Special

세라믹 클러스터의 현황과 발전방향

대구·경북 지역 파인세라믹스 클러스터의 현황과 발전 방향

이상돈 쌍용머티리얼(주)선입연구원
김재육 공학박사 쌍용머티리얼(주) 개발팀장
김진영 공학박사 쌍용머티리얼(주) 상무이사

1. 머리말
세라믹스 소재 산업은 무기질 천연원료를 이용하여 도자기, 시멘트, 유리 등을 제조하는 전통 세라믹스 소재 산업과 고도로 정제된 원료와 첨단제조기술을 이용하여 전자, 구조, 바이오 등의 기능성 부품·소재를 제조하는 파인세라믹스 소재 산업으로 대별할 수 있다. 이중 파인세라믹스 소재는 디스플레이, 전자·정보 통신, 반도체, 자동차, 조선, 에너지, 항공우주 등과 연관된 주요 첨단산업의 핵심 부품·소재로 활용되고 있어타 산업에 대한 파급효과가 매우 크다고 할 수있다. 파인세라믹스 시장 조사 예측 자료에 의하면, 세계 시장은 2003년 134조원에서 2013년에는 447조원 규모로 늘어나 연평균 13.6%의 성장이 예상되고 있고, 국내 시장도 역시 2003년 4조원에서 2013년 14조원 규모로 지속적 성장이 전망 되고 있다. 그러나, 우리나라는 파인세라믹스 소재 공급 기반이 취약하여 핵심 부품·소재를 대부분 일본이나 미국에서 수입하고 있는 실정으로 국내 파인세라믹스 산업의 크나큰 문제점으로 지적되고 있다. 따라서, 국내 주요 산업의 핵심 부품소재 산업일 뿐만 아니라, 기술 집약적이고 고부가가치의 첨단산업인 파인세라믹스 산업은 우리나라 산업의 구조 전환과 부품·소재 산업의 자립화를 위하여 반드시 육성, 발전 시켜야 할 산업 분야이다.
한편, 국내 파인세라믹스 산업의 큰 축을 이루고 있는 대구/경북 지역은 1970년대 초반부터 지역 섬유산업 발전과 더불어 섬유기계용 부품을 중심으로 세라믹스 산업이 발전하였다.  현재 대구/경북 지역에는 중소규모 중심으로 수 십여 개의 세라믹스 업체가 있으며, 취급품목도 섬유기계용 부품뿐 아니라, 전자기기 부품, 반도체 제조장치용 치구, 디스플레이 및 자동차 관련 부품 등으로 응용분야를 확대하고 있다.
 본 고에서는 대구/경북 파인세라믹스 업계 현황을 살펴보고, 국내 파인세라믹스 산업의 발전을 위하여 정부와 대구/경북의 지자체에서 추진하고 있는 대구/경북 지역 발전전략과 파인세라믹스 클러스터 추진 방안에 대해 기술하고, 발전 방향에 대해 검토해보고자 한다.

2. 대구/경북 지역 파인세라믹스 업계 현황
대구/경북 지역의 파인세라믹스는 1970년대 국내 파인세라믹스의 효시라 할 수 있는 태평전자요업, 선광세라믹스, 제일세라믹스에 의해 시작되었다. 태평전자요업은 Yarn Guide 등 섬유기계용 부품을 위주로 한 업체로 상호세라믹과 맥테크 등의 모태가 되었으며, 동아제약을 거쳐 현재 원익쿼츠의 세라믹 사업부가 된 선광세라믹스는 Metallizing 부품, Al2O3 기판, Lining재 등을 개발 생산한 업체로 Coors Tec., 대동정밀 세라믹, 씨엠테크 등의 원천이 되었다. 또한 제일세라믹스는 렌지용 I/R Plate, 수도밸브 등 기계부품류를 주로 생산하였으며 거성세라믹, 동양뉴세라믹, 경동세라믹, 대동파인세라믹 등이 그 명맥을 이어오고 있다. 이외에도 이들 업체로부터 출발한 세라믹스 업체가 다수 생겨났고, 현재에는 약 50여개의 중소규모 세라믹 업체가대구/경북 지역에 존재하고 있는 것으로 조사되고 있다. 표1.는 2003년 산자부에서 조사한 대구/경북 지역 세라믹 업체 현황이다. 이들 업체의 주요 생산 품목은 표.2에 나타낸 바와 같이 초기 섬유기계용 부품에서 반도체 및 디스플레이 제조장치용 치구, 자동차용 부품, Metallizing 부품, 수도밸브, 낚시대 링, 바이오세라믹 등으로 응용분야가 확대되고 있다. 이상의 세라믹스 업체 외에도, 쌍용머티리얼은 KIST와 공동연구한 세라믹디젤엔진 개발 연구의 결과로 축적된 Si3N4, SiC, ZrO2 등의 소재 기술을 기반으로 절삭공구를 상품화하였으며, 페라이트 자석, 전자레인지용 Metallizing 부품 및 수도밸브 등의 제품을 생산하고 있다. 대구텍은 기존의 초경 절삭공구를 기반으로 세라믹 절삭공구를 상품화 하였으며, TV 브라운관용의 Glass Bead를 주요 제품으로 했던 휘닉스 PDE는 PDP용 Al2O3 격벽재료를, 삼성코닝은 ITO용 Target 재료를 생산하고 있다. 또한, 대구의 성서첨단산업단지에는 신한SNP, 유아디와 같은 디스플레이용 유리 관련 업체, 영화훼라이트, 성림첨단산업과 같은 자석 관련 업체 등 전자, 반도체, 디스플레이 관련 첨단 업체가 입주하여 있다.
이상에서 살펴 본 바와 같이, 대구/경북권의 파인세라믹스 산업은 초창기에 비해 업체수도 획기적으로 증가하였을 뿐 아니라, 제품영역도 알루미나 소재에 의한 섬유기계 부품 중심에서, 표.3에 나타낸 바와 같이 대구/경북 지역의 파인세라믹스 수요업체의 발전과 더불어, ZrO2, Si3N4, SiC, AlN 등의 소재를 이용한 제품으로 확대되어, 반도체 및 디스플레이 제조장치용 치구, 절삭공구 등의 고부가가치 제품으로 응용영역을 넓혀가고 있다.
한편, 대구/경북권의 파인세라믹스의 발전을 위한 전문인력의 분포를 살펴 보면, 표4.에 나타낸 바와 같이 학계에 상당수의 인력이 분포하고 있고, 업계는 전문인력의 부족 현상이 두드러지게 나타나고 있다. 또한 나노부품실용화센타 및 기계부품소재시험평가센터가 운영되고 있으나 기술개발을 지원할 전문연구기관은 전무한 실정이다. 포항지역 역시금속재료기술혁신센터, 나노기술연구개발지원센터, 나노기술산업화지원센터, 포항공대, 포항 산업과학 연구원, 포스코 등 다수의 대학 ·연구소가 분포하고 있으나 철강산업과 관련한 소재부품이 중심이 되고 있어, 대구/경북권 세라믹스 산업을 지원할 전문 연구기관 유치가 시급한 실정이다.
이상에서 살펴 본 바와 같이, 대구/경북권의 파인세라믹스는 업계를 중심으로 활발한 응용분야 개발이 이루어지고 있으나, 일부 업체를 제외하면 대부분이 중소규모의 업체로 자체적인 기술개발에 의한 성장을 기대하기 어려운 실정이다. 따라서, 이를 체계적으로 지원할 수 있는 학계 및 정부, 지자체의 노력이 절실히 요구되고 있다.

표 1. 대구/경북권 세라믹스 생산업체 사업분야(2003, 산자부)

표 2. 대구·경북지역 파인세라믹스 주요 업체 및 생산 품목
표 3. 대구/경북권 세라믹스 수요업체 사업분야(2003, 산자부)

표 4. 대구경북권 분야별 전문인력 분포(2003, 산자부)

3. 정부의 파인세라믹스 클러스터 구축 방안과 대구/경북 지역 산업 발전 전략
 정부는 투자 유치 용이성, 물류·교통 및 환경, 수요지와의 근접성, 기업 및 연구소 분포, 인력 수급, 지역 균형 발전 등 클러스터 육성시 고려하여야 할 사항을 분석하여 전국을 6개 지역으로 분류하여, 수도권과 중부권을 대규모 복합 클러스터, 대구/경북권과 부산/경남권을 중규모 혁신 클러스터, 호남권과 강원권을 소규모 단위 클러스터로 분류하였다. 또한 각 클러스터의 산업 및 연구 기반, 지역 산업 특성을 고려하여, 표.5 와 표. 6에 나타낸 바와 같이 차세대 성장 동력 중심으로 7개, 주력 기간 산업 중심으로 3개를 선정하여 총 10개의 파인세라믹스 클러스터 육성 전략을 제시하고 있다. 이중 수도권의 이동통신 클러스터, 중부권의 차세대 전지 클러스터, 강원권의 원료 산업 클러스터, 부산경남권의 기계/구조 클러스터가 우선 육성 대상으로 선정되었다. 대구·경북권은 우선 육성 대상에는 포함되어 있지 않지만, 차세대 성장 동력 중심의 디스플레이 산업과 주력 기간 산업 중심의 기계·가공 산업 분야가 파인세라믹스 클러스터 추진 대상으로 선정되어 있다.

표 5. 차세대 성장동력 중심 파인세라믹스 클러스터 육성 전략(2003, 산자부)

표 6. 주력 기간 산업 중심 파인세라믹스 클러스터 육성 전략(2003, 산자부)

또한, 대구·경북 지역 발전 전략을 보면, 대구 전략산업기획단에서는 차세대 성장 동력 산업을 고려하여 대구 산업 발전 정도, 성장 잠재력을 분석하여 섬유, 메카트로닉스, 생물, 모바일, 나노 분야의 5대 전략 산업을 선정하였고 대구·경북 지역을 연계한 나노 실용화 사업을 추진 하고 있다. 경상북도 역시 차세대 성장 동력 산업으로 6대 산업 12개 품목을 선정하여 지역 특성화 사업을 추진하고 있다. 표7.은 대구/경북권의 발전 전략 산업을 나타내고 있으며, 이들 발전 전략을 살펴보면, 섬유, 생물, 바이오 등의 지역 전통 주력 산업 육성 측면과 메카트로닉스, 디스플레이, 나노 등의 첨단 산업으로의 구조 전환이라는 두개의 축으로 전개되고 있음을 알 수 있다. 이중 세라믹스와 관련되는 산업은 나노분야, 모바일, 메카트로닉스, 그리고 디스플레이 분야가 있으므로, 세라믹스 산업 발전을 위해서는 이들 정부 프로그램을 적극적으로 활용하여야 할 것이다. 

표 7. 대구 전략 산업과 경북 차세대 성장 동력 산업

4. 대구/경북 지역 파인세라믹스 산업발전을 위한 제안
이상으로 대구/경북 지역 세라믹스산업 현황과 정부의 클러스터 추진 방안, 대구/경북
발전 전략에 대하여 살펴 보았으며, 마지막으로 무한한 성장 가능성을 가진 파인세라믹스 산업을 대구/경북 지역의 주력 기간 산업으로 육성, 발전시키기 위하여 다음과 같이 제안코자 한다.
첫째, 기업체는 제품의 고부가가치화를 위하여 기존의 알루미나 제품과 차별화 된 소재 및 제품개발 전략을 수립하여야 할 것이다. 기존 알루미나 위주의 범용 제품만으로는 자생력 있는 기업으로 발전할 수 없을 뿐 아니라, 동종 업계간에도 경쟁이 되어 국내 시장을 더욱 위축시키게 될 것이다. 따라서, 디스플레이, 반도체, 모바일 등에 응용 가능한 전자세라믹스와 에너지, 환경 관련 세라믹스 분야 등과 같은 신규 시장 창출을 위한 개발 전략을 기업 스스로 수립하여야 할것이다. 둘째, 정부와 지자체는 대구/경북권 파인세라믹스 클러스터가 실현될 수 있도록 제도적 기반을 마련함과 동시에, 기업체 신규 분야 지원기관인 기계부품연구원, 나노실용화 센터 등을 적극적으로 활성화 시켜, 지역 산업에 대한 실질적 지원이 될 수 있게 하여야 할 것이다. 셋째, 대학의 전문화, 특성화가 필요할 것이다. 현재, 대학 연구개발이 전문성을 살리지 못하고 인기에 발맞춰연구분야를 바꾸는 현상이 발생함에 따라, 국가 기초 기술 확립과 산업 기반 기술 제공이라는 역할을 다하지 못하고 있는 실정이다. 따라서, 대학 특성과 지역산업에 맞게 관련 학과를 특성화 하는 것이 바람직할 것으로 생각된다.

<본 사이트에는 표가 생략되었습니다. 자세한 내용은 월간세라믹스 2006년 7월호를 참조바랍니다.>

※ 참고문헌
    1. 첨단 세라믹소재 기술 혁신 클러스터화 전략연구(산업자원부, 2003)
    2.  고기능성 세라믹기술개발전략(통상산업부, 1996)
    3.  대구전략산업기술지도, 나노분야(대구전략 기획단, 2005)
    4.  신기술 동향조사 보고서, 파인세라믹(특허청, 2003)
    5. 파인세라믹산업 중장기 발전계획(산업자원부, 2002)

 집필자 이력

이 상돈
·1998년 울산대학교공과대학 무기재료공학과(학사)
·2001년 울산대학교 대학원 무기재료공학과(석사)
·2001년~현재 쌍용머티리얼 대구공장 선임연구원

김 재육
· 1984년 서울대학교공과대학 요업공학과(학사)
· 1986년 서울대학교 대학원 무기재료공학과(석사)
· 1997년 日本東京工業大學 대학원(박사)
· 1986년~1993년 쌍용양회 중앙연구소
· 1997년~2000년 쌍용양회 신소재 대구공장
· 2000년~현재 쌍용머티리얼 대구공장 개발팀장

김 진영
· 1979년 서울대학교 공과대학 요업공학과(학사)
· 1983년 서울대학교 대학원 무기재료공학과(석사)
· 1991년 日本長岡技術科學大學 대학원(박사)
· 1983년~1994년 쌍용양회 중앙연구소 세라믹제품
개발실 책임 연구원
· 1994년~2000년 쌍용양회 신소재 대구공장 공장장
· 2000년~현재 쌍용머티리얼 대구공장 공장장(상무)