[매일산업뉴스]"삼성전기는 제품 라인업 확대와 차별화 기술을 통해 올해 전장용 MLCC 매출 1조원 달성, 오는 2025년까지 매출 2조원 달성을 목표로 세웠습니다."

김위헌 삼성전자 MLCC 개발그룹장(상무)는 지난 17일 서울 태평로빌딩 삼성전자 기자실에서 열린 MLCC 학습회에서 "전자산업의 변화를 고려해 체질개선을 통해 미래성장 시장으로의 전환을 준비하고 있다"며 이같이 말했다.

이를위해 삼성전기는 주력 사업인 MLCC의 지속적인 신기술·신제품 출시로 기존 IT 영역을 확대하며 핵심기술 개발하고 있으며, IT영역에서 확보한 기술력을 바탕으로 서버· 전장 등 성장사업에 역량을 집중할 계획이다.

특히 삼성전기는 다가올 메가트렌드 시장인 AI용 서버, 팩토리 오토메이션(Factory Automation)용 로봇 등 산업용 제품시장에서도 전장용 고신뢰성 기술과 IT용 초고용량 기술을 바탕으로 적극적으로 공략해나갈 예정이다.

◆머리카락 두께 속 첨단 기술, MLCC

MLCC (적층세라믹캐패시터 : Multi-Layer Ceramic Capacitor)는 전기를 저장했다가 반도체(AP, IC) 등 능동부품이 필요로 하는 만큼 전기를 안정적으로 공급해 반도체가 원활하게 동작하도록 하는 부품이다. 또, 전자제품 안에서 신호간섭(노이즈)를 제거하는 역할도 한다.

MLCC는 스마트폰 뿐 아니라 TV, 가전제품, 전기자동차 등 반도체와 전자회로가 있는 제품에는 대부분 사용된다.

제품의 크기는 머리카락보다 얇아 육안으로도 잘 보이지 않는 0.4mm*0.2mm (머리카락 두께 약 0.3mm)부터 5.7mm*5.0mm까지 다양하며, 최신 스마트폰에는 1000여개, 전기차는 1만8000개~2만개 정도 들어간다.

전자부품 중 가장 작은 크기지만 내부는 500~600층의 유전체와 전극이 겹쳐 있는 첨단 제품으로 300ml짜리 와인잔을 채우면 수 억원 이상의 가치를 가진 고부가 부품이다.

◆마이크로 레벨에서 최고 난이도 기술이 필요한 MLCC

MLCC는 크기는 작으면서 저장하는 전기의 용량을 크게 만드는 것이 경쟁력으로 유전체 등 미립의 소재 기술과 간섭 없이 균일하게 층을 쌓을 수 있는 제조기술 등이 필수적이다.

나노 기술 단계에서 가장 진입장벽이 높은 기술은 반도체지만 마이크로 기술 단계에선 MLCC가 가장 높다.

MLCC는 세라믹과 금속(니켈)을 번갈아 쌓아 만든다. MLCC는 원재료에 여러 종류의 첨가물을 넣어 종이처럼 얇게 인쇄한 뒤 이를 쌓아 올리고, 필요한 크기로 잘라 도자기를 굽듯이 열처리하는 공정을 거쳐 생산된다. 

세라믹 재료에 어떤 물질을 첨가하고, 각각 첨가량을 얼마로 하는지가 MLCC 특성을 좌우한다. 이러한 세라믹 원재료 기술은 MLCC 제조 업체들의 노하우(Know-How)로 MLCC의 핵심기술이라고 할 수 있다. 

또한 내부 층(세라믹과 니켈)을 많이 쌓을수록 전기를 많이 축적할 수 있기 때문에 얇게 쌓고 작게 만드는 미세 제어 제조기술도 상당히 중요하다. 

MLCC 품질을 좌우하는 또 다른 요소는 온도로 세라믹과 니켈을 교대로 쌓은 것을 1,000℃ 이상의 고온에서 구워 만든다. 그런데 세라믹과 니켈이 구워지는 온도가 서로 다르기 때문에 적정한 온도를 맞추기가 쉽지 않다. 

적절한 온도에서 잘 구웠다 하더라도 얇은 내부에 미세한 균열이 생기면 제 기능을 못하기 때문이다. 따라서 겉보기에 파손이 없어 보이더라도 내부에 금이 가진 않았는지 전기적 특성 등 품질과 외관을 검사하는 과정이 필수적이다.

◆"자동차 1대에 MLCC 1만여개" 규모 커지는 전장용 MLCC 

전장용 MLCC는 IT용 MLCC와 역할은 비슷하지만, IT제품과는 사용환경이 다르고, 무엇보다 사람의 생명과 밀접하게 연관되어 있기 때문에 높은 수준의 신뢰성과 내구성을 필요로 한다. 

고사양 전장용 MLCC의 경우 고온(150℃ 이상) 및 저온(영하 55℃)의 환경, 휨 강도 등 충격이 전달되는 상황, 높은 습도(습도 85%) 등 극단적인 환경에서도 안정적으로 작동해야 한다. 

자동차의 가혹한 테스트 환경을 만족하기 위해서는 고온, 고전압에 견딜 수 있는 재료 개발과 진동과 내습 특성을 강화하는 미세구조 설계 기술이 뒷받침 돼야 한다.  

전장용 MLCC는 IT제품 대비 요구되는 수명과 높은 기술적 난이도를 요구하며 개발 기간도 약 3배 정도 길게 소요된다. 가격도 3배 이상 비싼 고부가 제품이다. 

전장용 MLCC는 자동차 전자부품 신뢰성 시험 규격인 AEC-Q200 인증을 취득해야 하는 등 까다로운 품질과 제조 기준을 가지고 있고, 각 거래선별 엄격한 검증을 통과해야 생산할 수 있다. 

전기차 성장률은 올해 두 자릿수의 고성장이 전망된다. 김 상무는 '최근 전기차 시장 위축으로 MLCC 공급 영향은 없느냐'는 질문에 "꾸준한 성장을 하고 있는 하이브리드 차량도 내연기관 대비 MLCC 소요원수가 최대 2배 수준이므로, 전장용 MLCC 수요에 긍정적인 영향을 줄 것으로 전망되고 있다"고 말했다. 아울러 "ADAS의 보급률도 지속 증가하면서, 올해는 레벨2이상 적용 비율이 40%를 초과할 것으로 예상되어, 전장용 MLCC 시장의 고성장 전망에는 변함이 없을 것으로 예상되고 있다"고 덧붙였다.

시장조사기관인 TSR에 따르면 전장 MLCC 시장은 2023년 4조원에서 2028년에는 9조5000억원 규모로 크게 성장할 것으로 전망된다. 삼성전자는 올해 매출 1조원, 오는 2025년 매출 2조원을 목표로 잡았다.

◆원재료 핵심기술 경쟁력 강화 ... 산업ㆍ전장용 MLCC 비중 확대

이를위해 삼성전기는 산업·전장용 MLCC의 비중을 늘리는데 초점을 맞추고 있다. 삼성전기는 2016년부터 산업·전장용 MLCC를 생산하기 시작했고, 2018년 부산에 전장 전용 생산라인을 구축하며 전장용 MLCC 사업을 본격적으로 육성하고 있다.

삼성전기는 MLCC의 핵심 원자재를 자체 개발 · 제조해 기술 경쟁력을 강화하고 있다 .

MLCC 핵심 기술인 원재료를 직접 개발하고 내재화할 수 있는 업체는 극히 소수다. 삼성전기는 최근 부산사업장에 전장 전용 원재료 공장을 신축해 2020년부터 가동을 시작했다. 

최근 삼성전기는 전기차·ADAS 시장의 성장에 발맞춰 전장용 MLCC 육성에 공들이고 있다. 앞서 장덕현 삼성전기 사장은 지난 3월 주주총회에서 전장용 MLCC 매출 1조 달성 목표를 세웠다고 밝혔다. 

삼성전기는 회사가 보유한 소재 기술 및 공정 기술 경쟁력을 바탕으로 고용량 제품, 휨강도, 고온, 고압 등을 보증하는 전장용 제품 라인업을 확충하고 있다.  2020년 자동차 파워트레인용(동력전달계) 3종과 제동장치에 들어가는 MLCC 2종을 개발했고, 2021년에는 ADAS용 MLCC 2종을 개발했다. 뒤이어 2022년에는 자동차 파워트레인용 MLCC 13종 확대, 2024년에는 16V급 세계 최고용량의 ADAS용 MLCC 2종과 1000V 고압에 견딜 수 있는 전기차용 전장 MLCC 등을 선보이며 시장 점유율 확대에 나서고 있다.

삼성전기는 국내 수원과 부산사업장은 연구개발 및 신기종, 원료 생산을, 중국 텐진과 필리핀 생산법인을 대량 양산기지로 운용하고 있다.