2013 코리아세라믹 신성장포럼
서남권 Cell 1차 모임
- 알루미나 원료의 수급현황과 문제점

(사)한국파인세라믹스협회와 (재)전남테크노파크 세라믹산업종합지원센터가 주관한 서남권 세라믹산업 발전을 위한 제1차 Cell포럼이 지난달 13일 목포에 위치한 세라믹산업종합지원센터에서 열렸다. 서남권은 대표적인 세라믹 원료산업의 중심지다. KC, 한국알루미나, HMR, CIS 등 대부분의 세라믹 원료 업체들이 서남권 지역에 소재한다. 서남권 Cell은 지역 특성을 살려 세라믹 원료와 관련된 주제로 3회에 걸쳐 진행된다. 이번에 그 첫 번째 모임으로 ‘알루미나 원료의 수급현황과 문제점’을 주제로 세라믹 원료 업체들과 유관 기업들이 모여 진행했다.
올해부터 지역권별 Cell단위로 개최되는 코리아세라믹 신성장포럼은 지역별·권역별 세라믹산업의 문제점을 파악해서, 그 해결점을 도출하고, 그 결과를 정책에 반영시킬 수 있도록 정책제안까지 실행하는 것을 목적으로 한다. 첫 번째 모임은 우선 문제점 파악을 위해, 세라믹 원료 생산업체들을 초청해 원료의 수급현황과 문제점에 대해 듣는 자리를 가졌다.

KC 알루미나 원료의 특성 및 국내외 주요 수요기업 현황
첫 번째로 KC(주) 김대웅 연구소장이 ‘KC 알루미나 원료의 특성 및 국내외 주요 수요기업 현황’이라는 주제로 발표했다. 발표에 따르면 전 세계 알루미나의 90%는 금속알루미늄 추출에 쓰이며, 약 10%만이 화학적인 용도로 쓰이고 있다. 또, 대한민국 알루미나 세라믹스의 약 60%는 전자, 20%는 기계·구조, 나머지는 에너지·환경·생체 등의 재료로 쓰인다고 밝혔다. 알루미나는 주로 보크사이트의 형태로 매장되어 있으며, 국내에는 알루미나 함량이 약 50~55%의 보크사이트를 주로 수입한다. 전세계 매장량의 25%가 기니, 21%가 호주 12%가 브라질, 그리고 나머지도 적도부근의 지역에 다수 분포되어 있으며, 우리나라는 주로 호주에서 보크사이트를 수입한다.
KC는 베이어법을 통해 보크사이트를 수산화알루미늄으로 만들고 그것을 소성을 통해 알루미나를 만든다. 알루미나의 90%는 금속용 알루미나로 정련을 통해 알루미늄이 되며, 10%가 화학용 알루미나로, 우리가 아는 세라믹스의 원료로 사용된다. 이후 여러 가공과정에 따라, 소성 알루미나, 용융알루미나, 활성알루미나, 특수 소성알루미나 등으로 나뉜다.
KC는 연간 6,300톤의 소성알루미나를 생산하며, 303,000톤의 수산화알루미늄과 2,000톤의 보헤마이트를 생산한다.
KC의 수산화알루미늄 국내 점유율은 58%로 주로 상하수처리제, 세제, 치약, 인조대리석의 용도로 쓰이며, 금속제련용 저가제품의 유입으로 가격경쟁력에서 밀리는 단점이 제기된다.
입도가 낮은 미분 수산화알루미늄은 전자기판, 전선, 폴리머애자에 사용되며, 일본시장의 난연제 수요 증가라는 강점에 저소다 난연제의 요구 증가가 많아지는 단점이 공존한다.
KC의 소성알루미나는 대한세라믹, 고려애자, 유니온, 원진 등에서 소결용 알루미나 원료, 용융용 알루미나 원료, 내화물 및 세라믹 원료로 주로 사용된다. 한국알루미나에서 생산되는 특수알루미나는 소다의 함량이 0.25~0.27%의 중소다 알루미나로 대부분 삼성코닝에 쓰이며, 주로 TFT-LCD 판넬유리의 재료로 쓰인다. 소다함량이 0.05%인 저소다 알루미나는 ASAHI Glass와 EGKr에서 LCD 및 OLED용 판넬유리에 쓰인다. 그리고 초미립 알루미나는 쌍용머티리얼, KCC, 토쿠야마, LG전자 등에서 Spark Plug, Metallized Ceramic, AlN원료, 2차전지 분리막 원료등으로 사용된다.
특수알루미나의 경우에는 소량다품종 생산을 위한 설비가 필요하고, 기존 사용제품을 대체시 가격적 장점 부여가 어렵고, 다른 파인세라믹스 원료와 성능비교 검토가 필요한 문제점들이 존재한다.

포스하이알 사파이어원료 생산계획
두 번째로 KC와 포스코엠텍의 합작투자회사인 포스하이알의 이현 연구소장이 ‘포스하이알 사파이어원료 생산계획’을 주제로 발표했다. 포스하이알은 순도 99.995%이상의 4N~5N의 고순도 알루미나를 생산하기 위해 만들어진 회사이다. 일본의 스미토모, 일본경금속, 미국의 Sasol 등 메이저 업체가 시장의 50%를 차지하며, 우리나라는 전량 수입에 의존하는 고순도 알루미나를 국산화해 수입대체 효과와 신규매출을 기대한다.
전남 영암군 대불공단에 위치한 포스하이알은 연간 2000톤의 고순도알루미나를 생산할 수 있는 시설을 갖추고 있다. 포스하이알은 일본 스미토모에서도 사용하는 가장 순도 높은 알루미나 생산이 가능한 알콕사이드법으로 알루미나를 생산한다. 현재 고순도 알루미나는 수요의 고성장이 예상되지만, 공급업체들의 경쟁 과다로 공급과잉이 지속되고 있다. 지금 주로 고순도알루미나가 사용되는 LED는 경쟁과다에 따른 가격하락이 문제가 되어, 새로운 고순도알루미나 시장개척이 요구된다. 새롭운 시장은 디스플레이 커버와 이차전지 코팅막, 비산화물 반도체 기판 등이 있다. 현재 스미토모와 Sasol이 선도하는 고순도알루미나는 2016년 중국계 MS에서 50%이상을 점유할 것으로 예상된다.

사파이어 원료 특성 by HMR
세 번째는 HMR(해마루머티리얼즈)의 허재훈 연구소장이 ‘사파이어 원료 특성’을 주제로 발표했다. 고순도 관련 6건의 특허를 등록한 HMR은 순도 5N, 1kg 이상, 밀도 3.75 펠렛을 유일생산 판매중이며, 직경 300mm, 10kg이상의 초대형 펠렛도 생산한다. HMR의 5N 고순도알루미나는 펠렛이나 그래뉼, 비드형태로 생산해 LED 사파이어 잉곳 소재로 쓰이며, 4N7은 울트라파인 파우더로 생산 반도체 연마제, 투광성 광재료로 쓰인다.
그 외 연마제로 쓰이는 5N 고순도겔알루미나와 촉매, 흡습재, 섬유개질제로 쓰이는 9N8의 고순도활성알루미나, 2차전지 코팅용 및 투광성 세라믹용의 4N 나노파우더 고순도알루미나등을 생산한다. LED 사파이어는 고순도알루미나를 사파이어 잉곳으로 만들어 웨이퍼, 에피성장, 엘이디 칩, 엘이디 완제품의 순서로 만들어진다. HMR은 현재 4개의 유틸리티 공정으로 정제공정 450톤, 겔공정 450톤, 소성공정 150톤(향후 300톤), 성형공정 150톤(향후 300톤)의 생산설비로 알루미나 펠렛은 월 12톤의 생산이 가능하다.
사파이어 국내 원료시장은 2011년 130톤을 중국과 미국에서 수입하고, 2012년에는 60톤수입 했으며, 올해부터는 다시 증가세를 보여 70~100톤, 2014년에는 150톤의 수요를 예상한다. 일본은 올해 1,200톤의 수요가 예상되는 가운데, 일본업체가 전량 납품을 하고 있다. 일본 업계 분위기상 시장진입이 매우 어려운 단점이 있지만, 시장 진입만 성공하면 가격경쟁력으로 우위를 점할 수 있다.
그 외 중국·대만에서도 사파이어 원료 수요가 있으나, 자체 저가생산으로 1,700톤을 사용하고 있어, 진입이 매우 어렵다.
알루미나 수요 업체, DK아즈텍
마지막으로는 알루미나 원료의 수요 업체인 DK아즈텍의 박종관 연구소장의 발표가 있었다. 박종관 연구소장은 발표를 통해 LED 산업의 지속적인 성장과 함께 조명산업이 LED의 메인스트림이 될 것을 예상했다. 또 가격드라이브 스테이지에서 양적 성장이 지속되며, 수요자 주도시장에서 중국의 확장을 예상하고 있다. LED는 가격 드라이븐 마켓으로 면적대비 휘도의 중요성 강조와 대구경화의 방향으로 진행될 것이다.
사파이어 산업의 트렌드는 제조 단가의 하락과 더불어 어플리케이션의 확대로 나타난다. 실내에서 옥외로, 다수 소자에서 싱글 소자로, 특수용에서 일반용으로, 제한적 범위에서 광범위로 바뀌어 가고 있다. Non-LED 시장에서는 커버 글라스 적용이 폭발적으로 증가를 보여 현재 생산량의 6배 수요를 예측하고 있다. 이 또한 중국제품의 유입으로 인한 가격경쟁력이 변수로 국내외 업체의 빠른 대응이 요구된다.
1892년에 인공사파이어와 인공루비, 레이저의 발명으로 시작된 사파이어 시장은 이후 사파이어 윈도우 사용, 군용적용, 대구경화 개발로 점차 이루어지면서 1970년대 사파이어 기판적용, 92년 MOCVD와 BLUE LED 시대의 개막으로 급격한 발전이 있었다. 2010년 BLU를 적용한 LED TV가 생산되면서 사파이어 시장은 폭발적으로 증가했고 작년에는 사파이어의 과잉생산으로 수요가 잠시 주춤했지만, 조명시장의 확대와 디스플레이 커버의 수요 확대로 2017년 시장규모는 지금의 10배 이상으로 예측된다.
DK아즈텍은 매월 약 12톤 규모의 원료를 사용하고, 현재는 유럽과 중국에서 주로 공급을 받고 있다. 가격경쟁력과 품질, 공급의 안정성 확보를 위해 HMR, 포스하이알 등과 접촉해 원자재 구매 다원화·국산화를 진행하는 중이다.

발표 후, 참석 업체 담당자들은 대한민국 원료시장의 문제점과 발전방향에 대해 열띤 토론을 했다. 정책적인 이야기도 일부 오갔지만, 참석자들 대부분이 현장에서 연구를 담당하는 전문가들이었기에 기술적인 토론이 주가 되었다.
모임을 준비한 파인세라믹스 협회의 유성근 전무는 총평을 통해 “단순한 발표가 아니라 포럼형식으로 사업을 도출해서 향후 예산을 확보하고, 공동 과제 및 공동 프로젝트를 준비하자.”고 밝히며, 참석 업체들에 “지역·권역별 Cell모임이지만 다른 지역의 모임도 자신의 분야와 관련되면 참석가능하다.”고 업체들의 참석을 독려했다.
목포 세라믹산업종합지원센터의 김광진 센터장은 “CIP, 분말성형프레스, 그린가공 밀링기, 고온진공소결로 등 총 33종 실험연구 장비를 보유한 세라믹산업종합지원센터는 세라믹산업의 발전을 위해 목포세라믹일반 산업단지 내 입주업체들에게 많은 혜택을 지원하고 있다.”고 업체들에게 적극적인 지원의지를 밝혔다.
양대규기자 daegyu_yang@naver.com

KC(주) 김대웅 연구소장의 ‘KC 알루미나 원료의 특성 및 국내외 주요 수요기업 현황’ 발표

포스하이알 이현 연구소장의 ‘포스하이알 사파이어원료 생산계획’ 발표

HMR 허재훈 연구소장의 ‘사파이어 원료 특성’ 발표

DK아즈텍의 박종관 연구소장의 발표

한국파인세라믹스협회 유성근 전무

세라믹산업종합지원센터 김광진 센터장
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