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작성일 : 25-09-16 10:30

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#. 실시간 세포 상태 분석이 가능한 반도체 기반 바이오 센서와 칩 기반 시스템을 활용해 암, 바이러스 감염 등 질병 원인을 규명하고, 바이오 마커(생체지표) 탐지 과정을 빠르게 하는 정밀 진단이 질병연구에서 가능해지고 있다. #. 고집적·저전력 반도체 구현을 위한 CMOS 공정을 신약개발에 적용해 신약후보물질 스크리닝 기간과 비용을 대폭 절감하고, 오가노이드 칩 기술을 통해 전임상을 대체해 신약개발 속도를 획기적으로 단축시키고 있다. #. 체외 착용형 기기에 반도체 센서를 적용해 사용자의 심박수, 체온, 산소 포화도 등 생체 데이터를 정밀하게 측정하고, 발광다이오드 주택담보대출 대환 (LED) 기술을 통해 피부관리 기기의 피부 재생, 주름개선 등의 효과를 촉진하고 있다. 반도체 기술이 전통 바이오 산업에 빠르게 접목되면서 첨단바이오 산업과 디지털 바이오 혁신을 가속화하는 게임 체인저로 각광받고 있다. 기존 바이오 산업이 지닌 한계를 극복해 시간과 비용 절감, 정확도 향상, 소형화 등을 위한 유일한 솔루션으로 반도체 기술의 중요성이 점차 중진공 커지고 있다. 최근 디지털 바이오 경제 시대를 맞아 첨단바이오와 반도체 기술 융합은 의약, 에너지, 화학, 농업, 소재 등 다양한 바이오 관련 산업의 새로운 혁신과 미래 성장동력으로 부각되고 있다. 이처럼 바이오와 반도체 융합은 질병 진단과 생물학적 분석 등에 처음 응용되기 시작해 정보통신(IT)·반도체 기술 발전으로 약물 스크리닝, 바이오칩, 신약개발 한국산업기술평가관리원발표 등으로 응용 분야가 점차 확장됐다. 전문가들은 우리나라가 세계 최고의 강점을 보유한 반도체 기술을 첨단바이오 산업에 빠르게 적용해 나간다면 반도체에 이어 글로벌 시장 점유율이 낮은 첨단바이오 분야를 차세대 먹거리로 키울 수 있다고 주장한다.

◇반도체 소자·회로 기술, 바이오 품사 제조혁신에 새 동력 반도체-바이오 융합 산업은 반도체 기술을 바이오 산업에 활용하거나 바이오 산업에 특화된 반도체 기술을 적용하는 것을 일컫는다. 특히 코로나19 팬데믹 이후 반도체-바이오 융합은 바이오 산업의 디지털 전환을 촉진하고, 고성능과 지능화, 저전력, 소형화를 통해 생체상태를 식별할 뿐 아니라, 맞춤형 예방 및 관리를 지원하는 차세대 디지털 바이 모집요강 오의 핵심 기술로 활용되고 있다. 반도체는 레드바이오(보건·의료), 그린바이오(식량·자원), 화이트바이오(에너지·화학) 등 3대 바이오 산업에 각기 다르게 적용되고 있다. 우선 반도체-레드바이오 융합산업에는 반도체 장비 및 소자·회로 기술을 적용해 질병연구, 신약개발, 의료기기, 미래의료서비스에서 혁신적 의료 및 바이오 솔루션을 창출한다. 대표적으로 디지털치료제, 의료용 로봇, 전자약, 임플란트 기능의 체내 삽입용 의료기기, 스마트 헬스케어 기기 등을 꼽을 수 있다. 반도체-그린바이오 융합산업은 농업생명자원 분야인 그린바이오에 반도체 소자·회로 기술을 적용해 농업생명자원, 친환경소재를 개발하는 것으로, 지능형 스마트팜과 반도체 기반 배양 및 제조장치 등이 대표적이다. 반도체-화이트바이오 융합산업은 반도체 장비 기술을 활용해 플라스틱, 화장품, 연료 등 화학제품의 생산 효율성과 부가가치를 높이는 것을 목표로, 바이오플라스틱 생산공정 장치와 바이오 유래 연료생산 장치, 화장품 원료 배합 장치 등이 포함된다. 최근에는 레드, 그린, 화이트 등 3대 바이오 산업의 경계가 허물어지고, 이를 모두 아우르는 공통 기반 기술로 플랫폼바이오가 새롭게 조명받고 있다. 특히 인공지능(AI), 빅데이터 등 바이오 산업에 디지털 전환이 가속화되면서 합성생물학과 오가노이드 등이 플랫폼바이오 산업에서 가장 큰 관심 분야로 꼽히고 있다. 무엇보다 플랫폼바이오를 주도하기 위해선 바이오-반도체 기술이 필수적이다. AI와 바이오 접목에도 반도체 기술이 뒷받침돼야 가능하다. ◇대전시, 바이오-CMOS 플랫폼 구축… 오가노이드 제작 활용 반도체와 바이오 산업은 국가 첨단전략 산업으로 지속가능한 성장을 이끌어 갈 핵심 분야임에도 우리나라의 경우 구체적 정책 추진 체계와 지역적 기반이 부족해 아직 초기 단계에 머물러 있다. 이런 상황에서 대전광역시 주도로 대전테크노파크, 나노종합기술원, 한국생명공학연구원이 반도체-바이오 융합 산업 육성에 선제적으로 나섰다. 올해 반도체-바이오 융합기술 플랫폼 구축을 통한 반도체 소재·부품·장비 기업 기술지원에 총 11억원을 투입했다. 대전은 바이오 분야에 적용 가능한 반도체 기술 도입과 기술지원을 위한 핵심 연구 인프라와 장비, 전문 인력 등이 집적돼 있어 반도체-바이오 융합산업 육성의 최적지로 평가받고 있다. 우선, 대전지역 내 반도체 소부장 기업과 나노종합기술원이 컨소시엄을 구성해 반도체-바이오의 핵심인 ‘바이오-CMOS 플랫폼’ 구축을 통해 의료 및 바이오 기업을 지원하고 있다. 또한 반도체 소부장 기업과 한국생명공학연구원이 컨소시엄을 이뤄 반도체 기술을 적용한 오가노이드(유사 장기체) 개발을 돕고 있다. 이경균 나노종합기술원 나노바이오개발센터 그룹리더는 “반도체 칩에 오가노이드를 구현하면 실시간으로 세포, 조직, 기관 수준에서의 변화를 감지하고, 분석할 수 있다”며 “반도체를 적용한 오가노이드는 신약개발, 정밀의료, 질병연구 등 다양한 바이오 산업의 핵심기술로 활용 가치가 매우 높은 혁신적 기술”이라고 설명했다. 향후에는 오가노이드가 동물실험을 대체하는 최적의 플랫폼으로 활용될 것이라는 점에서 반도체-바이오 융합 수요는 더욱 커질 것으로 예상된다. 이석재 나노종합기술원 나노융합기술본부장은 “대전은 반도체와 바이오 융합을 위한 최고 수준의 인프라를 확보하고 있어 반도체-바이오 융합산업의 산학연관병 협력의 거점이자 테스트베드로 무한한 가능성을 지니고 있다”고 말했다. 이어 “대전지역의 첨단산업 전환, 바이오-메디컬 산업 기반의 미래 신산업 창출, 반도체 전후방 산업 활성화 등에 기여함으로써 중앙 정부 차원의 반도체-바이오 융합산업 육성의 지렛대 역할을 할 수 있도록 성공적으로 사업을 추진하겠다”고 강조했다. 이준기 기자 bongchu@dt.co.kr

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