Ceramic & Advanced Material News 2 0 1 6. 0 4 한다 고 말했다. 권 교수팀은 이 소재로 LED 를 대체할 수 있는 제품을 만드는 것을 1차 목 표로 연구를 진행 중이다. 한국도자기, 경영난 타파 노력 국내 1위 도자기 제조업체인 한국

Ceramic & Advanced Material News 2 0 1 6. 0 4 한국세라믹연합회, 세라믹산업 자격설계 보완 한국세라믹연합회(회장 신재수)가 세라믹 산 업 분야 국가직무능력(NCS) 및 신직업자격 보완 을 진행한다. 지난달 25일, 한국세라믹 연합회는 세라믹 관련 전문가 10여 명과 함 께 사업 세부계획에 대해 논의했다. 연합회는 현재 국가직무능력 표준분야 단위에서 빠져 있는 유리가공제품제조, 시멘트가공제품제 조, 축로 분야를 추가하기로 했다. 한국세 라믹연합회 이준영 전무는 판유리가공품, 시 멘트 제조 종사자 수가 전통세라믹 산업 종사 자의 30%이상을 차지하고 있지만 이 산업에 관련된 직무 능력단위가 마련되지 않은 상태 였다 며 이번 보완을 통해 판유리가공품, 시 멘트 제조 종사자들도 세라믹 자격을 갖출 수 있게 될 것이라 본다 고 전했다. 이외에 연합 회는 국가직무능력의 종목별 능력단위를 실 정에 맞게 분할하고, 정비할 예정이다. 신직 업자격명도 실제 산업의 수요에 맞게 보완해 실질적으로 활용할 수 있는 자격으로 만든다 는 계획이다. 이 전무는 변화하는 산업현장 의 상황 기술변화 등에 맞게 자격이 보완될 수 있도록 노력하겠다 고 밝혔다. 한국도자문화협회, 2016년도 이사회 및 정기총회 개최 한국도자문화협회(회장 오유근)가 지난달 11 일, 세라믹회관에서 올해 이사회 및 정기총 회 를 개최했다. 제26회를 맞이한 이번 정기 총회엔 오유근 회장, 부회장을 맡고 있는 한 상목, 강원호 명예교수, 고문을 맡고 있는 신 세라믹 신재수 회장, 이삼평 14대손 이종 태 회장 등이 참석하였고, 이외에 자문위원, 이사 감사를 포함해 약 20여 명이 출석했다. 이 자리에서 오유근 회장은 협회 발전을 도 모하기 위해, 올해는 도자 관련 여러 단체와 활발하게 교류하며 신입회원 영입에 최선을 다하겠다 고 개회사를 전했다. 한국도자문화협회 정기총회 심의 안건으론 2015년도 사업보고 및 결산서보고서, 잉여 금처분(안)승인의 건, 2016년도 사업계획 및 예산서 심의의결 건, 2016년도 임원 추 가 선임 건 이 심의되었다. 작년에 협회는 이 삼평기념비 이전 논의, 일본 이삼평도조제 참관 및 도자문화 유적지 현지 답사 등의 사 업을 진행했다. 이날 전반적인 사업보고를 박 원숙 사무국장은 작년에 한국도자문화협회 홈페이지(www.koceca.or.kr) 또한 개설되 어, 협회와 소통을 할 수 있는 창구가 마련되 었다 고 밝혔다. 올해 사업으로는 홈페이지 운영 및 관리, 2016 한국국제세라믹 산업 전 참가 지원, 일본 이삼평도조제 참관 및 사 업시찰, 도자 관련 세미나 및 심포지엄 공동 추진 등이 발표되었다. 임원 추가 선임의 건 에선 윤광호 전 대림요업 공장장을 고문으로, 이철태 단국대 교수를 부회장으로, 김형수 한 국도자학회 회장을 학술이사, 이종태 이삼평 연구회 회장을 홍보이사로 선임하는 건이 발 의되어 가결되었다. 부경대 권한상 교수팀 에너지 변환 나노복합재료 발견 부경대 신소재시스템공학과 권한상 교수팀이 에너지를 자유자재로 변환시켜 주는 신소재 를 발견했다. 권 교수팀이 개발한 신소재는 FGM(경사기능재료 functionally graded material)의 한 종류다. 이 FGM은 철, 세라 믹, 알루미늄, 플라스틱 같은 원료의 양을 서 로 다르게 혼합하여 특별한 기능을 구현할 수 있게 한 복합재료다. 권 교수팀은 전도성의 금속과 비전도성의 세라믹이라는 전혀 다른 성질의 이종( 異 種 ) 재료들을 각각 함유량을 달리하면서 수만 번의 혼합실험 끝에 에너지 변환 나노복합재료를 찾아냈다. 이 연구결과 는 에너지 변환 경사기능 금속 - 세라믹 나노 복합재료 연구 라는 제목으로 세계적 과학저 널인 네이처 자매지 사이언티픽 리포트 (Scientific Reports) 최근호에 실렸다. 이 연구에는 권 교수와 함께 미래창조과학부 제 94호 연구소기업인 차세대소재연구소의 책임연구원 박재홍 박사 등이 참여했다. 권 교수는 이번 연구결과는 빛과 전기를 자유자 재로 변환시켜 산출하고, 특정한 빛을 다른 형태로 변형시킬 수 있는 소재개발의 가능성 을 처음으로 제시한 것 이라고 말했다. 그는 이 기술이 상용화되면 일상생활에 쓰이는 형 광등, 발광다이오드(LED) 등 광원들을 대체 할 수 있어 그 파급력이 매우 클 것으로 생각 46 ceramic korea

Ceramic & Advanced Material News 2 0 1 6. 0 4 한다 고 말했다. 권 교수팀은 이 소재로 LED 를 대체할 수 있는 제품을 만드는 것을 1차 목 표로 연구를 진행 중이다. 한국도자기, 경영난 타파 노력 국내 1위 도자기 제조업체인 한국도자기가 해외시장 확대와 명품 식기 수입, 새로운 브 랜드 사업 진출 등을 통해 위기 돌파에 나섰 다. 한국도자기가( 家 ) 장남인 김영신 한국도 자기 사장을 비롯해 둘째 김영목 한국도자기 리빙 사장, 막내 김영은 한국도자기특판 사장 이 함께 노력한다. 한국도자기는 지난해 청주 공장 가동을 40여 일간 중단하는 등 어려움 을 겪어왔다. 한국도자기는 최근 영국 스틸라 이트그룹에 자사 최고급 브랜드인 프라우나 와 백지(하얀 도자기) 등을 300만달러(약 35 억6200만원)어치 수출계약을 진행했다. 스 틸라이트는 세계 3대 도자기회사 중 하나로, 명품 식기로 유명한 로열크라운더비 등의 브 랜드를 보유하고 있다. 국내 도자기 제조업체 가 해외 B2B 시장에 진출하는 것은 처음이다. 한국도자기는 스틸라이트를 통해 한국에 진 출한 외국계 호텔 등 국내 B2B 시장에도 역 ( 逆 )진출할 것으로 기대하고 있다. 국내 B2B 그릇시장은 연간 5000억원 규모로 일반 도 자기시장(3000억원)보다 크다. 유럽 일본 등 외국산 제품이 시장의 70%가량을 점유하고 있다. 동시에 스틸라이트의 최고급 식기를 수 입해 판매를 진행한다. 그동안 본차이나 제조 만 했던 한국도자기가 해외 브랜드를 들여오 는 것은 이번이 처음이다. 김 사장은 다양한 소비자를 끌어안기 위해선 제품 다각화가 필 요하다고 판단했다 고 설명했다. 협업도 확대한다. 73년 된 한국도자기를 젊 은 회사 로 탈바꿈하기 위해 예술인과 손잡 았다. 1호 매장이 있는 서울 연희동 인근에 작업실이 있는 신진 작가 20여명에게 매장 을 빌려줘 작품을 판매할 수 있도록 할 계획 이다. 연희동 프로젝트 로 이름 붙인 이 협업 은 김영은 한국도자기특판 사장이 이끈다. 김 영목 한국도자기리빙 사장은 다음달 패브릭 (천)과 도자기를 결합해 만든 새로운 리빙 브 랜드를 선보인다. 김영목 사장은 전공인 도예 를 사업에 활용할 계획이다. KAIST, 안정된 상태로 유지 가능한 단일원자 백금 촉매 개발 상온에서 1년 이상 안 정된 상태로 유지 가능 한 단일 원자 백금 촉 매가 개발됐다. 연료 전지 기술에 적용할 경 우 과산화수소 생산도 가능할 전망이다. KAIST는 최민기 생명화학 공학과 교수와 김형준 EEWS 대학원 교수 연 구팀이 공동으로 1년 이상 단일원자 형태가 유지되는 백금 촉매 개발에 성공했다고 밝혔 다. 연구진은 이번 연구에 금속과 강하게 결 합할 수 있는 황 원자를 이용했다. 제올라이 트를 거푸집으로 사용해 황 원자가 다량으로 분포된 탄소 나노구조를 합성한 결과 이 물질 에 백금 촉매를 형성했을 때 단일 원자 형태 로 백금을 안정화시키는 것을 발견했다. 연구 진은 연구팀은 황과 결합된 이 탄소 소재가 일반적인 촉매 합성 방법을 통해서도 백금이 단일 원자 크기로 존재하는 것을 확인했다 며 기존 단일 원자 촉매는 불안정성으로 인해 구조가 쉽게 변했지만 연구팀이 개발한 촉매 는 상온에서 1년이 지난 후에도 대부분 촉매 가 단일 원자로 존재하는 안정성을 보였다 고 설명했다. 연구진은 일반적인 단일 원자 백금 촉매를 수소와 산소를 이용해 연료전지 기술 에 적용할 경우 대부분 물이 형성되지만, 이 단일 원자 백금 촉매는 고부가가치 물질인 과 산화수소(H 2O 2)가 95% 이상 만들어져 저렴 한 과산화수소 생산까지 기대했다. 백금 고체 촉매는 산업계에서 널리 쓴다. 백금 촉매 입 자를 최대한 작게 합성하려는 연구가 많이 이 뤄지고 있다. 고가 촉매 활성물질인 백금을 최대한 효율적으로 활용하기 위해서다. 그동 안 과학계에서는 가장 작은 구성원소인 단일 원자로 이뤄진 백금 촉매(0.1nm 수준)를 개발 했으나 안정성이 떨어져 특정 금속산화물을 담지체로 사용해 백금 원자를 안정화해야 했 다. 그러나 이마저도 장기적으로는 안정성이 떨어지는 경우가 대부분이었다. 탄소 소재는 전기전도성이 높고 저렴해 담지체로서 장점 을 갖고 있지만 금속을 안정화시키는 능력이 매우 떨어져 탄소 전극 위에서 백금을 합성시 키기는 어려웠다. 최민기 교수는 다른 단일 원자 촉매군에 비해 훨씬 높은 안정성을 가져 촉매 수명을 획기적으로 늘릴 수 있을 것 으 로 기대했다. 김형준 교수는 양자역학 시뮬 레이션을 이용해 단일 원자 백금 촉매가 탄소 담지체에서 갖는 안정성 및 특이한 선택성 등 의 원인을 밝혔다 고 말했다. 연구 결과는 네 이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications) 3월 8일자 온라인 판에 게재됐다. April 2016 47

Ceramic & Advanced Material News 2 0 1 6. 0 4 전북대, 2000 견디는 세라믹 코팅기술 개발 전북대 고온 플라스마 응용연구센터의 문세 연 교수팀이 2000 이상의 고온에서도 견 딜 수 있는 세라믹 코 팅기술을 개발했다. 문 교수는 이번 기술은 기존 방법보다 비용 이 적게 들고 비교적 쉽게 적용할 수 있어서 첨단 우주항공산업 발전에 큰 역할을 할 수 있을 것 이라고 말했다. 이 기술은 고온에 잘 견디는 하프늄카바이드 분말을 플라스마에 직접 투입하는 진공 플라스마 용사코팅 방 법을 활용한 것이다. 탄소복합재 등에 수백 마이크로미터 두께의 균일한 하프늄카바이드 보호층을 코팅해 고온에 견딜 수 있게 했다. 실험 결과 2000도 이상의 고온에서도 탄소복 합재를 완벽하게 보호하며 안정성을 입증했 다고 연구진은 밝혔다. 이 기술은 고온을 견 뎌내야 하는 우주선 등의 우주항공 분야와 발 전소 터빈 블레이드, 원자로 내벽, 자동차, 산 업기계 분야에 널리 활용될 수 있다. 연구 결 과는 세라믹 분야에서 세계 최고 수준의 저널 인 유럽 세라믹학회지(Journal of European Ceramic Society) 온라인판에 실렸다. 이번 연구는 미래창조과학부의 핵융합연구개발사 업과 우주기술개발사업의 지원을 받아 대양 산업과 공동으로 진행됐다. 한국지질자원연구원, 탄소광물화 적정기술 사업단 가동 탄소광물화 적정기술 사업단 이 태국서 가동 기념식을 갖고 본격 운영에 들어갔다. 한국지 질자원연구원은 태국 방콕에서 한국형 기후 변화 대응 CCUS 기술 아시아-태평양 비즈 니스 포럼 을 개최했다. 이 포럼은 8일까지 이 틀간 태국 방콕에 위치한 풀만그랜드수쿰빗 호텔에서 진행된다. 한국지질자원연구원과 녹색기술센터, 한국-태국 상공회의소가 공동 주관했다. 탄소광물화 적정기술 사업단 은 한국지질자원연구원이 유네스코, 한국-태국 상공회의소, 아시아지질자원위원회(CCOP) 가 협력하고 있는 개도국 대상 기후변화 대응 적정기술 확산 사업을 펼친다. 사업단은 지질 자원연과 한일시멘트가 보유한 한국형 기후 변화대응 탄소광물화 원천기술인 저탄소 그 린시멘트 기술과 CO₂ 활용, 폐지 재활용 기 술을 상용화할 계획이다. 지자연은 발전소, 시멘트, 제지산업에서 발생하는 13% 이하 저농도 CO₂를 직접 활용할 수 있는 세계 최 고 수준 원천기술을 확보하고 있다. 발전소 등에서 배출한 산업부산물을 활용해 저탄소- 고기능성 시멘트를 만드는 기술도 보유 중이 다. 이 기술은 지난 2012년 실증화에 성공했 다. 석탄화력발전 의존도가 높은 개발도상국 형 적정기술로 각광받고 있다. 제지공장에서 발생되는 이산화탄소를 직접 활용해 폐지를 고급용지로 재활용하는 기술도 실증화에 성 공했다. 사업단은 이 기술 국내외 상용화를 위해 UNFCC 기술메커니즘 이행기구인 기후 기술센터-네트워크(CTCN)을 활용해 개도국 수요 맞춤형 적정기술(생활쓰레기, 물 부족, 화장실 용수, 녹조 문제 해결 등)과 함께 패키 지화해 아시아-태평양 지역 개도국에 기술 이전한다는 계획이다. CTCN(Climate Technology Centre and Network)은 유엔기 후변화협약(UNFCC)에 따라 선진국과 개도 국 간 기술협력 지원을 위해 설립된 기술메커 니즘 이행기구다. 개도국에 온실가스 감축 기 술 이전을 하기 위해 2013년 설립된 국제기 구다. 개도국 온실가스 감축 관련 사업요청을 접수받고 관리하는 기후기술센터(CTC) 와 실제 사업을 수행하는 전문기관(Network) 으로 구성돼 있다. 안지환 사업단장은 주민 과 학생이 직접 수거한 폐지를 CO 2 마일리지 화해 도서구매 등에 활용할 수 있는 카본머니 (Carbon-Money) 시스템 구축과 IT를 융합 한 폐지 수거자판기 보급 등 세계시민교육 관 련 사업을 국내에 시범 적용 후 개도국 기술 지원을 통해 확대, 적용해 나갈 예정 이라고 말했다. 김규한 한국지질자원연구원장은 저 성장 늪에 빠진 세계 경제에 기후협약에 따른 온실가스 감축 행동은 부담이 아닌 새로운 기 회 라며 가능성이 무궁무진한 탄소광물화 시 장을 선점하기 위해 독보적인 세계 최고 기술 을 바탕으로 국내 기술 및 산업의 개도국 진 출을 위한 체계적인 기반을 조성해 나갈 것 이라고 밝혔다. 이 포럼에는 빌 게이츠의 빌 앤드멜린다게이츠재단에서 주최한 화장실 재발명 대회(Reinvent the Toilet Challenge) 에서 태양광을 이용해 물을 재생해 사용 하는 기술로 최고상을 수상한 미국 캘리포니 아공과대학 마이클 호프만 교수를 비롯한 하 버드대학, 일본 도쿄대학, 호주 퀸즐랜드대학 등 사업단 협력기관 인사가 참석해 기후변화 선진기술을 소개했다. 태국 지방정부 대표단 을 비롯한 동남아시아 각계 관계자도 참석해 기후변화 해결을 위한 정부, 산업계, 학계 노 력을 소개하고, 국제 협력체계 구축 방안을 논의했다. 지질자원연과 녹색기술센터, 한- 48 ceramic korea

Ceramic & Advanced Material News 2 0 1 6. 0 4 태 상공회의소 간에 기후변화대응 기술의 지 속가능한 산학연 국제협력 네트워크 구축을 위한 양해각서(MOU) 교환도 이루어졌다. 세 기관은 한국형 기후변화대응 기술의 개도국 이전 협력을 강화할 계획이다. 재료연구소, 바이오세라믹 3D프린팅 기술 이전 재료연구소는 바이오알파(대표이사 유현 승)에 맞춤형 의료기기 제조를 위한 바이오 세라믹 3D프린팅 공정 기술을 이전했다고 지 난달 8일 발표했다. 재료연구소 김해두 소장 과 연구책임자인 윤희숙 박사, 바이오알파 유현승 대표이사 등이 참석한 가운데 연구소 본관 대회의실에서 기술 이전 조인식을 가졌 다. 이전된 기술은 윤희숙 박사팀이 국내 최 초로 개발한 것으로 다양한 세라믹 소재를 3D 프린팅 할 수 있는 공정기술이다. 바이 오알파는 이전 받은 기술을 토대로 그동안 형 상 가공이 어려워 세라믹 골대체재를 적용하 지 못했던 턱뼈, 안면골, 두개골 결손 부위에 끼울 수 있는 환자 맞춤형 세라믹 골대체재를 상용화할 계획이다. 바이오알파는 국내 합 성 골대체재 전문 기업으로 뼈와 직접 결합하 는 고강도 생체 활성 세라믹 원천소재(BGS- 7)를 개발해 수년간의 임상시험 끝에 척추 추 간판(척추뼈 사이에 존재하는 원반 형태의 구 조물) 대체 의료기기를 제조, 식약처의 허가 를 받아 시판 중이다. 윤희숙 박사는 바이오 세라믹을 이용해 3D프린팅 기술로 제작된 의 료기기는 정형화된 기존 이식물과 달리 환자 의 수술부위 형상, 곡률 및 사이즈 등을 고려 해 제작할 수 있다 며 수술 시간과 회복시기 를 단축시키고 심미적 만족도를 향상시키는 등 긍정적인 효과가 많다 고 말했다. 연대 김현재 교수, 차세대 플렉시블 디스플레이용 공정기술 개발 김현재 연세대 전기전 자과 교수 연구팀이 동 시적 자외선-열처리 와 고압 열처리를 이용 해 저온에서 산화물 박 막 트랜지스터를 제조 하는 데 성공했다. 진공 공정으로 제작된 인 듐-갈륨-징크 산화물(InGaZnO) 박막 트랜 지스터는 모니터, OLED TV, 애플 아이패드 등 여러 제품에 광범위하게 적용되고 있다. 하지만 InGaZnO 박막 트랜지스터는 300 이상 고온 열처리 과정을 진행해야 본래 반도 체 특성을 가지므로 녹는점이 낮은 다양한 유 연 기판에 적용하기 어렵다. 연구팀은 고온 열처리 대신 동시적 자외선-열처리와 고압 열처리를 가해 각각 150 와 100 에서 InGaZnO 박막 트랜지스터를 제작했다. 자외 선 에너지와 기체 운동 에너지가 각각 InGaZnO 박막이 활성화되기 위한 에너지원 역할을 하는 것을 확인했다. 이렇게 제작한 InGaZnO 박막 트랜지스터는 기존 300 에 서 제작한 것보다 전기적 특성이 우수하고 신 뢰성이 높은 것으로 나타났다. 연구 책임자인 김현재 교수는 이번 연구에서 사용한 저온 공정 기술로 산화물 박막 트랜지스터를 다양 한 유연 기판 위에 직접 제작할 수 있고 차세 대 유연 전자 소자를 개발하는 데 응용 가치 가 매우 높다 고 설명했다. 또 이번 연구 결 과를 기반으로 다양한 유연 기판에 적용함으 로써 향후 유연 전자 소자 시장에서 가격 경 쟁력을 확보할 수 있다 고 내다봤다. 미코, SOFC 글로벌 시장 진출 기대감 높다 SOFC(고체산화물연료전지) 개발 기업 미코 가 지난달 도쿄에서 개최된 신재생&스마트 에너지 전시회 SOFC 시스템 부문으로 참가 했다. 미코 관계자는 이번 전시회 참가 목적 은 글로벌 네트워킹 기반 구축 이라면서 시 장 반응이 긍정적인 만큼 글로벌 진출에 대한 기대감이 높다 고 밝혔다. 미코는 SOFC 원 자재인 스텍(STACK)을 국내 기술로 완성했 다. 2KW 시스템은 필드테스트가 완료돼 상용 화 단계에 있고 5KW도 상용화 준비 중에 있 다. 미코 관계자는 어제 하루만 두바이, 네 덜란드, 미국, 홍콩 등 다양한 기업이 부스를 찾아 관심을 표했다 면서 분야도 선박, 항공 기, 연료전지 등으로 다양하다 고 전했다. 또 이번 전시회를 통해 기술력이 세계적인 수 준임을 확인했다 면서 해외 시장에서 경쟁 해도 SOFC 시스템이 결코 뒤지지 않는다 고 말했다. 한편 정부는 일반 가정집에 연료전지 1KW 납품 대중화를 목표로 하고 있다. 2018 년에서 2025년까지 에너지 자립성을 위해 울 릉도와 독도에 연료전지를 보급한다. 울릉도 에만 32000KW 연료전지를 지정했다. 1KW 당 1000만원 규모로 추산, 수천억에 달하는 April 2016 49

Ceramic & Advanced Material News 2 0 1 6. 0 4 시장이다. 미코 관계자는 올해 필드 테스트 진행이 완료되면 내년에는 사업화가 가능할 전망 이라며 내년부터는 본격적으로 매출을 기록할 수 있을 전망 이라고 밝혔다. KIST, 섬유형 트랜지스터 개발 실 형태의 전자섬유가 개발되면서 차세대 웨 어러블 컴퓨터 시대에 한층 다가섰다. 임정 아 한국과학기술연구 원(KIST) 광전소재연 구단 박사팀은 전자섬유를 실 형태로 만들어 엮는 기술을 개발했다. 전도성 실을 한번 코 팅하면 절연막과 반도체 막이 형성돼 실 형태 의 전계효과 트랜지스터를 구현된다. 전계효 과 트랜지스터란 반도체 내 전기전도 과정에 전자 또는 정공만 관여하는 반도체 소자를 뜻 한다. 연구진은 유기반도체와 절연체 고분자 의 혼합물 용액을 전도성 실 표면에 1회 코팅 했다. 혼합물에서 자발적으로 상분리를 일으 켜 유기반도체가 실 가장 바깥쪽 표면에 막을 형성하고 그 안쪽에는 절연체 막이 형성돼 절 연막과 반도체 이중층으로 감싸진 전도성 섬 유 구조체를 제작하는데 성공했다. 전도성 섬 유는 트랜지스터의 게이트 전극(전류를 제어 하는 금속접속자)으로 사용된다. 이후 소스 (Source)와 드레인(Drain) 전극을 반도체 층 위에 형성해 섬유형태 트랜지스터를 제작했 다. 제작된 섬유형 트랜지스터는 기존 평평한 기판에 제작됐던 유기박막 트랜지스터와 유 사한 성능을 가진다. 연구진이 개발한 절연막 과 반도체 이중층 기반 전도성 섬유 구조체는 절연막과 반도체층 계면접착성이 우수해 소 자를 3mm까지 접은 후에도 소자 성능이 80% 이상 유지된다. 섬유 표면 전체에 절연막과 반도체가 고르게 형성돼 트랜지스터 성능이 균일하게 나옴을 알 수 있었다. 전도성 실을 소스와 드레인 전극으로 사용하고 일반 면사 와 직조해 옷감 안에 트랜지스터 소자를 직접 삽입할 수 있는 전자섬유를 제작할 수 있게 됐다. 임정아 박사는 전자섬유로도 옷을 만 들 수 있는 섬유형 트랜지스터로서 기존 평면 상에 제작한 유기반도체 트랜지스터와 유사 한 특성과 성능을 구현할 수 있음을 보여준 의미 있는 결과 라며 차세대 웨어러블 컴퓨 터, 인체신호 모니터링 기능을 가지는 스마트 의류 등 한층 똑똑해진 차세대 웨어러블 제품 을 개발하는 데 응용 가능할 것 으로 기대했 다. 다만 연구는 초기단계며 상용화를 위해서 는 전극실과 계면안정성, 세탁 등 외부 자극 내구성을 향상시키기 위한 더욱 많은 연구가 필요하다고 설명했다. 2016 대구국제섬유박람회 개최 대구시와 경북도가 주최하고, 대구경북섬유 산업연합회(회장 이의열)가 주관하는 섬유소 재 전문박람회인 2016 대구국제섬유박람회 (Preview in Daegu, 이하 PID) 가 지난달 9 일부터 11일까지 사흘간 대구 엑스코에서 열 렸다. 올해로 15회를 맞는 대구국제섬유박 람회는 국내외 326개 업체가 참가해 고감 성 복합기능성 섬유, 산업용 융합 소재, 친 환경 바이오헬스 소재 등 창조적인 아이디 어로 개발된 다양한 신소재들을 선보였다. 이 번에 전시되는 주요소재로는 세계 섬유시장 을 주도하는 발열 냉감 소재를 중심으로 항 균, 소취, 정전기 방지 등 새롭게 주목되는 기 능성 소재들이 대거 전시됐다. 이밖에 니트, 천연염색, 디지털 프린팅, 텍스타일 디자인 분야의 대표 제품들도 전시돼 최근 세계적인 변화와 소재분야의 시장 트렌드를 반영했다. 특히, 이번 박람회엔 지역을 거점으로 한 섬 유 패션 브랜드의 육성을 위해 처음으로 브 랜드 홍보관 을 운영해 참가한 기업과 참관객 들의 호응을 얻었다. 패션의류, 스포츠 아웃 도어, 기능성 유니폼, 침장 등 전략 분야별 27 개사의 브랜드 제품을 전시함으로서 국내외 바이어들에게 Made in Daegu 브랜드의 우 수성을 알리는 동시에 글로컬(Glocal) 브랜 드 로서의 성장 가능성을 확인해 보는 기회가 되었다. 최근 주목받고 있는 산업용 섬유는 융합섬유 산업관 을 통해 만나볼 수 있었다. 한국섬유개발연구원, 다이텍연구원, 천연염 색재료연구소, 부산신발피혁연구원, 한국산 업용섬유협회 등 관련 연구기관과 분야별 주 요업체들의 참여로 구성됐으며, 자동차 선 박, 토목 건축, 전기 전자, 환경 에너지, 바이오헬스 등의 다양한 산업 분야에서 요구 되는 복합소재제품들을 만날 수 있었다. 행사 관계자는 40여 개 해외 유명회사 바이어들 과 국내 업체 간 섬유수출상담회를 마련하는 등 국내 업체가 실질적인 성과를 얻을 수 있 도록 향후 지원을 아끼지 않겠다 고 전했다. 포스텍 기존 리튬 배터리 대체할 연료전지 개발 지난달 7일 포스텍은 신소재공학과 최경만 교수 통합과정 김건중씨 팀이 기존 리튬 배 터리를 대체할 소형 고체산화물 연료전지를 개발했다고 밝혔다. 연구 결과는 네이처 자매 지인 사이언티픽 리포트 3월호에 실렸다. 이 50 ceramic korea

Ceramic & Advanced Material News 2 0 1 6. 0 4 연료전지는 고체산화 물을 전해질로 사용해 다른 연료전지보다 구 조가 간단하고 전해질 손실이나 부식 문제가 없어 3세대 연료전지 로 불린다. 연구팀은 열과 기계적 충격에 강하 고 산화, 환원 반응에 안정성이 높은 스테인리 스를 다공성 지지체로 만들고 여기에 열용량 을 최소화한 박막을 코팅해 성능과 내구성을 동시에 높였다. 활용되는 기판은 테이프캐스 팅-압착-동시소결 방식을 이용해 대형화와 상용화에도 대응할 수 있도록 했다. 이 연료전 지를 사용하면 드론을 1시간 이상 띄우는 것 은 물론 스마트폰을 1주일에 한 번만 충전해 도 될 것이라고 연구팀은 설명했다. 최 교수는 고속 구동과 고성능을 필요로 하는 이동용 전자기기뿐 아니라 차세대 자동차용 대형 연 료전지로도 개발할 수 있다 고 말했다. KIST, 내구성 효율성 높이는 연료전지 촉매 기술 개발 한국과학기술연구원(KIST) 유성종 박사팀이 연료전지에 쓰이는 기존의 백금-전이금속 합 금 촉매에 아미드 (질소 원자와 연결된 카보 닐기를 이루는 작용기를 포함한 유기화합물) 기를 가진 고분자를 이용해 이처럼 성능과 내 구성이 극대화된 연료전지 촉매를 개발했다. 연구 결과는 네이처의 자매지이자 에너지 및 나노 분야 국제 학술지인 NPG 아시아 머티 리얼즈 1월호에 실렸다. 특히 이달의 가장 많이 내려받은 논문 톱 10에도 선정됐다. 연 구진은 이번 연구 결과를 국내외에 특허 출원 한 상태다. 연료전지의 전극에는 값비싼 백금 촉매를 대 량으로 써야 한다. 하지만 그러다 보니 경제 적 효용성이 낮았고, 이 때문에 고가의 백금 사용량을 줄이면서 촉매의 산소 환원 반응 활 성을 극대화하기 위해 니켈, 코발트, 철 같은 전이금속을 백금과 합금하는 연구가 활발히 진행됐다. 다만 전이금속은 쉽게 산화되는 물 리적 특성 탓에 이론적으로 가능한 촉매 활성 을 충분히 발휘하지 못하는 단점을 안고 있 다. 또 이런 산화 현상으로 인해 내구성도 약 화됐다. 연구팀은 아미드기를 가진 고분자를 이용해 나노 촉매입자 표면에 존재하는 3d 전이금속 원자를 선택적으로 기능화함으로써 산소 환 원 반응 활성 및 장기 내구성이 극대화된 연 료전지 촉매를 개발했다. 새로 개발된 촉매는 기존 백금계 합금보다 촉매 활성을 2배가량 향상시켰고, 나노 입자의 선택적 고분자 기능 화에 따른 안정화 효과로 내구성은 4배 정도 향상됐다. 유 박사는 유무기 하이브리드 나 노 구조 제어기술을 통해 백금계 산소 환원반 응 촉매의 치명적인 단점을 효과적으로 보완 한 연구 라며 수소 연료전지의 상용화를 한 발 앞당기게 될 것으로 기대된다 고 말했다. 대만, 한국 반도체 웨이퍼 생산량 제치고 1위 반도체 시장조사기관 IC인사이츠 는 2015년 12월 월간 기준으로 지역별 웨이퍼 생산량을 점유율을 환산해 따져본 결과 대만(21.7%) 이 한국(20.5%)을 근소하게 제치고 1위를 차지했다고 밝혔다. 3위는 일본(17.3%)이 고 이어 북미(14.2%), 중국(9.7%), 유럽 (6.4%) 순이다. 이번 조사는 웨이퍼가 생산되는 지역별로만 집계한 것이다. 기업별로 계산하면 순위가 다 르게 매겨질 수 있다. 삼성전자 의 북미 반도 체 공장이나 SK하이닉스 의 중국 공장에서 생산되는 웨이퍼는 한국 몫이 아니라 북미와 중국내 생산량으로 잡혔다. 대만의 반도체 산 업은 TSMC를 비롯해 수탁생산을 하는 대형 파운드리 업체가 많은 점이 특징이다. 대만은 웨이퍼 생산량에서 2011년 일본을 제친 이후 4년 만에 한국마저 추월했다. 구형 200mm 웨 이퍼는 대만과 일본이 생산을 주도하고 있지 만 300mm 신형 웨이퍼는 한국이 최대 생산국 이다. 삼성전자 기흥 화성사업장, SK하이닉 스 이천 청주사업장은 신형 웨이퍼를 주력 으로 생산한다. 중국은 지난 2010년 유럽을 추월한 이후 웨이퍼 생산량을 점차 늘려 두 자릿수 비중에 근접했다. 충북 첫 연료전지 발전소 LG화학 청주공장에 건설 청주시에 따르면 지난해 11월 투자협약을 맺 은 서브원과 LG화학, 충청에너비서비스 가 총 600억 원을 투입해 컨소시엄사업으 로 진행 중이다. 서브원이 발전시설 설치와 운영을 담당하고 충청에너비서비스 가 발 전에 필요한 천연가스를 공급한다. 부지를 제 공하는 LG화학 청주공장은 연간 사용량의 약 30%에 해당하는 4만8300톤의 스팀에너지 April 2016 51

Ceramic & Advanced Material News 2 0 1 6. 0 4 를 저렴한 가격에 공급받을 예정이다. 청주공 장 내 4000m2 부지에 4기를 건설하는 발전소 의 발전용량은 10MW 규모다. 현재 용지 조성 공사를 완료하고 조만간 발전 설비 설치 공사 에 들어가 빠르면 올해 8월 중으로 완공할 예 정이다. 발전소가 완공되면 연간 8만 600MW h의 전기를 생산해 전력거래소에 판매할 계 획이다. 발전소가 가동되면 온실가스 감축과 신재생에너지 활용으로 LG화학은 기존연료 비 대비 15% 절감과 더불어 연간 4800톤의 CO 2를 절감하는 효과를 기대하고 있다. 이는 사업 기간인 20년간 약 105억 원의 경제창출 효과를 거둘 것으로 전망된다. 또 20년간 지 방세 세수확보 40억 원과 사업자 전력판매 수 익 100억 원 등의 경제유발 효과가 발생할 것 으로 청주시는 보고 있다. 청주시 관계자는 이번 연료전지 발전소는 국내 최초의 산업시 설구역 내 설치사례로 친환경 산업단지 이미 지에도 이바지할 것 이라고 말했다. 한편 현 행 법령상 연료전지 발전소는 산업단지 내 산 업시설구역으로 지정된 지역에는 투기 방지 등을 위해 임대가 제한됐으나 지난해 12월 산 업통상자원부의 규제개혁으로 사업추진이 가 능해졌다. 연료전지 발전소는 자연환경에 크 게 영향을 받는 태양광이나 풍력과 달리 1년 내내 쉬지 않고 발전할 수 있다는 장점이 있 다. 발전소 설치 공간도 1MW당 180m2로 태 양광이나 풍력보다 100분의 1 수준으로 공간 효율성이 매우 뛰어나다는 평가를 받고 있다. 차세대 유기전자 소재 적용 가능한 공정기술 개발 유연한 디스플레이, 착용형 센서 등 차세대 전 자소자의 소재로 주목받는 고성능 유기반도 체를 수십나노미터(nm=10억분의 1m) 크기 단결정으로 만들면서 동시에 수십nm 간격의 패턴으로 집적할 수 있는 기술을 국내 연구진 이 개발했다. 포항공대 화학공학과 박찬언 교 수와 영남대 화학공학부 김세현 교수 연구팀 은 고성능 유기반도체 단결정을 성장시키는 동시에 수십나노미터 수준의 미세한 패턴을 형성하는 공정기술을 개발했다고 밝혔다. 유기반도체 단결정 나노패터닝 동시 공정 설명 그림. (a)유기반도체 단결정 성장과정 (b)선형 나노구조패턴 몰드의 전자현미경 사진 (c)모세관력에 의한 유기반도 체 결정성장 모습 (d)생성된 유기반도체 단결정 전자현 미경 사진. [포항공대 제공] 유기반도체는 실리콘 같은 무기반도체와 달 리 가볍고 유연해 플렉서블 디스플레이, 전자 종이, 웨어러블 센서 등 다양한 전자소자의 소재로 사용할 수 있고 생산비용도 저렴하다. 하지만 낮은 성능과 집적기술의 한계로 아직 상용화에는 어려움이 있다. 연구팀은 액체가 좁은 관을 타고 상승하는 모 세관 현상에 착안해 유기반도체 단결정 생성 과 수십nm 수준의 패턴 형성을 동시에 만들 수 있는 공정기술을 개발했다. 하부 기판 위 에 50nm 간격의 패턴이 있는 틀(몰드)을 제작 해 모세관 형태를 만들고 여기에 유기반도체 용액을 공급하면 액체가 모세관 현상으로 몰 드로 흘러가면서 나노구조패턴이 형성된다. 이어 용매가 증발하면 결정이 성장하면서 나 노미터 단위로 정렬된 유기반도체 단결정을 얻을 수 있어 50nm의 유기반도체 단결정이 50nm 간격으로 정렬된 대면적 유기 반도체를 제작할 수 있다고 연구팀은 밝혔다. 연구팀은 또 이렇게 제작된 반도체는 박막트랜지스터 성능 평가지표인 최대 전하이동도가 9.71cm2 /Vs를 기록하는 등 학계에 보고된 최고 성능 에 근접한 우수한 성능을 보였다고 설명했다. 김선국 교수, 초고이동도 2차원 나노반도체 물질 대면적 성장 기술 확보 한국연구재단은 미래부 미래유망융합기술파이 오니어 사업 등에 지원 을 받은 김선국 교수팀 (경희대학교)이 차세대 디스플레이 및 웨어러 블 소자로 활용 가능한 초고이동도 2차원 나 노판상 신성장법 개발했다고 전했다. 최근에 연구 추세로는 사람과 전자기기간의 상호작 용을 돕는 오감(시각, 촉각, 청각, 후각, 미각) 증강 전자소자 시스템 개발이 대두되고 있다. 이를 위해 전이금속 칼코겐 화합물이 제안되 고 있으나 이 물질은 낮은 이동도와 대면적 성장에 한계를 갖고 있어서 이를 극복하기 위 한 연구가 필요한 실정이었다. 김선국 교수팀은 이를 극복하고자 높은 압력 에서 MoSe 2 분말을 실리콘 웨이퍼에서 직성 장하는 단결정 성장법을 통하여 차세대 초고 이동도 박막물질인 전이금속 칼코겐 화합물 중 MoSe 2의 단결정 대면적 성장을 세계 최초 로 성공했다. 김선국 교수는 오감증강 전자 소자 구현을 위한 이번 연구를 통하여 전이금 속 칼코겐 화합물 MoSe 2 개발에 성공함으로 써 웨어러블 기기의 핵심소재의 원천기술을 확보했다 고 밝혔 다. 52 ceramic korea

Special Contents Special II Ceramic korea 2016년 3월호 게재 (p62~85) 반도체 공정용 세라믹 소재부품 개발 최신 동향(1) 디스플레이용 산화물 반도체 소재, 공정, 응용 기술개발 동향 황치선_ETRI 부품소재연구소 책임연구원 반도체용 세라믹 정전척/히터 연구개발 및 시장 동향 안덕원_미코기술연구소 차석연구원 외 1인 용액기반 산화물 및 Ag NWs 하이브리드 투명전극 및 플렉서블 기판 적용 현황 홍성제_전자부품연구원 디스플레이부품소재연구센터 책임연구원 Special II Ceramic korea 2016년 4월호 게재 (p57-89) 반도체 공정용 세라믹 소재부품 개발 최신 동향(2) 반도체 제조 공정용 탄화규소(SiC) 부품 소재 기술 및 산업 동향 박상환_한국과학기술연구원 물질구조제어연구센터 책임연구원 반도체 공정용 소재부품의 식각기구 및 최근 세라믹코팅 기술 개발 동향 이성민_한국세라믹기술원 엔지니어링세라믹센터 책임연구원 외 1인 GaN 파워반도체 글로벌 기술개발 동향 및 시사점 문재경_한국전자통신연구원 GaN전력소자연구실 책임연구원 56 ceramic korea

Special ΙΙ 반도체 공정용 세라믹 소재부품 개발 최신 동향(2) 반도체 제조 공정용 탄화규소 부품 소재 기술 및 산업 동향 박 상 환_ 한국과학기술연구원 물질구조제어연구센터 책임연구원 1. 서 론 대에는 1971년과 비교하여 107~8 증가되어 그림 1에 서 보여주는 것과 같이 소비되는 반도체 소자의 수 Si 기반 반도체 산업은 인텔의 공동 창업자 무어에 도 무어의 법칙에 따라 꾸준히 증가하고 있다. 의해 1965년에 반도체 직접회로의 성능이 18~24 지난 50여년간 이루어진 Si 기반 반도체 공정 기 개월 마다 2배로 증가한다는 무어의 법칙(Moor 술의 발전은 실리콘 웨이퍼에 생산되는 반도체 소 d law)1)에 따라 실리콘 공정 기술의 발전과 더불어 자의 직접도를 높여 반도체 소자의 크기뿐만 아니 눈부시게 성장해왔다. Si 반도체 직접회로의 성능의 라 반도체 소자 가격을 현격하게 감소시켜 현재 우 발전으로 집적화된 반도체 소자의 개수는 2000년 리가 맞고 있는 스마트폰 등 모바일 컴퓨터 시대와 그림 1. 1955년~2011년 기간에 생산된 트랜지스터 생산량 변화2) April 2016 57

반도체 공정용 세라믹 소재부품 개발 최신 동향(2) 자율 주행 차량 및 알파고와 같은 새로운 AI 산업의 출현에 크게 기여하게 되었다. 이제까지 Si 기반 반 도체 공정 기술 개발은 이론적으로 설명할 수 없는 기술 개발이 적절하게 이루어지면서 넘어야 할 기 술 장벽을 넘을 수 있었으며 아직까지 우리 세대의 산업 발전 및 신산업 창출은 Si 반도체의 기술과 함 께 하고 있다. 세계 반도체 시장은 가격 하락에 따른 세계시장 점 유율 확보를 위한 치열한 경쟁이 진행되고 있다. 그림 2에서 보여주는 것과 같이 고집적화 및 Si wafer의 그림 2. 반도체 집적도 및 적용 Si 웨이퍼 크기에 따른 트랜지스터 단가 변화3) 크기가 대형화 될수록 반도체 단가는 수백분의 일로 감소되기 때문에 세계 반도체 시장에서 가격 경쟁력 폭 감소가 꾸준하게 증가되어 2020년경에는 10nm 을 확보하기 위하여 반도체의 고집적화 기술 개발 및 이하에 이를 것으로 예측하고 있다.4) Si wafer의 대구경화 공정 기술 개발이 활발히 이루 인텔도 그림 4에서 보여주는 것과 같이 선폭 변 어지고 있다. 2009년 ITRA(International transistor 화를 2012년에 예측하였으나 현재 인텔 및 삼성은 roadmap association)에서 발표된 로드맵(그림3) 16nm급 선폭 기술을 개발하여 상용화 기술 개발 에 따르면 lithography 기술 발전에 따라 반도체 선 이 이루어지고 있으며 10nm 이하 선폭의 반도체 그림 3. 2009 ITRS 로드맵5) 58 ceramic korea

미 이루어져 있기 때문에 삼성 또는 인텔 중 누가 선두로 나설지는 모르겠지만 2020년 전에 450 Si 웨이터 적용 반도체 공정 개발 및 생산라인 구축이 시작될 것으로 생각되며, 반도체 시장 환경이 450 Si wafer 도입 시기를 결정하게 될 것으로 생각한다. 현재까지 이루어진 Si 반도체 기술의 발전은 Si 공 그림 4. 인텔사 기술 로드맵6) 정 설비 및 공정 기술 개발이 주도적인 역할을 해왔 기술을 구현하기 위해서는 새로운 lithography 기 기 때문에 대표적인 고부가가치 장치 산업으로 알 술, 식각 기술, 소재 기술 및 interconnect 기술 개 려져 있다. 또한, 반도체의 고집적화 및 반도체 Si 웨 발이 꾸준히 이루어져야 할 것으로 판단하고 있다. 이퍼의 크기가 200 에서 300 로 대형화로 추진 Si 반도체 공정에 사용되는 Si wafer의 크기는 현 됨에 따라 새롭게 개발되는 공정 설비 및 공정 기술 재 200 에서 300 로 커지고 있으나 반도체 공정 의 높은 수율 및 높은 가격 경쟁력을 달성할 수 있 에서 사용되는 Si 웨이퍼의 크기가 100 에서 200 기 위해서는 부품 소재 기술 개발이 큰 부분을 차 증가되는 소용되는 시간 보다 많이 걸리고 있다. 지하고 있다. 반도체 공정에 적용되는 Si 웨이퍼 크기 변화에 예 Si 반도체 제조공정은 개략적으로 그림 6에서 보 상보다 많은 시간이 요구되는 것은 한 번의 공정으 여주는 것과 같이 크게 Si wafer 표면에 회로 형성 로 많은 Si 반도체를 생산함으로써 그림 2에서 보여 단계(전공정) 및 마지막 제품화 단계(후공정) 2단 주는 것과 같이 반도체 생산 단가를 낮출 수 있으 계로 나눌수 있다. 특히 전공정인 반도체 회로 제 나 생산 설비를 구축하는데 많은 비용이 요구되기 조공정에서는 식각 공정, 산화공정, 이온주입공정, 때문이다. 확산공정 및 화학증착공정(CVD, chemical vapor 인텔사에서 예측한 반도체 소자 생산라인 구축에 deposition) 등 대부분 일반 재료가 견디지 못하 요구되는 비용은 그림 5에서 보여주는 것과 같이 Si 는 가혹한 환경 하에서 이루어지기 때문에 장비 웨이퍼의 크기가 200 에서 450 로 증가됨에 따 및 부품 소재의 손상/오염 및 그것으로 인하여 제 라 생산설비 구축에 요구되는 비용은 10배 이상 증 조되는 반도체 회로에 오염이 발생되기 때문에 공 가되는 것으로 나타났다. 450 Si wafer 용 반도 정 및 장비 특성에 따라 최적의 부품 소재 선정이 체 관련 공정 장비 및 부품 개발은 일정 부분이 이 요구되고 있다. Si 반도체 제조공정의 전공정 단계에서 사용되는 주요 부품들은 다음과 같이 process tube, liner tube, wafer 이송을 위한 wafer carrier, baffle 및 boat류, dummy wafer, shower head(cathode), focuss ring, edge ring, fork과 cantilever와 같 은 loading 부품, susceptor, heater등이 있다. 반 도체의 고집적화 및 반도체 공정용 Si 웨이퍼의 대 형화가 추진됨에 따라 우수한 내 화학 특성, 내열 특성, 내 플라즈마 특성, 열 기계적 특성 및 고순도 와 같은 물리적 특성 등이 요구되기 때문에 반도 체 공정 장비 부품 소재로 세라믹스 재료의 적용 그림 5. 반도체 공정에 사용되는 Si 웨이퍼 크기 변화에 따라 요구되는 생산설비 구축에 요구되는 비용6) 이 많이 이루어지고 있다. April 2016 59

반도체 공정용 세라믹 소재부품 개발 최신 동향(2) 그림 6. Si 기반 반도체 공정 개략도7) 반도체 공정에서 사용되고 있는 부품의 주요 소 온공정 및 고밀도 플라즈마 환경 하에서 사용되는 재로 공정에서 요구되는 특성에 따라 석영(Quartz), 부품 소재의 정밀 제어 필요성이 확대되고 있다. 이 탄화규소(SiC), 알루미나(Al2O3), 질화 알루미늄 에 따라 반도체 공정장비용 부품 소재로 지금까지 (AlN) 및 Si 단결정 등이 주로 사용되고 있으며, 이 많이 사용되어 왔던 Si 단결정, 석영 및 알루미나를 들 세라믹 부품의 세계 시장은 매년 7%정도 성장 대체하는 세라믹 소재로 탄화규소의 적용이 점진적 하는 반도체 시장 규모의 성장으로 증가되고 있다. 으로 확대되고 있으며, 특히 대형 Si 웨이퍼를 사용 탄화규소는 매우 강한 Si-C 공유결합 특성을 갖 하여 고집적 Si 반도체 소자를 제조하는 반도체 공 고 있기 때문에 다른 세라믹 재료에 비교하여 우수 정에서 탄화규소 부품의 채택은 크게 증가되고 있 한 열기계적 특성, 내화학 특성, 내마모 특성, 고온 다. 따라서, 최근 반도체 산업에서 300 Si 웨이퍼 안정성 등 반도체 공정용 부품 소재로 우수한 특성 공정 비율이 증가되고 2020년 내에 신규로 450 을 보유하고 있다.(표 1) Si 웨이퍼를 사용하는 반도체 제조공정의 도입이 이 최근 반도체 공정에서 선폭 미세화를 위하여 고밀 루어질 것으로 예상되며 10 이하 선폭을 갖는 초 도 플라즈마를 적용 에칭 공정 및 플라즈마 세척과 고집적화 공정 개발이 병행하여 추진됨에 따라 탄 같은 새로운 공정 도입이 이루어지고 있으며 300 화규소 부품 소재가 반도체 공정 장비에서 차지하 Si 웨이퍼 공정의 도입이 확산되고 있기 때문에 고 는 비중이 높아질 것으로 예상된다. 표 1. 반도체 공정에 사용되는 세라믹 소재의 특성 구분 silicon Quartz glass Alumina 상압소결 SiC 반응소결 SiC 밀도 (g/ ) 2.33 2.2 3.9 3.1 3.1 열팽창계수 (10-6K) 3.9 0.5 7.8 4.5 4.3 곡강도 (Mpa) ~300 105 350 440 350 열충격 저항성 ( T ) - >1000 220 400 400 4 15 14 전기저항(RT.) (Ω ) 2.4 10 10 10 >10 0.1 열전도도(RT.) (W/mK) 157 1066 30 42 67 60 ceramic korea

2. 반도체 공정 장비용 탄화규소 소재 기술 고집적화 되고 Si 웨이퍼 대형화가 진행됨에 따라 확 산, 산화, 및 이온주입 등 고온 공정 및 플라즈마 식 Si 반도체 제조 공정에는 비교적 높은 순도로 제조할 각 공정에서 사용되고 있는 석영 및 Si 단결정 소재 수 있는 석영, 알루미나, 탄화규소, 질화알루미늄 등 는 낮은 내부식 특성에 따른 수명 단축, Si 웨이퍼와 세라믹스 소재 및 Si 단결정 소재가 반도체 공정 장 반응성, 입자 오염 및 낮은 고온 기계적 특성 등의 비용 치구 및 부품 소재로 일반적으로 사용되어 왔 단점으로 그 사용이 제한되고 있다. 최근에는 300 다. 이제까지 집적도가 낮고 200 이하의 Si 웨이퍼 Si wafer를 사용하는 고집적 반도체 공정에서는 내 를 사용하는 고온 반도체 공정 또는 식각 공정에서 열성, 열, 기계적 특성 및 내 화학 특성뿐만 아니라 는 순도가 높고, 내화학성, 내열성 및 기계 가공성이 내 입자 오염 특성이 우수한 탄화규소는 높은 가격 대체로 우수하고 경제성이 높은 석영 및 Si 단결정 에도 불구하고 고온 반도체 공정용 플라즈마 엣처용 이 폭 넓게 많이 사용되어 왔다. 반도체 제조 공정이 부품 소재로 적용이 급속히 이루어지고 있다. 표 2. Bridgestone사에서 개발된 초고순도 탄화규소 소결체(PureBeta-S grade)내 불순물 함량12) 반도체 공정용 탄화규소는 반도체 공정 요구 특 성에 맞게 다양한 기술 개발되고 있다. 반도체용 탄 화규소 제품 제조공정에서는 불순물 제어 및 제품 Element Bulk(ppm) by GD-MS Surface (1010 atoms/cm2) by X-ray fluorescence analysis B 0.03 - Na < 0.002 - Al 0.05 - 되는 탄화규소는 반응소결 탄화규소(Si-SiC), 소 K < 0.01 < DL(minimum limit of detection) 결 탄화규소(sintered SiC), 재결정화 탄화규소(re- Ca 0.07 < DL crystallized SiC), 화학변환 소결 탄화규소 및 화학 Ti 0.01 < DL 증착 탄화규소 등이 있으며 개략적인 제조공정 및 Cr < 0.03 < DL 특성은 아래와 같다. Mn < 0.001 < DL Fe 0.05 0.4 Ni 0.009 0.2 Cu < 0.006 < DL Zn < 0.01 < DL 탄화규소의 소결 방법으로는 고상소결과 액상소결 W < 0.002 < DL 이 있으며, 고상소결 조제로는 B4C, Al, AlN 등이 의 대형화를 위하여 다양한 소결체 제조 공정이 사 용되고 있다. 대표적인 반도체 공정 부품에 사용 2.1. 소결 탄화규소 표 3. Coorstech사의 CERASIC 탄화규소 및 Bridgestone사의 PureBeta-S grade 탄화규소의 특성을 비교 12,13) 사용되며 탄화규소의 액상소결에 사용되는 소결조 제는 금속산화물로서 Al2O3-Y2O3,8,9) Al2O3-Y2O3- Company BRIDGESTONE Coorstech CaO,10) Al2O3-Y2O3-MgO11) 등이 사용되고 있다. 액 Product name PUREBETA-S CERASIC 상소결에 의해 제조된 탄화규소는 소결온도가 고 Structure β-sic α-sic 상소결에 비해 낮고, 기계적 특성이 고상소결에 의 Density(g/cm3) 3.15 3.1 Vickers Hardness 2200 - Bending strength(mpa) 600 450 Elasticity(GPa) 390 420 Poisson's ratio 0.15 0.18 소 제품은 치수 제어 및 대형 제품을 경제성이 높 Thermal expansion(10-6/k) 4.3 4.5 게 제조하기가 어렵고 탄화규소 소결체내의 불순 Thermal conductivity(w/m k) 230 170 물 함량 제어가 어렵기 때문에 반도체 고온공정에 Electrical/volume resistivity(ω m) 0.02 - 적용되지 않았다. 그러나 일반적인 엣칭 공정에서 해 제조된 탄화규소보다 우수한 것으로 알려져 있 다. 탄화규소 분말과 소결조제를 사용하여 상압 또 는 가압 소결방법으로 제조되는 일반적인 탄화규 April 2016 61

반도체 공정용 세라믹 소재부품 개발 최신 동향(2) 우수한 내 부식 특성을 갖기 때문에 일반적인 식 각 공정용 plate 및 edge ring등 치구류에 한정되 어 사용되고 있다. 또한, 고순도 β-탄화규소 분말을 사용하여 금속 성분의 소결조제를 첨가하지 않고 2200 이상의 고온에서 가압소결 방법으로 초고 순도 탄화규소 소결체를 제조하는 기술이 개발되었 다. Bridgestone사에서는 개발된 초고순도 탄화규 소의 불순물의 함량은 표 2에서 보여주는 것과 같 이 ppb 수준으로 높은 것으로 나타났다. 표 3은 반 그림 7. 반응소결 탄화규소의 미세구조 도체 공정용 소재로 개발된 탄화규소 소결체의 특 성을 보여준다. 조공정과는 달리 Si의 융점(1420 ) 이상의 온도에 서 기공이 없는 탄화규소 소결체를 짧은 시간 내에 제조할 수 있으며, 반응소결 후 성형체의 치수와 형 2.2. 반응소결 탄화규소 상을 그대로 유지하기 때문에 최소한의 가공만으로 반도체 제조공정에서 사용되는 반응소결 탄화규소 원하는 형태의 탄화규소 제품을 제조할 수 있어 높 는 카본과 탄화규소로 이루어진 성형체에 용융 Si 은 경제성을 갖기 때문에 반도체 공정용 탄화규소 을 침윤시켜 그림 7에서 보여주는 것과 같이 용융 로 가장 많이 사용되고 있다. Si과 카본과의 반응으로 형성되는 β-sic과 잔류하 반도체 공정용 반응소결 탄화규소 제품을 제조하 는 Si이 함께 탄화규소 입자 사이에서 결합을 이루 기 위해서는 높은 순도의 출발 원료를 사용하여야 게 하여 기공이 없는 탄화규소 소결체를 제조하는 하며 반응소결 탄화규소 내에는 미반응 카본이 잔 방법이다. 용융 Si의 침투방법을 이용한 반응소결 류되지 말아야 한다. 반응소결 탄화규소 제품의 순 탄화규소 제조공정은 일반적인 탄화규소 소결체 제 도는 99.9% 이상으로 일반 소결 탄화규소 제품보다 표 4. 반응소결 탄화규소 소재의 물성 및 불순물 함량 비교12,13) 제조회사/제품명 불 순 물 농 도 (ppm) Coorstek/TPSS-U Coorstek/TPSS-alpha Coorstek/ TPSS-CU(CVD SiC coating) Bridgestone /PureBeta-R Fe 2.5 3.8 0.04 0.02 Al 0.5 12.9 0.02 0.05 Ni 0.3 0.7 0.01 0.01 Ca 0.7 3.9 0.01 0.04 Cu <0.01 <0.4 <0.01 0.05 Na <0.2 <0.6 0.02 0.03 α-sic+si α-sic+si CVD SiC/α-SiC+Si B SiC + Si 3.05 2.9 결정상 3 밀도(g/cm ) 기공율(%) 0 곡강도(MPa, RT) 230 열팽창율(RT-1000 ) 4.3 10-6/ 4.3 10-6/ 4.8 10-6/ 4.2 10-6/ 열전도율(W/mK) RT 175 175 175 180 specific heat(j/g K) 0.89 0.89 0.89 0.68 저항율(ohm cm) 0.1 0.1 0.1 0.01 62 ceramic korea 0 0 0 420

엣칭 장비 부품 및 Si wafer handling 제품에 응용 되고 있다. 대표적인 반도체 공정용 반응소결 탄화 규소 제품은 Coorstek사의 TPSS 소재이며 일반 순 도를 갖는 TPSS-alpha 와 고순도 TPSS-U가 있다. 또한, Bridgestone사에서도 PureBeta-R grade 초 고순도 반응소결 탄화규소가 고순도 β-sic 분말을 사용하여 생산되고 있다. 표 4는 개발된 반도체 고 그림 8. LP-CVD 공정시 쿼츠 및 SiC 웨이퍼 boat 표면에서 형성되는 입자 형성 13) 온 공정용 반응소결 탄화규소의 순도 및 물성을 보 여준다. 개발된 반응소결 탄화규소 제품은 쿼츠와 (a) (b) 비교하여 열 기계적 특성이 우수할 뿐만 아니라 열 팽창 계수가 증착공정에서 형성되는 규소 또는 질 화규소와 유사하여 그림 8에서 보여주는 것과 같 이 증착된 필름의 벗겨지는 현상으로 발생되는 입 자 생성을 감소시킬 수 있다. 또한, HF 및 HF-질산 용액 환경하에서 내부식 특성은 그림 9에서 보여주 는 것과 같이 쿼프와 비교하여 우수하였으며 CVD SiC 코팅된 반응소결 탄화규소의 내부식 특성은 반 응소결 SiC 보다 우수하였다. 그림 9. 반응소결 탄화규소, CVD SiC 및 석영의 내부식 특성 (a) HF 분위기 (b) HF-질산 용액13) 2.3. 재결정화 탄화규소 높지만 대부분 CVD SiC로 표면 코팅을 한 후 process tube, liner tube, wafer boat 및 paddle등 반 반도체용 재결정화 탄화규소 제품은 고순도의 탄 도체 고온 공정용 부품으로 사용되고 있으며 CVD 화규소 분말을 다양한 성형법을 사용하여 제품 형 SiC 코팅되지 않은 반응소결 탄화규소는 일반적인 태로 고밀도 성형한 후 성형체를 2000~2400 온 표 5. 반도체 공정용 Si infiltrated recrystallized SiC 특성 13,14) 제조사 (제품명) 불 순 물 농 도 (ppm) AGC ASAHI GLASS (Roiceram HS-U) AGC ASAHI GLASS (Roiceram HS-U) CVD SiC Coorstek (Utraclean SiC) Fe 3 0.02 3 Al 10 0.01 50 Ni 1 0.04 - Ca 3 0.015 1 Cu <1 0.08 0.03 Na <1 0.04 0.1 1 0.03 2.1 결정상 Ti α-sic+si CVD SiC/α-SiC+Si α-sic+si 밀도(g/cm3) - - 3.05 곡강도(MPa) 230-210 열전도율 (W/mK) RT - - 225 저항율(ohm cm) 0.1 April 2016 63

반도체 공정용 세라믹 소재부품 개발 최신 동향(2) 도 범위, 통상적으로 2200, 에서 가열하여 다공 응소결 SiC 보다 높은 순도를 갖고 graphite 성형체 질 재결정화 탄화규소 소결체를 제조한 후 가공 후 단계에서 가공하기 때문에 경제성이 우수할 것으로 또는 잔류 기공을 고순도 용융 Si으로 침윤시킨 후 생각된다. SUPERSIC 내부의 대표적 불순물은 Fe, 고순도 CVD SiC로 표면을 치밀하게 코팅시켜 산화, Cr, Ni, V, Al, K, Ca 등이며 각각의 농도는 0.3ppm 확산로, 이온 주입로 및 LP-CVD 장비 등 반도체 이하이다. SUPERSIC SiC 내부에는 SiC 합성 반응 고온공정용 부품에 주로 사용되고 있다. 대표적인 후 내부 기공이 20% 정도 되기 때문에 반도체 고온 제품은 Asahi ceramics의 Roiceram HS-U grade 공정에서 입자 오염을 방지하기 위하여 용융 Si 침 탄화규소 제품 및 미국 자회사인 Agem Corp.의 윤 공정 또는 CVD SiC 코팅 공정을 적용하여 반도 Agem 탄화규소 제품이다. 표 5는 용융 Si이 침윤된 체 고온 공정에 적용할 수 있는 다양한 SiC 소재를 재결정화 탄화규소 제품의 특성 및 불순물 함량을 개발하였다. 표 8는 Entegris사에서 개발된 대표적 비교하여 보여준다. 인 SUPERSIC 소재의 물성을 보여준다. 2.4 화학변환 소결 탄화규소 2.5. 벌크 CVD 탄화규소 Poco graphite로 알려진 Entegris사는 화학적으로 화학기상 증착 방법으로 제조된 탄화규소는 Si 및 특수하게 제조된 graphite 성형체를 사용하여 정밀 C을 포함하는 SiCl4/CH4 혼합가스, MTS(CH3SiCl3) 15) 가공 및 다양한 고순화 공정 을 거친 후 SiO 가스 및 (CH3)2SiCl2 기체상 또는 기상 SiC 전구체를 사용 와 반응시켜 10ppm이하의 불순물 함량을 갖는 반 하여 직접 탄화규소를 화학증착하기 때문에 고순 도체 고온 공정용 소재로 상품명이 SUPERSIC인 고 도이면서 이론 밀도에 근접하는 치밀한 탄화규소를 순도 SiC 소재를 개발하였다. 제조할 수 있다. 벌크 CVD 탄화규소는 표 9에서 보 SiO(g) + 2C SiC(s) + CO(g) 여주는 것과 같이 고순도이면서 열/화학/기계적 특 SUPERSIC SiC 소재는 일반적으로 제조되는 반 성 및 내 오염이 우수하고 저항 제어를 할 수 기 때 표 8. 화학변환 소결방법으로 제조된 SUPERSIC SiC 소재 특성 제품명 불 순 물 농 도 (ppm) SUPERSIC SUPERSIC-Si SUPERSIC-SP Fe 0.3 0.3 0.3 Al 0.2 0.2 0.2 Ni 0.3 0.3 0.3 Ca 0.3 0.3 0.3 V 0.17 0.17 0.17 Na 0.1 0.1 0.1 Cr 0.2 0.2 0.2 SiC SiC+Si CVD coated SiC/SiC+Si 밀도(g/cm ) 2.53 2.93 3.00 기공율(%) 20 4 <1% 곡강도(MPa) 155 192 220 영율(GPa, RT) 217 331 373 열팽창율 (RT-1000 ) 2.4 10-6/ 2.4 10-6/ 2.4 10-6/ 열전도율(W/mK) RT 170 220 224 결정상 3 64 ceramic korea

는 장점을 요약하였다. 최근 개발된 벌크 CVD SiC 표 9. 벌크 CVD SiC 소재의 물성13,16,17) 소재는 Si 단결정 또는 쿼츠의 순도와 비교하여 대 제품사 (제품명) ROHN&HASS (CVD silicon carbide) Coorsteck (Pure SiC) Morgan (CVD SiC) 순도 (%) 99.9995 99.9995 99.9999 결정상 b-sic b-sic b-sic 밀도(g/cm3) 3.21 3.21 3.21 기공율(%) 0 0 0 곡강도(MPa) 415 517 415 입자 오염이 감소되어 세정 횟수를 줄일 수 있다. 또 영율(GPa, RT) 461 434 450 한, 내 식각 특성이 우수하기 때문에 플라즈마 엣처 열팽창율 (RT-1000 ) 4 10-6/ - 4.2 10-6/ 열전도율(W/mK) RT 300 115 250~300 저항(ohm cm) < 1ohm > 1000ohm < 0.1 ohm > 1,000,000ohm < 0.1ohm 등하거나 낮으며, 열전도도 및 파괴강도는 우수한 것으로 나타났다. 또한, 벌크 CVD SiC 소재의 열팽 창계수는 반도체 공정에서 증착되는 물질의 열팽창 계수와 유사하기 때문에 장시간 공정 사용 후에도 및 LP-CVD 공정 에 적용하였을 때 초기 투자비용 은 크게 증가되나 연간 소요되는 치구 단가, 공정단 가, 수율을 고려하면 단결정 Si 대비 높은 경제성을 확보할 수 있는 것으로 알려져 있다. 문에 가혹한 환경하에서 사용되는 반도체 공정, 특 히 플라즈마 환경하의 식각 및 증착 공정 용 부품 3. 반도체 공정 장비용 탄화규소 부품 및 치구로 최근 많이 사용되고 있다. 벌크 CVD 탄 화규소는 반도체 Si 웨이퍼 대구경화 및 고집적화 반도체 제조공정 중 탄화규소 제품이 공정용 부품 가 진행됨에 따라 가혹한 플라즈마 환경하에서 사 또는 치구로 사용되는 공정은 고온 공정, 고밀도 플 용되는 공정에서 Si 단결정 부품 대비 현격한 수명 라즈마 엣칭 공정, 일반 엣칭 공정, handling 공정 증가 및 입자 오염의 감소가 이루어지고 있기 때문 으로 크게 세 부분으로 나눌 수 있다. 각 공정에서 에 대체 소재로 많이 적용되고 있다. 따라서, 최근 사용되는 탄화규소 제품의 특성, 종류 및 형상은 다 Morgan, AGC Asahi Glass, Coorstek 및 Rohm 음과 같다. and Hass사 등 많은 회사에서 벌크 CVD SiC 제품 을 생산하고 있다. 표 10은 벌크 CVD 탄화규소를 반도체 공정 장비용 부품에 적용함으로써 나타나 고온 공정 : 확산/산화 공정, CVD 공정, ion implantation 공정 표 10. 반도체 공정용 부품소재로서 벌크 CVD 탄화규소 제품의 장점 적용처 Plasma Etch Rapid Thermal Epitaxy Rapid Thermal Processing 특성 Low Etch Rate High purity No secondary phase Low Resistivity High purity High Thermal Conductivity High Specific Stiffness High Chemical Resistance High purity High Thermal Conductivity High Specific Stiffness Elastic Modulus nearly independent of Temp 적용 효과 Longer component life Longer component life No aluminum contamination Low particle generation, No matallic contamination No contamination of processing chamber High thermal shock resistance, Exellent wafer temperature uniformity Allows very thin cross sections and low mass Flatness retained during and after high temp. use, No or little degradation No contamination of wafer or processing chamber High thermal shock resistance Allows very thin cross sections and low mass, resulting in increased wafer thru-put Flatness retained during and after high temp. use, aids in even heating and processing of wafer April 2016 65

반도체 공정용 세라믹 소재부품 개발 최신 동향(2) 확산/산화 공정로는 수직로 및 수평로가 사용되고 있으며 이에 따라 공정용 부품도 수평 및 수직 형태 두 가지 형태로 구분되며, 탄화규소 제품이 사용되 는 부품은 processing tube, liner tube, cantilever paddles system, pedestals, Si wafer carrying boat(or conti boat), dummy wafer, thermocouple sheath 등이며, CVD SiC coated 반응소 결 탄화규소 및 CVD SiC coated 재결정화 탄화규 소가 소재로 사용되고 있다. 반도체 공정용 탄화규 그림 10. CVD SiC 코팅된 Si 침윤 재결정화 탄화규소 보트 13,14) 소 튜브 및 보트 부품의 형태는 그림 10 및 11에서 보여주며, 취급하는 Si wafer 크기에 따라 길이는 1000~2500mm 이며 직경은 150~450mm 범위이다. CVD 공정에서 사용되는 탄화규소 제품은 산화 및 확산로에서 사용되는 제품과 유사하지만 크기 및 형 태에서 차이가 있다. Si wafer boat는 산화, 확산로 및 CVD 공정에서 사용되는 공정온도 및 공정 조건 에 따라 Si wafer의 수율 및 boat 수명을 향상시키고 Si wafer의 slip을 방지하기 위하여 그림 12에서 보여 주는 것과 같이 맞춤 설계로 제조하여야 한다. 그림 11. CVD SiC 코팅된 반응소결 탄화규소 processing 튜브 및 보트 13) Si dummy wafer는 그림 13에서 보여주는 것과 같이 bulk CVD SiC, 초고순도 소결 SiC 및 CVD coated SiC가 사용되고 있으며, dummy wafer 는 대량의 고온에서 Si wafer를 열처리 공정 시 Si wafer carrying boat의 처음과 끝 그리고 일정 간 격을 두고 위치시켜 각각의 Si wafer가 균일한 공정 온도 및 공정 조건을 유지하기 위하여 사용된다. 고밀도 플라즈마 식각 공정 : 그림 12. 수직 확산로 및 LPCVD 공정용 탄화규소 vertical wafer boat의 적용 온도에 따른 설계 18) 엣칭(etching) 공정 고밀도 플라즈마 Si wafer 엣칭 공정에서는 가혹 한 플라즈마 부식 분위기 환경하에서 부품 소재 의 식각에 의한 수명 감축 및 입자 발생에 의한 Si wafer 오염을 최소화하기 위하여 이제까지는 Si 단 결정 소재를 사용하였으나 최근 벌크 CVD SiC의 적용이 크기 증가되었다. 벌크 CVD 탄화규소 부 품의 종류는 guide ring, edge ring, focus ring, shower head 등에 적용되고 있으며 그림 14에서는 Coorstek 사의 edge ring 의 사진을 보여준다. 66 ceramic korea 그림 13. 벌크 CVD SiC dummy wafer 14)

반도체 공정 개발이 시도될 것으로 예측되지만, 미 래 반도체 시장 분위기가 450 Si wafer 도입 시기 를 결정할 것으로 생각된다. 450 Si wafer 적용 반 도체 공정에는 신규 장비 수요에 따른 탄화규소 소 재 부품의 수요도 증가될 것으로 예상되기 때문에 국내 탄화규소 업체에서는 대구형화에 따른 부품 대형화 기술 개발과 더불어 탄화규소 부품을 요구 그림 14. 벌크 CVD SiC edge ring 13) 하는 외국의 반도체 장비 회사와 긴밀한 협력관계 를 만들어 나가야 할 것이다. 현재 반도체 산업에서는 Si wafer 대구경화와 달 저온 공정 : 엣칭(etching) 공정, handling 공정 리 선폭 감소에 의한 수율 증대가 핵심 로드맵을 이 루고 있으며, 선폭을 줄이기 위한 새로운 공정 기술 일반적인 Si wafer 엣칭 공정 및 handling 공정에서 이 개발되고 있다. 반도체 산업에서는 선폭 감소에 도 탄화규소의 우수한 내부식성, 내 마모 특성 때문 따른 반도체 제조 단가 감소를 위한 경쟁이 매우 치 에 CVD SiC coating 되지 않은 상압소결 탄화규소, 열하게 이루어지고 있다. 반도체 선폭을 줄이기 위 Si 함침 화학변환 소결, 소결 탄화규소 소재가 사용 해 개발되는 새로운 공정기술은 기존의 부품 소재 되고 있으며, 탄화규소 부품의 종류는 guide ring, 가 견디기 힘든 가혹한 분위기를 요구하고 있다. 최 edge ring, wafer chamber, fork, arm, focus ring, 근 반도체 공정에서는 고밀도 플라즈마 또는 플라 electrode, holder 등 다양하다. 즈마 적용 식각 및 증착 공정개발이 추진되었으며 그에 따라 고품질 탄화규소 부품의 수요가 증가되 고 있다. 대표적인 예가 고밀도 플라즈마 식각공정 4. 반도체 공정 장비용 탄화규소 부품 소재 산업 동향 에 도입되고 있는 벌크 CVD SiC 부품 소재이며 벌 크 CVD SiC의 가격이 기존에 사용되는 Si 단결정 소재보다 10배 이상 높은데도 불구하고 긴 수명, 긴 2004년부터 반도체 제조공정용에 300 Si wafer 세척 싸이클 및 Si wafer의 입자 오염 저감 등의 이 적용이 시작되면서 반도체 고온 공정용 탄화규소 유로 기존에 사용되어온 Si 단결정 제품을 대체하고 부품 소재의 개발이 활발히 진행되어 현재는 안정 있다. 외국에서는 거의 모든 반도체 공정용 탄화규 적으로 300 Si wafer 공정에 진입했으나 2015년 소 부품을 제조하는 회사에서는 저항 제어가 가능 까지도 인텔 및 삼성 전자등 4~5개 업체를 제외한 한 벌크 CVD SiC 제품을 생산하고 있으며 새로운 대부분의 반도체 제조업체에서 높은 비용 때문에 기술 개발 및 경제성 확보를 위한 적극적인 기술 개 300 Si wafer 전환을 위한 설비 투자가 진행 중 발이 이루어지고 있다. 국내에서도 SKC 솔믹스 및 에 있다. 300 Si wafer로 공정 전환을 하지 못하 티시케이에서도 벌크 CVD SiC 제품 생산을 하 는 하위권 반도체 제조업체는 높은 제조 단가로 퇴 고 있으나 외국 제품과의 기술적 차이에 의한 세계 출 위기에 직면해 있다. 현재까지 450 Si wafer 공 시장에서 경쟁력은 높지 않은 것으로 생각된다. 또 정 도입이 많이 지체되고 있으나 450 Si wafer 개 한, 최근 반도체 공정에는 히터류 등에 저항 제어 기 발이 이루어져 있고 450 Si wafer 공정 기술 및 능을 갖는 초고순도 소결 SiC 부품 소재 사용이 이 장비 개발이 일정 수준에 도달해 있기 때문에 2020 루어져 히터의 성능뿐만 아니라 수명을 획기적으로 년 까지는 인텔 또는 삼상전자에서 450 Si wafer 증가시키고 있다. April 2016 67

반도체 공정용 세라믹 소재부품 개발 최신 동향(2) 최근 세계 반도체용 탄화규소 부품 시장에 중국 10. Y.-W. Kim, M. Mitomo, and H. Hirotsuru, 업체의 진출이 활발히 이루어지고 있으며 본격적 Microstructural Development of Silicon 인 국내 시장으로 진출이 2020년 이전에는 이루어 Carbide Containing Large Seed Grains, J. Am. 질 것으로 예상된다. 국내에서는 삼성전자와 SK하 Ceram. Soc. 80 [1] 99-105(1997). 이닉스 두개의 세계적인 반도체 기업이 있기 때문에 11. D. Foster and D. P. Thompson, The Use of 국내 반도체 공정용 탄화규소 부품 소재 산업체에 MgO as a Densification Aid for α-sic, J. Eur. 서는 일정 수준의 구매 우선권을 가질 수 있겠지만 Ceram. Soc. 19[16] 2823-31(1999). 중국 제품의 품질, 신뢰성 및 가격 경쟁력이 높아지 12. www.purebeta.com 면 국내 시장 잠식이 불가피 할 것이다. 향후 국내 13. www.coorstek.com 의 반도체 공정용 탄화규소 업체의 발전을 위해서 14. www.agc.com 는 세계시장 진출이 필요하며 이를 위하여 우선적 15. Japan Patent th 62-145726, 1987 으로 기술 경쟁력을 높이는 것이 요구된다. 국내 산 16. www.dow.com 업체의 대부분이 영세한 자본력을 갖고 있기 때문 17. www.morgantechnicalceramics.com 에 국가 주도하에 긴밀한 산학연 협력을 통하여 체 18. www. saintgovain.com 계적인 기술 개발 로드맵을 구축하여 효율적인 기 술 개발을 추진할 수 있는 국가 기술개발 프로그램 박상환 박사 - 펜실베니아 주립대학교 박사 - 한국과학기술연구원 세라믹연구부 선임연구원 - 현재 한국과학기술연구원 물질구조제어연구센터 책임연구원 이 요구된다. 참고 문헌 1. https //ko.wikipedia.org 2. http://electronics:wesrch.com 3. www.cnet.com/news On the Moore s law hot seat : Intel s Mike Mayberry(Q&A) 4. Mark Neisser and Stefan Wurm Adv. Opt. Techn. 2015;4(4) 235-240 5. 2009 ITRS roadmap 6. http : //www.cnx-software.com/ Intel roadmap to 2015 and beyond 5nm technology 7. www.cymechs.com 8. Y.-W. Kim, M. Mitomo, H. Emoto, and J. G. Lee, Effect of α/β Phase Ratio on Densification and Microstructure of Silicon Carbide, J. Am. Ceram. Soc. 81 638-42(1998). 9. A. Can, M. Herrmann, D. S. McLachlan, I. 공동기획 Sigalas, and J. Adler, Densification of Liquid Phase Sintered Silicon Carbide, J. Eur. Ceram. Soc. 26[9] 1707-13(2006). 68 ceramic korea

Special ΙΙ 반도체 공정용 세라믹 소재부품 개발 최신 동향(2) 반도체 공정용 소재부품의 식각기구 및 최근 세라믹코팅 기술 개발 동향 이 성 민_ 한국세라믹기술원 엔지니어링세라믹센터 책임연구원 오 윤 석_ 한국세라믹기술원 엔지니어링세라믹센터 책임연구원 1. 서 론 치의 경우 플라즈마에 전력을 인가하는 코일 아래 부분은 kv 수준의 높은 인가전압을 가지고 있어 물 반도체 공정이 10nm대로 미세화 됨에 따라 제품수 리적 식각의 정도가 매우 높은 반면에 그 주변부의 율을 결정하는 가장 중요한 요소 중의 하나로 공정 경우 인가전압이 낮아 물리적 식각보다는 화학적 중 발생하는 오염입자를 제어하는 것이 주요한 산 반응이 우세하게 된다. 따라서 코일 아래 부분의 세 업의 관심사가 되고 있다. 특히 플라즈마 공정이 진 라믹은 높은 침식을 받는 반면에 주변부는 침식보 행되는 챔버에서 오염입자의 발생을 줄이는 것이 매 다는 오히려 플라즈마로부터 기인한 폴리머가 증착 우 중요하다. 반도체 공정에서 사용되는 플라즈마 되는 경우가 많다. 또한 웨이퍼의 식각을 유도하는 는 일반적으로 탄소와 불소의 화합물로 구성되어 정전척에는 수 kv 수준의 높은 전압이 가해지는 반 있는 가스가 플라즈마 방전에 의하여 분해되고 활 면에 챔버 벽면의 경우 인가전압이 수십 V 수준의 성화 되어 반응성이 높은 라디칼과 양이온을 생성 낮은 전압이 가해진다. 따라서 플라즈마 장비내부 하여 세라믹 소재와의 화학적 반응을 유도하게 된 에서 세라믹과 플라즈마의 반응은 위치에 따라 플 다. 동시에 플라즈마 방전에 의하여 생성된 양이온 라즈마의 조건에 따라 크게 달라진다고 할 수 있다. 은 외부에서 가해지는 전압, 즉 바이어스 전압에 의 이러한 이유로 반도체 공정장비에 적용되는 세라믹 하여 가속되어 운동에너지를 가지게 되고 운동에 의 경우 플라즈마 조건과 위치에 따라 세심한 소재 너지를 가진 이온이 실리콘 웨이퍼 혹은 장비의 내 선택이 필요하게 된다. 부부품과 충돌하여 물리적 식각을 동반하게 된다. 세라믹소재의 내플라즈마성은 플라즈마 환경에서 흔히 반도체 공정장비의 내부는 일정한 플라즈마 식각율의 차이와 오염입자 발생이라는 두 가지 관점 환경이라고 생각하기 쉬우나 실제로는 위치에 따라 에서 이해될 수 있다. 가장 일반적인 관점인 식각율 매우 다양한 플라즈마 환경을 가지고 있다. 부품의 이 낮은 소재가 내플라즈마성이 높아지는 것은 낮 위치에 따라 이온에 가해지는 전압이 달라지고 따 은 식각율을 가지고 있음으로 더 오랜 시간 동안 부 라서 화학적 반응과 물리적 식각의 정도가 위치별 품으로서의 역할을 수행할 수 있다고 보는 것이다. 로 크게 달라지게 된다. 대표적으로 대부분의 플라 또 다른 관점은 오염입자를 적게 만들어 내는 소재 즈마 식각장비가 채택하고 있는 ICP형태의 식각장 가 내플라즈마성이 높다고 판단하는 것이다. 동일 April 2016 69

반도체 공정용 세라믹 소재부품 개발 최신 동향(2) 한 정도의 식각율을 가지고 있는 소재라고 하더라 라믹소재가 사용된다. 한편 내플라즈마 소재는 소 도 챔버내에서 오염입자를 만들어내는 정도가 낮은 결품 혹은 코팅품의 형태로 사용된다. 다양한 형태 것이 내플라즈마성이 높은 소재라고 보는 것이다. 의 세라믹이 플라즈마 환경에서 사용됨에도 불구하 엄밀한 의미에서 이 두 가지는 완전히 독립적이지는 고 세라믹 소재가 플라즈마와 반응하는 기구에 대 않지만 그렇다고 서로 완전히 의존하는 것도 아니 한 연구는 지금까지 충분히 이루어지지 않고 있다. 다. 일반적으로 식각율이 낮은 소재가 플라즈마 환 실리콘, 산화실리콘, 질화규소의 경우 반도체 소자 경에서 플라즈마 장치 내부로 방출하는 식각부산 제조에 필요한 이유로 광범위한 연구가 이루어져 왔 물의 양이 적고 따라서 오염입자가 발생될 원천적 지만, 상대적으로 소자 제조와 직접적인 상관관계 인 요인이 적을 가능성이 높기 때문이다. 그러나 한 가 부족한 알루미나, 이트리아 등의 산화물과 플라 편으로는 동일한 식각율을 가지는 소재라 하더라도 즈마와의 반응기구는 거의 알려진 것이 없는 상황 식각부산물이 어떤 방식으로 방출되는냐에 따라 이다. 또한 내플라즈마 소재로 사용되는 세라믹은 오염입자의 발생정도가 크게 달라질 수 있다. 예를 순도와 기공율 등 미세구조에서 다양한 변화를 가 들어 동일한 화학조성을 가지고 밀도가 동일하다고 지고 있고 이러한 특성이 내플라즈마성에 미치는 할지라도 표면의 미세구조에 따라 오염입자의 발생 영향에 대한 연구는 거의 진행되지 않고 있다. 정도가 달라질 가능성이 있다. 따라서 단순히 식각 율을 기준으로 오염입자발생을 평가하는 것은 주의 를 필요로 한다. 또 한 가지 주의할 점은 오염입자가 모두 세라믹에 기인하는 것은 아니라는 점이다. 많 2. 세라믹스의 플라즈마에 의한 식각기구 및 오염입자 발생 양상 은 경우 플라즈마장비에서 발생하는 오염입자는 공 정가스의 반응에 의하여 발생하는 폴리머 기반의 먼저 대표적인 내플라즈마 소재인 알루미나, 이트리 입자인 경우가 있다. 이럴 경우 폴리머 입자가 발생 아의 조성에 따른 불소계 플라즈마에서의 식각속 되지 않도록 하는 것이 중요한 기술이 된다. 예를 들 도를 측정하였다. 알루미나와 이트리아사이에는 모 어 공정부품의 표면이 너무 매끄러운 경우 폴리머 두 3가지의 화합물이 존재한다. 그림 1은 이트리아 증착이 이루어질 때 쉽게 폴리머가 탈착될 가능성 의 함량에 따른 식각속도를 보여주고 있다. 알루미 이 있다. 이런 경우에는 동일한 소재라 하더라도 폴 나에 이트리아가 포함될수록 급격히 식각속도가 감 리머를 표면에 유지할 수 있는 표면조도를 제어하 소하며 이후의 이트리아 함량의 증가에 따라 식각 는 것이 오염입자를 적게 발생시키는 데 중요한 요 속도는 매우 천천히 감소함을 볼 수 있다. 이트리아 소가 된다. 따라서 단순하고 특정한 소재의 지표가 있어 오염입자의 발생이 개선된 다기 보다 플라즈마 공정 조건, 소재의 위치 등 다양한 요소가 고려되어 야 한다. 대표적인 내플라즈마 세라믹 소재로는 일반적으 로 산화물 소재가 널리 사용되고 있다. 알루미나 (Al2O3)는 기존의 대표적인 내플라즈마 소재이며 최근에는 이트리아(Y2O3)를 포함한 소재가 널리 사 용되고 있다. 이외에도 열전도도가 필요한 경우 질 화알루미늄, 전기전도도가 필요한 경우 탄화규소 등 기능성을 필요로 하는 경우 그 에 따른 특정한 세 70 ceramic korea 그림 1. 이트리아 함량에 따른 Al-Y 산화물의 식각속도

100% 인 경우가 가장 식각속도가 낮았는데, 식각속 존재하고 그 아래에 10nm 정도 두께의 불소함량 도가 낮을수록 내플라즈마성이 높다고 한다면 이트 이 높은 세라믹반응층이 존재하며 더 깊이 들어갈 리아가 가장 내플라즈마성이 높고 상대적으로 알루 수록 산소의 양이 증가하여 원래 산화물 세라믹의 미나가 가장 내플라즈마성이 낮다고 할 수 있다. 그 형태로 되돌아감을 알 수 있다. 이렇게 만들어진 불 러나 식각율의 관점에서 본 내플라즈마 차이는 이 소의 농도가 높은 표면 반응 층은 실리콘불화물과 트리아의 함량이 40mol%를 넘는 경우 이트리아의 는 달리 휘발성이 매우 낮다. 이는 AlF3 혹은 YF3가 함량의 증가분만큼 크지는 않음을 알 수 있다. 상온에서 안정된 고체로 존재하며, 녹는점이 모두 알루미나와 이트리아 등의 산화물 소재의 식각기 1000 가 넘는 것으로부터 추정할 수 있다. 즉 세라 구를 고찰하기 위하여 단결정 YAlO3를 동일한 조 믹 표면이 플라즈마에 노출될 때 표면은 단순히 플 건에서 식각하고 XPS(X-ray photoelectron spec- 라즈마와 반응하여 휘발되며 식각되는 것이 아니라 troscopy)를 이용하여 표면의 반응을 고찰하였다. 불소와의 반응에 의하여 안정한 세라믹반응층이 그림 2는 식각된 YAlO3의 표면을 Ar 이온으로 스 만들어지고 이 반응층이 물리적인 방법으로 제거 퍼터링하면서 음이온의 성분을 조사한 것이다. 표 되어야 한다는 것을 의미한다. 따라서 불소계 플라 면층은 카본을 포함한 폴리머층이 약 1nm 두께로 즈마에서 세라믹의 식각기구는 2단계 과정으로 설 명될 수 있다. 먼저 불소와의 반응에 의한 표면 불 소화단계와 이후 불소화층의 스퍼터링과 같은 물리 적 제거단계로 구성되어 있음을 의미한다. 이러한 식각기구를 검증하기 위하여 산화물과 불 화물의 스퍼터링 속도를 정량적으로 측정하고 비교 하였다. 그림3은 Al2O3, Y2O3, AlF3, YF3을 인위적으 로 실리콘 기판위에 증착하고 Ar이온의 에너지에 따른 스퍼터링 속도를 정량적으로 측정한 것이다. 산화물의 형태일 경우 Al2O3와 Y2O3의 실질적인 스 그림 2. 불소계 플라즈마에 노출된 YAlO3의 표면으로부터 깊이에 따른 성분분석 [8] 퍼터링 속도는 낮고 그 차이도 크기 않았다. 그러나 불화물인 AlF3와 YF3의 경우 산화물과 비교하여 스 퍼터링의 속도가 크게 높아 졌을 뿐만 아니라, AlF3 가 YF3보다 월등히 높은 스퍼터링 속도를 보여주 고 있다. 그림 1에서 Al2O3가 불소계 플라즈마에서 Y2O3보다 높은 식각율를 보여주고 있다는 것을 감 안하면, 이러한 결과는 산화물의 식각이 표면불소 화에 의하여 촉진되며, 식각속도가 표면 불소화 층 의 물리적 제거 속도에 의존한다는 것을 잘 보여 주 고 있다. 표면의 불소화와 불소화층의 물리적 제거 속도가 식각속도를 좌우한다는 실험결과는 식각율을 측정 하여 구하는 내플라즈마성이 소재의 화학적 조성과 밀도에 크게 의존하고 미세구조와 미량의 불순물 그림 3. 산화물 및 불화물의 Ar 이온에 의한 스퍼터링 속도 에는 큰 영향을 받지 않을 것이라는 것을 시사한다. April 2016 71

반도체 공정용 세라믹 소재부품 개발 최신 동향(2) 식각이 10nm의 정도의 불소화층을 형성하고 그 층 의 제거속도가 식각속도를 제어하는 경우 그 보다 큰 스케일의 미세구조는 소재의 평균적인 식각속도 에 영향을 주기 어려울 것이라고 보기 때문이다. 이러한 표면 불소화와 물리적 제거에 의한 세라믹 식각기구는 세라믹표면에서의 오염입자 발생과정에 여러 가지 시사점을 주고 있다. 예를 들어 유사한 밀 도를 가지고 있으나 미세구조 혹은 표면조도가 크 게 다른 경우 스퍼터링에 의한 불화물층 제거가 세 라믹 표면에서의 오염입자발생에 영향을 끼칠 수 있 다는 점이다. 예를 들어 대표적으로 널리 사용되는 이트리아 소결체와 플라즈마 용사코팅한 이트리아 를 비교할 수 있다. 두 소재 모두 99.7% 이상의 순도 그림 4. 식각실험전 Y2O3 코팅 및 소결체 표면, 식각 후 표면에서 발생된 입자 를 가지고 있고 밀도의 경우 소결체가 높으나 평균 세구조에 따라 크게 달라 질 수 있음을 보여준다. 적인 식각속도는 측정오차의 범위 내에서 유사하였 본 실험의 경우 플라즈마 노출 후 인위적으로 초음 다. 식각속도가 낮은 소재를 내플라즈마성이 높은 파처리를 실시하였고 초음파가 표면에 충격을 주어 소재라고 한다면 소결체와 용사코팅된 이트리아는 입자를 탈락시킨 경우에 해당한다. 실제 반도체 공 유사한 내플라즈마성을 가지고 있다고 할 수 있다. 정챔버 내부에서는 진공배기, 가스도입, 웨이퍼 흡 그러나 오염입자에 의한 불량 발생율의 관점에서 보 착과 탈착, 장비의 진동, 열싸이클 등 세라믹에 가 면 용사코팅된 이트리아를 사용하는 경우가 소결체 해지는 물리적인 충격이 존재하고 그 정도도 다양 를 사용하는 경우와 비교하여 오염입자가 크게 높 하다. 따라서 이러한 물리적 충격을 고려하면 초음 게 나타난다는 것이 대체적인 반도체생산현장 현장 파 처리에 의한 입자탈락의 정도가 실제 오염입자 엔지니어의 의견이다. 용사코팅된 이트리아는 표면 의 발생을 어느 정도 대변한다고 할 수 있다. 그 결 구조가 거칠 뿐만 아니라 표면균열을 포함하고 있 과 동일한 화학조성, 따라서 유사한 식각속도에도 다. 두 시험편 모두 사전에 충분히 초음파 세정을 실 불구하여 표면으로부터 오염입자를 방출하는 정도 시한 후 불소를 포함한 플라즈마에 장시간 노출시 가 소재의 미세구조에 따라 매우 다름을 알 수 있 켰다. 이후 식각된 시험편을 알코올 용매속에서 다 다. 낮은 식각속도가 높은 내플라즈마성을 가진다 시 초음파 처리를 한 뒤 이 용매를 희석하고 사파이 는 과점에서 보면 두 소재는 유사한 내플라즈마성 어 단결정위에 정해진 양을 떨어뜨리고 건조하고 전 을 가졌다고 할 수 있다. 그러나 오염입자의 발생관 자현미경으로 표면의 오염입자를 조사하였다. 그림 에서 보이듯이 소결체에서 용사코팅보다 오염입자 의 발생량이 현저히 낮은 것을 확인할 수 있었다. 시 험편의 표면적 cm2당 입자의 발생빈도를 보면 소결 체의 경우 약 10만개로 용사코팅된 시험편에서 발생 된 입자 빈도 약 100만개의 10분의 1 수준이었다. 위의 실험은 여러 가지 정량적인 불확실성을 포 함하고 있으나 산화물 세라믹이 플라즈마에 노출 된 이후 발생할 수 있는 오염입자의 수가 소재의 미 72 ceramic korea 그림 5. 낮은 바이어스 전압의 플라즈마에 노출 시킨 후 세라믹의 표면: (a)y2o3, (b)yf3

점에서 보면 두 소재의 내플라즈마성은 크게 다르 소결체로 내플라즈마 소재를 만드는 것은 비용적인 다고 할 수 있다. 측면이 아니라면 가장 좋은 내플라즈마 소재라고 소재의 식각속도는 유사하다고 할지라도 소재의 할 수 있다. 현장 엔지니어의 의견을 들어보면 밀도 화학성분이 달라지면 세라믹표면에서 입자의 발생 가 높은 Y2O3 소결체가 일반적으로 가장 적은 오염 이 크게 달라질 수 있다. 대표적인 예로 Y2O3와 YF3 입자를 만들어내는 것으로 알려져 있다. 그러나 소 를 비교할 수 있다. 바이어스 전압이 높은 경우 두 결체의 제조비용은 코팅과 비교하여 매우 높을 뿐 소재의 식각속도를 측정하면 식각율이 YF3가 약 만 아니라, 열 충격에 의하여 부품이 파손됨으로 30% 정도 더 높게 나타난다. 따라서 식각율의 관점 써 심각한 챔버오염의 사례가 보고되고 있다. 따라 에서 보면 Y2O3가 더 우수한 내플라즈마 소재라고 서 이러한 비용적인 측면과 예상치 못한 파손에 따 할 수 있다. 그러나 이온에 인가되는 바이어스 전압 른 위험을 경감하기 위하여 코팅방법이 적용되고 이 50V 이하로 낮은 경우 표면에서 불화층이 물리 있다. 가장 경제적이고 일반적으로 적용되는 코팅법 적으로 제거되기 어려운 조건임으로 입자의 발생정 은 Y2O3 플라즈마 용사코팅이나 최근에는 오염입자 도가 화학조성에 따라 크게 달라진다. YF3의 경우 발생 문제가 심각해지면서 다양한 새로운 코팅법이 이미 불화물임으로 불소계 플라즈마와 반응하여도 시도되고 있다. 표면반응을 일으키지 않으며 또한 입자의 발생 또 최근 대표적으로 많이 시도되고 있는 것이 에어로 한 무시할 수 있는 수준이다. 그와 비교하여 Y2O3의 졸 코팅(Aerosol Deposition), 흔히 AD 코팅으로 경우 표면에 수백nm의 무수한 불화물 입자가 생성 불리는 방법이다. AD 코팅은 수 um 이내의 원료분 되는 것을 알 수 있다(그림 5). 만약 세라믹이 열싸 말을 진동과 가스를 이용하여 에어로졸로 제작하고 이클을 받는 경우 불화물입자와 세라믹모재사이의 이를 노즐을 통하여 저압 분위기에서 고속으로 기 열팽창계수의 차이로 인하여 응력이 발생하고 불화 판에 분사함으로써 고밀도의 코팅막을 제조하는 기 물 입자가 탈락하는 현상이 일어날 수 있다. 따라서 술이다. 이때 고속으로 진행하는 입자는 기판과 충 높은 바이어스 전압의 조건이라면 Y2O3가 좋은 소 돌하면서 나노입자화되며 고밀도 코팅층을 형성하 재가 될 수 있으나 낮은 바이어스 전압에서는 YF3 게 된다. 그림 6은 이렇게 생성된 코팅막의 미세구 가 오염입자를 적게 발생시키는 내플라즈마 소재가 조를 보여주고 있다. 될 수 있다. AD법은 상온에서 코팅이 이루어지고 밀도가 매 우 높다는 장점을 가지고 있지만 성막속도가 전통 적인 플라즈마 용사와 비교하여 느리고, 원료의 사 3. 내플라즈마 코팅 용효율이 낮으며, 대면적화에 상당한 어려움이 있다 는 단점이 있다. 하지만 최근 재료연구소 박동수 박 사팀은 이러한 AD 코팅의 단점을 개선한 상온진공 과립분사 기술을 개발하였다. 이 방법은 기존의 um 크기의 원료를 사용하는 대신 과립화한 원료를 사 용함으로써 성막속도의 개선 및, 원료 사용효율 개 선, 대면적화 등에서 상당한 성과를 달성하였다. 상 온진공과립분사코팅의 경우에도 일반적인 AD 코팅 과 유사하게 높은 밀도의 코팅층을 보여주는 것으 로 알려져 있다. 그림 6. AD법으로 제조된 고밀도 Y2O3 코팅층 (한국세라믹학회지 46[5] p. 441(2009)) 최근에는 전통적인 플라즈마용사코팅과는 다른 April 2016 73

반도체 공정용 세라믹 소재부품 개발 최신 동향(2) 그림 7. 서스펜션 용사의 모식도 새로운 기술로 코팅층의 밀도를 개선하려는 연구 교하여 대형화가 어렵고, 장비가격이 고가이며, 공 가 진행되고 있다. 전통적인 플라즈마 용사의 경우 정단가가 높은 단점이 있다. 그러나 표면구조가 매 수 십 um의 Y2O3 그래뉼을 플라즈마용사의 원료 우 평탄하고, 내열충격성이 좋으며, 코팅소재의 제 로 사용하고 있다. 따라서 코팅층의 미세구조를 보 한이 비교적 적은 장점이 있다. 대표적으로 전자빔 면 수 um의 큰 기공과 수 백 um 크기의 큰 splat이 혹은 이온빕을 이용한 증착법을 들 수 있다. 원하는 존재하는 불균일한 구조를 관찰할 수 있다. 따라서 소재로 구성된 타깃을 전자빔 혹은 이온빔으로 가 기공과 splat의 크기를 줄이기 위하여 um 크기의 열하여 휘발시키고 모재위에 코팅하는 것이다. 코 원료를 사용하려는 연구가 진행되었는데 유동성의 팅소재의 제한이 거의 없기 때문에 YF3 코팅 등 새 문제를 해결하기 위하여 서스펜션의 형태로 플라즈 로운 소재를 코팅하기에 적합하다. 그림 9는 아노다 마 용사에 적용하고자 하는 연구가 진행되고 있다. 이징된 제품위에 전자빔 증착법으로 YF3를 코팅한 이를 특별히 서스펜션 플라즈마 용사(suspension 것을 보여주고 있다. 10nm 정도의 입자가 치밀하게 plasma spray, SPS)라 부르고 모식도를 그림7에 나 코팅을 구성하고 있다. 일반적으로 아노다이징 제품 타내었다. SPS에서는 입자크기, 서스펜션의 조건, 은 바이어스가 약한 조건에서 사용되는 데, 만약 불 플라즈마 용사 조건 등 일반 용사 보다 다양한 변수 소이온과의 반응으로 오염입자의 문제가 발생할 경 가 존재하며 이를 최적화할 경우 일반 용사 코팅과 우 수 um 이내의 YF3 코팅이 반응층 생성을 억제 비교하여 매우 치밀한 코팅을 얻을 수 있다(그림 8). 하여 아노다이징 제품의 수명을 연장할 수 있을 것 SPS 코팅의 경우 일반 용사코팅의 대면적, 고속 성 막의 장점을 그대로 계승하지만 상대적으로 높은 으로 기대된다. 최근에는 일본 TEL사에서 불화물을 중심으로 한 플라즈마 파워를 요구하고 플라즈마 노즐과 기판사 이의 거리가 50~100mm 정도로 일반용사보다 가 a a 까워 모재가 과열되어 열충격으로 파손되는 경우가 많다. 따라서 SPS 코팅은 코팅구조의 측면뿐만 아니 라 플라즈마 용사건의 운영측면에서도 상당한 기술 이 요구된다. 또 다른 새로운 코팅기술로는 PVD법을 이용한 코 팅기술이 시도되고 있다. PVD기술은 AD, SPS와 비 74 ceramic korea 그림 8. 일반용사코팅과 SPS용사코팅된 Y2O3의 단면구조

4~10MPa 정도의 수준인데 비하여 AD 코팅은 40 MPa 이상, SPS의 경우 20MPa이상의 접합력을 가지 고 있다. 또한 AD 코팅과 SPS 코팅의 경우 높은 밀 도와 미세한 입자크기로 인하여 코팅층의 경도가 치밀한 소결체의 약 90% 수준까지 도달하는 것으 로 보고되고 있다. 최근에는 AD 코팅의 장점과 용사코팅의 장점을 그림 9. 전자빔 증착법을 이용한 YF3 코팅 및 미세구조 결합한 하이브리드기술도 개발되고 있다. 밀도가 높 지만 성막속도가 느린 AD 코팅을 밀도가 낮지만 코팅소재에 관한 특허가 출원되었다(그림 10). 이 성막속도가 높은 용사코팅층위에 올리는 것이다. 특허는 YF3 코팅을 한 경우 불소계 플라즈마에서 100um 이상의 일반용사코팅층위에 약 10~20um 코팅층 표면의 화학적 반응에 의한 불화물의 생성 의 치밀한 AD 코팅을 올리는 방식이다. 이 방식은 이 어려워 오염입자의 발생이 적다고 명시하고 있다. 반응성 가스가 코팅층을 통과하여 모재에 영향 또한 산소가 포함된 환경에서는 표면층에 Y-O-F 을 주는 것을 효과적으로 억제할 수 있는 기술이라 층이 생성되는 것을 보여준다. 이 같은 특허 출원 고 할 수 있다. 또한 최근에는 단순히 Y2O3 코팅에 내용은 이미 학술적으로 검증되고 알려지 내용이지 서 벗어나 Y2O3와 Al2O3 혼합체 혹은 고용체를 코 만 세계 2위의 장비회사인 일본의 TEL사가 오염입 팅하는 기술도 개발되었다. Y2O3에 Al2O3가 첨가 자제어를 위하여 코팅층의 화학조성을 제어하고자 될 경우 용융점이 낮아져 더 치밀한 코팅이 가능하 하는 시도를 보여주는 것이다. 고 따라서 오염입자의 발생도 줄어들 뿐만 아니라, AD 혹은 SPS공정으로 코팅한 Y2OS의 경우 일 breakdown전압도 상승하는 장점이 발견되었다. 이 반적인 용사코팅과 비교하여 매우 뛰어난 접합력 코팅은 디스플레이 산업에서 사용하는 정전척에도 을 가지고 있다. 일반적인 용사 코팅의 접합력이 이용되고 있다. 그림 10. 일본TEL사의 출원 특허(출원 번호 10-2014-7015309) April 2016 75

반도체 공정용 세라믹 소재부품 개발 최신 동향(2) 4. 결 론 산화물 세라믹이 불소를 포함한 플라즈마에 노출 과 이를 개량하여 코팅속도, 코팅효율, 대면적화를 되었을 때 활성이 높은 플라즈마와 화학적, 물리적 크게 개선한 상온진공과립분사공정을 소개하였다. 반응을 동반하게 된다. 식각된 세라믹의 표면구조 또한 기존 플라즈마용사의 대면적, 고속의 코팅속 를 면밀히 관찰한 결과 표면층에는 약 10nm 두께 도의 장점을 가지면서도 치밀한 구조를 얻을 수 있 의 불소함량이 높은 불소화 층이 관찰되었다. 알루 는 SPS 코팅이 있다. SPS 코팅은 기존 용사와는 달 미나와 이트리아의 경우 불소를 포함한 표면의 불 리 um 크기의 입자를 사용함으로써 용사코팅으로 소화 층이 실리콘의 경우와 달리 매우 안정하기 때 도 치밀한 코팅을 제공할 수 있었다. 이외에도 용사 문에 불소화 층의 물리적 제거과정이 식각속도를 코팅의 장점과 AD 코팅의 장점을 결합한 hybrid 코 좌우하는 것으로 나타났다. 실제 미세구조, 순도의 팅을 소개하고 진공증착법을 이용한 코팅의 예제를 변화에 따라 평균 식각속도를 측정하면 크게 변화 소재하였다. 코팅의 구조 뿐만 아니라 코팅의 화학 하지 않는다. 그러나 미시적인 영역에서 식각과정중 적 조성을 제어하여 오염입자를 제어하는 최근 기 에 스퍼터링 되는 원자의 재증착에 의해 오염입자 술 동향을 소개하였다. 의 발생은 미세구조에 크게 영향을 받게 된다. 대표 적으로 동일한 순도를 가지는 이트리아 소결체와 용 사코팅품을 비교하였을 때 평균적인 식각속도는 유 사하여 식각율의 관점에서 본 내플라즈마성은 유사 하나 플라즈마 노출후의 오염입자 발생가능성의 관 점에서는 두 소재가 크게 다름을 확인할 수 있었다. 이러한 연구결과를 바탕으로 최근 연구되고 있는 다양한 내플라즈마 코팅기술을 소개하고자 하였다. 상온에서 치밀한 미세구조를 얻을 수 있는 AD 코팅 이성민 박사 - 한국과학기술원 재료공학과 박사 - (주)대구텍 중앙연구소 연구원 - 오크리지국립연구소 방문연구원 - 현재 한국세라믹기술원 책임연구원 오윤석 박사 - 고려대학교 재료공학과 박사 - SE plasma 선임연구원 - 올리콘발저스코팅코리아 연구소장 - 현재 한국세라믹기술원 책임연구원 공동기획 76 ceramic korea

Special ΙΙ 반도체 공정용 세라믹 소재부품 개발 최신 동향(2) GaN 파워반도체 글로벌 기술개발 동향 및 시사점 문 재 경_ 한국전자통신연구원 GaN전력소자연구실 책임연구원 1. 파워반도체 개요 어) 등에 주로 사용된다. 그림 1은 발전소에서 가전 제품까지의 전력 흐름속에 사용되는 파워반도체(또 파워반도체란 신호 및 정보를 처리, 저장하는 시스 는 전력반도체)를 쉽게 도식화하여 나타내었다.1) 템 반도체나 메모리 반도체와 달리 전자기기에 들 파워반도체는 크게 다이오드와 트랜지스터로 구 어오는 전력을 그 전자기기에 맞게 변환, 저장, 분 분되며, 사용되는 반도체 물질에 따라 실리콘(Si) 배 및 제어를 수행하는 핵심 반도체부품이다. 컴퓨 파워반도체, 실리콘카바이드(SiC) 파워반도체, 갈륨 터, 휴대폰, 가전, 자동차, 태양광, 풍력, 스마트그리 나이트라이드(GaN) 파워반도체 등으로 분류할 수 드 등에서 전력변환(AC DC, DC AC), 전력변압 있으며, 시스템에서 사용되는 형태에 따라 웨이퍼, (강압, 승압), 전력안정화, 전력효율 최적화(분배, 제 개별소자(discrete), 집적회로 및 다중소자를 함께 패키지 한 파워모듈(power module)등이 있다. 그 림 2에 전체 기술에 대한 개념도를 나타내었다. 이처럼 다양한 형태의 파워반도체는 시스템에서 전력을 배분하거나 그 형태를 변환하는 과정에서 발 생하는 전력손실(power loss)을 줄여주기 위하여 고효율/저손실 파워반도체 기술의 개발을 요구하고 있다. 기존의 실리콘 파워반도체는 재료의 특성으 로 인하여 고효율 및 초소형 파워시스템 적용을 위 한 기술적 한계점에 이르렀으며, 이를 극복하기 위 하여 전자의 이동도가 빠르고 반도체 저항이 낮은 차세대 와이드밴드갭(wide bandgap) 파워반도체 의 개발을 위한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 그림 3은 전력용량과 스위칭 주파수에 대한 다양 한 파워반도체 기술의 응용 분야를 도식화한 것2)으 그림 1. 발전소에서 가전제품까지의 전력 흐름속 파워반도체 로 주로 실리콘 파워반도체인 IGBT(Insulated Gate April 2016 77

반도체 공정용 세라믹 소재부품 개발 최신 동향(2) Bipolar Transistor)는 저주파수 고전력용으로 사 용되며, MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)은 저전력 중간주파수 대역 을 커버하고 있으나, GaN 파워반도체는 100kW 이 하의 중간전력과 100kHz 이상의 고주파수에 적합 하여 차세대 고속/고효율 초소형 전력변환 시스템 개발을 위한 핵심부품으로서 그 역할이 점점 커질 것으로 예상하고 있다. 그림 2. 파워반도체 웨이퍼, 개별소자 및 파워모듈에 대한 개념도 2. GaN 파워반도체 기술 2.1. GaN 파워반도체 소재 특성 파워반도체의 전기적 성능은 반도체 재료의 물리적 특성에서 기인하며, 밴드갭이 넓은 화합물 반도체 소재인 GaN(Gallium Nitride)는 실리콘 소재 대비 우수한 물성으로 인하여 차세대 파워반도체에서 요 구되는 고내압 및 고전류 구동이 가능하며, 특히 높 은 전자이동도와 채널층의 높은 전자농도 특성으 그림 3. 전력용량과 스위칭 주파수에 대한 파워반도체 기술의 응용분야 로 인하여 저손실 고속 스위칭이 가능한 장점을 가 그림 4는 일반적으로 사용되는 파워반도체 소재 지고 있어 현재 사용 중인 실리콘 소재의 물성적 한 의 형상과 주요 특징을 비교하여 나타낸 것이다. 가 계를 극복할 수 있는 차세대 고효율 파워반도체 재 장 널리 사용되는 실리콘 파워반도체 소재는 잉곳 료로 각광을 받고 있다. 과 16인치 웨이퍼가 상용화 되어 있으며, SiC는 밥공 표 1은 현재 사용 중인 파워반도체 재료의 종류 기 형태의 벌크(bulk) 소재와 6인치 크기의 전도성 별 특성을 비교하여 나타낸 것으로써, 실리콘, 갈륨 및 반절연성 웨이퍼가 공급되고 있다. 그러나 GaN 비소, SiC와 비교할 때 GaN 반도체는 밴드갭(Eg= 의 경우 2인치 이상의 대면적 벌크 웨이퍼가 아직 3.4eV)이 넓은 특성을 가져 고온 안정성과 고전력을 대량생산이 어려워 Si, SiC, Sapphire등 여러 종류 가능하게 하여 전력시스템에 사용되는 인버터, 컨버 의 기판위에 성장된 에피 웨이퍼를 이용하여 파워반 터 등의 전력모듈에 필요한 냉각장치를 최소화 할 도체 소자를 제작하고 있는 실정이다. 따라서 실리 수 있다. 특히 높은 포화속도와 높은 전자이동도는 콘과 SiC는 벌크 수직형 파워반도체 소자의 제작이 GaN 파워반도체가 낮은 온-저항 특성을 가질 수 표 1. 파워반도체 재료의 종류별 물리적 특성 비교 있게 할 뿐만 아니라 파워반도체의 스위칭 주파수 를 증가 시킬 수 있어 전력변환 시스템 동작 시 스 위칭 손실을 최소화하고 시스템의 소형화 및 경량 화를 가능하게 하여 기존 실리콘 기반 IGBT에 비 해 30% 이상의 에너지 절감을 가능하게 할 수 있는 장점을 가진다.3,5) 78 ceramic korea

그림 4. Si, SiC, GaN 파워반도체 소재의 형상 및 주요 특징 표 2. GaN 반도체 및 에피 성장용 기판재료의 물성 쉬우나 GaN는 벌크 웨이퍼의 성장기술이 어려워 수 직형 파워반도체 소자 보다는 수평형 구조의 소자 가 더 보편화되어 있다. GaN 반도체 소재는 고온 안정성, 고출력 및 높은 항복전압을 갖는 우수한 물성으로 인하여 기존의 실리콘 기반의 전력반도체를 대체할 차세대 반도체 로 각광받고 있다. 그러나 격자 정합된 동종 기판의 공급과 고품질의 GaN 반도체 소재특성을 확보하 는 것이 어려운 단점을 가지고 있다. 표 2는 GaN 에 피를 성장할 때 사용되는 다양한 기판 재료의 물질 특성을 나타낸다. GaN 에피소재 기술은 이종기판의 사용에 따른 격자 불일치를 해소하기 위하여 S. Nakamura에 의 해 도입된 저온 완충층(buffer layer) 기술의 개발 로 에피 소재의 특성 향상 및 본격적인 소자 개발 이 이루어지게 되었다. GaN 반도체를 이용한 발광 다이오드(LED) 개발은 휴대폰 키패드 및 디스플레 이 광원으로 응용분야가 확대되면서 에피소재 기 술의 급속한 발전을 이루게 되었다. 그림 5에서와 같이 Ga-face를 가지는 GaN 파워 반도체의 AlGaN/GaN 이종접합의 경우 격자상수 차이에 의한 strain과 분극현상(polarization)으로 인하여 높은 전자밀도 및 이동도를 가지는 2-DEG 를 형성하는데 이러한 2-DEG 특성은 GaN 반도체 소재 기반의 고주파 및 고전력용 반도체의 성능을 그림 5. AlGaN/GaN 이종접합의 분극특성 좌우하는 중요 성능지수가 된다. April 2016 79

반도체 공정용 세라믹 소재부품 개발 최신 동향(2) 파워반도체용 GaN 에피소재 기술에서는 고전류 에서는 고온의 AlN 또는 AlN/GaN 초격자층을 이 구동 및 고내압성 특성을 확보하는 것과 대면적 기 용하는 에피기술이 주로 개발되었으며, 대표적으 판 위에 crack-free 표면특성을 확보하는 것이 가 로 Sanken사는 50층 이상의 AlN/GaN 초격자층 장 중요하다. 지금까지 다양한 기판 재료들을 이용 을 적용하여 4인치급 LED 에피웨이퍼 및 전자소자 하여 연구개발이 이루어지고 있으나, 본 기술동향 구조를 개발하였다. 국내에서는 대기업을 중심으 에서는 가장 많이 이용되는 사파이어(Sapphire), 실 로 2009년부터 LED용 MOCVD에 대규모 투자가 리콘 및 SiC 기판을 이용한 GaN 에피 소재 성장기 이루어졌다. 삼성종합기술원에서는 2010년 해외 선 술에 관하여 기술하고자 한다. 진사(IMEC,벨기에)와의 기술협력을 통하여 crackfree 8인치 GaN-on-Si 에피기술을 확보하였다. LG 가. GaN-on-Sapphire 에피성장 기술 전자기술원은 2010년 AIXTRON사의 장비 도입 2000년 초반부터 개발되기 시작한 GaN-on-Sap- 및 공동기술 개발을 통하여 6인치 GaN-on-Si 에 phire 기반의 전자소자는 통신용 및 군사용 부품 피 기술을 개발하였다. 경북대에서는 2005년부터 개발을 위하여 선진국을 중심으로 진행되었다. 미 GaN-on-Si 에피 기술 개발을 진행하였으며, 다양 국의 UCSB 대학은 MOCVD, MBE 및 HVPE등 다 한 버퍼층 기술과 구조개발을 통하여 2인치와 4인 양한 성장장비와 복합적인 에피기술과 Fe, C 등의 치 에피성장 기술을 확보하였다. 도핑원소를 이용하여 누설전류를 방지하는 에피 기술을 개발하였다. 일본의 나고야 대학은 고온의 다. GaN-on-SiC 에피성장 기술 MOCVD 장비기술을 이용하여 높은 Al 조성비를 GaN와 격자상수 차이가 작고, 열전도 특성이 우수 가지는 에피구조 및 AlN 기반의 다양한 에피구조 한 SiC는 고휘도 LED 및 고출력 전자소자에 적합한 를 개발하였으며, 이는 NTT 및 Furukawa등의 기 기판으로 알려져 있다. 우수한 물성에도 불구하고 업을 중심으로 양산화 기술이 개발되었다. 국내에 높은 성장온도, 대구경화의 어려움 및 마이크로 파 서는 2000년 국책과제를 통하여 전자소자 개발이 이프라는 결함의 존재는 SiC 기판의 상용화에 걸림 시작되었으며, 경북대에서 AlGaN/GaN 에피기술을 돌이 되고 있다. SiC 기판의 경우 우수한 열전도 특 기반으로 수십 GHz 동작 주파수를 가지는 증폭기 성으로 인하여 고출력 및 고전류 구동이 필요한 전 소자 성능을 확보한 단계이다. ETRI에서는 2011년 자소자 및 전력반도체 개발에 응용되고 있으나, 기 GaN-on-sapphire를 이용한 전력반도체 에피 기 판 가격은 아직도 높은 편이다. 미국은 2005년부터 술을 개발하였다. 나. GaN-on-Si 에피성장 기술 실리콘 기판의 경우 대구경 및 저가격화의 장점으로 인하여 GaN을 성장하기 위한 연구개발이 활발히 진행되었으나, 격자상수 및 열팽창계수의 차이가 심 하여 양질의 GaN 에피 소재를 확보하기 어려웠다. Crack-free GaN-on-Si 기판을 개발하기 위하 여 다양한 에피기술이 개발되었다. 미국의 Nitronix 사는 고온의 AlGaN 다층구조를 이용하여 4인치 GaN on Si 에피 기술을 확보하였으며, 고주파용 소 자 및 전력반도체용 웨이퍼를 양산중에 있다. 일본 80 ceramic korea 표 3. 벌크 GaN과 에피 GaN 웨이퍼의 물리적 특성 비교

UCSB대학 및 Cree사를 중심으로 국방프로젝트를 는 이온주입 또는 에피성장 기술을 사용하여 구현 통하여 GaN-on-SiC 소자 기술을 집중적으로 개발 하고 있다. 일반적으로 항복전압은 n-표류층(drift 하고 있다. 2008년부터 SiC 기판을 이용한 전력반도 region)의 두께 증가와 필드스탑(field-stop) 기술 체 및 GaN-on-SiC의 수요증가에 따라 전 세계적 을 병행하여 향상 시킬 수 있다. SiC MOSFET은 실 으로 SiC 기술에 대한 투자가 증가하고 있다. 현재 리콘과 유사한 소자구조를 가지고 있으나, 제조공 Cree사를 선두로 SiCrystal, Brigestone, 신일본제 정에서 고온 열처리공정과 고온/고에너지 이온주입 철, 쇼와전공, 스미토모사 및 TankeBlue등에서 4인 공정이 큰 차이점이라고 할 수 있다. 하지만 두 소자 치급 4H-SiC 양산하고 있으며, 6인치 에피 웨이퍼 모두 벌크 반도체를 이용한 수직형 구조를 가진다. 시제품을 공급 중이다. 반면 GaN MOSHEMT 구조는 Si, SiC, 사파이어 등 표 3은 벌크 GaN의 우수한 물리적 특성을 실리 이종 기판위에 성장된 에피층을 이용하여 소자를 콘 기판과 SiC 기판 위에 성장된 에피 웨이퍼와 비 제작하기 때문에 수평형 구조를 가진다. 교하여 나타내었다. 결함 농도가 최대 백만 배 줄어 GaN과 AlGaN의 이종 에피성장 과정에서 분극현 들어 항복전압이 5,000V 이상의 우수한 파워반도 상에 의하여 계면의 양자우물에 자발적으로 유 체의 성능을 얻을 수 있다. 특히 격자 부정합과 열평 도되는 고농도의 2차원 전자가스(2-dimensional 창계수 부정합이 없어 소자의 신뢰성이 우수하며, electron gas ; 2DEG)에 의하여 채널의 전자농도 수직형과 수평형의 파워반도체 소자의 제작이 모두 와 전류가 결정되며, 항상 음(negative)의 문턱전압 가능하다. (threshhold voltage)을 가지는 공핍형(depletionmode 또는 normally-on) 파워반도체 소자가 만 2.2. GaN 파워반도체 소자기술 들어 진다. 이러한 자발적 이차원 전자가스층의 생성으로 인한 그림 6은 현재 주로 사용되는 실리콘, SiC, GaN 파 GaN 파워반도체의 장점과 단점을 표 4에 나타내었 워반도체 스위칭 소자의 대표적 구조를 나타낸다. 다. 일반적으로 전력시스템은 대기모드에서 전력소 실리콘 MOSFET 파워반도체는 자연산화물(SiO2) 모가 없어야 하므로 증가형(enhancement-mode 을 게이트 유전체로 사용하며, n-형과 p-형 도펀트 또는 normally-off) 파워반도체가 필요하다. 그러 나 앞서 설명 드린 바와 같이 GaN 파워반도체는 항 상 공핍형으로, 전력시스템 응용에 적합하게 증가 형으로 제작하기 위한 소자구조 및 공정 기술개발 이 필요하다. 2.2.1. 증가형 GaN 파워반도체 소자의 구현 기술 일반적으로 GaN 파워반도체는 P-형 도핑이 쉽 그림 6. Si, SiC, GaN 파워반도체 스위칭 소자의 구조 지 않아 증가형 MOSHFET 구현이 어렵다. 이를 표 4. 2DEG층 구조를 갖는 GaN 파워반도체의 장점 및 단점 위하여 그림 7과 같이 게이트 하부에 선택적으 로 fluorine 플라즈마 처리를 통하여 증가형을 구 현하는 F-treatment 기술은 고온 신뢰성이 부족 한 단점을 가진다. 게이트 Recessed MISHEMT 기 술은 구조가 간단하지만 낮은 전류밀도와 문턱전 April 2016 81

반도체 공정용 세라믹 소재부품 개발 최신 동향(2) 압(Vth)의 한계를 가진다. 그럼에도 불구하고 최근 에는 게이트 누설전류 감소와 항복전압 향상을 위 한 gate recess와 SiO2, Al2O3 등 gate dielectric 을 이용한 Hybrid MOSFET 구조에 대한 연구개발 이 활발히 진행되고 있다. 일본 파나소닉에서 개발 된 p-형 GaN 에피층을 게이트 전극구조에 활용한 P-GaN Gate 기술은 게이트 전극 하부의 p-n 접합 에 의한 문턱전압(Vth) 값이 +1.0V 부근으로 고정되 는 특징을 가진다. 소개된 여러 가지 기술들은 서 로 장단점을 가지고 있으며, 각 기관에 구축된 제조 공정과 인프라에 적합한 기술을 채택하고 있다. 미 국 Transphorm사, IR, RFMD, 그리고 캐나다 GaN 그림 7. 증가형 GaN 파워반도체 소자 구현기술 및 주요 연구기관 Systems사에서 현재 판매되고 있는 상용 시제품 연구 중인 게이트 리쎄스 기술에 의한 Normally- 의 대부분은 고전압 normally-on GaN MISHFET off GaN MOSHFET 대표적 연구결과로, 게이트 리 와 다이오드를 내장한 저전압 normally-off Si 쎄스 후 잔류 한 AlGaN 층의 두께에 따라 드레인 MOSFET을 사용하여 Cascode 회로구조를 통해 전류(Id) 및 트랜스컨덕턴스(gm)가 변화하며, 두께 단일 패키지 형태로 구현된 Cascode형 Normally- 가 얇을수록 문턱전압(Vth)은 증가한다. off MOSHEMT 구조이다. 국내의 경우 경북대와 홍익대는 게이트 리쎄스형 구조를 연구 중이며, LG전자는 p-gan 게이트 구조 2.2.2. 수평형과 수직형 GaN 파워반도체 소자 기술 를 연구하였으며, 한국전자통신연구원(ETRI)는 게 이트 리쎄스 구조와 상용 시제품 구조인 캐스코드 그림 9는 GaN 파워반도체 소자의 수평형과 수직형 형 구조를 함께 연구하고 있다. 그림 8은 ETRI에서 구조에 대한 특징을 나타내었다. 수평형 구조는 이 (가) (다) (나) 그림 8. 게이트 리쎄스 구조를 갖는 Normally-off GaN MOSHFET (가)게이트-소스 전극 단면사진(SEM), (나)AlGaN 층의 게이트 리쎄스 후 잔류 두께 도식도, (다)각 리쎄스 조건에 따른 드레인 전류(Id) 및 트랜스컨덕턴스(gm) 곡선 82 ceramic korea

미국 Avogy사는 GaN 벌크 기판위에 p-형 도핑 및 결정 재성장(Crystal re-growth) 기술을 사용하 여 항복전압 1500V, 온-저항 2.2mΩ-cm2 특성을 갖는 Normally-off 수직형 GaN 파워반도체 소자 를 개발하였다.4) 2.2.3. 주요 기관별 GaN 파워반도체 개발 현황8) 표 5의 주요 기관별 GaN 파워반도체의 개발 현황 을 살펴보면, 2010년 IR사와 EPC사가 최초로 GaN그림 9. 수평형과 수직형 GaN 파워반도체 소자의 구조 및 특징 on-si 기반 전력소자 상용제품을 출시하였으나 항 종기판상에 성장된 에피 웨이퍼를 사용하기 때문에 복전압이 200V 수준으로 IT와 Consumer의 일부 전류 용량을 증가하기 위해서는 칩의 면적을 계속 분만을 만족시킬 수 있는 수준이다. 늘려야 하며 중전력용 고속스위칭 컨버터등에 적합 반면, MicroGaN사는 600V/5A 전력소자를 시 하다. 반면 수직형 구조는 벌크 GaN 기판상에 에피 장에 내놓으려 하고 있다. 2012년 Transphorm사 재성장을 통하여 제작되기 때문에 공정이 복잡하지 는 항복전압 600V의 GaN 전력소자를 상용화하여 만 결정 결함이 낮고 에피두께를 충분히 늘릴 수 있 2013년부터 출시하였다. 특히 중요한 사실은 각 기 어 고전력 중속 스위칭 인버터 등에 적합하다. 관마다 고유의 특화 기술을 보유하고 있어 GaN 파 표 5. 주요 기관별 GaN 전력반도체 연구개발 동향 April 2016 83

반도체 공정용 세라믹 소재부품 개발 최신 동향(2) 그림 10. GaN 파워반도체 패키지 및 모듈개발 관련 도전적 이슈들 워반도체 판매에서 특허분쟁 이슈는 적을 것으로 를 위하여 APEI사는 종래의 DBC(Direct Bond 판단된다. Copper) Al2O3(열전도도=35W/m K, 열팽창계수 =8.4ppm/K) 대신 열전도도가 우수한 AlN 기반 2.3. GaN 파워반도체 모듈/패키지 기술 power substrate(열전도도=150w/m K, 열팽창계 수=4.5ppm/K) 채택한 전력 모듈을 개발 중에 있다. 고온 고전력 GaN 파워반도체 소자 및 모듈의 패키 o 국내에서는 아직 GaN 파워반도체 패키지 및 전 지 기술 개발은 200 C 이상의 고온 환경에서 GaN 력모듈에 대한 연구가 부족한 실정으로, 소자와 연 전력소자의 안정된 동작특성을 보장하기 위한 도전 계하여 패키징 재료 및 모듈 기술의 전주기적 기술 적인 이슈 해결이 포함되어야 한다. 주요 이슈로는 개발이 필요하다. ETRI는 국내 최초로 2015년 (주) 그림 10에 나타낸 바와 같이 전력소자 접착(power 하이브론과 함께 자체 개발한 GaN 파워반도체 소 device attach), 열계면 재료연구(thermal interface materials), 전력소스 인터커넥션(power source interconnection), 봉재 물질연구(encapsulation materials), 수동소자 접착(passive component attach), 칩마운팅용 기판(direct bonded copper substrate)등 여러 가지가 있으며, GaN 파워반도체 소자와 연계하여 최적화를 하여야 한다. 특히 GaN 파워반도체 모듈은 고온 고전력 GaN 소자에서 발생되는 열을 효율적으로 제거해야 소 자의 성능 및 모듈의 신뢰성을 보장 할 수 있다. 이 84 ceramic korea 그림 11. 1kW급 6-pack GaN 전력모듈

(가) (나) (다) 그림 12. GaN 파워반도체 기반 전력변환 시스템; (가) Transphorm사 4kW급 3-상 인버터, (나) GaN Systems사 5kW급 부스터 컨버터, (다) RFMD사 2kW급 부스터 컨버터 자를 적용한 1kW급 6-pack GaN 전력모듈을 개발 주파수 100kHz 이상에 동작하며 230V 교류용으 하였으며, 그림 11에 사진을 나타내었다. 향후 GaN 로, 최대 전력변환 효율 98.5%를 나타내었다. GaN 전력모듈 시작품의 신뢰성을 추가로 평가한 후 상용 Systems사 2-5kW급 부스터 컨버터는 매우 짧은 화를 진행할 예정이다. 턴-온 시간(8.2ns)과 턴-오프 시간(3.7ns)를 가지 며, 무게가 487g로 전력밀도는 10kW/kg 수준이 2.4. GaN 파워반도체 전력변환 시스템기술 다. 스위칭 주파수 100kHz에서 전력변환 효율은 99.1~98.5%로 평가 되었으며, 주파수를 200kHz로 현재 판매되고 있는 GaN 파워반도체 기반 인버 증가할 경우 97.5%의 우수한 효율을 나타내었다. 터 및 컨버터의 대표적인 예를 그림 12에 나타내 RFMD사 2.4kW급 부스터컨버터는 매우 빠른 free- 었다. Transphorm사 4kW급 3상 인버터는 6개의 wheeling 다이오드를 내장한 케스코드형 디스크 GaN MOSHEMT로 구성된 모듈을 탑재하고 있으 릿 GaN MOSHEMT를 사용하였으며, 220V 입력과 며, free wheeling diode는 필요가 없다. 스위칭 386V 출력과 동작주파수 133kHz에서 최대 전력 변환 효율 99%를 나타내었다. GaN 파워반도체 소 자가 인버터와 컨버터 시스템에서 98% 이상의 고 효율 특성을 보이는 이유는 실리콘과 SiC에 비하여 높은 이동도와 낮은 손실 특성(온-손실, 오프-손 실, 그리고 스위칭-손실)을 갖기 때문이다. 최근 일본을 중심으로 연구개발이 활발하게 진행 되고 있는 가정용 5kW급 태양광발전시스템 인버터 는 GaN 파워반도체를 채택하여 고효율화와 초소형 화를 동시에 구현하고 있어 향후 태양광 전력변환 기 시장을 선점할 것으로 기대된다. 그림 13과 같이 일본 야스카와전기는 2015년 세 그림 13. 최고성능의 5kW급 태양광 인버터의 성능 비교 (출처: Transphorm사, 2015) 계 최초로 Transphorm사의 캐스코드 GaN MO- April 2016 85

반도체 공정용 세라믹 소재부품 개발 최신 동향(2) SHEMT를 적용한 전력모듈(TPD3215, 600V, 70A, 30mΩ, 58.6 39.0 13.0mm)을 사용하여 정격 용량 4.5kW, 체적 11.9리터, 무게 11kg, 최대효율 98.2%의 인버터를 출시하였다. 한편 미쯔비시전기 의 경우 full SiC-IPM 모듈을 사용하고, 고속 MPPT 제어기술을 개발하여 출력 1.6~4.5kW에서 최대 효율 98.0%를 기록하였으며, 체적 16.5리터, 무게 17.7kg의 인버터를 출시하였다. 따라서 향후 고효 그림 14. 응용 전압범위로 분류한 파워반도체 시장 점유율 (출처: Yole Development 2013) 율/초소형 태양광 인버터와 컨버터의 제품화를 위 반도체 시장을 분석할 때 900V 이하가 전체 시장의 해서는 스위칭 주파수 특성이 우수한 GaN 파워반 67%를 차지하므로 저전압용으로 적합한 GaN 파워 도체 소자가 적용이 불가피 할 것으로 판단된다. 반도체의 시장 진입은 900V 이하에 초점을 맞추는 것이 타당하다고 여겨진다.6) 그림 15에 나타낸 900V 이하의 저전압 파워반도 3. GaN 파워반도체 시장현황 및 전망 체의 주요 응용분야는 컴퓨터와 IT 기기, 컨슈머 및 자동차가 약 80%를 차지하고 있어 저전압용 미래 GaN 파워반도체 시장은 아직 활발하게 형성되어 GaN 파워반도체 시장은 매우 밝을 것으로 전망된 있지 않았으나, GaN-on-Si 기반 전력소자의 경우 다.6) 미국 EPC사가 200V용 전력 소자를 판매하고 있으 2014년 Yole 보고서에 의하면 GaN 파워반도체 며, 2013년 3월 Transphorm사는 600V/17A GaN 시장 규모는 2014년 천만불 정도에서 2020년에는 5 FET와 600V/8A급 GaN SBD 시제품을 출시하였고, 억 7천만불 규모로 급성장 할 것으로 전망하고 있 2015년 GaN Systems사는 기존의 600V/15A 캐스 다. 응용분야별 GaN 전력반도체를 제작하기 위한 코드형 GaN 파워반도체 외에 650V/30A normally- 6 에피 웨이퍼의 전체 시장규모는 2014년 2천200 off 소자를 추가로 출시하였다. 만불에서 2020년에는 2억 9천만불 규모로 성장 할 그림 14에서 보는 바와 같이 응용전압으로 파워 그림 15. 전압범위와 응용분야로 분류한 파워반도체 시장규모 86 ceramic korea 것으로 전망하고 있다.7) (출처: Yole Development 2013)

4. GaN 파워반도체 글로벌 연구개발 동향 및 시사점 Research Projects Agency)를 중심으로 지속적인 정부 지원하에 반도체 기판 및 에피 소재 개발, 파 워반도체 소자 개발, 그리고 파워모듈 및 전력변환 가전, 자동차, 산업용 기계, 철도차량, 송배전 설비, 시스템 개발에 이르기까지 업체와 밀접한 네트워 태양광 및 풍력발전 시스템 등에 탑재되는 실리콘 킹을 구축하여 기술 경쟁력을 높이고 있으며, 2014 기반 파워반도체가 GaN 파워반도체로 바뀔 경우 년 1월 WBG 반도체 기술개발을 위한 차세대 전력 최소 52%~최대 80%까지 변환 손실을 감소시킬 수 전자혁신연구소(NGPII; Next Generation Power 있어 일본, 미국, 유럽 등 선진국에서는 정부주도하 Innovation Institute)를 설립하고 미국 내의 제조업 에 과거 15년 전부터 에너지 절감형 GaN 파워반도 육성전략을 발표하였다.(그림 16) 이 프로그램에는 체 기술 연구개발과 제조공정 인프라 구축을 위한 18개의 민간기업과 7개의 대학, 연구소 및 정부기관 정책을 지속적으로 확대하고 있다. 이 참여, Smaller, Faster and More Efficient 슬 로건으로 5년간 140만 불의 연구비를 투자하였다. 4.1. 미국의 연구개발 동향 4.2. 일본의 연구개발 동향 미국의 경우는 정부주도로 GaN 반도체 기술이 연 구되었으며 우주항공, 군용 등의 특수응용 분야에 일본의 경우 WBG 파워반도체 소자 개발은 정부 서 시작하여 민간산업 분야의 전력변환 효율향상 주도로 시작했으며, 미국 정부와 마찬가지로 고품 으로 연구범위가 넓어지고 있고, GaN 파워반도체 질 소재 개발, 소자 개발, 모듈 및 시스템 적용 개 의 연구개발 이전에 RF에 적용하려는 기술 개발이 발 등 전주기적 연구개발을 위하여 지속적인 지원 선행되었다.3) 을 하고 있다. 2012년 NTT 물성과화학기초연구소 GaN와 SiC 같은 WBG (Wide Bandgap) 파워반 는 GaN 반도체 박막 소자를 성장기판에서 박리 도체의 연구개발은 DARPA (Defence Advanced 하는 프로세스를 개발하고, 나고야공업대학 질화 그림 16. 미국 WBG 파워반도체 개발 및 제조업 육성전략 발표 (출처 : 백악관) April 2016 87

반도체 공정용 세라믹 소재부품 개발 최신 동향(2) 그림 17. 일본 WBG 파워반도체 개발 로드맵 (출처 : AIST ADPERC) 물 반도체 멀티비지니스 창업센터 는 2013년을 목 치 SiC 웨이퍼 개발과 대면적 벌크 GaN 기판을 개 표로 경제산업성으로부터 보조금 14억 엔을 포함 발하는 목표 설정이다. 해 총 22.7억 엔으로 동 대학 캠퍼스 내에 지상 3층 (약 2,400 )의 GaN 파워반도체 전용팹을 설립하 4.3. 유럽의 연구개발 동향 였다. 2014년 전략적 혁신창조 프로그램 의 하나로 NEDO(New Energy and Industrial Technology 유럽의 경우도 역시 정부주도로 GaN 반도체 기술 Development Organization)에 의해 GaN 반도체 이 연구되었는데, RF 기술개발부터 시작되었다.3) 전력소자가 연구되었으며, AIST 등의 국책연구소와 2003년 ECPE(European Center for Power El- 민간연구소가 공동으로 소재 및 소자 기반연구를 ectronics)를 설립하여 자동차 및 산업용 시스템에 진행하고 자동차, 전자 및 전력회사 등이 이를 기반 서의 전력전자 뿐만 아니라 신재생 에너지, 스마트 으로 다양한 응용연구를 진행하고 있다. 그리드의 WBG 파워반도체 소자의 적용을 위한 초 그림 17은 AIST ADPERC(National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, 저손실 파워일렉트로닉의 포괄적인 개발을 위한 프 로젝트를 진행 중에 있다. Advanced Power Electronics Research Center) 에서 발표한 WBG 파워반도체 개발 로드맵이다. 4.4. 시사점과 국내 연구개발 투자방향 3세대까지 웨이퍼, 파워반도체 소자 및 시스템 응 용분야에 대한 목표와 내용을 일목요연하게 잘 정 미국, 일본, 유럽 등 파워반도체 선진국들은 정부 주 리하고 있다. 특히 주목할 내용은 2020년까지 8인 도적으로 차세대 파워반도체 연구개발 및 산업화를 88 ceramic korea

위하여 공격적으로 투자하고 있는 최근 추세는 국 후 발전방향, SiC 및 GaN 전력반도체 실용화를 위 내 파워반도체 연구개발 방향설정에 시사 하는 바 한 핵심기술 분석 세미나, KINTEX, Korea (2013). 가 매우 크다. 하루 빨리 국내에서도 WBG 파워반 2. Transphorm Japan, Inc., Redefining Energy 도체 상용화를 위한 연구개발에 정부가 주도적으 Efficiency GaN HEMT Power Device, Japan 로 투자하는 것은 매우 필요하며, 이를 적용한 전력 (2015). 모듈 및 인버터 시스템의 초기 글로벌 시장진입을 3. 문재경, 배성범, 장우진, 임종원, 남은수, GaN 전 위하여 국가적으로 매우 중요한 선택이라 판단된 자소자 글로벌 연구개발 동향, 전자통신동향분석, 다. 특히 WBG 반도체 기판의 대구경화 추세에 따 27 [1] 74-85 (2012). 른 6인치 SiC 기판 및 GaN 에피 웨이퍼의 상용화 4. I.C. Kizilyalli, Vertical Power Electronic 로 향후 파워반도체의 가격 경쟁력이 매우 높아질 Devices Based on Bulk GaN Substrates, Avogy, 것은 분명하다. 뿐만 아니라 선진국을 중심으로 6 Inc. 인치 파워반도체 제조공정 개발 및 소자의 상용화 5. 문재경, 민병규, 김동영, 장우진, 김성일, 강동민, 가 활발하게 진행되고 있어, 최근 급성장하고 있는 남은수, 차세대 고효율/고출력 반도체: GaN 전력 WBG 파워반도체 시장에 능동적으로 대처하고 제 소자 연구개발 현향, 전자통신동향분석, 27 [4] 품의 가격 경쟁력을 갖추기 위하여 6인치 기반 고효 96-106 (2012). 율 GaN 파워반도체 개발 및 국산화가 시급한 실정 6. Yole Developement, Next Generation Power 이다. Device SiC/GaN Industry/Market Trends, I-Sedex 2013, KINTEX, Korea (2013). 7. Yole Developement, Power GaN 2014, (2014). 5. 맺음말 8. 문재경, GaN 파워디바이스 국내외 연구개발 동 향 및 향후 발전방향, 세라미스트, 제16권(제4호), 차세대 에너지 절감형 반도체인 GaN 파워반도체는 53-66(2013). 기존 실리콘 파워반도체의 대체기술로 활발한 연구 개발이 진행 중이다. 2015년 현재 미국 트랜스폼 등 문재경 박사 - 아주대학교 재료공학과 학사 - 한국과학기술원 신소재공학과 석사 - 한국과학기술원 신소재공학과 박사 - 대전대학교 신소재공학과 겸임교수 - Bell Labs 컨설턴트(GaN 전력소자연구) - RF융합부품연구팀장 - GaN전력소자연구실장 - 현재 UST 겸임교수 - 현재 한국전자통신연구원 책임연구원 소수 기업만이 상용품을 출시하고 있는 초기 단계 로, 기술선점과 새로운 시장 창출 및 선점을 위하여 가격 경쟁력이 우수한 6인치 기반 GaN 파워반도 체 기술의 국산화기 시급한 실정이다. 특히 지금까 지 대학, 연구소, 기업 등에서 산발적/비체계적으로 수행 중인 GaN 파워반도체 기술개발 형태에서 벗 어나 정부가 주도적으로 예비타당성등을 통하여 산 학연이 체계적으로 6인치 기반 CMOS 호환 고효율 GaN 파워반도체 기술개발 및 상용화를 견인해 나 가야 할 것으로 생각된다. 공동기획 참고문헌 1. 문재경, GaN 파이디바이스 연구개발 동향 및 향 April 2016 89

기획 청정소재산업을 통한 지역산업 발전에 기여 - 석회석 백운석 규석 텅스텐 등 부존자원의 고부가가치화 - 기능성 신소재 산업 활성화 영월청정소재산업진흥원(원장 이태영)은 지역부존자원을 활용한 청정소재 산업발전에 주력하면서 군민과 함께하는 다양한 사업을 추진해 지역 산업 발전의 모범 기관으로서 주목받고 있다. 영월청정소재산업진흥원은 영월지역에 대량 매장돼 있는 석회석, 백운석, 규석, 텅스텐 등 부존자원을 활용한 고부가가치 제품을 개발하기 위해 다양한 사업들을 추진하고 있다. 광산개발 플랜트 설비 해외수출 길 열어 진흥원은 사우디아라비아 Khamat Altadeen Company(카 멧 알타딘 사)로부터 의뢰 된 사우디 내 광산 개발에 필요한 플랜트 설비의 수출을 위해 광산개발 전문회사인 대명산업 과 기초소재 화학플랜트 전문업체인 비디에이치와 환경 플랜트 설비 전문업체인 테크윈과 공동으로 추진한다. 추 진되는 사업은 사우디 Yanbu(얀부) 지역 및 Hail(해일) 지역 의 규석광산(매장량 약 1,500만톤) 개발 플랜트와 메탈실리 콘 제조(50,000톤/년) 플랜트 등으로 규모는 6억리얄(한화 약 1,850억원)이다. 이번 사업이 성사될 경우 진흥원의 연구 성과는 국제적으로도 인정받는 계기가 될 것으로 보인다. 텅스텐 선광 제련공정 기술개발사업 추진 텅스텐과 관련해서는 최근 알몬티코리아텅스텐 의 상동광 90 ceramic korea

산 재개발에 발맞춰 텅스텐 선광 제련공정 기술개발 등 텅 스텐 산업의 생태계 구축을 위한 사업계획을 수립해 강원도, 산업통상자원부 등과 협의 중에 있다. 절삭공구의 핵심소재인 텅스텐은 전방산업의 침체로 텅스 텐 가격이 급락한 상태지만 향후에 초정밀, 고성능 첨단공 구에 적용되면서 2년 안에 가격이 오를 것으로 전망되고 있 다. 또한, 지역 부존자원을 활용한 소재산업 메카로 다시 도 약하기 위하여 지역연고사업육성사업, 공공기관연계지역산 업육성사업, 지역주력산업육성 기업지원사업, 영월군 중소 기업 맞춤형 지원사업 등 지역기업지원이 가능한 비R&D 사 업들을 확보해 지역의 약 30여 기업에 기술개발, 산업정보제 공, 교육지원, 마케팅지원, 컨설팅 지원 등을 제공하며 기업 이 안정적으로 성장할 수 있도록 지원기관으로의 역할을 다 하고 있다. 중소기업 중심의 태양광 시장 활성화 기대 이태영 원장은 영월의 청정이미지를 대표할 수 있는 청정에 너지 자원을 활용해 미래먹거리를 기획하고자 금년 3월초에 개최된 일본 월드스마트 에너지워크(WSEW) 전시회 참관하 였다. 이 원장은 국내에서는 침체된 태양광발전 시장이 일 본에서는 일본정부의 발전차액 지원제도의 보조금정책 등 다양한 정책에 의해 한층 활기를 띄고 있다. 특히, 대기업중 심의 국내시장과는 달리 중소기업 중심의 태양광 시장이 크 게 활성화 되어 달라진 시장 분위기를 볼 수 있다 고 전시회 참관 소감을 밝히며 그동안 진흥원은 태양광발전 소재인 메탈실리콘 산업육성에 주력해 왔다. 국내 태양광시장의 침 체가 길어지면서 관련기업들 또한 많은 어려움을 겪고 있다. 우리정부도 중소기업 중심의 태양광 시장을 활성화 시킬 수 있는 정책들을 계속 추진해야 할 것 이라 전했다. 수립 용역 입찰을 시행했으며, 현대건설이 최종 낙찰돼 강원 도 영월군의 수소 인프라 계획 마련에 들어갔다. 현대건설은 이번 용역을 기반으로 지역 특성을 충분히 반영한 에너지 자립 타운의 제안과 신재생에너지 활용 수소생산 인프라 실 증방안을 제시하고 수소 생산 및 공급 인프라 확충 방안과 수소사용 안전성 확보 방안 등의 계획 수립에 나섰다. 영월 산업기반 조성과 고부가화에 기여하는 기관으로 자리매김 진흥원은 영월군의 미래 먹거리산업인 소재산업 아이템 발 굴 육성을 위한 전문 기관이다. 영월 산업기반 조성과 고부 가화에 기여하는 기관으로 자리매김하고 있으며 관련 기업 유치를 위해 박차를 가하고 있다. 특히, 기업들이 경제 창 출과 경영활동을 원활히 할 수 있도록 돕고 있으며, 부존자 원인 석회석 백운석 규석 등을 이용한 기능성 신소재 관 련 산업 지원 및 연구에 적극 나서고 있다. 진흥원은 Arc Furnace(300kVA), ICP-OES, SEM(주사전자현미경)등 50 여종의 분석장비와 전문인력을 갖추고 기업들이 원하는 시 제품 제작지원과 신제품 신시장 발굴을 돕고 있으며 기업지 원의 전문기관으로서 관련기업들의 높은 호응을 얻고 있다. 진흥원의 시험분석 장비 강원도의 수소산업 육성사업 주목 최근 강원도의 수소산업 육성사업이 주목 받고 있다. 이를 성과와 연관시켜 성급하게 진행하는 것보다 진정으로 강원 도와 영월군이 수소 인프라 구축을 통해 실질적이면서 지역 산업 육성에 도움이 될 수 있도록 관련 정책 수립에 고심하 고 있다. 이에 최근 영월군은 수소인프라 구축을 체계적이고 효과 적으로 진행하기 위한 영월군 청정에너지사업 마스터플랜 이태영 원장은 진흥원이 지금까지 진행해온 석회석 백 운석 규석 등을 이용한 기능성 신소재 개발 및 지원 사업 과 더불어 앞으로 청정에너지자원에 대한 사업 등을 통해 영월이 천혜의 자연자원은 소재 산업 및 친환경 에너지 산 업 발전의 메카가 될 수 있도록 헌신하겠다 며 관련 기업의 성공과 지역에 헌신하는 기관이 되도록 더욱 노력하겠다 고 운영방침을 밝혔다. (영월청정소재산업진흥원 www.yemi. re.kr) -세라믹코리아 취재부- April 2016 91

FocusⅠ 제5차 파인세라믹스산업 상생협력 교류회 - 공동 관심분야의 산업동향 세미나 및 간담회 개최 - 18개 주제발표 및 토론회, 산업계 애로사항 및 발전방안 수렴 교류회 참석자들이 파인세라믹스산업 발전을 위한 파이팅을 하고 있다 제5차(2016년 1회) 파인세라믹스산업 상생협력교류회가 공 동 관심분야의 산업동향 세미나 및 간담회 란 주제로 지난 2 월 25~26일 강원TP신소재사업단 SoP 2층 회의실 및 라카 이샌트파인리조트에서 개최됐다. 한국파인세라믹스협회와 강릉원주대학교 TIC가 공동 주 관하고 강원TP신소재사업단과 전남TP세라믹산업종합지 원센터의 후원으로 열린 이번 교류회는 파인세라믹스 유관 산 학 연 관 전문가 20여명이 참석하여 열띤 토론과 의견 을 개진했다. 특히 산업통상자원부 섬유세라믹과 유재열 사 무관과 모주연 주무관이 참석하여 자리를 빛냈다. 파인세라믹스산업 상생협력교류회는 실질적인 기술 인적 정보 교류협력체제를 구축하여 파인세라믹스산업 활성화 및 육성발전을 위한 정책방안을 도출하고 산 학 연 관 친 목교류를 위해 지역을 순회하며 지역특성에 맞는 주제로 추 진되어 왔다. 이날 교류회는 참석자 전원 발표와 이에 대한 종합적인 토 론회를 갖는 순서로 진행됐다. 첫 번째 발표자로 나선 CIS 김영만 부회장은 국내 원료산업의 실태에 대해 사례를 들어 92 ceramic korea

CIS 김영만 부회장 발표 삼양세라텍 주경 상무이사 발표 가며 설명했다. 김 부회장은 수요기업의 리즈에 부합한 원료 를 개발하고 수요기업의 테스트 검사에서 기존 사용하고 있 는 수입산 원료보다 우수한 품질로 평가되었지만 구매로는 이어지지 않고 있다며 대기업의 장벽을 실감했던 사례를 전 했다. 오히려 소재강국들 기업에서 주문이 들어오고 있어 해외 수출에 역점을 두고 있다고 밝혔다. 김 부회장은 국내 산 원료를 외면한다면 결국 수입산 원료들의 요구에 휘둘려 갈 수밖에 없다며, 수입산 소재에 대한 견제 차원에서라도 국내 소재에 대한 개발과 유통 및 평가인증에 있어 정책적 인 지원과 배려가 필요하다고 강조했다. 삼양세라텍 주경 상무이사는 국내 장비산업과 소재산업 의 흐름에 대해 발표했다. 국내 장비산업은 국내 개발 표준 화규격이 없어 일본, 미국 등 외국 장비규격에 따르고 있다 며 원천기술 및 공정기술도 중요하지만 국산장비에 대해 체 계적으로 관리하고 인증할 수 있는 장비신뢰성평가인증센터 같은 기관이 필요하다고 역설했다. 또한 소재부품산업은 장 비산업과 상생이 중요하다며 같은 장비라도 소재에 따라 천 차만별 다르게 개발해야 한다고 역설하고 소재산업 발전에 는 장비개발이 필수이기 때문에 세라믹발전전략 수립에 장 비개발이 꼭 반영되기를 주문했다. 보부하이테크 서병주 사장은 반도체산업 현황과 시장 전 망에 대한 발표에서 과거 일본에서 한국으로 이전되듯이 반 도체 디바이스 분야는 한국에서 중국으로 넘어가고 있다고 밝혔다. 세계적인 흐름을 막을 수는 없지만 또 다른 기회가 바로 반도체장비산업분야라며 과거 일본이 한국에 반도체 디바이스 분야는 넘겼지만 장비산업으로 막대한 이득을 취 해왔다고 설명했다. 엠아이디 박정식 연구소장은 주얼리 개발 현황과 전망 에 대한 발표에서 세계 주얼리 시장규모가 2천억 불이며 앞 으로 시장규모가 계속 커지고 있다고 전망했다. 유명 디자 보부하이테크 서병주 사장 발표 엠아이디(주) 박정식 연구소장 발표 April 2016 93

디세라텍 전동일 고문 발표 한국세라믹기술원 김형준 연구기획실장 발표 이너가 개발 시판중인 고기능 고가격의 세라믹 주얼리 제 품들을 소개하며 현재 엠아디에서 개발한 시계, 반지, 귀거 리 등에서 휴대폰 등 다양한 분야로 확대 개발 중에 있다고 밝혔다. 디세라텍 전동일 고문은 우리나라 세라믹산업 발전전략 이란 주제 발표에서 우리나라 산업이 Nut Cracker(호두까 기 기계) 상황이지만 벗어날 수 있는 방안으로 현상유지전 략, 상방탈출전략을 사례를 들어 제시했다. 현상유지전략은 포지셔닝으로 틈새시장을 공략하는 전략을, 상방탈출은 자 기만의 고유상품을 개발하는 전략을 소개하며 TCK 회사의 CVD SiC 코팅을 사례로 들었다. 결국 일본 기술력의 격차를 축소하고 중국기술력 격차를 유지해 나가기 위해서는 R&D 투자 강화, 독자적 제품개발, 해외기술동향 파악, 해외영업력 강화를 제시했다. 한국세라믹기술원 김형준 연구기획실장은 세라믹기술원 의 허브 역할 이란 주제 발표에서 Hub역할을 기술창구, 정 책제안, 정보제공으로 요약된다며 이와 관련 2016년도 신규 사업으로 정보제공에 세라믹기술 백서 발간, 기술창구 역할 에는 연구인력정보 홈페이지 공개, 정책제안으로 권역별 연 계 특화산업 육성 계획 등을 소개했다. 전남TP세라믹산업종합지원센터 김광진 센터장은 세라믹 산업클러스터 주진전략 발표에서 추진전략 키워드는 사업 화 라고 강조했다. 김 센터장은 현재 진행 중인 생태계조성 사업을 소개하며 기업들이 제품 상용화에 있어 시험장비 및 공정장비를 모두 갖추고 있는 목포센터에서 시험생산을 통 해 충분히 시행착오를 거쳐볼 것을 주문했다. 시험생산의 시 행착오에서 발견된 문제점을 기업은 상용화 생산라인에 보 완 구축하여 양산해줄 것을 요청했다. 강원대학교 김경남 교수는 산 학협력강화 라는 주제 발표 에서 산학협력의 필요성을 강조하며 기업지원 프로그램과 전남TP세라믹산업종합지원센터 김광진 센터장 발표 강원대학교 김경남 교수 발표 94 ceramic korea

한국파인세라믹스협회 유성근 전무 발표 오리엔트세라믹(주) 백종호 사장 발표 산학협력 지원사업에 대해 소개했다. 지역대학과 지역산업 의 동반성장을 위해 교육부 사업으로 각 지역 국립대학 위 주로 지정된 대학에서 진행하고 있는 LINC사업을 적극 활용 해 줄 것을 주문했다. 이외 대학가족회사제를 운영하고 있으 며 최근 고용노동부사업으로 일병영학습제사업인 IPP지원 사업도 소개했다. 이외 강릉원주대학교 박상엽 교수의 FC TIC 활용방안, 주 손테크 최우석 사장의 수입원료 현황 및 대응방안, 오리엔 트세라믹 백종호 사장의 대경파인세라믹스협의회 및 대경지 역 산업 현황, 인베스트세라믹 김승룡 사장의 강릉파인세라 믹산업계 동향, 본지 편집장의 파인세라믹기업 홍보전략, 한 국파인세라믹스협회 유성근 전무의 국내 파인세라믹산업의 발자취 기록 구축 사업 등 다양한 분야의 주제가 발표됐다. 산업통상자원부 유재열 사무관은 그동안 세라믹산업에 대해 많은 스터디를 해왔지만 이해하기 어려웠다며 오늘 간 담회를 통해 세라믹산업에 대해 좀 더 명확하게 이해하게 됐 다고 소감을 밝혔다. 또한 앞으로 이런 자리에 적극참여 하 여 발표자들의 소중한 의견이 정책에 반영될 수 있도록 최 선을 다하겠다고 총평을 대신했다. - 세라믹코리아 취재부 / 사진제공: 강릉원주대학교 TIC - 인베스트세라믹 김승용 사장 발표 산업통상자원부 섬유세라믹과 유재열 사무관 소감 발표 April 2016 95

FocusⅡ 전통세라믹 분야 전문가 모여 장기적인 산업 발전 도모한다 - 한국세라믹연합회, 세라믹 산업 고도화 정책수립 사업 진행 - 지난달 18일, 제2차 회의 개최 산업통상자원부 지원 아래 한국세라믹연합회(회장 신재수) 가 2016 전통세라믹 산업 고도화 방안 연구 사업을 맡아 수행한다. 한국세라믹기술원(원장 강석중, 이하 세기원)도 협조해 관 련 분야 연구원들이 이번 사업에 참여한다. 이번 사업은 산 업통상자원부가 전통세라믹산업 고도화 방안에 대한 산 학 연의 의견을 수렴해 정책에 반영할 목적으로 마련되었다. 한국세라믹연합회는 전통세라믹 분야인 도자, 유리, 시멘 트, 내화물 연마재 등의 산업전문가들을 모아 각 산업의 고 도화 방안을 연구한 뒤 세부 실행계획을 올해 10월 달까지 수립할 예정이다. 제2차 회의 - 국내 전통 세라믹 산업 문제 도출 2016 전통세라믹 산업 고도화 방안 연구 사업은 2월 19일 에 열린 전통세라믹 산업 현황파악 을 위한 1차 회의를 시작 으로 현재 2차 회의까지 진행되었다. 지난달 18일, 서울 센 터마크에서 열린 2차 회의엔 약 30여 명의 전문가가 모여 각 산업의 문제점을 도출하는 시간을 가졌다. 96 ceramic korea

사업에 참여한 전문가들에게 감사의 말을 전하는 한국세라믹연합회 이준영 전무 사업 소감을 밝히는 한국세라믹기술원 김형태 이천분원장 내화물 산업 분야 회의를 진행하는 모습 내화물 내화물 전문가로는 대한내화물공업협동조합 이종락 전무이 사, 한국내화 이석근 전무, 세기원 박주석 책임연구원, 김 세기 수석연구원이 참석했다. 발표를 맡은 세기원 박주석 책임연구원은 내화물 산업의 문제점으로 중국산 내화물의 점유율 확대로 인한 위기 와 내화물 핵심 기술력 부족, 내화물 전문인력 부족 이 논의되 었다고 밝혔다. 박 책임연구원은 중국의 풍부한 자원과 값 싼 인건비로 중국산 내화물의 가격이 국내 내화물 가격보다 낮아 수입이 증가하고 있는 상황에서, 국내 내화물 업체는 핵심 기술력의 부족과 전문 인력 부족에 시달리고 있다 며 내화물 분야에 대한 대학교육 부재 및 교육 인프라 부족으 로 기업이 자체적으로 인재를 양성해야 하는 어려움이 있다 고 발표했다. 회의 내용을 발표하는 세기원 박주석 책임연구원 April 2016 97

도자기 점토벽돌 법랑 세기원 도자세라믹센터 조우석 센터장, 대한도자기타일공업 협동조합 이기정 전무이사, 한국점토벽돌공업협동조합 정찬 옥 전무이사, 대등산업 이한상 상무, 유진 안종걸 상무가 도자기 점토벽돌 법랑 전문가로 2차 회의에 참석해 열띤 토 의를 했다. 생활도자기식기 산업 문제점으로 유럽의 고부가 제품에 비해 국내 브랜드 인지도가 부족해 고급식기 시장에서 국내 기업들의 점유율이 낮다는 점, 저가형 식기 시장에서도 중국 제품에 밀려 있다는 점이 꼽혔다. 조 센터장은 한 중 FTA 체결에 따라, 중국의 저가 도자기 제품이 들어오면서 국내 생활도자식기 업체의 어려움이 가중되고 있다 고 발표했다. 건축도자타일 산업은 저가의 중국산 제품이 90% 이상 수입되어 시장을 위협하고 있고, 원료와 설비를 국산화의 어 려움, 고부가 기술 경쟁력 부재로 어려움을 겪고 있는 점이 문제점으로 제기되었다. 위생도기 산업은 국내 기술에 비 해 정부 정책 및 규격 기준이 높다는 점, 수입 점유율 확대 가 문제점으로 꼽혔고, 점토벽돌 은 수요 분야가 적다는 점, 고급 수입 제품이 수입되어 국내 생산 기업이 점차 적어지고 있다는 점이 꼽혔다. 법랑 산업 또한 시장 규모는 작은데 제 품 공급 기준이 높아 어려움을 겪고 있어, 소수 대기업을 제 외한 대부분 법랑 제품 업체가 영세한 점이 문제점으로 논의 되었다. (좌) 도자기 점토벽돌 법랑 산업 분야 회의를 진행하는 모습 (우) 회의 내용을 발표하는 세기원 도자세라믹 센터 조우석 센터장 시멘트 레미콘 회의에 참석한 한국시멘트협회 박경선 팀장, 군산대학교 이 승헌 교수, 세기원 송훈 책임연구원은 시멘트 레미콘 산업 의 문제점으로 환경문제 를 꼽았다. 세기원 송훈 책임 연구원은 시멘트 산업에 대한 이산화탄 소 배출량 규제가 강화되면서 이에 업체들이 대비하면서 드 는 비용이 상당할 것 이라며 친환경 제품 생산은 세계적인 트랜드기 때문에 이에 적응해야 국내 시멘트 레미콘 기업이 세계시장에서 뒤처지지 않을 수 있다 고 발표했다. (좌) 시멘트 레미콘 산업 분야 회의를 진행하는 모습 (우) 회의 내용을 발표하는 세기원 송훈 책임연구원 98 ceramic korea

유리 유리 산업 전문가로는 한국유리산업협동조합 방정훈 본부 장, 한국유리공업 노태준 상무, SY솔루션 김상영 대표, 세 기원 이미재 책임연구원이 참여했다. 이번 회의에선 국내 판유리 산업과 유리용기 산업의 문제 점이 논의되었다. 국내 판유리 산업은 에너지 사용의 비경 제성, 원재료 상승에 따른 제품 가격 상승, 기능성 유리의 시장 왜곡 및 안전한 제품 적용 어려움 등의 문제점이 토의 되었다. 이미재 책임연구원은 판유리 산업이 건축산업의 하 청구조로 인해 가격이 하락되는 시장왜곡을 겪고 있다 며 단가를 맞추기 위해 싼 원료를 적용해 저가유리를 생산해 낼 수 밖에 없는 구조 라 국내 판유리시장 문제점을 발표했 다. 유리용기 산업은 친환경 재료 사용을 위한 규제가 없기 때문에 유리용기보다 플라스틱 용기 사용량이 많아 시장이 정체되는 점이 문제점으로 지적되었다. (좌) 유리 산업 분야 회의를 진행하는 모습 (우) 회의 내용을 발표하는 세기원 이미재 책임연구원 연마재 연마재 분야 문제점은 세기원 김성원 선임연구원과 한국연 마공업협동조합 이흥순 전무이사, 제일연마 김왕훈 차장 이 참여해 논의했다. 연마재 산업에선 원료 대부분이 수입산 이라 가격경쟁력이 부족하다는 부분, 국내 연마재의 품질평 가 기관이 부재하다는 점, 높은 기술 장벽으로 인해 신시장 진출이 제한적인 점이 문제점으로 꼽혔다. 연마재 산업 분야 회의를 진행하는 모습 회의 내용을 발표하는 세기원 김성원 책임연구원 사업 취지를 설명하는 한국세라믹연합회 신재수 회장 한국세라믹연합회는 2차 회의에서 도출한 전통세라믹산 업 문제점을 바탕으로, 그 해결점을 찾기 위한 3차 회의를 4월내로 개최한다. 2차 회의에 참석한 신재수 회장은 올해 말까지 전통세라 믹 고도화에 대한 세부 계획을 작성한 뒤 최종보고서를 제 출할 예정 이라며 전통 세라믹 산업 발전을 위한 이번 사 업에 국내 세라믹 관계자들의 많은 참여와 관심 바란다 고 전했다. 주학님기자 juhn28@naver.com April 2016 99

정책동향Ⅰ 소재 부품 신뢰성 향상을 통해 수출경쟁력 키운다! - 금년도 소재 부품 신뢰성기술 확산사업 282억원 투자 - 사업 참여기업, 수출 2.6배, 매출 2.1배 증가 효과 산업통상자원부는 중소 중견기업의 소재 부품 신뢰성 향 상을 통한 수출경쟁력 강화를 위해 금년도 신뢰성기술 확산 사업 에 지난해 보다 23억원이 증액된 282억원(신규 137억, 계속 145억원)을 투자키로 하고 3월 2일 신규과제 모집공고 를 실시한다고 밝혔다. 신뢰성기술 확산사업 은 중소 중견기 업이 신뢰성 시험 평가 인프라를 갖춘 전문기관(연구소, 대 학, 테크노파크 등)의 지원을 받아 제품의 신뢰성을 높여 수 출경쟁력을 확보 할 수 있도록 지원하는 사업으로 2003년부 터 시행되고 있다. 올해는 특히 소재 부품의 수출경쟁력 강화를 위해 해외기 업의 수요를 사전 확보한 과제를 우대 지원하고, 수출 유망 품목을 선제적으로 발굴하여 지원하는 품목지정형 사업을 강화했다. 품목지정형 사업은 산업계 수요조사와 전문가 검 토를 거쳐 초고화질 유기발광소자(OLED) 측정용 부품, 자 동차 온도센서 등 30개 품목을 도출했으며, 자립형 등 여타 형태보다 지원규모가 크다. 한편, 산업기술진흥원이 최근 3년간 종료된 과제 124개 를 대상으로 조사한 바에 따르면 신뢰성기술 확산사업의 성 표 1. 신뢰성기술확산사업 성과조사 결과 * 출처 : 한국산업기술진흥원( 15. 12월) 100 ceramic korea

과가 높게 나타났다. 사업 참여 전후를 비교한 결과, 매출 은 2.1배(7800억원 1조6700억원), 수출은 2.6배(3,531억 원 9,094억원), 평균 거래처 수는 1.5배(9.6개사 14.7개 사), 기술수준은 15.9%p(70% 85.9%) 향상된 것으로 조 사됐다. 소재 부품의 신뢰성 이란 일정시간 경과 후에도 목표수준 의 품질을 유지하는 특성으로 미래의 품질보증서 역할을 하 며, 제조물책임이 강조되는 오늘날 중요성이 더욱 강조되고 있다. 세계 유수의 기업들이 소재부품의 결함으로 인한 대규 모 리콜사태 등에 대응하기 위해 소재부품을 선택할 때 신뢰 성을 필수 요소로 점검하고 있는 것에서도 신뢰성의 중요성 을 알 수 있다. 산업부는 중소 소재 부품업체의 수출경쟁력 강화를 위해 기술개발, 산업기반구축, 교육지원 등을 통해 신뢰성 향상을 적극적으로 지원할 예정이다. 한편, 이번 사업공고와 관련한 신뢰성기술 확산사업 설명회 가 지난달 8일부터 10일까지 서 울, 대전, 부산, 광주 등 4개 지역에서 개최됐다. 상세사항은 산업통상자원부(www.motie.go.kr) 및 한국산업기술진흥 원(www.kiat.or.kr) 홈페이지의 사업공고문을 통해서 확인 할 수 있다. [ 신뢰성기술확산사업 개요 ] 1. 사업내용 : 재부품의 글로벌 경쟁력 확보를 위해 신뢰성 지원기관의 인프라(인력, 장비 등)를 활용하여 중소 중견기업 소 재부품의 고장분석, 신뢰성평가, 재설계 등 신뢰성 향상을 지원한다. 2. 지원유형 : 자립형 및 수요기업연계형(일반형 및 품목지정형) 유 형 지원조건 지원기간 (정부출연금) 자립형 (자유공모) 소재부품기업 자체적으로 제품의 신뢰성을 향상하고 수요처를 모색 1년 이내 (1억원/년) 수요기업 연계형 일반형 수요기업과 소재부품기업이 신뢰성향상을 전제로 구매의향서(MOU) 제출 후 신뢰성향상 추진 2년 이내 (3억원/년) 품목 지정형 지정된 품목에 대해서 수요기업과 소재부품기업이 신뢰성향상을 전제로 구매의향서(MOU) 제출 후 신뢰성향상 추진 2년 이내 (5억원/년) 3. 추진체계 과제 추진체계 주관기관 (소재부품기업) 자립형 (소재부품기업 단독) (주관) 중소 중견 소재부품기업 (참여) 신뢰성 전문기관 참여 기관 참여 기관 참여 기관 신뢰성 전문 기관 소재 부품 기업 수요 기업 수요기업 연계형 (수요기업 참여) (주관) 중소 중견 소재부품기업 (참여) 소재부품기업, 수요기업, 신뢰성 전문기관 April 2016 101

4. 지원분야 : 기계, 자동차, 전기, 전자, 금속, 섬유, 화학 등 국내 제조기반을 둔 소재부품 분야이다. 5. 추진절차 사업공고 (3.2) 사업설명회 (3.8~10) 사업계획서 제출 (3.29~4.1) 평가위원회 (4월 중순) 협약 체결 (5월 중순) 출연금 지급 (5월말) 산업부, KIAT 산업부, KIAT 신청기업 KIAT KIAT, 주관기관 산업부, KIAT 6. 품목지정형 과제 목록 No 품목명 기술분야 1 설비 자동화용 SWIVEL UNIT 기계소재 2 디젤 차량용 매연저감 부품 기계소재 3 자동차용 글로우플러그 기계소재 4 자동차용 소형 DC MOTOR 기계소재 5 솔레노이드 밸브 기계소재 6 세라믹 발열저항체 기계소재 7 산업용 고압 밸브류 기계소재 8 플랜트 설비용 다이어프램 밸브 및 체크밸브 기계소재 9 자동차용 벨로우즈 기계소재 10 자동차용 온도센서 기계소재 11 건설기계용 콘크리트 이송관 기계소재 12 상용차용 차속 센서 기계소재 13 절단가공용 레이저 장비 부품 기계소재 14 UHD급 OLED 전기광학적 측정모듈 전기전자 15 인쇄전자용 스퀴지 헤드모듈 전기전자 16 고성능 LED 패키지 및 융합조명 전기전자 17 광통신용 광대역 AWG 분광모듈 전기전자 18 진동계측용 센서 모듈 전기전자 19 드라이브 IC 패키지용 COF 레진 전기전자 20 반도체 및 디스플레이 공정용 게이트 제어시스템 전기전자 21 진공압력제어 모듈 전기전자 22 저전압용 배전반 전기전자 23 세라믹 및 에폭시 인쇄회로기판 전기전자 24 산업용 웨이퍼 카세트 전기전자 25 플렉서블 페라이트 시트 화학 26 LED 모듈용 접착제 화학 27 수소연료전지용 세라믹 히터 화학 28 디스플레이 공정용 기능성 필름 화학 29 태양광 모듈용 백시트 화학 30 초경량 극미세 섬유 화학 계 총 30 개 품목 102 ceramic korea

정책동향Ⅱ 미래부, 탄소저감 차세대 원천기술개발에 2016년 568억원 투자 미래창조과학부(장관 최양희, 이하 미래부)는 기술을 통한 기후변화 대응을 위해 10대 기후기술 중 탄소저감분야의 차 세대 원천기술개발에 금년에 568억원을 투자한다고 지난달 17일 밝혔다. 미래부는 신( 新 )기후체제 출범에 따라 정부의 온실가스 감축 목표를 기술을 통해 실현하고 기후산업시장 창출을 위 한 2016년 기후변화대응기술개발사업 시행계획 을 수립 확정하였다. 주요 내용은 탄소저감부문의 차세대 원천기술 개발을 위해 26개 과제(계속 22개, 신규 4개)에 568억원을 지원한다. 22개 계속과제(476억원)는 기후기술확보로드맵 (CTR) 에 따라 연구진행상황, 연구성과 도출 예상시기, 성과 도출에 따른 후속활동 준비 등 꼼꼼한 기술관리(Technology Management)가 이루어질 예정이다. 4개 신규과제(92억원)는 22개 계속과제의 기술관리 상황 을 토대로 기존 기술개발의 보강, 새로운 기술개발 도전, 실 증 등 후속활동 추진 등을 지원할 예정이다. 1. 탄소저감 차세대 원천기술개발 주요 내용 분 야 2015년도 주요 성과 2016년도 지원 계획 태양전지 o 세계 최고 효율(20.1%) 페로브스카이트 태양전지 개발 o 저비용 용액공정으로 반투명 특성의 양면 발전형 박막 태양전지 개발 o 실리콘 태양전지의 한계극복을 위한 차세대 태양전지(페로브스카이트, 유기태양전지) 기술개발 (9개 과제, 89억원) 연료전지 o 저가( 低 價 )의 탄화수소계 고분자 전해질막 원천기술 확보 o 고온 연료전지 내구성(기존 대비 27%) 향상 o 고출력, 고내구성, 저가화를 위한 고체알칼리 연료전지 등 차세대 연료전지 개발 (7개 과제, 93억원) 바이오에너지 o 세계 최초 맞춤형 미생물 균주 개량 기술 (합성조절 RNA 설계) 개발 o 원료확보가 쉽지 않은 국내 상황 극복을 위해 인공광합성 등을 통해 바이오연료를 얻을 수 있는 기술 개발 (2개 과제, 63억원) 2차전지 o 고성능 실리콘 전극제조 및 이를 포함하는 리튬계 이차전지 음전극의 제조방법 기술 이전 (2건, 140백만원) o 차세대 이차전지(아연금속-공기 이차전지 등)의 신규소재와 충 방전 기술 개발 (2개 과제, 20억원) 전력 IT o 진천 친환경 에너지타운 조성을 위한 착공식 개최 o 진천 친환경에너지 타운 준공 (1개 과제, 40억원) CCS o 세계 최고 수준의 CO 2 포집기술을 도출하고, 파일럿규모(1만톤급 이하) 지중저장 실증 후보지 도출 o 파일럿 규모의 실증가능한 포집 기술(습식, 건식, 분리막)을 선정하고, 저장실증을 본격화하는 한편, 탄소를 저감할 수 있는 원천기술 확보 (1개 과제, 230억원) April 2016 103

2. 2016년 기후변화대응기술개발사업 시행계획<요약> (1) 사업 개요 기후변화 대응을 위해 10대 기후기술* 중 탄소저감분야**의 차세대 원천기술 개발 및 기후산업시장 창출 * 기후기술 : 탄소저감기술 + 탄소활용기술 + 기후변화적응기술 ** 탄소저감기술 : 태양전지, 연료전지, 바이오에너지, 이차전지, 전력 IT, CCS (2) 2016년 중점 내용(안) 1) 탄소저감 핵심기술개발 지원 강화(총 568억원 투자) - 계속 22개 과제는 기후기술 확보 로드맵(CTR) 에 따라 기술관리*를 진행할 계획이며, * 기술관리(Technology Management) : 연구진행상황, 연구성과 도출 예상시기, 성과 도출에 따른 후속 활동 준비 등 - 신규 4개 과제는 계속과제의 기술관리 상황을 토대로 기술개발의 보강, 새로운 기술개발 도전, 실증 등 후속활동을 추진할 예정이다. * 신규과제(4개, 92억원) : 태양전지분야(2개, 50억원), 연료전지분야(2개, 42억원) 2) 기후변화 대응을 위한 협업체계 운영 강화 - 미래부 산업부 등 8개 부처와 연구재단 등 10개 연구관리 전문기관, 200여개 수요기업이 참여하여 부처 민-관의 공동기획 및 규제개선 발굴 등 협업체계 운영을 강화해 나간다. 3) 전략적 사업 추진 체계 강화 - 미래부의 범부처 기후기술 정책 수립과 협업체계를 지원하는 기후기술 전략센터 를 에너지기술연구원 내( 內 )에 설치하고, - 동 센터를 기술개발, 지식 저장, 네트워크 서비스의 허브로 육성해 나간다. 3. 2015년도 기후기술 관련 대표 연구 성과 <탄소저감부문 대표 연구성과> 저비용 용액공정을 통하여 반투명 특성을 갖는 양면 발전형 박막 태양전지 개발(KIST 민병권) - 기존 염료감응형 태양전지에 비하여 무기물을 기반으로 하여 내구성 및 안정성이 뛰어남 나노로드를 이용한 페로브스카이트 태양전지 기술 개발(성균관대 박남규) - 종전보다 9%이상의 높은 효율(21%)을 확보 - 기존 3차원 나노결정보다 효율 향상이 가능한 1차원의 나노와이어(나노끈) 형태로 성장할수 있는 기술 최초 개발 NANO LETTERS, 15(3) (2015. 3) (IF: 13.592) 고가의 불소계 전해질막을 대체할 수 있는 저가의 탄화수소계 전해질막 개발을 위한 모노머 및 중합공정에 대한 원천기술 확보(건국대 김환기) - 고가 소재의 대체 및 성능향상 기술 개발 104 ceramic korea

바이오리파이너리를 위한 미생물 시스템대사공학 원천기술 개발로 산업미생물 균주 개발을 위한 시스템 전략 수립(KAIST 이상엽) - 바이오에너지나 바이오화학제품을 간편하고 빠르게 개발할 수 있는 합성 조절 RNA 설계 원천기술을 세계 최초로 개발 - 기존의 산업용 균주 개량이나 신규 균주 개발에 광범위하게 적용 가능 Nature Biotechnol., 33(10): 1061 1072 (2015. 10) (IF: 41.514) 고성능 실리콘 전극제조 및 이를 포함하는 리튬계 이차전지음전극의 제조 방법 (KIST 이중기) - 상온화학증착기술에 의해 제작된 기능성 전극제조 기술을 IM에 기술이전(15.05, 1억) - 집전체 표면위에 형성된 고분자 패턴을 이용한 고성능 실리콘 전극제조 및 이를 포함한 리튬계 음전극 제조 방법을 NSM에 기술이전 (15.7, 4억) 포집비용을 획기적으로 절감할 수 있는 저수계 흡수제 및 신공정 개발 (서강대 이광순, 경희대 김훈식, 에기연 백일현) - 기존 기술(MEA 30wt%) 대비 2배 이상의 흡수능 및 흡수속도 등 고성능 흡수제 기술을 구현, 에너지 사용량을 45% 절감(4J/tCO 2 2.2J/tCO 2) - 성능 검증 기관인 미국 EERC를 통해 흡수제 성능 평가(15.3) 경제적이고 성능이 우수한 건식흡수제 개발(카이스트 최민기, 고려대 홍창섭) - 기공구조 및 골격 두께가 조절 가능한 Fumed Silica 기반의 건식흡수제 개발(흡수능 15w%이상, 흡수속도 14w%/min 이상) - 아민 기능화를 통해 우수한 흡착능을 갖는 MOF 기반 건식흡수제 개발(흡착능 18w%이상) 그래핀 기반의 CO 2 분리막 성능개선 및 대면적화(한양대 박호범) - 표면 기공 증대를 통한 고투과성 지지체 개발 - 그래핀기반 분리막 대면적화 기술 확립 - 롤링 방식을 통한 나권형 타입의 분리막 모듈 제작 제올라이트 기반의 신개념 무기 분리막 원천기술 및 모듈 확보(충남대 조철희/고려대 최정규) - 10,000GPU급 고투과성 제올라이트 기반의 신개념 분리막 원천기술 확보 미세조류 광배양을 통한 고부가가치 유용물질 생산 기술이전(고려대 심상준) - CO₂활용 미세조류 광배양을 통해 고부가가치 유용물질인 아스타잔틴 생산가능 기술 확보, 한국지역난방공사에 1.5억 규모의 기술이전(15. 6) 미국 특허2건, PCT 3건, EPO 1건 등 국외특허 출원 완료 CO₂를 생분해서 고분자로 전환할 수 있는 원천기술 확보(아주대 이분열) - 이산화탄소를 활용한 생분해성 폴리카보네이트 및 폴리카보네이트-폴리올 신물질(생분해 플라스틱) 원천기술 확보 - 롯데케미칼에 기술이전(14. 10, 정액기술료 5억, 경상기술료 순매출액의 0.1%, 2억 징수) 후 기업 주도로 실증 추진 중 2015년 국가연구개발 우수성과 100선 선정 April 2016 105

interview 강원테크노파크 이철수 원장 기업지원 강화를 통해 강원지역 산업의 경쟁력을 높이고 나아가 국내 첨단산업 발전에 기여하는 기관으로 거듭나겠습니다. 2004년 설립된 강원테크노파크 는 강원 지역 첨단 산업 육성을 목적으로, 기업체ㆍ대학ㆍ 연구소ㆍ지자체 등과 유기적인 협력 체제를 구축, 지역혁신거점기관으로서 역할을 수행해 오고 있다. 지난 10여 년 동안 강원테크노파크는 본원이 있는 춘천을 비롯해 강릉, 삼척, 원주에 첨단 산업 기술단지를 설립, 관련 기업을 유치 지원해 강원도를 첨단 산업의 중심지로 만드는데 기여했다. 특히 2005년 신설된 세라믹신소재산업 클러스터 사업단 은 세라믹 관련 인프라구축과 기업지원으로 국내 대표적인 세라믹 산업 클러스터를 조성했다는 평가를 받고 있다. 2014년 8월에 취임한 이철수 원장은 30여년 간 금융권에 몸담은 경제 전문가로, 취임 이후, 실용성 에 방점을 두고 업무를 진행해 오고 있다. 입주기업이나, 창업지원에 필요한 자금조달을 위해 금융기관과 MOU를 체결하는 등, 실질적으로 기업에 도움이 되는 사업을 추진해 오고 있는 이철수 원장을 만나 앞으로의 운영 계획과 강원테크노파크가 나아갈 방향에 대한 의견을 물었다. 진행_주학님기자 juhn28@naver.com, 사진_여현진기자 smyczang@naver.com 106 ceramic korea

원장님이 강원도 지역혁신 거점기관인 강원 테크노파크에 취임하신 지 햇수로 약 2년이 되어가고 있습니다. 그간 직책을 수행하면서 느꼈던 소회 한 말씀 부탁드립니다. 강원테크노파크의 원장으로 부임한지 1년 반 정도가 지났습니다. 그간 새로운 환경 에 적응하면서 동시에 급변하는 산업 환 경과 시대적 요구에 부응하기 위해 잠시 도 긴장의 끈을 놓을 수 없는 시간의 연속 이었습니다. 오랜 시간 경제전문가로 활동 했지만 강원테크노파크 원장으로서 첨단 산업분야업무는 많은 부분이 생소했습니 다. 그래서 부임 초기에 조직과 업무 파악 에 많은 시간과 노력을 기울였고, 무엇보 다 정부의 정책기조변화, 지자체간의 경쟁 심화와 같은 위기를 타개하기 위해 전방위 적으로 노력했습니다. 지난 1년 반 동안 내부적으로 강원TP의 향후 진로를 결정짓는 중장기 발전전략을 수립했고, 직원의 역량이 배가될 수 있도록 조직을 새롭게 정비했습니다. 현장에 답이 있다 라는 생각으로 기업은 물론 유관기관 관계자들과 직접 소통에 앞장서왔고 지역산업과 관련된 문 제를 함께 해결하기 위한 혁신기관 협의체를 운영하는 등 지 역산업의 거점기관으로서 다각적으로 노력했습니다. 이러한 노력이 강원도 지역산업의 진정한 파트너(True Partner)로 서 강원테크노파크가 자리매김하는 기반이 될 것이라 생각 합니다. 도내 기업들의 판로 확보를 위해 해외 플랫폼 구축에 매진 강원테크노파크는 지역전략산업의 거점기관 으로서 많은 역할을 수행해오고 있습니다. 그 간의 성과로 무엇이 있을까요? 2004년 설립된 이후 강원테크노파크는 춘천, 강릉, 삼척, 원주에 창업보육센터, 지 원센터, 벤처공장 등 총 13개의 산업인프 라를 구축하고 각각에 바이오, 신소재, 에 너지방재, 의료기기의 첨단 산업을 집중 육성해오고 있습니다. 지난해 강원테크노파크는 도내 시군의 산업 특성을 분석해 산업적 상호보완성 에 기초한 융복합 신산업을 발굴하고, 우 수한 기술력을 가지고 있어도 내수시장의 불황으로 성장이 어려운 도내 기업들의 판 로 확보를 위해 중국, 태국과 같은 신흥시 장에 실질적인 해외플랫폼을 구축에 매 진했습니다. 중국의 실리콘밸리로 불리는 창평원 과 함께 한 중 바이오메디칼 합작 법인 을 설립해, 도내 기업이 합작법인을 통해 중국시장 진출 시 기술인증이나 판로 확보에 매우 용이할 수 있도록 되었습 니다. 또, 북경 소재 8층 건물을 무상으로 제공되어 한 중비 즈니스센터로 활용될 예정이고, 올해부터 본격적인 기업입주 가 추진될 전망입니다. 춘천벤처2공장 도 지난해 준공 완료되었고, 산업현장에 필요한 맞춤형 교육과 취업캠프 등 도내 일자리창출에도 지 속적인 노력을 기울였습니다. 강원테크노파크 본원 April 2016 107

작년, 강원테크노파크는 강원-세종 강소기업 육성 상생펀드 를 결성하는 등, 강원지역 기업 정책 금융지원에 힘을 써 왔습니다. 그 결과 도내 유망 중소기업에 68억 원을 지원하는 성과를 달성 했습니다. 올해는 어떤 기업지원 서비스를 구상하고 계신지 궁금 춘천 벤처 제2공장 은 지난 해 12월에 준공되어 기대를 모으고 있습니다. 춘천 벤처 2공장 의 준공 목적과 향후 역할은 무엇인 지 설명 부탁드립니다. 춘천 벤처 제2공장 은 외국인투자 바이오기업을 타깃으로 계획되어 GMP시설 설치가 가능하도록 설계되었습니다. 이에 바이오분야에 특화되어 있는 6개 기업( 세준F&B, 월드팜, 바이오사운드랩, 머쉬매드, 씨스케어, 유비트론 )을 입주 완료시켰습니다. 초기 시작단계의 기업은 기술력의 한계가 있는 것이 현실 입니다. 이런 현실을 극복하고 기업을 성장시키기 위해서는 산 학 연 관이 함께 연구개발, 인력양성, 지원프로그램 운 영 등을 동시다발적으로 진행해야 합니다. 춘천 벤처2공장은 기존의 벤처 1공장과 함께 춘천의 기술혁신산업단지로 바이 오를 비롯한 유망 기업들을 지속적으로 유치해 산업단지의 면모를 갖추고, 기술 및 제품개발 R&D는 물론 다양한 사업 화지원을 통해 지역강소기업으로 육성하는데 전폭적인 지원 을 아끼지 않을 전망입니다. 합니다. 지난해에 이어 도내 기업의 수출역량을 강화하기 위한 구체 적인 방안을 다각도로 모색해 추진할 예정입니다. 특히 올해는 지역의 혁신기관장과 수출전문가를 묶어 기 업이 당면하고 있는 수출 애로사항을 직접 해결하고, 현장방 문을 통해 문제를 해결하는 One-Stop 방식의 기업성장지 원 원정대 를 운영할 계획입니다. 기존 지원 사업을 진행했던 방식에서 벗어나 기업이 필요한 사항을 지원기관에 요청하 면 이를 반영해 기업의 애로사항을 분야별 전문가가 직접 현 장에 찾아가 문제를 파악하고, 기업진단을 병행하여 실질적 인 수출증대성과로 연계시키는 지원이라 보시면 됩니다. 전 보다 적극적이고 능동적인 지원체계라고 할 수 있습니다. 이 뿐만 아니라 도내기업의 해외시장 진출을 위해 중국을 비롯해 태국, 브라질 등 도내 기업 제품 수요가 높은 해외 시장 플랫폼 구축에 박차를 가할 계획입니다. 이를 위해 당 장 4월에 중국에서 개최되는 국제건강산업박람회의 한국관 을 운영할 예정이며, 도내뿐 아니라 국내 참가기업을 대상으 로 수출촉진을 지원할 계획입니다. 중국뿐만 아니라 태국, 베 트남과 같은 한국제품의 수요가 높은 국가를 대상으로 도내 기업이 진출 할 수 있는 구체적인 해외비즈 플랫폼도 구축해 나갈 계획입니다. 지난해에 이어 전략산업 분야의 창업 기업에 정책자금 운 용, 일자리 창출 지원사업과 같은 맞춤형 지원프로그램도 제 춘천벤처공장 108 ceramic korea

공해 기업지원기관 본연의 역할에 충실할 예정입니다. 세라믹 소재는 무궁무진한 사용 가능성으로 미래 융합 소재로 각 광받고 있습니다. 강원테크노파크도 이에 주목해 2005년, 세라 믹신소재산업 클러스터 사업단 을 설립하고 사업을 진행해 오고 있습니다. 강원 테크노파크 원장님으로서 강원지역 세라믹산업 의 잠재가치를 어떻게 평가하고 계시나요? 강원도의 신소재산업은 강릉의 강원테크노파크 신소재사업 단을 중심으로 지원센터, 벤처공장, 연구소, 대학 등의 상용 화지원 인프라와 관련 기업군이 집적하고 있습니다. 또한 철 원을 중심으로 플라즈마 기술을 활용한 고기능성 융합소재 중심의 R&D 기반구축이 완료되었고, 영월을 중심으로 지역 자원기반의 소재산업육성을 위한 인프라 구축이 완료되어 상호보완 및 시너지를 극대화 할 수 있는 관계를 형성하고 있습니다. 지역별로 특화된 신소재산업 지역혁신 기관의 특화역량을 더욱 강화시키면서, 영월의 지역자원기반 원료산업과 철원의 융합소재 인프라를 활용한 기술지원, 강릉의 세라믹 소재 부품 생산 및 실증기반을 연계할 경우 원료-소재-부품-완제 품으로 이어지는 Supply-Chain 연계형 신소재산업의 육성 이 가능하며, 이로 인한 국내 신소재산업의 혁신생태계 조성 에 강원도가 선두에 설 수 있는 잠재가치를 갖고 있다고 봅 니다. 2005년부터 강원도 전략산업으로 선정된 세라믹신소재산업 육 성에 좋은 성과가 나타나고 있습니다. 최근 강원 지역 내 신소재 기업 연평균 매출이 13%, 고용 19%의 고속 성장을 기록하고 있 다고 들었는데요, 앞으로 강원테크노파크는 고부가가치 산업인 신소재 산업을 육성, 발전시켜나가기 위해 어떤 노력을 할 예정이 십니까? 강원도의 신소재산업은 지역 내 타 산업과 비교하여 기술혁 신형, 가치창출형 기업의 비중이 높고 업체당 종업원 수, 1인 당 매출액 등이 높게 나타납니다. 신소재산업이 고부가가치 산업으로 자리매김 함에 따라, 향후 지역자원을 활용한 원료 산업의 육성과 강원도 전략산업 간 연계를 통해 사업영역과 시장을 확대해 갈 예정입니다. 강원테크노파크는 첫째로 최근 강원도로 이전한 한국광해 관리공단, 한국광물자원공사, 대한석탄공사 등 광물자원 관 련 공공기관과 연계협력을 통해 지역광물자원을 활용한 세 라믹 원료산업 분야로 사업범위를 확대하고, 광물 및 희소자 원 개발을 위한 사업성과 극대화 여건을 마련하고자 합니다. 둘째로는 강원도 신소재산업의 유망품목인 스마트센서, 모 듈 등을 활용해 강원도 전략산업인 의료기기 및 스포츠지식 서비스산업과 임계환경극복용 소재를 활용한 발전 산업 접 목을 통해 전자의료기기와 웨어러블 스포츠, 발전부품 등의 신산업 분야로 사업을 확장하고자 합니다. 산업영역 확대에 따른 기업집적화를 통해 강원지역이 신소재산업의 거점지역 으로 도약하길 기대하고 있습니다. 임기 기간 내 원장님이 계획하고 있는 사업 부분이나 중요성을 강 조하고 싶은 분야가 있다면 말씀해 주십시오. 벌써 임기의 반을 채웠지만, 사실 지금까지 해온 것보다 강원 도 산업 발전을 위해 앞으로 해 나가야 할 일들이 많습니다. 강원도는 지난 10여 년간 바이오, 의료기기, 세라믹신소재의 강원테크노파크 강릉 신소재지원센터 April 2016 109

전략산업을 집중 육성하고, 산업인프 라를 확장하면서 매년 10%이상의 급 성장을 지속해왔습니다. 그러나 최근 들어 우리경제는 중국 성장세 둔화, 유럽 일본경제의 부진, 신흥국 불안 등의 대외요인과 내수부진, 환율불안 등 대내요인이 상존하고 있습니다. 이 런 위기를 타개하기 위해서는 이미 포 화상태인 내수시장보다는 해외 신흥시장의 진출을 적극적으 로 고려해야 합니다. 도내 기업을 직접 방문해보면 놀랄 정도 로 우수한 기술력을 가진 기업이 많습니다. 아이디어로 시작 한 벤처기업이 실재로 물건을 만들고, 해외수출로 매출액을 높이며 성장해나가는 사례도 도내 곳곳에서 발견할 수 있습 니다. 이런 글로벌 강소기업이 강원도에 자리매김하고, 지역 경제를 활성화할 수 있도록 강원테크노파크를 비롯한 지역 내 혁신기관들이 힘을 모아야 합니다. 전시회 참가지원 같은 단순한 마케팅 지원뿐만 아니라 해외시장에서 강원도 내 제 품이 제대로 팔릴 수 있는 구체적인 플랫폼을 마련하고, 이 를 통해 일회성 교류가 아닌 지속적인 대외수출이 이뤄질 수 있도록 가교를 만들어 나가야 합니다. 기업지원의 전문기관 인 강원테크노파크를 필두로 지역내 모든 혁신기관의 역량 이 집결해 나가야 할 것입니다. 마지막으로 인터뷰 중 미진했던 부분이나 세라믹 코리아 독자와 소재분야 종사자들에게 알리고 싶은 내용이 있다면 말씀해 주 십시오. 강원 지역 소재산업 발전 위해 참신한 정책개발, 실질적 기업지원 프로그램 제공 예정 강원도가 주력으로 육성하는 신소재 산업은 소재산업 특성상 기술력확보 가 산업발전의 핵심이라고 할 수 있 습니다. 지금까지 구축한 산업시설 과 장비를 활용하여 신규기술을 지 속적으로 개발 지원하고, 기술사업화 를 통해 작아 보이지만 강한 기술경 쟁력을 갖춘 기업을 적극적으로 육성 할 계획입니다. 이미 강원테크노파크는 신소재분야에 반도 체 부재공장을 비롯해 벤처공장 2곳과 대형 CIP, Hot Press 와 같은 중장비 152대를 보유하고 있습니다. 이를 기반으로 기술개발부터 제품의 세계시장 진출까지 다방면의 노하우와 산업인프라를 총동원해 기업성장을 위한 전폭적인 지원을 아끼지 않겠습니다. 강원도는 산업화의 물결에서 소외되어 대표적인 산업불모지로 인식되어왔지만 한편으로는 전국 어 느 지역보다 개발가능성과 성장 잠재력이 높기 때문에 현재 보다는 미래가 더욱 기대된다고 할 수 있습니다. 이러한 미래 가 현실로 다가올 수 있도록 강원도 지역산업의 경쟁력 강화 와 지역경제활성화, 창조경제 생태계 확산 등을 위해 참신한 정책개발과 실질적인 기업지원프로그램 시행을 통해 최선을 다하겠습니다. 모든 분들에게 강원도에 가면 기업으로 성공 할 수 있다. 는 꿈과 희망을 전파할 수 있도록 강원테크노파 크의 향후 행보에 힘을 실어 주시길 기대하겠습니다. 지역산 업의 True Partner, 강원TP 는 강원도민의 행복한 미래를 위 해 더욱 노력하겠습니다. 이철수 원장 PROFILE 학력 2007 서울과학기술대학교 건축개발 최고위과정 수료 2003 연세대학교 경영학 석사 1986 국민대학교 정치외교학 학사 주요경력 2014.08 ~ 현재 (재)강원테크노파크 원장 2014.06 ~ 2014.08 한국은행 인재개발원 전문부원장 2012.02 ~ 2014.06 한국은행 강원본부 본부장 2010.03 ~ 2012.02 한국은행 강원본부 기획조사부장/부본부장 110 ceramic korea

기 업 3D 프린팅 기술로 디자인을 더하다 쓰리디커넥션(3D CONNECTION) 3D 프린팅은 미래 기술로 주목받고 있지만, 아직 접근성과 활용도가 높지 않다. 공예산업에서도 3D 프린팅으로 온전히 상품을 만들어 내는 비용과 그 가치에 대한 의문으로 사용이 활성화되어 있지 않다. 3D프린팅 솔루션 기업인 쓰리디커넥션 은 공예산업에서 3D프린팅이 도구 로서 그 역할을 톡톡히 해낼 수 있도록 기술을 지원한다. 단순히 기술을 전달하는 방식이 아니라 기존 기술로 표현할 수 없는 3D 프린팅만의 디자인을 더하는 방식으로, 현재 다양한 도예가와 협업해 상품을 제작해 오고 있다. 디자인 전문가와 3D프린팅 기술의 만남 쓰리디커넥션 의 신기진 대표는 이마트의 플라스틱 카트 등, 다양한 상업 제품을 제작한 디자이너다. 1990년도부터 3D 프린팅 기술을 모형 제작에 사용해 오던 신대표는 2011년 서울디자인센터에서 진행된 프로젝트를 통해 3D프린팅 기 술을 활용한 상품화에 관심을 가지게 되었다. 3D프린팅 기술을 도예작품에 접목시켜 상품을 만들어내 는 프로젝트였는데, 여기서 서일대 산업디자인과 최성권 교 수와 윤주철 도예가를 만나 협업을 하게 되었습니다. 윤주철 작가만의 특색인 첨장기법 을 제품에 살리면서, 3D프린팅 기술을 활용한 새로운 디자인을 뽑아내는 작업이 었다. 첨장기법으로 제작된 돌기를 3D스캔하여 컴퓨터상에 서 데이터를 편집한 후, 3D 프린터로 출력해 조명 제품을 제 작했습니다. 이 조명제품은 2014년 서울리빙디자인페어 에 전시되어 주목받았다. 3D프린팅 기술의 가능성을 본 신 대표는 온전히 3D프린 첨장조명-Touch April 2016 111

3D프린팅으로 제작한 (좌) 사운드 페블 (우) 핸드폰 케이스 팅으로 제작한 디자인 상품을 선보였다. 스마트폰용 울림통 인 사운드 페블 이다. 조약돌 모양의 사운드 페블 은 디자인 가치를 인정받아 관광상품 공모전에서 동상을 받고 DDP 디 자인갤러리에서 판매가 진행되었다. 그러나 사운드 페블 상 품 판매율은 저조했다. 재료를 레이저빔으로 녹여서 만드는 방식인 SLS 프린팅으로 제작하다 보니 제작비용이 많이 들 어 15만원이라는 판매가가 나왔습니다. 회사의 이윤을 최소 화한 가격이었지만 소비자에겐 부담스러운 가격이었죠. 반 면, 윤주철 작가와 협업해 만든 상품은 고가임에도 불구하 고 꾸준히 판매되었다. 해외에서 반응도 좋았다. 이러한 경험을 통해 신 대표는 아직은 3D 프린팅만으로 만든 제품의 가격 경쟁력이 부족하다고 판단했다. 윤주철 도예가와의 협업처럼, 기존의 다양한 상품에 3D프린팅 기 술을 활용해 새로운 조형미와 가치 있는 제품을 만들어야 소비자의 지갑을 열 수 있겠다는 생각이 들었습니다. 이 를 위해 신 대표는 프로젝트 단위의 3D프린팅기술 활용, 제 품/서비스 개발을 위한 협업 서비스인 몹(MOP:Make One Project) 프로그램을 기획했다. 윤주철 작가와 협업해 만든 칠보 투각 머그 3D프린팅 기술을 결합한 다양한 콘텐츠 제작 쓰리디커넥션의 몹 프로그램엔 제품디자인, 3D프린팅 및 모델링, 콘텐츠 개발 서비스가 모두 들어간다. 아직까지 많 은 국내 3D프린팅 솔루션 기업이 장비와 교육에 관련된 분 야에 한정되어 있습니다. 쓰리디커넥션은 몹 서비스 를 핵심 컨텐츠로 진행해 제품디자이너의 시각으로 단순한 3D프린 팅 출력물 이상의 서비스를 제공하고자 합니다 이 서비스 를 통해 쓰리디커넥션은 꾸준히 콘텐츠개발을 진행해 왔다. 윤주철 작가와 2014년도에 스마트폰 앱과 연동되는 스마 트 조명 시리즈를 개발했으며, 제주도 조랑말에서 컨셉을 가 김유미 작가와 협업해 제작한 주병세트 를 앞에 두고 설명하는 신기진 대표 112 ceramic korea

져온 머그컵도 제작했다. 세라믹 바디는 윤주철 작가가 작업 하고 손잡이를 쓰리디커넥션이 3D프린터로 만든 머그컵이 다. 손잡이에 전통문양을 적용한 디자인으로, 3D프린트로 출력해 정교함을 높였습니다. 이 머그컵은 해외 전시에서 가져간 모든 물량이 판매되는 인기를 얻었다. 작년엔 김유미 도예가와 협업해 주병세트 를 개발했다. 김유미 작가가 제작 한 주병 아래, 3D프린팅으로 제작한 독특한 문양의 받침을 결합해 디자인의 완성도를 높인 상품이다. 현재 쓰리디커넥션은 윤주철 작가와 기존에 만든 머그컵 라인을 늘리는 작업을 하고 있다. 3D 장비업체와 함께 외국 에서 발표된 3D프린트용 신소재를 도입해 보는 등, 기술력을 높이는 일도 게을리 하지 않고 있다. 3D프린팅이 제공하는 새로운 가능성 신 대표는 3D프린팅 기술이 도자산업을 비롯한 공예산업의 발전에 큰 영향력을 미칠 것으로 내다봤다. 해외에서는 이미 세라믹 원료를 3D프린터에 주입해 결과물을 만들어내는 실 험이 활발하게 진행되고 있고, 그 결과물이 나오고 있다. 아 직 결과물의 강도가 낮아 상품화되기 힘들지만, 기술이 점차 발달하다 보면 강도가 높은 3D프린팅 제품이 나오는 건 시 간문제다. 이러한 상황 속에서 공예가나 디자이너들이 3D프린팅 기 술을 배척하기보다 활용해 새로운 디자인의 제품을 생산해 내야 국내 공예산업이 발달할 수 있다는 게 신 대표의 생각 이다. 공예산업에 종사하는 많은 분들이 3D프린팅 기술로 인 해 더 이상 수작업이 사라질까봐 걱정하시는데, 아무리 3D 프린터가 도자기를 제조하더라도 제작과 관련된 기본적인 이해와 노하우가 없이는 제대로 된 결과물을 만들어 내기 어렵습니다. 3D프린팅 기술을 산업을 향상시키는 하나의 도구 로서 이해한다면 이를 활용해 공예시장 활성화를 이루 어낼 수 있을 것입니다 앞으로 쓰리디커넥션은 다양한 분야의 작가와 협업해 콘 텐츠 상품을 늘리는데 주력할 예정이다. 기존 제조 방식의 틀에서 벗어나 다품종 소량 생산으로 소비자가 선호하는 새 로운 상품을 늘려간다는 계획이다. 이를 위해 상품을 판매 할 자체 온라인 쇼핑몰도 준비 중이다. 신 대표는 쓰리디커 넥션을 3D프린팅 제조기술을 활용한 새로운 형태의 비즈니 스 모델을 개발, 관련 콘텐츠를 유통시키는 기업으로 성장시 키겠다 고 포부를 밝혔다. 신기진 대표 주학님기자 juhn28@naver.com 제품을 제작하는 3D 프린터 April 2016 113

연구개발Ⅰ 호흡만으로 폐암 당뇨를 조기 진단하는 초소형 센서 개발 - 스마트폰 등을 통한 진단으로 비용절감 및 신시장 창출 기대 미래창조과학부(장관 최양희)는 혈액 체취나 영상촬영을 하지 않고도 사람의 호흡만으로 폐암, 당뇨 등 각종 질병 을 실시간으로 파악할 수 있는 초소형 감지 센서 기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다고 지난달 3일 밝혔다. 김일두 교수(KAIST 신소재공학과) 연구팀은 사람의 호흡 내에 질병과 관련된 극미량의 특정 가스의 농도를 실시간으로 정확하게 분석할 수 있는 세계 최고 수준의 고감도 초소형 센서를 개발하였다. 이를 통해, 현재 병원에서 혈액 체취나 조직 검사, MRI 등을 통해 고비용으로 진단하고 있는 폐암이나 당뇨 등 의 질병을 개인 스마트폰이나 웨어러블 장치를 통해 수 시로 저렴하게 진단할 수 있는 길을 열었다. 사람이 숨을 쉬면서 내뱉는 호흡 속 가스 성분 중에는 다양한 휘발성 유기화합물 가스들이 포함되어 있으며, 이중 일부 가스 는 질병과 밀접한 연관이 있는 것으로 알려져 있다. 대표적으로 아세톤, 톨루엔, 황화수소 가스는 각각 당 뇨병, 폐암, 구취 환자에서 더 높은 농도로 배출되며, 이 러한 호흡 속 특정 가스의 농도를 정확하게 분석할 수 있다면 여러 질병들을 간편한 방법으로 조기에 진단할 수 있다. 그러나, 입안에는 수분을 포함하여 수백 종의 가스들이 존재하기 때문에, 그간 개발된 센서는 사람 호 흡 속에 포함되어 있는 극미량(10~2,000ppb)의 특정 가스를 선택적으로 검출하는데 한계가 있었다. 연구팀은 수백 종의 가스 중 질병과 관련된 특정 가스 만 선택적으로 탁월하게 검출할 수 있는 고성능 촉매를 개발하였으며, 이를 나노 섬유 형상의 센서 소재에 적용 하여 개인 스마트폰과 연동이 가능한 초소형 고감도 질 병 진단 센서를 구현하는데 성공하였다. 김일두 교수는 질병 진단 센서는 차량이나 모바일 기 기 등에 활용하여 개인 질병을 지속적으로 모니터링 할 수 있을 뿐만 아니라, 향후 대기 오염 분석, 실내 공기질 분석 등 가스 센서와 관련된 산업분야에서 사물인터넷 (IoT) 제품과 융합되어 새로운 시장을 창출할 것으로 기 대된다. 라고 연구의의를 밝혔다. 이번 연구는 김일두 교수 외 최선진 김상준 연구원 (KAIST 신소재공학과)이 주도하였고, 미래창조과학부 글로벌프런티어사업(스마트 IT 융합시스템 연구단(단장 : 경종민 교수))의 지원으로 수행되었다. 연구결과는 재료과학분야 세계적 국제학술지인 스몰 (small) 표지논문에 2016년 2월 17일 게제 되었으며, 관 련 특허는 국내기업에 기술이전 되어 향후 조기 상용화 가 이뤄질 것으로 기대 된다. 114 ceramic korea

그림 1. 스마트폰과 연결된 호기가스 분석 센서 및 호흡지문 패턴 인식을 통한 질병 진단 [ 연구결과 개요 ] 1. 연구배경 날숨분석을 통한 헬스모니터링의 개념은 날숨을 통해 배출되는 생체지표(biomarker) 가스의 성분 및 농도를 정확하게 측정하여, 환자에게 고통을 주지 않고 간편하 게 질병 및 신체의 변화를 확인 할 수 있는 호기 성분 분석 기반 진단 방법이다. 기존에 호기가스를 분석하는 기술의 한계점을 살펴보 면, 첫 번째로 현재 병원 및 연구기관에서 사용되는 가 스 질량분석법은 정밀한 날숨분석이 가능하나, 장비의 규모가 크기 때문에 휴대하면서 실시간으로 분석이 불 가능한 문제점이 있으며, 분석기기가 매우 고가이다. 두 번째로, 상대적으로 저렴하면서 휴대 가능한 센 서로 개발할 수 있는 반도체식 가스센서는 호기가스 속에 포함된 극미량의 생체지표 가스를 선택적으로 ppb(part-per-billion) 수준의 낮은 농도로 감지할 수 있는 성능의 한계를 나타낸다. 세 번째로, 휴대형 호기가스 분석 센서를 개발하기 위 해서는 초저전력 센서 소자의 구현과 다른 기기와의 연 동성 및 장기간 신뢰성이 요구되는데, 현재의 보고된 기 술로는 한계가 있다. 상기 현재 직면하고 있는 호기 가스 분석을 위한 센서 의 한계점을 극복하기 위해서는, 날숨의 고습한 환경에 서도 소재의 안정성이 높고, 극미량의 특정 휘발성 유기 화합물 기체와의 반응성이 우수하며, 간단한 동작 원리 를 바탕으로 다른 전자기기와의 집적이 가능한 센서가 구현되어야 한다. 따라서 현존하는 금속산화물 감지소재의 한계를 극 복할 수 있는 혁신적인 감지소재의 설계 및 촉매의 기능 화가 필요하며, 이를 통해 건강 진단 및 질병 조기 진단 이 가능한 날숨 가스 센서 개발이 가능 할 것이다. 2. 연구내용 본 연구팀에서는 동물의 비장에서 발견되는 독특한 구조를 가지는 단백질 템플릿을 활용하여 수용액상에 서 분산성이 우수한 나노촉매를 2나노의 작은 크기로 합성할 수 있는 기술을 개발함. 단백질 템플릿은 내부가 비어있는 구조를 가지기 때문 April 2016 115

에, 내부에 다양한 종류의 금속(Au, Pd, Pt, Rh 등)을 이 온형태로 주입시켜서 최종적으로 환원 단계를 거치면 단백질 템플릿에 감싸여진 금속 나노촉매 입자를 얻을 수 있음. 이렇게 합성된 금속 촉매 입자들은 단백질 템 플릿에 둘러싸여 있기 때문에, 매우 작은 크기로 수용액 상에서 고분산성을 유지할 수 있음. 다종의 나노입자 촉매를 기능화 시킨 금속산화물 나 노 구조체를 합성하여 날숨 속 생체지표 가스를 탁월하 게 검출 할 수 있는 가스센서 소재를 개발함. 특히 수용액에 분산된 나노촉매 입자와 수용액 기반 전기방사기술(Electrospinning)을 접목하여 촉매간의 응집이 없는 다공성 나노섬유 산화물 구조를 형성하는 원천기술을 확립하여, 호기 가스가 유입될 시에 반응 감 도를 극대화 시킬 수 있는 나노섬유-나노촉매 복합소재 를 개발함. 또한, 본 연구팀에서는 개발된 나노복합소재를 다양 한 형태의 스마트 날숨분석용 플랫폼에 적용함. 실시간 진단을 위한 소형화, 유연화, 무선통신 시스템 을 도입하여 스마트기기와의 연동 가능한 플랫폼을 구 현하였으며, 스마트 기기 내의 직접화를 위해 MEMS 기 반형 초소형 단일 센서 칩을 개발 중임. 다종의 가스에 대한 각각의 센서 특성을 주성분분석 (PCA : Principal Component Analysis)을 이용하여 패 턴인식을 통해 일반인도 쉽게 건강의 이상을 판별 할 수 있는 질병진단 플랫폼을 개발하는 것이 최종 목표임. 본 연구를 통해 개발될 센서 플랫폼은 국민의 건강을 스스로 손쉽게 관리할 수 있는 혁신적인 기술이 될 것으 로 사료됨. 3. 기대효과 금속산화물 기반 호기가스 분석 센서의 새로운 기준안 을 제시하고, 특정 질병의 생체지표 가스 검출에 탁월한 감지특성을 갖는 새로운 감지소재 원천 특허군을 확보 할 수 있다. 또한, MEMS 플랫폼을 도입함으로써 모바일 기기와 연동 가능하면서 높은 정확도를 지니는 건강 진 단 센서는 기존에 보고된 바 없었던 만큼 그 파급 효과 는 상당할 것으로 예상된다. 그림 2. 동글 타입(Dongle-type), 패치 타입(Patch-type) 및 시계 타입(Watch-type) 센서 모듈을 이용한 휴대형, 실시간 호기가스 분석 센서 116 ceramic korea

더 나아가 기존 스마트폰 시장의 크기만큼 질병 진단 센서 시장이 형성 될 것이며, 이와 더불어 질병 진단 센 서가 스마트폰 시장의 확대에도 영향을 미쳐, MEMS 센 서 시장, 스마트폰 시장, 질병 진단 센서 시장의 서로간 의 시너지 효과로 큰 가치 창출이 이루어질 것으로 예상 된다. 본 기술이 성공적으로 개발 완료되면 크기가 작고 특 성이 우수하며 가격이 저렴한 센서 어레이 시스템의 구 현이 가능해져, 질병 진단용 가스센서 뿐만 아니라 대기 오염분석, 실내 공기질 분석 등과 관련된 다양한 산업분 야에서 필요로 하는 경제적인 가스센서 시장을 조기에 선점 할 수 있게 될 것으로 예상된다. 또한, 센서 어레이 기술을 선점하게 되면, 이미 연구된 각종 알고리즘과의 융합을 통해 국내의 가스센서 기술 을 한층 발전시키는 효과를 발휘할 것으로 기대된다. 특히, 본 기술이 가지는 초소형, 초저전력의 장점은 모 바일기기 외에도 각종 사물인터넷(IoT) 제품과 융합되 어 새로운 시장 창출을 이룩할 것으로 예상된다. 김일두 교수 연구팀은 50여건의 센서 원천 특허를 확 보하고 있으며, 본 연구 개발과 관련된 등록특허가 2015 년 5월 기술이전실시계약을 통해 2015년 11월 국내기업 에 선급금 1억원, 러닝로열티 2%의 조건으로 통상실시 되는 성과를 달성했다. 호흡 가스 분석을 통한 질병진단용 센서의 조기 상용 화를 위해 현재 국내외 기업들과 공동 연구 개발을 진행 하고 있다. 김일두 교수 - 한양대학교 무기재료공학과 학사 - KAIST 신소재공학과 석사 - KAIST 신소재공학과 박사 - MIT 재료공학과 박사후연구원 - KIST 광전자재료연구센터 선임연구원 - KAIST 신소재공학과 조교수 - 현재 KAIST 신소재공학과 부교수 = 용 어 설 명 = 1. ppb(part-per-billion) : 10억분의 1다이오드(diode). 2. 금속산화물 반도체 센서 : 감지소재의 표면에 가스가 흡착이 될 때, 바뀌는 저항변화 신호를 인식하는 센서. 금속산화 물 반도체 감지소재를 이용한 센서는 현재 음주측정기 및 유해 환경가스를 검출하는 센서로 상용화되어 있음. 3. 호흡지문(Breath Print) : 질병의 유무를 판단 할 수 있는 생체지표를 포함하는 사람의 호기가스 패턴을 의미함. 개개 인의 지문을 인식하여 본인임을 증명하듯이, 호기가스를 분석하여 호흡지문을 인식하게 되면 특정 질병의 유무를 알 수 있게 됨. 4. 생체표식인자(바이오마커, Biomarker) : 바이오마커는 일반적으로 대사물질 등을 이용해 몸 안의 변화를 알아낼 수 있는 지표를 의미한다. 본 연구에서 호기 속에 특징적으로 농도가 증가하는 가스는 특정 질병이 나타남을 알려주는 바 이오마커 가스이다. April 2016 117

연구개발Ⅱ 이달의 과학기술자상 3월 수상자에 김근수 교수 선정 - 그래핀 뛰어 넘는 미래 신소재 개발 가능성 열어 미래창조과학부(장관 최양희)와 한국연구재단(이사장 정민 근)은 포항공과대학교 김근수 교수를 이달의 과학기술자상 3월 수상자로 선정하였다고 지난달 2일 밝혔다. 미래창조과학부와 한국연구재단은 김근수 교수가 2차원 물질인 포스포린의 전자물성 제어기술 개발을 통해 초소형, 고성능 반도체 신소재 개발의 발판을 마련하고, 새로운 양자 상태를 최초 발견함으로써 다양한 후속 연구의 밑바탕을 마 련하는 등 신소재 관련 기술 발전에 크게 기여하였다고 수상 배경을 설명했다. 김근수 교수는 포스포린 밴드갭을 변환시켜 물성을 반도 체에서 도체까지 자유자재로 변환 가능한 기술을 개발하였 다. 이는 꿈의 신소재로 각광받고 있는 그래핀의 최대 단점인 전류흐름 통제의 어려움을 극복하고 초박막 반도체 신소재 의 상용화 가능성을 열었다는데 의의가 있다. 또한 그래핀의 특이 물성 근원에 해당하는 디락 준도체 상태*를 포스포린에서 최초로 발견하여 다양한 후속 연구 의 밑바탕을 마련하였으며, 이를 토대로 세계 최고 수준의 학술지 사이언스에 논문을 게재하는 등 학문적 가치를 인 정받았다. 이 달의 과학기술자상은 1997년부터 과학기술자의 사기 진작 및 과학기술 마인드 확산을 위해 우수한 연구개발 성과 로 과학기술 발전에 공헌한 연구개발자를 매월 1명씩 선정하 여 미래부 장관상과 상금을 수여하고 있다. 그림 1. 2차원 반도체 포스포린의 밴드갭 제어의 모식도. 보라색은 인(P) 원자를, 푸른색은 칼륨(K)원자를 나타낸다. 그림 2. 칼륨 원자 밀도를 변화시켜가며 연속적으로 측정한 포스포린의 전자상태 변화. 푸른색과 붉은색 마커는 각각 전도대와 가전자대의 에너지 준위를 나타내며 그 사이의 간격이 밴드갭에 해당한다. 밀도가 증가함에 따라 밴드갭 값이 0 ~ 0.6 ev의 범위에서 변화함을 볼 수 있다. 118 ceramic korea

2016년 3월 이달의 과학기술자상 수상자 미니인터뷰 2차원 물질의 물성을 탐색하고 제어해 응용성 높이고파 - 이달의 과학기술자상 수상소감 한 말씀 미국 유학 후 한국으로 돌아와 저의 연구그룹을 만들고 연구책임자로서 처음 내놓은 성과인데 생각보다 좋은 평가 를 받게 되어 얼떨떨하기만 합니다. 연구실 구성원들이 잘 따라와 주었고, 또 많은 분들께서 앞으로 더욱 열심히 하라 는 의미로 좋게 평가해주신 덕분이 아닌가 생각합니다. - 2차원 물질의 물성 제어 및 관련 분야의 연구를 시작 하신 계기는? 박사학위 기간에 주로 반도체 표면에 형성된 원자 한두 층 수준의 두께를 갖는 2차원 물질을 연구했습니다. 당시만 하더라도 2차원 물질은 실용화와는 거리가 먼 꿈의 물질이 었고 저 스스로도 실용화를 깊게 염두에 두지 않았어요. 2005년 영국 맨체스터대학의 Geim과 Novosev가 그래 핀을 떼어내는 획기적인 방법을 발견한 이래로 지난 10년간 2차원 물질은 연구자들의 폭발적인 관심의 대상이 되었습니 다. 당시 꿈만 같던 얘기가 불쑥 현실로 다가와 이제는 상용 화를 위한 난제 해결에 초점을 맞추기에 이른 것이죠. 이러한 흐름에 발맞춰 미국 로렌스버클리국립연구소 박사 후연구원 시절부터 2차원 물질의 상용화 난제 해결을 연구 목표로 하였고 한국으로 돌아온 후에 포스텍 물리학과에 연 구그룹을 만들어 2차원 물질의 물성 제어기술을 중점적으로 연구하게 되었습니다. - 관련 연구 분야의 세계적 흐름 및 동향은? 2차원 물질은 우리가 생각할 수 있는 가장 얇은 형태의 물질로 그 두께가 불과 원자 한두 층에 이르면 통상적인 3 차원 물질과는 다른 매우 독특한 물성을 갖기도 합니다. 그 러한 독특한 물성을 활용하여 전자 소자의 소형화, 고성능화 를 실현할 수 있다면 우리의 삶의 모습에 지대한 영향을 줄 것입니다. 가장 잘 알려진 2차원 물질인 그래핀은 우수한 전기전도 성을 가져 소자 활용에 매력적인 물질이지만 준금속성을 띠 어 전기전도를 제어하는 것이 어렵다는 한계점을 갖습니다. 쉽게 말해 전기가 잘 흐르나 그 흐름을 차단하는 것은 아주 어려운 것입니다. 이러한 문제를 극복하기 위해 최근에는 전기전도성 제어 가 비교적 용이한 이황화몰리브데늄 혹은 포스포린 등과 같 은 2차원 반도체 물질이 그래핀과 함께 새롭게 주목받고 있 습니다. 하지만 각각의 2차원 반도체 물질들도 장점과 단점 을 동시에 갖기 때문에 결국 2차원 물질 상용화를 위해서는 앞으로 고유 물성의 한계를 극복하는 기술이 매우 중요할 것 입니다. - 연구 중 힘들었던 점과 극복은? 연구 활동은 여러 가지 측면에서 예술 활동과 유사하다고 생각합니다. 연구에도 일종의 창작의 고통 같은 게 있죠. 고 민하던 문제에 좋은 생각이 떠오르지 않으면 힘들고 괴로워 서 때론 그만 멈추고 싶단 생각이 들곤 해요. 하지만 그 과정 을 잘 참고 넘어가면 열매는 아주 달콤하고, 큰 보람을 느낀 경험도 있기에 그로부터 힘을 얻는 것 같습니다. - 연구자로서 귀감으로 삼으시는 인물이나 스승은? 정말 감사하게도 연구자로서 좋은 스승들을 만났다고 생 각합니다. 저의 박사학위 지도교수였던 (당시)연세대 물리학 과 염한웅 교수님으로부터 연구를 행하고 연구실을 운영하 는 모든 기초를 잘 다질 수 있었습니다. 박사후연구원 과정의 멘토였던 미국 로렌스버클리국립연 구소의 Eli Rotenberg 박사와 일하며 꿈과 같은 황당하지만 중요한 아이디어에 도전하고 조금씩 실천하는 경험을 하기도 하였습니다. 그 외에도 연구에 진지하게 임하는 국내외 많은 선배, 동 료 연구자들로부터 배우고 영향을 받았습니다. 인물뿐만 아 니라 논문도 있습니다. 논문을 읽으면서 거기에 묻어나는 연 구자들의 깊은 고민의 흔적을 참 좋아합니다. 그런 걸작 논 문을 보면 그 연구자의 얼굴을 모르더라도 절로 존경하는 마음이 듭니다. - 15년을 과학기술인으로 기뻤던 일, 기억에 남은 일은? 예전에 스스로에게 던져 본 질문이에요. 처음에는 중요한 연구 논문의 게재가 확정되던 날, 최종적으로 임용이 확정되 었던 날 등이 떠올랐었는데, 좀 더 숙고해 보니 그 보다 더 기뻤던 순간은 천신만고 끝에 오랫동안 고민했던 문제를 풀 April 2016 119

어냈던 순간 혹은 다른 사람들이 아직 보지 못한 새로운 아 이디어를 어렵게 떠올리던 순간에 정말 기뻤던 것 같네요. 연 구자로서 가장 높은 수준의 쾌감을 느꼈던 것 같고, 그런 생 각들이 모여 논문의 핵심 아이디어가 되었죠. - 인생의 좌우명 내지 연구에 임하는 철학이 있다면? 저는 천재적인 재능을 타고나지 못해서인지 연구를 즐기 면서 하기보다는 진지하고 열정적으로 하는 것을 좋아합니 다. 그래서 집중력의 인내심 과 꾸준히 자기 발전을 가능케 하는 반성적 사고, 그리고 독창적인 아이디어 를 가장 중요 하게 생각합니다. - 시간관리 비법 및 건강관리 비결은? 좋은 수업을 준비하며, 매일 논문을 읽고 쓰며, 학회 및 위원회 활동을 충실히 소화하기란 정말 쉬운 일은 아닙니다. 그 가운데 경중을 가리기 어렵기에 결국 일에 몰두하는 시 간을 늘릴 수밖에 없더군요. 사실 저는 멀티태스킹을 좋아 하지 않거나 잘 못하는 편입니다. 제가 하는 멀티태스킹이란 한 가지 한 가지 순서대로 몰두하여 빨리 끝내버리는 식이 에요. 건강관리는 많이 부족하고 고민스러운 부분입니다. 운동 을 좋아하지만 못하고 있어요. 조금이라도 시간이 남으면 연 구 활동에 쏟아 붓기 때문이죠. 이제 막 시작한 연구 그룹을 괘도에 올리고 외국 그룹과의 경쟁에서 밀리지 않기 위해 지 금까지는 그런 여유가 부족했지만, 연구의 지속성도 중요하 므로 앞으로는 진지하게 고민해야 할 부분이 아닌가 생각합 니다. - 앞으로의 연구 계획은? 단기적인 목표는 개인적인 연구 철학이 깃든 작고 강한 연 구 그룹을 키우는 것입니다. 외국의 선도 그룹과 치열한 경쟁 에서 밀리지 않으면서 수준 높은 연구 성과를 꾸준히 생산 하는 그룹을 만들고 싶습니다. 장기적인 목표는 2차원 물질 의 물리적 성질을 탐색하고 제어하여 그 응용성을 제고하는 것입니다. 개인적으로 응용성을 바탕에 둔 기초 연구에 큰 매력을 느낍니다. - 끝으로 과학기술인을 꿈꾸는 후학과 어린 학생들에게 그들이 꿈을 이루기 위해 어떤 자세와 덕목을 갖추는 게 좋 을지 조언 부탁드립니다. 재미있는 문제보단 중요한 문제에 도전하고 열정적인 자 세로 주어진 일에 몰두하길 당부합니다. 좋은 아이디어는 일 고에 떠오르는 것이 아니라 고통스러운 과정 끝에 주어지는 열매와 같고, 연구와 논문을 일종의 작품에 비유하자면 걸작 은 거시적인 밑그림과 세밀한 디테일의 균형에서 탄생한다고 믿습니다. 디테일의 완성도를 높이려면 열정적이고 헌신적인 자세가 많은 도움이 됩니다. 김근수 교수 - 연세대학교 물리학 학사 - 연세대학교 물리학 박사 - 미국 로렌스버클리연구소, 박사후연구원 현재 포항공과대학교 물리학과, 조교수 현재 기초과학연구소(IBS), 학연교수 = 용 어 설 명 = 1. 2차원 물질 : 통상적인 3차원 물질에서 표면 원자 한 겹을 떼어낸 형태로 가장 얇은 두께의 물질로 지난 10년간 응집물질물리학 및 재료과학 분야의 폭넓은 관심을 받고 있음. 2. 금속산화물 반도체 센서 : 감지소재의 표면에 가스가 흡착이 될 때, 바뀌는 저항변화 신호를 인식하는 센서. 금속산화물 반도체 감지소재를 이용한 센서는 현재 음주측정기 및 유해 환경가스를 검출하는 센서로 상용화되어 있음. 3. 밴드 갭(Band Gap) : 전자가 존재하고 있는 가장 높은 에너지 레벨에서부터 전자가 존재하지 않는 가장 낮은 에너지 레벨 사이 의 에너지 영역이나 그 에너지 차이를 말함. 4. 그래핀(Graphene) : 탄소들이 벌집 모양의 육각형 그물처럼 배열된 0.2nm의 두께의 층으로 실리콘보다 100배 이상 전자 이동성 이 빨라 초고속 반도체, 투명 전극을 활용한 곡면 디스플레이 등을 만들 수 있어 미래 신소재로 주목받고 있음. 5. 디락 준도체 상태(Dirac Semimetal State) : 전자가 유효질량을 갖는 통상적인 입자와 달리, 유효질량이 없는 상대론적인 입 자의 특성을 띠는 특이 상태임. 보통의 반도체 물질에 비해 그래핀이 빠른 전하 이동도를 갖는 것도 바로 이처럼 유효질량이 없는 상태처럼 행동. 120 ceramic korea

새로 나온 세라믹 관련 서적이나 전문가의 서적을 본지 편집부(02-3487-9982, ceramagazine@korea.com)에 알려주시면, 신간소개란에 책을 소개해 드리겠습니다. 우주의 여행자_ 저자인 도널드 여맨스 박사 는 오랫동안 NASA에서 행성과학자로 소행성과 혜성 분야의 권위자다. 저자는 나사에서 JPL에 설치한 근지구천체 프로그램 연구실 을 책임지 면서 혜성 템펠1에 충돌선을 충돌시킨 딥 임팩 트 임무 등 다양한 우주탐사 임무에 참여했다. 오늘도 지구 어딘가에 흔적을 남기고 있을 소행 성과 혜성이 궁금한 모든 사람들에게 훌륭한 안 내서가 되어줄 것이다. 저자_도널드 여맨스 출판사_플루토 과학자들의 대결_ 스포츠의 명승부에 비길 만한 과학사에서 중요한 스물다섯 건 이상의 논 쟁을 통해 지금까지 과학이 어떻게 발전해왔고 앞으로 어떻게 발전해갈지 보여주는 책이다. 과 학 전문 기자 조엘 레비는 흔히 지루할 것이라고 짐작하는 과학의 역사를 라이벌 간의 대결이라 는 흥미진진한 이야깃거리로 풀어냈다. 저자_조엘 레비 출판사_바이북스 과학기술과 사회_ 과학기술과 사회(STS) 는 사회가 과학기술에 어떤 영향을 미치고 그 내 용과 방향을 어떻게 바꾸는지, 또 반대로 과학기 술이 사회에 어떤 영향을 미치는지를 분석하는 학문이다. 현대 과학기술의 여러 특성들이 어떻 게 발전했는가를 살펴봄으로써, 과학과 사회, 과 학과 인간을 통합적으로 이해할 수 있게 만들어 진 책이다. 저자_홍성욱, 서민우, 현재환, 장하원 출판사_나무,나무 세계를 바꾼 17가지 방정식_ 이언 스튜어 트 3부작 3권. 기술의 발전과 패러다임의 도약 을 이끌며 인류 역사의 경로를 바꾼 17개의 수 학 방정식을 엄선하여 소개하는 흥미진진한 수 학책이다. 저자인 이언 스튜어트가 간결한 개념 정리와 풍성한 이야기로 각 수학 방정식의 정수 를 모아 한 권의 책에 담아냈다. 저자_이언 스튜어트 출판사_사이언스북스 모든 순간의 물리학_ 우주 미스터리에 관한 거의 모든 것이 담긴 물리학 소책자. 카를로 로 벨리는 세계적으로 꽤나 알려진 물리학자이다. 저자는 상대성이론과 양자역학을 결합하여 루 프양자중력 이라는 새로운 개념을 만들어냄으로 써, 블랙홀과 우주 미스터리를 푸는 과정에서 중 요한 진전을 이뤄냈다는 평가를 받는다. 저자는 20세기 이래로 물리학에 불어 닥친 거대한 혁명 의 가장 두드러진 특징과, 이 혁명으로 포문을 열게 된 새로운 문제 그리고 그 신비를 간략히 살펴보고 있다. 저자_카를로 로벨리 출판사_쌤앤파커스 늙는다는 건 우주의 일_ 생물학자이자 베스 트셀러 작가인 조너선 실버타운이 수명과 노화, 죽음에 대해 위트 있게 해설한 교양과학 에세이. 지난 두 세기 동안 인간 수명은 극적으로 늘었는 데, 왜 노화와 죽음은 멈추지 않을까? 저자는 만 만치 않은 물음에 죽음, 수명, 유전, 진화, 식물 등의 영역으로 나누어 날렵하게 풀어낸다. 딱딱 하게 느껴지기 쉬운 과학 지식에 문학과 신화, 유머를 버무려 놓았다. 저자_조너선 실버타운 출판사_서해문집 April 2016 121

세라믹라이프 세라믹의 변신 생활 세라믹 제품이 식기와 위생도기, 타일만 있다고 생각하면 오산이다. 세라믹이 타 분야와 콜라보 를 통해 새롭게 태어나고 있다. 특히 가전제품에서 새로운 쓰임이 도드라진다. 홈 인테리어의 품격을 높이는 세라믹 가전제품을 만나보자. 주학님기자 juhn28@naver.com 키아스 모브원(KEAS mov1) 디바이 딤채(d by dimchae) 전기레인지 빌트인 타입 스턴드 150mm 타입 세라믹 글라스 적용 디바이딤채(d by dimchae) 전기레인지 딤채 브랜드로 유명한 대유위니아(대표 박성관) 이 세라믹 글라스 상판을 독 일 쇼트(Schoott)사의 세라믹 글라스를 적용한 전기레인지 디바이 딤채(d by dimchae) 전기레인지 를 출시했다. 디바이딤채 전기레인지는 트리플 버너로 구성되어 있으며, 냄비 사이즈에 따라 3단계 화력 조절이 가능하다. 유리 상판 아래 쪽 발열체를 통해 상판을 직접 가 열하는 하이라이트 방식으로 용기의 제한이 없다. 가스레인지와 달리 조리할 때 공기 중 산소를 소모할 필요가 없어 유해가스로부터도 안전하다. 세계적인 세라믹 업체인 독일 쇼트(Schott)사의 세라믹 글라스를 상판으로 사 용해 안정성과 편의성을 높인 특징을 가지고 있다. 발열체도 독일 EGO사의 제 품이 적용돼 가열이 빠르고 미세 온도 조절이 가능하다. 3개 화구 모두 터치버 튼 조작만으로 화력을 조절할 수 있다. 타이머 기능도 있어 화구별 시간 설정 역시 가능하다. 제품은 스탠드 타입과 빌트입 타입 총 2개로 제작되었다. 대유위니아 관계자는 가스레인지 교체 수요가 활발한 가운데, 최근 전기 요금 인하 소식까지 겹치 면서 전기레인지가 비용은 물론 안전성과 편의성 면에서 대안으으로 자리매김 할 것 이라며 디바이딤채 전자레인지는 부엌 인테리어까지 고려한 심플한 디 자인으로 소비자에게 인기를 끌 것으로 예상된다 고 전했다. 122 ceramic korea

소리를 품은 도자기 키아스 모브원(KEAS mov1) 키아스 모브원(KEAS mov1) 키아스 모브원(KEAS mov1) 은 세라믹 소재를 외형에 도입한 프 리미엄 블루투스 스피커이다. 키아스(KEAS, 대표 강동훈)가 1년 반 동안 연구개발한 끝에 탄생되었으며, 제품의 디자인은 전( 前 ) 삼성전자 북미 디자인 총괄 및 필립스 수석 디자이너였던 데미안 김 부사장이 맡았다. 플라스틱이나 철재에서 나타나지 않는 세라 믹 소재의 색감과 투명함이 돋보이는 디자인으로, 세계 3대 디자 인 공모전으로 꼽히는 레드닷 디자인 어워드 에서 2년 연속 수상 을 하며 그 가치를 인정받은 제품이다. 키아스 모브원 의 묵직한 세라믹 바디는 고음질의 스피커 출 력을 흔들림 없이 받쳐주는 역할을 한다. 색 바램이나 오염 없 이 오래 사용할 수 있는 특징도 함께 지닌다. 세라믹 바디는 생 활 도자기 업체 젠한국(회장 김성수) 과 협업을 통해 만들어졌 다. 1200 이상의 가마에 두 번, 1000 이상의 가마에 한 번 더 굽는 등, 총 300시간 이상 20단계의 공정을 거쳐 수축과 공차 (오차)를 극복했다. 바디 제작을 위한 순수 흙 무게만 3.1kg이다. 키아스 모브원 제품은 국내 인기에 힘입어 출시 5개월 만에 미 국 시장에 진출한다. 키아스 측은 지난 달, 미국 프리미엄 가전 유통회사인 소이어(The Sawyers)사 와 파트너 계약을 체결했 다고 밝혔다. 3D Connection 은은한 아름다움 세라믹 조명 첨장조명-Touch 버전 세라믹 조명은 도예가들의 콜라보를 통해 빛 나고 있다. 3D 프린팅 디자인 전문 업체인 3D Connection 은 첨장기법으로 유명한 윤주 철 도예가와의 조명 작업물을 2014년 서울리빙디자인페어에 선보여 주목받았 다. 첨장조명-Touch 버전은 가운데 부분이 첨장기법으로 제작 된 오리지널 세 라믹 작업을 3D 스캐너로 스캔 후 편집하여 조명에 적용했다. 첨장을 둘러싸고 있는 테두리에 칠보문을 투각하여 문양이 첨장과 조화를 이루며 불을 켜면 아 름답게 드러난다. 두 도예작가(조남웅, 이민정)가 만든 도자 조명 브랜드 NJ라이팅 은 2007년 부터 100% 수공 조명을 제작, 판매해 오고 있다. NJ라이팅 의 조명 제품은 엄 선한 국내 흙을 사용해 화학성분이 일체 들어가지 않는 친환경 도자기 조명이 다. NJ라이팅 은 2011년, 제품의 우수한 품질과 아이디어를 인정받아 중소기 업진흥공단이 유망 중소기업으로 선정되었다. 최근엔 유럽, 미주 시장에 제품 을 선보이며 호평을 받고 있다. NJ라이팅, Seramoon Stand NJ라이팅, Twist LED April 2016 123

세라믹 비즈니스Ⅰ 제3차 반도체 디스플레이 기술로드맵 세미나 개최 - 반도체 디스플레이 기업 간 미래 기술 발전방향 공유 - 대기업과 중소 장비 소재 업체 간 협력 강조 국내 반도체 디스플레이 기업의 미래 기술에 대한 인식과 전 망을 국내 장비 부품 소재업체와 공유하는 자리가 마련됐 다. 지난달 8일 산업통상자원부는 서울 양재동 엘타워에서 제3차 반도체 디스플레이 기술 로드맵 세미나 를 개최했다. 이날 행사는 한국반도체산업협회(회장 박성욱), 한국디스 플레이산업협회(회장 한상범)가 주관으로 열렸고 반도체와 디스플레이 관계자 600여명이 참석했다. 기술로드맵 세미나 는 지난 2013년 반도체 디스플레이 협력생태계 조성에 관 한 협약 에 따라 차세대 반도체 디스플레이 시장을 선도하 기 위해서 대기업과 중소 장비 소재 업체 간 정보공유와 협 력이 중요하다는 공감대을 통해 개최되었다. 세미나 발표 전 산업통상자원부 김용래 소재부품산업정 책관은 축사를 통해 대 중소기업이 상호 간 기술정보 공유 를 통해 반도체 디스플레이 산업 생태계를 구축하고, 이를 바탕으로 세계 최고의 경쟁력을 유지할 수 있도록 노력해 줄 것 을 당부했다. 기술의 한계 돌파를 위한 노력 이번 세미나에선 삼성전자, SK하이닉스, 삼성디스플레이, LG디스플레이의 연구임원이 직접 자사의 기술개발 비전과 미래 전망을 발표했다. 첫 번째 발표 연사로 나선 홍종서 상 무는 반도체 기술의 한계 돌파 라는 주제로 급변하는 정보 기술의 환경에서 반도체 기술은 점차 높은 난도를 요구하고 있다 며 삼성전자는 최근 IoT 플랫폼 아틱 을 개발하는 등 향후 생태계 구축에 힘쓰면서 추가 기술을 개발해 나가는 중 이라 밝히며 한계 돌파를 위해 시도되고 있는 다양한 반 도체 기술을 설명했다. 이어서 삼성디스플레이의 이장두 상무가 AMOLED의 제 품 개발 역사와 앞으로 확대될 New Application에 대한 전 망 을 발표했다. 이장두 상무는 AMOLED의 제품 개발 역사 와 다양한 분야의 New Application을 통해 영역 확대가 예 상되는 분야를 소개했다. 특히 가상현실(VR) 헤드셋과 전장 부품(오토모티브) 등의 신규 시장 진입을 위해 적극적으로 124 ceramic korea

세미나 발표 중인 홍종서 삼성전무 시장을 공략할 것이라고 강조했다. 이장두 상무는 가상현실 에서 고해상도는 유기발광다이오드(OLED)가 해결해야 할 과제 라며 이를 위해서는 기술개발과 고해상도에 대한 솔루 션을 확보해야 한다 고 말했다. 대 중소기업 간 협력 강조 SK하이닉스 피승호 상무는 ICT Mega Trend & Challenges in the Memory Industry 라는 주제로 반도체 기술의 혁신 을 강조했다. 현재 반도체분야는 정보통신기술(ICT) 생태계 의 확대로 다양한 반도체 응용분야가 창출되고 있으며, 반도 체 업체들의 수요 증가와 함께 지속적인 집적화와 성능 개선 에 집중하고 있다. 이에 피승호 상무는 극한에 다다른 집적 화는 기존 메모리 대체를 위한 고민과 함께 비용 절감 요구로 이어지고 있다 며 대 중소기업 간 협력으로 새로운 소재와 장비, 기술력 개발 사이의 조화가 중요하다 고 말했다. 이어서 윤수영 LG디스플레이 연구소장이 텔레비전 등 대 형 유기발광다이오드(OLED) 개발 방향 을 주제로 발표했다. 윤수영 소장은 그동안 디스플레이 시장이 많이 정체됐으 나, 최근 통신기술 발달로 디스플레이의 역할이 다시 중요해 졌다 며 차별화된 기술과 새로운 응용분야의 발굴로 시장 을 창출 확대하려는 노력이 필요하다 고 강조했다. 특히, 유 기발광다이오드(OLED)가 주도하는 디스플레이 3차 혁명은 우수한 화질과 새로운 시장 창출을 가능하게 할 것으로 예 상하며 이를 위한 대면적 OLED Merit 및 기술 개발 방향을 설명했다. 이번 세미나를 개최한 주최 측 관계자는 최근 대규모 투 자를 발표한 삼성전자 평택공장 SK하이닉스 이천청주공 장 LG디스플레이 파주공장 등 우리 기업의 기술 인식과 미 래 전망을 국내 중소기업과 공유할 수 있는 자리였던 만큼, 중소기업이 기술 트렌드에 부합하는 기술개발과 사업전략 수립에 도움을 줄 것으로 기대된다 고 전했다. 여현진기자 smyczang@naver.com 세미나 발표 중인 LG디스플레이 윤수영 연구소장 April 2016 125

세라믹 비즈니스Ⅱ 2016 강원지역 석회산업 고부가가치화 중장기 발전방안 포럼 - 국내 석회산업 경쟁력 강화를 위한 정보 공유 - 석회산업 고부가가치화 발전방안 제시 지난달 24일부터 25일까지 영월 동강시스타에서 2016 강 원지역 석회산업 고부가가치화 중장기 발전방안 포럼 이 개 최됐다. 영월청정소재산업진흥원(원장 이태영) 의 주최로 열 린 이번 포럼은 국내 석회산업의 경쟁력 강화와 고부가가치 육성을 위해 열렸다. 포럼에는 영월청정소재산업진흥원 이 태영 원장, 조정이 영월군의회의장, 강원TP 신소재사업단 김 상호 단장을 포함한 석회산업 관련 산 학 연 전문가 80여 명이 참석했다. 포럼에 참석한 이태영 원장은 개회사를 통 해 국내 석회산업 기업들이 기술 개발과 연구를 통해 고부 가가치화를 이뤄 해외 기업들도 흉내 내지 못할 기술을 보 유해야 한다 면서 이번 포럼을 계기로 석회산업이 투자해야 하는 산업으로 인식되길 소망하며, 지역 경제 발전에 크게 도움이 되는 산업이 되길 바란다 고 전했다. 이날 포럼에선 석회산업 고부가가치화를 위한 다양한 주 제와 사례가 발표됐다. 첫 번째 발표는 강원도청 자원개발과 전왕표 사무관이 맡았다. 전 사무관은 광물자원 산업화 중 장기 기본계획 에 대해 발표했다. 전왕표 사무관은 현재 주요 개회사 중인 영월청정소재산업진흥원 이태영 원장 126 ceramic korea

발표 중인 강원도청 자원개발과 전왕표 사무관 발표 중인 배재대학교 신소재공학과 김택남 교수 선진국은 원료자원 및 소재기술을 전략화, 무기화 추세에 있 다고 설명했다. 이에 전국 광물자원 매장량의 70% 이상을 보유하고 있는 강원도가 자체기술개발을 통해 부가가치 향 상과 새로운 성장 동력 산업을 육성해야 한다고 강조했다. 현재 강원도는 광물자원 산업화 중장기 계획으로 2025년 까지 10년간 단계별 추진(3단계)을 계획하고 있다. 세부 계 획으로는 광물자원 활용 소재기업 유치 및 육성, 광물특화 단지 조성 및 지원센터 설립, 고급원료 확보 및 물류시스템 구축, 혁신도시 이전 공공기관과 연계협력 사업, 폐갱도(폐 광부지) 및 폐석 등의 재자원화 가 있다. 이어서 배재대학교 신소재공학과 김택남 교수는 석회석 활용 고부가 소재 사업 화 방안 에 대해 발표했다. 김 교수는 현재 국내 석회산업은 주로 저품위의 석회석을 활용한다고 밝히며 이런 추세에서 고품위 석회인 PCC(경질탄산칼슘)를 활용한 소재 산업에 집중해야 한다고 주장했다. 김택남 교수는 PCC의 경우 타 일, 생체재료, 플라스틱, 제지 등 여러 산업에서 쓰임새가 다 양하다 며 기존의 근시안적인 사업보다 기본에 충실한 중 장기적인 계획을 세우고 공정기술 연구와 개발이 이뤄져야 한다 고 말했다. 이어서 한국광업협회 황의덕 부회장은 국 내 자원 개발상 문제점을 지적하며 석회석 산업 육성방안으 로 구제역 방역용 생석회 활용방안, 아스콘용 미분 석회석, 치유물질로 사용 등을 제시했다. 이외에 한국석회석가공협 동조합 윤희준 전무이사와 그린바이오 안석현 이사, 영 월이엔에스 신유근 대표는 각각 석회질 비료의 의미와 미래 대응 전략, Sol-Gel NANO Technology를 이용한 고품질 기능성 비료 및 광물의 활용, 석회석 저품위 활용의 규모화 및 다각화를 통한 지역경제 활성화 방안 에 대해 발표했다. 포럼에 참석한 기업 관계자는 이번 포럼에 제기된 여러 방 안을 회사 내적으로 의논하여 석회산업에 도움이 될 수 있 도록 노력하겠다 며 산 학 연 관의 협력으로 석회산업이 더욱 발전해 나갔으면 좋겠다"고 소감을 전했다. 여현진기자 smyczang@naver.com 발표 중인 한국광업협회 황의덕 부회장 발표 중인 그린바이오 안석현 이사 April 2016 127

Solar Technology Brief 혼다, 和 光 본사 빌딩에 태양광 발전으로 수소를 제조하는 장치 설치 혼다는 재생가능 에너지에서 수소를 제조하는 장치 스마트 수소 스테이션(SHS) 를 和 光 본사 빌딩( 埼 玉 縣 和 光 市 )에 설치했다. 연 료전지자동차(FCV)의 수소 충전에 활용한다. 설치한 SHS는 태양광발전으로 수소를 제조하고 이산화탄소 (CO 2) 프리로 수소를 공급한다. 독자적으로 개발한 고압수 전해 시스템을 채용했다. 도입 초기에는 자사 보유 FCV의 수소 충전에 활용하고 앞으로 지 자체와 기업이 보유한 자사제 FCV로도 대상을 확대할 예정이다. 青 山 본사 빌딩( 東 京 都 港 區 )의 SHS 설치를 위해서도 준비하고 있다. 혼다는 수소 사회의 실현을 위해 FCV의 개발과 생산뿐 아니라 수 소의 제조와 시설에서 소비할 전력용 수소 이용에 대해서도 개발 을 진행하고 있다. 외부 이용을 위해서는 외부 급전기를 개발했다. 일간공업 전력 계통을 안정화할 수 있다. 재생가능 에너지의 대량 도입을 뒷 받침할 장치로 전력이나 발전 사업자에게 제안하여 실용화할 계 획이다. 장치는 태양광 발전소에서 송전망에 보내는 전력의 출력 상한을 자유롭게 설정할 수 있다. 발전소에 있는 미터기가 계측한 순간적 인 발전량을 포착하여 출력의 상한치를 넘지 않도록 파워컨디셔 너(전력조정장치)에 지시를 내린다. 파워컨디셔너의 출력이 클수록 전력량이 늘어나서 발전사업자는 매전 수입을 얻을 수 있다. 그러나 현재는 출력조정기능이 없어 발 전량이 급증할 때는 파워컨디셔너를 정지시켜 송전을 제로로 해 왔다. 松 尾 建 設 의 장치는 송전을 완전하게 멈추지 않아도 된다. 이 회사는 日 新 電 機 의 파워컨디셔너로 장치를 실증했다. 10kW - 100kW(킬로와트)에서 장치가 출력 설정을 변경하자 파워컨디셔 너도 설정 출력이 되도록 작동했다. 일본 전국에서 태양광 도입량이 늘어나고 있어 수요량을 상회하 는 전력이 보내져서 전력 계통이 불안정해져 정전될 가능성이 엿 보이고 있다. 東 京 電 力 도 교세라( 京 セラ), 파나소닉 등과 태양광 출력을 조정하는 실증실험을 시작했다. 출력조정이 실현되면 수 급조정을 위한 축전지의 도입을 억제하는 효과도 기대할 수 있어 사회적 부담도 줄일 수 있을 것이다. 일간공업 태양전지 개발에서 성과 - 변환효율 향상, 제조원가 반감 출력 상한을 자유로이 설정 - 태양광 발전용 장치 변환효율을 높인 태양전지 모듈 長 州 産 業 ( 山 口 縣 山 陽 小 野 田 市, 사장 岡 本 晋 )이 구미( 歐 美 )의 연 개발한 태양광 발전의 출력조정용 데모 松 尾 建 設 ( 佐 賀 市, 사장 松 尾 哲 吾 )은 날씨에 따라 변동하는 태양 광 발전의 출력(kW, 킬로와트)를 조정할 수 있는 장치를 개발했다. 발전량이 급증해도 설정한 출력 이상의 전력을 송전망에 보내지 않는다. 전력회사는 태양광에서 받은 전력을 일정하게 유지하여 구기관과 함께 연이어서 태양전지 연구개발 성과를 올리고 있다. 네덜란드 에너지연구소(ENC)와는 유럽과 일본의 강점 기술을 융 합하여 효율화를 실현. 미국 기업과는 제조 원가 반감에 성공했 다. 양쪽의 결과를 베이스로 2016년 안에 신형 태양전지 모듈을 양산한다. 128 ceramic korea

長 州 産 業 은 고효율이 특징인 실리콘 헤테로 접합(SHJ) 태양전 지 셀 기술을 자랑으로 한다. ENC와는 주로 해외 메이커가 자랑 으로 삼는 내구성이 높고 슬림화가 용이한 메탈 랩 스루(MWT)형 백 콘택트 태양전지를 조합시켰다. 효율적이며 고온에 강한 SHJ 와 기판을 슬림화할 수 있는 MWT 양쪽의 이점을 융합하여 지금 까지 MWT 태양전지에 있어 업계 최고였던 20.3%의 변환효율을 21.5%로 높였다. 한편, 태양전지용 실리콘 기판 메이커인 미국 크리스털 솔라(캘리 포니아주)와는 사방 156 밀리미터의 실리콘 웨이퍼를 SHJ에 적 용하는 연구개발을 공동으로 실시하였다. 웨이퍼를 다이아몬드 와이어로 슬라이스하지 않고 기계적으로 박리하여 재료 손실을 없앴다. 종래 방법에 비해 전력소바량을 포함한 제조 원가를 반감 할 수 있다. 長 州 産 業 의 渡 部 嘉 생산기술본부 광( 光 ) 발전 디바이 스 기술부 부장은 비용을 들이지 않고 발전효율을 높일 수 있다. 전력과 재료 손실을 절감할 수 있다는 점도 뛰어난 점이다 라고 말했다. 일간공업 TiN 나노입자의 분산수( 分 散 水 )가 90%의 고효율로 열변환 실증 物 質 材 料 研 究 機 構 는 세라믹스인 천이금속질화물( 遷 移 金 屬 窒 化 物 )의 나노(나노는 10억 분의 1)입자가 태양열을 효율적으로 이용 하는 데 유효하다는 것을 밝혀내었다. 질화티탄(TiN) 나노입자를 분산시킨 물은 약 90%의 높은 효율로 태양광을 열로 변환시킬 수 있다는 것을 실험으로 증명했다. 이 분산수를 급탕이나 난방에 이용함으로써 태양에너지의 유효 이용 등을 기대할 수 있다. 國 際 나노아키텍토닉스 硏 究 據 點 (MANA) 나노시스템 광학 그룹 의 石 井 智 MANA 연구자, 長 尾 忠 昭 그룹리더 등의 성과. 태양광 의 이용 방법으로써는 열로 바꾸어 물 등을 따뜻하게 데우는 온수 기 등이 있다. 단, 집열 패널 등을 매개로 하여 열을 물 등에 전달 하기 때문에 전열 로스가 발생. 변환효율은 최대 50%대에 그친다. 한편, 나노입자를 물에 분산시키면 입자는 흡수한 열을 접촉하는 주위의 물에 직접 전달하기 때문에 변환효율이 높아질 가능성이 있다. 연구팀은 태양광을 효율적으로 흡수하는 나노입자 재료를 탐색. 재료마다 다른 유전율 등을 이용한 이론 계산 등으로 천이 금속 질화물인 TiN이 유효하다는 것을 증명했다. 게다가 TiN 나노입자를 물에 분산시키고 유사 태양광을 조사. 수 온의 상승폭 등으로 변환효율을 산출한 결과, 약 90%에 이른다 는 것을 알았다. TiN 나노입자는 광조사로 재료 속의 전자가 집단 진동하는 플라즈몬 공명( 共 鳴 ) 이 확대역에서 일어나기 때문이라 고 한다. 일간공업 인듐을 사용하지 않은 유기계 태양전지용 투명전극 개발 니오브를 첨가한 산화티탄 투명전극(왼쪽)과 그것을 이용한 유기박막 태양전지 東 京 大 學 大 學 院 理 學 系 硏 究 科 의 松 尾 豊 특임교수 등 연구팀은 유기박막 태양전지용으로 레아메탈(희소금속)인 인듐을 사용하 지 않은 투명전극을 개발했다. 니오브를 첨가한 산화티탄을 사용. 표면을 산화 처리함으로써 종래에 필요했던 제작 공정을 일부 생 략할 수 있다. 유기계 태양전지의 실용화 등으로 이어진다. 유기박막 태양전지는 빛을 발전층에 통하게 하는 투명전극이 필 요하여 일반적으로 산화인듐주석을 사용한다. 인듐은 공급핍박 의 우려가 있어 대체 재료가 요구되어 왔다. 또 태양전지로 기능시키기 위해서는 발전층이 생성하는 전자와 정공 중에 투명전극 쪽은 전자만을 포집할 필요가 있다. 단, 산화 인듐주석 등 투명전극은 둘 다 포집하기 때문에 투명전극과 발전 층 사이에 산화아연 등으로 만드는 전자만을 흘려보내는 층(전자 수송층)이 필요했다. 니오브를 첨가한 산화티탄은 투명전극의 대체재료로 유력시되어 왔다. 松 尾 특임교수 등은 산화티탄이 전자만 포집하는 특성을 가 졌다는 것에 주목했다. 산화처리로 표면만 산화티탄의 특성으로 돌아감으로써 전자만 선택하여 포집하는 투명전극을 구축. 전자 수송층이 필요치 않도록 했다. 이것을 사용한 유기태양전지의 변 환효율은 최대 2.75%. 산화인듐주석과 산화아연을 사용한 태양 전지의 변환효율 2.91%에 필적하는 수치가 되었다. 일간공업 휴대형 태양광 패널 탐상( 探 傷 )장치 개발 電 子 工 學 센터( 川 崎 市 中 原 區, 사장 中 村 幸 央 )은 휴대형 태양광 패 널 손상 검사장치 소크라테스터 포터블(ソクラテスタ 一 ポ 一 タブ ル) 을 개발했다. 태양광 패널 메이커와 관리 사업자를 타깃으로 지난 2월 1일부터 수주를 시작했다. 당초 오픈 가격이었지만 시장 April 2016 129

상정가격은 40만 엔(소비세 제외). 첫해 300대의 판매를 목표로 한다. 패널에 제품을 놓고 대걸레질을 하듯 살살 훑는다. 상처가 있으면 알람이 울린다. 이 검사장치는 와전류자기유도방식을 사용한 것. 코일에 고주파 전류가 흐르게 하면 패널에 와전류가 발생한다. 이때 패널에 전 극상( 電 極 傷, 크랙)이 있으면 와전류의 자력선이 변화하고, 그 변 화를 장치 내의 센서로 캐치한다. 검사 방법은 이 장치를 패널에 얹고 슬라이드시키면 된다. 전극의 상처에만 반응하여 알람을 울 린다. 폭 85.5mm 깊이 170mm 높이 49mm. 단( 單 ) 3형 알칼리 전지 4개로 약 10시간 연속 가동된다. 무게는 전지를 넣고 600g이므 로 운반이 용이하다. 이 회사에서는 태양광 패널 사업은 제조에서 관리로 국면이 이동하기 시작했다고 하며 설치와 발전( 發 電 )의 유 무에 상관없이 간단하게 크랙을 발견할 수 있다고 한다. 일간공업 올인원 형태의 친환경 태양흐름배터리 요약 물을 기반으로 하면서 상호 호환이 가능한 액상 용매를 사용 하여 레독스 흐름 전지(Redox Flow Battery)와 염료감응 태양전 지(Dye-sensitized Solar Cell)를 결합한다면 효율적이면서 친 환경적으로 전기를 생산할 수 있을 것으로 보인다. 이와 같은 시 스템은 태양흐름배터리(Solar Flow Battery)로 명명될 수 있다. 이 시스템의 충전 과정은 화학에너지(Chemical Energy)의 형태 로 태양에너지를 수확 및 저장하면서 이루어진다. 그리고 태양에 노출되는 염료분자가 충전 과정(Charging Process) 동안 전자 를 내보내기 때문에 배터리 재충전이 필요할 때 필요한 에너지의 양은 일반 리튬 요오드 배터리(Lithium-iodine Batteries)보다 낮다는 장점도 있다. 태양흐름배터리로부터 에너지를 생산하는 일은 일반 리튬 요오드 배터리와 비교할 때 더 경제적이고 친환경적이며, 최대 20%의 에 너지를 절감할 수 있다. 태양흐름배터리는 재생가능한 태양에너 지를 보다 실용적으로 만들어 단독으로 전기를 생산하거나 저장 하여 조명 장치에 전기를 공급하거나 가전제품을 가동하는데 필 요한 에너지를 공급할 수 있다. 지난해 오하이오 주립대학(Ohio State University)의 연구진은 리튬-산소 배터리(Lithium-oxygen Battery)의 광보조(Photoassisted) 충전에 대해 실증테스트를 실시한 바 있다. 그렇지만 연구진이 사용한 탄소 기반의 유기 용매는 액상 레독스 흐름 전지 의 호환성에 제약을 가하는 것으로 나타났다. 이에 연구진은 친환 경적이고 호환성이 있는 액상 용매를 이용하여 태양흐름배터리를 제작하였다. 이 장치는 배터리를 충전하기 위해 비교적 낮은 인가 전압(Applied Voltage)만을 필요로 한다. 그리고 태양흐름배터 리의 충전 과정은 태양광으로부터 에너지를 수확하는 일과 전해 질을 통해 화학에너지 형태로 저장하는 일로 이루어진다. 액상 전해질은 배터리의 상대 전극 및 태양전지의 염료감응 광전 극(Photo-electrode)과 접촉한다. 배터리를 재충전하기 위해서 는 태양광에 노출하면 된다. 태양광은 전해질의 염료분자들이 광 전극에 전자를 내보내도록 만들어 배터리 충전에 필요한 에너지 양을 줄일 수 있다. 태양흐름배터리를 재충전하기 위해 필요한 인 가전압은 일반 리튬 요오드 배터리의 3.6V와 비교했을 때 2.9V까 지 낮아질 수 있다. 이를 통해 약 20%의 에너지 절감을 실현할 수 있다. 액상 태양흐름배터리는 유기용매를 기반으로 하는 배터리 와 비교했을 때 더 경제적이면서 친환경적이다. 액상 태양흐름배 터리는 재생가능 에너지 특성으로 인한 간헐성 문제를 해결할 수 있어 재생가능 전기를 이용하는 조명이나 가전제품의 가동을 유 지할 수 있다. GTB 130 ceramic korea

Technology Brief 奈 良 先 端 大, 박막트랜지스터를 IGZO를 사용하여 고성능화 奈 良 先 端 科 學 技 術 大 學 院 大 學 物 質 創 成 科 學 研 究 科 의 石 河 泰 明 준교수 등의 연구팀은 IGZO(산화물 반도체)를 이용한 박막트랜지 스터의 고성능화에 성공했다. 산화실리콘 절연막 대신에 이온 액 체를 사용한 결과, 구동전압은 종래의 40% 이하가 되었고, 열화 량도 반 이하로 줄일 수 있었다. 장시간 가동하는 투명하고 유연한 차세대형 포터블 디스플레이의 개발로 이어지는 성과로 기대된다. 박막트랜지스터 위에 이온액체를 떨어뜨리고 전압을 가하면 IGZO와 이온액체의 계면에 전기 2중층이 형성된다. 전기 2중층 은 전자 등의 전류의 근본이 되는 전하를 반도체 내에 많이 형성 하므로 낮은 전압에서도 전기가 흐른다. 일반적으로 기판 재료로 사용되는 산화실리콘이나 질화실리콘을 이용했을 경우, 계면에 전기 2중층은 만들어지지 않았고 소자를 구동하기 위해 필요한 전압이 커져 버렸다. IGZO를 이용한 박막트 랜지스터는 스위치를 넣을 때의 전압의 변동에 의한 열화도 반 이 하로 억제할 수 있었다. 일간공업 廣 島 大, 토포로지컬 절연체의 강자성 기구 해명 廣 島 大 學 大 學 院 理 學 研 究 科 의 木 村 昭 夫 교수의 연구팀은 절연체 이면서 표면에서는 금속과 마찬가지로 전기가 통하는 특수한 물 질 토포로지컬 절연체 가 자석의 성질을 가진 메커니즘을 해명했 다. 실온에서 동작하는 저소비 전력 디바이스 등의 개발로 이어질 것이다. 木 村 교수 등은 中 國 科 學 院 上 海 微 系 統 研 究 所, 日 本 原 子 力 研 究 開 発 機 構 와 공동으로 자성 토포로지컬 절연체가 강자성을 보이는 기 구를 밝혀내었다. 대형 방사광 시설 SPring-8 의 빔라인에서 고휘 도의 싱크로트론 방사광을 사용했던 관측 시스템에서 실험했다. 외부 자장을 필요로 하지 않는 양자 홀 효과를 실온에서 실현하기 위한 지침이 된다. 또 토포로지컬 절연체를 사용한 저소비전력의 스핀 디바이스, 고속의 전자를 사용한 차세대 슈퍼컴퓨터의 개발 등으로 이어질 것으로 기대된다. 일간공업 smarter 렌즈 덕에 더 선명한 미래가 기대 된다. Leeds 대학교의 기사에 따르면, U.K에 있는 Leeds 대학교의 연 구자들은 나이 많은 사람들의 원시를 극복 해 줄 수 있는데 스마 트폰과 TV화면에서 발견되는 같은 물질로 만들어진 eye lens를 그림. 연구자들은 심을 수 있는 eye lens에 통합을 희망하는 액정이 열 테스트를 받고 있다. 연구 하고 있다. Leeds에서 물리와 천문학의 학교의 대학원생 연 구자인 Devesh Mistry는 환자의 눈에 영구적으로 이식 할 수 있 는 조절 가능한 인공 렌즈를 개발하는데 액정을 사용하자고 주장 했다. 우리가 나이를 먹을수록, 우리 눈의 lens는 굳어진다. 눈에 있는 근육이 줄면, 가까운 물체를 초점으로 가져오는데 더 이상 근육이 lens의 모양을 바꿀 수 없을 것이다. 고 Mistry가 말했다. 티비나 스마트폰의 화면으로 사용된 재료라고 잘 알려진 액정을 사용하면, 근육의 움직임에 따라 lens들을 조절할 것이고 초점을 자동으로 맞출 것이다. Mistry는 렌즈의 원형이 그가 박사학위를 마치는 2018년에 준비되는 것을 목표로 하고, 십 년 안에, 연구 는 새로운 lens가 국소 마취상태에 빠르고 복잡하지 않은 수술 과정으로 눈에 이식되는 것을 볼 수 있을 것이라 기대한다. 라고 말했다. 액정은 과소평가된 물질의 상이다. 모두 고체, 액체, 기 체 그리고 물질의 상에 만족한다, 그러나 액정은 결정질 고체와 액체 사이에 있다. 그들은 결정처럼 규칙이 있는 구조를 가지나 액 체처럼 흐르고 자극에 반응을 한다 고 Mistry가 말했다. ACB 昭 和 電 氣 研, 반도체 웨이퍼용 에지 검사장치 개발 昭 和 電 氣 研 究 所 ( 福 岡 市 西 區, 사장 河 井 伴 文 )는 반도체 웨이퍼용 에지 검사 장치를 개발하여 수주를 시작했다. 웨이퍼 바깥둘레에 있는 미세한 치핑(결함)을 검출한다. 소요시간은 8인치 이하 웨이 퍼의 경우 1분 정도이다. 검출 정도( 精 度 )는 사용자의 희망에 따 라 조정할 수 있다. 이 회사가 개발한 에지 검사장치는 광학기술과 화상처리기술을 조합시킨 검사가 특징이다. 웨이퍼에 빛을 쏘이는 방법 등에 노하 April 2016 131

우가 있다. 8인치 이하용에서는 장치의 폭을 500mm로 낮추어 기 존 생산 라인에 설치하기 쉽도록 했다. 가격은 사양에 따라 1200 만 엔부터(소비세 제외)이다. 웨이퍼의 치핑은 반도체의 불량품 발생 요인이 된다. 그뿐 아니라 갈라짐 등의 파손을 일으켜 다른 웨이퍼를 손상시키거나 경우에 따라서는 생산라인을 정지시키거나 할 가능성도 있다고 한다. 장 치는 불량품의 발생을 최소한으로 억제하고 적절한 대책을 조기 에 취할 수 있도록 개발했다. 이 회사는 검사장치 메이커로 반도 체 웨이퍼를 검사하는 크랙 검사장치도 제품화, 슬립이라고 불리 는 결함 등을 고정도로 검출하는 기술을 가지고 있다. 일간공업 미래에 도전한다 NEDO가 그리는 기술전략 - 초전도 고온기록갱신 2015년 8월에 초전도의 고온기록이 21년 만에 갱신되었다. 황화 수소(H 2S)가 203K(K는 절대온도, 0K는 마이너스 273 )에서 초 전도 상태가 된다는 것을 독일 연구자가 발견했다. 종래의 고온초 전도체와는 전혀 다른 물질이라는 점에서 업계는 열광했다. 인류 에게 꿈의 테크놀로지인 실온초전도(25 정도의 실온에서 일어 나는 초전도) 의 실현을 위한 물질 탐색에 대한 경주가 다시 펼쳐 지고 있다. 궁극의 에너지 절약 초전도란 저온 하에서 전기저항이 거의 제로가 되는 현상으로 이 성질을 이용하면 전기가 통과할 때의 손실을 억제할 수 있어 궁극 초 전 도 가 되 는 온 도 (K) 금속계 수은 초전도체 발견의 역사 탈륨계 비스마스계 산화물 란탄계 수은계 구리산화물계 이트륨계 산화물 철계 철계 일 본 인 이 발 견 액체 질소 77.3K 액체 헬륨 24K 년 의 에너지 절약 기술로 사용할 수 있다. 일본정부는 2014년 4월에 각의 결정한 제4차에너지기본계획 에서 송배전망( 送 配 電 網 )의 고도화를 위해 기술개발을 가속화하겠다고 명기했다. 초전도 상태가 되는 온도가 높을수록 응용의 폭은 넓어진다. 과거 의 정의( 定 義 )로는 25K 이상에서 초전도가 되는 물질을 고온초전 도체라고 부른다. 3K 정도의 극저온에서 초전도가 되는 저온초전 도체는 공급핍박이 우려되고 있는 액체헬륨(4K)으로 냉각할 필 요가 있다. 한편, 고온초전도체는 저렴한 액체수소(20K)나 액체 질소(77K)를 사용할 수 있기 때문에 실용성이 높다. 新 에너지 産 業 技 術 總 合 開 發 機 構 (NEDO)는 세계적으로 아직 실 용화되지 않은 고온초전도체의 산업 응용을 추구하고 있다. 목표 는 기술과 비즈니스로 세계를 이긴다 이다. 일본은 1980년대 구 리산화물계 재료로 고온초전도를 확인하였고 그 후 초전도 피버 를 선도했다는 자부가 있다. 2001년에는 금속계에서 최고 온도가 되는 고온초전도체를 발견 하였고, 2008년에는 철계 초전도체를 발견하여 세계를 놀라게 했다. 초전도는 일본이 자랑으로 삼는 분야인 만큼 비즈니스에서 도 뒤질 수 없다. 시스템 실장( 實 裝 ) 저온초전도체는 자기공명 단층촬영장치(MRI)나 핵자기공명 (NMR)장치 등에 이미 실용화되어 있다. 이에 비해 고온초전도체 의 실용화는 진행되지 않았다는 점에 관하여 NEDO에서는 도입 에 의한 기술면과 경제면이 우위성이 충분히 논의되지 않았기 때 문 ( 小 笠 原 有 香 연구원)이라고 분석하고 있다. NEDO는 약 30년에 걸친 지금까지의 고온초전도에 관한 연구개 발로 선재( 線 材 )의 개발부터 이것을 사용한 전력 케이블의 실증 실험, 초전도 기기의 시작까지 수많은 프로젝트를 추진해 왔다. 앞 으로는 이들 성과를 결집, 시스템으로 사회에 실장하는 스테이지 로 옮겨갈 것이다. 고온초전도의 실용화는 코앞에 다가와 있다. 일간공업 교세라 엔진 연소압( 燃 燒 壓 ) 측정 센서소자 개발 세라믹스로 저가화 교세라는 엔진 연소압을 직접 측정할 수 있는 센서소자를 개발했 다. 고온에서도 안정적으로 작동하여 엔진 연소 상황을 실시간 계 측할 수 있다. 세라믹스 재료를 채용하여 저가화했다. 고도의 연 132 ceramic korea

소 제어로 배기가스 청정화와 연비성능 향상으로 이어진다. 자동 차 메이커 등이 채용을 위한 평가에 들어갔다. 교세라가 개발한 센서소자는 압력이 가해지면 전하를 발생하는 압전소자. 비스마스계 세라믹스 재료를 채용했다. 수정을 사용한 센서는 이미 실용화되어 있는데, 상당히 고가. 따라서 엔진 성능 의 평가 등 제한된 용도로 사용되고 있다. 자동차에 탑재할 수 있 는 센서는 아직 없다고 한다. 이 센서는 결정 구조가 변화하는 퀴리 온도가 540 로 높고 450 정도까지 특성이 거의 변화하지 않아 안정적으로 계측할 수 있다. 따라서 센서의 프로브(탐침) 끝을 연소실에 넣고 계측할 수 있다는 것이 특징이다. 분말성형이 가능하므로 생산 원가를 낮 출 수 있고 여러 가지 형상에 대응할 수 있다. 재료에 납을 사용하 지 않기 때문에 환경규제에도 대응한다. 압전재료로는 티탄산 지르콘산연(PZT)가 일반적인데 퀴리온도 가 낮다. 따라서 연소실에서 떨어진 곳에서 엔진의 진동을 측정하 는 등 간접적인 용도로 제한되어 있었다. 한편 수정은 퀴리온도는 높지만 압전 정수( 定 數 )가 낮아 단결정을 상당히 얇게 가공해야 한다. 생산 원가가 높아지므로 자동차에 실장하지 못하고 검증용 테스트 벤치에서 계측 등에 사용되었다. 배기가스 청정화에는 입자상 물질 제거장치(DPF)와 요소( 尿 素 ) 의 선택촉매환원(SCR)에 의한 후처리가 주류. 단, 보다 엄격한 규 제에 대응하려면 연소 그 자체를 한 단계 더 고정도( 高 精 度 )로 제 어할 필요가 있다. 또한 가솔린 자동차에도 디젤 자동차에도 사용 할 수 있는 예혼합 ( 豫 混 合 ) 압축 착화( 着 火 )(HCCI)를 미래의 클 린 기술로 삼으려는 움직임도 있어 연소압의 계측, 제어에 대한 요 구가 높아질 것으로 보인다. 일간공업 디스프로슘 사용치 않고 항자력( 抗 磁 力 ) 2배인 네오디뮴 자석 개발에 지침 마련 物 質 材 料 研 究 機 構 와 富 士 通 研 究 所 ( 川 崎 市 中 原 區 )는 슈퍼컴퓨 터 케이( 京 ) 를 활용한 세계 최대 성능의 자화( 磁 化 ) 반전 시뮬레 이터를 공동으로 개발했다. 이를 이용하여 희토류 원소인 디스프 로슘을 사용하지 않는 강력한 네오디뮴 자석의 개발을 위한 지침 을 최초로 제시하였다. 공동연구팀은 종래 시뮬레이터의 계산 알고리즘을 더 고속화하여 병렬 계산의 효율성을 높여서 종래 대비 약 60배나 되는 3억 이 가 결 로 정 방 간 향 의 결 합 세 결 로 정 방 간 향 의 결 합 시뮬레이션에 사용한 다결정 모델 역자구 ( 逆 磁 區 ) 확대 자화의 방향 결정 다결정 모델 외 부에 서 자 가 계 할 의 수 방 있 향 는 결정 입계 상의 미소한 영역(메시)에 대응한 시뮬레이터를 개발했다. 자화 반전이란 자장과 전류의 영향으로 자화의 방향이 반전하는 현상. 이번에 영구자석인 네오디뮴 자석이 자화 반전하는 과정에 서 네오디뮴 자석의 미세 구조와 자석의 강한 관계를 밝히는 시 뮬레이션을 실시했다. 그 결과, 자석으로서의 움직임을 유지하는 항자력( 抗 磁 力 ) 을 강화하기 위해 사용되는 디스프로슘을 사용하 지 않고 종래 대비 2배 이상의 항자력을 갖는 네오디뮴 자석의 개 발 지침을 마련하는 데 성공했다. 네오디뮴 자석은 하이브리드 자동차(HV)와 전기자동차(EV)의 구동 모터에 사용된다. 최근에는 고효율화 자원문제라는 관점에 서 디스프로슘을 사용하지 않고 높은 항자력을 갖는 네오디뮴 자 석 개발의 중요성이 고조되고 있다. 일간공업 크리어로 고효율의 적색 형광체 개발 豊 橋 技 術 科 學 大 學 研 究 基 盤 센터의 中 野 裕 美 교수는 적색 순도가 높은 산화물계 형광체 재료를 개발했다. 빛의 파장의 중심이 625 nm(나노미터, 나노는 10억분의 1m)로 다른 파장의 발광이 극히 작다. 형광체로 실용화되어 있는 파장 400nm(나노미터)의 자색광 에서 가장 잘 여기( 励 起 )한다. 디스플레이의 백라이트와 프로젝 터 광원의 적색 재현성의 향상에 도움이 될 것으로 기대된다. 3가의 유로퓸이온을 발광 중심 이온으로 하고, 리튬, 탄탈, 티탄 의 산화물 고용체를 모체 재료로 했다. 적색 순도가 높아 다른 색 을 분리하는 낭비(스팩트르 로스)가 극히 적다. 재료 자체는 백색 으로 여기하는 파장대도 극히 좁기 때문에 백라이트에 적합하다. April 2016 133

질화물계 형광체와 달리 저온 상압에서 합성할 수 있다. 내습성 이 높고 경시( 經 時 )변화와 온도의 영향도 잘 받지 않는다. 흡수한 에너지가 빛으로 바뀌는 효율(내부양자효율)이 98%로 높아 이론 값에도 근접했다. 파장 468나노미터의 청색광에서도 여기한다. 자색광, 청색광 모 두 좁은 파장대에서만 여기하므로 이들 색에만 반응하는 센서와 위조방지용 인쇄안료 등에도 응용할 수 있다. 여기광으로써의 청 색 발광 다이오드(LED)의 실용화 기술 개발이 더 진행되면 응용 THz(테라헤르츠파)는 고속무선통신이나 공항에서의 보안 검사 등에 대한 응용이 기대된다. 이용 시에는 송수신하는 THz(테라헤 르츠파) 파워를 정확하게 측정할 필요가 있다. 단, 그 파워를 정밀 하게 측정하려면 액체 헬륨을 사용한 극저온 상태에서의 측정이 필요했다. 일간공업 실온 동작이 가능한 웨어러블용 마그네슘 축전지 개발에 성공 범위가 훨씬 더 넓어질 가능성도 있다. 일간공업 테라헤르츠파( 波 ) 파워를 상온 하에서 고감도로 측정하는 센서 개발 실험용 마그네슘 축전지 셀 埼 玉 縣 産 業 技 術 総 合 센터의 栗 原 英 紀 연구원 등 연구팀은 웨어 러블 등 소형 민생용 기기 용도로 실용화가 가능한 마그네슘 축전 지의 개발에 성공했다. 정극 재료와 전해액에 안정성이 높은 재료 를 사용. 30 전후의 실온 동작이 가능한 것은 세계적으로도 드 문 것이라고 한다. 50회의 충방전을 반복해도 80%의 용량을 유 産 業 技 術 総 合 研 究 所 物 理 計 測 標 準 研 究 部 門 高 周 波 標 準 研 究 팀 의 飯 田 仁 志 연구팀장 등은 주파수가 100기가 - 10THz(테라헤 르츠)인 전자파 테라헤르츠파 의 강도를 상온 하에서 고감도로 측정하는 센서를 개발했다. THz(테라헤르츠파)의 흡수로 발생한 열을 열전변환소자를 이용해 전기 신호로 바꾸고, 그 신호를 바탕 으로 수십 nw(나노와트) 단위로 정량적( 定 量 的 )으로 측정한다. 차세대의 고속무선통신 등의 THz(테라헤르츠파)를 응용한 기술 의 고도화에 대한 공헌이 기대된다. THz(테라헤르츠파)의 강도는 테라헤르츠파 파워 라는 지표로 표시하며, 단위는 와트. 센서는 원반 모양의 흡수체와 열전변환소 자 등으로 구성한다. THz(테라헤르츠파)의 조사로 흡수체의 온도 가 상승한다. 이 상승분을 열전변환소자를 이용하여 직류 전기신 호로 바꾸는 등으로 THz(테라헤르츠파) 파워를 산출한다. 실온 23 의 환경에서 센서의 성능을 검증한 결과, 약 30nW(나노와트) 의 미약한 파워의 측정에 성공했다. 지할 수 있으며 1그램 당 4mA(밀리암페어)로 100시간의 방전이 가능하다. 新 에너지 産 業 技 術 総 合 開 発 機 構 (NEDO)의 연구위탁 사업을 현( 縣 )의 첨단산업프로젝트로 지속적으로 실시하여 약 9000만 엔의 예산을 투자하여 개발했다. 앞으로 새로운 정극 재 료와 특허출원 중인 전해액 등의 대용량화와 전지의 제품화를 실 시하여 연내에 학회에서 발표할 예정이다. 종래의 마그네슘 축전 지는 충방전의 반복으로 전지 용량의 저하와 60-80 로 고온 화하는 등, 소형민생용으로 문제가 있었다. 이온이 전해액에서 정 극으로 부드럽게 출입하지 못한다는 것이 원인으로 지적되었다. 이에 대해 栗 原 연구원 등은 정극재료로 물이나 유황 등의 첨가물 을 넣은 산화바나듐 아모르파스 겔을 개발. 넓은 간격을 유지하여 원활한 마그네슘 이온의 출입을 실현했다. 또 개발한 산화바나듐 아모르파스 겔 등의 산화물을 병용할 수 있는 전해액을 제조했다. 종래의 리얄 시약을 사용한 전해액은 발화성이 높아 황화물과 산 화물 정극을 이용할 수 없었다. 일간공업 134 ceramic korea

전시회Ⅰ 차세대 신기술을 한자리에 어드밴스드 테크 코리아 (ADVANCED TECH KOREA 2016) 지난달 9일부터 11일까지 사흘간 플렉시블 디스플레이부터 터치패널 모바일 광전자 카메라 모듈 등 차세대 분야 신제품과 신기술을 한자리에서 만날 수 있는 어드밴스드 테크 코리아 2016(ADVANCED TECH KOREA 2016) 가 일산 킨텍스 제2전시장 7, 8홀에서 개최됐다. 어드밴스드 테크 코리아 2016 은 기존에 진행하던 국제 플렉시블 디스플레이 산업전, 국제 모바일 제조기기 산업전, 국제 터치패널 산업전, 국제 정밀 광전자 산업전 과 함께 올해는 카메라 모듈 기술 산업전 까지 총 5개의 주제로 개최됐다. 이외에 미래 자동차 기술의 핵심인 자동차 경량화 기술 산업전(AUTOMOTIVE WEIGHT REDUCTION COMPOSITES), 2016 전기자동차 기술 특별전(EV TECH KOREA) 도 동시 개최됐다. 산업전별 다양한 출품 품목, 세라믹 기업도 다수 참여 이번 전시회엔 산업전별 다양한 차세대 분야 신제품과 신기 술이 전시됐다. 우리나라 디스플레이 산업의 차세대 먹거리 이자 신성장 동력인 플렉시블 디스플레이 분야의 경우 핵심 소재인 기판 소재 개발을 목표로 삼고 있는 WPM SFD사업 단 이 참가했다. WPM SFD사업단 은 현재 1세부(KOLON, 삼성 SDI 외 4개 기업), 2세부(LG 디스플레이, 한국세라믹 기술원 외 5개 기업 및 연구기관) 체재로써 운영되고 있다. 1, 2세부는 각각 고분자 구조 제어를 통한 고내열 필름 개발, 4가지 차별화 구조의 Barrier 코팅 개발을 목표로 하고 있 다. 이번 전시회엔 투명 불투명 폴리이미드바니시와 Barrier April 2016 135

WPM SFD 사업단 전시부스 WPM SFD 사업단 의 투명 불투명 폴리이미드바니시 WPM SFD 사업단 이 공개한 Barrier Film이 적용된 플렉시블 디스플레이 Film이 적용된 플렉시블 디스플레이를 선보여 산업 종사자 와 전문가의 관심을 받았다. 이외에도 LCD 패널과 UV-LED 광원을 이용한 3D 프린터 MOBIUS SERIES 를 선보인 씨에이텍, 유연하고 복원력 이 우수하며 에너지 절감에 좋은 무기섬유를 제조 판매하 는 QUANTUMTECH 등 여러 분야 산업 기업들이 참여해 자사 제품을 선보였다. 국내 세라믹스 업체로는 KC, 나노 템코리아 등이 참여했다. 씨에이텍 의 3D 프린터 MOBIUS SERIES 로 만든 제품들 136 ceramic korea

QUANTUMTECH 의 그래핀 옥사이드 넥스컴스 의 탄소섬유 자동차 경량화 기술 산업전 & 전기자동차 기술 특별전 현재 자동차업계에서 자동차 경량화를 통한 연비 개선과 배기가스 저감은 필요가 아닌 필수다. 이에 많은 기업들이 2016 자동차 경량화 기술 산업전&전기자동차 기술 특별전 에서 하이브리드 자동차용 탄소섬유강화플라스틱(CFRP) 경량화 제품을 선보였다. CFRP 제품은 철에 비해 무게는 50% 수준이며 알루미늄 대비 중량이 30%로 배기가스 저감 과 연비 개선에 도움을 준다. 다만 소재 가격이 비싸기 때문 에 차량 가격과 수리비 인상의 원인이 된다. 이와 함께 자동 차 볼조인트(Ball Joint), EP(엔지니어링플라스틱)제품을 선 보인 업체들이 많았다. 바퀴와 차체를 연결하는 부품인 볼 조인트는 사람의 관절에 해당되는 중요한 연결부위로 스틸 이 아닌 플라스틱 제품을 사용한 것이 큰 특징이다. CFRP을 성형 제작하여 부품을 만드는 카본마을 의 경우 보닛부터 전체부품을 탄소섬유로 만든 차량을 선보여 참관객들의 높 은 관심을 받았다. 전시 기간 동안에는 자동차 최신 정보를 확인할 수 있는 세미나 Automotive Technology Forum 2016 도 동시 진행돼 자동차 업계 종사자들에게 유익한 정 보를 전했다. 여현진기자 smyczang@naver.com 카본마을 에서 선보인 탄소섬유 차량과 부품들 April 2016 137

전시회Ⅱ 뿌리산업의 가치와 경쟁력을 높이다! 국제코팅접착필름산업전 2016 (COATING KOREA 2016) 건축, 재료, 자동차, 디스플레이, 에너지, 나노 바이오 등 각종 산업 발전의 핵심요소인 코팅, 접착, 필름 산업은 최첨단 산업에 기능성을 부여하는데 있어 중요한 역할을 하고 있다. 접착, 코팅, 필름 산업의 전반과 관련 최신 기술, 원료, 장치, 기자재 등을 만날 수 있는 국제코팅접착필름산업전 2016(COATING KOREA 2016) 이 지난달 23일부터 25일까지 사흘간 인천 송도 컨벤시아에서 개최됐다. 올해는 국제표면처리 도금 도장기술산업전(SURTECH KOREA 2016)이 동시에 개최, 전시회의 내용이 더욱 풍성하게 채워졌다. 세라믹 접착, 코팅, 필름 기업 다수 참가 한국 대표 코팅 전시회로 주목 받는 국제코팅접착필름산 업전 에 소재업체 등 다양한 분야의 접착, 코팅, 필름 기업이 참여한 가운데 국내 세라믹 기업이 눈에 띄었다. 특히 전남 TP 세라믹산업종합지원센터 가 기업지원 일환으로 유치 육 성한 기업들이 많았다. 지원센터와 함께 참여한 KhanCera 는 자동차 배기가 스 후처리 장치로써 배기가스의 입자상 물질을 포집한 후 에 연소시켜 제거하는 매연저감장치인 SiC DPF(Diesel Particulate Filter) 와 고분자 콜로이드 방법을 사용한 나노 촉매 기술을 선보였다. 이외에 같이 참여한 기업으로 휴대폰 용 글라스인 Sapphire Window를 생산하는 티피에스, LED 및 반도체 제조용 카본부품 전문업체인 코멕스카 본, KC, 맥테크 등이 있었다. 가용성 규산염을 주로 생 산하는 업체인 영일화성 의 경우 단독부스로 참가해 변 성규산염 제조기술을 바탕으로 한 친화형 콘크리트 강화제 내추럴실러 NS 와 콜로이드 규산 코팅제를 선보였다. 동시 개최된 국제표면처리 도금 도장기술산업전 엔 테라믹스 가 친환경 나노 세라믹코팅제를 선보였다. 테라믹스 의 세 라믹코팅제는 최근 위험성이 제기된 납, 수은, 카드뮴, 크롬 과 같은 중금속 및 PTFE, PFOA과 같은 유해성분을 포함하 고 있지 않아 인체에 안전하고 건강하게 사용할 수 있는 친 환경 세라믹코팅제이다. 이번 전시회에 참여한 기업 관계자는 코팅, 접착, 필름 분 야는 이미 국내외 여러 기업 및 국가에서 신제품 개발을 위 한 핵심 기술력 확보를 위해 치열한 경쟁을 벌이고 있는 분 야이다 며 경쟁에서 살아남기 위한 독자적인 기술과 인력 확보를 위해 산 학 연 관의 협력과 국가의 지원이 필요하 다 고 밝혔다. 해외 업체 참여도 증가 이번 전시회엔 국내 업체뿐만 아니라 해외 업체의 참여도 증 138 ceramic korea

영일화성 의 콜로이드 규산 코팅제 테라믹스 의 세라믹코팅제가 코팅된 식기구들 KhanCera 의 SiC DPF(Diesel Particulate Filter) 티피에스 의 Sapphire Window 가했다. 특히 중국에서 손꼽히는 소재 업체와 인도의 표면 처리 케미칼 기업이 참가해 코팅첨가제, 실리카, Titanium Dioxide(TiO2) 등의 코팅, 접착, 표면처리 산업에 필요한 소 재 제품을 만나볼 수 있었다. 또한, 미국, 독일, 영국, 일본, 싱 가포르, 대만, 태국 등 30여개 국가 300여명의 해외 바이어 들이 참여해 관련 분야의 최신 기술 정보를 선보였다. 전시회 기간 동안엔 한국에서 처음 개최되는 국제 콘퍼 런스 SMS KOREA 2016(Smart Materials and Surfaces Conference) 도 진행돼 스마트 소재 & 표면처리 최신 기술 과 동향을 알 수 있었다. 이번 행사를 주최한 이상네트웍스 관계자는 해외 참 가기업 유치를 통해 기술 교류 확대 및 비즈니스 활성화 를 국내 참가 기업에 제공했다 며 COATING KOREA와 SURTECH KOREA를 통해 많은 업체들이 자사 홍보와 새로 운 비즈니스 판로를 확보하길 바란다 고 전했다. 여현진기자 smyczang@naver.com April 2016 139

과학터치 한국연구재단의 주관으로 마련된 금요일에 과학터치는 국민의 세금으로 수행되는 연구 결과를 국민들께 되돌려주기 위하여 마련된 강연이다. 세라믹코리아에서는 금요일에 과학터치 강연을 한국과학재단의 협조로 매달 1~2편 소개하고 있다. 이번호에서는 지난 3월 4일 대구 중앙도서관 시청각실에서 진행된 UNIST 이기석 교수의 스핀에서 발현되는 나비효과 를 소개한다. - 편집부 - 스핀에서 발현되는 나비효과 UNIST 신소재공학부 이기석 교수 나비효과 : 나비효과(Butterfly effect)는 1975년, 에드워드 로렌츠의 강연 제목인 <예측가능성-브라질에서의 한 나비의 날갯짓이 이 텍사스에 돌풍을 일으킬 수도 있는가>에서 유래되었으며 초기 조건의 미세한 차이가 결과를 완전히 달라지게 만드는 효과를 의미한다. 연구 배경 오늘날 컴퓨터와 스마트폰의 급진적인 발전은 바로 전자의 전하를 이용하는 반도체 산업의 발달로 인해 이루어졌다 고 해도 과언이 아니다. 이러한 반도체의 산업의 발달은 반도체의 성능이 18개월마다 2배로 증가한다는 무어의 법칙 (Moore s law)에 잘 맞아 떨어지면서 빠르게 발전해왔다. 하지만, 반도체 칩이 소형화 되면 소형화 될수록, 기존의 반 그림 1. 스핀 소용돌이 형성에서 발현되는 나비효과 140 ceramic korea

도체를 제어하는 메커니즘인 전자의 전하를 제어할 수 없게 되어 더 이상 무어의 법칙은 통하지 않게 되었다. 이를 극 복하기 위해서는 기존의 방법에서 탈피한 새로운 메커니즘의 소자가 필수적으로 개발되어야 한다. 그 중 하나가 전자 의 또 하나의 성질인 스핀을 이용하는 것이다. 강연내용 현재 대부분의 컴퓨터에 들어가 있는 메모리 소자는 DRAM(Dynamic Random Access Memory)로써 이는 미세한 크기의 축전지에 전하가 있는지 없는지에 따라서 0 과 1 로 나누어 기록을 한다. 하지만 스핀의 경우 스핀이 가지고 있는 방향에 따라 정보를 저장할 수 있다. 이러한 스핀들은 마이크로 미터(10~6m)와 나노(10~9m)에서 독특한 구조 를 가지게 된다. 그 중 하나가 바로 스핀 소용돌이(spin vortex)이다. 이 구조는 마치 태풍처럼 중심부에 수직 자화를 가지는 핵과 박막면에 평행하고 핵 주위를 회전하고 있는 수평 자화로 이루어져있다. 그림 2. 스핀 소용돌이의 4가지 상태 그림 3. 스핀 소용돌이 기반 메모리의 모식도 그림 2과 같이 핵의 수직 자화 방향은 위쪽 혹은 아래쪽이 될 수 있고, 수평 자화 방향은 시계방향 혹은 반시계방 향으로 총 4가지 상태의 스핀 소용돌이가 존재한다. 또한, 이 스핀 소용돌이는 열적으로 매우 안정하고 외부 자극에 쉽게 바뀌지 않는다는 특성 때문에, 차세대 정보 저장 소자를 개발하는 데에 있어서 많은 주목을 받고 있다. 하지만, 그러한 큰 안정성은 스핀 소용돌이를 제어하는 데에 많은 에너지가 요구된다는 것을 의미한다. 따라서 낮은 전력으로 스핀 소용돌이를 제어하기 위해 스핀 소용돌이가 형성되는 과정을 이해하고 어떠한 물리 법칙이 스핀 소용돌이의 4 가지 상태를 결정하는지에 대한 기초과학적인 연구가 진행되어야만 한다. 현재 국내 연구진들은 스핀 소용돌이가 형 성되는 동적 과정에서 나비효과로 잘 알려진 카오스 현상이 매우 중요한 역할을 하고 있다 생각해 이를 제어하는 방 법들을 개발하고 있다. 연구팀 및 연구 소개 유니스트 신소재공학부 이기석 교수 연구팀은 스핀 소용돌이, 자구벽, 스핀 스커미온과 같은 스핀 구조체의 열적 안 정성이 뛰어나 차세대 메모리 소자에 적합하다는 사실에 주목하여, 이를 제어하는 방법을 시뮬레이션을 통하여 연구 하고 더 나아가, 미국 버클리에 위치한 로렌츠 버클리 국립 연구소의 방사광 가속기 현미경을 이용하여, 스핀 구조체 를 직접 관측하고 분석한다. 뿐만 아니라, 스핀들의 흐름인 스핀 전류와 온도구배를 이용한 스핀 열전 효과를 이용한 차세대 에너지 하베스팅 소자 개발에 대한 연구도 진행하고 있으며 희토류 비용 절감을 위한 대체 영구자석 개발도 연 구를 하고 있다. 이기석 교수는 2016년부터 자성분야 세계 최고권위학회인 MMM 2016의 프로그램 심사위원으로 선 정되었으며, 국내외로 스핀 소용돌이 연구를 주도적으로 이끌어 나가고 있다. April 2016 141

단신 및 동정 인사 미래창조과학부 다자협력담당관 이상훈 기계정보통신조정과장 장보현 미래인재정책과장 이창윤 정책총괄과장 강도현 전파정책기획과장 오광혁 원천기술과장 김진우 우주기술과장 김꽃마음 공공에너지조정과장 조남준 연구 환경안전팀장 김현수 인터넷제도혁신과장 권용현 정보보호기획과장 허성욱 정보보호기획과장 홍진배 산업통상자원부 통상차관보 이인호 무역투자실장 정승일 무역위원회 상임위원 강성천 대변인 김성진 산업정책관 원동 진 국장급 국외직무훈련 일반직 고위공무원 안성일 민관합동창조경제추진단 파견 부이사관 김화영 통상협 력국장 강명수 홍보지원팀장 김창희 투자유치과장 김재준 해외투자과장 신동학 기후변화산업환경과장 문양택 섬유세라믹과장 주소령 에너지기술과장 나성화 통상협력총괄과장 이경식 동아시아자유무역협정 협상담당관 김영만 원전산업관리과장 이옥헌 불공정무역조사과장 정병락 수출입과장 이민우 산업인력과 장 박영삼 입지총괄과장 신용민 중동아프리카통상과장 최진혁 투자정책관 이상진 경제자유구역기획단장 권오정 총괄기획과장 강혁기 통상정책총괄과장 전윤종 국가기술표준원 전기전자표준과장 성향숙 기계로 봇과장 정창현 에너지안전과장 이영호 석유산업과장 박재영 한국광물자원공사 자원개발본부장 이무영 호주법인장 김남인 기획관리본부장 이정기 경영관리본부장 남윤환 자원기반본 부장 김상길 자원개발본부장 이무영 운영사업본부장 신기흠 한국기초과학지원연구원 바이오융합분석본부장 정재준 환경 소재분석본부 전자현미경연구부장 김진규 지구환경연구부장 최정헌 연구장비개발사업단장 조영훈 부산센터 분석연구부장 정의덕 국가연구시설장비진흥센터장 권경훈 성과 확산부장 유경만 정책실장 구중억 한국에너지기술연구원 장보윤 창의소재연구실장 고희상 융합플랫폼실증연구실장 한국지질자원연구원 해저탐사시스템연구개발실장 김원식 극한자원플랜트연구개발실장 김영주 지질신소재연구개발실장 강일모 운영지원실장 유영모 한국전자통신연구원 SW 콘텐츠원천연구그룹장 정희범 정보화혁신센터장 최병태 기술경제연구실장 고순주 기술정책연구실 장 심진보 산업전략연구1실장 신용희 산업전략연구2실장 송영근 미래사회연구실장 최민석 기술전략연구 실장 박애순 기술기획연구실장 장종수 씨앗기술연구실장 박윤옥 기업지원협력실장 김광수 스포테인먼트 연구실장 김호원 실감인터랙션연구실장 이준석 정보시스템운영개발실장 권정국 차세대정보시스템개발실장 142 ceramic korea

김상현 고성능컴퓨팅시스템연구실장 강동재 서버플랫폼연구실장 김영우 스토리지시스템연구실장 김홍연 임베디드SW플랫폼연구실장 김정시 모바일서비스플랫폼연구실장 조창식 의료센서연구실장 유한영 지능 형운전지원연구실장 김도현 차세대OS기초연구실장 정성인 기업지원협력실장 한인탁 IoT플랫폼연구실장 명승일 감성인식IoT연구실장 신현순 물류프로세스연구실장 윤대섭 신뢰네트워킹연구실장 고남석 인프라 가상화기술연구실장 박수명 전광네트워킹연구실장 윤지욱 초연결미래기술연구실장 허재두 기업지원협력 실장 안승호 소재부품미래연구실장 변경진 정보제어소자연구실장 황치선 플렉서블정보소자연구실장 조남 성 웨어러블소자연구실장 안성덕 광융합플랫폼연구실장 김기수 유무선가입자광부품연구실장 주정진 전 력제어소자연구실장 이영기 혼성신호처리연구실장 석정희 IT융합공정연구실장 박종문 프로세서연구실장 권영수 RF SoC 연구실장 구본태 소재부품원천연구실장 이명래 소재부품창의연구실장 김현탁 기업지원 협력실장 김재훈 테라미디어전송연구실장 정준영 미디어주파수공유 응용연구실장 김흥묵 광파영상재현연 구실장 정원식 나노미디어전송연구실장 임형수 대화형실감미디어연구실장 서정일 우주항공시스템연구실장 이병선 위성방송통신연구실장 오덕길 위성항법 레이더연구실장 신천식 스펙트럼공학연구실장 정영준 트 래픽분산ㆍ공동사용연구실장 박승근 EM-X연구실장 권종화 RF프론티어연구실장 조인귀 스마트전파모니 터링연구실장 최용석 기상위성지상국체계개발실장 최장섭 기상위성지상국기술개발실장 정원찬 테라헤르츠 원천연구실장 박경현 전파원천연구실장 송명선 미래기술연구실장 강경옥 무인기ICT연구실장 임광재 5G 사업전략실장 홍승은 이동응용모뎀연구실장 조권도 모바일단말제어연구실장 신재승 이동무선백홀연구실 장 김일규 무선전송연구실장 이준환 기가모뎀연구실장 이 훈 무선네트워크연구실장 백승권 무선원천기술 연구실장 이유로 실감감성플랫폼연구실장 한미경 자가학습엔진연구실장 김귀훈 지역산업IT융합연구실장 문기영 스마트비전연구실장 정윤수 기업지원협력실장 송윤정 지역산업기술개발실장 김성창 기업지원협 력실장 유정희 광응용부품연구실장 이종진 SW-SoC인력양성실장 노예철 한국표준과학연구원 전기자기센터장 이형규 에너지소재표준센터장 남승훈 첨단측정장비센터장 조복래 정책팀장 유희겸 경 영기획팀장 박진선 사업관리팀장 최대우 회계팀장 박인오 시설인프라운영팀장 이지현 동정 한일시멘트 허기호 부회장, 회장 승진 지난달 21일 한일시멘트그룹이 이사회를 열고 허기호 부회장(50 사진)을 신임 회 장으로 선임했다. 허 신임 회장은 허정섭 한일시멘트 명예회장의 장남이며 창업주 고( 故 ) 허채경 선대회장의 장손이다. 선대회장의 4남인 허남섭 회장은 명예회장으 로 물러났다. 허 신임 회장은 성균관대 경제학과를 졸업하고 미국 선더버드국제경영 대학원 경영학 석사(MBA) 과정을 마쳤다. 1997년부터 한일시멘트 관리본부장과 경영기획실장 등을 역임했고 2005년 대표이사 사장을 거쳐 2012년부터 그룹 부회 장을 맡았다. 허 신임 회장은 사업성이 취약한 계열사들을 매각하고 사업 성격에 맞 게 합병하는 등 내실 다지기에 앞장섰다고 회사 측은 설명했다. 2012년 매출 1조원 달성에 기여했고 지난해 대만법인인 계열사 CCP의 인수 및 매각을 주도해 5배가 넘 는 수익을 올렸다. April 2016 143

Patent Information 세라믹스 관련 주요 특허출원 공개목록 내국인 (2016년 2월 1일 ~ 2월 29일) 번 호 명 칭 출 원 인 1020140101454 페인트 성분 내 내분비 교란 물질의 독성 완화를 위한 세라믹과 활성탄의 적용 Application of Seramics and Activated Carbons for Mollification of Virulence Due to Endocrine Disruptor in Paint Materials 신민철 1020140103996 세라믹 마모방지부재가 구비된 컨베이어용 롤러 및 그의 제조방법 Conveyor roller with ceramic anti- wear member and manufacturing method there of 오경열 1020140100836 내용물 용량 확인이 가능한 세라믹젖병 및 그 제조방법 Check the possible capacity of and a method of manufacturing a ceramic bottle 박문정, 손정범 1020140102490 세라믹도장의 전처리개선방법 PRETREATMENT METHOD FOR CERAMIC COATING 주식회사 창공 1020140098566 잣나무 부산물을 이용한 세라믹보드 및 그 제조방법 Ceramic board using by-product of Nut pine and its manufacturing method 김미영 1020140098729 치과용 세라믹의 연삭 가공을 위한 다이아몬드 피복된 전착 다이아몬드 버 Electrodeposited diamond bur with diamond coating for grinding of the dental ceramic 주식회사 한국씨브이디다이아몬드공구 1020140094757 쑥, 솔잎 및 황토가 주재로로 제조된 세라믹볼의 제조방법 및 상기 방법에 의하여 제조된 세라믹볼 및 세라믹볼이 사용된 침대, 매트리스 및 복대 A manufacture method of ceramic ball 장영남 외국인 (2016년 2월 1일 ~ 2월 29일) 번 호 명 칭 출 원 인 1020167002820 세라믹스-금속 접합체 및 그 제조 방법 CERAMIC-METAL JUNCTION AND METHOD OF FABRICATING SAME 엔지케이 인슐레이터 엘티디 1020140105275 글라스-세라믹 레이어를 음향 매칭 레이어로 포함하는 초음파 트랜스듀서 어레이 Ultrasonic transducer array having a glass-ceramic layer as an acoustic matching layer 지멘스 메디컬 솔루션즈 유에스에이, 인크. 1020167000908 이규화몰리브덴계 세라믹 발열체 유지 구조체 MOLYBDENUM DISILICIDE-BASED CERAMIC HEATING ELEMENT HOLDING STRUCTURE 샌드빅 가부시키가이샤 1020157030928 비정형 내화성 세라믹 제품의 제조를 위한 배치 조성물, 소성된 내화성 세라믹 제품의 제조 방법, 소성된 내화성 세라믹 제품 및 비정형 내화성 세라믹 제품의 용도 BATCH COMPOSITION FOR PRODUCING AN UNSHAPED REFRACTORY CERAMIC PRODUCT, METHOD FOR PRODUCING A FIRED REFRACTORY CERAMIC PRODUCT, FIRED REFRACTORY CERAMIC PRODUCT, AND USE OF AN UNSHAPED REFRACTORY CERAMIC PRODUCT 리프랙토리 인터렉추얼 프라퍼티 게엠베하 운트 코. 카게 102015702873 증강된 편평도와 강도를 갖는 세라믹 연료 전지 및 그의 제조 방법 Ceramic fuel cell with enhanced flatness and strength and methods of making same 유니버시티 오브 메릴랜드, 컬리지 파크 레독스 파워 시스템즈, 엘엘씨 1020157036640 동적 적용되는 구배형의, 핵 등급 지르코늄 합금 금속 구조를 갖는 Zr-Al-C 세라믹 또는 Ti-Al-C 세라믹 또는 비정질 또는 반-비정질 스테인리스 스틸 A KINETICALLY APPLIED GRADATED Zr-Al-C CERAMIC OR Ti-Al-C CERAMIC OR AMORPHOUS OR SEMI-AMORPHOUS STAINLESS STEEL WITH NUCLEAR GRADE ZIRCONIUM ALLOY METAL STRUCTURE 웨스팅하우스 일렉트릭 컴퍼니 엘엘씨 1020150107751 성형 유리 또는 유리 세라믹 물품의 제조 방법, 이러한 방법에 의해 제조될 수 있는 유리 또는 유리 세라믹 물품, 및 이의 용도 METHOD FOR PRODUCING A SHAPED GLASS OR GLASS CERAMIC ARTICLE, GLASS OR GLASS CERAMIC ARTICLE PRODUCIBLE BY SUCH METHOD, AND USE THEREOF 쇼오트 아게 144 ceramic korea

주요 등록특허 공개내용 (2016년 2월 1일 ~ 2월 29일) 세라믹 선재, 그의 제조방법 및 그를 제조하는 제조장치 출원번호 1020140069351 등록번호 1015931010000 특허권자 주식회사 서남 발 명 자 최규한, 황순철, 문승현, 이헌주 본 발명은 세라믹 선재의 제조장치 및 그를 이용한 세라믹 선재의 제조 방법을 개시한다. 그의 제조장치는, 초전도 테이프를 제공하는 단계와, 상기 초전도 테이프의 상기 외부 표 면 상에 구리층을 형성하는 단계와, 상기 구리층이 형성된 상기 초전도 테이프의 상기 일면 및 상기 타면 상에 제1 및 제2 금속 테이프를 각각 형성하는 단계를 포함한다. 상 기 초전도 테이프 제공 단계는 상기 초전도 테이프의 모서리들에 형성된 버들을 제거하는 단계를 포함할 수 있다. 열충격 저항성 세라믹 허니컴 구조물을 제조하기 위한 개선된 시멘트 및 이의 제조방법 출원번호 1020107023262 등록번호 1015937150000 특허권자 다우 글로벌 테크놀로지스 엘엘씨 발 명 자 차이준, 파이지크알렉산더요셉, 양관호 본 발명은, 무기 섬유 및 결합 상을 포함하는 시멘트에 의해 서로 접착되어 있는 둘 이상의 개별적인 작은 세라믹 허니컴 (honeycomb)을 포함하는 세 라믹 허니컴 구조물로서, 상기 작은 허니컴 및 섬유가 상기 결합 상에 의해 결합되되, 상기 결합 상 이 비정질 실리케이트, 알루미네이트 또는 알루미노-실리케이트 유리를 포함하며, 상기 시멘트는 다른 무기 입자의 체적을 기준으 로 약 5체적% 이하인, 셀라믹 허니컴 구조물에 관한 것이다. 시멘 트화될 작은 허니컴에 적용하기에 유용한 시멘트를 제조하기 위해 서, 예를 들면, 서로 반대로 하전된 무기 결합제를 함께 물에서 혼 합함으로써 전단 희석되는 시멘트를 획득하면서 다른 무기 및 유기 첨가제의 부재하에서 시멘트를 제조할 수 있다. 금속 표면에 세라믹 현탁액 용사 코팅을 하기 위한 세라믹 현탁액 조성물 출원번호 1020140037643 등록번호 1015936520000 특허권자 인베스트세라믹(주) 발 명 자 안부환, 김승용 본 발명은 금속 표면에 세라믹 현 탁액 용사 코팅을 하기 위한 세라 믹 현탁액 조성물에 관한 것으 로, 더욱 상세하게는 터빈 엔진, 에어 포일(air foil) 베어링, 기어 염소 가스 압축 로드, 열교환기 갑판 및 채널 커버, 배관류, 열교환 기, 모터 하우징, 볼 밸브, 송풍기, 슬리브류, 펌프 라이너 등 금속 으로 만들어진 부품 표면에 내마모성을 부여하기 위하여 세라믹을 코팅하기 위한, 금속 표면에 세라믹 현탁액 용사 코팅을 하기 위한 세라믹 현탁액 조성물에 관한 것이다. 본 발명에 따르면 과립 분말 대신에 세라믹 분말이 액상 상태로 분산된 현탁액 상태로 원료를 공급할 수 있기 때문에 종래의 열 플라즈마 용사법의 단점을 극복 하여 고밀도의 코팅막을 제조할 수 있다. 강화된 유리-세라믹 물품 및 이를 코팅하는데 적응된 에나멜 출원번호 1020107015485 등록번호 1015939400000 특허권자 유로케라 에스.엔.씨. 발 명 자 펠레티에스테파니, 쇼팽느마리-엘렌, 팰라카롤린, 뤼롱마리-엘렌 본 발명은 유리-세라믹 물품 을 강화시키는 프로세스에 관 한 것으로, 유리-세라믹의 표 면 아래에, 유리하게 상기 표면 에 근접하게 최대 응력이 상기 유리-세라믹 물품에 도입된다. 본 발명은 또한 이러한 강화에 사용 될 수 있는 에나멜에 관한 것으로, 이러한 에나멜은 다음 조성물을 갖는 유리 프릿으로부터 형성되고, 비율은 중량 %로 표현되고, SiO 2 50-66%, MgO 3-8%, Na 2O 7-15%, K 2O 0-3%, Li 2O 0-12%, CaO 0-10%, BaO 0-15%, Al 2O 3 0-3%, ZrO 2 0-3%, ZnO 0-5%, B 2O 3 0-8% 더욱이 알칼리 토금속 산화물의 합(CaO + BaO)은 8 내지 15%이고, 알칼리 금속 산화물의 합(Na 2O + April 2016 145

K 2O + Li 2O)은 7 내지 20%이다. 본 발명은 또한 얻어진 강화된 유 리-세라믹에 관한 것이다. 세라믹 전자부품 및 그 제조방법 출원번호 1020130007366 등록번호 1015940550000 특허권자 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 발 명 자 니시사카야스히로, 사나다유키오, 키스미테츠야, 나가모토토시키, 키무라마사토, 코가세이지 본 발명은 외부전극의 두께를 얇게 유지 하면서 내습성이 뛰어난 세라믹 전자부품 을 제공한다. 세라믹 전자부품(1)은 세라 믹 소체(10), 유리 코팅층(15), 전극단자 (13, 14)를 구비한다. 세라믹 소체(10)는 내부전극(11, 12)의 단부(11a, 12a)가 표면에 노출되어 있다. 유리 코팅층(15)은 세라믹 소체(10)의 내부전극(11, 12)이 노출된 부분 위를 덮고 있다. 전극단자(13, 14)는 유리 코팅층(15) 바로 위에 마 련되어 있다. 전극단자(13, 14)는 도금막으로 구성되어 있다. 유리 코팅층(15)은 금속분말(15a)이 분산된 유리 매질(15b)로 이루어진 다. 금속분말(15a)은 도통 패스를 형성하고 있다. 도통 패스는 내 부전극(11, 12)과 전극단자(13, 14)를 전기적으로 접속하고 있다. 세라믹 제조용 세터와 이의 제조 방법 출원번호 1020090071437 등록번호 1015955410000 특허권자 주식회사 포스코 발 명 자 송정훈, 박영민 본 발명은 세라믹 제조용 세터 와 이의 제조 방법에 관한 것이 다. 세라믹 제조용 세터의 제조 방법은, i) 알루미나(Al 2O 3)를 포함하는 제1 슬러리 및 지르코니아(ZrO 2)를 포함하는 제2 슬러리 를 제조하는 단계와, ii) 제1 슬러리와 제2 슬러리를 각각 바탕 필름 위에 도포, 건조 후 바탕 필름을 제거하여 알루미나 테이프 및 지르 코니아 테이프를 제조하는 단계와, ⅲ) 알루미나 테이프를 복수개 적층하여 알루미나 스택을 형성하고, 알루미나 스택 위에 지르코니 아 테이프를 복수개 적층하여 지르코니아 스택을 형성하는 단계와, ⅳ) 알루미나 스택과 지르코니아 스택을 가열 압착 후 동시 소성 및 탈지하여 알루미나 지지체와 지르코니아 코팅층을 형성하는 단계 를 포함한다. 세라믹이 함유된 친환경 플라스틱 탄약통 및 탄약상자 출원번호 1020150139430 등록번호 1015951120000 특허권자 장주현 발 명 자 장주현 재질이 가벼워서 운송이 용이하므로 탄약의 공중 보급이 가능할 뿐만 아니 라, 사막 또는 습지와 같 은 사용환경상의 악조건에서도 내구성을 유지할 수 있어서 탄약의 보관에 적합할 뿐만 아니라, 제조원가가 저렴하여 제품경쟁력이 있 으며, 재활용이 가능하여 세라믹이 함유된 친환경적인 플라스틱 탄약통 및 탄약상자가 개시되어 있다. 상기 목적을 달성하기 위해 서 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 본 발명인 탄약통은 상 부가 제1 바디(B1) 안쪽으로 내삽되는 제2바디(B2)와 결합하는 제 3 바디(B3)로 이루어진 탄약통에 있어서, 상기 제1 바디(B1), 제2 바디(B2) 및 제3 바디(B3)는 HDPE 80중량%, EVA 10중량%, 스 테아르산칼슘 2중량%, 파라핀왁스 1.5중량%, DINP 1중량%, 이 산화 타이타늄 2중량%, 산화아연 1중량%을 포함하는 재질로 형 성된다. 말단에 수산기 또는 에테르기를 가지는 변성폴리아미드이미드를 이용한 세라믹졸 나노하이브리드 소재 및 이의 제조방법 출원번호 1020140123859 등록번호 1015976830000 특허권자 한국전기연구원 발 명 자 박진희, 강동필, 이대호 본 발명은 말단에 수산기 또 는 에테르기를 가지는 변성 폴리아미드이미드를 이용한 세라믹졸 나노하이브리드 소재 및 이의 제조방법에 관 한 것으로, 더욱 상세하게는 세라믹졸을 고함량으로 첨가하여도 나 노하이브리드 소재의 분산성, 접착력, 인장강도 등의 물성이 우수 할 수 있도록 폴리아미드이미드 분자 내에 이미드기 대비 아미드 기, 우레탄기 또는 우레아기의 비율이 증가되게 변성시키거나 말단 에 수산기 또는 에테르기를 가지는 변성폴리아미드이미드를 이용 한 세라믹졸 나노하이브리드 소재 및 이의 제조방법에 관한 것이 다. 이러한 본 발명은, 아미드기, 우레탄기 및 우레아기 중 어느 하 나가 이미드기보다 상대적으로 많은 변성폴리아미드이미드에, 글 리콜류를 첨가해 말단에 수산기 또는 에테르기를 가지는 변성폴리 146 ceramic korea

아미드이미드를 형성하고, 상기 말단에 수산기 또는 에테르기를 가 지는 변성폴리아미드이미드와 유기용매분산 세라믹졸을 하이브리 드화하여 복합소재가 형성되는 것을 특징으로 하는 말단에 수산기 또는 에테르기를 가지는 변성폴리아미드이미드를 이용한 세라믹졸 나노하이브리드 소재 및 이의 제조방법을 기술적 요지로 한다. 조립형 세라믹 히터 출원번호 1020140148433 등록번호 1015984720000 특허권자 강왕규 발 명 자 강왕규 본 발명은 사출기, 압출기와 같은 산업용 기계의 실린더 등을 가열 하는 히터에 있어서, 열선의 장착 이 쉽고 빠르며, 다양한 규격을 갖는 히터의 제작이 용이하도록 열선이 장착되는 가열체가 다수 개의 분체들이 파이프 형상으로 상호 조립되어 이루어진 조립형 세라믹 히터에 관한 것이다. 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 조립형 세라믹 히터 는 양측에 형성된 수결합부 또는 암결합부 또는 이들 모두와, 양측 을 관통하여 형성된 하나 이상의 열선 통과홀이 구비된 다수개의 세라믹 분체들이 상기 수결합부와 상기 암결합부를 이용하여 파이 프 형상으로 상호 조립되어 이루어지는 가열체; 및 상기 가열체가 수용되는 수용부를 갖고, 양 측단에 체결수단이 구비된 하우징; 을 포함하여 이루어진다. 고경도 세라믹 조성물을 이용한 2중 코팅 후라이팬의 제조방법 출원번호 1020140016457 등록번호 1016001660000 특허권자 이보현 발 명 자 이보현 본 발명은 알루미늄을 모재로 한 프라이팬 내면에 세라믹스를 주 성분으로 하는 조성물인 니켈과 알루미늄 합금분말 10중량%, 알 루미나 분말 20~40중량%, 산화티탄 분말 40~60중량%, 산화 질리코늄과 산화마그네슘 용융체 분말 1~5중량%, 실리카분말 1~5중량%, 텅스텐 카바이드와 코발트 합금분말 0.5~1.5중량% 로 조성된 하도층조성물로 초고속 및 고온의 프라즈마 용사로 하 도층을 형성하고 그 위에 소량의 실리콘유 또는 실리콘 용액이 첨 가된 불소수지액을 스프레이 코팅으로 코팅층을 형성시킨 후 온도 350~370 범위에서 20~30분간 열처리하여 고화시킨 상도층을 형성시켜서 된 고경도 세라믹 조성물을 이용한 2중 코팅 후라이팬 의 제조방법에 관한 것이다. 세라믹 시트의 제조방법, 세라믹 복합 시트 및 세라믹 시트 제조용 이형제 출원번호 1020140168414 등록번호 1015945410000 특허권자 에스케이씨 주식회사 발 명 자 박동진, 김진철, 오준록, 유일환, 이동규 본 발명은 페라이트 시트 를 비롯한 다양한 세라 믹 시트를 다량으로 적 층하여 소성하는 방법에 관한 것으로서, 평균 A/R이 2 내지 5인 세라믹 분말의 분산액을 이형제로 이용함으로써 세라믹 시트 간의 이형성이 우수하고 친환 경적인 세라믹 시트를 제조할 수 있으므로, 소결 페라이트 시트를 비롯한 다양한 소결 세라믹 시트 분야에 유용하다. 복합 세라믹 전극의 제조방법 출원번호 1020140021661 등록번호 1015959680000 특허권자 순천대학교 산학협력단 발 명 자 문일식 본 발명에 따른 복합 세라믹 전 극의 제조방법은 a)바륨(ba) 소 스 및 납(Pb) 소스를 함유하는 제1전착 용액을 이용하여, 타이 타늄 전극 상부에 바륨타이타네 이트(BaTiO 3)를 함유하는 제1 층을 전착하는 단계; b) 상기 제1층 상부에 α-이산화납을 함유하 는 제2층을 전착하는 단계; 및 c) 상기 제2층 상부에 β-이산화납을 함유하는 제3층을 전착하는 단계;를 포함한다. 친환경 수성 세라믹 방수 페인트 및 그 제조방법 출원번호 1020150064726 등록번호 1015997920000 특허권자 주식회사 엔씨페인트 발 명 자 차금순 본 발명은 콘크리트 또는 시멘트 건축물의 내외벽용 마감 페인트로 서 희석제 및 환경유해물질을 사용하지 않아 친환경적이므로 작업 April 2016 147

자의 칠 및 방수작업이 용이하고 칠을 한 후에도 모재로부터 환경 호르몬 등의 배출이 적고 칠해진 페인트가 모재 내부에 완전히 침 투하여 우수한 방수성 및 발수성을 가짐으로써, 종래의 콘크리트 또는 시멘트와 같은 모재에 페인트를 칠하는 경우 먼저 방수제를 도포하고 양생 건조한 후 다시 그 위에 수성 페인트를 칠하고 2차 건조하는 복잡한 과정을 1번의 페인트칠로 단순화시킬 수 있어서 작업시간 및 인력을 크게 단축시킬 수 있는 효과를 갖는 친환경 수 성 세라믹 방수 페인트 및 그 제조방법을 제공한다. 고온용 세라믹 디스크 자동 제조 시스템 출원번호 1020150186056 등록번호 1016004360000 특허권자 주식회사 마산 발 명 자 김정수, 김상우 디스크의 밀보드가 일정한 간격을 갖고 지정된 위치에 진공 흡착이 가능한 평판 철판이 포함되는 것을 특징으로 하는 고온용 세라믹 디스크 자동 제조 시스템을 구현함으로써, 종래와 같은 세라믹 디 스크 제조 시 펀칭에 따른 세라믹 원료의 낭비를 줄임과 동시에 로 스(Loss) 부분의 처리에 따른 환경문제를 크게 개선시킬 수 있는 독특한 효과가 있다. 세라믹 조성물, 그 제조방법 및 이를 이용한 방열부재 출원번호 1020150036980 등록번호 1015958720000 특허권자 (주)나노엘엔피 발 명 자 황명주, 윤길주 본 발명의 세라믹 조성물은 세라믹 수 지, 분산매 및 무기충진제를 포함한 다. 상기 세라믹 조성물은, 피도물 표 면에 코팅되어 내전압성, 고내열성 및 열전도성이 향상된 우수한 물성의 도 막을 형성한다. 나노 기공을 갖는 세라믹 필터가 구비된 냉온 정수기 본 발명은 고온용 세라믹 디스크 자동 제조 시스템에 관한 것으로, 상기 시스템은, 고온에서의 압축률 유지를 위한 쿠션 충전재와 상 기 충전재의 표면 탈락을 방지하기 위한 세라믹 섬유가 배합되고, 상기 배합된 세라믹 섬유를 현탁액 상태로 유동성을 지니도록 물 을 혼합하여 교반시켜 슬러리화된 세라믹 멤브레인이 공급 저장되 는 바트 탱크와: 상기 바트 탱크 내부에서 일정한 속도로 회전이 가 능한 롤러를 갖되, 상기 롤러의 원주면에는 고온용 세라믹 디스크 를 제조하기 위한 도넛 또는 땅콩 모양으로 성형 가공된 다수개의 금형 필터부를 갖는 바트 롤러와; 상기 바트 롤러의 금형 필터부에 서 제조된 얇은 세라믹 디스크의 밀보드를 메이킹 롤러로 이송시키 기 위해 연속 순환과정을 갖는 사이클링 펠트와; 상기 사이클링 벨 트를 통해 이송된 얇은 세라믹 디스크의 밀보드가 평판 철판 위에 반복적으로 진공흡착이 가능하도록 가압하여 흡착시키는 메이킹 롤러와; 상기 메이킹 롤러의 원주면을 감싸고 회전하는 사이클링 펠트의 하단부와 상기 메이킹 롤러를 보조하는 구동 롤러(420)의 상부 사이로 인서트 되며, 사전에 프로그램화된 제어수단을 갖는 이송수단에 의해 자형으로 반복 순환되면서 상기 얇은 세라믹 출원번호 1020140068238 등록번호 1016003870000 특허권자 주식회사 웰코 발 명 자 윤동한, 배상대 본 발명은 미세한 크기의 나 노기공을 갖는 세라믹 필터 를 적용하여 물에 대한 여과 효율이 우수함은 물론 매우 효율적으로 정수함을 제공 하도록, 물을 수도관을 통해 공급하는 물공급원과; 상기 물공급원의 수도관을 통하 여 공급되는 물에 함유된 이물질이 여과될 수 있도록 장착되고 표 면에 나노기공을 구비하는 세라믹필터와; 상기 세라믹필터로부터 여과된 물을 수용토록 연결설치되고 물을 살균가능하게 자외선이 발광되는 살균수단과; 상기 살균수단을 거쳐 이동된 물의 이동경 로 상에 장착되고 자기장을 생성하여 물을 자화시키는 자화수단 과; 상기 자화수단으로부터 공급된 물을 가열가능하게 수용하여 온수를 저장하는 온수조와; 상기 자화수단으로부터 공급된 물을 냉각가능하게 수용하여 냉수를 저장하는 냉수조와; 상기 온수조 148 ceramic korea

및 상기 냉수조의 사이에 고정 설치되고 상기 온수조에 채워진 물 을 지속적으로 가열하는 동시에 상기 냉수조에 채워진 물을 지속 적으로 냉각시키는 냉온기;를 포함하고, 상기 냉온기는 전류공급에 의해 상기 온수조에 접하는 한쪽 면에 열을 발생하는 발열면과 함 께 상기 냉수조에 접하는 한쪽 면에서 열을 흡수하는 냉각면이 형 성되는 열전소자를 포함하는 나노 기공을 갖는 세라믹 필터가 구비 된 냉온 정수기를 제공한다. 친환경 바닥재용 폴리머-세라믹 유무기 하이브리드 바인더 조성물과 그의 제조방법 및 그를 포함하는 바닥재 조성물 출원번호 1020140019250 등록번호 1015967790000 특허권자 부경대학교 산학협력단 발 명 자 장동욱 본 발명은, 유기계 수용 성 폴리머와 수용성 졸 상태의 무기계 산화물 을 포함하여 이루어지 는, 친환경 바닥재 또는 바닥 코팅제로서 적용될 수 있는 수용성 폴리머-세라믹 유무기 하이브리드 바인더 조성물 과, 그의 제조방법 및 그를 포함하는 바닥재 조성물에 관한 것이다. 경 기능성 세라믹 볼의 제조방법을 제공함으로써, 원적외선 방사기 능, 식수, 오폐수, 어항수 등 각종 물의 정화기능, 실내 악취 제거기 능, 습도 조절기능, 식물의 발육 촉진기능이 탁월할 뿐만 아니라, 미 생물의 생육에 한층 양호한 환경을 제공하여 국민의 건강증진 및 친환경적인 생활환경을 자연스럽게 제공할 수 있다. 내열 내마모 저마찰용 세라믹 복합체 코팅제 및 코팅 방법 출원번호 1020150018188 등록번호 1015967700000 특허권자 한국과학기술연구원 발 명 자 공호성, 한흥구 본 발명 기술은 고온 (400~900 ) 환경 에서 무급유 상태로 고속 미끄럼 접촉운 동을 하는 터빈 회전 축 등의 기계요소가 베어링과의 접촉으로 인한 마찰, 발열 및 마모에 대해 잘 견딜 수 있 도록 회전축 표면 위에 코팅되는 내열, 내마모, 저마찰 특성을 가지 는 세라믹 복합체 코팅제에 관한 것이다. 입방정 질화붕소 세라믹 복합재 및 이의 제조 방법 친환경 기능성 세라믹 볼 및 그 제조방법 출원번호 1020140096261 등록번호 1016005430000 특허권자 이재환 발 명 자 이재환 본 발명은 인체에 이로운 천연 고령토와 친환경 다공성 원료 및 톱밥을 배합함으 로써 다공성을 극대화한 친환경 기능성 세라믹 볼 및 그 제조방법에 관한 것으로 서, 50-150메시(mesh)로 분쇄한 톱밥; 및 10-30부피%의 고령토와, 15-20부 피%의 일라이트(Illite)와, 20-25부피%의 제오라이트(Zeolite), 10-20부피%의 맥 반석, 15-20부피%의 벤토나이트(Bentonite) 및 20-40부피%의 펄라이트(Pearlite)를 포함하는 세라믹 조성물;을 배합하고, 소성 로의 온도를 분당 1 씩 천천히 상승시켜 세라믹 볼에 포함된 톱밥 을 연소시키며 700-1200 에서 12-18시간 동안 소성하는 친환 출원번호 1020117008594 등록번호 1015995720000 특허권자 다이아몬드 이노베이션즈, 인크 발 명 자 말릭압스-사미, 돌스티븐 본원은, 입방정 질화붕소 (cbn), 다양한 세라믹 산 화물, 질화물의 매트릭스 성분 및 매트릭스 재료의 고용체 뿐만 아니라 휘스 커 보강재로 구성되는 복합재를 제공한다. 이의 제조 방법 및 철 금 속의 고성능 가공시에 사용하는 용도가 청구되고 개시되어 있다. April 2016 149

신설법인 세라믹스 신설법인 2016년 1월 29일 ~ 3월 3일 회사명 대표자 자본금 (백만원) 업 종 주 소 서울 케이에스유 김성식 1 전자부품 및 모듈 도 소매업 및 제조업 마포구 잔다리로 77, 201호 (서교동, 대창빌딩) 인천 예암건설 이정희 40 철근콘크리트공사업 계양구 계산새로 65번길 13, 203호 (계산동, 태흥프라자) 대전 유앤아이머티리얼즈 곽남석 100 전기전자재료 제조 및 판매업 유성구 대덕대로 593, 10층 104호 (도룡동, 대덕테크비즈센터) 피코팩 오근영 10 반도체 부품개발 및 제조판매업 유성구 가정북로 96, 206호 (장동, 대전경제통상진흥원) 대구 나노에너지연구소 김순희 1 에너지 절감 및 매연저감장치 연구개발 남구 대명서로 61, 2층 203호 (대명동) 광주 그린랜드 김혜란 200 철근콘크리트공사업 동구 제봉로 222번길 6-16, 2층 (대인동) 신세계타일 강미경 100 타일, 욕조, 위생도기, 수전금구류, 대리석 도 소매업 북구 하남대로 639 (동림동) 봉담건설 정경한 200 철근콘크리트공사업 동구 제봉로 222번길 1, 2층 (대인동) 부산 엠지엠건설 정용암 200 철근, 콘크리트공사업 동래구 온천천로253번길 22, 2층 (수안동) 실림 장상임 40 금속 및 세라믹 소재 제조, 가공 및 도 소매업 사상구 학장로 236번길 11, 2층 (학장동, 동백세탁) 캔솔트미네랄 양경자 50 세라믹 제조업 사하구 낙동대로 120-2, 2층 (괴정동) 울산 재원씨엠 김순희 20 토공사업 울주군 서생면 위양로 200-2 (위양리) 150 ceramic korea

캘린더 이 달 의 세 라 믹 스 주 요 행 사 안 내 April Sun Mon Tue Wed Thu Fri Sat 27 28 29 30 31 1 2 한국파인세라믹스협회 정기총회 일시_ 04.01 오전 11시 장소_ 리베라 호텔 3 4 5 6 7 8 9 일본 도쿄 제25회 파인텍 재팬 2016 일시_ 04.06 ~ 04.08 장소_ 도쿄 빅사이트 홈_ www.ftj.jp 2016 한국전자제조산업전 일시_ 04.06 ~ 04.08 장소_ 삼성 COEX 홈_ www.electronickorea.com 재료연구소 전자재료 기술설명회 일시_ 04.07 장소_ 삼성 COEX 홈_ www.kims.re.kr 10 11 12 13 14 15 16 SIMTOS 2016 일시_ 04.13 ~ 04.17 장소_ 일산 KINTEX 홈_ www.simtos.org 17 18 19 20 21 22 23 국제 타일 & 스톤 전시회 일시_ 04.18 ~ 04.21 장소_ 미국 시카고 홈_ www.ntpshow.com 2016 한국세라믹학회 춘계학술대회 일시_ 04.20 ~ 04.22 장소_ 부산 벡스코 홈_ www.kcers.or.kr 24 25 26 27 28 29 30 3D Printing Europe2016 일시_ 04.26 ~ 04.28 장소_ 독일 베를린 홈_ www.giievent.kr/ixc347111 April 2016 151

세라믹스 자료실 통계 도자기류 수출실적 년 월 품 목 2016년 01월 31일 현재 (단위 : 천불) 식 기 타 일 위생도기 합 계 2014 12 1,148 91 269 1,508 1 907 177 283 1,367 2 766 121 129 1,016 3 1,395 243 289 1,927 4 953 85 233 1,271 5 720 54 243 1,017 2015 6 7 2,357 880 210 47 284 518 2,851 1,445 8 793 66 252 1,111 9 11,596 1,290 132 13,018 10 11,637 82 165 11,884 11 952 168 309 1,429 12 1,431 76 501 2,008 2016 1 783 61 108 952 자료제공 : 관세청 시멘트 수요 공급 현황 2016년 01월 31일 현재 (단위 : 천톤) 년 월 항 목 수요 내 수 수 출 계 생 산 수 입 계 공급 재 고 2014 12 3,360 336 3,696 3,935 89 4,024 678 2015 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 2,911 2,681 4,341 4,694 4,867 4,899 4,467 4,260 4,509 5,300 4,573 4,781 178 316 249 677 304 229 348 328 6,350 507 536 507,964 3,089 2,997 4,950 5,371 5,171 5,128 4,815 4,588 10,859 5,807 5,109 512,745 3,501 3,008 4,603 4,947 5,329 5,223 4,498 4,735 4,838 5,424 4,889 4,816 87 78 101 108 92 85 112 110 9,970 114 125 94,023 3,501 3,086 4,704 5,055 5,421 5,308 4,610 4,845 14,808 5,538 5,014 98,839 700 643 600 540 599 608 615 667 744 587 677 447 2016 1 3,502 427,693 431,195 3,910 95,921 99,831 632 자료제공 : 통계청, 관세청 위생도기 업체별 생산 출하 현황 2016년 01월 31일 현재 (단위 : 개) 업체명 구 분 전월재고 출 하 생 산 내 수 수 출 계 당 월 누 계 당 월 누 계 당 월 누 계 당 월 누 계 당월재고 계 림 요 업 129,586 28,348 28,348 26,552 26,552 0 0 26,552 26,552 131,382 대림비앤코 210,176 71,479 71,479 55,666 55,666 189 189 55,855 55,855 225,800 아이에스동서 170,457 36,884 36,884 35,475 35,475 0 0 35,475 35,475 171,866 세 림 산 업 175,401 36,462 36,462 22,691 22,691 0 0 22,691 22,691 189,172 계 685,620 173,173 173,173 140,384 140,384 189 189 140,573 140,573 718,220 자료제공 : 대한도자기 타일공업협동조합 152 ceramic korea

위생도기 품목별 생산 출하 현황 2016년 01월 31일 현재 (단위 : 개) 구 분 전월재고 생 산 출 하 내 수 수 출 계 당월재고 품 목 당 월 누 계 당 월 누 계 당 월 누 계 당 월 누 계 양변기 195,333 53,841 53,841 44,428 44,428 7 7 44,435 44,435 204,739 대변기 445 0 0 338 338 0 0 338 338 107 소변기 43,673 9,479 9,479 6,640 6,640 0 0 6,640 6,640 46,512 세면기 263,939 65,913 65,913 56,412 56,412 182 182 56,594 56,594 273,258 탱 크 123,229 31,893 31,893 20,598 20,598 0 0 20,598 20,598 134,524 기 타 59,001 12,047 12,047 11,968 11,968 0 0 11,968 11,968 59,080 계 685,620 173,173 173,173 140,384 140,384 189 189 140,573 140,573 718,220 자료제공 : 대한도자기 타일공업협동조합 내장타일 생산업체별 생산 출하 현황 2016년 01월 31일 현재 (단위 : m 2 ) 구 분 전월재고 생 산 출 하 내 수 수 출 계 당월재고 업 체 명 당 월 누 계 당 월 누 계 당 월 누 계 당 월 누 계 대동산업 1,255,790.00 449,022.00 449,022.00 357,878.00 357,878.00 - - 357,878.00 357,878.00 1,346,934.00 대보세라믹스 529,411.50 196,692.00 196,692.00 200,946.00 200,946.00 - - 200,946.00 200,946.00 525,157.50 삼영산업 313,678.00 33,951.00 33,951.00 94,920.00 94,920.00 - - 94,920.00 94,920.00 252,709.00 삼 현 619,229.27 120,751.95 120,751.95 179,081.10 179,081.10 - - 179,081.10 179,081.10 560,900.12 아이에스동서 578,200.00 205,564.00 205,564.00 254,793.00 254,793.00 - - 254,793.00 254,793.00 528,971.00 이화산업 3,324.75 242,886.60 242,886.60 229,107.45 229,107.45 - - 229,107.45 229,107.45 17,103.90 경남모직 케이티세라믹 222,242.64 167,593.50 167,593.50 125,911.22 125,911.22 - - 125,911.22 125,911.22 263,924.92 태영세라믹 561,022.68 335,895.84 335,895.84 285,207.84 285,207.84 - - 285,207.84 285,207.84 611,710.68 계 4,082,898.84 1,752,356.89 1,752,356.89 1,727,844.61 1,727,844.61 - - 1,727,844.61 1,727,844.61 4,107,411.12 자료제공 : 대한도자기 타일공업협동조합 바닥타일 생산업체별 생산 출하 현황 2016년 01월 31일 현재 (단위 : m 2 ) 구 분 전월재고 생 산 출 하 내 수 수 출 계 당월재고 업 체 명 당 월 누 계 당 월 누 계 당 월 누 계 당 월 누 계 대동산업 1,036,655.00 - - 158,440.00 158,440.00 - - 158,440.00 158,440.00 878,215.00 삼영산업 62,454.00 18,464.00 18,464.00 32,592.00 32,592.00 - - 32,592.00 32,592.00 48,326.00 삼 현 32,686.19 49,661.70 49,661.70 25,179.00 25,179.00 - - 25,179.00 25,179.00 57,168.89 선경산업 111,923.89 173,481.00 173,481.00 202,527.60 202,527.60 - - 202,527.60 202,527.60 82,877.29 성일요업 188,236.00 228,763.00 228,763.00 159,035.00 159,035.00 2,096.00 2,096.00 161,131.00 161,131.00 255,868.00 아이에스동서 611,427.00 373,117.00 373,117.00 272,701.00 272,701.00 - - 272,701.00 272,701.00 711,843.00 (주)한보요업 172,256.70 292,013.70 292,013.70 186,324.60 186,324.60 - - 186,324.60 186,324.60 277,945.80 태영세라믹 26,331.90 3,816.00 3,816.00 5,954.40 5,954.40 - - 5,954.40 5,954.40 24,193.50 경남모직 케이티세라믹 307,203.41 147,599.76 147,599.76 128,800.35 128,800.35 - - 128,800.35 128,800.35 326,002.82 대보세라믹스 31,419.00 121,750.50 121,750.50 94,879.50 94,879.50 - - 94,879.50 94,879.50 58,290.00 계 2,580,593.09 1,408,666.66 1,408,666.66 1,266,433.45 1,266,433.45 2,096.00 2,096.00 1,268,529.45 1,268,529.45 2,720,730.30 자료제공 : 대한도자기 타일공업협동조합 April 2016 153

유리품목별 생산 출하 현황 2016년 01월 31일 현재 (단위 : 톤) 품목 구분 단위 출하 생산 재고 내수 수출 전월 당월 전월 당월 전월 당월 전월 당월 유리장섬유 M/T 10,167 9,844 7,641 7,604 2,859 3,109 16,044 12,415 차량용안전유리 m2 3,288,213 3,132,277 3,356,412 3,081,071 0 0 2,346,440 2,528,576 유리용기 M/T 61,745 59,301 65,726 59,661 730 1,150 49,812 49,223 자료제공 : 통계청 내화벽돌 생산 출하 현황 2016년 01월 31일 현재 (단위 : 톤) 년 월 항 목 생산 출하 내수 수출 계 재고 2014 12 8,827 8,849 1,717 10,566 13,412 1 8,600 11,556 924 12,480 9,533 2 7,920 8,016 1,070 17,006 8,964 3 9,298 8,383 762 18,443 9,117 4 8,954 8,505 762 18,521 8,805 5 8,627 7,662 9 7,671 8,984 2015 6 7 8,920 9,099 7,297 7,172 1,334 583 8,631 7,755 8,821 10,753 8 8,031 7,001 646 15,678 11,137 9 8,609 8,196 1,244 18,049 10,250 10 9,589 7,542 277 17,408 12,070 11 9,078 9,078 207 17,155 13,051 12 8,411 9,533 368 18,312 11,567 2016 1 8,070 8,060 1,311 17,441 10,266 자료제공 : 통계청 154 ceramic korea