2002년 우리나라 세라믹스 산업의 시장규모와 전망 2002년 우리나라 전자세라믹스 산업의 시장규모와 전망 崔炳鉉 공학박사 / 요업기술원 신기능재료연구부장 전자세라믹 산업은 ’90년대 초반까지만 해도 기술부족, 반제품 생산, 원료의 안정적 공급 및 관련수요 산업의 취약 등 제반여건이 성숙되지 않아 산업화 추진이 부진한 실정이었으나, 최근 전자세라믹이 새로운 기능을 지닌 수요를 창출하면서 전자, 정보통신 산업등의 국제경쟁력을 확보하는 핵심기술로 인식되어 국내 대기업 및 중소 전자부품 제조업체들이 이에 대한 투자를 본격화하고 있다. 제품개발의 동향으로는 기능의 복합화, 표면실장화, 적층화, chip화를 행하여 소형경량화하고, 통신기기에 맞게 대용량화, 이동통신화, 고주파화를 추구하며 고해상도, 고속화를 위하여 디지털화, 평판화, 대면적화, 노이즈 제거화가 요구되고 있다. 성장이 기대되는 분야로는 고도 정보사회의 실현과 관련된 가전제품, 가정용 정보 단말기기, 이동통신기기, 평면 display 등에 이용되는 적층세라믹 콘덴서, 칩인덕터, 칩저항, SMD 수정디바이스, 전자파 흡수제, soft ferrite, 희토류자석, 세라믹 package, 압전모터와 filter, 압전모터, 유해물, 건강관련 및 인텔리전트 빌딩과 관련된 검지센서, 신에너지분야 등의 성장이 기대되는 분야이다. 가. 절연 및 저항재료 저항 및 절연재료의 생산, 수요시장 및 기술개발 동향을 분석해 보면 2000년에 540억원 규모이며, IC package는 생산중이며 SMD package는 시제품 생산중에 있다. 회로인쇄 기판은 세라믹 기판을 전량수입하여 후공정을 통해 소자화하여 생산하고 있다. 또한 사용되는 세라믹 기판중 Al2O3 기판은 동양화학, 선경에서 상용화했으나 기술수준이 낮아 가격경쟁이 어려워 생산을 중단했고, AIN 기판과 BeO 기판은 국내에서 개발을 완료했으나 경제성이 없어 상용화하지 못하였으나 최근 광통신 모듈 등에서 사용량이 급격히 증가하는 추세여서 이를 개발중이다. 전자렌지 및 과전류 흡수용으로 사용되는 절연체는 한국전자재료 등에서, arrestor의 경우는 전량 국산화하여 이건 ECM에서 생산중이다. 저항기로드는 (주)동서가 독점적으로 공급하고 있으며, 범용 세라믹로드(75% Al2O3)는 저가의 대만산이 내수 시장을 잠식하므로서 저항기의 품질 하락과 해외의존도가 상승하였고, 후막 저항기, chip저항기, SMD 저항기 등도 국내 생산중이며, 고정밀급 칩형 또는 박막형 저항은 대부분이 일본, 독일 등에서 수입되고 있고, 국내에서도 개발중에 있다. 전기·전자용 절연체와 spark plug는 전량 국산화하여 생산하고 있다. 나. 유전재료 유전체 관련 제품으로는 전자회로의 범용 수동 부품에 사용되는 콘덴서(Axial, Melt형, 단판형), 이동통신 기기, 휴대형 기기, OA 단말기, 고주파 모듈에 상용되는 적층형 콘덴서가 있고 자동차 및 휴대용 전화, 이동통신기기, 위성 방송 기기의 사용 주파수 대역인 300㎑∼300㎓에서 사용되는 마이크로파 유전체가 있다. 범용 콘덴서는 `96년에 국내에서 1,026억원 정도를 생산하였으나 현재에는 동남아 생산국과의 경쟁이 어렵고, 기술집약도가 낮아 해외 생산으로 이전 중이거나 생산을 단층형에서 적층형으로 이동시키고 있는 중이다. 적층형의 경우는 디지털 TV, 노트북, 개인용 단말기, 통신부품 등의 수요증가에 힘입어 년평균 80% 성장으로 급격히 증가하여, 2000년 현재 국내 생산이 년 840억개(약 7,000억원) 정도이다. 【표 2】는 MLCC 생산 및 기술 현황을 나타내었다. 마이크로파 유전체로는 이동통신 관련 부품을 주로 생산하고 있다. 기술적으로는 다층 chip화 및 저손실 유전체 재료의 개발에 힘쓰고 있으나, 기술수준은 선진국에서 혼합된 원료를 수입하여 단순 조립 가공하는 형태이기 때문에 소자제조 기술은 미흡한 상태이다. 전망은 적층 및 마이크로파 유전체의 경우 자동차, 전자산업 수요가 지속적으로 성장하고 수출비중이 상승될 것으로 보이나 단층형의 경우 적층형으로 계속 대체될 것이고, 소형화, 저가격화, 고성능화가 계속적으로 요구될 것이다. 다. 압전재료 압전 필터는 AM용 455㎑, FM용 10.7㎒ 또는 4.5∼6.5㎒의 필터를 생산하고 있는데, 그 수요가 최근 스트레오(라디오, 카스테레오, 하이파아 스테레오)방송, 통신기기(페이저, 무선전화기) 사용 등으로 급격히 증가하였고, 제품 동향은 고주파화, SMD화(30㎒)가 이루어지고 있다. Saw filter의 경우 TV, VTR, 케이블 TV, 이동통신에 이용되면서 수요가 급격히 증가하고 있다. 생산은 인공수정 단결정을 국내 생산공급하고 있고, 개발 동향은 소형화, chip화, 박막화, 고정도화(주파수 편차가 1ppm 이하)를 추진하고 있으나 주파수 대역에 따라 응용이 달라 다른 특성이 요구되므로 개발은 쉽지가 않다. Resonator의 경우는 4㎒ 또는 8㎒ 대역의 범용 마이크로프로세서용, 3.58㎒에서 사용되는 DTMF용, 504㎑ 또는 456㎑ 대역의 TV나 FM 스테레오에서 사용되는 VOC것은 일부 생산하고, 개발동향은 SMD화, 복합화(R, C, L)가 추진되고 있다. 압전버저 및 기타 음향부품은 유니모르프형(시계, 완구용)과 하우징형(컴퓨터, 세탁기, 전자렌지, 경보기, 프린터용)으로 구분할 수 있으며, 압전 세라믹중 가장 먼저 국산화된 품목이다. 또한 리시버, 스피커용 등 고급품은 일부 국산과 일본에서 수입한 제품이 사용되고 있으며, 버저 등 저가품은 대만과 홍콩제품에 경쟁력을 상실한 실정이다. 이러한 압전버저 및 기타 음향부품은 각종 전자기기와 무선전화기에 채택함으로써 수요는 계속 증가할 것으로 전망된다. 가습기, 세척기용 진동자는 과거 단일 품목으로는 국내시장이 가장 크고, 세계시장의 절반이상을 공급했으나 미국의 수입금지로 생산량이 상당량 감소한 상태여서 수입할 정도이다. 압전착화소자는 일부 생산 사용하고 있고, 일부는 개발중이다. 그러나 소자의 품질이 낮은 중국산도 상당량 수입사용되고 있다. 압전센서류는 하중, 압력, 진동, 가속도, 경사, 위치, 거리감지 등에 이용되는 것은 국내 생산중이나, 감도센서(미래 자동차의 자동항법 장치, 비디오 카메라 화면 보정용, 캠코더의 손떨림 방지용)나 활동량 센서(에어콘·공기청정 충력 자동제어용등)용을 개발중에 있다. 압전 액츄에이터는 미소정밀 제어가 가능하고 소형이면서 대출력을 요구하는 전자재료로서 카메라 셔터용, 잉크젯 프린터 헤드, 스윙동작형 LCD 이미지 센서, 압전팬, VTR 헤드용으로 일부를 생산 또는 개발하고 있다. 압전 트랜스포머도 대부분 국산화되어 있고 노트북 PC, LCD 모니터, 형광등·방전등의 안정기 및 ignitor에 이용되는 것은 개발중에 있다. 그 외에도 IR 온도센서, 카메라나 비디오용 초음파 모터가 개발중에 있다. 압전액츄에이터, 트랜스포머, IR 센서, 초음파 모터 용압전체는 정밀기기의 수요가 증가함에 따라 급격히 수요가 증가할 것으로 예측된다. 라. 자성재료 국내 철강산업의 발달, 전자산업의 신장과 함께 발달한 자성세라믹은 최근 수출증대 및 민수용의 보금확대로 수요가 증가하고 있는 추세인데, 수요가 가장 큰 것은 철심소재로 쓰이는 전기강판이 전체 시장의 82%이고 연자성이 12% 정도이다. 연자성재료는 모니터와 TV용(페라이트 코아), EMI/EMC용 부품, power 부품용으로 `70년대 이후 계속 생산하고 있으며 최근, digital 통신의 network에 힘입어 FAX, 이동통신 단말기, 다기능전화기, cordless 전화기를 중심으로 응용할 수 있는 chip형 페라이트를 국산개발하여 그 일부를 상용화하여 생산하고 있으며, 수요는 2000억원 정도이다. 기술개발은 high power, low loss, 고포화 자속밀도, 고주파화, SMD화하고 있다. 경자성재료로는 스피커나 자동차용 모터(fan, pump, wiper, window, locks, seat positioner) 등으로 생산하고 있고, 마그네텍헤드와 희토류 본드자석도 대부분 생산하고 있는데, 그 수요는 720억원이다. 개발은 Rotary trans, Hi-Fi화 DAT의 등장과 S-VHS의 실용화에 따라 고음질, 고화질에 대응하는 고주파 기록재료가 개발중이며, 또한 카메라 일체형의 VCR의 부품은 소형화, chip화, 복합화로 발달해가는 추세이다. 특히 starter motor에는 Sr-ferrite 영구자석과 NdFeB계 희토류 자석이 채용되어가고 있다. 자성재료 분말의 경우는 국내 생산하여 국내 수요를 충족하고 일부 수출하고 있다. 전자파 흡수체는 `70년 이전에는 군수용으로 이용되다가 전자렌지 보급의 확대로 민수용으로 사용되기 시작하고, EMC/EMI 규제 강화로 계속 증가 추세를 나타내고 있다. 개발은 광대역 전자파흡수체에 대해 수행중이고, 로이즈 필터는 삼화전자, 운영등에서 생산하고 있다. 마. 반도성재료 반도성재료 중에 NTC 서미스터의 경우, 거의 국산화가 이루어지고 일부 동남아 등에 수출하고 있다. 생산액은 520억원(2000년)정도인데, 이는 최근 이동통신부품으로서 응용이 확대되어 수요가 급격히 증가했기 때문이다. 기술수준은 일본의 70% 수준으로 원료배합 등 소자 생산 기술을 국내 보유하고 있고, 고정밀·고온용 SMD 써미스터를 개발중에 있다. PTC 서미스터의 경우 국내 수요는 320억원(2000년)정도인데, 신규 수요를 창출하지 못하여 미미한 정도로 성장하고 있다. 그 이유는 대부분의 원료를 granule 상태로 일본 등의 선진국으로부터 수입하여 고인건비로 조립, 가공하기 때문에 국제경쟁력이 어려운 실정이다. 기술개발 동향은 저저항화를 위해 노력중이다. 배리스터의 경우 총 수요는 2000년 현재 200억 정도이고 칩형태는 국내 생산하고 있으나 아직 선진국과는 기술적으로 격차가 있으며, 디스크형은 국내 생산 원료를 사용하여 생산하고 있으나 저가의 중국, 대만 제품과 고부가가치의 일본, 미국제품 등에 의해 경쟁에 시달라고 있다. Surge 흡수용 전력용 고압배리스터는 삼흥중전기기에서 생산하고 있으며, 일부 원자재는 국산화를 시도하고 있고, SrTiO3계 배리스터는 개발중에 있다. 앞으로의 전망은 OA, 정보기기 등에 칩 배리스터와 surge 흡수용 배리스터가 넓게 응용되면서 당분간 수요가 증가할 것으로 예측되고 있다. 바. 세라믹센서 국내 수요의 (`98 수입 428억원) 절반정도를 수입하고 세계시장 점유율이 1.5%이며, 자동차용 센서가 대부분이고, 그 외에 온도, 근접센서 등이 국산화 되었으나 센서기술 인력과 기반기술이 취약한 편이다. 생산은 97개 업체에서 행하고 있고, 압력센서, 초음파센서, 누출검지센서, 적외선센서를 생산(2000년)하고 있고 개발동향은 소형화, 안정화, 고성능화된 센서를 개발하는 추세이다. 사. 전자세라믹 원료 전자세라믹으로서 생산되고 있는 것은 주로 페라이트, 배리스터, MLCC 원료로서 바륨티타네이트 정도가 생산되고 있으며 특히 산화철의 경우는 일부 TDK에 수출도 하고 있다. 생산과 용도를 보면 산화아연의 경우 한일화학공업과 삼보에서 생산하여 이수세라믹, 삼화전자, 질룩스 등의 페라이트 생산업체 월 190ton, 배리스터 생산업체는 일진전기, 삼흥중전기에 월 20ton을 공급하고 있다. 산화철의 경우는 주로 soft ferrite와 기록 매체용으로 년간 수요가 9400MT으로 국산으로 생산되고 있는데 생산업체는 동부제강, posco, 현대 Hysco, 태평양 금속, EG, 유익이고 사용업체는 삼화전자, 태평양금속, 이수세라믹, 쌍용머터리얼 등이다. 탄산바륨의 경우 자성체 원료로 년간 1000MT을 대한정밀화학에서 생산하고 있다. MLCC 원료의 경우 삼성정밀화학에서 년간 475(2002년)MT을 생산하고 있으며 계속적으로 생산량이 증가시키고 있고 일부 MLCC용 첨가제는 석경AT에서 개발중에 있다. 표 1. 국내 파인세라믹 산업의 수요전망 (단위 : 10억원) 년도 1997 2000 2003 2008 2013 구분 전자세라믹스 1,311.6 1,556.8 2,219.2 3,587.9 6,045.9 절연 및 저항재료 50.8 54.0 73.8 124.4 209.3 - 유전재료 226.8 245.7 336.1 566.3 954.3 - 압전재료 399.2 452.6 619.1 1,043.1 1,757.8 - 자성재료 416.4 45.4 618.8 1,042.7 1,757.0 - 반도성재료 71.6 78.4 107.2 180.6 304.3 - 세라믹 센서 32.5 34.9 47.7 80.4 135.6 - 전자기능성 유리 114.3 138.8 189.8 319.4 539.0 - 기타(초전도체 등) 100.0 136.7 230.5 387.7 자료 : 신소재 산업의 발전전략, 산업연구원 (1999) 표 2. 생산 및 기술현황(2000년) 구분 삼성전기 삼화콘덴서 한국태양유전 기술개발 생산(억개/월) 50 10 10 수 출 (%) 80 20~30 60 쪾 소형화(2012, 1608→0603㎜) 고용량화(100→600㎌), 고전압화(LCD backlight용) 고적층화(3→2㎛, 300→800층) 복합화(L-C, C-R, I, CR) 쪾 고가의 전극대체(Ni, Ag/Pd, Cu 등), 저온소결원료, 원료분말개발