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4차 산업혁명의 정의는 다양하나 다보스 세계경제포럼 회장인 클라우스 슈밥에 의하면, 4차 산업혁명이란 유전자, 나노, 컴퓨팅 등 모든 기술이 융합하여 물리학, 디지털, 생물학 분야가 상호 교류하여 파괴적 혁신을 일으키는 혁명이라고 할 수 있다.

또한 한국정보통신기술협회에 따르면 4차 산업혁명은 “인공지능, 사물인터넷, 빅데이터, 모바일 등 첨단 정보통신기술이 경제ㆍ사회 전반에 융합되어 혁신적인 변화가 나타나는 차세대 산업혁명”(한국정보통신기술협회, IT 용어사전)으로 정의된다.

이 외에도 기획재정부에서 발간한 시사경제용어사전에서 4차 산업혁명은 “기존 산업 영역에 물리, 생명과학, 인공지능 등을 융합하여 생산에서 관리 그리고 경영에 이르기까지 전반적인 변화를 일으키는 차세대 혁명”(기획재정부, 시사경제용어사전)이라고 하고 있으며, 이 밖에도 4차 산업혁명의 정의에 관한 의견은 다양하나 공통적인 키워드를 보면, ‘신기술’, ‘융합’, ‘혁명’으로 요약된다고 할 수 있다.

이처럼 4차 산업혁명은 다양하게 정의되고 있어, 4차 산업혁명과 관련된 첨단 기술 또한 학자에 따라 다양하게 나타나고 있다. 하지만, 이러한 다양한 기술속에서도 “신기술”이라는 공통점은 존재한다.

많은 학자들이 4차 산업혁명과 관련된 기술로 손꼽는 기술들은 자율주행차, 로봇, 인공지능, 빅데이터, 사물인터넷, 모바일, 가상현실, 블록체인, 핀테크, 드론, 3D 프린팅, 바이오 헬스, 디지털 헬스케어, 신소재, 에너지 등이 있다.

이러한 다양한 첨단 기술 중에서 본 보고서에서는 신소재에 속하는 세라믹 산업과 4차 산업혁명에 대해 살펴보고자 한다.

1. 4차 산업혁명 1
가. 4차 산업혁명의 정의 1
나. 4차 산업혁명 관련 기술 3
1) 빅데이터 3
2) 인공지능 6
3) 모바일 9
4) 클라우드 11
5) 사물인터넷 14
6) 블록체인 17

2. 4차 산업혁명과 세라믹 산업 20
가. 세라믹이란? 22
나. 세라믹산업 생태계 26
다. 분야별 세라믹 기술 28
1) 광·전자 세라믹 28
2) 기계·구조 세라믹 31
3) 에너지·환경 세라믹 35
4) 바이오 세라믹 38

3. 국내 세라믹 산업 핵심성과 41
가. 모바일 세라믹 부품 41
나. LED 세라믹 소재 42
다. 스마트 유리 42
라. 이차전지용 세라믹소재 42
마. 초고온·초단열 세라믹소재 42
바. 이식환경 맞춤형 바이오세라믹 3D 프린팅 소재 및 저온 공정기술 43
사. 고밀도 세라믹 코팅 신소재 및 분사 공정 기술 43
아. 고효율 조명용 파워디바이스 금속접합 외 1 43
자. 안티폴루션 화장품용 고기능성 세라믹 복합소재 개발 44
차. 고품질 선도유지 패키징용 다공성 다기능 세라믹 융합소재 개발 44
4. 국내 세라믹 시장 현황 46
가. 광·전자 세라믹 시장 48
나. 에너지·환경 세라믹 시장 49
다. 바이오세라믹 시장 50

5. 국외 세라믹 시장 동향 52
가. 광·전자 세라믹 55
나. 에너지·환경 세라믹 시장 56
다. 바이오세라믹 시장 57

6. 세라믹 기술 동향 60
가. 기술환경 분석 63
1) 광·전자 세라믹 63
2) 기계·구조 세라믹 64
3) 에너지·환경 세라믹 64
나. 해외업체 동향 66
1) 광·전자 세라믹 68
2) 기계·구조 세라믹 68
3) 에너지·환경 세라믹 69
다. 국내업체 동향 71
1) 광·전자 세라믹 72
2) 기계·구조 세라믹 72
3) 에너지·환경 세라믹 73

7. 국가별 전략 76
가. 미국 76
1) 소재 게놈 이니셔티브(Material Genome Initiative) 76
2) 국가 나노기술 이니셔티브(National Nanotechnology Initiative) 79
나. 일본 80
1) 일본재흥전략 80
2) 신원소전략프로젝트 81
3) 일본 경제산업성 소재관련 기술개발 프로젝트 82
다. 중국 83
1) 중국 제조 2025 83
라. 독일 85
마. 한국 86
1) 소재·부품발전 기본계획 86
2) 창조경제 산업엔진 프로젝트 88
3) 성장동력 창출을 위한 산업경쟁력 강화 89
4) 소재·부품·장비 경쟁력 강화대책 90

8. 4차 산업혁명 기술 중 세라믹이 적용될 수 있는 기술 92
가. 스마트 팩토리 92
1) 스마트 팩토리 목표와 기술 92
2) 스마트팩토리 시장 동향 100
3) 스마트 팩토리 기업 동향 101
4) 스마트 팩토리 전망 102
나. 세라믹 센서 123
1) 세라믹 센서의 종류 123

9. 참고문헌 144