▲ 대한세라믹스의 구상 산화알루미늄(左)과 이소결 산화알루미늄(右) 원료

㈜대한세라믹스가 세라믹 소재의 공급망 자립을 추진해 수입 의존도를 완화하고, 첨단산업에 필요한 소재의 국산화율과 기술 경쟁력을 강화하는 핵심적인 역할을 수행한다.

다양한 연마재와 전자재료용 특수 알루미나를 생산하는 소재부품산업 전문 기업인 대한세라믹스는 세라믹산업협력단 협력과제를 통해 ‘이소결·구상 산화알루미늄 분말 상용화 기술’과 ‘비메모리 반도체 패키지용 고방열 알루미나 소재’를 개발했다.

1991년 일본 NAIGAI CERAMICS Co., Ltd.와 기술 제휴를 통해 설립된 대한세라믹스는 △고급 내화물에 사용되는 다양한 내화재와 연마재 △전자재료용 특수알루미나 △방열 TIM(Thermal Interface material) 원료 및 이차전지용 고내열 분리막용 핵심 원료 등을 제조해 국내뿐만 아니라 세계 여러 나라에 공급하고 있다.

현재 대한세라믹스는 주요제품으로 ‘고급 내화물용 원료’와 ‘연마재용 알루미나’를 생산해 공급 중이다. 내화원료로는 △열전도율이 높고 기계적 강도가 우수해 고온내화재료에 사용되는 ‘소결 알루미나’ △슬래그 저항성 및 열충격 저항성이 우수한 제철제강용 고급내화재료로 사용되는 ‘소결 스피넬’ △가소알루미나를 과립성형해 높은 온도로 소결시킨 제품인 ‘타블라알루미나’ △아크열을 가해 제조한 ‘용융알루미나’ △다양한 입도분포를 가지는 ‘초미분 알루미나’ 등의 제품이 있다.

연마재로는 △백색융융 알루미나연마재 △알루미나코팅 연마재 △고압 연삭 휠 또는 블라스팅용으로 사용되는 ‘알루미나 지르코니아’ △졸겔 알루미나 연마재 등의 제품이 있다. 또한 전자재료용 ‘구상 산화알루미늄’ 및 ‘이소결 산화알루미늄’ 제품도 제조해 국산화 원료 핵심소재로서 공급하고 있다.

▲ 지그 및 MLCC 세터

구상 산화알루미늄은 화염융사공정을 통해 고온화염(2,500°C~3,000°C)에서 제조돼 전기장치의 방열시트의 대표적인 필러로 사용된다. 이소결 산화알루미늄은 소결체의 미세조직 활성화 및 소결 밀도가 높아지는 장점을 갖추고 있어 내플라즈마 소재·고순도 반도체 엔지니어링 성형품의 원료로 사용되며, 이차전지 배터리용 리튬·나트륨이온의 기능성 분리막 소재 등으로도 사용되고 있다.

대한세라믹스는 이소결 산화알루미늄 및 구상 산화알루미늄 분말 상용화 기술 개발을 위해 ‘산업통상부 전략핵심소재 자립화 기술개발 과제(’20년 8월~’24년 12월)’를 실시했다. 과제를 통해 이소결 및 구상 산화알루미늄 분말의 고도화 기술개발과 생산공정 최적화를 주도했고, 국내 12개 산·학·연과의 공동 수행을 통해 소재·부품 연계 생태계를 조성했다.

그 결과, 대한세라믹스는 이소결 산화알루미늄 분말을 분리막의 코팅재료로 적용 분야를 확대하는데 성공했다. 이를 통해 전량 수입에 의존했던 분말을 국산화로 대체해 ’23년 6월 국내 배터리 기업과 납입사양서를 체결했으며, 제품 승인 완료 후 전기차 배터리 신규 모델에 프로모션을 진행, 관련 고객사에 공급을 시작했다.

이는 반도체 및 디스플레이 장비 소재의 국산화를 실현하고, 고부가가치 핵심소재의 안정적 공급 기반을 마련해 해당 산업의 글로벌 경쟁력 확보에 이바지한 대표적 사례로 평가된다.

▲ 이소결 산화알루미늄 분말의 EV용 이차전지 분리막 적용(자료: LG화학)

또한 대한세라믹스는 비메모리 반도체 패키지용 고방열 알루미나 소재 개발을 위한 산업통상부 ‘슈퍼을 과제(’24년 11월~’30년 12월)‘의 주관기관으로, 비메모리 반도체 패키지용 봉지재 소재 개발을 수행 중이다.

해당 과제는 산화알루미늄 기반 고방열 필러와 고기능성 에폭시 수지의 조합 설계를 통해 고신뢰성 패키지 구현을 목표로 하며 △차세대 봉지재 조성 설계 △복합재 물성 개선 △수요기업 맞춤형 적용 기술을 포함한다.

현재 대한세라믹스는 전자·이차전지 산업의 핵심소재인 이소결 산화알루미늄 분말을 국내 최초로 생산하기 위한 설비를 구축하고, 고순도·정밀입도 제어기술을 확보해 고품질 등급별 분말을 상용화했다. 해당 제품은 전자부품, 이차전지 분리막, 디스플레이용 부품소재 등에 적용되며 국내외 수요기업의 사양에 맞춰 맞춤공급을 안정적으로 실현하고 고도화할 계획이다.

향후 대한세라믹스는 고부가가치 전자소재 분야의 국산화율을 제고해, 일본 수출규제 이후의 전략 대응에 선제적으로 기여하고 국내 전자산업의 공급 안정성과 기술 자율성을 강화할 예정이다.

대한세라믹스 이종근 대표는 “국내 세라믹 소재의 공급망 자립을 추진하고, 중국의 저가 공급 및 일본의 고품위 소재에 대응해 수입 의존도를 완화해, 향후 고신뢰성 반도체 패키징 분야에서 국산화율을 높이고 경쟁력을 강화하는 핵심적 역할을 수행할 계획이다”라고 밝혔다.

한편, 세라믹산업협력단은 대한민국 소부장 경쟁력 강화를 위해 2020년 한국세라믹연합회 내에 신설된 조직으로, 세라믹산업 협력과제가 사업화로 촉진될 수 있도록 지원하고 있다. 이를 위해 △협력과제 수요기업 협의체 운영을 통한 필요 소개기술 발굴 △협력과제 수요기업 홍보 △세라믹전문가 기술지원 △기술 교류회 및 우수성과 발굴 △GVC(글로벌밸류체인) 구축 등 다양한 활동을 추진하고 있다.