중소기업의 입장에서는 하루가 다르게 변화하는 첨단기술 동향을 신속히 파악해 대응하는 것이 쉬운 일은 아니다. 또 힘들게 개발한 기술이 이미 특허로 등록 돼 있다면 그동안의 노력이 수포로 돌아갈 수도 있다. 한국발명진흥회는 중소기업들의 이런 어려움을 해소하기 위해 특허청과 함께 지난 2000년부터 특허기술지도(Patent Map)을 작성, 보급해 오고 있다. 본지는 발명진흥회의 Patent Map을 각 산업기술별로 요약 게재한다.

세라믹스 기술 개요
세라믹스라고 하는 것은 도자기, 벽돌, 타일, 시멘트 등과 같은 전통 요업제품과 고도로 정제된 원료를 사용해 세라믹 재료가 갖고 있는 고유의 특수한 기능을 발휘할 수 있도록 제조된 파인 세라믹스로 크게 구분할 수 있다.
세라믹스는 그 용도가 매우 다양하며, 또한 매우 다양한 재료를 포함하고 있다. 이로 인해 세라믹스에 대한 명확한 분류에 어려움이 있어 체계적으로 되어 있지 못한 실정이다. 일반적으로 많이 사용하는 분류는 재질별 분류 또는 용도별 분류를 이용하고 있다.

기술발전 동향
세라믹은 각국의 기간산업인 대규모 제철산업에 사용되는 내화물, 건축용 재료인 시멘트, 벽돌, 타일 및 판유리, 기계가공을 위한 연마재, 또는 전기 및 열의 절연체, 대량 생산되는 식기 등으로 발전해 나갔다.
이후 1940년 및 1950년대에 원자력, 텔레비전, 반도체, 컴퓨터, 인공위성 등의 획기적인 제품들이 출현해 고도기술의 발전을 위한 기반이 마련됐다.
최근에 들어서 급속히 고도화되고 있는 첨단 공업기술들을 뒷받침하기 위해서는 화학적으로 더욱 안정되고, 기계적으로 더욱 강하며 보다 더 높은 온도에서도 견뎌 낼 수 있는 새로운 재료의 개발이 절실하게 요구되고 있다.
더구나 20세기 문명의 꽃이라고 볼 수 있는 전자산업의 발전은 전기, 자기, 광학적으로 특수하고 다양한 전자적 기능을 갖는 전자재료라는 새로운 소재를 개발시키고 그 기능을 계속 개선시켜왔다. 여러 면에서 다양한 요구조건을 충족시켜 주기에 가장 적합한 재료로서 단연 선두주자로 나선 것이 바로 파인 세라믹스 신소재들이다.

산업시장 동향
세계 파인 세라믹스 산업 수요는 2002년에 887억 달러에서 2010년에는 2천430억 달러로 연평균 13% 이상의 지속적인 성장이 예상되고 있다. 파인 세라믹스 수요 확대는 정보 통신분야, 에너지·환경 관련분야, 제조신기술 관련 분야의 파인 세라믹스 수요 증가에 의한 것으로 예측된다. 세계 파인 세라믹 시장은 일본이 50% 이상의 수요를 차지하고, 미국이 30% 내외를 점유하고 있다.

주요국 특허출원 현황
파인 세라믹스는 제품에 필요한 부품 소재로 사용되기 때문에 전자기술은 물론 화공, 금속, 재료 등 모든 기술의 충분한 축적이 요구되는 기술 집약적 산업으로, 타 기술산업에 많은 영향을 받고 있다.
일본의 특허 동향을 살펴보면 1986년까지 저조하던 특허건수가 1987년에 갑자기 급증했는데, 이는 1987년 전이온도(Tc)가 70K 이상인 고온 초전도체 재료가 발견되면서 일본을 중심으로 전도성 세라믹스에 대한 특허출원이 많아졌기 때문으로 추정된다.
한국의 경우는 특허건수가 많지는 않지만 점차적으로 증가하고 있는 추세를 보이고 있다. 이는 1990년대 중반부터 한국이 정보통신 등의 첨단산업기술이 성장함에 따라 소재로 사용되고 있는 파인 세라믹스에 대한 특허가 증가하고 있는 것으로 보인다.
이와 함께 20세기에 들어서면서 가장 빠르게 발전하고 있는 전자산업으로 인해 특수하고 다양한 전자적 기능을 갖는 전자재료라는 새로운 소재가 요구되면서 전자 세라믹스에 대한 특허가 크게 늘어난 것으로 분석됐다.

향후 전망
전자 세라믹스 분야의 특허분석을 통한 기술의 전개방향은 다양한 전자 세라믹 재료, 즉 절연재료, 유전재료, 압전재료, 자성재료 등을 복합·일체성형 후 소결한 하나의 전자 부품(칩 저항기, MLCC, EMI 필터 등)으로 제조하는 것이다. 전자 세라믹스 분야에서는 소형화, 복합화, 적층화 추세에 대응 할 수 있는 원천소재기술, 즉 성형기술, 동시소성기술, 후막인쇄기술, 설계기술, 박막기술 등이 지속적으로 개발될 것으로 보인다.
기계구조 세라믹스는 그 수요가 주로 산업기기로, 관련 산업의 동향과 밀접하게 연계돼 있으므로 범용제품의 수요산업은 기계 및 금속가공사업, 자동차산업, 화학산업, 전투기 엔진산업 등 기간산업에 활용되므로 이에 대한 기술적인 부분이나 제품에 대한 개발이 지속적으로 이뤄질 전망이다.
환경 세라믹스 분야의 담체용 다공성세라믹스는 담체 표면에 촉매 물질을 어떻게 고정화 시킬 것인가에 대한 연구는 앞으로 이뤄져야 할 것이다.
에너지산업 관련으로는 화력발전소, 산업용 보일러, 자동차, 선박등의 각종 연소 장치 및 석유화학 공정에서 배출되는 여러 가스(CO2, NOx, SOx 등)를 유해성이 없는 다른 물질로 전환시키거나 또는 유용한 물질로 재생화하는 기술개발이 이뤄질 전망이다.
생체 세라믹스는 인공장기·의료용구의 경우 부품소재의 대부분이 외국에서 수입되고 다국적 기업의 판매전략으로 인해 국내산업이 고전중이다. 그러나 R&D의 방향이 점차 미래 지향적 원천 요소기술을 확보하는 방향으로 전개되는 데다, 우리사회가 고도 성장기를 거쳐 삶의 질을 추구하는 단계에 있어 국내의 정부출연기관과 대학교, 기업체, 연구소의 연구개발 투자가 더욱 가시화 할 것으로 예측된다.
자료제공=한국발명진흥회
02-3459-2871
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