최 철 호 이학박사 요업(세라믹)기술원 선임연구원 1. 세라믹스 현대인의 생활에 이용되고 있는 재료는 크게 나눠서 금속재료, 유기재료, 무기재료 그리고 그것들을 복합한 하이브리드 재료이며, 세라믹스는 이중에 무기재료에 포함된다. 세라믹스가 갖는 고유한 고온 특성, 내부식성, 내산화성, 고강도 그리고 예술적 특성으로 인한 시장성과 상품성은 그 어느 재료와도 비교할 수 없는 우위성을 나타낸다. 세라믹스 재료는 약 30년 전까지는 도자기나 벽돌로 이용이 주를 이루었으나 최근 우주개발, 원자력 산업, 일렉트로닉스 산업의 발달과 더불어 내열성, 내식성, 기계적 강도, 전자기제 특성 등이 뛰어난 재료로 제품을 생산하고 있다. 세라믹스는 크게 클래식 세라믹스(전통세라믹스, classic ceramics)와 파인세라믹스(fine ceramics)로 구분한다. 표 1에 나타낸 것과 같이 클래식 세라믹스는 도자기, 그릇, 법랑, 화병, 세면대, 변기 또는 타일, 벽돌 등 현대의 생활물건 등과 고압선의 절연 등에 사용되는 애자 등이며, 파인세라믹스 (fine ceramics)는 뉴세라믹스(new ceramics)라고도 하며 클래식세라믹스보다 새롭고 정교하게 개발된 것들을 총칭한다. 2. 파인세라믹스산업 시장 종래의 세라믹스는 산화알루미늄이나 산화규소 등의 산화물을 원료로 하지만, 최근에는 천연에 없는 질화규소나 탄화규소를 원료로 하는 것과, 빛이나 전기적인 특수한 성질을 가지고 있는 것도 나왔다. 금속 플라스틱에 이어서 ‘제3의 소재´라 불리고 있다. 파인 세라믹스의 응용분야는 크게 두 가지로 나눈다면 광학특성, 전기적 특성, 생물화학적 특성 등을 가지는 기능재료와 내구성을 향상시켜 물질 그 자체의 구조를 형성하는 구조재료로 구분할 수 있으며 유전재료(誘電材料), 자성재료(磁性材料), 압전재료(壓電材料) 등의 전자세라믹스는 기능재료이며 세라믹스의 엔진이나 인공 관절 등은 구조재료이다. 이와 같이 세라믹스 소재는 자동차 및 전기·전자 부품의 경량화 및 다기능화 등의 첨단화에 절대적으로 필요하므로 그 활용도가 지속적으로 증대되고 있는 실정이다. MLCC(적층세라믹스 칩콘덴서)의 경우, MLCC 구조는 세라믹스 유전체층과 금속전극으로 구성되어 있으며 휴대전화, 노트북 PC 등의 휴대용 가전기기와 캠코더, 디지털 카메라, CD-R, DVD 등 디지털 AV기기 등의 각종 전기전자 정보통신기기에 사용되는 핵심수동소자로서 사용되고 있다. MLCC의 최대 수요처는 통신, 가전, 컴퓨터 분야이고 일부 자동차용 전·전자 부품에 사용되고 있다. MLCC 시장은 세계전자산업과 부품산업의 시장 성장률을 크게 상회하는 분야로 시장규모는 2003년 약 5,200백만 달러에서 2004년 약 6,200백만 달러로 약 19% 증가하고 2005년에는 약 9,000백만 달러를 예상하고 있다(표 2). 휴대용 전화기, 컴퓨터, TV, DVD, 냉장고 등 전기·전자 제품 및 반도체 등 부품의 수출은 약 966억 달러로 전체 수출의 약 38%를 차지하고 2003년에 비해 약 30%가 증가하여 약 450억 달러의 흑자를 기록하였으며 2005년에는 더욱 증가할 것으로 전문가들은 예상하고 있다(표 3참조). 자동차의 경우 2003년에 비해 2004년에는 약 56만 대가 늘어난 약 238만 대의 수출로 약 266억 달러로 약 39%의 성장률과 함께 약 67억 달러의 흑자를 기록하였으며 자동차 부품도 약 59억 달러의 수출실적을 기록하였다(표 4참조). 이와 같이 우리나라의 수출주력상품인 전기·전자 관련 제품 및 자동차 관련 제품의 수출은 전체수출의 약 51%를 차지하고 있으며 이들 제품 및 부품의 수출 증가세는 계속 유지하고 있는 것으로 통계되었다. 물론 휴대폰 또는 자동차에 탑재되는 비메모리 분야 반도체 등 수입을 배제할 수는 없으나 자동차 또는 전기·전자 제품 및 부품에 사용된 세라믹스 전자재료 및 자동차소재의 국산화 개발에 힘입어 세라믹스 관련 국내 기업들의 약진을 볼 수 있다. 파인세라믹스는 생활과 매우 밀접하게 사용되고 있으며 앞으로도 인간 생활의 윤택한 복지생활을 위해서 개발과 응용의 범위는 더욱 확대될 것이다. 신제품 또는 첨단제품의 핵심 부품소재로서 파인세라믹스의 중요성은 갈수록 커지고 있다(월간세라믹스 2005. 1과 3참조). 3. 유해물질 규제에 의한 영향 EU를 포함한 미국, 일본 등 선진국의 유해물질에 대한 환경규제가 갈수록 가속화되고 있다. EU는 지난 1990년대 중반 이후 친환경상품의 생산·소비를 촉진하기 위하여 제품별 환경규제를 강화하기 시작하였다. 2000년에는 유럽공동체의 폐차처리지침(ELV, Directive on End of Life Vehicle)이 2003년 7월부터 시행되어 폐차에서 유발되는 폐기물에 대한 엄격한 관리를 하고 있으므로 EU에서 생산하는 자동차 및 수입자동차에 대한 환경규제가 강화되고 있는 실정이다. 더구나 EU는 전기·전자 제품 폐기지침(WEEE)과 유해물질 사용 제한지침(RoHS)을 제정하여 2006년 7월 1일부터 EU 지역내에서 납(PB), 카드뮴(Cd), 수은(Hg), 6가 크로뮴(Cr6+), PBB(poly brominated biphenyl) 그리고 PBDE(polybro minated diphenyl ether) 등 사용이 제한되는 유해물질이 포함된 자동차, 전기·전자 제품 및 부품의 판매를 할 수 없게 된다. 이러한 환경규제의 강화로 우리나라의 주요수출품목인 자동차 및 전기·전자 제품 및 부품의 수출에 막대한 영향을 미칠 것으로 예상되며 이들 첨단산업에 미치는 영향이 지대하게 클 것이다. 자동차의 경우 대유럽 수출은 전체 자동차수출의 약 31%를 차지하고 있다. 대한무역투자진흥공사(KOTRA)의 보고서(EU 품목별 환경규제 현황, 2003)에 따르면 전체 대 EU 수출의 72%를 차지하는 145억 달러가 환경규제 조치의 대상이어서 수출의 최대 걸림돌로 작용할 것이라고 지적했다. 통계청의 2004년 수출자료에 의하면 대 EU 수출은 378억 달러로 집계되어 북미수출에 이어 두 번째로 큰 수출비중을 차지하고 있으며 환경규제 조치의 대상은 약 284억 달러로 예상되고 있기 때문에 빠른 시일 내에 EU 지침에 의한 사용물질을 모두 배제하고 대체소재를 개발하지 못할 경우 우리 경제발전에 미치는 영향은 막대할 것으로 예측된다. 4. 대체기술 개발 및 투자 파인세라믹스는 정부의 미래전략산업인 10대 차세대 성장 동력산업의 핵심소재로서 제품의 고부화가치화를 위해 급성장할 것으로 예측된다. 파인세라믹스의 비중이 크고 정부의 10대 성장 동력산업을 받쳐주는 밑바탕이 되기 때문에 환경 규제에 의하여 성장 동력산업의 성장발전과 수출산업에 걸림돌이 되지 않도록 납, 카드뮴, 수은 6가 크로뮴 등의 유해중금속의 대체소재 개발과 투자가 매우 시급한 상황이다. 삼성, LG 등 대기업에서는 자체적으로 환경규제에 대한 대책을 마련하여 대응하고 있으나 부품 및 소재를 생산하는 많은 중소기업들에서는 EU의 환경규제지침의 내용을 정확하게 파악하지 못하거나 이해가 부족하고, 중소기업 여건상 환경규제에 대한 대책을 자체적으로 마련하지 못하고 있는 실정이다. 그러므로 중소기업 자체적으로도 환경규제에 대하여 정확히 파악하고 그에 대한 대응책을 마련하여야 한다. 그러기 위해서는 파인세라믹스 관련 중소기업 자체적인 대응방안 마련도 중요하지만 수요기업과 부품기업 그리고 소재기업이 공동으로 상호간 지원을 통하여 규제물질 대체기술 개발을 추진해야할 것이다. 예를 들면 수요대기업이 전문인력과 정보 등을 활용하여 파인세라믹스 관련 협력업체의 연구인력 양성과 기술개발 등을 지원하여 환경규제 대응방안을 마련할 수 있도록 하여 국내 기업들의 대외 경쟁력을 강화하는 것도 방법일 수 있다. 이와 같이 매우 빠르게 변화하는 세계경제환경 속에서 우리가 지속적으로 변화하고 발전해 나가기 위해서는 정부는 물론이고 각 기업이 세계경제환경의 변화에 능동적이고 신속하게 대처할 수 있는 능력을 배양해야 한다. 더욱이 우리나라의 주요수출품목인 자동차, 전기·전자 제품 및 부품에 대한 EU 등 선진국의 환경규제가 강화됨에 따라 정치적 관심사가 되어 가고 있지만 국내 대기업 뿐 만 아니라 중소기업에서도 환경규제에 대하여 파인세라믹스 제조공정혁신, 작업환경개선, 부품 및 제품 그리고 파인세라믹스 소재의 정확한 시험 분석 등의 적극적인 대응방안을 마련할 수 있도록 정부의 지원이 절실하다. 세계경제가 디지털화 및 global화가 급속히 전개되면서 자동차, 정보통신, 전자 등의 산업의 기능을 좌우하는 파인세라믹스 소재의 수요가 더욱 증대될 것으로 사료되므로 정부와 기업 모두가 친환경 소재 개발과 공정기술의 고도화 및 개선 등에 노력해야 할 것이다. 표 1. 클래식세라믹스와 파인세라믹스의 비교 구 분 클래식세라믹스 파인세라믹스 미술 도자기(청자, 백자) 생활 도자기(커피잔, 항아리) 유전체, 압전체, 초전도체, 대표적 제품 초건축자재(벽돌, 기와, 타일) 내열제, 내마모제, 광섬유, 유리, 법랑, 칠보, 시멘트, 인공뼈 등 내화물, 절연애자 등 용도 생활 용품, 산업기초재료 전자제품의 첨단화 표 2. MLCC 부품 세계시장 (단위:백만달러, 10억개) 구 분 2001년 2002년 2003년 2004년 금 액 4,104 4,852 5,144 6,186 수 량 442 598 678 792 자료 : Paumanok 표 3. 전기·전자 관련 품목별 수출 현황 (단위:백만 달러) 구 분 2003년 2004년 정보통신기기 34,388 44,216 산업용 전자기기 1,474 2,598 디지털전자기기 12,610 15,500 전자부품 26,189 34,373 계 74,661 966,687 참고 : 관세청 보도자료 표 4. 자동차 관련 품목별 수출 현황 (단위:백만 달러, 백만대) 구 분 2003년 2004년 자동차 19,119 26,577 18 24 자동차 부품 4,230 5,930 계 23,349 32,507 참고 : 관세청 보도자료 표 5. 대 EU 수출 규모 (단위:백만 달러, %) 구 분 2002 2003 증감률 전기·전자 산업 6,639 8,616 △ 29.8 자동차 3,794 5.918 △ 56.0 계 10,433 14,534 △ 39.3 참고 : KOTIS 무역통계 자료 필자약력 ·독일 퀼른대학교 화학과 박사 ·요업(세라믹)기술원 종합시험분석센터 선임연구원