[공학저널 김하늬 기자] 4차 산업혁명 시대에 접어들면서 첨단세라믹의 중요성은 더욱 커지고 있다. 모바일과 5G통신기기의 80%가 첨단세라믹 소재부품이며 스마트카에는 300여개의 세라믹 센서가 필요하다. 또한 자율주행차, 스마트 무인항공기, 지능형 기계에는 가벼우면서도 강한 세라믹섬유 복합재 적용이 필수요소로 자리 잡고 있다.

최근 이러한 산업 변화로 세라믹 분야 선제적인 연구개발과 사업화에 대한 요구가 급증하고 있다. 하지만 세라믹산업의 98%는 중소기업이 차지하고 있어 연구개발과 제품사업화의 지원이 이뤄지지 않을 경우, 중소기업 혼자의 힘으로는 시대의 흐름을 따라가기 힘든 상황이다.

올해로 설립 12년을 맞은 한국세라믹기술원 이천분원은 세라믹분야 국내 최대 연구개발조직으로, 다양한 분야의 세라믹 개발과 첨단기술의 개발, 기업 지원을 목적으로 운영 중에 있다.

특히 ‘현장중심형 연구기관’인 세라믹기술원 이천분원은 디지털 융합기술과 산업도자의 핵심소재개발, 전통세라믹 관련 정책·연구개발과 함께 기업창업‧성장 관련 업무를 수행하고 있다.

이를 위해 4차 산업혁명 대비 세라믹 분야 제조업 혁신을 위한 테스트베드를 구축하고, 국민 삶의 질 향상을 위한 기술 개발 등을 중점적으로 추진 중이다.

특히 극한환경소재, 저차원나노소재, 소성기술, 부품 및 패키징기술을 중심으로 연구를 진행하고 있는 엔지니어링세라믹센터는 터빈 엔진용 세라믹 보호코팅기술, 항공기엔진이나 우주발사체 발전용 터빈부품 내구성을 높이는 소재 코팅 기술 등을 개발했다.

또한 원천 기술 연구와 함께 공정 라인을 구축하고, 기술을 사업화하기 위한 테스트베드를 마련하며 기업 지원을 아끼지 않고 있다.

이에 본지는 세라믹기술원 이천분원 엔지니어링세라믹센터 류성수 센터장(사진)을 만나 엔지니어링세라믹 분야 소재 개발 현황과 기업 지원 사업 등에 대한 인터뷰를 진행했다.

엔지니어링세라믹센터에서 중점적으로 연구 중인 분야는 무엇인지

엔지니어링세라믹센터에서는 도자기, 내화물, 벽돌 등의 전통세라믹에 그 뿌리를 두고 열적, 기계적 기능을 발전시켜 우주항공, 발전분야, 반도체·디스플레이 분야 등의 첨단 엔지니어링세라믹 연구개발을 수행 중에 있으며, 엔지니어링세라믹 분야에서 세계적인 R&D 허브기관으로 지속적인 발전을 목표로 하고 있습니다.

초고온환경용 열차폐·환경차폐 코팅 기술과 CMC 복합소재 개발, 반도체·디스플레이용 플라즈마 내식성, 내화학성 세라믹 소재 등을 중점적으로 개발하고 있으며, 최근에는 4차 산업혁명에 기반이 되는 고신뢰성 복잡형상 엔지니어링 세라믹 제품 구현을 위한 3D 프린팅 기술개발사업에도 착수한 상태입니다.

섭씨 1600도의 초고온에서 견디는 세라믹 코팅기술을 기업과 공동 연구개발을 통해 국내최초 항공용 터빈엔진 국산화를 달성하고, LNG 발전용 터빈부품 및 한국형 위성 시험발사체에 적용하기도 했으며 또한, 반도체용 AlN 히터, OLED용 정전척 등을 개발해 성공적으로 기업에 기술 이전을 완료했습니다.

현재 세라믹 테스트 베드 운영을 통해 세라믹 소재부품의 사업화를 지원하고 있습니다. 2011년 이후 약 300여개 업체가 활용하고 있으며, 그 수는 꾸준히 증가하고 있습니다.

반도체 기업을 위해 진행하는 사업은

현재 이천분원에서는 ‘반도체산업세라믹 실용화 센터’ 설립을 추진하고 있습니다. 반도체 생산 장비에는 고기능성 세라믹 소재, 부품, 모듈이 광범위하게 사용되고 있습니다. 하지만 기존에 기업의 세라믹 개발 제품이 반도체 장비에 적용될 시, 수요자와 개발자 간의 제한적인 기술 교류, 국내 장비 기업의 보완 능력이 미흡해 실증화 단계에서 교착상태에 빠지게 되는 경우가 많았습니다. 또한, 고부가 가치 핵심 세라믹 제품은 외산 제품에 대한 의존이 심각할 뿐만 아니라 최근 일본의 반도체 소재부품 수출규제에 직접적인 영향을 받고 있습니다.

엔지니어링세라믹센터에서는 ‘반도체 산업 세라믹 실용화 센터’설립을 통해 국산 세라믹 소재․부품․모듈 기업에 대한 신제품 기술개발 지원, 기술지도, 실증화지원 등의 체계적인 기업 지원을 통해 반도체 산업 생산 장비의 핵심인 세라믹소재 국산화와 일본의 반도체 소재·부품 수출규제에 대응하고자 합니다.

연구를 진행하며 또는 기업 지원 사업을 진행하며 애로사항이나 어려운 부분이 있다면

우리 기술원은 기업이 요구하는 기술을 개발‧지원하는 것을 가장 우선적인 미션으로 하고 있으나, 현실적으로는 PBS(연구과제중심제도)로 인해 매년 과제수주 목표에 매달릴 수밖에 없는 것이 현실입니다. 이 때문에 연구소를 찾아오는 기업의 애로사항이나 제품개발 요구를 모두 들어주지 못하는 안타까움이 있습니다. 또한, 엔지니어링세라믹 분야는 적용 산업의 특성상 신기술 개발 후 제품으로 상용화하는 기간이 타 분야에 비해 상대적으로 길기 때문에 장기적인 연구사업 지원이 필요한 실정입니다.

앞으로의 계획과 운영 각오는

엔지니어링세라믹 산업분야에서 적용될 수 있는 기술 개발 뿐만 아니라 기업이 요구하는 신제품 기술개발 지원, 애로기술 지원, 실증화 지원 등 기업 지원에 적극 대응할 계획입니다. 기업이 필요로 하는 업무를 가장 우선시 하며, 기업의 경쟁력을 제고하기 위한 지속적인 노력을 하고자 합니다.

또한 지역 내 세라믹 분야 기업의 창업에서부터 사업화까지 전주기 지원을 강화하고 지역 내 산업생태계 조성 등에 참여하며 지역산업 발전에도 적극 기여할 계획입니다.