유연인쇄전자기술 대안으로 부상
(AI타임스=김혜성 기자) 인쇄전자가 글로벌 반도체의 블루오션으로 부상중이다.
AI의 지능강화와 성능 향상, 의료 및 자동차 산업 등 4차산업의 성장과 함께 지속적인 업그레이드가 이뤄지고 있는 소프트웨어 기술 향상과 더불어 AI전용 반도체 등 하드웨어의 개발도 속속 이뤄지고 있다. 특히 2024년까지 의료 및 자동차 산업에서 장치의 가변성은 물론 인쇄전자 분야 연관 기술의 다양성과 창의성이 요구되면서 인쇄전자시장의 규모가 급속히 팽창하고 있다.
인쇄전자 시장
인쇄전자(Printed Electronics)는 진공증착 및 노광공정을 기반으로 하는 전통적 IT부품 제조방식과 달리 필름 또는 섬유소재 등에 전도성 전자잉크를 분사해 인쇄하듯이 전자회로를 제조하는 기술이다.
기존 생산방식에 비해 설비 투자비용이 낮고 공정 수도 줄일 수 있어 반도체와 디스플레이 등 전자부품의 제조공정이 전자잉크 인쇄로 대체되면 산업에 미치는 파급효과가 크다.
또 기판ㆍ잉크ㆍ인쇄기술에 따라 다양한 분야에 적용이 가능해 향후 스마트 기기, 디스플레이 등 분야에서 막대한 부가가치를 창출할 것으로 기대되는 유망산업으로 산업통상부 자료에 따르면, 2013년 28억달러 였던 전세계 시장 규모는 오는 2020년에는 400억달러 규모로 증가할 전망이다.
또 세계 인쇄 전자 시장에 대한 TMR의 보고서에 따르면 2015년 시장 등록 매출은 254억 달러이며, 예측 기간 동안 CAGR이 11.0%로 증가해 2024년 말까지 미화 650억 달러의 평가를 달성할 것으로 전망된다.
인쇄 전자 시장 성장 견인 품목
세계 인쇄 전자 시장의 성장을 견인하는 대표 품목은 RFID 안테나 및 센서 등이다. 이들 제품의 구성 장치 중 저비용 고신뢰도의 강력한 전자 장치가 필요했고 새로운 유형의 기판 재료와 잉크 개발이 이뤄지면서 인쇄 전자 시장이 더욱 활성화시켰다.
또 스마트 라벨, 플렉시블 디스플레이 장치, 웨어러블 기술에 대한 수요가 증가함에 따라 블루오션으로 떠오르고 있다.
인쇄 전자 시장은 기존의 전자 산업이라면 반드시 안고 가야 했던 환경 영향에 부정적 요인을 줄이기 위해 ‘적은 자재 폐기’와 ‘낮은 전력 소비’에 초점을 맞춰 개발됐으며 이는 이익 창출의 핵심으로 작용하고 있다. 전자인쇄 관계자들은 기능인쇄 시장의 성장을 촉진시키는 요인에 대해 저가격, 친환경, 유연성, 대면적, 대량 생산, 저온, 단순 공정 등을 꼽았다.
모바일 애플리케이션의 업타임을 높이기 위한 스마트폰 사용자 증가
응용을 기반으로 인쇄 전자 시장은 자동차, 소매 및 포장, 전자 및 디스플레이로 구분된다.
이 가운데 소매 및 포장 부문이 2015년 높은 점유율을 차지했고, 이어 자동차, 전자 부문이 뒤를 이었다. 이러한 성장은 스마트 포장에 대한 수요 증가에 기인한다.
성장을 뒷받침할 수 있는 다른 요인으로는 소비재, 신흥 소매 부문 및 일부 기술 발전이 있다. 또한, 이 기술은 포장에 사용되는 아세테이트 필름, 포일, 플라스틱, 갈색 종이 재료를 포함한 재료에 뛰어난 인쇄 품질을 제공한다. 이 요인은 예상 기간 동안 소매 및 포장 부문의 성장을 촉진하고 있다.
기술을 기반으로 인쇄 전자 시장은 굴곡 인쇄, 중력 인쇄, 화면 인쇄, 잉크젯 인쇄로 세분화된다.
이 가운데 2015년 세계 인쇄 전자제품 시장에서 스크린 인쇄 부문이 가장 큰 비중을 차지했다. 인쇄 전자, 회로판 인쇄, 두꺼운 필름 기술, 디스플레이 및 제품 라벨과 같은 수많은 산업에서 화면 인쇄 기술의 광범위한 사용. 어떤 기판에서도 뛰어난 인쇄 품질로 인해 향후 몇 년 동안 플렉소그래피 부문은 탄력을 받을 것으로 예상된다.
인쇄 전자 시장의 미래와 대책
지역을 기준으로 세계 인쇄 전자 시장은 북미, 유럽, 아시아 태평양, 라틴 아메리카, 중동 및 아프리카로 세분화된다. 인쇄 전자 장비와 재료 제조업체가 대부분 북미지역에 분포해 있기 때문에 북미 지역은 가장 큰 인쇄 전자 시장이기도 하다.
그런데, 이 중 주목할 것은 아시아태평양지역이다. 북미에 이어 매출 면에서 세계 시장을 석권할 것으로 예상되기 때문이다. 인도, 일본, 중국 등 이 지역의 개발도상국들이 주로 성장에 기여하고 있다. 또한 전자 종이 표시장치, 전기자극 표시장치, 유기발광다이오드(OLED)와 같은 부문의 기술 발전도 있었다.
일본으로부터 기술독립을 주장하는 이때, 미래 기술 선점의 중요성을 인식하고 있다면 인쇄 전자 시장의 급속한 성장을 위해 국가차원의 핵심 인쇄 전자 사업 지원과 뒤따르는 기술 개발이 필요하며. 더불어 과학 분야간 연계 노력이 반드시 필요한 상황이다.
인쇄전자 시장에서 글로벌 경쟁력을 확보하기 위해서는 전문인력 양성과 수요연계형 기술개발 플랫폼 구축을 통해 영세한 수준에 머물고 있는 인쇄전자 전문기업의 역량을 강화하는 한편 신뢰성 시험평가 및 인증체계 등 인쇄전자 산업의 전반적인 인프라도 적극 구축해 나가야 할것으로 보인다.
소재ㆍ장비ㆍ소자 등 3개분야별 세부 기술로드맵을 수립하고 공동 사업화연계기술개발사업(R&BD) 과제 등 기업간 협력사업을 더욱 확대하고 무엇보다 유망기술을 보유한 중소기업을 지원하고 이들이 신규 특허 기술 등 원천기술 확보를 위해 어려움이 없도록 적극 지원하고 국제표준에 있어서도 선두 그룹을 형성해야만 한다는게 업계 관계자의 조언이다.
2020년 세계 점유율 15% 목표… 핵심소재 국산화ㆍ전문기업 역량 강화
한국은 지난 2014년 소프트웨어정책연구소를 설립해 5년간 초중등 소프트웨어 교육 의무화, 소프트웨어 중심대학 사업, 소프트웨어진흥법 전면 개정 등 과학기술정보통신부의 소프트웨어 주요 정책 수립 등을 지원해 왔다.
정부는 한국의 인쇄전자산업의 세계 시장점유율을 2020년까지 15%대로 끌어올리겠다는 청사진을 발표했다. 또한 기술경쟁력도 90%까지 끌어올리겠다는 목표로 웨어러블, 플렉서블 디스플레이, 스마트디바이스, 사물인터넷 등의 제품에 응용돼 부가가치 창출로 연계하겠다며 미래 인쇄전자 시장 선점을 목표로 핵심소재 국산화와 전문기업을 육성해 왔다.
그러나, 앞으로는 기존의 소프트웨어 위주의 활동에서 AI 분야에 집중 적용할 방침이라고 전했다. 연구소는 또 향후 ▲AI 산업 실태조사 ▲ AI 기업 및 인재육성 방안 ▲ AI 분야 법·제도 ▲차세대 AI 기술 확보 방안 ▲ 지능화 지수 개발 등의 연구를 추진하겠다는 계획을 밝혔다. 정부도 조만간 범부처 차원의 ‘AI국가전략’을 발표할 예정이어서 업계가 비상한 관심을 보이고 있다.
현재 국내 핵심 소재ㆍ장비 기술력은 일본과 유럽 등 선진국 대비 70% 수준에 불과하고 인력 및 인프라 등 산업 저변도 매우 취약하다. 업계 관계자는 국내 인쇄전자 산업이 가진 취약점을 조속히 보완하고 미래 기술을 선제적으로 개발, 시장 선점을 위해서는 정부의 정책과 지원이 절실한 상황이라고 말한다.
한편 세계 인쇄 전자 시장은 매우 세분화된 경쟁 환경을 가지고 있어서 업계의 최고를 논할 때 혼선을 빚기도 한다. 그럼에도 불구하고 업계에서는 글로벌 인쇄 전자 시장을 주도하는 업체로는 에이버리 데니슨사(미국), 블루 스파크테크놀로지스(미국), BASF SE(독일), 마크 앤디(미국), 제니아테크놀로지(영국), 노발레드 AG(독일), Xaar PLC(독일), 인크(대만) 등을 선도 기업으로 꼽고 있다.
한국의 유연인쇄전자기술과 글로벌 경쟁력 확보
지난 일본의 수출규제를 통해 알 수 있듯이 원천기술 확보만이 글로벌 경쟁에서 살아남는 방법이다. 블루오션으로 떠오르고 잇는 인쇄전자 시장에서도 대한민국이 강자로 나설려면 정부의 투자와 지원정책이 절싱해 보인다.
한국은 이미 세계적인 기술인 유연인쇄전자 기술을 확보하고 있다. 학계는 이를 활용한 우리만의 인공지능-빅데이터 플랫폼 기술 개발의 필요성을 강조한다.
성균관대 조규진 교수는 "R2R 인쇄 NFC 센서 상용화를 위해서는 기존에 기 개발된 기술들을 기반으로 양산을 하기 위한 제조공정 최적화 와 내구성 향상을 위한 연구개발비 투자가 필요하다."며 "인쇄 NFC 센서가 지니고 있는 기술적 완성도가 낮은 부분에 대한 집중적인 개발을 위한 정부 차원의 투자가 이루어진다면 대한민국의 독자적인 인공지능-빅데이터 플랫폼 구현을 통해 세계 인공 시장 산업을 선도할 수 있다."라고 주장했다.
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