시사기획창 [245회]

 

소재전쟁 - 일본의 습격 2019. 8. 7.

 

 

 

 

  < 한국과 일본의 반도체 경쟁 >

 

 

 

 

 

  2006년, 일본 sharp는 LCD 8세대 공장을 세계 처음으로 가동. 하지만 이후 삼성과 LG에 추월 당한 일본은 다시 세계 제일을 위해 일본 정부가 지원하고 26개 업체가 참여한 LCD국가 프로젝트, ‘퓨처비전’을 시행. 여기서 신소재를 사용해 기존 제조공정을 1/4이상 단축한 잉크젯 기술을 도입하면서 자신감을 보임. 당시 퓨처비전을 주도했던 도후쿠 대학의 오미 다다히로 교수는 개발된 소재를 한국 기업에 절대 넘어가서는 안 된다고 주장. 일본이 소재 공급을 끊으면 한국 기업은 신제품을 개발할 수 없다고 단언. 일본의 계획한 퓨처비전은 실패로 끝났고 샤프는 LCD 사업을 매각. 하지만 일본은 한국 산업의 약점을 이미 꿰뚫어보고 있었음

 

  현재, 일본 정부는 소재를 무기로 한국 경제를 공격 중. 일본은 한 때 메모리 반도체 부분 1등임. 미국이 주도하다 일본업체들이 1986년 6인치 양산에 투자를 했지만 1990년대 장기불황에 투자를 망설였고, 삼성이 8인치 웨이퍼에 선제 투자를 하면서 일본 업체를 뛰어넘을 수 있었음. 이후, 반도체만이 아니라 가전 제품에서도 삼성과 LG가 추월. 이후 전자업계 판도가 뒤바뀐 것.

 

 

 

  반도체 칩이나 디스플레이 패널, 완제품 TV라든지 냉장고, 세탁기, 스마트폰 시장에서도 일본은 한국보다 경쟁이 안 되는 나라가 됨. 하지만 일본은 반도체 산업을 육성하면서 소재와 장비 업체를 함께 키웠지만 우리나라는 일본의 소재와 장비를 사서 반도체 강국 자리를 지켜옴. 즉, 일본의 소재 기술 발전과 한국의 제조 기술 발전으로 반도체 시장을 이끌었음. 일본은 일류 소재를 공급하고 한국은 수입해서 세계 최고의 반도체를 만들었던 오랜 분업 구조에 균열이 생긴 것.

 

 

 

 

 

  < 아베의 반격 >

 

 

 

 

일본은 안보문제를 내세우며 신소재 3개를 규제

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 < 반도체 기술 >

 

 

 

 

  반도체의 기본 원리는 석판화와 비슷. 빛을 이용해서 실리콘이라는 돌에 미세한 그림을 그리는 기술로 비유가능. 갈수록 크기는 작아지고 더 미세한 그림으로 용량을 늘려야 함. 고순도불화수소는 불순물을 제거하는데 이 일본의 소재는 이런 공정에 꼭 필요.

 

 

 

 

 

  웨이퍼 위의 잔유물을 제거하기 위해서 불산 케미컬을 사용. EUV 포토레지스트는 실리콘 웨이퍼 겉에 바른 뒤, 빛을 받아 반도체 회로를 새기는 감광액임.

 

 

 

 

 

  플루오린 폴리이미드는 폴더블 폰과 같은 잘 휘어지는 소재에 사용. 얇은 글라스 위에 폴리이미드가 코팅되는데, OLED 디바이스를 만들면 마지막 단계에서 보호막을 만들기 위해서 코팅하는 재료.

반도체와 디스플레이는 우리나라 전체 수출액 1/4을 차지했지만, 일본이 규제한 3가지 소재는 일본 전체 수출의 0.05%도 안됨. 일본에서 반도체 공정에서 수입 의존도가 높으면서 대체가 쉽지 않은 부분들을 고른 것. 일본은 피해가 적으며 한국에게 타격을 줄 수 있는 핵심 소재를 택함.

 

 

 

 

 

  3가지 소재를 수출할 때마다 일본 정부에 승인을 받아야 함. 승인 절차가 까다로워진 것. 심사기간은 90일 정도지만 더 늘어날 수 있음. 포토 레지스터와 불화수소는 보존기간이 길지 않아 공급에 차질이 생기면 반도체 생산을 멈추게 됨. 포토 레지스터의 경우, 냉장돼 있던 것을 꺼내와 실온에 나오면 그때부터 유효기간이 카운트되기 때문에 미리 사놓을 수가 없음. 현재 삼성이나 SK하이닉스가 9월말까지는 버틸 수 있다고 함. 결국, 9월 말까지 일본 정부가 제품 수출을 승인하지 않으면 문제가 커짐.

 

 

 

 

 

 

 

  반도체 제조 시설은 멈추면 위험이 크기 때문에 24시간 가동함. 일본 업체들은 취재를 거절하면서도 안보 문제에 대해 납득이 안된다는 의견을 제시.

 

 

 

 

  일본 기업도 갑자기 일본 정부가 움직였기 때문에 당혹해 하고 있는 상황. 일본 정부는 한국에서 제 3국으로 유출됐다고 주장하지만 구체적인 증거는 제시 못함.

 

 

 

중국은 ‘중국 제조 2025’를 통해 반도체 첨단 산업을 육성하려고 하는데 트럼프는 이를 견제.

 

 

 

 

 

  중국이 첨단 메모리 공장을 절대 만들지 못하게 하려는 확실한 태도를 보이고 있고, 이것이 군사 방위에 목적이라고 하지만 실제는 반도체 생산을 가로막으려는 노림수임. 물론 이런 추정은 제 3국에 대해 정확하게 말하지 않아 생긴 전문가의 추정. 일본 정부는 안보상의 이유에 대해 근거를 제시하지 못함. ‘부적절한 사례’가 무엇인지 설명 회피

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  3가지 소재는 전략 물자의 품목, 리스트에 들어있는 품목. ‘어디에 쓰는 거다’라고 등록을 하고 수입을 하기 때문에 제 3국으로 갈 가능성은 없음. 패널티가 우리가 감당할 수 없는 정도임.

 

 

 

 

 

 

< 일본의 노림수 >

 

 

 

 

  불화수소는 메모리 반도체를 생산하는데 쓰이는데 11월까지 메모리 반도체를 생산할 수 있어 미국 기업에 피해를 줄일 수 있음. 플루오린 폴리이미드는 OLED 패널에 사용되는데, 한국에서 생산이 중단되면 일본 기업에게도 피해가 돌아감. 이런 상황이 오기 전에 공급을 정상화 할 것이라는 전망이 우세.

 

 

 

 

 

  가장 큰 문제는 EUV 포토레지스트임. 한국 기업이 투자하고 있는 비메모리 반도체 산업에 타격을 줄 수 있음. 삼성전자는 2019년 상반기에 133조원을 투자해 시스템 반도체, 즉, 비메모리 반도체를 육성하겠다고 밝힘. 스마트 폰 한 대에 들어가는 반도체는 보통 100개임.

 

 

 

 

 

 

 

 

  비메모리에는 크게 제조와 설계로 나눔. 그런데 비메모리에서 설계는 미국이 단 한번도 자리를 내 준 적이 없음. 그래서 제조 시장이 커지고 있고 우리나라가 도전하는 상태임. 현재 타이완의 TSMC가 1위이고 삼성이 뛰어듬. 7나노 공정을 세계 최초로 개발하는데 소재가 하나라도 없으면 양산이 어려워짐. 삼성이 생산하지 못해도 TSMC가 만들기 때문에 미국도 영향이 적음.

 

 

 

 

 

  일본 정부는 화이트 리스트에서 한국을 제외하면서 더 많은 제품을 조정 가능. 1194개 중 159개 품목에 해당. 사실상 기계 산업의 핵심 회사들이 타격 받을 수 있음. 로봇과 관련된 제어 부품, 미래차, 수소차, 전기차 등 탄소복합재료인 CFRP 같은 재료도 현재는 일본이 상당히 지배력을 가짐.

 

 

 

 

 

  일본은 부품 산업에 대해서 걱정하면서도 소재 산업에 대해서는 걱정을 안함. 왜냐하면 원천기술에서 산업화까지 걸리는 시간이 최소한 20년이기 때문. 소재산업을 ‘인내의 산업’이라고 함. 다른 곳에서 대체하거나 국산화하는 것이 힘든 이유.

 

 

 

 

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  반도체 공정에서는 하늘과 땅과 같은 수준. 불량률이 나쁜 D램은 아무도 사가지 않음. 포토레지스터도 일본이 독자적으로 개발했고 특허로 보호장벽을 만듬. 회사들이 이미 많은 지적재산권을 가지고 있어 무조건 모방한다고 해서 가능한 일이 아님.

 

 

 

 

 

  일본은 경험 등을 통해 체득됐지만 잘 드러나지 않는 지식인 암묵지를 중요시 여김. 소재산업에는 첨단 기술뿐 아니라 암묵지가 녹아 들어있는 분야임. 일본의 장인정신이 깊은 문화를 가지고 있고, 기초 정밀화학 기술이 중요한데, 1940년부터 노벨상을 받음. 노벨 화학상 7명, 물리학상 9명을 배출하면서 기초과학이 소재 산업을 뒷받침. 또한 2001년에 소재와 관련된 각종 연구 기관을 하나로 통폐합해서 물질재료 연구소를 만듦. 소재 연구에 장기적인 지위 본부를 세운 것임.

 

 

 

 

최소한 10년 후의 시장 상황을 염두하고 연구해야 하는 분야가 소재산업이다.

 

 

 

 

 

 

 

 < 가마우지 한국 경제와 중소기업의 어려움 >

 

 

 

 

핵심 부품 소재를 일본에서 수입하기 때문에 한국이 수출을 많이 할수록 일본에게 이익을 상실. 그래서 2001년에 부품소재 특별법을 만들어 부품분야에서 성과를 거뒀지만 소재분야에서 격차를 줄이기는 힘듦.

 

 

 

 

 

  메모리 반도체를 만드는 중요한 소재라 국산화를 위해 뛰어든 중소기업 사장은 시장에 인정받기까지 어려웠다고 함. 가장 힘들었던 것은 대기업이 필요한 것과 어떤 방향으로 나아갈 갈지에 대한 정보임. 대기업의 정보 공유가 무엇보다 필요.

 

 

 

 

 

반도체 핵심 소재는 개발 관련 장비를 구입하는 비용이 많이 들고 양산 설비를 구축하는 데 비용이 필요. 중견기업이 단독으로 도전하기 어려운 분야임. 반도체는 인내를 가지고 기다려야 하는 시간문제와 규제도 중소기업에게 어려운 일임. 실험실과 공장을 늘리면 규제 정책 때문에 비용이 늘어나기 때문에 부담으로 작용함. 신기술을 개발하기 위한 각종 실험 절차도 너무 까다로움. 모든 소재는 화학적 실험을 통해 만들어지고 그 안에 독성물질은 헤아리기 불가능. ( 화평법과 화관법 ) 최종적으로 소재와 장비를 사용하는 대기업의 관심과 의지가 중요. 최종적으로 사용하는 수요기업이 만족할 만한 요건을 갖추어야 하기 때문에 대기업의 도움이 없으면 불가능함. 대기업 경영자의 임기가 3~5년으로 짧아서 소재 개발 시간이 절대 부족. 소재를 일본에서 쉽게 가지고 왔기 때문에 대기업에서 국산화를 기다려주지 않는 경우가 많았지만 이 문제를 해결이 절대 필요.

 

 

 

 

 

일본은 10년 넘게 원소 전략 프로젝트를 가동하고 있다. 첨단 기능 물질을 개발하겠다는 것이다. 미국도 소재게놈이니셔티브를 운영중.

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  국가가 소재 산업을 어떻게 운영할건지 고민 필요. 정권마다 산업 정책이 바뀐다면 기초과학발전은 불가능.

 

 

 

 

 

 소재의 수입선을 다변화하고 국산화를 앞당기기 위해 노력하고 있지만 멀리 보고 산업을 육성할 수 있는 환경을 만드는 것이 중요. 정치지형이 바뀌더라도 장기적인 소재산업 전략을 세워나가야 함.

 

 

 

 

 

출처 : https://m.blog.naver.com/PostView.nhn?blogId=tsh1016&logNo=221782136481&navType=tl   Sehyun's Treasury (보물창고)

 

원본 출처 : https://youtu.be/R7O7v6Lwrm0