신소재 수입대체효과가 큰 분야에 치중

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국내에서 개발된 리드프레임용 신소재 PMC-102국내에서 개발된 리드프레임용 신소재 PMC-102
 

최근들어 국내외를 막론하고 첨단산업 기술의 발전을 위해 신소재분야에 대한 관심이 고조되고 있고 특히 선진국에서는 범국가적 차원에서 신소재의 연구 개발에 막대한 투자를 하고 있다.

신소재를 선진국에서 경쟁적으로 개발하려는 배경으로서는 신소재가 앞으로의 에너지 정보 의료 항공·우주분야 등 차세대의 핵심기술개발에 관건이 되며 첨단산업 뿐 아니라 일반 산업에까지 응용범위와 파급효과가 크고 제품의 고도화와 높은 부가가치가 창출되기 때문이다.
현재까지의 신소재분야에 대한 기술축적도는 미국과 일본이 대부분 우위를 점하고 있는데 우주·항공분야의 재료 및 고분자재료에서는 미국이, 파인세라믹스 탄소 섬유 일부 신금속재료에서는 일본이 각각 선두를 유지하고 있다.

이러한 상황하에서 선진국들의 신소재개발에 관한 대체적인 동향을 살펴보면 다음과 같다. 에너지 절약 및 대체에너지 개발을 위한 고효율개스터빈 태양전지 핵융합로 수소저장합금, 급속히 발전하는 정보산업의 고속화 대용량화를 위한 새로운 메모리재료와 소자재료, 항공·우주 및 고속철도 등의 활동영역개척을 위한 초전도재료 극저온재료 복합재료 엔지니어링 플라스틱 초합금, 인공장기에 필요한 생체재료, 종래의 화학공업의 기존질서를 뒤흔드는 고기능성 분리막 등에 집중적인 투자와 개발이 진행 중이다. 앞으로의 전망도 이러한 큰 줄기를 계속 이어갈 것으로 예측된다.

그러나 앞에서 언급된 핵심적 신소재들이 개발되어 실용화되기까지에는 거쳐야 할 많은 기술적 문제점과 기업화에 따른 위험부담 등을 안고 있어서 단기간 내에 상품화되지 않는 특성을 갖고 있다

반면에 신소재에 대한 시장규모는 높은 부가가치성과 파급효과로 실로 막대하다. 한 예로 일본의 경우 신소재의 기존소재에 대한 비율이 2000년에 약 5%정도로 추산되는데 비해 기존소재의 시장은 18억달러인 반면, 신소재 및 관련기존소재의 생산유발효과가 42억 달러, 신규제품시장이 약 76억달러, 대체제품시장이 약 80억달러로 도합 약 1백98억달러라는 큰 규모가 될 것으로 예측되고 있다.

그동안 미국은 주로 NASA, 국방부, 에너지부 등 국가주도의 형태로, 일본은 민간 기업에 의한 신소재개발을 추진하여 왔으나 최근들어 정부·기업의 연계개발 및 대규모 관련기업간의 연구개발협력체를 형성하여 계획적이고 효율적인 기반기술 연구개발에 노력하고 있다.

따라서 현재의 추세로 미루어보아 조셉슨소자 자기부상열차 세라믹엔진 등 기술집약도 및 파급효과가 큰 소재분야는 빠르면 1990년대나 2000년대에 가서야 완전한 실용화를 이룰 것이 전망되며 올해에는 재래기술의 연장선상에 있는 분야의 개발이나 첨단 신소재의 단계적 개발이 이루어질 것이다.

국내의 경우 신소재 분야에 대한 개발은 태동기이거나 기반조성단계에 머물고있는 실정이다.
국내의 신소재에 대한 시장규모는 정부조사에 의하면 1984년에 약 5천억원이었으나 1990년에는 약 1조3천억원, 2000년에는 약4조원이 예상된다. 2000년의 세계시장규모가 약 6백억 달러인 점에 비교해보면 큰비중임을 알 수 있다.

따라서 정부에서는 그 중요성을 절감하여 1984년 제4차 기술진흥심의회에서 신소재산업을 육성하고 연구개발체제를 조정확립한다는 안을 결의하였고 신소재 분야에 대한 집중적인 연구투자를 하고 있다. 최근국내의 기업들은 제품의 국제경쟁력 확보를 위해 소재의 국산화가 급선무 임을 감안, 대규모의 기업단위 연구소 설립 또는 확장을 통하여 기술개발을 서두르고 있는 실정이다.

앞으로 우리나라 산업발전의 중추분야는 전자산업 정밀기계공업 자동차산업 항공기산업 등이 예상되며 이에따라 초내 열합금 초경합금 세라믹엔진 등의 구조재료와 본딩와이어 자성재료 리드프레임 등의 기능 금속재료, 비정질금속 전자요업 등의 전자기적 지능재료, 엔지니어링플라스틱, 탄소섬유보강복합재료, 실리콘반도체재료 등이 그 수요의 중심이 될 것으로 전망된다.

그러나 대부분의 신소재분야가 국내에서 개발되어 상품화되기 위해서는 장기간의 개발기간 및 많은 개발비 투자가 요구되며, 따라서 향후 수년간은 선진국에서 기존소재에 속하지만 국내 여건상 높은 부가가치로 수입대체효과가 크고, 기업의 위험부담성이 비교적 적으며, 기술집약도가 큰 분야에 대한 개발이 촉진될 것으로 전망된다. 올해에는 이러한 경향을 반영, 압전재료 고성능자기재료 VLSI등이 대표적인 개발대상이 될 것이다.

이외에도 초저온용합금 수소 저장합금 인공심장판막 아라미드섬유 등 선진국과 비교하여 오히려 우수한 극소수의 첨단소재분야에 대한 산업화가 이루어질 것이라 예상된다.

글 : 이재영 교수
과학동아 1987년 01호