NFC Ferrite sheet 동향 세라믹소재정보은행무단복제금지 1

1. 서론 최근들어스마트폰의대중화로인해인터넷서비스가활성화되었고, 다양한대금결제서비스의편리 / 보안에대한중요도가요구되고있는상황에신개념의데이터송수신시스템으로 NFC 라는새로운개념의정보호환시스템이전세계적으로급속하게대두되고있다. NFC는 Near Field Communication의약자로 10cm 정도의근거리에서신용카드결제, 호환되는단말기간의 P2P 데이터송수신, Read/Write mode에서의 RFID 처리등의기능을가지는 RF처리국제표준규격으로현재 NFC Forum에서활발하게적용분야를넓혀가며진행되고있다. NFC의장점으로는블루투스 /WIFI/UWB 등의다양한송수신시스템과호환이가능하며, 저전력이용이가능하며, 기존의 RFID 시장을모두대체가능하다는잇점이있어서최근들어스마트폰에적용되는사례들이점점많아지고있으며스마트폰이외에다양한 Portable 기기에도적용이확대되고있는추세이다. NFC 의적용사례 세라믹소재정보은행무단복제금지 2

NFC 와다른통신방식간의차이점 - NFC의국내동향 2011년부터 NFC 기능의핸드폰장착이가속화되고있는상황이다. 2011 년 NFC 기능을지원하는단말기수는 300만대로추정되며, 2012년 1,300만대, 2015년도에는전체스마트폰의 80% 가 NFC 기능이장착되리라예상된다. 이러한 NFC 단말기의급격한성장속에국내의방송통신위원회에서는하나의시범서비스로 2011년 11/10~12/31 명동지역을대상으로 NFC 시범서비스를개시하기도하였다. 또한국내모바일 3사에서도 NFC 사업에맞는신규서비스를소개하고있는데, SKT는하나 SK 카드를통해, KT는 BC카드를통해모바일카드주도권을놓고경쟁을벌이고있으며, 특히 2012년상반기중하나은행등일부은행지점에 NFC 기반 ATM시스템을도입하리라예상된다. - NFC의해외동향해외에서는 NFC에대한이슈가국내보다더욱활성화되는상황이다. 2011 년 11월세계이동통신사업자협회 (GSMA) 에소속된전세계 45개이동통신사들이 NFC 모바일결재표준으로지지한다고공식선언하였고, 2012년 PC, 게임기등으로 NFC 플랫폼이점차확대되리라예상하고있다. 또한 2016년에출하되는전체휴대폰의 85% 가 NFC 기능이탑재될것으로 ABI 리서치보고서에서발표하기도하였다. NFC 기능이장착된핸드폰동향을살펴보려면참고문헌자료에있는 NFC World에각핸드폰제조사별 NFC 기능이장착된시판모델과개발모델들의리스트를확인할수있다. 세라믹소재정보은행무단복제금지 3

연도별 NFC 폰의예상전망 NFC의구조는안테나, Main IC, Ferrite sheet 등으로구분할수있다. NFC의핵심부품인 Main IC는 Philips사의반도체자회사인 NXP를필두로 Texas Instrument, STMicro 등유수의반도체전문회사에서담당하고있다. 반면에안테나파트는대부분 F-PCB 공법을이용하여회로를구성하고있는데 F-PCB 전문제조회사에서생산을담당하고전문안테나개발회사에서패턴디자인과 RF Matching을맡아서하는이중구조로진행중이다. 그외에 Ferrite sheet part는 NFC가도래되었던초창기에는금속분말을 polymer와혼합한 Flexible polymer sheet가주로사용되었다. Flexible polymer sheet는대량생산및 size를대형화할수있는장점이있으나, polymer 사용에따른손실의증가로인해안테나특성이저하되는현상이발생하고, 또한전자기기의경박단소화에따른낮은두께의 NFC 안테나를요구하고있으나 Flexible polymer sheet는두께를낮출수없는치명적한계와투자율증진이어렵다는단점으로인해최근들어 Ferrite 분말을그린시트상태로만든다음소결하여형성한 Sintered Ferrite sheet가급속하게증가추세를보이고있다. 이에본기고에서는 Sintered Ferrite Sheet 에대한국내외기술동향에대 해서언급하고자한다. 세라믹소재정보은행무단복제금지 4

NFC 의구조 2. 본론및결론 2-1. NFC Ferrite Sheet의기능현재 NFC Ferrite sheet는스마트폰에제일많이적용되며부착위치는배터리후면이나휴대폰의후면케이스안쪽에많이부착되는추세이다. NFC 안테나와반대편안테나 Reader기간의통신은안테나코일에의한자기장의발생으로진행된다. 그리고 NFC 안테나는휴대폰단말기의형태상후면에부착되기때문에금속재질과붙는경우가많아진다. NFC Ferrite sheet 의스마트폰장착의예 세라믹소재정보은행무단복제금지 5

Reader/Tag 간의안테나코일에의한자기장발생 이때안테나와금속간의부착하는경우, 이는근거리통신과원거리통신모두의경우안테나특성에어려움을발생시킨다. 이러한문제에서의가장쉬운해결책은금속과안테나사이의거리를띄우면가능하지만 NFC 통신에서는이러한방법이적용되기힘들다. 금속과안테나사이에서발생되는문제는주로금속자체가안테나코일의 SRF를변화시켜손실을악화시키고, 안테나코일의인덕턴스를낮추기때문이다. 이러한주된원인은자기장으로인해금속에서발생하는와류 (Eddy Current) 에의한것으로와류는안테나코일이금속이바로붙을때주로발생하여통신장애를일으킨다. 자기장에의한와류의발생 와류를없애기위해서고투자율와고저항재료를금속과안테나사이에위 치시켜서자기력선을조절할수있는데이때제일유용하게사용되는재료 세라믹소재정보은행무단복제금지 6

가 Soft Ferrite 이며적절한투자율과손실, 두께를가진 Ferrite sheet 를 사용하여최근에 NFC 안테나에주로붙여서사용되고있다. Ferrite sheet 의유무에따른자기장그림 Ferrite sheet의형태는소성된 Ferrite 기판에부분절단을하고양면에 Tape를부착하는구조로제작된다. 부분절단은기판과 Tape의부착후유연성을주기위한목적으로진행된다. 최근 Ferrite sheet의기술적추이는고투자율, 박형화, 그리고대면적화되는경향으로발전하고있으며 Ferrite 이외에 Tape의박형화도같이진행중이다. Ferrite Sheet 의내부구조 2-2 해외업체동향 일본의 Maruwa, Toda Kogyo, Hitachi metal, TDK 등 Ferrite 전문회사 세라믹소재정보은행무단복제금지 7

에서최근들어연이어 NFC sheet 제품을출시하고있다. 국내시장점유율이제일높은 Maruwa는수년전에 NEC-Tokin의 Ferrite 사업부를인수하여 Ferrite 사업을시작하게되었는데해외업체중에서제일적극적으로국내시장을진입하였다. 100에서 500까지의다양한투자율제품을선보이고있으며국내 NFC 핸드폰시장을선점한상태이다. Maruwa FSF series Ferrite sheet 의특성그래프 Toda Kogyo 는다른 Ferrite 부품회사와는달리 Ferrite 분말도공급하고 Ferrite 부품도제작하는전문회사로서 NFC Ferrite sheet 구조와조성기술 에대한많은국내외특허를보유하고있는상태이다. Toda Kogyo 의 NFC Ferrite sheet 관련미국특허 (US2008/0223947) 세라믹소재정보은행무단복제금지 8

Toda Kogyo 의 NFC Ferrite sheet 소개자료 TDK는세계일류의 Ferrite 관련전자부품종합회사로 Ferrite sheet가나오기이전에 Polymor type의 Flexible 전파흡수체로일본내 RFID용으로많은판매를보여주었고, 최근에 Ferrite sheet 역시출시되어판매를늘리고있는상태이다. TDK NFC Ferrite Sheet series 의특성그래프 Ferrite 전문업체인 Hitachi metal 역시조성및공정기술을이용하여최 세라믹소재정보은행무단복제금지 9

근에 NFC sheet 를출시한상태이다. Hitachi metal NFC Sheet MS-NF series 2-3. 국내제조사동향국내에서는 Ferrite Inductor를제조한경험이있거나안테나회사위주로 NFC Ferrite sheet 사업이진행되고있다. 아모텍, 지오, 삼화전자, 세라텍, EMW 등의회사가참여하고있으며현재는양산라인을구축하는실정이다. 여기에사용하는 Ferrite 분말은해외업체인일본의 Toda Kogyo나미국의 Powder-tech사제품, 또는국내 Ferrite 분말제조사인 Temen, SCC 등아니면자체조성을이용하여자사에분말제조공장을차려서진행하기도하고있다. 국내 NFC Ferrite sheet 제조사가서로경쟁하듯이많아지는이유는삼성, LG, 펜텍과같은세계적인규모의스마트폰제조회사가자국내에위치하여국내부품을검증하고적용하기편리한잇점이있으며, Ferrite 분말을이용한 Inductor/Filter/Antenna 등의다양한부품들을제조한경험을바탕삼아유수의업체들이 NFC Ferrite sheet item을개발하고있다. 그러나일반전자부품과제조공법이상이한몇몇공정이있어서이를양산성있게조절해야하는필요성이있으며, 일본선진사의원천특허를회피할수있는자신만의독자적인공법이있어야유수의선진업체와경쟁하는 NFC Ferrite Sheet 시장에서생존할수있으리라사료된다. 세라믹소재정보은행무단복제금지 10