여성과총 10주년 기념식
“여성과학자들 역량 발휘하는 환경조성 이뤄져야”
지난달 7일 한국여성과학기술단체총연합회(여성과총, 회장 김명자)가 창립 10주년을 맞이해 한국과학기술회관에서 기념식 및 기념 학술대회를 열었다.
‘과학으로 여는 행복한 세상’을 주제로 열린 이번 학술대회는 문길주 한국과학기술연구원장의 기조강연에 이어 패널토론, 단체지원사업 결과 발표, 미래인재 시상식 순으로 진행됐다. 김명자 회장이 토론 좌장을 맡았고 김나영 분당서울대병원 교수 등 여성과기인 7명이 패널로 참여했다.
한편 ‘과학기술과 복지’를 기치로 올해 여성과총이 추진했던 단체지원사업에 약 14개 기관이 참여, 각 단체의 여성과학자들이 모여 연구한 성과를 발표하는 자리도 마련됐다. 참여기관 중 하나였던 한국세라믹기술원은 기업협력센터 김경자 센터장을 중심으로 연구를 진행해 왔다. ‘미래세대 복지증진을 위한 생활세라믹 활용과제 탐색’을 주제로 여성 세라믹 기술인들과 생활밀착형 세라믹 R&D과제들을 도출해냈다.
김 센터장은 “도자기, 내열유리, 코팅제 등으로 세분화한 분야를 가지고 현황파악, 토론회, 공청회 등 연구를 진행했다”며 “이를 토대로 실천 프로그램을 기획하게 된다면, 여성 과학자들이 주도한 복지증진 연구개발의 선례 남길 것”이라고 발표했다.
미래인재상은 생명과학에서는 김현경 서울대 생명과학부 박사후연구원과 이희정 연세대 화학과 박사과정이 수상했다. 수리과학 분야는 박희상 고등과학원 연구원, 공학 분야에서는 김현정 UC버클리 박사후연구원, 응용과학 분야에서는 배민정 서울대 기초과학연구원 박사후연구원이 상을 받았다.
축사에서 박근혜 대통령은 “정부도 여성과학기술인들이 최대한 역량을 발휘할 수 있는 환경을 조성하고 체계적인 창업지원을 펼쳐가는 일에 노력하겠다”며 “여성이자 어머니이며 과학기술인으로 우리 사회의 발전에 크게 기여하고 계신 여성과학기술인 여러분께 감사드린다”고 축하메시지를 전달했다.

스마트 배터리 셀포럼
“중대형 이차전지에서 캐쉬카우를 찾아라”
지난 달 6일 서울 디큐브시티 쉐라톤호텔에서 전자신문 주최로 ‘스마트 배터리 셀 포럼 2013’이 열렸다. 이날 포럼에서는 ESS와 전기자동차를 통해 지속적인 시장 선점에 위한 비즈니스 모델을 발굴과 신재생에너지와의 융합한 이차전지 산업의 경쟁력 확보 방안이 집중 논의됐다.
세계 여러 국가들의 친환경 규제 정책이 강화됨에 따라 이차전지 산업이 크게 주목 받고 있다. 글로벌 완성차 업체들은 탄소배출이 없는 친환경 에너지를 동력으로 하는 전기차 시장 선점에 나서는가 하면 에너지저장장치(ESS) 기반의 전력 수요관리나 발전원으로 대체하는 시장도 크게 성장하고 있다. 국내 이차전지 산업은 소형·중대형 전 분야에서 세계시장 점유율 1위를 지키고 있지만 원자재부터 전구체까지 수직계열화를 이룬 중국의 추격과 원천기술의 이차전지 종주국 일본 업계의 반격으로 더 이상의 선두자리를 지켜내기 쉽지 않다는 게 업계 공통된 시각이다.
축사를 맡은 김경원 전자부품연구원장은 “원전 등 각종 에너지 이슈로 중대형 배터리 시장 경쟁이 심화되는 가운데 내년을 시작으로 글로벌 이차전지 시장이 소형에서 ESS·전기차 중심의 중대형 시장으로 전환될 것”이라며 “우리 산업계는 소형분야에 이어 중대형 시장까지 성장세를 이어갈 수 있는 지속적인 경쟁력 마련이 절실하다”고 말했다.
이어진 발표에서 중대형 시장 선점을 위해서는 대기업과 중소기업 간 상생을 통한 다양한 비즈니스 모델로 경쟁력을 확보해야 한다는 주장도 제기됐다.
송호준 삼성SDI 상무는 “국내 산업계가 전지분야 원조국인 일본을 제쳤지만 정작 넘어야할 산은 소재 부품 강국으로 크게 부상 중인 중국”이라며 “4대 핵심소재 중 일본의 분리막을 제외하고 중국이 양극, 음극, 전해액 시장에서 1위를 점유하고 있어 산업계와 국가적인 차원에서 대책 마련이 시급하다”고 강조했다.
이에 따른 방안으로 송 상무는 “이차전지의 가격·안정성·에너지밀도를 극복하는 기술력 확보를 위해 4대 핵심소재의 국산화 추진과 우수 인력양성에 힘을 모을 때”라며 “중소대기업 간의 역할 분담(Two-Track)을 통해 대기업은 대량 생산의 원가 절감에, 중소기업은 다양한 틈새시장을 공략해 해외 현장에서 다양한 실적(Track Record)을 확보하는 전략이 가장 현실적인 대안”이라고 설명했다.
이와 함께 차세대 이차전지 개발을 통한 미래 시장을 지금부터 준비해야 한다는 의견도 제기됐다. 김영준 전자부품연구원 센터장은 “미국 에너지부(DOE)는 향후 5년간 1억2000만달러를 투입해 전기차와 ESS용 차세대 전지 개발에 이미 착수했고 일본도 도요타 등 산업계 중심으로 2011년부터 미래 전지 개발에 나서고 있다”며 “이차전지 시장은 리튬이온, 슈퍼커패시터, 납축전지로 경쟁 중이지만 가격과 에너지밀도 등의 경쟁력을 가진 차세대 전지 개발이 필요하다”고 말했다.
이에 정부도 차세대 전지 개발 등의 R&D지원과 중대형 시장 선점을 위한 전략로드맵을 수립해 내년 상반기 내 발표할 방침이다. 정병찬 산업통상자원부 사무관은 “2020년까지 4~5조원 투자할 계획으로 이차전지 산업 경쟁력 강화를 위한 전략로드맵을 수립 중에 있다”며 “투자는 중대형 리튬이차전지에 60%, 레독스플로우 등 차세대 전지 개발에 20%, 표준 정책 등에 20%를 채울 예정으로 특히 차세대 전지개발을 위해 미래부와 산업부 공동으로 기초 원천상용화 기술개발 연계사업을 곧 추진할 것”이라고 말했다.

산업부, ‘소재부품산업 정책 간담회’ 열어
산업통상자원부가 주최한 ‘소재부품산업 정책 간담회’가 지난달 25일 서울 반포 팔래스호텔에서 열렸다. 간담회는 소재부품 관련 정부산하기관장들과 업계 대표들이 참석한 가운데 진행됐다.
소재부품 발전 기본계획은 지난 2001년 ‘부품소재특별법’ 제정 때 관련 산업을 육성하기 위해 수립됐다. 정부는 당시 10개년 1차 계획(2001~2010년)을 만들었다. 지난 2009년엔 세계 5대 강국 목표를 담은 2차 계획(2009~2012년)으로 이어졌다.
이날 나온 3차 계획(2013~2016년)은 2차 계획의 후속이지만 2011년 발표된 미래비전 2020 때문에 어중간한 위치에 놓이게 됐다. 미래비전 2020은 윤 장관이 차관 시절 직접 마련한 전략이다.
때문에 이날 간담회는 ‘제3차 소재부품 발전 기본계획’은 중장기 산업정책이라기 보다 지난 2011년 수립한 ‘소재부품 미래비전 2020’의 실천 전략에 머물렀다. 윤상직 장관이 지식경제부 차관 시절 직접 미래비전 2020을 다듬었던 만큼 그 애착이 강하게 반영됐다는 후문이다.
이 때문에 산업부는 지금까지 3차 계획의 성격을 놓고 고민을 거듭해왔던 것으로 전해졌다. 미래비전 2020을 밑바탕으로 3차 계획을 만들지, 또 다른 미래를 겨냥한 새로운 발전 전략을 수립할지 의견이 엇갈렸다.
결국 윤 장관이 지난 9월 초안을 보고받은 뒤 미래비전 2020의 이행계획 수립을 지시하면서 지금의 모양이 됐다. 윤 장관은 이날 서울 팔래스호텔에서 별도로 열린 소재부품 업계 간담회에서도 자신이 수립한 미래비전 2020에 애착이 깊다고 말했다.
반응은 엇갈렸다. 거창한 구호에 연연하지 않고 실천에 초점을 맞춘 것은 긍정적이라는 평이다. 정권이나 장관이 바뀔 때마다 새로운 정책을 급조하는 것은 바람직하지 않다는 뜻이다. 하지만 미래비전 2020의 이행 계획에 초점을 맞추다보니 중장기 정책 본연의 모습을 갖추지 못했다는 지적도 있다. 3차 계획에 담긴 부품소재전문투자조합, 인수합병(M&A) 정보중개소, 소재종합솔루션센터 등 대부분이 과거 정책 기능을 개선하거나 보완하는 데 머물렀다.
장관 지시로 급작스럽게 정책 방향이 바뀌다보니 발표 시점도 늦어졌다. 3차 계획은 올 한해가 다 지난 11월말이 돼서야 나왔다. 한 학계 전문가는 “3차 계획이 중도에 이행 계획으로 바뀌면서 새로운 것을 시도하기 보다는 기존 정책을 뒷받침하는 형식으로 다소 축소된 느낌”이라고 전했다. 앞으로 수년간 나오지 않을 기본 계획인 만큼 양적으로 아쉬움이 많다는 뜻이다.
한편 이날 간담회에는 제일모직·포스코·인텔 등 국내외 대기업과 씨알텍·나노신소재·우리산업 등 중견·중소기업 대표와 임원들이 참석했다. 기업 대표들은 특허 관리에 대한 정부 지원 강화와 고난이도 대형 과제 지원을 확대해야 하다는 의견을 내놓았다. 윤 장관은 “소재부품 4강 도약을 위해서는 빠른 추격자에서 벗어나 시장 선도자로 나서야 한다”며 “특허 전략을 정비하고, 첨단 신소재 개발시 글로벌 수요기업이 보유한 소재 노하우를 적극 활용해야 한다”고 강조했다. (본지 정책동향 참조)

삼성, 전자소재연구단지 본격 가동
삼성그룹이 지난달 5일 수원사업장에서 전자소재연구단지 입주식을 갖고 본격 가동에 착수했다.
이 연구단지는 수원사업장 2단지 내 42만㎡의 유휴부지에 조성됐다. 삼성전자·삼성SDI·제일모직·삼성정밀화학 등 4개사 연구 인력이 입주해 공동 연구를 진행한다. 초기 인력은 3000여명이며, 꾸준히 규모를 확장할 계획이다.
이 연구단지에는 당초 삼성코닝정밀소재도 함께 입주할 예정이었으나, 미국 코닝으로 매각키로 하면서 제외됐다. 이날 입주식에는 권오현 삼성전자 부회장, 박상진 삼성SDI 사장, 성인희 삼성정밀화학 사장 등이 참석했다.

우리이앤엘,
칩온보드(CoB) LED 패키지 출시
우리이앤엘(대표 이학동)은 100와트(W)급 칩온보드(COB) 방식 발광다이오드(LED) 패키지 ‘WD38MKF’를 출시했다고 지난달 25일 밝혔다. COB 방식은 LED 칩을 인쇄회로기판(PCB)에 직접 실장하는 형태다. 일반적으로 조명용 LED는 표면실장형(SMD) 방식으로 생산된다. 칩을 기판 위에 얹고 리드프레임을 연결한 뒤 다시 PCB에 부착하는 식이다. COB는 알루미늄 방열 PCB 위에 바로 칩을 얹기 때문에 패키지와 모듈 공정을 일체화 했다. 생산 단가가 싸고 열 배출도 잘 된다.
이 제품은 한 개의 LED 패키지로 1만 루멘(lm) 이상의 광량을 낼 수 있고 발광부 디자인을 단순화 시켜 LED 조명을 디자인 하기 쉽다고 회사측은 설명했다.
우리이엔엘은 현동훈 한국산업기술대 교수팀과 산학 협력으로 이 모듈을 적용한 100W급 공장용 LED 조명을 제작했다. 250W 메탈 램프, 400W 수은등을 대체할 수 있다. 회사 관계자는 “기존 글로벌 업체 제품과 비교했을 때 효율이 더 높지만 가격은 절반으로 낮췄다”고 말했다.

서울시, 노는 땅을 태양광발전소로 활용
지난 달 21일 서울시는 올해 유휴부지를 활용해 추진한 태양광소발전소 용량이 20㎿를 넘어섰다고 밝혔다.
사업을 본격 추진한 올해 OCI와 한화는 최근 암사아리수정수센터 등 서울시 소유 유휴 부지에 총 7㎿ 규모 태양광발전소를 준공했다. 이와 함께 올해만 서남물재생센터 등에서 향후 16㎿ 규모 사업을 추진하기로 확정하는 등 사업은 빠르게 성장하는 추세다.
통상 1㎿ 규모 발전소를 설립하는 데 약 25억원을 투자하는 것을 감안하면 약 570억원 규모 투자가 태양광발전사업에 집중된 셈이다. 서울시는 ‘원전하나줄이기’ 사업 일환으로 지난해 한화·OCI·에너지나눔과평화 등과 총 250㎿ 규모의 태양광시설 설치 투자MOU를 교환했다. 투자비는 한화, OCI 등 사업자가 100% 부담한다. 그럼에도 태양광발전사업 투자가 활발한 데는 서울시의 지원제도도 한몫했다는 평가다.
서울시는 지난 5월 시 소유 부지에서 신재생에너지사업을 펼칠 때 임대료로 설비 1㎾당 2만5000원을 받도록 에너지조례를 개정했다. 공시지가로 임대료를 산정한다는 기존 조례를 적용할 경우 투자 부담이 크다는 우려가 반영됐다. 또한 서울시 자체 기후변화기금을 활용해 150㎾ 이하 태양광 발전시설을 설치하는 사업자에게 설치비의 50%를 장기저리로 제공하는 지원책을 마련했다. 발전사업자는 서울시 지원과 함께 생산 전력을 신재생의무할당제(RPS) 대상기업에 판매하면서 안정적인 수익까지 기대할 수 있고 서울시도 유휴부지를 활용해 수익사업을 펼칠 수 있다는 점에서 사업성장가능성이 크다는 평가다.
권민 서울시 녹색에너지과장은 “정수처리장뿐만아니라 공공건물 옥상 등을 대상으로 사업을 확대해 나갈 예정”이라며 “전력수요가 많은 서울시에서 태양광으로 직접 전력을 생산하기 때문에 전력피크를 억제하는 효과가 큰 사업”이라고 말했다.

핵심방산소재 사업과제, 15개로 확대
산업통상자원부와 한국산업기술평가관리원(KEIT)은 최근 ‘2013년 핵심 방산소재 기술개발사업’을 추가 공고하고 3개 신규 과제 수행기관 선정에 들어갔다. 산업부와 KEIT는 다음달 신규 사업자를 확정하고 정식 지원을 시작한다.
이달 전체 과제 선정을 마무리하고 본 궤도에 오르는 ‘핵심 방산소재 기술개발사업’은 소재 기술 국산화로 국방 예산 절감과 민간 산업 연계 발전을 꾀한다. 오는 2020년까지 민간 산업과 육해공 군수용으로 병행 활용 가능한 신소재를 개발하는 것이 목표다.
3개 과제는 세라믹 분야 ‘3차원(3D) 망상구조 고효율 압전·세라믹 복합체’, 금속 분야 ‘산화물 분산강화 금속재료’, ‘육상 병기·수송기기용 고비강도 경량 철강소재’ 개발 등이다.
산업부는 지난해 방위사업청과 국방력 증강을 위한 10대 신소재 원천기술 개발에 협력하기로 한 후 관련 사업을 진행했다. 지난해 5개 과제를 먼저 선정한데 이어 올해 3분기 7개 과제를 정했다.
다음 달 신규 사업자 선정이 마무리되면 핵심 방산소재 기술개발 사업 과제는 △금속(6개) △세라믹(4개) △융·복합(3개) △화학·섬유(2개) 등 총 15개로 늘어난다. 지난해 협약 때 밝힌 10대 소재 개발 계획보다 가짓수가 늘어났다. 앞으로는 추가 지정 없이 이들 과제를 중심으로 신소재 개발 사업을 진행한다는 방침이다.
산업부는 이들 과제에 7년 기간 내에서 매년 120억~130억 원 가량을 투자할 계획이다. 여기에 과제 수행기관이 대중소기업별로 25~75%를 현금 또는 현물로 추가 투입할 예정이다.

김태근 교수팀, 부도체 투명전극 기술개발

오믹접촉형성법 비교 <자료: 미래부>

지난 달 25일 미래창조과학부는 고려대 김태근 교수연구팀이 전류가 흐르지 않는 유리의 주성분인 SiO2(이산화규소·석영)같은 산화물 내부에 전도성 채널을 만드는 방식으로 투명전극 기술을 개발했다고 밝혔다.
기존 투명전극 소재로 쓰이던 인듐주석산화물(ITO) 전극은 가시광 영역의 투과도와 전기전도성은 높지만 자외선 영역에서는 빛을 흡수하고, 주 원료인 인듐의 매장량 대부분을 중국이 독점하고 고갈 우려도 있다는 한계가 있다.
유리는 가시광선뿐 아니라 자외선 영역의 빛에 대해서도 투과성이 높은 장점이 있지만 부도체이고 반도체 물질과 접촉했을 때 전류 주입이 어려워 전극 물질로 고려되지 않았다. 이번 연구 성과를 토대로 유리에 효과적으로 전류를 주입하게 되면 태양전지, 가시광 LED, OELD 등 다양한 디스플레이에 쓰이는 ‘투명전극’ 소재로 활용할 수 있다.
특히 이번에 개발된 유리 투명전극은 가시광 영역뿐 아니라 자외선 영역에서도 95% 이상 높은 투과특성을 보였다. 이런 특징을 활용하면 위폐 감별, 살균, 수질정화 등에 쓰이는 자외선 LED나 센서 등을 개발할 수 있을 것으로 기대된다.
이 기술의 핵심은 유리 내부의 산소 또는 질소의 결함을 제어해 전류가 흐를 수 있는 채널을 만드는 것이다. 전압 차로 유리산화물 내부의 금속원소와 산소 또는 질소와의 결합이 끊어지면, 금속원소 주변에 산소결함 또는 질소결함으로 이뤄진 채널이 생기고, 이 채널을 통해 전하가 이동할 수 있다. 연구팀은 “양산 기술과 신뢰성 테스트 기간을 고려할 때 실용화는 3~5년 후에 가능할 것으로 본다”고 밝혔다.
미래부와 한국연구재단의 ‘중견연구자지원사업(도약)’ 등 지원을 받은 이번 연구 결과는 ‘어드밴스트 펑셔널 머티리얼스’(Advanced Functional Materials)지 온라인판 11월 11일자에 실렸다.

최경철・유승협 연구팀, 투명 OLED 선명도 향상 기술개발
◁제작된 투명 OLED의 발광 전 후 사진. 투명 OLED의 발광 전 후 사진으로 뒷배경의 글자들이 헤이즈 없이 선명하게 보인다.
지난달 13일 KAIST(한국과학기술원) 차세대플렉시블융합센터의 최경철·유승협 교수 연구팀이 ‘콜로이달 리소그래피’라는 기술을 이용해 모든 시야각에서 효율을 높여 헤이즈를 없앤 투명 OLED 소자를 개발했다고 밝혔다. 이 연구성과로 투명 디스플레이의 상용화가 본격화될 전망이다.
한쪽 방향으로만 빛이 나오는 기존의 OLED와 달리 투명 OLED는 양방향으로 빛이 나와 자동차 앞유리에 바로 나오는 길 안내 서비스나 길거리 상점의 스마트 쇼윈도 등 영화에서 보던 제품을 구현할 수 있도록 해주는 미래형 디스플레이 재료다.
투명 OLED는 그러나 전극으로 얇은 금속이나 투명 전도성 산화물을 이용하기 때문에 빛이 양방향으로 퍼져나오며 관측자에게 도달하는 빛의 양이 기존 OLED 소자보다 적은 단점이 있다. 빛의 양이 적으면 결국 화면이 선명하지 않아 상용화에 한계가 있었다.

IBM왓슨연구소 한국연구원 세계 첫 4인치 웨이퍼에 단일원자층 그래핀 구현

△김지환(왼쪽)박사, 박홍식(오른쪽)박사
세상에서 가장 큰 단결정인 단일원자층 그래핀이 우리 연구진의 주도로 세계 처음 개발됐다. 김지환·박홍식 IBM 왓슨연구소 박사는 ‘매직 머티리얼(Magic Material)’이라 불리는 그래핀의 단일 원자층을 웨이퍼 크기 단결정으로 만드는 데 성공했다. 이 연구 결과는 지난 달 15일자 사이언스에 게재됐다.
그래핀은 전자를 실리콘보다 200배 이상 빠른 속도로 흘릴 수 있기 때문에 차세대 트랜지스터 물질로 주목받아 왔다. 하지만 그래핀에 기반을 둔 디바이스 양산을 위해서는 웨이퍼 크기의 단일원자층 단결정 특성을 유지해야 하는데 아직까지는 아무도 실현하지 못했다.
IBM 연구팀은 실리콘 카바이드 기판에 형성시킨 고품질 그래핀을 100%에 가까운 수율로 떼어낸 후 그래핀에 원치 않게 남은 한 층 이상의 그래핀을 정밀하게 제거해 4인치 지름 단결정 단일원자층 그래핀을 만드는 데 성공했다.
연구팀은 실리콘 카바이드 기판을 반복적으로 재사용하는 방법을 찾아 고품질 그래핀 필름 제조비용도 크게 개선했다.
이 연구를 주도한 김지환 박사는 홍익대와 서울대를 나온 뒤 미국 UCLA에서 재료공학 전공으로 박사 학위를 받았다. 지난해엔 특허 및 발명 공로를 인정받아 IBM 마스터 발명자(Master Inventor)로 선정됐다.
경북대를 나온 뒤 미국 브라운대학에서 전자공학 전공으로 박사 학위를 받은 박홍식 박사는 지난해 카본나노튜브 연구로 네이처 나노테크놀로지에 논문을 게재하기도 했다.
김지환 박사는 “그래핀은 전기적, 광학적, 기계적 성질로 고주파 트랜지스터나 광검출기, 휘는 디바이스, 바이오 센서 등의 재료로 각광받고 있다”며 “이번 연구결과는 그래핀에 기반을 둔 디바이스 성능 향상과 상용화에 크게 기여할 것”이라고 말했다.

지역 중소업체 필스톤,
금속절연기판 세라믹 접합 기술 개발

△김성협 필스톤 대표(왼쪽)와 연구진이 알루미늄을 이용한 금속절연기판의 성능을 테스팅 하고 있다.
지역 중소기업이 세계 최고 수준의 금속절연기판 세라믹 접합 기술을 개발했다. 전남 담양에 위치한 세라믹 소재 전문기업 필스톤(대표 김성협)은 알루미늄을 이용한 금속절연기판에 세라믹 복합체를 합성시키는 신기술 개발에 성공했다고 밝혔다.
이 기술은 가벼운 알루미늄 합금 위에 세라믹 복합체를 접합시키는 것으로, 방열 성능이 우수하고 절연 내압이 높아 고전력을 필요로 하는 전력반도체에 활용될 전망이다. 국내는 물론이고 일본 등 해외에서도 몇 차례 연구개발에 도전했지만 성공사례가 없는 한발 앞선 기술로 평가된다. 또 해외에 의존하던 전력반도체 모듈, 디스플레이 및 백라이트유닛(BLU), 전기자동차 파워모듈 등의 수입대체 효과와 역외수출도 기대된다.
지금까지 개발된 전력반도체는 금속과 세라믹 접합을 위해 솔더(Solder)를 사용했으나, 솔더가 열에 약해 반도체 내구성이 오히려 약화되는 단점을 보여왔다. 이 같은 문제점을 해결하기 위해 필스톤은 지난 2011년 전남테크노파크 지역산업기술개발사업 주관기관으로 참여해 고온에서 견딜 수 있는 세라믹복합체 합성기술 개발에 나섰다.
필스톤은 이종접합기술인 세라믹복합체 합성기술을 비롯해 충전재(Filler) 분산기술, 대면적 코팅 공정기술 등 2000여회에 걸친 신뢰성 테스트를 통해 무기유기 복합체 합성기술 노하우를 확보했다.
실험공정상 3일에 한번 진행하는 필드테스트에서 250번의 실패를 맛본 필스톤은 지난달 3㎸ 이상의 절연내압, 2W/m이상의 열전도율 특성을 나타내고 300℃의 고온에서도 장시간 견디는 금속절연기판 제조에 성공했다.
이 과정에서 필스톤은 지난 2년간 정부출연금과 자체연구비, 실험기자재, 부설연구소 설치 등 10억원을 투자했다. 신뢰성도 확보했다. 한국세라믹기술원과 한국화학융합시험연구원은 고온열전도도와 3500V 절연내력 측정에 대한 시험성적서를 통해 품질을 인증했다. 내년에는 6W/m의 열전도율, 5㎸의 절연내압 성능을 갖는 절연층 형성기술을 개발할 계획이다.
김성협 사장은 “지난 2년간 연구진들과 함께 밤잠을 설쳐가며 기술개발에만 전념해 왔는데 이 같은 좋은 성과가 나와 보람을 느낀다”며 “원천기술을 확보한 만큼 상용화를 위한 우수 파트너사를 선정해 양산시스템을 구축할 계획”이라고 말했다.

디지텍시스템스,
TSP 모듈공정 자동화 성공
터치스크린패널(TSP) 전문업체인 디지텍시스템스가 모듈 공정(후공정) 자동화에 성공했다고 지난달 4일 밝혔다. 수작업에 비해 수율을 대폭 높이고 생산 시간·비용을 동시에 절감할 수 있는 길이 열렸다. 특히 7인치 이상 중·대형 TSP의 미세 먼지(파티클) 관리 효과가 클 것으로 예상된다.
디지텍시스템스(대표 정희군·배진수)는 최근 TSP 모듈 공정 자동화 라인을 구축하고 이달부터 양산할 계획이다. 전공정(투명전극필름 패터닝 공정)에서 생산한 터치 센서와 연성인쇄회로기판(FPCB)를 연결하고 그 위에 강화 유리를 덮어 합지하는 라미네이트 공정을 일괄 자동화했다. 제품이 담긴 카세트와 FPCB 트레이만 사람이 넣어주면 최종 제품을 받을 때까지 기계적으로 처리된다. 월 20만장 처리 기준 1개 라인에 배치되는 인력은 주·야간 2명이다.
제품 크기는 5인치 소형부터 12.2인치 중대형까지 대응할 수 있다. 필름전극방식(GFF), 하이브리드형 강화유리일체형(G1F) 등 두 종류의 TSP에 적합하다. FPCB 부착 위치와 길이도 자동 조절할 수 있어 수요에 맞게 유연하게 공급할 수 있다.
현재 경기도 파주 공장에 1개 라인을 구축해 양산 테스트 중이고, 내년 5월까지 고객사 승인을 완료하고 5개 라인, 10인치 기준 200만장 규모로 증설할 예정이다. 기존 모듈 라인은 베트남 하노이 인근 공장 지역으로 옮겨 국내외 총 400만장 규모로 키울 계획이다.
이 회사는 지난 2008년 저항막 방식 TSP 후공정을 자동화하면서 성공 신화를 썼다. 삼성전자 프리미엄 휴대폰에 TSP를 공급하면서 영업이익 30% 이상을 기록했다. 이후 주요 스마트폰 업체가 정전용량 TSP를 채택하고 커버유리일체형(G1F·G2)으로 TSP가 진화하면서 신장세가 주춤했다.
선영기 부사장은 “저항막 방식 자동화 기술을 응용해 정전용량 TSP에 구현한 것”이라며 “공정이 챔버 안에서 일괄적으로 이뤄지기 때문에 파티클 관리가 수월하고 사람이 떨어뜨리거나 할 위험이 없어 품질·수율 개선 효과가 클 것”이라고 기대했다.

박막 태양전지 R&D에 부는 찬바람
박막 태양전지 R&D에 찬바람이 분다. 태양광 시황 부진이 장기화되고 결정질 태양전지 가격이 하락에 따른 가격 경쟁력 상실이 배경으로 지목된다.최근 한국에너지기술평가원이 공고한 ‘2013년 신재생에너지융합원천 중장기 과제’ 가운데 박막태양전지 기술 개발 사업은 기업참여 없이 마감된 것으로 확인됐다.
에기평은 박막 태양전지 연구부문에서 △플렉시블 CIGS 박막 태양전지 개발 △건식공정을 이용한 5G급 CIGS 모듈 제조기술 개발 과제를 공고한 바 있다.업계는 박막형 태양전지 기술 개발에 기업의 관심이 떨어진 것으로 추측하고 있다. 현재 태양광 시장이 결정질 태양전지 중심으로 형성되고 가격이 빠르게 내려가고 있다. PV 인사이트에 따르면 결정질 태양전지 평균 가격은 와트(W)당 0.707달러, 박막 태양전지는 평균 0.602달러다. 통상 효율 박막 태양전지 가격이 결정질 태양전지 가격의 50%까지 내려가야 시장 경쟁력이 생긴다.태양광 시장 불황이 장기화되면서 박막 태양전지 R&D에 장기 투자하는 것도 부담스럽게 여기는 분위기다. 국내에서 박막태양전지 R&D를 유지하는 기업은 삼성SDI(CIGS), LG전자(아모퍼스) 정도다.업계 관계자는 “현재 시장을 90% 이상 장악한 결정질 태양전지 사업도 포기하는 기업이 많은 상황에서 박막 분야 투자 엄두를 못내는 것이 업계 현실”이라고 설명했다.하지만 향후 박막태양전지 시장 확대가 예상됨에 따라 기술개발 필요성은 높아지고 있다. 박막 태양전지는 재료에 따라 CIGS, 아모퍼스, CdTe 등으로 분류하지만 필름 형태로 얇아 변형이 가능한 것이 공통의 특징이다. 때문에 건물에 설치가 쉽고 다양한 응용 제품 생산이 가능할 것으로 기대된다. 본격 양산으로 시장이 열리면 가격도 빠르게 떨어질 것으로 예상된다. 특히 향후 거대 시장으로 변모할 중동 등 선벨트 지역에 적용가능성이 높다는 평가다. 고온 환경에서 효율 감소 정도가 결정질 태양전지의 절반 밖에 안 되기 때문이다. 태양전지 효율 한계를 극복하는데도 박막 기술이 필수다. 도시바가 효율 24.8%로 세계 최고 효율 태양전지 개발할 수 있었던 것도 박막 기술을 응용했기 때문에 가능했다.안형근 건국대학교 전기공학과 교수는 “현재 국내 기업이 박막태양전지 기술개발 참여가 부진하지만 시간이 지날수록 태양전지 제조분야에서 박막 태양전지 기술과 결정질 기술의 벽이 허물어 질 것”이라며 “고효율 태양전지 제조 기술을 확보하기 위해 박막 분야 기술에 국가 지원과 기업의 관심이 필요한 상황”이라고 설명했다.

국내 연구팀, LED 웨이퍼 기판 휨 문제 해결 기술 개발
산업통상자원부 산업융합원천과제 중 하나인 고효율 조명용 광반도체 기술개발팀(책임자 윤의준 교수)은 LED 공정에 속이 빈 실리카 나노입자 합성 기술을 접목해 효율을 높이고 휨 현상을 방지하는 기술 개발에 성공했다고 지난달 14일 밝혔다.
국내 연구진이 조명용 발광다이오드(LED) 기판의 휨 문제를 해결하는 신개념 공정을 개발해 ‘사이언티픽 리포트(Scientific Report)’ 온라인판에 게재했다. 사이언티픽 리포트는 네이처 자매지로 과학계 권위 있는 학술지다.
보통 LED를 제조할 때 사파이어 기판 위에 갈륨나이트라이드(GaN) 단결정 박막을 1000℃에서 성장시킨다. 하지만 사파이어와 GaN의 열 수축 성질이 달라 결정 성장 후에 기판이 휘는 현상이 발생했다. 대면적 기판으로 갈수록 휨 현상이 심해져 웨이퍼 크기를 키우는 데 애를 먹었다.
연구진은 사파이어 기판 위에 속이 빈 실리카 나노입자를 도포한 후 GaN 결정을 성장시키면 결정에 생기는 결함 농도를 크게 줄인다. 나노입자가 LED에서 발생한 빛을 산란시킴으로써 빛이 반도체 밖으로 많이 빠져나올 수 있게 해 휘도 향상에도 도움이 된다. 합성 방법을 바꿔 가면서 실리카 나노입자의 지름과 두께를 조절할 수 있다. 기존 LED 제조 공정을 그대로 활용할 수 있어 경제적이다.
이번 연구팀에는 윤의준·차국헌·한흥남 서울대 교수, 박진섭 한양대 교수, 조이길·최인석 KAIST 박사, 나니시 일본 리츠메이칸대 교수, 김종학·우희제 박사과정생 등이 참여했다. 속이 빈 나노입자를 이용한 LED 제조 기술은 한국·일본·미국·독일·중국에 특허등록 됐다.

OCI, 태양광발전사업 본궤도
지난달 20일 OCI에 따르면 미국 자회사 OCI솔라파워는 미국 텍사스주 샌안토니오에 40㎿ 규모 태양광 발전소를 이달 말 준공한다.
OCI의 태양광발전사업이 본 궤도에 오른 것으로, 폴리실리콘사업에 이어 태양광발전사업에 안정적으로 진입하면서 매출 상승을 기대할 수 있게 됐다. ‘알라모 프로젝트I’으로 명명되는 이 프로젝트가 완료됨에 따라 OCI는 이르면 내년부터 전력판매 수익을 올릴 수 있을 것으로 전망된다.
OCI 관계자는 “연말 완공으로 예정했지만 현재 태양광모듈설비는 거의 완료되면서 기계적인 준비는 끝났다”며 “전력계통 관련 테스트 등을 거쳐 본격적인 전력 판매가 이뤄진다”고 설명했다. OCI는 이어 최근 중국 태양광 모듈 기업 레네테크와 알라모II 프로젝트에 들어가는 모듈 구매계약을 체결했다. 두 번째 프로젝트는 내년 3분기 준공이 목표다.
OCI솔라파워는 지난해 미국 전력판매기업 CPS에너지와 전력판매계약을 맺고 태양광발전사업에 뛰어들었다. 400㎿ 규모의 태양광 발전소와 관련 부품 생산시설을 세워 25년간 장기적으로 CPS에 전력을 공급하는 사업이다. 샌안토니오 전력 소비자의 10%에 해당하는 약 7만 가구에 전력 공급이 가능하며 미국 지방정부 사상 최대 규모다.
OCI는 폴리실리콘 제조와 더불어 발전사업에까지 진출함으로써 안정적인 매출을 기대할 수 있게 됐다. OCI는 400㎿ 규모 사업이 계획대로 진행되면 25년간 약 25억달러 이상의 발전수익을 거둘 것으로 기대하고 있다.

LG이노텍, 메탈메시 적용 중대형 TSP 개발
LG이노텍이 메탈메시 센서를 적용한 중대형 터치스크린패널 개발에 성공했다.
커버유리 일체형(G2) TSP로 스마트폰 시장을 공략하고, 메탈메시 TSP로는 노트북PC·모니터 시장을 공략하는 투트랙 전략을 구사할 수 있게 됐다. G2에 이어 또 하나의 기술 장벽을 돌파한 LG이노텍이 TSP 시장에서 주도권을 잡을 수 있을지 주목된다.
LG이노텍이 인듐주석산화물(ITO) 소재를 대체한 메탈메시 중대형 TSP 개발을 완료하고, 양산 준비에 돌입했다고 지난달 21일 밝혔다.
메탈메시는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름에 격자 무늬 패턴을 그린 후 은·구리 등 순수 금속을 부착한 터치 센서다. 희소 금속을 쓰지 않아 원가 경쟁력이 높고, 응답 속도가 빨라 20인치대 중대형 TSP에 적합하다. 은나노와이어·탄소나노튜브(CNT) 등 ITO 대체 물질보다 상용화 수준이 앞섰다.
LG이노텍은 독자 설계한 회로 디자인을 적용해 터치 응답 속도를 높였고, 베젤(화면 테두리)은 크게 줄였다. 첨단 인쇄공법을 적용해 가격 경쟁력도 확보했다. 미세하고 복잡한 터치센서 회로를 단번에 찍어낼 수 있고, 공정도 종전보다 3분의 1 수준으로 줄였다.
23인치 TSP 베젤 두께를 5㎜ 이하로 줄인 초슬림 제품까지 개발했다. 내로 베젤 기술을 적용하면 노트북PC나 모니터의 크기는 유지한 채 디스플레이를 더 키울 수 있다.
시장조사업체 IHS는 TSP 시장이 지난해 182억달러에서 오는 2016년 387억달러로 두 배 이상 성장할 것으로 관측했다. 글로벌 PC 업체도 올해 들어 터치 기능을 지원하는 제품을 확대하고 있어 시장 성장 속도는 더욱 빨라질 것으로 보인다.
LG이노텍 관계자는 “메탈메시는 터치 민감도가 ITO보다 30% 이상 뛰어나다”며 “13인치 중대형 디스플레이부터 50인치 대형 화면까지 다양한 TSP를 제작해 스마트폰 외 다른 기기 시장을 공략할 것”이라고 말했다.
LG이노텍은 메탈메시 TSP 기술을 확보하면서 소형부터 중대형까지 제품 라인업을 갖췄다. 지난해 8월 G2 TSP를 세계 처음 양산한 데 이은 쾌거다. G2 TSP 터치 센싱 필름을 없애고 커버유리에 센서를 부착하는 첨단 기술이다. 화면 선명도가 좋고 응답속도도 빠르다. 당초 삼성전자가 먼저 개발에 착수했지만, 수율 부진에 허덕이는 사이 LG이노텍이 먼저 양산에 성공했다.

한화케미칼, 고효율 태양전지 기술 개발
한화케미칼이 초저가·고효율 태양전지 제조기술을 확보했다. 향후 생산라인 적용으로 시장 경쟁력을 강화할 수 있는 기반을 마련했다는 평가다.
지난 달 24일 업계에 따르면 한화케미칼은 고효율 태양전지개발 국가 R&D를 통해 효율 20.6% 단결정 태양전지를 개발했다.
한화케미칼은 지난 2010년 한국에너지기술평가원이 주관한 ‘초저가 고효율 결정질 실리콘 태양전지 및 모듈 양산기술개발’ 연구과제를 수행해왔으며 최근 과제를 마무리했다. 한화케미칼의 이번 성과는 기존 생산라인 변형을 최소화하면서도 세계 최저원가로 결정질 태양전지를 생산할 수 있는 기반을 마련했다는 데 의미가 있다.
시장에 유통되는 일반 단결정 태양전지의 효율은 19.0~20.7%, 다결정은 17.2~18.0% 수준이다. 현재 양산 고효율 태양전지 부문에서는 IBC와 HIT 셀 기술을 보유한 선파워와 산요가 각각 24.2%, 23.7%로 최고 효율을 보유하고 있다. 하지만 복잡한 구조와 공정으로 제조원가가 높은 것이 한계로 지적됐다.
국내에서는 신성솔라에너지가 지난 2011년 19% 고효율 태양전지 양산화 성공을 이루어 ‘Atlus 19’를 생산하고 있다. LG전자는 기존 생산설비 활용도를 높이는 동시에 시장에서 경쟁을 최소화하기 위해서 기존 P타입 생산라인 중 65㎿를 N타입으로 전환해 20% 수준의 고효율 결정질 태양전지를 생산하고 있다. 현대중공업도 19.5% 이상의 태양전지를 개발하고 양산시기를 조율하는 상태다.
한화케미칼은 음전극공극형구조(EWT), P타입 고효율태양전지(PERL) 요소 기술을 융합한 WT-PERL 구조를 적용했다. WT-PERL 구조는 고품질의 기판을 사용하지 않고도 고효율을 낼 수 있다. 모든 전극이 후면에 위치하기 때문에 반사에 의한 광변환 손실이 적다. 또 양산 장비 개발이 활발한 PERL전지 기술을 기반으로 하기 때문에 고효율과 양산을 동시에 달성할 수 있다. 특히 현재 보유하고 있는 대규모 제조공정에 추가 투자를 최소화할 수 있어 생산원가 부문에서 경쟁력을 보유할 수 있다는 평가다.
추가적인 공정비용을 낮추고 모듈 제조 시 내구성이 약한 EWT 구조의 한계를 극복하는 것은 앞으로 극복해야 할 과제다. 한화케미칼은 울산에 5㎿ 규모 파일럿 생산라인을 구축하고 향후 단계적으로 생산라인을 확대해 나간다는 계획이다. 기판비용을 제외하고 생산원가가 태양전지 기준으로 와트(W)당 0.24달러에 진입하는 것이 목표로 알려졌다.
한화케미칼 관계자는 “현재 연구성과를 두고 에기평의 평가가 진행 중인 단계”라며 “사업화, 양산 시기 등 구체적인 상용계획은 아직 확정된 것이 없다”라고 말했다.

2013년 전남세라믹협의회 임시총회
회칙 개정안 의결, 협의회 활성화 방안 토의

전남세라믹협의회(회장 배지수)는 지난달 28일 신한비치호텔에서 임시총회를 열고 회칙개정안 의결과 협의회 발전을 위한 활성화 방안에 대해 집중 토론이 있었다. 이날 임시총회는 노효섭(드림소재 대표이사) 총무의 진행으로 그동안의 협의회추진경과를 소개했다. 이어 배지수 회장은 개회인사말에서 “전남지역은 예로부터 도자기 고장으로 세라믹산업이 발전해 왔지만 협의체하나 없어 동종업계 정보교류 부재 등 횡적 네트워크가 안되고 있다.”며 전남지역협의회 활성화를 역설했다. 또한 배지수 회장은 “정부나 지자체에서 새로운 세라믹메카로 전남지역을 주시하며 적극 지원하고 있는 이때 우리 전남지역 세라믹업체가 하나로 뭉쳐 협의회가 중심이 되어 전남지역 세라믹산업 발전에 선도자가 되어야 한다.”고 강조했다. 이날 회칙 개정안은 그동안 임원진들이 수차례 심의하고 조정하여 현실에 적합한 회칙을 도출한 안으로써 만장일치로 의결하고 협의회 회칙으로 채택했다. 이어 협의회 활성화 방안에 대해서 참석자들은 다양한 의견을 제시했다. 다음 정기총회는 12월 19일 목포대 세라믹연구소의 세미나와 함께 송년회밤 행사를 개최하기로 의결했다. 이번 임시총회는 이어 같은 장소에서 개최되는 KOREA세라믹동반성장포럼 총회와 함께 전남지역 세라믹산업 발전을 모색하는 또 하나의 행사로서 더욱 의미가 있었다.