인쇄전자가 찍어낼 전자산업의 미래 - lgeri.com · 인쇄전자에 의한...

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2 LG Business Insight 2011 9 7·14

인쇄전자(Printed Electronics)는 인쇄기술을 통해 전자소자 및 부품 혹은 모듈을 만들어내는

것을 말한다. 즉 도전성(Conduct ive) 또는 기능성 잉크를 플라스틱이나 종이, 헝겊 등 기판

(Substrate)에 인쇄하여 원하는 기능의 제품을 만드는 것이다. 인쇄전자 공정에서는 필름과 같은

유연한 재료를 활용하여 회전롤에 감아 인쇄하는 방식(Roll-to-roll, R2R)이 가능하다. 이러한 공

정은 대면적 및 고속 대량 생산에 적합하기 때문에 생산 비용을 기존 공정 대비 1/10 수준까지 줄

일 수 있다. 또한 기존 실리콘 기반 공정에서 쓰고 버리는 재료나 독성 물질의 사용량, 에너지 소비

등도 대폭 줄일 수 있어 환경 친화적인 특징도 있다.

인쇄전자는 RFID 태그, 조명, 디스플레이, 태양전지, 전지(Battery) 등 반도체나 소자, 회로 등

이 쓰이는 거의 모든 영역에 일대 변혁을 일으킬 수 있는 잠재력을 갖고 있다. 나아가 고성능 집적

회로(IC)까지도 기존의 실리콘 기반 제품을 대체할 가능성도 열어놓고 있다. 전자산업뿐 아니라 보

안서비스, 포장 및 유통, 환경/에너지, 헬스케어 산업에까지 광범위한 응용이 가능하다.

인쇄전자 시장은 아직은 초기 단계지만, 재료 및 공정 기술의 발전과 수요의 고도화에 힘입어 급

팽창할 것이다. 현재는 20억 달러 수준이지만 2020년이면 400억 달러 이상의 규모로 성장할 전망

이다. 이에 전자, 화학, 인쇄 등 관련 산업 분야의 내로라하는 기업들이 개발 및 상업화에 열을 올리

고 있다. 인쇄전자는 잉크 및 기판 재료 기술, 인쇄 기술이 융합된 특성을 갖고 있기 때문에 대부분

의 기업들이 단독으로 사업을 전개하기 보다는 서로 유기적으로 협력하며 경쟁하고 있다. 재료, 제

조 공정은 물론 제품 디자인 등의 측면에서 기존 전기·전자 산업에 미칠 인쇄전자의 파괴력을 고려

할 때, 국내 기업들도 Upstream인 재료에서 공정, Downstream의 최종 제품에 이르는, 장차 만들

어질 가치사슬 생태계에서 어떻게 강점을 발휘할 수 있을지에 대한 전략적 고민이 필요해 보인다.■

인쇄전자가 찍어낼전자산업의 미래

김경연 연구위원 [email protected]

Ⅰ. 인쇄전자의 개념과 특징

Ⅱ. 인쇄전자의 응용 영역

Ⅲ. 인쇄전자 시장의 전개 방향

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LG Business Insight 2011 9 7·14 3

2020년 9월 2일

그 어느 때보다 선선하고 화창한 가을 날이다. 모처럼 집 근처 공원에 나가 얼마 전에 산 전

자책을 들쳐본다. 이제는 종이로 두껍게 만든 책이 귀해졌다. 가볍고 얇은 E-paper 하나면

신문이며, 잡지, 소설, 심지어는 영화까지 편리하게 볼 수 있다. ‘페이퍼’답게 쉽게 구부릴

수 있고 반으로 접을 수도 있어 가지고 다니기에도 부담이 없다. 가격? 처음에는 하나에 30

만 원이 훌쩍 넘었지만, 지금은 10만 원도 채 안된다. 물론 컨텐츠 구입 비용은 별도다. 책을

읽다가 깜빡 잊은 일거리가 생각이 났다. 가방에 늘 가지고 다니는 키보드를 꺼낸다. 얼마

전 구입한 신모델이다. 투명해서 보기에도 좋고 휘기도 하고 접을 수도 있어 가지고 다니며

사용하는 데 전혀 문제가 없다. 요즘 웬만한 PC나 디스플레이는 모두 플라스틱을 기본 재

료로 하여 가볍고 얇아, 가지고 다니기가 참 편하다. OLED 디스플레이 기술이 장착된 것이

라 밝은 데서도 잘 보인다. 전원도 문제 없다. 각 제품에 내장된 얇은 배터리가 있는데다,

필요하면 언제든 꺼내 쓸 수 있는 휴대용 태양전지도 있다. 언제 어디서든 하고 싶은 것을

할 수 있어 좋다.

집에 들어서자 둥그런 벽 전체에서 은은한 조명이 밝혀진다. 심리나 감정 상태를 인식

해 조명이 조절되는 벽지는 비싸 우리 집에는 붙이지 못했다. 내후년에나 고려 중이다. 잘

보지 않는 TV는 둘둘 말아 구석에 세워두었다. 냉장고 겉면에 오늘 내로 먹어야 하는 제품

리스트가 선명하게 눈에 들어왔다. 참 똑똑한 냉장고다. 아니, 똑똑한 포장이 맞을 것 같다.

요즘 웬만한 제품의 포장에는 조그만 RFID 태그가 붙어 있어 제품의 유효 기간이나 생산지

는 물론, 간단한 요리 방법이나 주의 사항과 같은 정보까지 알려준다. 제조 기업이나 물류

기업에서는 이러한 RFID 태그를 이용하여 제품의 위치 정보라든가 재고 관리 등에 아주 효

과적으로 활용한다고 한다. 예전에는 이러한 태그를 만들어내는 데 상당한 비용이 들었다

는데 지금은 제품 포장할 때 간단하게 태그를 인쇄하는 방식으로 아주 값싸고 편리하게 붙

일 수 있다고 한다. 똑 같은 기술로 보안용 태그나 스마트 카드도 만든다고 한다.

그런데 더욱 흥미로운 것은 조명은 물론, 디스플레이, PC, 태양전지까지 인쇄하여 만든

다는 것이다. 그저 신기할 따름이다. 언젠가 제3의 인쇄혁명이라는 다큐멘터리를 재미있게

보았던 기억이 새롭다. 글자나 그림을 인쇄하여 기록을 남기기 시작한 것이 첫 번째고, 두

번째 혁명은 인터넷을 통해 디지털 정보를 보여주는 것이었다. 그 3번째 혁명이라는 것이

우리가 사용하는 각종 제품들이 인쇄를 통해 만들어진다는 게 큰 골자였다. 먼 미래의 상상

일 것만 같은 일들이 어느새 일상이 되었다.

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Ⅰ. 인쇄전자의 개념과 특징

인쇄전자(Printed Electronics)는 인쇄기술을 통해 전자 소자 및 부품 혹은 모듈

을 만들어내는 것을 말한다. 즉, 도전성(Conductive) 또는 기능성 잉크를 플라스

틱이나 종이, 헝겊 등 기판(Substrate)에 찍어 원하는 기능의 제품을 만드는 것이

다. 반도체, 트랜지스터, 저항, 절연 층 등을 미리 디자인된 형태로 그려낸다. 이

미 우리 생활이 전자 소자와 이들로 구성된 전기전자 제품을 떼놓고는 상상할 수

없기 때문에 인쇄전자가 갖는 잠재력과 파급효과는 두 말할 필요가 없을 것이다.

인쇄전자는 실리콘(Si) 등 무기물이 아닌 유기물에 기반한 전자 소자 제조의 유기

전자(Organic Electronics), 딱딱하고 정형화된 소자나 부품에서 벗어나 구부릴

수 있는 필름을 기반으로 제품을 만드는 유연전자(Flexible Electronics) 등과 맥

을 같이 한다.

인쇄전자는 기존의 실리콘 기반의 배치(Batch) 타입 제조 공정을 연속공정

(Roll-to-roll, R2R)으로 바꿀 수 있게 한다. 인쇄에 기반한 R2R 공정은 기본적으

로 필요한 재료만을 기질 혹은 기판 위에 추가하는 방식으로, 기존의 광식각

(Photolithography) 등에 의한 복잡한 공정을 크게 줄일 수 있다. 기존 공정은 대개

대규모 설비 투자가 수반된다. 반도체나 디스플레이가 대표적 예이다. 반도체 메모

리는 웨이퍼에 포토마스크를 통해 회로 패턴을 옮긴 후 화학 약품으로 불필요한 부

분을 제거하여 만든다. 우리나라 주력 산업의 하나인 디스플레이 또한 이러한 제조

방식에 기본적인 골격을 같이한다. 정밀도와 신뢰성은 뛰어나지만 설비투자 등 비

용이 많이 드는 장치산업적 성격이 있다. 또한 공정에서 배출되는 유해 물질의 처리

도 문제가 되기도 한다.

반면, 인쇄전자는 필름과 같은 유연한 재료를 활용하여 회전롤에 감아 인쇄하는

방식이 가능하다. 기존 소자 제조 공정과 비교할 때, 아직까지 정밀도는 낮지만 생

산 비용은 저렴하다는 장점을 가지고 있다. R2R 연속공정이라 제조 스피드 또한 크

게 높일 수 있다. 제품에 따라 다르겠지만, 인쇄방식을 통해 적게는 40%, 많게는

90% 이상 생산 원가를 줄일 수 있다는 분석이다. 아울러 기존 실리콘 기반 공정에

서 쓰고 버리는 재료나 독성 물질의 사용량, 에너지 소비 등도 대폭 줄일 수 있어 환

인쇄전자는 도전성

또는 기능성 잉크를

플라스틱이나 종이,

헝겊 등 기판에 찍어

원하는 기능의 제품을

만드는 것이다.

”

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경 친화적인 특징도 있다. 보다 다양하고 유연한 기판 혹은 기질에 기능성 소자나

회로, 메모리 등을 심을 수 있어, 인쇄전자는 고객이나 소비자의 디자인에 대한 욕

구를 충족시킴과 동시에 새로운 수요도 창출할 수 있을 것이다.

인쇄전자는 과거 인쇄회로기판의 회로, 반도체의 포토마스크, 디스플레이의 컬

러필터 등 일부 영역에 제한적으로 적용되어 왔다. 전혀 새로운 영역은 아니다. 하

지만 2000년대 중반 이후 각종 잉크 및 기판 재료와 미세 인쇄 기술이 발전·융합

하면서 새로운 성장 영역으로 주목을 받고 있다. 이는 나노 기술, 소재 기술 등 관련

기술이 지속적으로 발전하고 있는 가운데, 기존 전자 소자 및 부품의 제조에서 새로

운 활로를 찾으려는 수요가 증가하면서 생긴 결과다. 많은 전문가들은 비단 전자산

업뿐 아니라 보안서비스, 포장 및 유통, 환경/에너지, 헬스케어 산업에까지 광범위

한 응용이 가능하다고 내다보고 있다. 과거 가능성에 머물렀던 분야(Printable

Electronics)가 이제는 ‘Printed Electronics’로 탈바꿈하고 있는 것이다.

Ⅱ. 인쇄전자의 응용 영역

전기전자 제품의 공정과 디자인을 새롭게 정의할 수 있는 인쇄전자는 RFID 태그,

센서, 조명, 디스플레이, 태양전지, 전지(Battery) 등 반도체나 전자소자, 회로 등이

인쇄전자는 전자산업뿐

아니라 보안서비스,

포장 및 유통,

환경/에너지, 헬스케어

산업에까지 광범위한

응용이 가능하다.

”

“<그림 1> 전기소자 제조 공정 비교

자료: Nikkei Electronics, Sony

성막

레지스트 형성

굽기

노광

현상

굽기

식각

레지스트 박리

린스

대폭적 공정 삭감(High Throughput) 설비 투자 절감 에너지 및 재료 사용 절감 등

인쇄

굽기(자외선 조사)

기존의 제조 공정

인쇄 공정

에너지 집약적 공정에너지 소비 억제 가능 공정폐기되는 재료

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쓰이는 거의 모든 영역에 일대 변혁을 일으킬 전망이다. 좀더 장기적으로 보면 고성

능 집적회로(IC)까지도 기존의 실리콘 기반 제품을 충분히 대체할 수 있으리라는 예

측도 나오고 있다. 컴퓨터의 핵심 부품이나 모듈을 인쇄하여 만들 수 있다는 이야기

다. 이하에서는 주목할 만한, 인쇄전자의 주요 응용 영역과 그 파급 효과 등에 대하

여 간략히 살펴본다.

① RFID 태그

인쇄전자는 RFID 태그의 시장 성장에 기폭제로 작용할 전망이다. 현재 RFID 태그

는 대부분 실리콘 기반이며, 실제 마트나 상점에서는 바코드가 더욱 일반적이다.

RFID 태그 가격이 개당 0.2 달러 수준인데 비해, 바코드는 이보다 1/100 이하 수준

으로 저렴하다. 인쇄전자를 통해 RFID 태그의 가격을 현재의 1/10~1/20 수준 이하

로 낮출 수 있을 것이라는 게 일반적 견해다. 그렇게 되면 RFID 태그가 훨씬 더 많

은 정보를 전달할 수 있는데다 원거리 인식도 가능하기 때문에 바코드를 대체할 수

도 있다는 분석이다. 해마다 2배 이상의 급속한 성장을 보이는 RFID 태그 시장에

불이 붙었는데, 인쇄전자는 여기에 기름을 붓는 격이다. RFID 태그는 스마트 패키

인쇄전자는 반도체나

전자소자, 회로 등이

쓰이는 거의 모든

영역에 일대 변혁을

일으킬 전망이다.

”

“

lexible OLED 디스플레이 Flexible 태양전지

인쇄전자는 다양한 응용 영역에서 새로운 기회를 열어준다.

E-reader, Game RFID 태그 OLED 조명

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징 및 재고 관리, 보안 솔루션이나 스마트 카드, 헬스케어 등 그 활용 영역이 매우

넓다. 인쇄 RFID 태그의 가능성을 미리 알아보고 활발하게 움직이는 기업들로는 독

일의 PolyIC, 미국의 IBM과 Organic ID, 노르웨이의 Thin Film Electronics 등이

대표적이다.

② 조명

인쇄 조명 분야도 눈여겨봐야 할 것이다. 인쇄전자에서 조명이라 하면 의례

OLED 조명을 가리킨다. OLED 조명의 높은 성능과 에너지 소비가 적은 친환경

적인 특성이 부각되면서 자연스레 연결되었다고 볼 수 있다. 일반적으로 조명분

야가 상대적으로 높은 기술 수준을 필요로 하는 디스플레이 분야에 비해 인쇄기술

을 적용하기가 쉽다. LED나 OLED 조명의 경우, 다양한 설치 위치와 환경, 소비

자 니즈 등에 따라 맞춤형 디자인이 가능하다는 장점이 있다. 일반적으로 기존의

조명은 이미 만들어진 것 중에 맘에 드는 것을 고르거나 이미 설치된 것을 그냥

사용하는 수준이었다. 그러나 조명으로서의 높은 성능과 다양한 밝기와 색채를

나타낼 수 있는 장점을 지닌 OLED 조명은 이전에 없던 또 다른 가능성을 열어놓

고 있다. 이러한 관점에서 보면 GE나 Osram과 같은 대표적인 조명 기업들이 인

쇄기술을 활용한 플렉시블 OLED 조명의 개발과 상업화에 심혈을 기울이는 게 당

연한 선택으로 보인다.

③ 디스플레이

인쇄전자에서 가장 주목할 영역은 뭐니뭐니해도 디스플레이다. 개인별 취향이나 용

도별 니즈를 만족시킬 수 있는 디자인에 저렴한 가격까지 더해지면서, 인쇄 디스플레

이는 소비자들의 생활 패턴까지도 확 바꿀 잠재력을 가지고 있다. 이미 작년부터 E

Ink의 E-paper를 장착한 Plastic Logic의 ‘QUE’라는 전자책 단말기(E-reader)가

Barnes & Noble을 통해 불티나게 팔리고 있다. 플라스틱 기판 위에 인쇄를 통해 유

기 TFT(박막트랜지스터)를 구성함으로써 일반 잡지보다 얇고 가볍게 만들 수 있었

인쇄전자에 의한

디스플레이의 변혁은

전자책 단말기부터

시작하여 LCD와

OLED로 이어질

전망이다.

”

“

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다. 이보다 앞서 발매된 Amazon의 전자책 단말기 Kindle 또한 인쇄전자 기술을 활

용하여 디스플레이를 만들었다. Sony 등을 위시한 글로벌 기업들이 전자책 단말기의

성장성에 주목하여 시장에 가세하고 있다. 반면, Amazon에 따르면, 종이책의 경우

판매량이 올 1~2월만 해도 전년 동기 대비 25% 가까운 감소세를 보였다고 한다.

인쇄전자에 의한 디스플레이의 변혁은 전자책 단말기부터 시작하여 LCD와

OLED로 이어질 전망이다. LCD 패널의 컬러필터에 잉크젯 기술을 적용한다던가,

R2R 방식의 생산공정도 검토되고 있는 것으로 알려지고 있다. 하지만 플라스틱을

기판으로 하는 TFT의 인쇄는, LCD나 OLED 구동부가 요구하는 성능과의 기술 격

차가 아직은 커, 적어도 3년에서 5년 이후에나 상업화가 가능하리라는 전망이다. 전

세계적으로 500개 이상의 기업들이 인쇄 TFT 개발 및 상업화 경쟁에 뛰어들고 있

는 점을 고려한다면, 시중에서 인쇄 기술에 기반한 디스플레이를 볼 날이 앞당겨질

수도 있을 것이다. 디스플레이 분야에서 LCD 이후 가장 각광받을 유형으로 OLED

를 꼽고 있는데, 인쇄기술이 빠르게 적용될 경우 LCD 대 OLED의 경쟁 구조 또한

더욱 역동적으로 달라질 수 있을 것이다.

얇고 가벼운 플라스틱

기반의 태양전지는

기존 시장과는 별도의

틈새시장에서부터 점차

입지를 넓힐 것으로

보인다.

”

“

<표> 인쇄전자 관련 주요 기업/기관

자료 : 각 사 자료, ETRI 자료 재구성

주요 응용 영역 주요 세부 분야 주요 기업/기관

로직/메모리

RFID 태그 (유기/무기)

PolyIC(독일), OrganicID(미국), Kovio(미국), 파루, ETRI(한국) 등

메모리 Thin Film Electronice(노르웨이), AMD(미국) 등

디스플레이LCD LGD, 삼성전자, Sharp/Sony 등

Backplane(구동부) DNP(일본), PolymerVision(네덜란드), PlasticLogic(영국), HP 등

태양전지유기 Konarka, NanoSolar(미국), VTT(네덜란드), DNP 등

무기 NREL(미국), 대양금속(한국) 등

주요 요소 기술 영역 주요 세부 분야 주요 기업

기판 재료(Substrate) PET, PEN, PE 등 DuPont Teijin Films, 3M, DowCorning 등

잉크 재료도전성 무기(은) 재료 Cabot, Advanced Nanotech(미국), Ciba(스위스) 등

도전성 유기 재료 DuPont, Merck, 신일철 화학 등

인쇄 기술잉크젯 Xerox, HP, Seiko Epson 등

그라비아(Gravure) DNP, Toppan(일본) 등

기타 3M, 쇼와전공 등

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④ 태양전지

인쇄전자의 중요한 응용 영역 중에는 태양전지도 있다. 인쇄기술 접목이 용이한 플

라스틱 기반의 태양전지는 쉽게 구부러지는 특성으로 인해 휴대하거나 다른 데 붙

여 전원으로 사용하기에 편리하다. 현재의 실리콘 기반 태양전지는 제조 공정을 거

치면서 사용되는 실리콘의 60%가 버려져 생산 비용 증가로 연결된다. 인쇄기술을

통해 태양전지의 생산 비용을 낮추려는 시도가 활발하게 이루어지고 있다. 얇고 가

벼우며 구부러질 수 있는 특성으로 인해 플라스틱 기반의 태양전지는 기존 실리콘

기반 시장과는 별도의 틈새시장에서부터 점차 입지를 넓힐 것으로 보인다. 아직은

구성 재료의 성능과 내구성 등이 실리콘 기반 태양전지와 비교하여 뒤져 있으며, 제

품 대부분이 주로 연구개발 단계에 있는 것으로 파악된다. 그렇지만 Green 사업으

로서의 성장 가능성을 보고 많은 기업들이 뛰어들고 있으며, First Solar 등 기존의

태양전지 선도 기업들도 관심을 보이고 있어 향후 귀추가 주목이 된다. 이 영역에는

미국의 Konarka, NanoSolar 등의 활동이 두드러진다.

한편, 또 다른 전원으로서 인쇄 배터리도 시도되고 있는데, 기판에 직접 인쇄하

여 부품에 일체화하거나 고밀도의 자동차용 배터리에도 확장하려는 움직임이 관측

되고 있다. 하지만 아직은 실험실 수준으로 평가되고 있어 상업화까지는 상당한 노

력과 시간이 필요할 것으로 보인다.

Ⅲ. 인쇄전자 시장의 전개 방향

성장 초기에는 RFID 태그, 장기적으로는 로직·메모리 분야까지

인쇄전자 시장은 아직은 초기 단계지만 재료 및 공정 기술의 발전과 수요의 고도화

에 힘입어 그 잠재력을 빠르게 현실화될 것으로 보인다. 시장조사기관인 IDTechEx

는 지난 8월, 인쇄전자, 유기전자, 유연전자 등의 시장 규모가 2011년 22억 달러에

서 급성장하여, 2021년 440억 달러를 상회할 전망이라고 발표하였다. 물론 지난 40

인쇄전자 관련 시장

규모는 2011년

22억 달러에서

급성장하여 2021년

440억 달러를 상회할

전망이다.

”

“

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년 이상 동안 지속적인 기술 혁신으로 시장을 키워온, 연간 약 3,000억 달러 이상에

이르는 반도체 칩 시장의 덩치에는 크게 못 미치는 수준이다. 아직 인쇄전자는 잉크

및 기판 재료, 인쇄 기술 등의 혁신에 있어 갈 길이 멀다. 하지만 전자 제품에 대한

소비자의 니즈가 고도화되면서 인쇄전자에 대한 수요는 지속적으로 확대될 것으로

예상된다. 또한 나노 소재 및 공정 기술의 접목이 가시화되고, 관련 기업들의 협력

이나 상업화 경쟁이 활발해지고 있다.

인쇄전자 성장 초기에는 RFID 태그나 소형 메모리 카드 등을 통해 스마트 패키

징이나 카드, 게임기 등 비교적 저용량의 데이터를 취급하는 제품 중심으로 시장을

형성할 것으로 보인다. 이어 유무기 반도체 및 관련 재료의 성능과 가격 경쟁력이

향상되면서 E-페이퍼, OLED, 태양전지 등이 성장을 주도할 것으로 보인다. OLED

만 하여도 디지털 광고나 포스터, 신호 체계에서 조명, 디스플레이까지 넓은 스펙트

럼을 보일 것으로 예상된다. 그리고 여기에 TFT, 센서, 배터리 등이 가세할 것으로

예측된다.

일부 전문가들은 향후 10년 동안은 OLED 관련 영역이 최대 시장을 차지할 것이

며, 장기적으로는 로직 및 메모리 분야가 시장을 주도할 것이라는 견해도 내놓고 있

다. 인쇄 메모리 시장은 2010년 1,000만 달러에 불과하였지만, 2020년 63억 달러

에 이르고, 이후 기술 발전과 더불어 급성장하여, 2030년에는 1,000억 달러 규모에

달할 것으로 IDTechEX는 내다봤다. 일본의 차세대산업과학기술연구소(AIST)는 지

난 7월, 잉크젯 기술을 이용하여 잘 정돈된 형태의 유기 전도성 단결정 필름을 제조

하는 기술을 개발했다고 발표하기도 하였다. 관련 전문가들은 전체 회로를 인쇄하

는 기술이 확보될 날도 멀지 않았다고 평가하고 있다.

인쇄전자는 현재 성능이나 정밀도, 신뢰도 측면에서 기존 실리콘 기반 소자에 비

해 열등한 것이 사실이다. 따라서 처음에는 인쇄전자 제품의 장점인 경량, 높은 유

연성과 디자인 자유도, 저렴한 가격, 친환경성 등을 활용하여 기존 시장과의 경쟁보

다는 신규 시장으로서의 입지를 다질 전망이다. 이후 인쇄전자에 기반한 유기TFT,

로직과 메모리 등의 가격대비 성능이 기존의 것과 필적할 만한 수준으로 올라가면

인쇄전자가 본격적인 경쟁력을 발휘하게 될 것으로 예상된다.

인쇄전자는 처음에는

인쇄전자 제품의 장점인

경량, 높은 유연성과

디자인 자유도, 저렴한

가격, 친환경성 등을

활용한, 신규

시장으로서의 입지를

다질 전망이다.

”

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인쇄전자의 상업화 및

시장 선점을 위해 관련

기업들간 협력 구조가

서서히 윤곽을

드러내고 있다.

”

“글로벌 주도권을 향해 가시화되고 있는 기업간 경쟁과 협력

인쇄전자의 높은 성장 잠재력과 파괴력을 간파한 기업들이 응용 영역별로 또는 요

소 기술 영역별로 저마다의 강점을 살리며 개발 및 상업화에 활발하다. 현재로서는

인쇄전자의 산업구조 및 경쟁에 대한 구체적 논의는 시기상조다. 약 3,000여 기업

과 기관들이 참여하고 있지만, 아직은 기술 개발 단계가 실험실 수준이나 시제품들

이 대부분이다. 일부 상업화 제품이 나왔다 해도 성장 초기 단계에 불과하다. 그럼

에도 상업화 및 시장 선점을 위해 관련 기업들간 협력 구조가 서서히 윤곽을 드러내

고 있다.

인쇄전자는 다양한 잉크 및 기판 재료, 인쇄 기술이 한데 어우러져 제품으로 이

어진다. 이에 따라 실제 단독으로 사업을 전개하기 보다는 대부분 기업들이 서로

협력하고 있다. 실제 노르웨이의 Thin Film은 PARC(Palo Alto 연구소, Xerox),

한국의 InkTek, RFID 기업인 PolyIC, 프린터 및 센서에 강점을 지닌 Soligie, 화

학기업이면서 인쇄전자로 빠르게 손을 뻗치고 있는 Solvay 등과 제휴하면서 인쇄

집적회로(IC)의 리더가 되기 위해 동분서주하고 있다. 또한 지난 5월 말, 전자, 화

학, 인쇄 등 분야에서 내로라하는 일본 기업들과 기관들이 차세대 인쇄전자 기술연

구조합(JAPERA)을 결성하여 첫 모임을 가졌다. 산업기술종합연구소를 중심으로

스미토모화학, DNP, Toppan, 파나소닉, 소니, 도시바 등 총 27개 관련 기업 및 기

관이 참여하고 있다. 플라스틱 기판 위에 TFT 어레이를

고속으로 연속 생산하는 기술이나 관련 재료의 고도화 등

이 주요 목표이다. 경제산업성의 지원 하에 JAPERA는

인쇄전자 기반 기기나 제조 설비, 관련 혁신 재료 등의 조

기 실용화를 추구하면서, 도시 계획에 디지털 사인

(Signage, 신호체계)을 적용하는 등 다양한 어플리케이

션을 실증하는 작업도 동시에 추진할 계획이다. JAPERA

에 참여한 기업들은 서로 협력하고 또한 경쟁하면서 차세

대 주요 성장 영역 중의 하나인 인쇄전자에서의 글로벌

주도권에 도전하고 있다.

<그림 2> 인쇄전자 산업 구조 개요

자료 : ETRI 자료 재구성

디자인 인쇄 공정

기판 재료(Substrate)

기능성 잉크 재료

Applications

인쇄 기술/설비

회로 및 제품 설계 패터닝, 건조 등 공정

플라스틱, 금속 등 도체, 반도체, 절연체 잉크젯, 그라비아 등

� 로직/메모리� 조명, 디스플레이� 태양전지, 배터리� 센서 및 기타

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제품 혹은 솔루션

단위로 재료와 인쇄

기술이 하나로 통합된

블랙박스 형태의

공급사슬 구조가

기업들의 경쟁력 장벽이

될 가능성도 있다.

”

“기업들의 협력과 맞물려 인쇄전자에서는 최종 제품의 디자인에 따라 다양한 재료

와 공정의 하이브리드가 주류를 이룰 것이다. 다양한 유기 및 무기 재료의 혼용, 잉크

젯과 그라비아(Gravure) 인쇄 혹은 스크린인쇄 등 인쇄기술이 연결된 공정 등이 가

능하다. 원하는 성능을 유지하면서 고속 대용량으로 저렴하게 생산할 수 있는 이점을

그대로 살리기 위해서는 접근 가능한 최적의 기술들을 선택, 융합할 수밖에 없다. 결

국 인쇄 기술이건 재료 기술이건 또는 디자인이건 간에 독보적 기술 역량을 구비한

기업들을 중심으로 한 통합적 사업 형태가 대세가 될 공산이 크다. 나아가 제품 혹은

솔루션 단위로 재료와 인쇄 기술이 하나로 통합된 블랙박스 형태의 공급사슬 구조가

기업들의 경쟁력 장벽이 될 가능성도 있다.

인쇄전자 시장의 제품 및 솔루션 유형 측면에서는 시장 전체를 주도하는 거대 규

모의 소수 솔루션과 특정 고객에 대한 맞춤형 솔루션이 공존할 것이다. 잉크 및 기

판 재료와 인쇄 공정의 3 박자가 한데 어우러진 수급 구조를 고려한다면, 범용의 대

3M과 DuPont의 인쇄전자

3M은 저비용, 대량 생산에 최적의 솔루션으로 평가되

는 인쇄전자를 중요한 사업 영역으로 간주하고 있다. 이

와 관련하여 3M은 지난 8월 친환경 도전성 구조에 특화

된 정밀 인쇄기술을 보유한 Pr in techno log ics와

E-reading 기술을 보유한 기업인 txtr와 제휴하는 등 발

빠른 움직임을 보이고 있다. 3M New Ventures의 디렉터

인 Thomas Andrae는 터치스크린, 그래픽 아트, OLED,

태양전지 등에 인쇄전자의 적용 가능성을 높이 평가하면

서 관련 기술 기업들을 물색하고 있다. 광학필름 및 터치

스크린 시장을 주도하고 있기도 한 3M으로서는 인쇄전자

가 기존의 사업 경쟁력을 배가시키는 동시에 새로운 성장

사업의 창출에 큰 역할을 할 것으로 기대하고 있다.

세계적 화학 기업인 DuPont의 경우, 이미 인쇄전자를

하나의 산업 분야로 분류하고 있다. DuPont은 40년 전

부터 알루미나 위에 인쇄되는 고성능 레지스터

(Resister) 재료를 개발, 공급해왔으며, 이때부터 유연기

판을 위한 저온 경화 기능성 잉크의 선두 주자로 자리매

김하여 왔다고 자처하고 있다. DuPont은 자사의 오랜

기술 축적과 개발의 성과로 다양한 도전성 금속 잉크 재

료를 기반으로 인쇄전자의 지평을 넓히고 있다. 스마트

카드 등의 RFID 안테나, 헬스케어용 바이오센서, 인터커

넥터, 산업용 및 광고용 LED 조명, 태양광 등 분야에 인

쇄전자 관련 재료를 공급하고 있다. 그리고 인쇄 배터

리, 스마트 패키징, 플렉시블 디스플레이, OLED, 터치스

크린 등 다양한 응용 영역에서도 사업 기회를 찾고 있

다. DuPont은 일본 테이진과의 합작사이자 폴리에스터

필름 세계 1위 기업인 DuPont Teijin Film을 통해 기질,

기판 재료에까지 손을 뻗치고 있다. 잉크젯 등 인쇄 기

술에 적합한 차별적 잉크 재료와 공정 기술을 확보하여

차세대 인쇄전자의 리더로 자리매김할 계획이다.

LGER

I 리포

트


앞으로 만들어질

인쇄전자 가치사슬

생태계에 대한

국내 기업들의 보다

적극적인 관심과

전략적 대응이

필요하다.

”

“형 제품 및 솔루션의 성장은 중장기적 관점에서 가능할 전망이다. 아직도 이들 세

기술 영역에 있어 개선 및 혁신의 여지가 다분하기 때문이다.

국내기업, 인쇄전자에 대한 전략적 대응 필요

앞서 살펴보았듯이 인쇄전자의 막대한 잠재력을 주시하는 글로벌의 기업들이 연구

개발과 상업화에 활발한 움직임을 보이고 있다. 3M, DuPont, GE 등을 위시하여

내로라 하는 전자, 화학, 인쇄 기업, 나노 재료에 특화한 기업, 심지어는 IT 기업들

까지 가세하고 있다. 아울러 요소 기술의 전방위적 통합이 경쟁력의 중요한 원천임

을 인식한 기업들이 서로 협력하는 생태계를 차근차근 만들어가고 있다. 이러한 움

직임은 화학과 전자 및 IT 기술이 인쇄전자에서 융합·발전하고 있음을 보여준다.

국내에서도 디스플레이 기업 중심으로 인쇄전자에 대한 행보가 관측되고 있

다. 일부 LCD 공정에 인쇄기술을 도입한다든지, E-paper 시제품을 선보이기도

한 것들이 그 예이다. 현재까지는 유럽 기업을 필두로 미국과 일본의 기업들이 인

쇄전자 영역에서 가장 활발한 모습을 보이고 있다. 재료와 공정은 물론 디자인 등

측면에서 인쇄전자가 기존 전기전자산업에 미칠 파괴력은 상당할 것이다. 국내

기업들은 앞으로 만들어질 인쇄전자 가치사슬 생태계에서 뒤지지 않기 위해 어떤

강점을 발휘할 수 있을지, 어떻게 주도권을 확보할 수 있을지에 대한 전략적 고민

이 필요해 보인다. 인쇄전자 시장 성장과 환경 변화를 주도할 국내 기업들의 등장

을 기대해본다. www.lgeri.com

인쇄전자가 찍어낼 전자산업의 미래 - lgeri.com · 인쇄전자에 의한...

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