"1단계 연구개발(R&D)로 100여개 이상의 신소재를 만들어 냈고, 이제 2단계부터는 제일 똘똘한 10개를 뽑아 이미지 센서 부품을 만들것이다." 국가핵심소재연구단 중 용액공정 광전 융합 소재 연구단을 이끌고 있는 윤성철 단장은 12일 한국화학연구원 화학소재연구본부 연구실에서 파이낸셜뉴스와 만나 "세상에 없는 신소재로 이미지센서 국산화를 넘어 세계 시장을 주도할 작품을 내놓겠다"며 이같이 말했다. 연구단은 이미지 센서를 세계 최초로 프린팅하는 방법을 활용해 쉽게 만들 수 있는 신소재를 개발 중이다. 이 신소재와 제작공정 기술로 현재 90% 이상 수입에 의존하는 이미지센서 소재 및 부품 국산화를 넘어 세계 시장을 주도하겠다는 목표다. ■ 눈이 못보는 것까지도 본다 12일 글로벌 시장조사기관 IC인사이츠에 따르면 이미지센서 시장 매출 규모는 올해 193억 달러(약 25조4900억원)에서 오는 2026년 269억 달러(약 35조5200억원)로 확대될 전망이다. 이미지센서는 지난 10~15년간 대부분 휴대폰 카메라 기술로 활용됐으나 자율주행차, 인공지능(AI), 가상·증강현실(VR·AR) 등 활용 분야가 늘면서 성장세를 보이고 있다. 사과를 일반 가시광선으로 보면 겉만 보이지만 적외선을 활용하는 이미지 센서는 사과 속 썩은 부분까지 들여다 볼 수 있다. 또 안개가 자욱한 장소나 도로에서도 잘 볼 수 있어 보안 카메라나 자율주행차용 라이다 센서로 쓰인다. 연구단은 윤성철 단장이 소속된 한국화학연구원이 총괄하고 한국과학기술연구원과 한국재료연구원, 성균관대, 국민대, 포항공과대, 영남대, 연세대, 아주대 등이 참여했다. 2단계부터 ㈜뷰윅스, ㈜클랩, ㈜한진화학 등 기업이 합류해 소재 개발의 완성도를 높여간다는 전략이다. 화학연구원에서는 광활성층 소재를 개발하고 과학기술연구원은 이 소재로 만든 부품의 안정성 향상시킬 수 있는 기술을 개발, 재료연구원은 플렉시블 한 기판 제작 기술을 개발한다. 재료연구원 나노표면재료연구본부 임동찬 박사는 "기판 제작 기술은 양산에 근접한 쪽이다 보니 기술성숙도(TRL) 단계가 높다"면서 "개발한 것을 기업에서 현장 테스트를 하다보니 시간과 싸움의 연속"이라고 말했다. ■ 가능성 본 기업 벌써 설비투자 연구단은 2020년 5월에 R&D를 시작해 만 3년이 지났다. 지금까지 '인 가스(InGaAs)'라 부르는 인듐, 갈륨, 알세나이드를 대체할 수 있는 100여개의 소재를 찾아냈다. 올해부터 이 신 소재로 부품의 성능을 높이는 단계다. 다른 국가핵심소재연구단과 달리 1단계 사업은 2년간 연구기관과 대학이 진행하고 기업은 2단계부터 합류했다. 엑스레이 이미지 센서 기업인 뷰웍스는 산업바이오에 쓰일 적외선 이미지 센서를 개발한다. 현재 뷰웍스는 연구단에서 만든 재료로 트랜지스터를 만들어 재료를 평가하고 있다. 또 오가닉 트랜지스터를 만드는 클랩은 스마트 기기의 지문 인식 센서를, AH 머트리얼즈는 투명 전도성 소재를 개발한다. 특히 AH 머트리얼즈는 지난해 투명전극을 대량으로 만드는 기술을 이전받아 올해 1억원의 매출까지 올렸다. 또 한국과학기술연구원에서는 2021년 시노펙스로에 3억원 기술이전비를 받고 R&D에서 파생된 기술을 넘겼다. AH머티리얼즈 김용현 대표는 "원천 기술을 이전받아 실제 제품화까지 할 수 있는 흔치 않은 기회가 와서 너무 좋다"고 말했다. 새로 개발하는 신소재이며, 일반화된 공정기술이 아님에도 불구하고 이번 연구에 참여한 뷰웍스는 조립라인과 후공정 장비에 투자해 엑스레이 센서, 바이오·산업용 카메라를 만들 계획이다. 이 소재의 가능성을 봤다는 증거다. 향후 자율주행차용 라이다 센서의 수요가 급증할 것으로 전망된다. 윤 단장은 "라이다 센서의 현재 가격이 1000만원이 넘지만 우리 연구단의 성과물로 센서 가격을 낮출 수 있을 것"이라고 밝혔다. monarch@fnnews.com 김만기 기자

[파이낸셜뉴스] "1단계 연구개발(R&D)로 100여개 이상의 신소재를 만들어 냈고, 이제 2단계부터는 제일 똘똘한 10개를 뽑아 이미지 센서 부품을 만들것이다." 국가핵심소재연구단 중 용액공정 광전 융합 소재 연구단을 이끌고 있는 윤성철 단장은 12일 한국화학연구원 화학소재연구본부 연구실에서 파이낸셜뉴스와 만나 "세상에 없는 신소재로 이미지센서 국산화를 넘어 세계 시장을 주도할 작품을 내놓겠다"며 이같이 말했다.  연구단은 이미지 센서를 세계 최초로 프린팅하는 방법을 활용해 쉽게 만들 수 있는 신소재를 개발 중이다. 이 신소재와 제작공정 기술로 현재 90% 이상 수입에 의존하는 이미지센서 소재 및 부품 국산화를 넘어 세계 시장을 주도하겠다는 목표다.  눈이 못보는 것까지도 본다 12일 글로벌 시장조사기관 IC인사이츠에 따르면 이미지센서 시장 매출 규모는 올해 193억 달러(약 25조4900억원)에서 오는 2026년 269억 달러(약 35조5200억원)로 확대될 전망이다. 이미지센서는 지난 10~15년간 대부분 휴대폰 카메라 기술로 활용됐으나 자율주행차, 인공지능(AI), 가상·증강현실(VR·AR) 등 활용 분야가 늘면서 성장세를 보이고 있다. 사과를 일반 가시광선으로 보면 겉만 보이지만 적외선을 활용하는 이미지 센서는 사과 속 썩은 부분까지 들여다 볼 수 있다. 또 안개가 자욱한 장소나 도로에서도 잘 볼 수 있어 보안 카메라나 자율주행차용 라이다 센서로 쓰인다. 연구단은 윤성철 단장이 소속된 한국화학연구원이 총괄하고 한국과학기술연구원과 한국재료연구원, 성균관대, 국민대, 포항공과대, 영남대, 연세대, 아주대 등이 참여했다. 2단계부터 ㈜뷰윅스, ㈜클랩, ㈜한진화학 등 기업이 합류해 소재 개발의 완성도를 높여간다는 전략이다. 화학연구원에서는 광활성층 소재를 개발하고 과학기술연구원은 이 소재로 만든 부품의 안정성 향상시킬 수 있는 기술을 개발, 재료연구원은 플렉시블 한 기판 제작 기술을 개발한다. 재료연구원 나노표면재료연구본부 임동찬 박사는 "기판 제작 기술은 양산에 근접한 쪽이다 보니 기술성숙도(TRL) 단계가 높다"면서 "개발한 것을 기업에서 현장 테스트를 하다보니 시간과 싸움의 연속"이라고 말했다. 가능성 본 기업 설비투자 연구단은 2020년 5월에 R&D를 시작해 만 3년이 지났다. 지금까지 '인 가스(InGaAs)'라 부르는 인듐, 갈륨, 알세나이드를 대체할 수 있는 100여개의 소재를 찾아냈다. 올해부터 이 신 소재로 부품의 성능을 높이는 단계다.  다른 국가핵심소재연구단과 달리 1단계 사업은 2년간 연구기관과 대학이 진행하고 기업은 2단계부터 합류했다. 엑스레이 이미지 센서 기업인 뷰웍스는 산업바이오에 쓰일 적외선 이미지 센서를 개발한다. 현재 뷰웍스는 연구단에서 만든 재료로 트랜지스터를 만들어 재료를 평가하고 있다. 또 오가닉 트랜지스터를 만드는 클랩은 스마트 기기의 지문 인식 센서를, AH 머트리얼즈는 투명 전도성 소재를 개발한다. 특히 AH 머트리얼즈는 지난해 투명전극을 대량으로 만드는 기술을 이전받아 올해 1억원의 매출까지 올렸다. 또 한국과학기술연구원에서는 2021년 시노펙스로에 3억원 기술이전비를 받고 R&D에서 파생된 기술을 넘겼다. AH머티리얼즈 김용현 대표는 "원천 기술을 이전받아 실제 제품화까지 할 수 있는 흔치 않은 기회가 와서 너무 좋다"고 말했다. 새로 개발하는 신소재이며, 일반화된 공정기술이 아님에도 불구하고 이번 연구에 참여한 뷰웍스는 조립라인과 후공정 장비에 투자해 엑스레이 센서, 바이오·산업용 카메라를 만들 계획이다. 이 소재의 가능성을 봤다는 증거다. 향후 자율주행차용 라이다 센서의 수요가 급증할 것으로 전망된다. 윤 단장은 "라이다 센서의 현재 가격이 1000만원이 넘지만 우리 연구단의 성과물로 센서 가격을 낮출 수 있을 것"이라고 밝혔다.  monarch@fnnews.com 김만기 기자

지난 2019년 7월 일본이 반도체와 디스플레이의 제조 핵심소재 수출을 제한하면서 정부와 기업은 물론 국민들까지 소재·부품·장비(소부장)가 경제적인 무기가 될 수 있다는 것을 실감했다. 이후 미·중 기술패권 경쟁이 지속되면서 일본뿐만 아니라 우호적인 나라들도 언제든지 소부장을 무기로 경제제재를 할 수 있는 상황으로 치닫고 있다. 이에 과학기술정보통신부는 2019년 5개 국가핵심소재연구단을 시작으로 현재 69개 연구단을 운영해오고 있다. 올해 2월까지 연구단이 확보한 핵심전략기술 121건을 기술이전했으며, 기술료로 117억여원을 받았다. 이 중 대표적인 3개 연구단에서 진행하는 연구개발(R&D)의 현황과 방향, 전망 등에 대해 집중 조명하고자 한다."우리가 중국처럼 저가로 승부할 때는 지났고, 그렇다고 사용하던 소재로 세계적인 일본이나 독일 제품과 비슷한 성능의 제품을 내놓는다 해도 세계시장에서 살아남을 수 없다. 그렇다면 비슷한 생산단가로 성능을 끌어올릴 소재를 개발해야 한다." 한국과학기술연구원(KIST) 첨단소재기술연구본부장이자 TGG(판상 배양 성장) 압전소재 연구단을 이끄는 강종윤 단장은 28일 압전 소재를 설명하면서 이같이 말했다. 연구단은 10조원대 초음파 압전 변환기(트랜스듀서) 시장과 19조원대 햅틱용 액추에이터 시장을 타깃으로 소재와 부품 국산화 R&D를 진행 중이다. ■일상부터 국방의료까지 활용압전소재는 일상생활부터 국방, 의료 분야까지 널리 쓰이고 있다. 압력을 주었을때 전기적 변화가 일어나거나 반대로 전기를 통하게 하면 팽창되거나 수축된다. 디스플레이를 터치할 때 진동을 만드는 햅틱, 임산부가 품고 있는 태아의 모습을 보는 초음파검사기, 어부가 물고기의 위치를 찾아내는 어군탐지기, 해군이 해저 깊은 곳에 숨어 있는 적 잠수함을 찾는 소나 등 쓰임새가 다양하다. 압전 부품은 주로 다결정 세라믹으로 만들어지는데 기존 공정에 새로운 기술들을 추가해 결정립을 한방향으로 정렬시키면 압전 특성이 향상된다. 그게 바로 TGG 압전 세라믹이다. 강 단장은 "TGG 압전소재 개발이 성공할 경우 기존 다결정 소재보다 감도가 2배 이상 향상될 것으로 보고 있으며, 주파수 대역은 60% 증가할 것"이라고 예상했다. 연구단은 지난 2020년 8월에 시작해 1단계 사업을 마치고 현재 2단계 중 소재 개발이 70~80% 정도 됐다. 강 단장은 "시장에서 이 소재를 적용하는 애플리케이션 검증까지 받아야 되기 때문에 소재 개발 시간이 좀 걸린다"고 설명했다. 연구단에는 KIST와 한국재료연구원, 한국세라믹기술원, 한국전자기술연구원, 고려대가 함께 R&D를 하고 있다. 또 압전 액추에이터 분야에 아모센스, 압전 트랜스듀서에 아이에스테크놀로지가 참여했다. 두 분야는 요구하는 특성이 다르다. 트랜스듀서에는 오래 써도 열이 적게 나는 특성이 필요하고, 액추에이터에는 작은 변화에도 반응이 잘 일어나는 것을 원한다. ■기존 인프라에 새기술만 적용다결정 압전소재 공정은 세라믹 시트를 만들고 여러 겹으로 쌓는 방식이다. TGG도 다결정이어서 기존 재료비와 거의 비슷하다. 공정도 기존 방법을 사용하는 것으로 완전히 새로운 공정이 아니다. 강 단장은 "기존 인프라를 다 새로 구축하지도 않고 약간의 새로운 기술력을 넣는 식이라 재료비나 공정비용 등 생산단가가 올라가진 않을 것"이라고 설명했다. 아모센스는 자동차, 전자기기, 무선통신 등에 필요한 압력센서 기판을 만들고 있다. 아모센스 오창우 이사는 "TGG로 시장 우위를 차지할 기회가 있겠다는 확신을 가지고 참여하게 됐다"고 말했다. 압전 액추에이터 시장은 오는 2027년 세계 시장 규모가 약 10조원에 달할 것으로 전망된다. 자동차만 보더라도 계기판들이 디스플레이로 바뀌면서 앞전 액추에이터 응용분야가 계속 늘어나고 있다. 아울러 아이에스테크놀로지는 초음파 센서 전문기업으로 현재 방산용 소나(SONAR) 소자와 의료용 집속 초음파(HIFU) 소자 등 핵심 부품을 국산화해 수출하고 있다. 압전 초음파 변환기 제작에 20년 이상 근무한 아이에스테크놀로지 채민구 부장은 "단결정은 성능은 좋지만 가격이 너무 높아 산업현장에서는 그 정도까지 필요없다"며 "연구단 기획서에서 그려주는 TGG 특성은 필드에서 설계하는 사람들이 봤을 때 굉장히 매력적인 소재"라고 설명했다. monarch@fnnews.com 김만기 기자

정부가 올해 2511억원을 투입해 국가전략기술을 뒷받침하는 나노·미래소재의 핵심기술 확보와 국산화를 위한 연구개발(R&D)을 지속한다. 특히 5년후 상용화할 수 있도록 용융염원자로에 쓰이는 소재와 안정적이면서도 저렴한 이차전지용 소재 개발사업을 새로 진행한다. 과학기술정보통신부는 2023년 나노·소재기술개발사업의 미래기술연구실 7개와 국가핵심소재연구단 2개 등 총 9개 신규과제를 추진한다고 24일 밝혔다. 올해 나노·소재기술개발사업은 지난해 2363억원에서 약 6.3% 증액된 총 2511억원이 투입된다. 우선 미래기술연구실은 미래 소부장을 선점할 수 있는 국가전략기술 확보와 신시장·신산업 창출을 위한 창의적·도전적 연구를 지원한다. 올해 새롭게 진행하는 과제는 용융염원자로용 고온 내부식 구조소재, 나노메쉬 기반 웨어러블 센서, 고안전성·저비용 이차전지 원천기술 개발 등 총 7개다. 전략형과 선도형 과제는 올해 각각 7억5000만원을 투입하고 총 5년간 진행한다. 또 경쟁형은 각 주제마다 2개팀을 선정하고 팀마다 3억7500만원을 지원키로 했다. 올해는 반도체 분야의 극자외선(EUV) 감광 패터닝 기술 개발과 이차전지용 금속·수지 복합시트 개발 관련 소재 연구단을 모집한다. 새로 선정된 연구단은 올해 각각 11억2500만원을 투입해 R&D를 지원한다. 새로 모집하는 2개 연구단을 포함 총 67개 연구단을 지원할 예정이다. monarch@fnnews.com 김만기 기자

#OBJECT0# [파이낸셜뉴스] 정부가 올해 2511억원을 투입해 국가전략기술을 뒷받침하는 나노·미래소재의 핵심기술 확보와 국산화를 위한 연구개발(R&D)을 지속한다. 특히 5년후 상용화할 수 있도록 용융염원자로에 쓰이는 소재와 안정적이면서도 저렴한 이차전지용 소재 개발사업을 새로 진행한다. 과학기술정보통신부는 2023년 나노·소재기술개발사업의 미래기술연구실 7개와 국가핵심소재연구단 2개 등 총 9개 신규과제를 추진한다고 24일 밝혔다. 올해 나노·소재기술개발사업은 지난해 2363억원에서 약 6.3% 증액된 총 2511억원이 투입된다.  우선 미래기술연구실은 미래 소부장을 선점할 수 있는 국가전략기술 확보와 신시장·신산업 창출을 위한 창의적·도전적 연구를 지원한다. 올해 새롭게 진행하는 과제는 용융염원자로용 고온 내부식 구조소재, 나노메쉬 기반 웨어러블 센서, 고안전성·저비용 이차전지 원천기술 개발 등 총 7개다. 전략형과 선도형 과제는 올해 각각 7억5000만원을 투입하고 총 5년간 진행한다. 또 경쟁형은 각 주제마다 2개팀을 선정하고 팀마다 3억7500만원을 지원키로 했다. 2년간의 연구성과를 평가해 선정된 한팀은 추가로 3년간 진행하는 방식이다. 국가핵심소재연구단은 5년 내 주력산업 분야 소부장 핵심품목의 기술자립을 목표로 산학연 협업을 통해 완성도 높은 원천기술을 확보한다. 올해는 반도체 분야의 극자외선(EUV) 감광 패터닝 기술 개발과 이차전지용 금속·수지 복합시트 개발 관련 소재 연구단을 모집한다. 새로 선정된 연구단은 올해 각각 11억2500만원을 투입해 R&D를 지원한다. 새로 모집하는 2개 연구단을 포함 총 67개 연구단을 지원할 예정이다.  monarch@fnnews.com 김만기 기자

'소재, 부품, 장비(소부장)'의 국산화를 넘어 미래 기술까지 확보하기 위한 90개의 '국가핵심소재 연구단' 성과가 이어지고 있다. 11월 30일 과학기술정보통신부에 따르면 국가핵심소재 연구단은 지난 2년반 동안 국내 기업에 핵심기술 78건을 이전하고, 기술료 87억원이라는 성과를 거뒀다. 또 이를통해 697억원을 들여 생산라인과 공장설립 등 기업들의 투자를 이끌어냈다. 대표적으로 자성분말소재연구단은 새로운 영구자석 제조 기술을 개발했다. 이 기술은 매우 비싸면서 전량 수입해왔던 희토류 '네오디뮴' 사용을 최소화하고, 네오디뮴 가격의 5% 정도 밖에 안되는 세륨으로 영구자석을 만들 수 있다. 이를 통해 성림첨단산업은 대구에 국내 유일 영구자석 제조공장을 설립해 내년 가동할 예정이다. 초고집적 반도체 배선 도금소재 연구단은 세계 최고 성능 구리범프 형성이 가능한 도금액을 개발했으며, 경량금속소재연구단은 알루미늄 합금소재를 연구해 자동차 부품소재기업인 코넥의 스마트공정 497억원 투자를 이끌어냈다. 과기정통부는 이날 대전 KW컨벤션센터에서 이같은 연구단의 성과를 공유하고, 국가전략기술을 뒷받침하는 미래소재 확보전략을 마련하기 위해 의견을 듣는 자리를 가졌다. 오태석 과기정통부 차관은 "국제적으로 주요국간 기술패권 경쟁이 심화되는 상황에서 미래소재 확보가 곧 국가전략기술의 승패를 좌우한다"며 "민관 협력으로 미래소재 발굴과 지원을 계속할 것"이라고 말했다. monarch@fnnews.com 김만기 기자

[파이낸셜뉴스] '소재, 부품, 장비(소부장)'의 국산화를 넘어 미래 기술까지 확보하기 위한 90개의 '국가핵심소재 연구단' 성과가 이어지고 있다.  11월 30일 과학기술정보통신부에 따르면 국가핵심소재 연구단은 지난 2년반 동안 국내 기업에 핵심기술 78건을 이전하고, 기술료 87억원이라는 성과를 거뒀다. 또 이를통해 697억원을 들여 생산라인과 공장설립 등 기업들의 투자를 이끌어냈다. 대표적으로 자성분말소재연구단은 새로운 영구자석 제조 기술을 개발했다. 이 기술은 매우 비싸면서 전량 수입해왔던 희토류 '네오디뮴' 사용을 최소화하고, 네오디뮴 가격의 5% 정도 밖에 안되는 세륨으로 영구자석을 만들 수 있다. 이를 통해 성림첨단산업은 대구에 국내 유일 영구자석 제조공장을 설립해 내년 가동할 예정이다. 초고집적 반도체 배선 도금소재 연구단은 세계 최고 성능 구리범프 형성이 가능한 도금액을 개발했으며, 경량금속소재연구단은 알루미늄 합금소재를 연구해 자동차 부품소재기업인 코넥의 스마트공정 497억원 투자를 이끌어냈다. 과기정통부는 이날 대전 KW컨벤션센터에서 이같은 연구단의 성과를 공유하고, 국가전략기술을 뒷받침하는 미래소재 확보전략을 마련하기 위해 의견을 듣는 자리를 가졌다.  오태석 과기정통부 차관은 "국제적으로 주요국간 기술패권 경쟁이 심화되는 상황에서 미래소재 확보가 곧 국가전략기술의 승패를 좌우한다"며 "민관 협력으로 미래 신시장 창출을 견인할 수 있는 미래소재 발굴과 지원을 계속할 것"이라고 말했다.  monarch@fnnews.com 김만기 기자

"짧은 기간에도 불구하고 각각의 연구진이 맡은 역할을 잘 해결한 덕분에 이차전지 관련 논문 28건, 특허 출원 39건, 기술이전 5건 등의 성과를 달성했습니다." 석정돈 차세대 이차전지 핵심소재 연구단장은 18일 대전 대덕 한국화학연구원에서 연구단의 연구개발(R&D) 진행상황에 대해 이같이 말했다. 과학기술정보통신부는 '소재·부품·장비(소부장)' 국산화를 넘어 초격차 기술을 확보하기 위해 국가핵심소재연구단을 꾸려 R&D 사업을 진행하고 있다. 이 가운데 차세대 이차전지 핵심소재 연구단은 2020~2024년까지 137억원을 투입해 이차전지에 들어가는 분리막과 전해액 첨가제, 바인더를 개발중이다. ■이차전지 소재 다 바꿨다 석 단장은 "1단계 관문인 300Wh/㎏급 이차전지의 셀 설계를 마치고 공인인증을 받기 위한 테스트를 앞두고 있다"고 말했다. 최종적으로 400Wh/㎏급 이차전지가 가능한 소재를 개발하는게 목표다. 현재 전기차에 쓰이고 있는 전기차 셀의 용량은 260Wh/㎏ 정도다. 5년전 국가과제로 300Wh/㎏급 개발은 완료됐지만 아직 양산 전이다. 이렇다보니 연구단이 목표로 하고 있는 이차전지를 만들기 위해서는 기존 소재로는 불가능했다. 석 단장은 "모든 소재를 다 바꾸지 않으면 400Wh/㎏ 용량을 달성하기 어렵다"며 "우리가 개발하려고 하는 분리막과 전해질 첨가제, 바인더 뿐만아니라 양극과 음극 등 모든 소재를 새롭게 세팅해야만 했다"고 설명했다. 석 단장이 이끄는 차세대 이차전지 핵심소재 연구단애눈 화학연구원과 한국전자통신연구원, 한국생산기술연구원, 한국과학기술연구원이 참여하고, 기업에서는 LG전자, 엔켐, 티디엘, 정관 등이 있다. 또 울산과학기술원(UNIST), 대구경북과학기술원(DGIST), 서울대, 건국대가 기초연구를 담당한다. ■일본 특허 피해 새 특허 출원 연구단은 이차전지의 분리막을 폴리이미드 대신 나노셀룰로스 소재를 기반으로 이용했다. 충전과 방전을 거듭하면서 혹시 있을 수 있는 과열에 대비해 분리막이 얼마나 버틸 수 있는지 실험했다. 그결과 최대 200도의 고온까지 견뎌냈다. 기존의 분리막은 보통 120도 테스트를 하고 최대 150도까지 살펴본다. 또 전해질 첨가제는 발열을 최소화하면서 전지의 용량을 최대로 끌어올리는 것이 관건이다. 엔켐 유상길 상무는 "전해질에는 이차전지의 종류에 따라 5개에서 최대 9개까지 첨가제가 들어간다"고 설명했다. 첨가제는 통상 발열을 잡으면 전지성능은 떨어진다. 반대로 성능을 끌어올리면 열이 많이 나게 된다. 한국전자통신연구원 오지민 선임연구원은 "연구기관이 첨가제를 잘 설계하고 개발하면, 기업에서 수율을 높이는 방안과 적합한 공정을 찾는 협업이 이뤄진다"고 말했다. 연구단은 이를 바탕으로 전해질과 분리막을 하나로 결합해 새로운 이차전지를 만들어낼 예정이다. monarch@fnnews.com 김만기 기자

[파이낸셜뉴스] "짧은 기간에도 불구하고 각각의 연구진이 맡은 역할을 잘 해결한 덕분에 이차전지 관련 논문 28건, 특허 출원 39건, 기술이전 5건 등의 성과를 달성했습니다." 석정돈 차세대 이차전지 핵심소재 연구단장은 18일 대전 대덕 한국화학연구원에서 연구단의 연구개발(R&D) 진행상황에 대해 이같이 말했다. 과학기술정보통신부는 '소재·부품·장비(소부장)' 국산화를 넘어 초격차 기술을 확보하기 위해 국가핵심소재연구단을 꾸려 R&D 사업을 진행하고 있다. 이 가운데 차세대 이차전지 핵심소재 연구단은 2020~2024년까지 137억원을 투입해 이차전지에 들어가는 분리막과 전해액 첨가제, 바인더를 개발중이다. ■이차전지 소재 다 바꿨다 석 단장은 "1단계 관문인 300Wh/㎏급 이차전지의 셀 설계를 마치고 공인인증을 받기 위한 테스트를 앞두고 있다"고 말했다. 최종적으로 400Wh/㎏급 이차전지가 가능한 소재를 개발하는게 목표다. 현재 전기차에 쓰이고 있는 전기차 셀의 용량은 260Wh/㎏ 정도다. 5년전 국가과제로 300Wh/㎏급 개발은 완료됐지만 아직 양산 전이다. 이렇다보니 연구단이 목표로 하고 있는 이차전지를 만들기 위해서는 기존 소재로는 불가능했다. 석 단장은 "모든 소재를 다 바꾸지 않으면 400Wh/㎏ 용량을 달성하기 어렵다"며 "우리가 개발하려고 하는 분리막과 전해질 첨가제, 바인더 뿐만아니라 양극과 음극 등 모든 소재 를 새롭게 세팅해야만 했다"고 설명했다. 석 단장이 이끄는 차세대 이차전지 핵심소재 연구단애눈 화학연구원과 한국전자통신연구원, 한국생산기술연구원, 한국과학기술연구원이 참여하고, 기업에서는 LG전자, 엔켐, 티디엘, 정관 등이 있다. 또 울산과학기술원(UNIST), 대구경북과학기술원(DGIST), 서울대, 건국대가 기초연구를 담당한다. ■일본 특허 피해 새 특허 출원 연구단은 이차전지의 분리막을 폴리이미드 대신 나노셀룰로스 소재를 기반으로 이용했다. 이차전지가 충전과 방전을 거듭하면서 혹시 있을 수 있는 과열에 대비해 분리막이 얼마나 버틸 수 있는지 실험했다. 그결과 최대 200도의 고온까지 견뎌냈다. 기존의 분리막은 보통 120도 테스트를 하고 최대 150도까지 살펴본다. 또 전해질 첨가제는 발열을 최소화하면서 전지의 용량을 최대로 끌어올리는 것이 관건이다. 엔켐 유상길 상무는 "전해질에는 이차전지의 종류에 따라 5개에서 최대 9개까지 첨가제가 들어간다"고 설명했다. 첨가제는 통상 발열을 잡으면 전지성능은 떨어진다. 반대로 성능을 끌어올리면 열이 많이 나게 된다. 한국전자통신연구원 오지민 선임연구원은 "연구기관이 첨가제를 잘 설계하고 개발하면, 기업에서 수율을 높이는 방안과 적합한 공정을 찾는 협업이 이뤄진다"고 말했다. 연구단은 이를 바탕으로 전해질과 분리막을 하나로 결합해 새로운 이차전지를 만들어낼 예정이다. monarch@fnnews.com 김만기 기자

11일 경기도 안성산업단지에 위치한 코미코 대회의실. 코미코 이용수 기술연구소 본부장이 코미코의 기술 로드맵을 설명했다. 현재 반도체 제조 장비를 코팅하고 세정하는데 필요한 20여개가 넘는 기술 항목들이 나열돼 있다. 이중 산학연이 협력해 개발한 기술들이 눈에 띈다. 코미코 최용하 대표는 "연구단에서 이전받은 기술을 보완·완료해 내년부터는 반도체 기업과 함께 현장에 적용할 계획"이라고 말했다. 반도체 제조장비를 코팅하고 세정하는데는 다양한 기술이 사용된다. 최 대표는 "하나의 기술이 개발되면 100억원 정도의 시장이 열리게 된다"면서 "이런 기술들이 모여 1000억~2000억원의 매출을 거두게 된다"고 덧붙였다. 과학기술정보통신부는 '소부장'(소재, 부품, 장비) 국산화를 넘어 초격차 기술을 확보하기 위해 국가핵심소재연구단을 꾸려 연구개발(R&D)사업을 진행중이다. 이가운데 초미세 반도체공정 내플라즈마소재 연구단은 2020년부터 89억원을 투입해 플라즈마에 오래 견디는 반도체 제조장비의 부품과 소재를 개발하고 있다. ■기업에 기술이전 3건 연구단은 한국세라믹기술원 이성민 박사가 단장을 맡아 산학연 12개 기관을 총괄 지휘하고 있다. 한국세라믹기술원은 물리증착기술(PVD), 화학증착기술(CVD)에 기반해 플라즈마에 강한 소재 뿐만 아니라 장수명의 비정질 내플라즈마 소재를 개발한다. 여기에 한국재료연구원은 소결법에 기반한 복합소재를 개발하고 있고, 한국표준과학연구원은 반도체 제조공정에서 발생하는 오염입자 발생의 정량적 평가기술을 개발 중이다. 뿐만 아니라 개발 기술의 상용화를 위해 코미코, 아이원스, 미코세라믹스, 티씨케이, 세메스, 원익IPS 등이 함께 한다. 그 외에도 서울대, 고려대, 금오공대, 한국원자력연구원이 핵심 연구진으로 가세했다. 지난 3년 동안 연구단은 3건의 기술이전을 성공, 참여 기업에서는 양산화를 위한 준비가 한창이다. 현재 3년차로서 내년부터 기업이 주도적으로 참여하는 2단계 사업진입을 준비하고 있다. 1단계인 올해까지는 국가연구소와 대학을 중심으로 원천소재를 개발, 2단계인 2023~2024년에는 실제품 양산에 필요한 양산기술을 확보하는데 주력한다. ■코팅기술로 반도체 불량 차단 과거에는 반도체 속 트렌지스터가 1~2마이크로미터(1000분의 1~2㎜) 크기였던게 점점 작아지면서 이제는 10나노미터(10만분의 1㎜)까지 작아졌다. 그렇다보니 웨이퍼에 반도체를 만드는 공정에서 미세한 티끌 하나가 불량의 원인이 된다. 연구진이 개발하는 세라믹 코팅 기술과 소재는 반도체 장비의 부식을 최대한 막아 부품교체 주기를 늘려준다. 이성민 단장은 "반도체 제조장비 부품 하나만 수천만원에 달한다"며 "이 부품을 오래 재사용 할수록 원가절감으로 이어지게 된다"고 설명했다. 삼성전자는 세계 최대 규모로 메모리 반도체를 생산하면서 소모성 지출이 연간 2조원이 넘어 이를 줄일 방안에 대해 고심중이다. 이용수 본부장은 "우리가 코팅과 세정 작업을 최대 300회까지 해서 부품을 재사용할 수 있다"며 "반도체 기업은 새 장비나 부품을 사지 않아 원가절감이나 비용절감에 많은 효과를 보고 있다"고 말했다. monarch@fnnews.com 김만기 기자