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[ 보고서 소개 ]

최근 2년간 국내 정부와 산업계는 사업전략과 연구개발(R&D) 전략 수립에 있어 매우 어려웠던 시기로 기록 될 것으로 보인다. 정책 추진의 본래 의도와는 상관없이 유례가 없었던 연구개발비용 대폭 삭감으로 연구개발 현장은 혼란과 어려움에 빠졌던 것이 사실이며, 그 여파는 중소기업의 연구개발 분야와 젊은 신진 연구개발자들에게 특히 크게 나타난 것으로 알려지고 있다.

다행히 2025년에는 역대급으로 연구개발 투자를 진행하겠다는 정부의 발표에 이어 정부R&D 예산 배분·조정․ 지급절차도 빠르게 진행되어, 민간기업과 연구개발기관의 2025년 연구개발 전략 수립도 점차 정상화로 들어 설 것으로 기대되고 있다.

2025년 정부R&D 투자의 핵심 키워드는 ‘최초·최고에 도전하는 투자’로 국가R&D 전반에 도전성을 강화하는데 주안점을 두었으며, 선도·도전적 R&D에 대해서는 아낌없이 지원한다는 계획이며, 선도국과 대등한 위치에서 협력·경쟁할 수 있는 선도기술, 1등 기술을 육성(이차전지, 디스플레이, 차세대 네트워크 등)하는 한편, 글로벌 아젠다를 주도할 수 있는 대규모 전략형 플래그십 프로젝트를 발굴·투자하여 선도국과의 전략적 협력관계를 강화해 나갈 계획이다.

12대 국가전략기술, 17대 탄소중립기술 등 주요 기술분야에 대해서는 글로벌 협력전략에 기반한 전방위적 협력을 지원하고, AI, 바이오, 양자 등 3대 게임체인저 기술 분야에서는 2030년 G3 국가로 도약할 수 있도록 공격적으로 예산을 확대해 나가기로 하였다.

반도체, 이차전지 등 첨단산업 분야는 초격차 확보를 위한 차세대 기술은 물론, 미래 생태계 선점을 위한 공급망 급소기술까지 지원범위를 확대하고 아울러 우주, 사이버공간 등 신영토 개척을 위한 기술 자립화 및 표준 선점, 에너지·식량·자원 등 신흥위협에 맞서 국토와 국민을 보호하는 기술에도 투자를 강화해 가기로 하였다. 무엇보다 학생연구원, 신진연구자 등 미래세대가 실패를 두려워하지 않고 과감히 도전할 수 있도록, 안정적 연구환경 조성과 촘촘한 지원체계를 강화하기로 한 것도 눈에 뛰는 변화라고 할 수 있다.

이에 당사에서는 2018년 이후 8번째로, 기업의 효율적인 연구개발 기획과 전략 수립을 지원하고자 국내 주요 정부기관(산하기관)에서 수행하고 있는 연구개발 테마를 종합, 정리 분석하여 ‘2025년 중소·중견기업형 유망기술 연구개발 테마 총람’ 시리즈를 발간하게 되었으며, 본서는 국내 주요 기술개발 과제의 현주소를 보여줌으로써 향후 요구되는 연구개발 방향을 알려주는 유용한 참고자료가 될 것으로 판단된다.

제1편 바이오·의료·농축수산식품산업, 제2편 에너지·기후·환경·자원, 국토·건설·교통, 재난안전산업 제3편 ICT 인프라, 융합서비스산업, 제4편 반도체, 디스플레이, 부품소재산업, 제5편 모빌리티(자동차, 로봇, 항공, 철도, 조선), 기계/첨단제조, 뿌리산업을 발행하게 되었으며, 특히 2025년에는 신정부에서 AI이니셔티로 전략적 지원을 약속한 AI기술과 게임체인저로 주목받는 양자기술을 포함하여 AI+X관련 유망기술개발 과제를 제6편(특별판)으로 모아, 추가 발행함으로써 기업의 니즈에 부응 하고자 하였다. 모쪼록 본서가 산학연에서 연구개발 업무를 수행하고 있는 모든 분께 조금이나마 도움이 되기를 기대해 본다.

[ 목차 ]

Ⅰ. ICT 기반기술, 핵심 솔루션 분야 연구개발 테마

1. 통신·네트워크, 전파·위성 분야 기술 개발

  1-1. 통신·네트워크 기술

    1) (총괄1) 6G Upper-mid Band E-MIMO 시스템 및 기지국 핵심부품 기술개발

    2) (총괄5) 6G 프론트홀 광링크 및 광전송 시스템 기술 개발

    3) (총괄8) 6G 종단간 서비스 응용성능 보장 프레임워크 기술개발

    4) 6G 개방형 서비스 검증 플랫폼 기술개발

    5) O-RAN ULPI 기반 64TRX Massive MIMO O-RU 개발

    6) 특수목적용 5G-A 이동기지국 시스템 개발

    7) 초거대 컴퓨팅 응용 지원 클라우드 데이터센터 네트워킹 스위치 기술 개발

    8) 차세대 기능분산형 네트워크를 위한 개방형 전달망 시스템 기술개발

    9) 유비쿼터스 AI 실현을 위한 계층적 네트워크 및 AI 융합 핵심 기술 개발

    10) (세부1) ICT 표준필수특허 분석 및 창출

  1-2. 전파·위성 기술

    1) (세부1) 3GPP 6G 표준 기반 저궤도 위성통신 탑재체 및 지상국 핵심기술 개발

    2) (세부2) 3GPP 6G 표준 기반 저궤도 위성통신 단말국 핵심기술 개발

    3) (세부3) 3GPP 6G 표준 기반 저궤도 통신위성 체계종합 및 본체 개발

    4) 복원력 기반 고출력 전자파 방호 핵심기술 개발

    5) 동일 주파수 활용 센싱 및 통신을 위한 전파 핵심 부품 기술 개발

    6) 이종 칩렛 기술을 이용한 마이크로파 및 밀리미터파 MMIC 기술 개발

    7) 극한환경용 전자파 물질 상수 측정 기술 개발 및 표준화

    8) AI 기반 주파수 간섭분석 및 전파 예측기술 개발

2. 클라우드, SW컴퓨팅 분야 기술 개발

  2-1. 클라우드 기술

    1) AI반도체 클라우드를 위한 고속 병렬 파일시스템 기술 개발

    2) AI반도체 클라우드 플랫폼 구축 및 최적화 기술 개발

    3) 동형암호 기반 K-클라우드 전용 Privacy Preserving AI 통합시스템 개발

  2-2. SW·컴퓨팅 기술

    1) 거대언어모델을 위한 데이터센터 스케일의 AI반도체 컴퓨팅 자원분해 및 자원풀링

       기술 개발

    2) 이종 AI반도체용 학습/추론 컴파일러 기술

    3) AI 반도체 기반 저전력 학습/추론 기술 개발

    4) 이종 AI반도체용 분산 추론 및 모델최적화 기술

    5) (세부2) 이종 AI반도체 지원 프로그래밍 모델, 프레임워크 기술 개발

    6) AI 반도체를 위한 저수준 최적화 프로그램 API 기술 개발

    7) AI 반도체 통합 자원관리 기술

    8) 이종 AI 반도체 가상화 기술 개발

    9) AI 반도체 기반 기계학습 등 가속 라이브러리 기술 개발

    10) SDx 지능형 서비스의 최적 실행을 위한 생성형AI 지원 시스템SW 프레임워크

        기술개발

    11) 클라우드 장애극복을 위한 AI 어시스턴트 기반 운영·관리 자동화 기술개발

    12) 2 PFLOPS 내외 자원 지원이 가능한 초고성능 연구용 AI컴퓨팅 인프라 지원

3. AI(인공지능), 양자, 사이버보안 분야 기술 개발

  3-1. AI(인공지능) 기술

    1) 공정한 멀티모달 생성형 AI를 위해 스스로 편향성을 측정하여 기준을 정립하고

       지속적으로 수용 및 발전 가능한 기술 개발

    2) 윤리, 법, 사회적 영향 등 사회적 가치에 부합하는 AI 위험관리체계 기반의 정렬

       (Alignment) 자동화 기술 개발

    3) 물리 법칙의 결함 탐지와 탐지 내용에 대한 근거 설명이 가능한 멀티모달

       안티-딥페이크 통합 모델 개발

    4) AI 모델에 대한 적대적 공격 대응 및 회복 탄력성 기술 개발

    5) 위해 미디어 생성을 사전 차단하는 프롬프트 확장 기술 개발

    6) 제어가능한 인공지능 서비스를 위한 모델 내 안전성 검증 기술 개발

    7) 인간지향적 차세대 도전형 AI 기술개발 (창의도전 R&D)

    8) 인간지향적 차세대 도전형 AI 기술개발 (핵심전략 R&D)

    9) 산업 AI용 데이터 전처리 자동화 기술개발

  3-2. 양자(통신, 센싱, 계측, 컴퓨팅) 기술

    1) 양자 키 분배의 신호 처리 및 하드웨어 제어를 위한 핵심 전자 회로의 집적화 및

       이를 이용한 양자 키 분배 신뢰 중계기 개발

    2) QKD 네트워크의 효율성 확대, 자원 최적화를 위한 요소기술

    3) 물리적 생성속도 10Gbps 이상의 초소형 양자 난수 발생기 개발

    4) 편광 기반 자유공간 양자 키 분배 시스템을 위한 능동 편광 보상부를 포함하는

       광집적회로 기반 양자 키 분배 수신부 모듈 기술개발

    5) 양자센서기술용 III-V기반 고효율 SPAD용 에피웨이퍼 공정기술 및 photon number resolver

       (PNR) 상용제품 개발

    6) 고품질 LiNbO3 단결정 및 기판 개발

    7) 나노 역학 구조체 기반 초정밀 양자관성/회전 센서 소자 및 측정 시스템 개발

    8) 칩스케일 고성능 원자시계 개발

    9) 10kHz-10MHz 대역 이온트랩기반 양자 전기장 센서

    10) 양자 초분극 기술 기반 현장 화학 물질 탐지 기술 개발

    11) 수중 단일광자 LiDAR 기술 개발

    12) 표준 양자 한계를 넘어서는 새로운 양자 측정 방법론 개발

    13) 양자상태 구별 및 성능측정 기술 개발

    14) 대규모 양자시스템의 노이즈 분석, 측정 방법론 및 개선 기술 개발

    15) 확장성 있는 양자 시스템 특성화 기술 개발

    16) 양자 메트롤로지 성능 향상을 위한 양자이론 개발 및 원천 실험기술 개발

    17) 증명 가능한 양자우위 알고리즘

    18) 양자 오류 정정 프로토콜

    19) 양자컴퓨팅기반 양자이득 도전연구(기관형)

    20) 양자컴퓨팅기반 양자이득 도전연구(개인형)

    21) 양자컴퓨팅 서비스 및 활용체계 구축

    22) 양자기술 표준화 선점을 위한 국제표준협력체계 구축 및 국제표준(안) 공동개발

  3-3. 사이버보안 기술

    1) AI 생성 허위정보 및 가짜뉴스에 대한 식별 및 탐지 기술 개발

    2) On-Device AI 정보 유출 방지를 위한 AI 구현 정보 은닉 기술 개발

    3) 제로트러스트 통합 연동 모델 보안 API 개발·실증

    4) 양자내성암호 기반 공동인증서 PKI 인프라 기술 개발·실증

    5) 능동형 SOC(보안운영센터)를 위한 AI Assistant 기술 개발

    6) 능동적 위협 헌팅을 위한 하이퍼오토메이션 디셉션 기술 개발

    7) SW공급망 생태계 보호를 위한 운영환경에서의 보안위협 완화 기술 개발

    8) Vision-Language Model(VLM) 기반 지능형 영상보안 관제기술 개발

    9) 인공위성 지상국 사이버보안 위협 대응 기술 개발

    10) 선박 사이버 침해사고 분석 기술 및 탐지·대응 기술개발

    11) 6G NTN 글로벌 생태계 신뢰체계 구축 및 국제협력

    12) S/HBOM 기반 산업제어시스템 공급망 보호 및 보안성 강화기술 개발

Ⅱ. ICT융합 디지털 기술, 서비스 분야 연구개발 테마

1. ICT융합 디지털 기술, 서비스 분야 기술 개발

  1-1. 디지털융합 SW·솔루션, 플랫폼·서비스 기술

    1) (세부1) 엣지 컴퓨팅 시스템을 위한 대규모 혼합 디바이스 제어·관리 플랫폼 개발

    2) (세부2) 엣지AI 학습 및 지능의 동시 제공이 가능한 시스템 SW 기술 개발

    3) (세부3) 고성능 고신뢰성 엣지AI 서버 기술 개발

    4) 제조 디지털 트윈의 상호운용성 검증 기술 개발

    5) 모바일 매니퓰레이터-휴먼협업 실시간 위험인지 및 통제시스템 개발

    6) 지능 온디바이스 시험·인증 플랫폼 개발

    7) 지능 온디바이스 망연동 시험 플랫폼 개발

    8) AI·데이터 기반 질환 예측 및 맞춤형 건강관리 기술개발

    9) (총괄-세부1) 대규모 온디바이스AI 사물·네트워크 통합관리 핵심기술 개발

    10) (세부2) 온디바이스AI 사물 간 협력 행동(인지, 판단, 대응) 핵심기술 개발

    11) (총괄-세부1) 지능형홈 특화 경량형 AI 모델 개발 및 서비스 실증

    12) (세부2) 지능형 홈 온디바이스 AI 매터허브 시스템 기술 개발

    13) (세부3) 지능형홈 엣지-클라우드 하이브리드 개인정보관리 강화 기술개발

    14) 자율주행을 위한 이기종 V2X Seamless 통신 기반 자율협력주행 기술개발

    15) 3Tier 연계형 자율주행 소프트웨어 및 데이터 통합검증용 클라우드 기반 평가

        모델·프로세스 개발

    16) 안전성과 실시간성 동시 보장의 개방형 자율행동체 SW플랫폼 기술 개발

    17) 환자 이승 및 이동 보조 자율행동체 구현을 위한 지능 기술 개발 및 실증

    18) 국산AI반도체 기반 로봇핸드 조작용 이종컴퓨팅 환경의 안전성과 실시간성을 지원하는

        자율행동체 SW플랫폼 기술 개발

  1-2. 주력산업 IT융합 기술

    1) 국산 NPU 기반 온디바이스 AI 기능 및 성능 시험 프레임워크 개발 및 실증

    2) 타이어 제조 품질과 주행안정성 향상을 위한 실험실 기반 단위 품질 검사 시스템 및

       제조현장 운용 생산품질 통합 All in On 검사 시스템 개발 및 실증

    3) 실시간 어류 생육 모니터링-분석-진단-관리를 위한 실외 양식 실험장 및 양식장

       대상 AI 기반 최적 무인 양식 시스템 개발 및 현장 실증

    4) ESS 생산성 극대화 및 품질 관리를 위한 AI 기반 자동화 시스템 기술 개발 및 실증

    5) AI 및 경량화 기술 기반 전자폐기물 자동 분류 및 획득 시스템 개발 및 실증

    6) 혈관 영상데이터를 수집·분석·추론하는 자율 실험실 연계 온디바이스 AI 기반 혈관

       조영 중재 시술용 햅틱 자율형 출혈 관리 통합 솔루션 시스템 개발 및 실증

    7) 온디바이스 AI 및 Virtual Commissioning 기반 제조혁신 플랫폼 개발 및 실증

    8) 국산 SoC 기반 온디바이스 AI SW 탑재 초개인화 가전 시스템 개발 및 실증

    9) 국산 SoC 활성화를 위한 온디바이스 AI SW 개발 지원 통합개발환경(IDE) 개발 및

       실증

    10) 차량 내 운전자 감성 서비스를 위한 복합감정인지 온디바이스 AI 기술 개발 및 실증

    11) 국산 SoC 기반 온디바이스 AI 대화형 에이전트 탑재 키오스크 시스템 개발 및

        실증

    12) 전자부품 업종 대상 국산 SoC 기반 작업자 편의성 및 개인화 지원 온디바이스 AI

        기술개발 및 실증

  1-3. ICT 융합 디지털 포용 기술

    1) 디지털 약자의 디지털 서비스(웹, 앱, 키오스크) 대상 UI/UX 평가, 검증 체계 개발

    2) 고령자의 모바일 앱 서비스 접근성 향상을 위한 AI 에이전트 개발

    3) 청각장애인의 개인정보 보호를 위한 사용자 비식별화 및 지화 기반 입력 인터페이스를

       지원하는 비대면 의사소통 플랫폼 개발

    4) (1세부) 범죄 의심 정보 내 개인정보 비식별화 기술개발

    5) (2세부) 알려지지 않은 신종 보이스피싱 탐지·예측 기술개발

    6) (3세부) 온디바이스를 위한 보이스피싱 경량화 기술 개발

  1-4. ICT기반 장애인·노인 자립 지원 기술

    1) 다양한 모빌리티에 호환 가능한 이동 취약자 스마트 세이프티 모듈 기술개발

    2) 시각장애인의 이동 편의 증진을 위한 지능형 안전보행 기술 개발

    3) IoT 기술을 활용한 보행약자 지원이 가능한 커넥티드 모빌리티 및 서비스 플랫폼

       개발/실증

    4) 이동/움직임에 장애가 있는 장애인·노인의 일상생활 어려움을 해결하기 위한 보조기기

       제품 및 서비스 연구개발

    5) 의사소통에 장애가 있는 장애인·노인의 일상생활 어려움을 해결하기 위한 보조기기

       제품 및 서비스 연구개발

    6) 인지에 장애가 있는 장애인·노인의 일상생활 어려움을 해결하기 위한 보조기기 제품

       및 서비스 연구개발

    7) 지역기반 보조기기 R&SD

  1-5. 디지털 혁신기술(콜롬버스) 프로젝트

    1) 미래 의료 환경 변화 대응 디지털 헬스케어 혁신 기술개발

    2) 스마트시티 기반 복합재난 예측 및 자율 대응 기술 개발

    3) 안전하고 신뢰성 있는 전력 생산·운영을 위한 미래 기술개발

    4) 미래 자율 모빌리티 안전성 향상 기술

    5) AX기반 제조·서비스 전주기 제로터치 기술

  1-6. ICT R&D 국제공동연구 프로젝트

    1) AI 기반 차세대 인간-로봇 협업 시스템 기술 개발

    2) 체화 인공지능(Embodied AI) 기반 멀티모달 인터랙션 기술 개발

    3) O-RAN 기반 네트워크 오케스트레이션 및 자동화 플랫폼 구축

    4) 초고주파 통신용 반도체 부품의 핵심성능지표 테스트 신뢰성 향상을 위한 임피던스

       표준 및 측정기술 개발

    5) 스마트 제조 환경에서 생산성 향상과 작업자의 안전을 위한 인공지능 기반 이상상태

       검출 및 실증 기술 개발

    6) ESS 배터리 화재 조기 진화와 확산 방지를 위한 자율 진압기술 및 실시간 원격 감시

       기술 개발

  1-7. 국방(방산) ICT

    1) 다중 다계층 네트워크의 동적 신뢰 연결 및 지능적 관제기술 개발

    2) 유·무인 복합체계 대상 신속한 상황인지 및 맞춤형 대응을 위한 복합지능이 가능한

       AI 분석 모델 자동 협업 기술 개발

    3) 이기종 다중 무인플랫폼 정보융합 및 전자율 분산처리 기술 개발

    4) (총괄) 50톤급 전차용 하이브리드 동력추진시스템 기술 개발

    5) (1세부) 하이브리드 동력시스템 통합제어 및 전동화 기술

    6) (2세부) 고출력 하이브리드 동력 발생 및 냉각시스템 기술

    7) (3세부) 하이브리드 동력추진시스템 통합 및 성능평가 기술

    8) Counter-UAS용 신속 기동 추진시스템 개발

    9) 적 위협체 기만을 위한 RCS 출력 강화 기술 개발

    10) 적외선 탐색기 기반 위협체 soft-kill을 위한 대응광원 모듈 개발

    11) 군집드론 무력화를 위한 고출력 EMP Gun 기술 개발

  1-8. 산업기술 알키미스트 프로젝트

    1) 에너지 전달의 시공간 한계 초월(언제, 어디든 효율적인 에너지 전달)

    2) 절대 뚫리지 않는 보안 메커니즘(스스로 진화하는 사이버 아이언돔)

    3) Neuro-AI Fusion 슈퍼 휴먼(신경-AI 인터페이스 기반 신체 능력 증강 기술)

2. 방송·미디어·실감콘텐츠, 문화기술(CT) 분야 기술 개발

  2-1. 방송·미디어 콘텐츠 기술

    1) 미디어 제작보조 공간 사전시각화 기술

    2) 사실적 움직임 생성·재현이 가능한 디지털 휴먼 기술

    3) 프로그래머블 미디어 표현·부호화·전송 기술

    4) (총괄/세부1) 효율적 시각정보처리 초고속 복합 센서 모듈 기술

    5) (세부2) 고속 상호작용에 대한 효율적 시각정보 처리 SW 기술

    6) (총괄/세부1) 유연 소재 기반 고해상도 다중촉감 인터페이스 모듈 기술

    7) (세부2) 유연소재 촉각 인터페이스에 대한 지능적 촉각 생성과 미세 반응 추론 기술

    8) 실사 공간 자유시점(6DoF) 실감 재현 기술

    9) 광역 지역에 대한 디지털콘텐츠 합성 공간지능 기술

    10) 비언어적 숙련자 경험을 디지털로 획득·재현하는 멀티모달 XR 기술

    11) 실환경 영상 데이터에 기반한 재난·안전 증강 생성 기술

    12) 단방향 지상 전파를 활용한 고정밀 표준시각 송수신 기술

    13) 미디어 제작보조 공간 사전시각화 기술

    14) 전자적으로 제어되는 대면적 메타표면 기술

    15) AI기반 다중 참여자와 사물에 대한 특이점 추론 및 예측 기술

    16) 실환경을 배경으로 생성AI의 이질감 없는 콘텐츠 합성 기술

    17) 원격지 로봇 제어 환경이 투영되는 가상현실 원격 조작 기술

    18) 산업 프로세스에 따라 실환경 사용자 및 사물과 자율 상호작용하는 실감형 에이전트

    19) 기제작 콘텐츠에서 추출된 특징이 반영되는 증강 생성 기술

    20) 다품종 제품 제작 요구에 따라 콘텐츠를 변형하는 XR 콘텐츠 저작 기술

    21) 검색 증강 생성 기반의 맞춤형 미디어 광고 제작 기술

  2-2. 문화·체육·관광 콘텐츠(CT) 기술

    1) 멀티모달 정보 연계 개방형 안무창작·협업 AI 플랫폼 개발

    2) 대화형 문화 창작을 위한 아티스트 고유 특징 기반 AI 에이전트 기술 개발

    3) 외국인의 효율적인 한국어 말하기 학습을 위한 AI 활용 한국어 진단 시스템 개발

    4) 인문 프로그램 기반 감정 치유 서비스 플랫폼 기술개발

    5) 이동형 공연장 안전관리 최적화를 위한 디지털트윈 구축 기술개발

    6) 표준기반의 공연 특수효과로부터 아티스트 보호 반응형 안전펜스 기술 개발

    7) AI 생성 및 딥페이크 음악의 저작권 검증을 위한 핵심 기술 개발

    8) 공유저작물의 글로벌 확산을 위한 콘텐츠 분석 및 유형정보 판단 기술 개발

3. 스마트전자(공간컴퓨팅/XR) 분야 기술 개발

  3-1. 공간컴퓨팅용 첨단XR 디바이스·부품 기술

    1) (총괄) 산업응용 특화 공간컴퓨팅 XR디바이스 통합형 기술개발

    2) (1세부) 산업응용 특화 공간컴퓨팅 고성능 XR디바이스 개발

    3) (2세부) 산업응용 특화 공간컴퓨팅 XR첨단부품 개발

    4) (3세부) 산업응용 특화 공간컴퓨팅 XR서비스 플랫폼 개발

    5) 메타버스 기기용 초실감 8K UHD LCoS 패널 구동용 칩 및 모듈 개발

  3-2. XR디바이스용 AMOLED마이크로 디스플레이 기술

    1) 6,000PPI급 초고해상도 OLEDoS용 CMOS 백플레인 설계 및 구동 기술 개발

    2) 6,000PPI급 초고해상도 OLEDoS용 초미세 마스크 증착방식 기반 RGB 자발광 프론트

       플레인 패터닝 및 패널 기술 개발

    3) 6,000PPI급 초고해상도 OLEDoS용 포토리소 기반 RGB 자발광 프론트 플레인 패터닝

       및 패널 기술 개발 개발

    4) 초고해상도 OLEDoS 개발을 위한 디스플레이 구동회로 직접 본딩 모듈 기술개발

    5) OLEDoS용 고신뢰성 봉지를 위한 저온 무기막 성막 기술 개발