하는 분야에 집중하고 있습니다. 하지만 모비스가 목표로 삼고 있는 머신러닝 결과물은 당사가 보유한 솔루션에서 알 수 있듯이 인간 전문가들의 직관과 추론 능력을 대체하는 분야가
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주를 이루고 있습니다. 모비스 관심분야 1) 머신러닝 기반 빅사이언스 시설물 제어 가속기는 너무 많은 제어변수가 있고 고장 등의 문제가 발생할 경우 엄청나게 큰 비용이 발생하는 관계로 머신러닝 적용을 통해 효율성을 높이고 고장에 대한 위험감지를 추진할 수요가 존재합니다. 현재에도 다양한 가속기 시뮬레이터를 이용하여 최적의 제어변수 값을 찾고 이를 적용하는 시도를 하고 있으나 실시간으로 이 값들을 가속기 제어에 반영하는데는 한계가 있습니다. 당사는 정부과제를 통해 가속기 제어에 머신러닝을 적용할 수 있는 방안을 모색하고 있으며, 이를 전세계 다양한 가속기에 적용할 수 있도록 가속기 구조에 맞는 최적화를 추진할 계획입니다. 핵융합 시설물 제어에 있어서 당사는 다수의 제어시스템에 머신러닝 제어엔진을 적용하는 시도를 하고 있습니다. 이를 통해 플라즈마 형상제어, 코일전류 제어, 초전도 코일보호, 플랜트 위험감지 등 다양한 제어시스템에 대한 최적의 제어 변수를 찾아내고, 정밀하고 빠른 제어가 가능한 시스템을 제공하기 위해 개발을 진행하고 있습니다. 2) 머신러닝 기반 바이오사업 바이오 산업은 머신러닝 적용에 있어서 가장 큰 가능성을 보유한 사업부문으로 볼 수 있습니다. 인간 세포핵 속의 염색체가 지닌 30억 개의 염기 서열 가운데 개인의 편차를 나타내는 한 개 또는 수십 개의 염기변이와 관련된 질병을 진단하고 예측하는 일은 너무 많은 경우의 수가 존재하는 관계로 기존의 방식으로는 대안을 찾는데 한계가 존재합니다. 현재 다양한 바이오 벤처기업들에서 머신러닝을 적용하기 위한 시도를 진행하고 있으며, 당사에서도 최적의 유전자 가위 라이브러리 공급, 유전자 치료제 개발 등 다양한 사업기회를 모색하고 있습니다. 머신러닝 기반 바이오사업 3) 머신러닝 기반 금융 관련 솔루션 공급 현재 머신러닝을 금융부분에 적용할 수 있는 다양한 시도가 진행되고 있으며, 대부분이 주식, 선물/옵션, 자산배분 등의 분야에서 더 좋은 투자성과를 내기 위한 솔루션을 개발하고 있습니다. 당사는 머신러닝의 장점이 가장 잘 적용될 수 있는 분야가 주식이나 선물/옵션 보다는 자산배분 등과 같이 인간의 전문성과 경험이 쌓일수록 더 안정적으로 개선된 성과를 낼 수 있는 분야라고 판단하고 있습니다. 이에 대한 사업화를 위해 당사는 관계사와의 협업을 통해 국내 금융기관에 머신러닝 기반 자산배분 솔루션을 공급하고 고도화하는 작업을 추진하고 있습니다. 중장기 자산운용의 핵심 변수인 “이자율, 환율” 예측의 정밀도 향상을 통해 금융기관의 Plan-Do-See 기능을 제고하고, 경영계획 및 자산배분 정확도 향상에 기여함은 물론 자산 Rebalancing 시 시장변수 정확도 향상을 지원하여 수익률을 향상시킬 수 있는 솔루션을 개발하고 있습니다. (라) 임상서비스(에이디엠코리아 관련) 당사는 머신러닝을 적용할 수 있는 산업으로 사업을 확대하기 위해 2019년 1월에 임상 CRO업체인 에이디엠코리아㈜를 자회사로 편입하였습니다. CRO산업은 동물을 대상으로 전임상 실험을 진행하는 비임상CRO업체와 사람을 대상으로 하는 임상CRO업체로 구분됩니다. 대규모의 설비투자를 기반으로 동물에 대한 독성시험 등을 주로 진행하고 있는 비임상 기업들은 최근 화평법 등의 영향으로 인해 시장이 확대되고 있으며, 이미 2개의 업체가 코스닥 상장에 성공한 상황입니다. 최근 바이오 산업의 급성장과 함께 시장의 관심이 점점 높아지고 임상 CRO 기업들은 비임상에 비해 신약출시와 더 밀접한 관계가 있으며, 임상실험의 결과가 신약의 성패를 좌우하는 매우 중요한 산업으로 인식되고 있습니다. 과거에 제약·바이오기업의 신약 개발을 돕는 보조자 역할로만 여겨졌던 CRO산업이 임상 설계부터 데이터 관리, 컨설팅 등 CRO 업무가 고도화되면서 하나의 독립적인 산업군으로 인정받고 있는 것입니다. 전세계 최대 의약품 시장인 미국에서는 CRO업체들이 임상시험 수탁사업은 물론 신약개발 및 License out 사업에 적극적으로 참여함으로써 신약의 가치상승과 함께 기업의 가치도 함께 급증하고 있습니다. 글로벌 임상시험수탁기관
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INC리서치는 2017년 6월 인벤티브헬스에 46억달러(약 5조2490억원)에 매각되었으며, 의약품시장 조사기관인 아이엠에스헬스(IMS Health)도 CRO기업 퀸타일즈트랜스내셔널을 90억달러(약 10조2672억원)에 인수했습니다. 즉 임상시험 수탁사업의 안정적인 기반위에서 신약개발까지 참여범위를 확대함으로써 신약개발의 성과를 같이 공유하고 있는 것입니다. 에이디엠코리아㈜의 경우 해외 글로벌 CRO와 같이 사업범위가 국내에만 한정되지 않고 글로벌한 CRO사업을 추진하고 있으며, 사업의 범위도 임상시험 수탁사업은 물론 License out 사업을 추진하고 있다는 점이 특징입니다. 에이디엠코리아㈜는 국내 백신업체의 임상시험을 위해 필리핀에서 직접 임상시험을 성공적으로 진행하였으며, 최근 베트남 1위 CRO 업체를 인수하여 글로벌 사업추진을 위한 기반을 강화하고 있습니다. (마) DNA니들(에이디엠코리아 관련) 당사의 자회사 에이디엠코리아㈜는 에이디엠바이오사이언스㈜라는 자회사를 보유하고 있습니다. 에이디엠바이오사이언스㈜가 추진중인 DNA니들사업은 한국기계연구원의 반도체 관련 나노기술을 바이오 산업에 적용하고 있는 이종산업간 융합사업의 결정체라고 할 수 있습니다. 이 기술은 세계 최초로 연어 정자에서 추출한 DNA 소재를 기반으로 피부안으로 약물을 전달하는 기술을 상용화한 것으로 과거 모든 마이크로니들에 적용되고 있는 히알루론산, 폴리비닐피로리돈 등과는 달리 의약품으로 활용이 이미 검증된 물질로서 다양한 약품의 패치화가 가능한 게 장점으로 볼 수 있습니다. 에이디엠바이오사이언스㈜는 DNA니들 기술을 적용하여 미백 및 주름개선용 기능성화장품을 출시함은 물론 백신, 피부질환치료제, 바이오의약품 패치사업까지 사업을 확대할 계획을 보유하고 있습니다. 이미 WHO가 10년 이내에 백신을 패치화 하겠다는 계획을 발표한 것으로 볼 때 현재로서는 백신을 패치화 할 수 있는 유일한 대안인 DNA니들의 가능성은 매우 큰 것으로 보입니다. (3) 경기변동과의 관계 당사가 주로 영위하고 있는 산업은 미래에너지로 주목받는 핵융합 발전기와 기초과학 등의 발전에 필수적인 가속기의 제어시스템을 설계, 제작함으로써 범국가적 경쟁력을 확보하는 미래전략산업입니다. 또한 머신러닝을 통해 빅데이터 분석 솔루션을 제공하는 사업은 스마트팩토리를 비롯한 4차 산업혁명의 기반산업에 활용될 수 있어서 경기변동과의 연관효과가 존재합니다. 따라서 세계경제와 내수시장 경기, 기타 기업투자 환경 등에 따라 주 고객인 정부 산하 기관 및 기업의 투자예산은 간접적인 영향을 받을수 있습니다. 2015년 미래창조과학부에서 발표한 통계에 따르면 국가의 총 연구개발투자액은 매년 증가하는 추세이며 그 중 IT기술에 투자되는 비중은 1/3 이상을 차지하고 있습니다. 또한 2016년 연구개발, 경제혁신과 미래성장동력 창출 중점지원 안에서 대구과학비즈니스벨트 조성 및 중이온가속기 구축 사업에 전년 대비 13.6%의 투자예산을 확대할 것을 발표하였습니다. 정부부문의 투자이외에도 산업의 특성상 민간의료, 통신분야등에서 추가 투자가 이루어질 경우 당사의 프로젝트 수주는 지속적으로 증가하게 되므로 경기변동에 따른 수요 변동현상은 비탄력적입니다. (4) 계절적 요인 계절적 요인에 따른 수요 변동의 측면에서 볼 때 전반적으로 당사의 주력 산업 내 계절성에 따른 수요 변동은 관찰되지 않고 있습니다. 다만, 당사는 대부분의 매출이 수주를 통하여 발생하며, 진행기준으로 수익을 인식하고 있으므로 계절적인 영향보다는 프로젝트 완성 시점 및 결산 기준일의 예정원가에 따라 월별 및 분기별 매출변동이 발생할 수 있습니다. (5) 제품의 라이프사이클 당사의 주력산업과 핵심기술은 최근에서야 주목을 받기시작한 도입기로 분야의 특성상 매우 긴 수명을 갖습니다. 가속기의 경우 원자핵 연구의 수단으로서 1930년경에 만들어졌으나 최근에 연구용, 의료용, 산업용으로 광범위한 분야에 확대, 적용되면서 그 수요가 국내를 비롯한 개발도상국 등으로 점차 확대되고 있습니다. 핵융합은 ITER 프로젝트 관련 국제기구가 2007년
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출범하면서 미래 핵융합 발전로의 상용화를 위한 실험장치 제작단계에 있으며, 머신러닝 역시 2000년대 중반 인공 신경망 분야에 딥러닝(Deep Learning)에 대한 관심이 높아지고 빅데이터와 컴퓨팅 능력에 비약적인발전으로 인해 이를 다양한 분야에 적용할 수 있는 기반이 마련되었습니다. 당사의 주력 산업 및 핵심 기술은 관련 시장에서 성공적으로 도입된 이후 다양한 응용분야로 확대될 것이 예상됩니다. 다만, 기술의 성장 및 보편화 과정에 맞추어 고객이 필요로는 제품ㆍ서비스 형태는 지속적으로 변화될 것입니다. 당사는 주요 프로젝트별로 연구개발 경험이 풍부한 핵심 인력의 우수성을 바탕으로 향후에 발생할 수 있는 고객의 요구를 예상하여 이에 맞는 정밀제어시스템을 지속적으로 개발하고 상품화할 예정입니다. 다. 사업의 구조 당사는 생산설비를 통한 생산이 아닌 인적자원을 활용한 사업이 주가 되기 때문에 생산능력 및 생산능력의 산출근거, 생산실적 및 가동률, 생산설비의 현황 등 생산 및 설비에 관한 사항에 대해서는 해당 사항이 없습니다. (1) 원재료수급상황 당사가 공급하는 제품의 원재료 중 조달에 어려움을 겪는 특수한 부품은 없으며, 제어시스템의 경우 S/W 제품인 관계로 개발인력의 인건비 외에 특별한 원재료가 필요하지 않습니다. (2) 주요 제품의 생산, 판매방식 당사는 정밀제어시스템 및 장비에 대한 연구개발 및 설계에 집중하고 있으며, 장비 조립과 같은 생산 및 가공은 당사의 설계와 지시를 바탕으로 외주처에서 수행하고 있습니다. 판매와 관련해서는 당사는 원발주처에 직접수주하여 납품하는 직발주사업과 기계장비사업자를 통해 간접수주 및 납품하는 구조로 이루어져있습니다. 이는 원 발주처가 개발관리의 용이성 등의 이유로 인해 발주하는 방식을 다르게 하는 것으로 어떤 경우이든지 당사는 원 발주처와 납품 1~2년 전부터 공동으로 제품사양을 논의하고 시제품을 개발하여 개선하는 과정을 거친 후 납품이 이루어지고있습니다. 따라서 당사의 제품들은 신규업체가 입찰공고를 보고 제품공급을 준비할 수 있는 성격의 판매방식이 아닙니다. 예를 들어 당사가 대전 중이온가속기에 납품하기 위해 개발하고 있는 LLRF, Cryo Module 등과 제품의 경우 본격적인 발주가 2017년초에 이루어짐에도 당사는 이미 2015년부터 관련 시제품들을 기초과학연구원에 공급하면서 제품의 사양결정 및 성능개선 등의 용역을 수행하고 있습니다. 핵융합 관련 주요제품의 판매방식 및 납품체계.jpg 핵융합 관련 주요 제품의 판매방식 및 납품체계 라. 산업의 특성 (1) 주요 목표시장 당사가 영위하고 있는 사업은 기초과학 거대시설물(Big Science Instrument)에 대한 초정밀 제어 설계 및 구현능력을 기반으로 이를 제어할 수 있는 정밀 제어시스템 및 장비를 공급하는 것입니다. 여기서 빅사이언스라 함은 핵융합발전, 대형 입자가속기, 우주 발사체, 대형 천체망원경 등 일반적으로 국가 차원에서 막대한 자금을 지원하여 수행되는 대형 과학 프로젝트들을 지칭합니다. (가) 가속기 부문 방사광가속기는 기본적으로 전자를 가속한 후 방향을 바꿀 때 발생하는 방사광을 이용해 물질의 구조를 분석하는 장치입니다. 즉, 전자총에서 발사된 전자가 선형가속기를 통해 빛의 속도로 가속된 후 삽입장치의 영구자석 속에서 진동할 때 방사광을 방출하는데 이런 방사광들이 중첩되어 강력한 빛을 내게 되는 원리를 이용하고 있습니다. 포항4세대 방사광가속기 개요도.jpg 포항 4세대 방사광가속기의 개요도 현재 우리나라는 3기의 연구, 의료용가속기를 구축(포항 4세대 방사광가속기, 대전 중이온가속기, 기장 중입자가속기)하고 있으며, 2020년까지 가속기 관련 당사의 목표시장은 3기의 가속기 건설사업에 참여하는 것입니다. 2016년 9월 29일 준공식을 마친 포항가속기연구소의 4세대 방사광가속기는 기존에 운영중인 3세대방사광가속기보다 100억배 밝고(고해상도), 펄스폭이 1,000배 짧아 살아 있는 세포의 동적현상을 실시간으로 관측할 수 있는 시설물입니다. 방사광가속기는 단백질 구조연구를 통한 신약개발,
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고해상도 종양촬영을 통한 암치료법개발, 세계 최초 흡입식 신종플루치료제 리렌자개발 등과 학계에서 다양하게 활용되고 있으며, 1999년에는 베토벤의 머리카락을 방사광가속기로 분석한 결과 정상인의 100배나 되는 60ppm의 납이 검출되는 등 과학수사등에도 활용되고 있습니다. 기초과학연구원의 중이온가속기 라온(RAON)은 대전 신동지구에 95만 2천m2 부지에 13만m2 규모로 건설 중이며, '온라인 동위원소분리방법'(ISOL)과 '비행파쇄 방법'(IF)을 동시에 사용하는 세계 유일의 가속기로, 기초연구뿐 만아니라 의료, 원자력, 신소재 등 산업분야 전반에 활용될 수 있습니다. ISOL 방식은 두꺼운 표적에 양성자빔을 가속해 동위원소를 찾아내는 것이고, IF 방식은 얇은표적에 무거운 중이온(우라늄 등) 빔을 가속 충돌시켜 희귀동위원소를 생성하는 방식으로, 결국 한국형 중이온가속기인 RAON은 양성자에서 우라늄까지 다양한 중이온의 가속 충돌을 통해 물질구조를 변화시켜 희귀동위원소를 생성하고 이를 첨단 기초과학 연구에 활용하는 연구시설입니다. 당사는 2014년부터 기초과학연구원에 EPICS 제어시스템, QWR 저온유지모듈 제어시스템, LLRF, ISOL, RFQ Control System, BPM 시제품 등을 공급하고있으며, 2017년부터 본격적인 제품공급을 추진하고 있습니다. 원자력의학원의기장 중입자가속기는 의료용중입자 치료센터 설립을 위해 1,950억원의 예산으로 2010년~2017년 동안 추진중이며, 중입자가속기 치료시스템 구축 등을 목표로 사업을 추진하고 있습니다. 2009년 KDI 타당성 조사보고서에 따르면 8개 암에 대해 중입자가속기 치료시스템은 기존 방사선 치료대비 5년 생존율이 22.3% 증가하고 치료기간도 1~2주 정도로 단축할 수 있으며 양성자를 포함한 중이온(헬륨, 탄소, 질소, 우라늄 등)을 전자기의 힘으로 빛의 속도(초당 30만km)까지 가속하는 장비입니다. 예산 등의 문제로 추진이 지연되고 있지만 이미 건물이 모두 완성된 상태라 추진주체 및 방식조정을 통해서라도 가까운 시일 내에 사업추진이 재게될 것으로 예상하고 있습니다. 전세계적으로 일본(치바, 효고, 군마), 독일(GSI, 하이델베르그병원) 등 선진국에서만운영 중인 의료용 중입자가속기의 경우 현재 추진 중인 원자력의학원의 중입자가속기 이외에 전라남도, 충북 보은, 연세의료원에서 중입자 가속기 개발계획을 발표하고있습니다. 전라남도의 경우 호남고속철도 완전 개통 등에 대비, 의료 경쟁력 강화를 위해 국가 암 치료전문기관인 서남권 중입자치료센터 유치를 검토하고 있습니다. 전라남도는 인구 2,000만명당 1대꼴로 중입자 가속기 설치가 가능하다는 전문가들 견해를 반영, 서울 한국원자력의학원 중입자 치료센터, 부산 동남권원자력의학원 중입자 가속기에 이어 서남권에도 중입자 가속기를 설치해 달라는 의견을 정부에 전달했으며, 본 사업과 관련하여 한빛원전과 연계, 영광에 설치한다는 계획을 가지고 있습니다. 중입자 암치료센터 설립을 추진 중인 충북 보은군도 ㈜한국중입자암치료센터, 독일 ParTCoN GmbH(입자치료기술연구소) 등과 협약(MOU)을 체결했으며, 충북 보은군 산외면 신정리 16만5000㎡ 일원에 2019년까지 중입자가속기를 포함한 암 치료병원을 조성할 계획입니다. 사립 의료재단 중에서는 연세의료원이 처음으로 1,500억원 규모의 중입자가속기 도입을 검토 중이며, 2016년 2월 26일 이사회 통과가 완료된 상황입니다. 당초 의료원은 연세암병원 개원에 맞춰 양성자치료센터 신축을 계획했지만 그동안 예산 문제 등으로 일정이 지연되고 있었으며, 최근 양성자치료기 대비 암 부위별로 최고 50배까지 우수한 치료효과를 가진 중입자가속기를 도입하여 최고의 암 치료기관으로 거듭나겠다는 계획을 발표하였습니다. 연세의료원은 덴마크-독일컨소시엄단퓨직(Danfysik)의 중입자가속기(3,500억원 규모) 보다 가격이 낮은 1,500억원 규모의 일본 컨소시엄(미쯔비시, 히타치, 도시바등)의 가속기를 도입할 예정이며, 2019년까지 도입을 완료한 후 2020년부터
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본격적인 환자진료를 추진한다는 계획을 가지고 있습니다. 이와같이 민간기업 및 지자체 등이 경쟁하듯이 중입자가속기 도입을 검토하고 있는 상황을 감안하면 정부가 기장 중입자가속기 추진을 미뤄서 국내의 모든 의료용가속기가 외산들로 채워지는 상황을 만들지는 않을 것으로 예상됩니다. 연구개발용 가속기는 미국, 일본, 독일, 중국 등의 정부기관 및 연구소에서 개발되어 운영 중이며, 의료용, 산업용 소형 가속기는 기업체들이 공급하고 있으나 아직 국내에는 소형 가속기(의료용, 산업용)를 공급하는 업체는 없는 상황입니다. 소형 가속기 중 의료용은 동위원소 생산용과 암치료용이 있으며, 산업용가속기는 주로 반도체 가공용 이온주입장치, 전자빔 ㆍ X선 조사장치, 질량분석 및 비파과검사용 등으로 구분될 수 있습니다. (나) 핵융합 부문 현재 핵융합 관련 사업으로 당사의 목표시장은 ITER가 유일합니다. 하지만 ITER가 완공된 이후 운영이 성공적으로 이루어질 경우 2030년 이후에 ITER에 참여하고 있는 7개국에 건설되는 DEMO와 2040년 이후 본격적으로 시작되는 핵융합발전소가 미래 당사의 목표시장이 될 수 있습니다. 1) 핵융합에너지의 원리 핵융합반응은 핵분열반응과 상반되는 물리현상으로 수소와 같이 가벼운 원소들의 핵들이 서로 결합하여 헬륨과 같은 좀 더 무거운 원소의 핵을 만들어내는 현상이며, 이때에 질량결손에 의해 생겨나는 에너지는 방출되는 입자들의 운동에너지로 나오게 되는데 이를 발전(發電)에 응용하는 연구가 핵융합 연구개발입니다. 즉, 1억 5,000만℃이상의 고온에서 가벼운 원자핵이 융합하여 더 무거운 원자핵이 되는 과정에서 에너지를 창출해 내는 방법으로, 이러한 핵융합 반응을 연쇄적으로 일으켜 폭발에 이르게 하면 수소폭탄이고, 이를 제어해 에너지화 하는 것이 핵융합 발전입니다. 핵융합에는 막대한 열이 발생하는데, 이것은 아인슈타인의 질량과 에너지의 등가성(等價性)의 원리(E=mc2)에 의해 계산됩니다. 태양의 경우 엄청난 빛과 열이 핵융합과정에서 발생되게 되는데, 수소 1kg이 핵융합을 하면 0.9929kg의 헬륨이 만들어지면서 이때 사라진 0.0071kg의 질량이 에너지로 전환되어 태양의 막대한 에너지를 만들어 내는 것입니다. 이와 같이 원자들을 융합(Fusion)하는 과정은 엄청난 규모의 에너지를 방출하는데, 이는 화석 연료를 태우는 화학 반응의 4백만 배에 이르고, 핵분열 반응을 이용하는 기존의 원자력발전에 비해서도 동일질량 기준으로 4배 정도에 달합니다. 태양에서는 섭씨 1,500만 도의 초고온 및 엄청난 압력 하에서 핵융합과정이 일어나게 되는데, 지구 상에서 핵융합 발전을 실현하기 위해서는 섭씨 1억5천만도 이상의 플라스마를 생성하고 제어해야 하기 때문에 구현하기 매우 어려운 기술이지만, 성공할 경우 핵융합발전은 인류에게 안전하고 무한한 에너지원을 제공하게되는것입니다. 핵웅합 에너지발생원리.jpg 핵융합 에너지발생원리 핵융합 발전은 원자의 핵이 반응하는 과정에서 발생하는 에너지를 이용한다는 점에서 기존 원자력발전의 핵분열 발전과 비슷합니다. 즉, 핵융합 발전도 기술적으로는 원자력발전의 일종이라고 할 수 있습니다. 하지만, 내부를 들여다보면 완전히 상반된 물리 현상을 이용하여 에너지를 생산한다는 것을 알 수 있습니다. 원자력발전은 우라늄이나 플루토늄 같은 불안정한 물질이 안정된 상태로 변하기 위해 원자핵 분열을 할 때 발생하는 열을 증기로 만들어 그 힘으로 터빈을 돌려 전기를 생산하는 것입니다. 우라늄과 같이 무거운 원자핵이 중성자를 흡수하면 원자핵이 둘로 쪼개지면서 많은 에너지와 함께 2~3개의 중성자가 나옵니다. 이 중성자가 다른 원자핵과 부딪치면 또다시 핵분열이 일어나고 계속해서 이런 연쇄 반응이 일어나면서 막대한 에너지가 방출됩니다. 우라늄 1g이 핵분열 할 때 나오는 에너지는 석유 2톤을 태울 때 나오는 에너지와 맞먹는다고 합니다. 원자핵이 갈라지는 핵분열과 달리, 핵융합은 중수소와 삼중수소와 같은 가벼운 원자핵 2개가 핵력이라는 거대한 힘이 미칠 수 있는 거리까지 좁혀져 충돌하면 하나의 다른
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원자핵으로 합쳐지면서 막대한 에너지를 발생시킵니다. 즉, 중수소와 삼중수소가 만나 헬륨과 중성자가 생성되는데 핵융합에너지는 중성자의 운동 에너지 형태로 나타납니다. 이때 중성자의 운동에너지는 열에너지로 바뀌어 증기를 발생시키고, 그 증기를 이용하여 터빈을 돌려 전기를 생산합니다. 핵융합 연료 1g은 석유 8톤에 해당하는 에너지의 생산이 가능하며, 욕조 반 분량의 바닷물에서 추출할 수 있는 중수소와 노트북 배터리 하나에 들어가는 리튬의 양만으로 한 사람이 30년간 사용할 수 있는 전기를 생산할 수 있습니다. 2) 핵융합 에너지의 장점과 단점 인류의 문명은 화석 연료를 이용한 에너지를 기반으로 19세기 이후 급속한 산업 발전을 이루었습니다. 그러나 석탄, 석유, 가스 등을 기반으로 한 에너지의 소비가 급증하면서 화석에너지의 고갈이 우려되고 있으며, 이에 따른 환경 문제도 주요 이슈가 되고 있습니다. 이에 대한 대안으로 원자력 발전이 대안으로 인식되었으나 최근 원전사고에 의한 피해에 따라 태양광, 풍력, 지열에너지 등 다양한 친환경 신재생에너지 기술에 대한 관심이 높아지고 있습니다. 미래창조과학부에 따르면 현재와 같은 에너지 소비를 기준으로 석유는 40년, 원자력 발전에 사용되는 우라늄은 65년(재처리 시설이 없을 경우)인데 반해 핵융합발전에 필요한 연료는 지구 상에 풍부하게 존재하거나 핵융합반응 과정에서 지속적으로 생성될 수 있는 수소의 동위원소인 중수소(Deuterium)와 삼중수소(Tritium)로, 중수소는 바닷물을 증류하여 얻을 수 있고, 삼중수소의 경우 핵융합반응 중에 생성될 수 있는 관계로 약 1,500만년 분량의 핵융합 발전원료가 존재한다고 볼 수 있습니다. 또한, 핵융합발전은 이산화탄소나 다른 온실가스를 대기 중으로 방출하지 않고 원자력발전과 같은 핵페기물 문제도 없으며, 핵무기에 악용될 수 있는 핵분열 물질을 필요로 하지 않아 원전 사고에서 발생할 수 있는 핵반응로의 붕괴와 같은 현상이 없기 때문에 미래 에너지원 중 중요한 하나의 대안으로 검토되고 있습니다. 이에 따라 태양의 에너지 발생원인 핵융합은 대규모의 에너지를 제공할 수 있고 친환경적인 발전이 가능한 미래의 에너지로 인식되고 있습니다. 미래 에너지원은 자원량이 풍부하고, 어디서나 획득 가능하며, 저환경 파괴 및 저 폐기물량을 배출하는 친환경적인 녹색에너지원이어야 할 것입니다. 또한 미래는 합리적인 가격으로 충분한 양을 안정적으로 공급해 줄 수 있는 대용량 에너지원을 필요로 합니다. 핵융합에너지는 이러한 21세기 에너지원이 가져야할 주요 요건을 모두 충족시키는 최적의 대체에너지로 에너지 부족 문제와 지구 온난화 문제를 함께 해결할 수 있는 차세대 자원입니다. 현재의 에너지조달원으로 보편화 되어 있는 핵분열(원자력발전 등) 과정에서 발생하는 고준위 방사성 폐기물은 반감기가 만년 이상으로 오랫동안 안전하게 보관해야 합니다. 반면에 핵융합 과정에서 생성되는 부산물은 헬륨가스로 독성도 없고 방사성도 없습니다. 연료로 쓰이는 삼중 수소가 방사능을 갖고 있으나 반감기가 12.3년 정도라 빠르게 붕괴됩니다. 어떤 경우든 생산한 모든 삼중수소는 재생하여 발전소 내에서 빠르게 연소됩니다. 따라서 핵융합 발전에서는 방사성 연료를 발전소로 이동시키거나 발전소에서 배출할 필요가 없어 안전합니다. 그리고 핵융합 연료인 물과 리튬은 방사성이 전혀 없습니다. 핵융합에너지의 특징.jpg 핵융합에너지의 특징 (출처: 국가핵융합연구소) 핵융합에너지 생산을 위한 핵융합 발전의 단점은 기술 실현이 매우 어렵다는 것입니다. 핵융합에너지를 얻기 위해서는 앞으로 많은 자본과 시간이 투자되어야 할것으로보이며, 우리나라를 포함해 미국, 러시아, 일본, 중국, EU, 인도 등 7개국이 공동 추진 중인 ITER 프로젝트를 통해 핵융합에너지를 얻기 위해 노력하고 있습니다. 3) 핵융합에너지의 생성 과정 핵융합 발전은 발전로 안에서 초고온 플라즈마(Plasma)의 핵융합반응을 통해 생성된 중성자의 열에너지로 증기를 발생시키고, 그 증기가 터빈발전기를 돌려 전기를 생산하는 과정을 수행하게
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됩니다. Step 1. 고진공 용기안에 중수소와 삼중수소를 주입하고 플라즈마 상태로 가열합니다. Step 2. 토카막의 자기력선 그물망을 이용해 플라즈마를 가둡니다. Step 3. 플라즈마를 약 1억 5,000만˚C 이상으로 가열해 핵융합반응을 일으킵니다. Step 4. 핵융합반응시 질량결손으로 발생한 핵융합 에너지가 중성자 운동에너지로 나타납니다. Step 5. 중성자 운동에너지가 열에너지로 변환되어 증기를 가열, 터빈을 돌려 대용량의 전기를 생산합니다. 토카막 단면도.jpg ITER의 토카막 단면도 핵융합발전을 위해서는 다음과 같은 핵심기술이 필요합니다. 첫째, 에너지 출력을 높이기 위하여 고성능 플라즈마를 장시간 유지하고 제어할 수 있는 기술이 요구됩니다. 기존의 핵융합 실험장치는 장시간 고성능의 플라즈마를 유지하는 것이 어려웠습니다. 초고온의 플라즈마에서는 허리케인보다 더 복잡하고 이해할 수 없는 난류(유체분자들이 불규칙적이고 곡선적으로 이동하는 흐름)들이 발생하여 핵융합이 잘 되는 조건의 플라즈마를 만들고 제어하는 것은 매우 어렵습니다. 둘째, 핵융합 반응환경을 견딜 수 있는 재료기술이 필요합니다. 지구상에서 핵융합이 일어나기 위해서는 1억 5,000만˚C 이상의 초고온의 플라즈마 상태가 필요하며 이 때 핵융합 반응이 일어날 수 있도록 초고온의 플라즈마 상태를 유지할 수 있는 '토카막'이라는 용기가 있어야 합니다. 토카막 내의 플라즈마가 용기 내벽에 닿을 경우 온도가 낮아지거나 용기가 녹아내릴 수 있기 때문에 자기장을 통해 플라즈마가 일정한 도넛형태로 유지하며 움직할 수 있도록 제어하는 것이 필요합니다. 셋째, 핵융합 에너지를 전기로 변환시키는 동력변환기술이 필요합니다. 핵융합 반응을 통해 전기를 생산해낸 경험이 전혀 없는 상태로 이 문제 해결을 위해 2025년 이후 운영예정인 ITER에서 50MW의 에너지를 투입하여 핵융합 과정을 통해 500MW의 에너지를 만들어내는, 에너지 증폭률 10 이상을 목표로 기술개발을 추진 중입니다. (다) 머신러닝 부문 당사가 자체 개발한 MoI엔진은 AlphaGo Zero와 같이 RL(Reinforcement Learning) 기반의 머신러닝 알고리즘으로 빅데이터가 없는 분야의 최적화에도 적용 가능합니다. 당사는 이 역량들을 다음과 같은 4개의 분야를 중심으로 사업화를 진행하고 있습니다. 머신러닝.jpg 머신러닝 사업화 부문 가속기 및 핵융합 관련 머신러닝 적용은 정부과제 및 당사의 기존 사업과 연계하여 추진하고 있으며, 바이오 부문 사업 추진은 국내 최고의 의료기관과 공동연구를 통해 사업화 기회를 모색하고 있습니다. 바이오 분야에 대한 성과는 단기적으로 관련 특허와 논문발표 중심으로 진행될 예정이며, 중장기적으로 솔루션, 라이브러리 공급 및 유전자치료제 개발까지 사업을 확대할 예정입니다.(2) 산업의 연혁 (가) 가속기사업 국내에서 현재 추진되고 있는가속기개발 및 구축 현황은 다음과 같습니다. [국내가속기 개발현황] 구분 방사광가속기(4세대) 중이온가속기 중입자가속기 주관기관 포항가속기연구소 기초과학연구원 원자력의학원 위치 포항 대전 기장 완공시점 2016년 2021년 2017년 활용분야 세포의움직임관측등 희귀동위원소 생산 등 의료용(암치료) 규모 10 GeV 200 MeV/U 430 MeV/U 예산 4,260억원 1.5조원 1,950억원 (출처: 과학기술정책연구원 "국내혁신동향", 미래창조과학부 "기초과학연구원/중이온가속기 건립계획(안)")1) 포항방사광가속기 1988년부터 건설을 추진한 포항 3세대방사광가속기는 1994년 12월에 세계에서 5번째(국내에서는 유일)로 완공하여 운영하였습니다. 전체 건설비 1,500억원의 60%를 POSCO에서 부담하고 나머지를 정부가 지출하여 완성한 축구장 20개 넓이의 건물로 이루어진 시설이었습니다. 포항 3세대방사광가속기는 전자를 25억 전자볼트(2.5GeV)로 가속시키는 직선길이 160m의 선형가속기와 가속된 전자를 원형궤도 속에서 10시간 이상 회전토록하여 방사광을 발생시키는 저장링, 그리고 원하는 빛(방사광)을 실험장치가
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있는 곳까지 이끌어 내는 빔라인 및 실험장치 등으로 구성되었습니다. 본 가속기의 건설에 따라 15,000여명의 과학자와 기술자가 4,396건의 연구과제에 활용하였으며, 가속기를 활용한 우수한 연구성과들이 네이처(Nature) 커버스토리로 게재되는 등 국내외 학술지에 2,200여편 이상의 논문이 발표되었고, 산업적으로도 광통신소자의 비파괴분석, 전자제품소자, 철강제품 등의 생산공정에서 불량률을 낮추는 기법개발 등에 다양하게 활용되었습니다. 3세대 방사광가속기 구조.jpg 3세대 방사광가속기 구조 하지만 3세대 방사광가속기를 이용할 경우 물체의 정적(Static) 현상에 대한 연구는가능하지만 살아있는 세포의 실시간 분석 등 동적(Dynamic) 현상 연구는 한계가 있을수 밖에 없었습니다. 이에 따라 광원이 3세대 보다 100억배 밝고(고해상도), 펄스폭이 1,000배 짧아 살아있는 세포의 동적현상을 실시간으로 관측할 수 있는 4세대 방사광가속기 건설을 추진하게 되었습니다. 포항 4세대 방사광가속기에는 2011년~2016년간 정부에서 4,038억원, 지자체에서 260억원이 투입하여 완공하였으며, 2016년 6월 29일 첫번째 X-선 자유전자 레이저 발생에 성공한 후 2016년 9월 29일에는 공식적인 준공식을 거행하였습니다. 4세대 방사광가속기배치도 (출처: 포항가속기연구소) 입자가속기 중 4세대 방사광가속기의 일반적인 구성은 위의 그림과 같으며, 입사기에서 전자총에 의해 발사된 입자가 선형가속기를 거쳐 가속되어 발생한 X선 등을 통해 다양한 실험을 하는 구조로 만들어져 있습니다. 가속기의 전자총은 가속기에서 가속시킬 전자 뭉치를 생성하여 발사하는 장치인데, 가속기의 종류에 따라 전자 외의 다른 하전 입자들(양성자, 중이온 등)의 뭉치를 생성하여 사용할 수 있습니다. 선형가속기는 발사된 입자에 RF 공명이나 기타 여러 기술을 활용하여 입자들을 가속시키는 장치로 입자들을 잘 정의된 입자빔(Beam)의 형태로 유지하며 빛의 속도에 최대한 가깝게 가속시키는 것이 주요 목표입니다. 저장링 및 빔라인은 가속된 입자빔을 목표 물질에 충돌시키거나 입자빔에서 나오는 방사광(X-선 등)을 목표 물질에 조사하여 이 과정에서 나오는 소립자 등을 탐지하거나 기타 다양한 물리학적 및 화학적 현상들을 관찰하여 기초과학 연구에 활용하기 위한 장치입니다. 기존의 3세대 포항방사광가속기와 현재 포항가속기연구소에서 추진 중인 4세대 방사광가속기 장치는 다음과 같은 차이가 존재합니다. [3세대 4세대간방사광가속기비교표] 구분 3세대가속기 4세대가속기 비고(4세대 우월성) 빛의 세기 태양광의 100억배 3세대광원의 1억배 분석시간 단축 나노크기 시료 관측 시간 분해능력 피코초 영역(100억 분의 1초) 펨토초 영역 (1000조 분의 1초) 원자, 분자의 화학결합과정 관측가능 공간 영역 수백나노 이상 영역 수 나노 이상 영역 물리 분야 정적 현상 규명 동적 현상 규명 전자의 운동까지 관측 생명 분야 마이크로크기의 단백질분석 단분자 단백질분석 시료의 결정 불필요 (획기적인 신약개발) 냉동 시료 사용 살아있는 시료 분석 실시간 생명 현상 규명 반도체 분야 구조 설계 초고속 신물질 개발 새로운 차원의 디바이스개발 촉매 분야 정적 촉매현상 분석 동적 촉매현상 구명 고효율 신물질 개발 에너지 분야 정적 현상 분석 시공간 현상 규명 (광합성반응, 광전지 현상규명) 고효율 신물질 개발 (출처: 포항가속기연구소) 해외에도 4세대 방사광가속기를 운영하고 있으며 우리나라는 유럽보다 늦게 개발에 착수했음에도 불구하고 미국, 일본에 이어 3번째로 4세대 방사광가속기 개발을 완료하였습니다. [4세대 방사광가속기 현황] 구분 PAL-XFEL LCLS (미국) SACLA SwissFEL (한국) LCLS-I LCLS-II (일본) (독일) (스위스) 사업기간 '05 ~ '08 '10 ~ '18 빔 에너지(GeV) 2 ~ 15 10 ~ 20 방사광 파장(nm) 6 ~ 0.1 6 ~ 0.08 6 ~ 0.85 0.1 ~ 10 총 길이(km) 기관명 PAL SLAC SPring-8
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DESY PSI (주1) 미국 LCLS : '09년 세계최초로 X-선 FEL성공, '09.9부터 이용자 실험 시작 (주2) 일본 SACLA : '11년 0.12nm X-선 FEL성공, '12.04부터 이용자 실험 2) 대전중이온가속기 중이온가속기 개요 (출처: 기초과학연구원 중이온가속기건설구축사업단) 한국형 중이온가속기는 핵물리, 천체 물리, 원자력, 생물, 의학, 원자, 고체 물리 등 다양한 과학기술 분야에서 사용될 수 있는 다목적 연구 시설입니다. 수소, 헬륨 등 실험대상 원소의 중이온을 전기장을 이용해 광속에 가깝게 빠른 속도로 가속시키고, 가속된 중이온을 다른 표적 원자 핵과 충돌시키면 희귀 방사성 동위원소가 대량으로 생성되는 원리입니다. 이 입자들을 이용해 새로운 원소를 만들거나 원자핵, 소립자를 관찰해 물질의 성질을 연구할 수 있습니다. 방사광가속기는 물질의 구조 변환이 불가능한 반면, 중이온가속기의 경우 원자 구조를 변화시켜 새로운 물질을 창조할 수 있는 차이가 있습니다. 중이온가속기 RAON은 크게 네 부분으로 이루어져있는데, 양성자에서 우라늄까지 다양한 동위원소를 생성하는 장치인 '이온원'과 이온원에서 우라늄빔을 가속하는 '초전도 가속관', 양성자를 가속하는 장치인 '싸이클로트론', 그리고 희귀동위원소 빔을 제공하는 'ISOL·IF 시스템' 등이 있습니다. 그동안 부지선정 등의 이유로 2017년 완공일정이 5년후로 지연되었으며, 현재 계획으로는 2016년까지 초전도 가속관, 저온유지 모듈, ISOL 표적함 등 핵심 가속, 실험장치의 시제품 제작, 성능테스트 및 장치제작을 완료한 가속기 완공을 목표로 추진 중입니다. 중이온가속기 제작과 관련하여 초전도가속관의 국산화가 추진되는 등 국내기업들의 참여가 활성화 될 것으로 예상됩니다. 중이온가속기 배치도 및 개념도.jpg 중이온가속기 배치도 및 개념도 대전 중이온가속기 사업일정 (출처: 기초과학연구원 중이온가속기건설구축사업단) 현재 운영 중이거나 2020년 초까지 완공 예정인 가속기 중 가속에너지, 가속출력, RI빔 에너지 등과 비교했을때 대전의 중이온가속기는 세계 최고 사양으로 구축될 예정입니다. [해외 중이온가속기현황] 구분 국가 시설 가속에너지 가속출력 RI빔에너지 완공시기 구축중 한국 중이온가속기 200MeV/u(우라늄) 400kW
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II. 사업의 내용 1. 사업의 개요 당사 및 종속회사는 유무선통신 장비를 제조 및 판매하는 통신사업과 국가 방위를 위한 군사용 무기 생산과 개발에 기여하는 방위사업 등을 영위하고 있습니다 당사 및 종속회사별 사업의 내용은 아래와 같습니다. 구분 회사명 주요 영업활동 통신사업부문 ㈜웨이브일렉트로닉스 유무선통신장비 제조,판매 ㈜웨이브파워 전력증폭기 개발 ㈜더블유이엠에스 중계기 임가공 유무선통신장비 판매 (주)웨이브엔티 유무선 통신장비 (주)아게이트 의료기기 판매 (주)텔라움 광대역 케이블모뎀 제조, 판매 (주)현서전자통신 소프트웨어 및 탐색기 개발 (주)이엔시솔루션 통신관련 전자부품 판매 방산사업부문 ㈜웨이브일렉트로닉스 유도무기용 신호처리장치 제조, 판매 2. 주요 제품 및 서비스 1. 주요 제품에 관한 내용 한국표준산업분류표상의 구분 대분류 중분류 소분류 코드번호 세분류 C (제조업) 26 (전자부품, 컴퓨터, 영상, 음향 및 통신장비 제조업) 264 (통신 및 방송 장비 제조업) 방송 및 무선 통신장비 제조업 C (제조업) 27 (의료,정밀,광학기기 및 시계 제조업) 272 (측정,시험,항해,제어 및 기타 정밀기기 제조업 항행용 무선기기 및 측량기구 제조업 사업부문은 통신사업부문, 방산사업부문으로 구성되어 있으며, 각사업부문별 주요 제품은 다음과 같습니다. (1) 통신사업부문 A. 기지국 및 중계기용 전력 증폭기, 필터, RRH 이동통신 기지국 및 중계기용 전력증폭기와 RRH, 무선 통신 시스템의 RF 송신부의 핵심모듈을 공급하고 있습니다. 전력증폭기(또는 출력증폭기, RF Power Amplifier, 약칭Amp)란 무선통신/방송전송시스템의 최종단에 위치해 낮은 입력신호를 원하는수준의 높은 전력으로 증폭해 안테나에 전송시켜주는 핵심모듈입니다. 필터(Filter) 또한 기지국 및 중계기의 핵심 모듈로서 서비스에 사용하는 주파수 이외의 불필요한 주파수를 차단하는 장비입니다. RRH(Remote Radio Head) 란 기지국의 제어부로부터 무선부(RF)를 분리한 제품으로서, 기존의 기지국에비하여 대폭적으로 무선부(RF)를 소량, 경량화 시켜 옥내 및 옥외의 다양한 환경하에서 유연한 설치와 운용을 가능케 하는 스마트 기지국 장비입니다. B. 광대역 케이블 모뎀(HFC) 및 관련 장비 종속회사 텔라움은 초고속정보통신망 및 CATV 전송망(HFC)에 사용되는 광전송시스템(Optical System), 와이즈밴드케이블 모뎀(Wideband Cable Modem), 동축전송시스템(Trunk Line System), 헤드엔드시스템(Headend System), 구내전송시스템(Indoor System) 등을 공급하고 있습니다. (2)방산사업부문 품목: 유도무기용 신호처리장치 국방 무기체계 중 정말타격용 유도무기(PGM; Precision-Guided Munition) 핵심부품인 탐색기, 유도조정장치와 점검장비를 공급하고 있습니다. 당기 사업부문별 제품의 총매출액에서 차지하는 비율은 아래와 같습니다.(연결기준) 사업부문 주요제품 총매출액 대비 비율 통신사업부문 기지국 및 중계기용 전력 증폭기, 필터, RRH 광대역 케이블 모뎀 및 관련 장비 기타 방산사업부문 유도무기용 신호처리 장치 2. 주요 제품 등의 가격 변동 추이 및 가격 변동 요인 (1) 가격변동: 공시대상기간 중에 사업부문 수익성에 중요한 영향을 미치는 제품 판매 가격 변동은 없었습니다. (2) 가격 변동 요인: 연결실체의 주요 사업은 연간 단위 및 입찰 단위로 단가 계약을 맺어 해당 연도의 가격에 적용하므로 가격 변동이 발생하는데 이에 따라 업체에서의 계약 단가가 결정되며, 초기년도에는 개발비 보전의 차원에 의해 단가가 높고 이후 매출 수주 수량이 증가하면서 점차 년간 단위로 단가 하락이 진행됩니다. 3. 원재료 및 생산설비 1. 원재료에 관한 사항 주요 제품 원재료(별도 기준) (단위:백만원) 구분 품목 제23기(2021년) 제22기(2020년) 제21기(2019년) 원재료 매입액 기지국 및 중계기용 전력 증폭기, 필터, RRH유도무기용 신호처리 장치 2. 주요
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원재료의 가격변동 추이 및 가격 변동요인 주요 제품인 전력증폭기의 핵심부품인 TR은 미국의 프리스케일사 등으로 부터 수입하여 사용하였으나,5G 양산시점부터 제조사를 변경하여 국산과 수입을 병행하여 사용하고 있으며, 일부수입에 따라 달러결제를 진행하기 때문에 환율변동에 영향을 받습니다. 기구물의 경우 단가인하 방안으로 신규업체로 변경하였으며, HQ CAP의 경우 제조사 직접구매로 변경하였습니다. (단위 : 천원, USD) 구 분 제23기 제22기 제21기 공급처 POWER TR 72($60) 74($62) 76($64) 엑시노스,WS Corp 외 기구물 서진시스템,주안시스템 외 라임티엠씨 외 각종 CABLE류 슈펙스 외 PCB 대진전자 외 HQ CAP 3. 생산 및 설비에 관한 사항(1) 생산능력 및 생산능력의 산출근거 A. 생산능력 (단위 : 백만원) 사업부문 품 목 사업소 제23기 제22기 제21기 유무선통신장비 전력증폭기 본사 합 계 B.생산능력의 산출근거 가) 산출방법 등 ① 산출기준/ ② 산출방법 1) 1일 평균 작업시간을 적용2) 제품군별, 세부 품목별 작업시간이 다양하나, 평균 소요시간을 적용3) 평균단가는 당기 제품제조원가 총액을 생산 입고 수량으로 나누어 산출한 단가임4) * 생산능력 ∝ F(작업인력, 생산공간, 계측기수량)-> 제품의 생산방식은 모듈별 조립 공정과 생산에 필요한 계측장비를 가지고 각 작업자가 시험을 통해 제품 spec에 맞게 튜닝하는 시험공정으로 구분됨. 따라서, 작업인력, 계측기 소요량, 그리고 생산공간이 생산능력을 결정하는 요소임-> 계측기 소요량의 경우, 자체보유분외 필요수량은 렌탈회사를 통한 임대로 진행되므로, 산정요소에서 제외하였음5) 생산능력의 경우 자체생산만을 가정하였음. 실제 생산능력에 영향을 주는 조립 및 외주생산 및 아르바이트생을 활용하며, 생산진행이 연간 평준화되어 발생하는 것이 아니라, 사업자 수주시점에 일괄생산이 진행됨으로 가동율의 경우 큰 의미가 없음 나) 평균가동시간 - 1일 평균가동시간 : 8시간- 월평균 가동일수 : 20일- 연간 가동일수 : 240일 (2) 생산실적 및 가동률 2012년 9월부터 생산을 외주생산으로 전환했으며, 이에 생산실적 및 생산가동률을 계산하지 않습니다.(3) 생산설비의 현황 등 (별도 기준) [자산항목 : 유형자산] (단위 : 천원) 구 분 기 초 취 득 처 분 상 각 대 체 기 말 토지 건물 구축물 기계장치 차량운반구 공구와기구 비품 시험연구용자산 시설장치 건설중인자산 합 계 4. 매출 및 수주상황 1. 매출실적(별도 기준) (단위 : 백만원) 사업부문 매출유형 매출실적 제23기 제22기 제21기 통신사업부문 국내 수출 계 방산사업부문 국내 수출 계 기타 국내 수출 계 합계 국내 수출 계 중단영업 계속영업 2. 판매경로 및 판매방법 등 (1) 판매조직 대표이사(박천석) 국내영업팀 해외영업팀 - 대표이사: 사업관련 총괄- 국내영업팀: 국내 영업 활동 수행- 해외영업팀: 해외 영업 활동 수행(2) 판매경로 별도의 경우를 제외하고는 전 품목을 중계기(기지국) 업체 또는 방위산업체로부터 직접 수주 받아, 생산을 수행하여 납품하고 있습니다. 매출유형 품목 구분 판매경로 판매경로별 매출액(비중) 제품 전품목 수출 고객구매의뢰접수-자재구매-생산-고객납품 내수 고객구매의뢰접수-자재구매-생산-고객납품 (3) 판매방법 및 조건판매처와 구매계약서를 체결하거나, 납품지시서를 수령하여 제품을 납품하며, 판매조건은 현금, B2B,전자어음(약속어음)에 의해 결제됩니다.납품후 납품대금이 현금화가능한 시기는 대략 1~2개월(14~60일)정도 입니다.(4) 판매전략 -통신사업부문최종 고객인 통신 사업자에게 공급을 하는 시스템사들을 대상으로 판매를 하기에 다음과 같은 판매전략을 채택하고 있습니다. 먼저 고객담당을 통한 '창구의 단일화'입니다. 고객인 통신장비 시스템사들 제품을 개발하는 부서, 구매하는 부서, 생산하는 부서, 장비 유지보수 하는 부서가 나누어져 있습니다. 당사는 여러 가지 창구를 통해 들어오는 고객의 요구사항을 시스템사별 고객담당 조직을 통해
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신속하게 접수하고, 대응을 하고 있습니다. 또한 고객인 시스템사에게 '신뢰 있는 개발 전문회사'의 이미지를 주려고 하고 있습니다. 장비의 신뢰성을 높이고 A/S 시간을 단축하여 장비의 정상 동작 시간을 높여 사업자의 TCO(Total Cost of Ownership)를 낮추는 노력을 진행하여 당사의 고객이 End User인 사업자에게 신뢰를 확보할 수 있도록 지원하고 있습니다. 중점을 두고 있는 판매전략은 '선점 전략'입니다. 제품은 주문형 장비로 통신사업자들의 각기 다른 요구에 맞추기 위하여 당사의 고객인 시스템사는 다양한 장비를 신속하게 개발해야 합니다. 적기 대응을 위해 사업자들의 장비 개발 동향을 우선 파악하여 시스템사가 장비 개발시 제품이 최적의 솔루션이 되도록 노력을 기울이고 있습니다. 사업자가 제품의 사양을 확정 공개하기 전에 기본적인 스펙을 제안하여 사업자가 제품 기획 단계에 당사가 제안한 제품을 기본으로 하는 시스템 설계가 이루어지도록 함으로써 고객인 시스템사가 당사 제품을 채용하면 제품의 설계 및 구현이 용이하도록 하여 당사 제품이 우선적으로 채택되도록 노력을 기울이고 있습니다. -방산사업부문 우리나라 방위산업은 정부와 방위산업체간 쌍방독과점적 특성으로 1970년대 방산물자 지정 및 방산원가 제도를 중심으로 현재까지 큰 변화없이 이어 오고 있습니다. 또한, 방위산업은 대규모 설비투자와 고도의 기술 및 정밀성이 요구되는 자본ㆍ기술 집약적인 산업으로 장기간에 걸친 연구개발과 양산, 기존의 사업수행 실적이 중요합니다.방산 사업부문의 주요 매출처는 LIG넥스원으로 방위산업의 특성으로 인해 고객사는 최종소비자인 정부기관 및 원재료 부품 공급사와 다년 공급 계약을 체결합니다. 당사 또한 안정적인 생산, 공급실적과 함께 끊임 없는 연구개발로 당사 제품이 고객사에 다년간의 공급계약으로 변함 없이 채택되도록 노력을 기울이고 있습니다. 5. 수주상황- 통신사업부문 국내 제품 매출의 경우 사업자(SKT,KT 등)에게 직접 납품하지 않고 다수의 기지국제조업체나 중계기제조업체를 통하여 발주서 단위로 매출 형태를 띄고 있으므로 중요한 별도의 수주건이 발생하지 않습니다. 한편, 해외 수출건의 경우 현지계열회사를 통한 발주서 단위로 수주를 받고 있습니다. 5. 위험관리 및 파생거래 1. 시장위험 시장위험은 시장가격의 변동으로 인하여 금융상품의 공정가치가 변동될 위험입니다.시장위험은 이자율위험, 환위험 및 기타 가격위험 등으로 구성됩니다. (1) 이자율위험 이자율위험은 시장이자율의 변동으로 인하여 금융상품의 미래현금흐름이 변동될 위험입니다. 연결실체는 변동이자부 장기차입금 등과 관련된 시장이자율의 변동위험에노출되어 있습니다. (2) 환위험 환위험은 환율의 변동으로 인하여 금융상품의 공정가치가 변동될 위험입니다. 연결실체는 해외영업활동 등으로 인한 환위험에 노출되어 있습니다. 연결실체는 내부적으로 원화환율 변동에 대한 환위험을 정기적으로 측정하고 있으며, 특히 외화사채 등의 환율변동위험을 회피하기 위하여 통화스왑계약을 체결하여 관리하고 있습니다. (3) 기타 가격위험 기타 가격위험은 이자율위험이나 환위험 이외의 시장가격의 변동으로 인하여 금융상품의 공정가치나 미래현금흐름이 변동될 위험이며, 연결실체의 매도가능금융자산 중활성시장에서 거래되는 지분상품은 가격변동위험에 노출되어 있습니다. 2. 신용위험신용위험은 거래상대방이 의무를 이행하지 않을 경우 연결실체에 재무손실이 발생할위험입니다. (1) 매출채권 및 기타채권 연결실체는 신용거래를 희망하는 거래상대방에 대하여 신용검증절차를 수행한 후에 신용상태가 건전한 거래상대방과의 거래만을 수행하고 있습니다. 또한, 대손위험에 대한 연결실체의 노출정도가 중요하지 않은 수준으로 유지될 수 있도록 지속적으로 신용도를 재평가하는 등 매출채권 및 기타채권 잔액에 대한 지속적인 관리업무를 수행하고 있습니다. (2) 기타금융자산 장ㆍ단기금융상품 등으로 구성되는 기타금융자산으로부터 발생하는 신용위험은 거래상대방의 부도 등으로 인하여 발생합니다. 이러한 경우 연결실체의 신용위험 노출정도는 최대 해당
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금융상품의 장부금액과 동일한 금액이 될 것입니다. 한편, 연결실체의 경영진은 신용등급이 우수한 금융기관과 거래하고 있으므로 금융기관으로부터의 신용위험이 연결실체에 미치는 영향은 제한적이라고 판단하고 있습니다. (3) 유동성위험연결실체는 유동성위험을 관리하기 위하여 단기 및 중장기 자금관리계획을 수립하고현금유출예산과 실제현금유출액을 지속적으로 분석ㆍ검토하여 금융부채와 금융자산의 만기구조를 대응시키고 있습니다. 연결실체의 경영진은 영업활동현금흐름과 금융자산의 현금유입으로 금융부채를 상환가능하다고 판단하고 있습니다. (4) 자본관리 자본관리의 주요 목적은 연결실체의 영업활동을 유지하고 주주가치를 극대화하기 위하여높은 신용등급과 건전한 자본비율을 유지하는 것입니다. 연결실체는 자본구조를경영환경의 변화에 따라 적정한지를 판단하고 배당정책, 타인자본조달 및 상환, 유상감자 및 증자의 필요성을 주기적으로 점검하고 있습니다. 6. 주요계약 및 연구개발활동 1. 연구개발활동의 개요 (1) 연구개발 담당조직 본부 실 팀 무선개발본부 연구2실 앰프팀 복합기술팀 연구3실 필터1팀 필터2팀 기구팀 연구1실 시스템 기구팀 유선개발본부 검증/시험팀 하드웨어팀 소프트웨어팀 DI개발본부 검증/시험팀 FPGA팀 하드웨어팀 소프트웨어팀 (2) 연구개발비용(별도기준) (단위 : 백만원) 과 목 제23기 제22기 제21기 비 고 원 재 료 비 인 건 비 감 가 상 각 비 기 타 연구개발비용 계 회계처리 판매비와 관리비 제조경비 개발비(무형자산) 연구개발비 / 매출액 비율[연구개발비용계÷당기매출액×100] 2. 연구개발 실적(1) 방산사업부문 개요 및 연구개발 제품 : 적외선 영상 처리 장치 (Image Process Board) 적용 : 보병용 유도 조정 미사일용 영상탐색기(Seeker) 외 용도 : 해상이동표적, 공중이동표적은 물론 육상이동표적을 식별 및 추적하기 위한 알고리즘과 영상신호의 초고속 처리 ※ 미사일의 구성: 탐색장치(렌즈, RF/IR센서, 신호처리기, CPU), 조종장치, 날개, 탄두, 추진체 수행(개발)과제 결과 및 기대효과 현궁 보병용 중거리 유도무기 (MRIM) 신호처리기 및 시험장비 개발 LOGIR 2.75인치 유도로켓 신호처리기 및 신호변환장치 개발 해궁 대함 유도탄방어 유도무기 (SAAM) 신호처리기 및 시험장비 개발 (2) 통신사업부문 개요 및 연구개발 수행(연구)과제 결과 및 기대효과 상용 DPD CHIP을 사용한 DPD 전력증폭기 개발 Digital IQ 방식의 중계기에 대한 고선형 DPD 전력증폭기 솔루션 확보 LG전자 WCDMA DPD 전력증폭기용 50W HPA 개발 기지국용 DPD 전력증폭기 시장진입 중계기용 RCU 개발(SRF-W20용) Digital 및 Analog 제어 방법에 대한 통합 솔루션 확보 WCDMA 통합 중계기(SF-DUO)용 RCU 및 HPA/LPA 개발 통합 중계기의 RCU 및 다중 제어기술 확보 SKT 2G(DCS) ICS중계기용 전력증폭기 시장 진입 SKT WiBro 기지국용 35W HPA 개발 SKT WiBro 기지국용 전력증폭기 시장 진입( KTF PCS 인빌딩 중계기용 30W HPA 개발 KTF 2G(PCS) 인빌딩 중계기용 전력증폭기 시장 진입 KT WiBro 광중계기용 전력증폭기 시장 진입 KTF 3G(WCDMA) 지하철 중계기용 전력증폭기 시장 진입 2G(PCS) 대역의 전력증폭기에 Doherty 기술을 적용 DBO 중계기에 의한 저가 시스템이 가능하도록 LPA 개발 WiBro 신호를 이용한 TDD Timing 신호 발생기 개발 및 적용 DPD 전력증폭기를 적용한 Digital IQ 방식의 Transmitter 개발 광모듈 디지털 보드 Up-Converter DPD 전력증폭기 듀플렉서 LNA를 포함한 제품 개발 KTF WCDMA용 4FA 60W 저가형 LPA 개발 중계기용 전력증폭기 시장 진입을 위한 저가형 전력증폭기 개발 중계기용 전력증폭기 시장 진입을 위한 저가형 전력증폭기 개발 KT WiBro용 6FA 50W LPA 개발(지하철 통합 중계기용) 60MHz 이상의 광대역
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LPA 기술 확보 Triple 중계기(SF-T)가 가능하도록 소형 고효율 전력증폭기 솔루션 제공 일본 기지국용 전력증폭기 진입을 위한 시장 개척 SKT WiBro 인빌딩 중계기용 1FA 10W HPA 및 RCU 개발 SKT 인빌딩 중계기 적용 TDD Switching 기술 적용 베트남 수출 2.1GHz GSM용 110W LPA 개발 GSM용 Booster형 수출 중계기의 전력증폭기 시장 진입 일본 수출 2.1GHz ICS 중계기용 WCDMA 4FA 50W LPA 개발 일본 수출용 전력증폭기 시장 진입으로 일본 전력증폭기 시장 SKT 3G(WCDMA)절감형 중계기용 25W급 송신 제품 및 RCU 개발 전력증폭기 일체형 Transceiver의 RF 부분 일체형 개발 다양한 주파수의 WiMAX 시장 선점(삼성 기지국용) 저가형 시스템 개발이 가능한 Transceiver 제품 개발 KT WiBro MIMO형 표준 광중계기용 3FA 50W LPA 개발 KT WiBro MIMO형 표준 광중계기용 전력증폭기 개발 선점 SKT 지하철 통합 광중계기(DUO METRO)의 전력증폭기 시장 진입 SKT 소형 인빌딩 중계기(DUO-LIF)의 전력증폭기 시장 진입 KT 와이브로 개선형 표준광 25W 개발 KT 와이브로 개선형 표준광 25W 개발을 통한 전력증폭기 시장 진입 SKT 와이프로시스템에 적용 KDDI 4G 개발 일본통신장비시장에 진출을 위한 개발 수행 (3) 최근 수행 정부 과제 과제명 개발기간 총사업비 정부보조금 다중 IoT 무선센서 충전을 위한 경로 최적화 지능형 무선전력 전송 핵심부품 및 모듈 개발에 관한 기술개발 2017.7월~ 2019.12월 ( 29 개월) 3,719 백만원 백만원 LTE 통신을 위한 평균전력 30W급 GaN Doherty 전력증폭기 집적회로 기술 개발 2015.6월~ 2018.5월 ( 35 개월) 2,400 백만원 백만원 (4) 진행 중 정부과제 방산부문에서 유로로켓 관련 개발, 중소형 항공기 관련 개발 등 복수의 공동 연구개발 과제들을 수행하고 있습니다. 이러한 연구개발 내역은 국방기술과 관련된 내용으로써 보안 관계상 자세한 기재는 생략합니다. 7. 기타 참고사항 1. 지식재산권 보유현황당사의 주요 지식재산권의 내용은 아래와 같습니다. 연번 구분 출원 여부 출원(등록)명칭 출원(등록)번호 출원(등록)일자 출원(등록)권리자 특허 등록(보유) 홈이 파인 도체판을 포함하는 이중 모드 공진기 및 이를 이용한 필터 (주)웨이브일렉트로닉스 특허 등록(보유) 분리형 기지국 간의 전송 효율이 개선된 프론트홀 시스템 및 그 장비 (주)웨이브일렉트로닉스 특허 등록(보유) 수직 또는 수평 방향으로 교차하는 격벽 구조를 포함하는 공진기 및 이를 이용한 필터 (주)웨이브일렉트로닉스 특허 등록(보유) 스텝 임피던스 공진소자가 교차 배열되는 고주파 필터 (주)웨이브일렉트로닉스 특허 등록(보유) 저주파 대역 히팅 안테나 및 이를 이용한 오븐 (주)웨이브일렉트로닉스 외 특허 등록(보유) 전원 감시 장치 및 이를 이용한 전원 감시 시스템 (주)웨이브일렉트로닉스 특허 등록(보유) 기지국용 기준신호 공급장치 (해외_일본특허) (주)웨이브일렉트로닉스 특허 등록(보유) 수직 또는 수평 방향으로 교차하는 격벽 구조를 포함하는 공진기 및 이를 이용한 필터 (해외_일본특허) (주)웨이브일렉트로닉스 2. 각 사업부문의 시장 여건 및 영업 개황가. 업계의 현황(1) 산업의 특성 - 통신사업부문 통신장비 산업은 무선 통신 네트워크 구성에 필요한 기지국, 시스템 및 라우터 등 각종 장비의 개발 판매와 운영 및 유지보수에 관련한 사업을 의미하며, 통신 사업자(SKT, KT, LGT)의 투자규모에 절대적으로 의존하는 산업 특성을 갖고 있습니다. 통신사업자의 투자규모는 새로운 통신 서비스 산업의 발전과 가입자 규모에 밀접한 연관성을 가지고 있습니다. - 방산사업부문 방위산업은 방위산업청에서 지정한 방산업체인 경우에만 공급이 가능한 진입장벽이 매우 높은 산업입니다. 또한 국내 무기 체계는 대략 10년간의 핵심기술개발, 무기체계개발을 거쳐 이후 평균 약
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20년동안 양산 및 정비의 단계로 이어지는 특징을 가지고 있습니다. 이에 따라 핵심기술 개발 및 무기체계 개발 단계에서는 개발 매출이 발생하며, 이후 양산매출 및 정비매출로 이어지는 특징을 지니고 있습니다. (2) 산업의 성장성 - 통신사업부문 5G무선통신은 UAM, 자율주행차, 로봇, 스마트팩토리, 원격의료, 메타버스 등과 같은 점차 상용화 되고 있는 초고속 대용량 데이터처리 응용 기술 및 서비스들에 대응하기 위한 핵심 기반기술입니다. 이에 더 많은 중계기, 안테나, 필터, 스몰셀 구축을 위한 통신사업자의 5G통신장비 투자 규모는 꾸준히 증가하고 있습니다. 글로벌 5G 통신 장비 시장은 장기적인 성장이 계속되는 가운데 2021년 31.2억 달러로 예상되며 연평균 67%의 급속도로 성장하여 2025년 242.6억 달러 규모로 성장할 것으로 예상됩니다. (출처: 5G 이동통신기술 핵심산업 분석, 한국수출입은행, 2021.12.31) - 방산사업부문 세계 방산시장 연감에 따르면 2020년 3,567억달러에서 2026년 5,557억달러로 증가할 것으로 내다보고 있습니다. 테러, 사이버공격, 감염병, 재해재난 등 다양하고 고도화되는 비군사적 위협과 세계 곳곳에서 이뤄지는 지정학적 긴장과 충돌로 인해 대다수의 국가가 지속적으로 방위비를 증강하고 있습니다. 대한민국의 국방예산 또한 매년 증가하고 있습니다. (3) 경기변동의 특성 - 통신사업부문 전력 증폭기의 주요 수요처는 이동통신 기지국 및 중계기 시스템 제조업체, 무선방송중계시스템 업체, 그리고 이들 장비의 유지 보수를 책임지는 업체입니다. 전력증폭기의 경우 신규서비스에 따른 수요 외에 기존시스템에 대한 유지 보수에 대한 수요가 존재하고 있기에 이동통신 시스템 및 방송 중계기 등의 전체 장비시장에서 상대적으로 안정적이고 연속적인 시장이 형성되고 있습니다. - 방산사업부문 방위산업의 수요는 국가의 안보정책과 국제정세에 많은 영향을 받으며, 타 산업과는 달리 경기변동에 직접적인 영향을 받지는 않습니다. 이에 따라 방위산업은 향후 사업계획의 대부분이 미리 계획되어 정해져 있으며, 국가를 방위하는데 필요한 무기, 장비 및 기타 물자를 생산하는 산업으로써 군이라는 안정적인 고객이 존재하고 선발업체의 우월적 입지 확보에 따른 제한경쟁이라는 특성이 있습니다. 또한 국방예산과 관련되기 때문에 타 산업 대비 상대적으로 경기변동과 연관이 적어 안정적인 매출을 실현할 수 있다는 특성을 지니고 있습니다. 특히 우리나라의 경우 남북한 대치 등 국가안보적 필요에 의해 방위산업의 규모를 경기에 맞춰 탄력적으로 운용할 수 없으므로 경기 침체 및 세수 감소에도 전력 유지를 위해 무기체계 소요는 지속 발생하게 됩니다. (4) 경쟁 요소 - 통신부문 이동통신 기술의 진보에 따라 2.5세대는 물론이며 3세대~4세대 전력증폭기 시장에서 고출력증폭기(LPA)의 독자적인 개발 능력 및 생산 능력, 응용 기술을 보유한 업체는 국내에 불과 4~5개 이내인 것으로 평가되고 있습니다. 국내 전력증폭기 시장에 진입한 업체는 10여개 업체에 불과하며, 고출력증폭기(LPA)를 공급하는 업체는 당사를 포함하여 6개사에 불과합니다. 전력증폭기의 경우 중계기나 기지국의 일부 시스템이지만 그 중요성 때문에 각 사업자별로 별도 인증시험을 실기하기도 하고 인증시험을 하지 않는 경우는 시스템 인증시험시 채용된 전력증폭기에 한하여 인증을 주는 간접인증 형태를 취하고 있기 때문에 기존 시장에 진입한 업체들 이외에 신생업체가 진입하기에는 상당한 진입장벽이 존재하고 있습니다. 또한 스마트기지국장비인 RRH는 기지국시스템업체에서 별도 관리하고 있는 양상으로 한층 진입장벽이 높다 할 수 있습니다. - 방산사업부문 방위산업은 일반적인 경제상황 및 계절적 경기 변동 여부보다는 국가의 국방정책 비전 및 국가간 이해관계에 영향을 받고 있으며 시장의 독점적 지위를 보장했던 전문화ㆍ계열화 제도 폐지에 따라 경쟁은 심화되고 있습니다. 시장점유율의 경우 다수의 업체 및 품목 등으로 인해 객관적인 산정은 어렵습니다. 당사는 기술 개발 및 양산 역량등을 보유하고