한국세라믹학회 차기회장 선거
서울대 김형준 교수 단독 출마
한국세라믹학회는 2014년 수석부회장 겸 차기학회장선거를 실시한다고 밝혔다. 이번 선거는 서울대학교 재료공학부 김형준 교수 단독 출마로 8월 22일(수) 09:00~9월12일(목) 24:00까지 찬반투표로 실시한다. 투표방식은 한국세라믹학회 선거관리시스템에 의한 전자투표방식으로 이루어진다. 학회에서 회원에게 이메일 또는 문자메시지로 전송받은 아이디와 인증코드를 입력하여 투표바로가기를 클릭하거나 선거관리시스템 주소를 입력하여 투표하게 된다. 아울러 2014년 이사 및 감사 투표도 함께 진행하게 된다. 개표 및 당선자 확정은 9월 13일 학회 홈페이지를 통해 공개한다. 김형준 교수는 출마소견서에서 학회가 국가소재산업 발전의 중심이 되도록 노력하겠으며 세라믹 증흥의 선봉에 서도록 하여 세계적 학회로 도약하도록 노력하겠다고 밝혔다.

산업부,
태양광 의무공급량 300MW 확대키로
산업통상자원부는 지난달 26일 신재생에너지 보급 확산과 재정부담 완화를 위해 지난 12년 FIT(발전차액)에서 RPS(신재생에너지 공급의무화)로 전환한 이후 시행과정에서 나타난 미비점을 보완한 「신재생에너지 활성화방안」을 발표했다.
경제성이 취약한 태양광시장을 보호하기 위해 별도로 공급의무량을 부과하였으나, 태양광산업 발전을 가로막는 요인으로 작용하고 있어 이를 개선하기로 하였다. 태양광 의무공급량을2014년부터 2년간에 걸쳐 300MW 추가하여 태양광 보급목표를 당초 1.2GW에서 1.5GW로 늘림으로써 내수시장을 확대하고 원활한 RPS의무 이행기반을 마련하게 된다. 2016년 이후 태양광 의무공급량은 연말에 수립되는 제2차 에너지기본계획과 연계하여 추가 검토할 계획이다.
에너지시설 건설부지 확보를 둘러싼 갈등을 해소하기 위해 주민이 신재생 발전소를 직접 건설할 경우 지원이 확대되며 REC 판매처 확보에 어려움을 겪고 있는 소규모 발전사업자 지원을 강화하기 위해 12년간 발전사와 고정가격으로 장기계약 체결이 가능한 판매사업자 선정시장 규모를 연 100MW에서 150MW로 늘리는 한편, 판매물량의 30%를 소규모 사업자에 배정키로 했다. 각 가정에서 보조금을 받아 태양광을 설치할 경우 500만원 내외의 초기 자금이 소요되고 유지관리에도 어려움을 겪게 되었으나 앞으로는 전담사업자가 태양광설비 설치에서 유지보수까지 모두 책임지고 가정에서는 대여료만 지불하면 저렴한 가격에 정수기처럼 서비스를 받을 수 있는 태양광 대여사업자가 도입된다. 막대한 자금이 들어가는 해상풍력과 조력의 경우, 초기 투자부담을 줄일 수 있도록 사업 시행초기에 가중치를 높여 주는 변동형 REC 가중치제도가 처음으로 도입된다.
이번 활성화방안은 시행 2년차를 맞는 RPS제도의 이행력을 높이고 신재생 시장을 활성화하기 위한 대책으로, 신재생 분야의 대규모 신규투자를 창출하는 계기가 마련될 것으로 기대된다. 기존의 정부와 공공기관 중심의 신재생 공급방식에서 탈피하여 민간부문의 참여를 확대하여 보급 확산효과를 극대화하고 국가 전반의 에너지효율 향상에도 기여할 것으로 전망하고 있다. 송유종 산업통상자원부 에너지자원정책관은 신재생에너지 활성화는 박근혜정부의 핵심 국정과제중 하나로서 “이번 대책이 어려움에 처한 신재생 산업이 다시 한번 도약할 수 있는 디딤돌이 될 것으로 기대”한다고 밝혔다.

삼성이 애플 위협할수록
국내 소재・부품 업계 기대감 커져
삼성전자가 애플 아이패드의 아성을 위협하면서 국내 소재・부품 업계가 기대감에 들뜨고 있다. 최근 프리미엄 스마트폰 시장이 주춤하면서 갈증을 겪고 있는 국내 후방 산업계에 큰 도움이 될 것으로 보인다.
지난달 27일 업계에 따르면 삼성전자는 올 상반기 1780만대의 스마트패드를 출시해 세계 시장 22%를 차지했다. 상반기 출하량만 해도 지난해 전체 스마트패드 판매량과 비슷한 수준이다. 삼성전자는 올해 3800만~4000만대의 스마트패드를 판매할 것으로 기대된다. 특히 LG전자도 G패드 출시를 예고하고 있어 올 하반기 시장은 더욱 뜨겁게 달아오를 것으로 보인다.
이에 따라 국내 세트 업체의 스마트패드 생산량이 늘면서 수혜를 보는 소재・부품 업체들도 두드러지고 있다. 이라이콤은 최근 밀려드는 스마트패드용 LCD 백라이트유닛(BLU) 주문에 즐거운 비명을 지르고 있다. BLU 업체는 디스플레이 크기가 클수록 높은 가격을 받을 수 있고 수익성도 좋아진다. 이라이콤의 올해 스마트패드용 BLU 매출은 지난해보다 90% 이상 늘어날 것으로 예상된다. 중소형 LCD 모듈과 스마트 기기 주문자제작상품(OEM) 전문업체인 디스플레이텍도 스마트패드 시장 성장 수혜를 톡톡히 보고 있다. 최근 삼성전자 스마트패드용 LCD 모듈 주문이 늘면서 디스플레이텍은 가파른 성장세를 기록하고 있다. 올해 매출은 작년 대비 43.2% 증가한 4205억원이 기대된다.
인듐주석산화물(ITO) 코팅 업체 유아이디도 스마트패드 시장 덕분에 호황을 맞았다. 이 회사는 삼성디스플레이 스마트패드용 LCD 물량의 75%를 차지하고 있다. 삼성전자 스마트패드 출하량과 비례해 성장하고 있다.
신(thin) 글라스 업계에도 큰 호재다. 신 글라스는 디스플레이 유리 기판에 불산 등 화학액을 뿌려 두께를 줄이는 공정으로 얇고 가벼운 스마트패드를 만드는 데 반드시 필요하다.
켐트로닉스는 지난 7월 신글라스 라인 3개를 증설해 스마트패드 수요에 적극 대응하고 있다. 켐트로닉스는 갤럭시노트8.0용 LCD 신글라스를 공급하고 있는데 모델수를 점차 늘리고 있다. 올해 켐트로닉스 신글라스 매출은 지난해보다 80% 이상 늘어날 것으로 예상된다.

반도체 장비・소재 “대기업화 해야 산다”
국회 신성장산업포럼(대표 노영민, 김진표)은 지난달 28일 국회 의원회관 제1소회의실에서 국내 반도체 장비・소재의 제2도약을 위한 포럼을 열었다. 산・학・연 관계자 200여명이 참석했다. 국산화에 치중하던 국내 장비・소재 산업을 글로벌 수준으로 향상 시켜 수출 산업으로 육성하자는 취지에서 마련됐다.
김형준 서울대 재료공학부 교수는 “장비 세트도 중요하지만 장비 부분품과 응용 소재 기술이 필요하다”고 주장했다. 최리노 한국산업기술평가관리원 반도체공정장비 PD(인하대 교수)는 “그동안 실력이나 투자 규모면에서 선진국과 격차가 있었다”며 “대규모 인력・자본이 투자돼 대기업화 돼야 한다”고 말했다.
토론에서는 이문용 원익IPS 부회장이 “선제적 장비 개발을 위한 인프라 구축 지원이 필요하다”며 “연구개발(R&D) 투자 세액 공제 확대를 해달라”고 강조했다. 전선규 코미코 사장은 “부분품 산업 육성을 위해서는 장비기업과 공동 개발을 해야 한다”며 지원을 요청했다. 이준혁 동진쎄미켐 사장은 “소재 산업 육성을 위한 공동 테스트베드를 마련해달라”고 말했다.

UNIST, 기존대비 300도 낮은 온도서
정상 작동하는 전극 소재 개발
기존보다 300℃나 낮은 온도에서도 전지 성능이 저하되지 않는 새로운 전극 소재가 개발됐다. 김건태 UNIST 교수(친환경에너지공학부)를 포함한 국제 공동연구팀은 최근 고체산화물 연료전지의 성능과 안정성을 높일 수 있는 새로운 전극 소재를 개발했다. 국제 공동연구팀은 김 교수와 메일린 류 미국 조지아공대 교수, 신지영 동의대 교수다. 이번 공동연구는 교육부와 한국연구재단의 세계수준의 연구중심대학(WCU)육성사업의 지원 아래 수행됐다.
고체산화물 연료전지는 구조가 단순하고 소재 가격이 상대적으로 저렴하다. 하지만 800~1000℃의 고온 환경에서 작동해 값비싼 고온 합금이나 세라믹 소재가 필요하다. 고온에서 장시간 사용 시에는 내구성이 저하되는 문제도 있다. 그러나 김 교수 팀이 개발한 소재는 기존 대비 300℃가량 낮은 500~700℃에서 구동해도 전지 출력 밀도와 내구성이 그대로 유지되는 ‘이중층 페로브스카이트 전극’이다. 시험 결과 600℃에서 1000℃ 환경과 비슷한 2.2W/㎝²의 출력을 나타냈다. 안정성 시험에서는 550℃에서 150시간 동안 전압 및 전류가 안정적으로 유지됐다.
김 교수는 “고체산화물 연료전지는 구동 온도를 낮추면 공기극에서 산소 이동이 느려지고 결국 반응이 원활하지 못해 출력에 악영향을 준다”며 “개발 소재는 구조상의 기공 채널을 통해 산소 이온이 지그재그로 빠르게 이동 확산돼 산소 환원반응이 원활하게 이뤄진다”고 말했다.

강현철 조선대 교수,
나노촉매 산화과정 규명
강현철 조선대학교 신소재공학과 교수가 이끄는 국제연구 컨소시엄이, 자체 개발한 X-선 현미경을 이용해 에너지 산업의 핵심 소재인 백금니켈(PtNi) 나노 촉매 산화과정을 규명했다고 지난달 22일 밝혔다.
연구팀은 백금니켈 나노결정 촉매의 원소 분포를 관찰한 결과, 연료전지 등을 장시간 사용할 경우 나타나는 피독(poisoning) 현상의 발생기전을 밝혀냈다.
연구팀에 따르면 백금니켈 나노결정 촉매가 산화돼 나노결정으로 전이되면서 표면에 상대적 비활성 촉매인 산화니켈(NiO)가 나타나 연료전지의 효율을 저해한다. 또 나노결정이 산화과정 중 서로 접촉해 표면적이 감소하고 입자 크기가 증가하는 모습도 관찰됐다.
연구팀은 “백금니켈 나노 촉매 산화를 방지하는 기술이 개발되면 차세대 에너지원인 연료전지 수명을 연장할 수 있어 연료전지 상용화를 주도할 것으로 보인다”고 전했다.
강 교수가 참여하는 국제연구 컨소시엄은 미국 브룩헤이븐 국립연구소, 아르곤 국립연구소를 주축으로 국내에서는 노도영 광주과기원 교수 연구팀이 함께 참여하고 있다.
이번 연구 결과는 영국왕립화학회(RSC)가 발행하는 나노 분야 전문저널 ‘나노스칼리e’ 8월 21일자 표지 논문으로 선정됐다.

플렉시블 디스플레이 대전, 한・중・일・대만으로 확전

플렉시블 디스플레이 시장을 놓고 벌이는 주도권 전쟁이 한국을 넘어 중국・일본・대만으로 확대되고 있다. 한국 패널 업체가 연내 플렉시블 디스플레이 양산을 위한 막바지 작업에 들어가자 차세대 디스플레이 경쟁에서 밀리지 않으려는 중국・일본・대만 업체들의 행보가 빨라졌다.
업계에 따르면 중국 비저녹스가 첫 플렉시블 디스플레이 시제품을 선보였고, 일본 패널 업체들은 산화물반도체를 이용한 다양한 크기의 플렉시블 샘플을 차례로 공개하고 있다. 대만은 선점한 플렉시블 전자종이로 승부를 걸었다. 한발 앞선 삼성디스플레이와 LG디스플레이의 첫 타깃은 스마트폰이다. 5인치대 풀HD 해상도의 얇고 깨지지 않는 디스플레이가 컨셉트다. 두 회사 모두 연내 양산이 목표다. 수율이 올라가면 내년부터는 크기를 키워 스마트패드로도 확대할 예정이다. 플렉시블 디스플레이는 깨지지 않는 모바일기기나 웨어러블 컴퓨터에 반드시 필요한 제품이다. 아직 킬러 애플리케이션이 등장하지 않았지만, 업계는 플렉시블 디스플레이가 차세대 시장을 이끌 것으로 확신한다.
시장조사업체 IHS디스플레이뱅크는 플렉시블 디스플레이 양산이 올해 스마트폰용 20만대를 시작으로 점차 증가할 것으로 전망했다. 스마트패드용 플렉시블은 내년 약 5만대가 출하될 것으로 예상했다. 자연스레 업체 간 개발 경쟁이 달아올랐다. 전략 부재로 한국에 선두를 내줬던 일본 패널 업체가 플렉시블 디스플레이 사업화에 열의를 불태우기 시작했다. 재팬디스플레이(JDI)는 올해부터 설비・소재업체들과 협력해 플렉시블 OLED 패널 제조기술을 확보하고 2017년 이전에 두께 1㎜ 이하 패널을 개발할 계획이다. 앞서 도시바는 1920×1200 해상도의 10.2인치 플렉시블 OLED 패널을 공개한 바 있다. 샤프도 산화물반도체 기판으로 3~4인치대 모바일용 플렉시블 OLED를 개발했다. 파나소닉은 해상도가 224×224에 불과한 초기 단계의 4인치 플렉시블 OLED를 개발했다.
중국에서도 막대한 투자에 힘입어 플렉시블 패널의 싹이 자라고 있다. 비저녹스는 최근 중국 최초의 플렉시블 디스플레이를 개발해 선보였다. 단색 3.5인치지만, 향후 가능성을 보여줬다는 데 의의가 있다. CSOT도 4.5세대 파일럿 라인에서 OLED 연구를 시작하며 플렉시블 디스플레이에도 관심을 보이고 있다. 대만은 선점한 전자종이 시장을 중심으로, 플렉시블 디스플레이 상용화에 나섰다. 이와 함께 대만공업기술연구이 플렉시블 디스플레이 기술 산업화를 추진 중이다.
업계 관계자는 “해가 다르게 세계 플렉시블 디스플레이 기술이 향상되고 있다”며 “하지만 아직 킬러 애플리케이션을 찾지 못한 것은 플렉시블 디스플레이 확산의 걸림돌”이라고 말했다.

휘는 디스플레이와 입는 컴퓨터 간단히 만든다

국내 연구진이 유연(Flexible) 디스플레이, 입는(wearable) 컴퓨터 제작을 위한 새로운 박막유기반도체 형성 기술을 개발했다. ‘바-코팅(Bar-coating)’이라는 이 기술은 별도의 장비 없이 간단한 공정으로 고성능의 박막유기반도체를 제조하고 신문 인쇄방식으로 제작할 수 있어 시간과 비용을 크게 낮출 것으로 기대된다. 동국대 융합에너지신소재공학과 노용영 교수 연구팀은 별도 장비없이 간단한 공정으로 고성능 박막유기반도체를 제조하는 바-코팅 기술을 개발했다고 지난달 22일 미래창조과학부가 밝혔다. 마음대로 휘어질 수 있는 유연 디스플레이는 시계나 안경 등 몸에 착용할 수 있는 형태의 컴퓨터를 만드는 데 적용할 수 있어 주목을 받고 있다.
기존 유연 디스플레이 제조 방식은 딱딱한 전자제품 제조공정을 답습해 비용과 시간 면에서 비효율적이다. 유연한 플라스틱 기판을 딱딱한 유리 기판에 붙여서 제조한 후 이를 다시 떼어내 제품으로 출시하는 방법에 의존한 것이다. 노 교수 연구팀은 유연 디스플레이를 만들 때 쓰이는 전자소재를 잉크처럼 만들고, 와이어가 감긴 코팅 바를 이용해 용액을 수평 방향으로 밀면서 기판 위에 도포하는 기술을 세계 최초로 개발했다. 바코팅 공정을 이용하면 유기반도체 박막에 반도체 용액을 빠르고 균일하게 코팅할 수 있다. 또 공정이 간단해 입는 컴퓨터 제조단가를 획기적으로 낮추는 데 기여할 것으로 기대된다. 이 방법으로 개발한 소자는 기존 공정으로 개발된 소자보다 2~10배 높은 성능을 나타냈다. 노 교수는 “바코팅 인쇄공정을 이용하면 휘는 디스플레이나 입는 컴퓨터를 마치 신문 인쇄하듯이 제조할 수 있게 될 것”이라며 “인쇄 전자소자를 대량생산할 새로운 가능성을 열었다”고 연구 의의를 밝혔다.
이 연구는 미래부가 추진하는 글로벌프론티어사업 ‘나노기반 소프트 일렉트로닉스 연구단(단장 조길원)’의 지원으로 수행됐다. 지난 21일 재료과학분야 세계적 학술지인 ‘어드밴스트 머티리얼스’에 표지논문으로 게재됐다. 관련 기술은 지난해 국내 특허로 등록됐으며, 현재 국제특허협력조약(PCT) 출원 중이다. 노 교수는 유기 전자재료 및 소자에 관한 다양한 연구실적으로 이 분야 세계적 연구자로 인정받고 있으며, 최근 디스플레이 분야 권위상인 ‘머크 어워즈’(Merck Awards)의 2013 젊은 과학상 수상자로 선정됐다.

LGD, 옥사이드 투자 할 것이냐 말 것이냐
LG디스플레이가 산화물(옥사이드) TFT 기판 설비 투자 여부를 놓고 깊은 고민에 빠졌다. 이 회사는 능동형(AM) 유기발광다이오드(OLED) TV 패널과 저전력 소형 패널의 기판으로 옥사이드를 채택했다. 향후 수요와 OLED 양산라인(M2) 가동 일정을 생각하면 지금 투자를 결정해야 하지만, 현재 시장과 영업이익률을 따지면 쉽사리 결정할 수 없어 고심이다.
지난달 22일 업계에 따르면 LG디스플레이는 옥사이드 투자 여부를 다음 주 결정할 예정이다. 그러나 변수가 많아 투자 결정 자체를 미룰 가능성도 높다. LG디스플레이는 AM OLED TV 패널의 양산 라인 투자를 지난 2월 세계 처음 결정했다. 그러나 이 투자 계획에는 증착 공정만을 포함하고 있으며, 온전한 양산 라인을 위해서는 기판 투자도 필요하다.
M2 라인은 내년 상반기 가동 예정이며, 기판 투자를 별도로 진행하지 않으면 기존 파일럿 라인인 M1에서 기판을 생산해야 한다. LG디스플레이가 옥사이드 기판 투자 여부를 3분기 중 결정하기로 한 이유다. 문제는 시장 상황이다. 올 초 LG전자가 OLED TV를 출시하고, 이어 삼성전자도 곡면 OLED TV를 내놓았으나 시장 반응은 아직 싸늘하다. 시장조사업체 유비산업리서치는 올해 국내 출하량이 1000대에도 못미치는 것으로 집계했다.
앞으로 해외 판매가 순조롭게 진행된다면 출하량은 급증하겠지만, 내년까지는 크게 기대할 만한 상황은 아닐 것이라는 인식이 지배적이다. 게다가 TV 시장이 얼어붙고 고속 성장하던 고사양 스마트폰 시장도 신장세가 꺾이고 있어 디스플레이 패널 업체들의 시름이 깊다. LG디스플레이 역시 투자 여부를 놓고 이익률을 걱정하지 않을 수 없는 배경이다.
그러나 옥사이드 기술을 안정화시키기 위해서는 하루라도 빨리 라인 투자에 나서야 한다. 옥사이드 기판은 최신 기술인데다 실리콘과 달리 여러 원소(인듐・갈륨・아연산화물)가 섞여있는 특성 탓에 생산 안정화가 쉽지 않다. 뿐만 아니라 LG디스플레이는 스마트폰・스마트패드・노트북PC용 패널 등 모바일 제품에 저전력을 구현하기 위해 옥사이드 기판을 확대 적용할 예정이다. 옥사이드에 대한 내부의 수요가 높은 셈이다. 이러기도 저러기도 쉽지 않은 상황에서 LG디스플레이가 어떤 결정을 내릴지 관심이 쏠린다. LG디스플레이 관계자는 “옥사이드 기판은 학계에서도 핫 이슈가 될 만큼 새로운 기술”이라며 “서둘러 투자해 테스트해야 한다는 시각과 채산성을 따져야 하는 입장 속에서 고민이 깊은 것이 사실”이라고 말했다.

터치패널 AF코팅에 플라즈마 방식 등장…MS ‘서피스’에 활용
터치패널에 지문이 묻어 지저분해지는 것을 방지하기 위한 안티핑거(AF)코팅에 플라즈마를 활용한 신기술이 적용됐다. 생산 수율이 대폭 상승하는 것은 물론 코팅 품질도 높아 빠르게 확산될 전망이다. 대기압 플라즈마 발생장치 전문업체인 에이피피(대표 강방권)는 미국 마이크로소프트(MS) 태블릿PC 신제품 ‘서피스’에 자사 플라즈마 발생 장치를 활용해 AF코팅한 터치패널이 탑재됐다고 밝혔다.
플라즈마를 활용한 AF코팅은 터치패널 표면을 플라즈마로 처리한 뒤 잉크젯프린팅이나 스프레이로 코팅액을 도포하는 ‘인라인 스프레이 코팅’ 방식으로 이뤄진다. 대기압에서 바로 코팅하기 때문에 기존 진공증착 방식에 비해 코팅속도가 월등히 빠르면서도 우수한 코팅품질을 유지한다. 진공증착방식은 밀폐된 공간에 터치패널을 넣고 공기를 빼 진공상태로 만든 뒤에 코팅액을 증착한다. 진공상태에서 코팅하면 코팅품질은 우수하지만 과정이 복잡해 속도가 느린 것이 단점이다. 터치패널 표면을 플라즈마로 처리하면 내마모성이 2~3배 높아지고 슬립감이 증가한다. 또 접촉각이 증가해 코팅품질이 좋아진다. 대만 터치패널 업체인 영페스트가 에이피피의 대기압 플라즈마 발생장치 ‘ILP-500C’를 도입해 처음으로 양산에 적용하는데 성공했다. ‘ILP-500C’는 아르곤 가스를 활용해 대기압 상태에서 플라즈마를 발생시켜 오염물질과 수분・정전기 등을 제거해주고 화학적으로 표면에너지를 높여 접착이 잘되게 해주는 장비다. 그동안 라미네이팅 공정에 주로 사용해 왔다.
에이피피는 자사 플라즈마 발생장치 용도가 AF코팅용으로 확대됨에 따라 수요가 크게 늘 것으로 기대하고 있다. 대만・중국・일본 등지에 현지 에이전트를 두는 등 해외영업망을 확충하면서 지난해 총 10억원에 불과했던 수출규모가 올해는 상반기에만 15억원을 달성했다. 지난달 21일 킨텍스에서 열린 ‘2013 터치패널 코리아’ 전시회에도 참가, 다양한 대기압 플라즈마 발생장치를 선보였다. 강방권 사장은 지난달 21일 전시회와 함께 열린 세미나에서 ‘터치패널 제조공정에서 대기압 플라즈마의 응용’을 주제로 플라즈마 표면처리 원리와 효과 등을 소개했다. 강 사장은 “MS 태블릿PC 적용을 계기로 플라즈마를 활용한 AF코팅의 우수성이 입증되면서 국내외 기업들이 속속 이 방식으로 전환을 준비 중인 것으로 알고 있다”며 “대기압 플라즈마 발생장치 수요가 늘어날 것에 대비해 터치패널 코팅공법 변화 추세에 맞춘 솔루션 개발에도 만전을 기하고 있다”고 밝혔다.

SK하이닉스,
‘플라즈마 도핑기’ 국산화 성공
SK하이닉스가 국내 중소기업과 손잡고 플라즈마 도핑기 국산화에 성공했다. 플라즈마 도핑기는 차세대 반도체 공정에 반드시 필요한 장비지만 미국 어플라이드머티리얼스(AM)가 독점하고 있어 그동안 국내 반도체 업체들은 비싼 가격에 살 수밖에 없었다. 플라즈마 도핑 장비가 국산화됨에 따라 우리나라 반도체 산업이 차세대 기술을 선점할 수 있는 전기를 맞았다. 지난달 19일 업계에 따르면 SK하이닉스(대표 박성욱)는 국내 장비 업체 에이피티씨(APTC)에 플라즈마 도핑 장비를 경기도 이천 M10팹(D램 생산)에 배치했다.
SK하이닉스는 지난 2009년 ‘핵심장비 상용화사업’의 일환으로 APTC와 플라즈마 도핑기 국산화에 착수했다. 플라즈마 소스 원천 기술을 보유한 APTC와 손잡고 4년 동안 공동 개발을 진행했다. 플라즈마 도핑기 개발은 APTC가 맡고 SK하이닉스는 필드 테스트 등을 담당했다. SK하이닉스는 올 초 APTC와 손잡고 300㎜ 웨이퍼용 폴리 건식식각기(드라이 에처) 국산화에도 성공한 바 있다. APTC 관계자는 “중소기업은 플라즈마 도핑기 같은 핵심 장비 개발에 선뜻 나서기 어렵다”며 “SK하이닉스가 구매조건부 계약으로 일정 부분 위험을 떠안아 준 게 큰 도움이 됐다”고 말했다.
플라즈마 도핑기는 반도체 웨이퍼에 플라즈마 이온을 주입해 불순물 층을 형성하는 장비다. 높은 이온 전류를 얻을 수 있고, 고농도 불순물층 형성에도 유리해 임플란트 도핑기를 대체하는 추세다. 특히 핀펫(FinFET)・3D 낸드 플래시 등 차세대 반도체를 생산하려면 플라즈마 도핑기가 반드시 필요하다. 삼성전자는 최근 AM에서 16대 규모의 플라즈마 도핑기를 도입했다. 인텔도 AM에서 플라즈마 도핑기를 구입해 이를 개조한 후 14나노 FinFET 라인에 배치했다. 지난 10여년 동안 플라즈마 도핑기는 미국 베리언이 독점했다. AM이 지난 2011년 베리언을 30억달러에 인수하면서 독점 구조는 더욱 공고해졌다. 그동안 많은 장비 업체가 플라즈마 도핑기 개발에 나섰지만 번번이 실패했다. 베리언도 개발하는 데 15년이 걸릴 정도로 기술 난도가 높기 때문이다. 그러나 SK하이닉스와 APTC는 불과 4년 만에 국산화했다. SK하이닉스가 보유한 공정 기술과 APTC가 보유한 플라즈마 소스 원천 기술이 시너지 효과를 낸 덕분이다. 두 회사가 개발한 플라즈마 도핑기는 전압에 반응하는 이온 비율이 66% 수준으로 AM 장비보다 10% 이상 성능이 뛰어나다. 반도체 웨이퍼에 주입한 이온이 고농도 불순물층을 형성해 전류 이동성이 뛰어나다는 얘기다. 가격 경쟁력도 AM 대비 10~15% 뛰어나다. SK하이닉스 관계자는 “지난 2004년 M10팹을 가동한 이래 50여개의 장비・재료를 국산화하는 등 많은 성과를 냈다”며 “앞으로도 장비 국산화에 집중해 반도체 사업 경쟁력을 끌어올릴 것”이라고 말했다.

세계 1등 기술 ‘광폭선형 이온빔 공정’ 강판 표면처리에 적용추진
네온사인, 오로라, 번개, PDP TV의 공통점은 무엇일까. 바로 플라즈마다. 플라즈마는 초고온에서 원자가 음전하를 가진 전자와 양전하를 띤 이온으로 분리된 기체 상태를 말한다.
기체 상태 원자가 높은 에너지를 기반으로 한 단계 더 나아가 전자와 이온으로 분리되기 때문에 ‘제4의 물질 상태’라 부른다. 실생활 속 인공 플라즈마는 직류, 초고주파, 전자빔 등 전기적 방법으로 발생시켜 자기장 등으로 그 상태를 유지하게 만든다.
김도근 재료연구소 플라즈마코팅연구실 책임연구원은 국내 대표적인 이온빔・플라즈마 표면처리 전문 연구자다. 플라즈마를 구성하는 이온과 전자 중에서 이온을 선택적으로 가속해 뽑아내는 이온빔과 이를 이용한 플라즈마 코팅 기술로 두각을 나타내고 있다. 플라즈마 코팅은 금속, 폴리머, 세라믹 등 각종 물질의 표면에 특성이나 형상을 부여할 수 있는 첨단 공정기술이다. 철강 제품부터 스마트폰과 센서, 식품과 의료장비까지 다양한 분야에 활용된다. 김 책임연구원은 광폭 선형 이온빔 소스 및 공정, 미세금속 배선 함몰형 투명기판 제작, 고품위 투명 전도성 박막 증착 등 플라즈마 이온빔을 활용한 각종 기술을 개발했다.
광폭 선형 이온빔 공정은 올해 재료연구소가 개발 보유한 세계 1등 기술로 선정됐다. 현재 김 책임연구원은 이 기술을 강판 표면처리 공정에 적용하기 위해 포스코와 공동연구를 진행하고 있다. 최근에는 롤투롤 표면처리 공정용 선형 플라즈마・전자 소스 및 공정 기술을 개발했고, 이를 토대로 저에너지 플라즈마 공정 활용 그래핀 산화물 환원 기술, 고품위 플렉시블 투명 전도성 기판 개발에 전력을 기울이고 있다. 김도근 책임연구원은 “플라즈마 이온빔은 식품용 포장재와 광학필름, IT기기, 강판 등 실생활에 사용되는 다양한 소재의 기능을 한층 높일 수 있는 유용한 원천기술”이라고 말했다.

제일모직, 삼성전자와 공동으로
독일 노바엘이디 3455억원에 인수
제일모직이 삼성전자와 함께 세계적인 유기발광다이오드(OLED) 소재 기업 독일 노바엘이디를 인수했다. 해외 투자로는 제일모직 창사 이래 역대 최대 규모다. 삼성그룹의 소재 사업에 대한 의지가 읽히는 동시에, 향후 제일모직이 첨단 소재 전문기업으로 성장하는 전기도 될 것으로 보인다. 제일모직(대표 박종우)은 노바엘이디 지분 50%를 1731억원에 인수했다고 11일 밝혔다. 삼성전자가 나머지 40%를 투자했고, 삼성벤처투자는 기존 지분 10%를 유지해 총 3455억원이 투입됐다.
노바엘이디를 놓고 그동안 제일모직・두산전자 등 국내 소재 업체들이 인수전을 벌여왔다. 이 회사가 보유한 첨가제(도판트) 기술을 이용하면 핵심 소재의 성능을 높일 수 있어 기술 중요도가 크다. 고효율 OLED 전반과 공통층 소재 핵심 기술과 특허를 500여건 이상 보유했다. 지난해 매출은 3300만달러(약 366억6300만원)고 석・박사 이상 고학력 연구인력이 전체의 60%를 차지한다. 인수를 통해 제일모직은 OLED 공통층 소재 기술 대부분을 확보하게 된다. OLED는 양극(Anode)-정공주입층(HIL)-정공수송층(HTL)-전자수송층(ETL)-전자주입층(EIL)-음극(Cathode) 소재 층으로 이뤄진다. 이 가운데 HIL・HTL・ETL・EIL 4개가 공통층 소재다.
제일모직은 지난 2007년 OLED 소재 개발에 뛰어들었고 지난 2011년 200억원을 투자해 OLED 소재 양산공장을 준공했다. 올해 4월 갤럭시S4에 공급하는 ETL 소재 양산에 성공했다. 제일모직의 노바엘이디 인수에 따라 대면적 AM OLED 소재 시장을 놓고 국내외 기업간 경쟁은 더욱 치열해질 전망이다. 다우케미칼・두산전자・SFC 등이 이미 시장을 선점했고 도레이・머크 등 글로벌 소재 업체들도 진출을 노린다.
삼성・LG 특허전에도 영향을 줄 것으로 예상된다. 노바엘이디의 ‘화이트 OLED’ 소재는 LG디스플레이 OLED TV 기술의 핵심이다. 삼성디스플레이 관계사인 제일모직이 양산성이 좋은 화이트 OLED 소재 특허를 보유한다면 특허전에서도 무기가 될 수 있다. 박종우 사장은 “향후 디스플레이 시장 주도권은 핵심소재 개발 역량이 좌우하게 될 것”이라며 “제일모직이 글로벌 소재기업으로 거듭나는 중요한 변환점이 될 것”이라고 말했다.

AP시스템, 반도체 후공정 장비
‘범프 스퍼터’ 국내 최초 개발
AP시스템(대표 정기로)은 플립칩이나 3차원(D) 패키징과 같은 최신 300㎜ 웨이퍼 패키징 공정에 필요한 장비 ‘범프 스퍼터(Bump Sputter)’를 국내 처음 개발했다고 지난달 11일 밝혔다. 최근 반도체가 고집적화・소형화되면서 반도체 패키징도 크기를 최소화할 수 있도록 와이어 본딩 방식에서 플립칩 또는 3D 패키징 방식으로 변화하고 있다.
범프 스퍼터는 플립칩의 UBM(Under Bump Metallization)과 3D패키지의 UBM 및 TSV(Through Silicon Via)를 채우기 위해 필요한 장비다. 패키징 방식 변화에 따라 이 장비에 대한 수요도 높아지고 있지만 그동안 외산에 의존해 왔다. 시장조사 전문업체 욜에 따르면 플립칩 및 3D 집적회로 시장은 향후 연간 20% 정도 성장이 예상되며, 관련 장비 시장은 35%이상의 고속 신장이 기대된다.
AP시스템은 반도체 스퍼터 국산화를 위해 지난 2011년부터 이 장비를 개발해왔으며, 최근 300㎜ 웨이퍼용 제품 개발에 성공했다. 이 회사는 자사의 최신 장비가 금속막 품질에서 외산 장비와 동등한 품질을 보여줄 뿐만 아니라 생산성은 30% 더 개선됐다고 설명했다. AP시스템의 강점인 자체 장비 제어 소프트웨어 기술을 이용했다.
AP시스템 관계자는 “외산 장비업체가 독점하고 있는 시장에서 국산화에 성공함으로써 반도체 장비 매출 비중도 대폭 증가할 것”이라며 “급속열처리장비(RTP: Rapid Thermal Process)와 레이저열처리장비(LTA: Laser Thermal Annealing)에 이어 신규 반도체 장비 연구개발(R&D)을 지속적으로 추진하고 있다”고 말했다.

금호전기, 미국・중동에 LED 조명 수출
금호전기가 발광다이오드(LED) 조명 해외 수출에 가속도를 내고 있다. 금호전기(대표 박명구)는 미국 호워드・GCL・시그마루미너스와 안정기 호환형 LED 형광등(튜브형) 50만개, 레오낙과는 연간 10만개 계약을 맺고 제품을 공급하고 있다고 28일 밝혔다. 미국 동부지역 REW와는 협력 계약을 체결하고 월 2만5000개씩 연간 30만개를 9월부터 공급한다. LED 비상등 업체 그린와이드와 공동으로 파키스탄에 충전식 LED 비상등도 수출한다. 특허권을 보유한 그린와이드와 기술 협력을 체결했다. 연간 총 150만개를 제공할 예정이다.
이 회사는 지난 2011년 안정기 호환형 LED튜브 미국 수출을 위해 ETL 인증, DLC 인증을 취득했다. 회로기술에 관한 특허도 취득했다. 충전식 LED 비상등은 국제 발명특허를 획득한 제품이다. 평상시에는 백열전구를 대체해 LED 조명으로 사용하고, 휴대용으로 사용할 때는 소켓에서 전구를 분리해 사용할 수 있다. 리튬이온전지를 포함했고, 3단계 전환스위치(AC・DC・OFF)를 이용한다.

디스플레이 장비 시장 중국 의존도 심화…내년에는 70% 넘어서
세계 디스플레이 시장에서 오로지 중국만 나홀로 설비 투자를 지속하면서 장비 시장을 삼켰다. 디스플레이 산업 후발국인 중국이 빠르게 기술을 추격할 수 있는 비결이지만 세계 장비 업계에는 중국 의존도 심화라는 부메랑으로 돌아오고 있다. 이미 미국과 일본 등 글로벌 장비 업체들이 중국 시장을 선점하면서 국내 업체들은 설 자리가 줄어들고 있다.
지난달 26일 시장조사 업체 NPD디스플레이서치에 따르면 올해 전 세계 박막트랜지스터(TFT) 어레이 장비 시장은 35억달러(약 3조9300억원)에 그칠 전망이다. 이 가운데 절반이 훌쩍 넘는 20억달러(약 2조2500억원)가 중국 시장에서 발생했다.
셀과 모듈 장비까지 포함하면 비중은 더 커진다. 전 세계 디스플레이 장비 시장은 올해 약 75억달러, 이 가운데 중국 시장은 67%에 달한다. 침체된 시장에서 유독 중국만 설비 투자를 감행하고 있다는 점에서 이 같은 추세는 당분간 지속될 전망이다. 특히 내년에는 중국 시장이 독주할 것으로 보인다. 내년 TFT 어레이 장비 시장은 33억달러에 이를 것으로 예상되며, 그중 중국 시장 규모는 75%를 차지하는 25억달러(약 2조8100억원)다. 전체 디스플레이 장비 시장은 약 74억달러로 예측되며, 역시 중국 시장 비중은 74%에 달할 것으로 추산된다. 디스플레이 산업의 핵심 경쟁력을 좌우하는 설비 투자를 중국이 주도하고 있다는 뜻이다. 불과 지난해까지만 해도 중국과 한국의 장비 시장 규모는 비슷했다.
문제는 국내 장비 기업들이다. 최근 중국 BOE로부터 장비를 수주하는 국내 업체들이 생겨나긴 했지만 투자의 70% 이상은 대부분 미국과 일본 기업들이 가져갔다. 정부의 전폭적인 지원을 받는 중국 패널 업체들이 가격은 다소 비싸더라도 기술을 전수 받을 수 있는 글로벌 기업을 선호하기 때문이다. 일본 기업들은 자국 내 시장이 악화되면서 중국에 일찌감치 진출, 현지 시장을 선점할 수 있었다.
그나마 한국이 독보적인 위상을 구축한 유기발광다이오드(OLED)용 장비는 호응을 얻고 있지만, 기술적 한계와 마케팅 능력 부족이 발목을 잡고 있다. 중국 시장을 놓치다 보니 올해 들어 국내 장비 업계는 부진을 면치 못하고 있다. 더욱이 국내에서는 패널 기업들의 이익이 장비 협력사 전반으로 확산되지 못하고 있다. 한국디스플레이산업협회 최영대 상무는 “지난해 20대 국내 장비 기업의 매출은 평균 37%가 줄어들었다”며 “투자 확대 품목 위주로 제품 포트폴리오를 다각화하고는 있지만 한계가 있다”고 말했다.

미래나노텍, 0.3~0.6㎜ 두께 초박형 필름 타입 도광판 9월부터 양산
미래나노텍(대표 김철영)은 0.3~0.6㎜ 두께의 초박형 필름 타입 도광판을 9월부터 양산한다고 지난달 28일 밝혔다. 도광판은 발광다이오드(LED)에서 발생하는 빛을 화면 전체에 고르게 뿌려주는 LCD 백라이트유닛(BLU)의 핵심 부품이다. 보통 투명 플라스틱 재료인 PMMA(Poly methyl methacrylate)를 사출이나 압출 방식으로 만들며, 소형의 경우 두께는 0.7~1mm 정도다.
미래나노텍이 개발한 필름 타입 도광판은 기존 도광판 두께의 절반에 불과하다. 게다가 생산 공정도 압출이나 사출이 아닌 롤투롤 임프린팅 공정 적용이 가능해, 생산 속도를 2배 이상으로 끌어올릴 수 있다. 롤투롤 임프린팅 공정으로 필름 타입 도광판을 양산하는 것은 미래나노텍이 세계 처음이다.
미래나노텍은 디스플레이용 광학필름을 주력 사업으로 영위해 온 기업이다. 광학필름 양산을 통해 양산 노하우가 쌓여, 초박형 필름 도광판 생산에도 도전했다. 9월부터 월 100만 개 이상 생산할 예정이며 국내외 스마트패드와 노트북 등 중형 디스플레이 시장을 중심으로 공략한다. 향후에는 월 500만 개 이상으로 생산 능력을 확대한다는 계획이다.
미래나노텍 관계자는 “초박형 도광판은 기존 도광판 두께의 절반에 불과하기 때문에 두께를 줄여야 하는 노트북이나 스마트패드 시장에서 큰 인기를 끌 것”이라며 “디스플레이용 광학필름 제작의 오랜 경험과 공정을 바탕으로 롤투롤 임프린팅 공정을 적용, 대량 수요에 원활하게 대응할 수 있는 것도 큰 강점”이라고 말했다.

반도체협회, 국제표준 한글본 최초 발간
한국반도체산업협회(KSIA, 회장 전동수)는 ‘차세대 반도체 장비 및 소자의 표준화 기술개발 사업’ 일환으로 국제반도체장비재료협회(SEMI)와 공동으로 국제 표준 한글본을 발간했다고 밝혔다. 그동안 반도체 업체 개발자들이 영문 표준을 그대로 사용하면서 정확한 이해도가 떨어지고 이를 활용하는 것도 불편했다. 오적용하는 경우도 있었다.
KSIA는 한국 정보 및 제어 기술위원회(Korea Information & Control Technical Com-mittee)에 의뢰해 SEMI의 표준 가운데 국내 반도체 업계에서 활용도가 높은 9개를 선정해 한글화했다. 자주 쓰이는 국제표준은 추가로 선정해 한글화 작업을 지속할 계획이다.
표준화 기술 개발 사업은 지난 2008년부터 산업통상자원부(옛 지식경제부) 산업융합원천기술개발사업 중 하나로 추진됐다. 이같은 노력 덕분에 지난달 국내에서 제안한 반도체 제조 공정자동화에 관한 표준 ‘E94’ 개정안이 국제 표준으로 채택됐다. 지난 1월 반도체 장비간 통신 소프트웨어 기술표준(SEMI E5-0712)에 이어 두 번째다. E94 표준은 수율・생산성에 직접 영향을 주는 부품(캐리어)을 바꿀 때 제약 조건을 바꿔 불필요한 대기시간을 단축시켜주는 기술이다.

주성엔지니어링, AUO에 옥사이드
TFT용 MOCVD 첫 공급
주성엔지니어링(대표 황철주)은 옥사이드(산화물) 박막트랜지스터(TFT)용 유기금속화학증착장비(MOCVD)를 대만 AUO에 공급했다고 지난달 18일 밝혔다.
옥사이드 증착을 위한 장비를 물리기상증착장비(PVD)가 아닌 MOCVD로 개발한 것은 주성이 세계 처음이며, AUO는 지난 해 중반부터 이 장비를 테스트한 후 첫 채택했다. MOCVD 방식은 PVD 방식 대비 이동도가 3배 이상 증가하고 전력소모량 또한 20% 이상 줄이는 효과가 있다고 주성은 설명했다. 옥사이드 TFT는 비정질실리콘(a-Si)보다 전자이동도가 a-Si에 비해 20~50배가 높아 고해상도 디스플레이 구현이 가능하며, 전력 소모도 줄일 수 있다. 옥사이드가 플렉시블・투명・유기발광다이오드(OLED) 등의 차세대 디스플레이에 적용되고 있어, 주성엔지니어링은 이번 공급을 시작으로 세계 시장 확대에 주력할 계획이다.
주성엔지니어링은 이번에 MOCVD와 함께 LS(Local Space) 플라즈마화학증착장비(PECVD)도 공급키로 했다. LS PECVD는 플라즈마를 유리 기판과 이격시켜 필요한 부분에만 플라즈마를 발생시키는 장비다. 증착 과정에서 발생되는 파티클과 불순물을 제로 수준으로 제거할 수 있다. 회사 관계자는 “현재 세계적으로 차세대 디스플레이 핵심 기술 경쟁이 치열하게 진행되고 있다”라며 “이번 옥사이드 MOCVD와 LS PECVD의 첫 공급을 발판으로 급변하는 디스플레이 시장에서 가파른 매출 성장을 이끌어 내겠다”고 말했다.