화학소재산업에 대한 정보통신기술 동향과 전망 - cheric화학소재산업에...

KIC News, Volume 18, No. 5, 2015 1

1. 서 론1)

최근 정부 차원에서 다양한 정보통신기술(ICT)

과 관련된 융합 정책이 보고되고 있으며, 이에 따

른 인프라 구축, 기술개발, 제품/서비스 개발 등과

같은 노력을 시도한 결과 화학소재산업을 대상으

로 한 ICT 융합 제품/서비스가 개발되고 있는 추

세이다[1]. 화학기반의 소재는 자동차, 조선, 항공,

건설, 전자부품과 같은 분야에 매우 광범위하게

사용이 되고 있으며, 국가 경제의 발전을 견인하

는 주요 산업으로 인식이 되고 있다. 그러나, 글로

벌 경제위기의 여파로 최근 관련기업들이 경제적

으로 어려움을 겪고 있으며, 이러한 위기를 극복

하고 경기회복 후의 시장 지배력 강화를 위해서는

주 저자 (E-mail: [email protected])

미래의 화학소재산업이 ICT와의 융합을 통해 성

장할 수 있도록 원천기술, 디자인 등 R&D 투자지

원, 산업간 융합기술 연구지원, 인력 양성 등 정책

적 지원이 필요한 시점이다. ICT는 그 자체가 경

제의 큰 부문이며 산업으로 인식되고 있고, 창조

경제의 전 분야에 잠재된 변화를 융용하는 산업으

로 진화하고 있는데, ICT와 화학소재산업 간 융합

의 가장 큰 특성은 기술, 제품/서비스, 산업, 시장,

비즈니스 모델, 정책/전략 등을 포괄하는 복합적

인 전략이므로, 투자의 중복과 자원 낭비를 최소

화하기 위한 접근방향 및 명확한 목표를 설립하는

것이 중요하다. 기술 측면에서 ICT와 화학소재산

업의 융합은 IT가 갖고 있는 기술적 특성을 새로

운 수요산업에 활용하기 위한 전략으로, 지식사회

로의 이전, 소통의 확대, 인간 활동 영역의 증대,

개인생활, 산업 활동, 국가경영 등에 필요한 문제

화학소재산업에 대한 정보통신기술 동향과 전망

공 만 식⋅김 건 홍⋅정 항 철⋅채 홍 준†

고등기술연구원

Present Trend and Prospect of Communications Technologies

for the Chemical Industry

Man-Sik Kong, Geon-Hong Kim, Hang-Chul Jung, and Hong Jun Chae†

Institute for Advanced Engineering, 175-28, Goanro 51Beongil, Baegammyeon, Cheoingu, Yongin,

Gyeonggido 17180, South Korea

Abstract: 과거 탈공업화 정책으로 인해 경제 주도권을 서비스업에 내주었던 제조업이 21세기 경제 성장과 고용창출

의 중심으로 재조명되고 있다. 과거의 제조업이 기계화, 자동화, 집중화로 경제 성장과 고용창출에 기여를 했다면,

현재의 제조업은 생산 설비와 ICT 인프라가 융합된 서비스화, 디지털화라는 새로운 가능성을 제시하면서 선진국을

중심으로 제조업 부활의 가능성을 예고하고 있다. 특히 ICT 기반의 화학 산업은 국내 경제침체를 극복하는 중요한

성장 동력으로 산업으로, 최근 기술동향과 ICT 융합 시장의 변화에 대한 정부정책 및 민간투자에 대한 기초자료를

제공할 필요가 있으므로, ICT 기반 화학산업의 경제 및 산업 환경에 따른 최근 ICT-화학 융합사례를 분석하고 향후

ICT 기반 화학소재산업이 나아가야 할 방향을 제시하고자 한다.

Keywords: ICT (Information and Communications Technologies), chemical industry, convergence technology, manufacturing industry, smart factory, 3D printing

기획특집: ICT 응용 화학산업


2 공업화학 전망, 제18권 제5호, 2015

점을 해결할 수 있을 것이다.

글로벌 IT분야 컨설팅 및 시장조사 업체인

Gartner는 모바일 기기의 다양화 및 관리(Mobile

Device Diversity and Management), 모바일 앱과

애플리케이션(Mobile Apps and Applications),

IoE(Internet of Everything), 하이브리드 클라우드

& 서비스 브로커로서의 IT (Hybrid Cloud and IT

as Service Broker), 클라우드⋅클라이언트 아키텍

처(Cloud/Client Architecture), 개인용 클라우드의

시대(The Era of Personal Cloud), SDA (Software

Defined Anything), 웹 스케일 IT (Web-Scale IT),

스마트 머신(Smart Machines), 3D 프린팅(3-D

Printing) 등 기업에 잠재적 영향력을 미칠 수 있는

메가트랜드기술에 대해 발표하는 등 세계적으로

ICT 산업의 패러다임이 콘텐츠와 소프트웨어 플

랫폼을 중심으로 개발의 중요성을 부각시키고 있

고, ICT 가치사슬단계(창조-생산-유통-소비)와 C

(Content, 콘텐츠) - P (Platform, 플랫폼) - N

(Network, 네트워크) - D (Device, 기기)를 포괄하

는 스마트 생태계가 균형적으로 갖춰져야 한다고

강조하고 있다[2]. 최근에는 유무선 인터넷에서 플

랫폼 기업이 스마트 디바이스를 통해 다양한 콘텐

츠를 제공하는 생태계를 지칭하는 것으로 의미가

확대되고 있으며, 현재 우리나라의 ICT 산업을

C-P-N-D의 관점에서 살펴보면, 콘텐츠, 플랫폼의

성장은 다소 뒤쳐져 있으나, 화학소재가 근간이

되는 휴대폰, 스마트폰 등 기기와 유무선 통신망

등 네트워크는 세계 1위의 수준으로, 이러한 유무

선 기술 및 스마트 기기를 시기적절하게 응용한다

면 제조업들의 획기적인 발전을 이끌어낼 수 있을

것으로 예측된다. 향후 21세기 화학 산업을 이끌

어갈 주요 기술 분야는 친환경 에너지 기술, 신소

재기술 등을 대표적으로 들 수 있으며, IT, BT,

NT 등 신기술과 융합은 더욱 활성화될 것으로 전

망되고 있고, 이러한 핵심소재의 개발은 시장에서

의 가격 경쟁력과 함께 산업 구조의 고도화, 고급

화 추세에 부응하고자 하는 목적으로 동종 또는

이종 소재 간의 복합화를 통한 상승효과 창출에도

큰 영향을 미칠 것으로 예상된다. 본 논문에서는

화학소재산업을 위한 정보통신 기술현황 및 미래

의 전망을 살펴보고 보다 효율적인 ICT-화학소재

융합 정책 방향을 제안하고자 한다.

2. ICT산업과 화학소재산업 융합의 필요성

정보통신기술 산업에 있어 화학은 매우 중요한

역할을 가지고 있다. 예를 들어 반도체 제조에 필

요한 프로세싱 케미칼(가스, 에천트, 포토레지스

트 등)과 패키징 재료 등이 그 예이며 최근 들어

급격히 늘어나는 COF (Chip on Film), CSP (Chip

Size Package) 등에 사용되는 고 내열 필름 등 반

도체 핵심 재료를 화학 산업이 담당하고 있다[3].

또한 최근 연구가 많이 추진되는 유기 반도체 재

료, 유기 발광재료, 무기 발광재료, 액정, 컬러필터

용 염 안료, 실런트(sealant), 이방성도전필름재료

등 대부분이 화학 소재이다. 그러나 이러한 재료

를 이용하여 반도체나 디스플레이를 제조한다고

화학이 정보통신기술과 융합되었다고는 볼 수 없

다. ICT와 융합된 분야를 찾는다면 대표적으로 공

장의 자동화 시스템을 예로 들 수 있는데, 이는 앞

으로 점점 더 중요해질 분야로 스마트 센서 및 기

존 플랜트 정보 시스템으로부터 수집한 공정 및

설비 운전 데이터와 중간 및 최종 제품의 품질 검

사 결과를 통합하고 데이터 기반 모델링 방법을

적용하여 생산 품목, 공정 조건 및 환경 조건별로

품질 불량 패턴, 품질 불량 발생률, 품질 지표를

정량화함으로써 생산성 향상은 물론 제조업의 경

쟁력을 향상 시킬 수 있다. 화학은 ICT와의 융합에

외부적으로 두드러져 보이는 분야는 아님에도 불구

하고 스마트 및 통신기기에는 다양한 모듈 및 센서

가 필요하고 이러한 센서는 화학적 재료를 기반으

로 한 소재가 사용될 것이며, 전자종이 등을 이용한

휴대용 책, RFID (Radio Frequency Identification)

인식 및 생체 신호를 인지하는 휴대폰 등 다양한

ICT 융합 분야에 있어 핵심 기술로 사용될 것이

다. ICT+화학소재산업의 융합은 기업 경쟁력의

원천인 제품/서비스의 가치 향상을 위해 생산에

투입되는 기술과 부품/자제/원료 등을 혁신하는데



그 목적을 두고 있기 때문에, 화학소재를 연구하

는 연구자들은 타 분야와 융합에 항상 생각을 하

고 있어야 하며, 다른 분야에 대한 정보 수집 및

신규 아이디어에 대한 기존 아이디어의 충돌 등으

로 창의적인 아이디어 발굴에 노력하여야만 한다.

최근 화학업계의 움직임은 신소재 개발과 신규시

장 확대를 위해 제품 개발과 시장 경쟁력 강화를

목적으로 한 협력관계를 늘리고 있으며, 합작사를

통한 공동 투자에서부터 신규사업 R&D 등 다양

한 협업을 시도하고 있고, 생산 공정이나 사무/관

리작업 등 프로세스에 대한 효율화를 넘어 제품/

서비스의 고도화로 추진되고 있는 추세이다. 또한

IT 서비스 기업에 대한 역할 기대도 과거와 같은

‘비용절감에 기여하는 지원자(enabler)’가 아니라

‘수익 창출에 기여하는 변환주도자(transformer)’

로 구도가 바뀌고 있는 추세로 단위업무 적용, 기

업 전체 차원의 통합, 가치사슬 차원의 연결 등을

넘어 기업생태계 전반의 재구축을 지원하는 식으

로 확대되고 있다. ICT-화학소재산업의 융합은 전

통적인 기술혁신, 공정혁신, 경영혁신 등을 넘어

산업/기업 입장에서 알맞은 새로운 방법론이 제시

되어야 하며, 이는 경영/경제, 산업/시스템공학, 서

비스 사이언스, 인문학, 문화예술 등이 결합된 결

과물이 될 것이기에 학계/연구계의 다학제적 연구

를 통한 이론 정립과 국내 수요 기업에 의한 솔루

션 개발과 보급이 필요하다. 정부는 이와 같은 연

구의 필요성을 인식하고 관련 이론/기법에 대한

R&D와 솔루션의 상품화를 지원해야 할 것이다.

3. 정보통신 융합기술 및 화학 산업 동향

과거에는 정책 목표에 따라 ICT 융합 대상 산

업/영역을 조정해 왔으나, ‘ICT+(특정)기술’ 또는

‘ICT+(특정)산업’식의 융합에 대해서는 아직까지

그 대상이 되는 기술이나 산업에 대한 분류 자체

가 정립되지 않은 상태이다[4]. 특히 정보통신 및

화학소재산업의 융합은 그 특성이나 발전 계기가

전통산업과는 다르기 때문에 정책적으로 활용하

는데 한계가 있으며, 정부 정책이나 선도기업의

전략적 접근에 의해 전통산업이 재편성된 결과이

거나 종래에 없던 가치를 제공하는 완전히 새로운

산업으로 등장한다는 점이 가장 큰 특징이다. 예

를 들면, 스마트 섬유 혹은 BIOTEX 등은 기존 산

업분류 상의 제조업 중 화학 산업에서 등장하고

있지만, ‘스마트 섬유’는 기술 측면에서는 IT, BT,

NT, CS (인지과학) 등이 융합되고, 산업 측면에서

는 섬유는 물론, 컴퓨터, 통신, 소재, 전기/전자 등

산업이 공급자로, 패션, 의료, 스포츠, 엔터테인먼

트, 안전, 스마트워크 산업이 수요자로 참여하는

신산업이기에 전통산업의 연장선에 있는 것으로

볼 수 없다는 것이다[4]. 또한, 정보통신 및 화학소

재산업의 융합은 종래의 산업처럼 장기간의 수명

주기를 갖고 안정적으로 유지, 발전되는 소수의

산업이 아니라 상대적으로 짧은 수명주기 동안 역

동적으로 등장, 발전, 성숙, 쇠퇴하는 상대적으로

많은 수의 산업이라는 점이 고려되어야 한다. 결

론적으로, 이러한 융합산업에 대한 분류체계는 종

래와 같은 공급자 관점이 아닌 수요자 관점에서

수립되어야 하다. 융합은 산업(industry)이나 시장

(market)에 대한 인식과 접근이 달라지는 대변혁

이라 할 수 있다[4]. 융합시대 이전의 ‘산업’(예 :

자동차, 조선, 금융, 관광)은 유사한 자원과 지식을

투입해서 유사한 제품/서비스를 생산할 수 있는

역량을 가진 기업들의 정적인(static) 집합체였지

만, 정보통신 및 화학 산업 융합은 최종소비자의

특정 요구에 부응하기 위해 상호 연결-협업하는

기업, 개인, 지원기관 등의 집합체가 될 것이다. 국

내에서는 화학 산업을 대상으로 한 ICT 융합 제품

/서비스와 솔루션 개발에 대한 연구를 통해 제품/

서비스에 포함된 원천기술을 개발하고, 공정혁신

을 수행함으로써 품질향상은 물론 제품의 단가를

인하하고자 하는 노력이 점차 확산되고 있는 추세

이지만, ICT-화학소재의 융합을 보다 효과적으로

추진하기 위해서는 종래의 접근방식에 대한 근본

적 변화가 필요하며, 기술융합과 산업융합을 명확

히 구분함으로써 목표와 수단이 부합되도록 추진

하는 것이 매우 중요하다. 이는 향후 신산업 창출

은 물론 전통산업의 전환을 이룰 수 있고 새로운



산업생태계를 만드는 근원이 될 것이기 때문이다.

하지만, 대부분의 화학소재산업 기업들은 ICT 융

합의 개념과 접근방법에 대한 이해도가 낮고, 이

는 ICT 융합을 위한 기술이나 상품 개발에 비해

ICT 융합 자체에 대한 개념적 연구와 방법론, 융

합 대상인 제품/서비스 또는 산업에 대한 전문성

이 결여되기 때문인 것으로 파악된다. ICT+화학

소재융합을 위한 효과적 방법론은 국내는 물론 외

국 학계의 연구도 불충분한 상태이며, 이와 같은

문제점을 해소하기 위해서는 ICT 융합의 개념과

접근방법에 대한 학계의 연구/교육 확대 지원, 융

합기술에 대한 R&D에 덧붙여서 융합경영에 대한

R&D 확대 지원과 대학의 ICT 교육과정에 공학,

경영학, 제조/서비스 산업 등에 대한 교육을 포함

시키는 식의 접근이 필요할 것으로 예상된다.

4. ICT산업과 화학산업의 융합사례

ICT-화학소재 산업간 융합 형태는 앞서 서술한

바와 같이 제품 자체를 ICT와 융합하거나 ICT를

구현하는 제품을 만드는 형태의 기술융합과, 생산

활동을 위한 제품설계 및 운영기술에 있어 제조기

술의 고도화 및 ICT와의 융합을 통하여, 공정시스

템 운용 성능의 극대화 및 생산성을 향상하기 위

한 산업융합의 형태를 들 수 있다. 본고에서는

ICT-화학소재의 기술융합 및 산업융합의 예로, 디

스플레이 산업, 3D 프린팅 기반 제조 혁신 기술,

자동차 산업기술, 스마트 공장 산업에 대한 최근

국내외 동향 및 시사점에 대해 살펴보았다.

4.1. 디스플레이 산업

디스플레이 산업은 ICT+화학기술융합의 대표

적 사례로 볼 수 있다. Figure 1은 디스플레이 산

업의 변천과정을 나타낸 것이다. 그림에서 볼 수

있듯 디스플레이 산업은 CRT에서 시작해서 LCD

를 거쳐 LED, 더 나아가 맘대로 휘게 할 수 있는

플렉서블 디스플레이에 이르기까지 많은 발전을 이

루어 왔음을 알 수 있으며, 구동 원리에 있어서 몇

번이나 패러다임이 바뀌고 있는 것을 알 수 있다.

즉 LCD의 시대는 막을 내리고 OLED (Organic

Light Emitting Diode)의 시대가 되었음을 알 수 있

으며, 향후 제4의 물결을 일으킬 NEW 디스플레이

는 어디든 쉽게 적용 가능한 휘어질 수 있는

Flexible 디스플레이, 그리고 3D의 실현이 될 것으

로 전망되고 있다. 이 중 4세대 디스플레이의 구현

을 위해 최근 홀로그래피 기술이 각광받고 있는

데, 이러한 홀로그래피 기술의 예를 Figure 2에 나

타내었다. 홀로그래피 기술은 빛의 간섭효과를 이

용해 실제 물체와 다름이 없는 3차원의 정보를 기

록하는 기술로 일반적으로 형성하기 어려운 3차원

광자결정(Photonic crystals)의 제조를 위해 다양한

연구가 시도되고 있다. 홀로그래피 기술은 디스플

Figure 1. Process of transition for the display industry.



레이와 정보통신기술, 화학 소재기술분야가 협업

해야 하는 첨단 기술 분야로 디스플레이, 조명용

형광체 합성 기술 등에 활용되며, 발광다이오드의

필수 소재인 희토류와 같은 화학소재가 사용된다

[6]. 그러나, 홀로그래피 기술은 이론적인 면에서

비약적인 발전을 거듭하고 있음에도 불구하고, 물

리적인 측면에서 상용화 수준에 이르기까지 아직

큰 한계가 존재한다. 예를 들어 50인치 급의 홀로

그래피 디스플레이 실현을 위해서는 SHD (Super

HD)급 공간 광변조기가 수천 개가 필요한데, 아

직은 이러한 디지털 홀로그램을 디스플레이할 수

있는 광학소자기술이 없기 때문이다. 현 평판 디

스플레이 기술 수준으로는 상용화 수준의 홀로그

램 디스플레이 실현이 거의 불가능하며, 현 산업

기술의 수준을 고려할 때 10년 이내에 시분할 또

는 공간분할 방식의 SLM을 사용해서만 50인치급

홀로 그래픽 디스플레이 실현이 가능할 것으로 전

망해볼 수 있다. 이러한 홀로그래피가 시장에 도

입되기 위해서는 첫 번째, 시연 장비를 도입하고

지속적인 콘텐츠를 생성하고 이용하는 데에 드는

비용 대비 경제적 가치를 창출할 수 있을 것인지

를 염두에 두어야 한다. 두 번째로, 해상도의 향상

과, 디스플레이 장치의 개발, 처리속도 향상이 이

루어져야 하며, 풍부한 콘텐츠 확보, 정부의 집중

적 지원, 편의성 및 홍보 등이 이루어져야 한다.

이러한 기술은 3D 미디어의 발전된 실감영상으로

서 일반인과 전문직에서 활용할 뿐만 아니라, 보

안/인쇄/인증, 의료장비 및 산업장비 등 다양한 분

야에 활용될 수 있어 경제적 파급효과가 높을 것

으로 기대되며, 향후 글로벌 홀로그래피 시장을

선점하기 위해서는 기존 홀로그래피 산업을 포함

하여 정보통신산업과의 활용도를 높이고 파급효

과를 극대화하면서 글로벌 시장을 선점하기 위한

포괄적이고 전략적인 접근이 필요하다.

4.2. 3D 프린팅 기술

최근 3D 프린터 기술은 RP(Rapid Prototyping)

의 산업적 응용을 넘어, 저가 3D 프린터의 개발과

보급이 이루어지고 있으며, 원천특허권 만료와 IT

기술의 발달로 3차원 데이터의 제작과 보급 확산

이 전방위적으로 이루어지면서 개인용 3D 프린터

의 보급도 활발히 진행되고 있는 상황이다. 이에

따라 제조업의 패러다임이 바뀔 것으로 예상되며,

3D 프린팅 제조와 관련된 화학 산업과 ICT가 융

합된 기술개발의 필요성이 증대되고 있다. 3D 프

린팅은 소량 맞춤형 생산을 대중화하여 Mass

Production의 시대를 Mass Customization의 시대

로 바꾼다. 또한 기존 제조공정으로는 구현할 수

없었던 제품 성능의 향상을 가능하게 함으로써 전

자, 자동차, 항공 등 기존 산업에 재도약의 기회를

제공한다. 의료 산업에서는 환자의 신체에 맞추어

인공 뼈, 관절, 장기를 제작할 수 있다[7]. 3D 프린

팅의 제조 산업 영역별 적용현황을 살펴보면, 전

자, 항공/자동차, 의료/제약 및 교육/패션 산업에

주로 적용되며 각각의 적용 예시를 Figure 2에 나

타내었다[8]. 3D 프린팅은 제조 산업을 ICT화하

는데 많은 기여를 하고 있으며, 제조 산업의 속성

을 변화 시킬 것으로 예상된다. 그리고 기존에 많

은 자본이 필요한 제조, 화학 및 장치 산업들을 소

규모 자본으로 시작할 수 있는 가능성을 제공할

뿐만 아니라 ICT와 결합하여 다양한 서비스 모델

을 파생시킬 수 있다[9](Figure 3). 하지만 3D 프

린팅 산업은 아직 성장의 초기단계이며 아직 극복

해야 할 많은 장벽을 가지고 있다. 대형 제품을 제

작하는데 많은 시간이 소요되며, 아직 금속 소재

에서의 3D 프린팅 기술은 제품의 정밀도와 강도

도 기존 제조공정보다 떨어진다. 미국은 이미 정

부 차원에서 3D 프린팅 산업 육성을 위한 지원 정

책을 실행하고 있고, 수천만 달러의 기금을 관련

Figure 2. Holography technique.



프로젝트에 투자할 계획이다. 미국 정부는 3D 프

린팅이 미국의 제조업을 부흥시킬 핵심 기술이라

고 보고 산업 클러스터 형성 및 관련 법령, 표준

체계에 대한 정비를 시작하였고, 유럽, 일본, 중국

등은 관련 산업이 활성화되어 응용 분야의 확대가

이루어지고 있는 반면, 국내는 3D 프린팅에 대한

준비가 아직 미흡한 상황이다. 한국의 제조업 경

쟁력과 우수한 인력, ICT 인프라를 고려할 때, 3D

프린팅은 한국이 글로벌 경쟁력을 가질 수 있는

분야이다. 벤처, 중소기업을 위한 3D 프린팅 설비

지원, 선제적 기술 연구, 응용 분야 연구 및 정부

의 정책적 지원이 시작되어야 할 시점이다. 3D 프

린팅 기술은 제3차 산업혁명을 가져올 수 있는 기

술로 언급되고 있으나, 제도적인 문제로 인한 부

작용을 가져올 수 있다. 예를 들어 불법적인 제품

디자인의 유통이나, 무단도용이 쉽게 발생함에 따

라 관련 지식재산권법의 정비가 시급하고 제품의

도안⋅디자인만 있으면 쉽게 제품의 생산이 가능

하기 때문에 3D 프린팅을 이용해서 불법 무기류

를 무단으로 복제하는 등 역기능을 규제할 수 있

Figure 3. Application of 3D printing in manufacturing industry.

Figure 4. 3D printing as a result of changes in industrial property and the role of 3D printing.



는 방안도 필요할 것으로 사료된다.

4.3. 자동차 산업과 ICT 융합기술

최근 ICT 기술과 자동차산업의 융합기술로서

스마트카 및 자율주행 자동차에 대한 관심이 고조

됨에 따라 기존 완성차의 생산 비중이 증가하고

있고, 새로운 화학 및 부품소재의 적용에 대한 수

요가 늘어나고 있는 추세이다. 국제에너지기구

(IEA)의 보고에 따르면 기존 내연기관 승용차 판

매량은 2020년을 기점으로 감소하기 시작하고

2030년에는 전기차 및 스마트카의 판매대수가 기

존 내연기관 엔진차의 판매대수를 추월할 것으로

예측하고 있는데 이는 기본 자동차 업계의 구동계

통의 단순화, 핵심 경쟁력의 변화 등으로 진입장

벽이 낮아짐에 따라 신규 완성차 업체의 시장 진

입 가능성을 제시하고 있다[10]. 스마트카 시장은

2013년 기준 전세계 2,100억 달러의 규모로 2018

년까지 연평균 약 7% 성장(전체 자동차 연평균 성

장률 : 3.5%)이 기대되는 유망분야로 시장으로 트

렌드가 가치사슬 변화, 산업구조 재편으로 이어지

면서 완성차 및 부품⋅소재 공급 기업들에게 또

다른 기회를 제공하고 있다[11]. Figure 5에는 스

마트카에 적용되고 있는 화학소재 기반 부품 및

국내의 주요 업체를 나타내었다. 이러한 미래형

자동차 산업은 전기⋅전자⋅통신⋅화학 기술의

융합으로 고도의 안정 및 편의를 제공함은 물론

통신망 적용을 통한 차량 시스템의 지능화가 빠르

게 진행되고 있는데, 전기 배터리와 모터로 구동

되는 동력원의 전기화 추세, 차체 경량화, 전기⋅전자 소재의 적용성 확대 등이 향후 자동차 산업

의 메가트랜드라고 할 수 있다(Figure 6). 전기차

는 동력원인 모터와 2차전지 소재 기술이 핵심이

다. 배터리는 전기차 가격의 60%에 해당할 만큼

비중이 높으며, 연구개발에 따른 성능이 좋아지면

Figure 5. Domestic leading enterprise for the electric vehicle parts and materials industry.

Figure 6. Present trend of material for the automotive parts.



서 그린카 및 전기차 시장이 신성장 동력으로 자

리매김 하였다. 최근 배터리 수명, 용량, 안정성 등

을 향상시킬 수 있는 다양한 소재 연구가 진행되

면서 기존의 LCO 및 흑연 소재를 대체하여 더 많

은 양의 리튬을 저장할 수 있고, 자동차의 주행성

능 및 충⋅방전에 유리한 배터리 개발에 국내 업

체들이 앞장서고 있다[12]. ICT와 융합된 전기차

의 배터리 시장은 고용량화, 고밀도화, 안정성 확

보를 기반 기술로 하여, 1회 충전 시 주행거리가

길고 그에 따른 주행성능을 개선하고, 30 min에

80% 이상의 고속 충전을 할 수 있는 방향으로 연

구개발 되고 있다. 이와 함께 전기차의 상용화를

위한 배터리의 저가격화, 사고 시 배터리에 따른

이차 사고를 예방할 수 있는 안정장치 및 전기 충

전소 등의 인프라 구축에도 힘쓰고 있다[10]. 배터

리에 있어서 ICT와 융합이 선진적으로 이루어진

부분은 BMS (Battery Management System)로 배

터리 구동 시 발생하는 열을 관리하고 충전 상태

(SOC)를 제어하는 역할을 한다. 이러한 BMS 기

술은 더 나아가 무선기반의 자동차 통신을 가능하

고 하고, 충전량 모니터링 및 데이터 수집/진단하

여 사용자가 직접적으로 인지할 수 있게 하는 기

능을 수행하고 있다. 또한 배터리 및 차체 시스템

에 관한 경보 및 안전예방 기능으로 점차 발전하

고 있다[10]. 배터리 관련 화학 소재 업체인 LG화

학은 2016년에 1조원 후반대의 매출을 자동차용

배터리에서 거둔다는 계획을 갖고 있으며, 삼성

SDI는 BMW와 폭스바겐, 마힌드라, 델피 등과 협

력 관계를 유지하며 화학 소재의 다양성 및 고용

량 소재에 대한 전극 소재의 상용화를 진행하고

있다. 또한 SK이노베이션은 중국 시장 공략에 적

극적으로 진행하여 베이징 베스크 테크놀로지를

설립하고 연간 전기차 1만대를 공급할 수 있는 배

터리팩 제조라인을 구축한 상태이다[10]. 전 세계

적으로 스마트 자동차 시장의 성장으로 인해 기존

소재 산업과 화학 산업 그리고 ICT 산업과의 융합

된 기술개발을 통해 신 시장 개척을 노리고 있다.

삼성은 제일모직을 삼성SDI와 합병시키고 2차전

지는 물론 자동차용 경량화 소재로까지 사업을 확

대하는 로드맵을 구축하였다. 또한 LG화학과 SK

케미칼도 배터리와 함께 차량용 화학 및 소재 기

술 개발에 적극적으로 나서고 있고, LG하우시스

는 미국 조지아주에 자동차 원단 공장을 건설하는

등 다양한 노력을 시도하고 있다. 효성과 롯데케

미칼은 자동차 경량화에 맞춰 내외장재로 사용되

는 섬유에 사업 역량을 집중하고 있으며, 한화

L&C는 건자재 사업을 매각한 대신 자동차용 소

재 산업에 적극적으로 나서고 있다. 이러한 ICT와

소재가 접목된 스마트카의 기술 트렌드를 살펴보

면 비철금속 및 화학소재의 사용량 증가, 전자장

비의 비중 증가, ICT 및 첨단 소재 중심의 기술적

진화가 주요 안건으로 파악되고 있다[11]. ICT와

소재가 접목된 스마트카의 기술은 최근 철강의 비

중은 줄고 비철금속 및 화학소재 분야의 기술적

난이도가 증가하고 있는데, 예를 들면 자동차의

골격과 차체를 구성하는 주요 소재가 비철금속 및

화학 공정을 기반으로 하는 합성수지로 대체되고

있는 추세로, 알루미늄, 플라스틱, 탄소섬유 등 가

볍고 강성이 뛰어난 소재들이 자동차에 반영되는

비중이 확대되고 있다. 국내 자동차산업 전체 중

간투입액 대비 철강 1차제품 중간투입액 비중은

1990년 10.9%에서 2010년 7.2%로 감소한 반면,

플라스틱 제품 등의 화학소재 중간투입액 비중은

같은 기간 4.5%에서 6.6%로 증가하는 추세는 이

와 같은 소재의 변화추이를 잘 대변한다고 할 수

있다[14]. 스마트카 부품은 전장이나 동력원이 급

속화게 전기화되면서 전기/전자 소재부품을 기초

로 하는 전자장비가 차지하는 비중은 크게 늘고 있

다. 전기차 관련 부품의 비중이 증가함에 따라 세

계 자동차 제조원가 가운데 전자부품 및 ICT 관련

소프트웨어가 차지하는 비중이 2020년 35%, 2050

년에는 50%까지 증가할 것으로 예상된다[10]. 또

한 이러한 기술 동향은 자동차에 반영되는 편의사

양의 첨단화가 가속화되면서 더욱 빠르게 진행될

것으로 보이며, 전자 장비를 통합적으로 제어하는

ICT 기술의 발전과 함께 자동차와 모바일 수단과

의 융합을 위한 다양한 기술도 선보일 것으로 판단

된다. 스마트카의 핵심부품이 기계부품 제작 및 조



립 중심에서 IT 제조, 소프트웨어, 첨단소재 중심

으로 변화할 것으로 보이며, 스마트폰을 중심으로

전개되었던 ICT 분야의 지적재산권 분쟁이 자동차

영역으로 확산되면서 관련 시장은 기술의 선점을

위한 연구 개발 경쟁이 치열하게 전개되고 핵심기

술 획득을 위한 많은 M&A도 활성화될 전망이다.

주요 선진국에서는 전기차, 스마트카를 자동차산

업과 ICT 산업의 미래를 좌우할 핵심 아이템으로

선정하고 있으며, 이에 관련된 전기⋅전자 산업 및

화학소재 산업을 기반으로 하는 ICT 산업간의 융

합 정도에 따라 시장의 선점에 노력하고 있다. 또

한 전세계적으로 화학소재 및 ICT 관련 인프라 확

충, 기술표준 정비, 안전 및 환경기준 마련 등과 관

련한 정부 역할의 중요성도 추진해야 할 과제로 보

인다[13].

요약하면, 전기차 시장의 확대에 따른 자동차산

업의 지각변동을 새로운 성장의 계기로 적극 활용

하기 위한 3가지 핵심 과제를 가지고 있다. 즉, 고

속성장이 예상되는 스마트카, 그린카 사업과 기술

에 대한 모니터링을 강화하고 연구개발 투자를 확

대함으로써 시장 환경 변화에 대한 대응 능력을 강

화할 필요가 있으며, 자동차산업 내 산학연 협력

활성화, 중소⋅벤처기업의 기술보호 강화 등 혁신

지향적 환경 조성을 위해 노력해야 할 것이다. 또

한, 정부는 초기 시장 창출 및 혁신 지향적 환경 조

성을 위해 규제를 정비하고 스마트 교통 인프라 확

충을 위해 노력할 필요할 것으로 판단된다.

4.4. ICT 융합 스마트 가공시스템 기술

최근 첨단 고부가가치 화학 소재 및 제품을 생

산하고, 스마트 공장의 주역이 되는 시스템 개발

방향과 함께 생산제조 산업의 코어 기술개발을 추

진하고 있는 제조업 혁신 3.0 전략이 추진되고 있

으며, 화학소재 분야에서도 이러한 추세에 편승하

여 ICT/IoT를 응용한 스마트화 기술이 접목되고

있는 추세이다. 대표적 예로, 스마트 센서 및 기존

플랜트 정보 시스템으로부터 수집한 공정 및 설비

운전 데이터와 중간 및 최종 제품의 품질 검사 결

과를 통합하고 데이터 기반 모델링 방법을 적용하

여 생산 품목, 공정 조건 및 환경 조건별로 품질

불량 패턴, 품질 불량 발생률, 품질 지표를 정량화

하는 품질 기준정보 체계를 구축하고 있으며, 이

러한 기술은 실시간 수집 데이터와 품질 기준정보

를 이용하여 공정 불량 감시, 불량 원인 추적, 품

질 지표 예측을 수행함으로써 생산 품목, 생산량,

생산 환경, 설비 상태 등에 따라 ICT 기반 융합기

술을 적용하여 설비 개발자/제조자 및 사용자 등

에 가공시스템을 지능적으로 향상시켜서 첨단의

고부가가치 부품 및 제품생산에 대응하여 ICT 융

합 기술개발에 따른 경쟁을 확보할 수 있다. 이러

한 목적을 실현하기 위한 기술로 실시간 모니터

링, 센서융합/네트워킹, 설비상태 감시/진단, 운용

등의 기술이 기존 생산 시스템에 적용되고 있으

며, ICT 기술은 독일의 DMG, 일본의 Mazak,

Mori-Seiki 등의 제조사 등을 중심으로 다양한 융

합 가공시스템이 개발되고 있다. 최근 개발되고

있는 ICT 융합 스마트 가공시스템은 단독적으로

운용되는 가공시스템 보다는 스마트 공장 구축을

위한 기계와 상위시스템(MES, ERP 등)과의 연계

가 가능한 디지털 제조환경을 지향하고 있는데,

공정 품질 예측 기술과 플랜트 운영 최적화 기술

을 이용하여 플랜트 공정 불량을 최소화함으로써,

제조업의 경쟁력을 향상시키고 창조 경제 실현에

기여할 수 있기 때문이다. 일반적으로 품질 검사

는 제품 제작을 완료한 후 제품이 설계 사양을 만

족하는지 확인하기 위해 선택된 일부 샘플에 대해

품질 지표를 측정하는 방법으로 수행되며, 불량

발생 시 제품을 폐기하거나 원자재로 환원하는 방

법으로 처리하고 있지만, 이와 같은 품질 검사 방

법은 제품이 완료된 후에 수행가능하기 때문에 불

량품 제작에 투입된 자원들이 모두 손실되고, 생

산된 모든 제품을 검사하는 것이 아니어서 불량품

을 고객에게 인도할 가능성이 항상 존재하게 된

다. 따라서, 최근에는 품질 불량 문제가 기업의 경

쟁력뿐만 아니라 기업의 존폐에도 영향을 미치는

사례가 많아짐에 따라 품질 관리의 중요성이 더욱

커지고 있고, 국내 중소 제조기업의 경우 제품 경

쟁력 향상, 제작 원가 절감을 위해 품질을 관리하


10 공업화학 전망, 제18권 제5호, 2015

고 향상시키려는 의지는 매우 크지만, 체계적인

불량 원인 분석, 설비 개선 및 공정 개선을 통한

품질 향상을 수행할 수 있는 인력과 시스템은 제

대로 갖추지 못한 상태이다. 이러한 품질 기준정

보 기반 공정 품질 감시 및 운영 최적화 시스템은

공정 및 운전 데이터와 품질 검사 결과 데이터만

을 이용하여 자동화된 방법으로 공정 완료 또는

제품 완성 전에 불량 여부를 예측하고 불량 원인

을 추적하는 시스템으로, 인력 및 시스템 부족으

로 인해 품질 관리에 어려움을 겪고 있는 중소⋅중견 제조기업의 품질 관리 및 품질 향상에 큰 활

력이 될 것이다. Figure 7은 제품 품질 향상을 위

한 ICT-소재 융합기술 개념을 도시한 것이다. 즉,

화학소재 생산을 위한 공정 및 설비 운전 시 기존

시스템으로부터 실시간으로 모니터링하고, 추가

로 필요한 정보 및 데이터는 각 공정 변수 측정에

적합한 스마트 센서를 통해 수집함으로써 우수한

품질을 확보할 수 있는 시스템을 최적화할 수 있

다. 각 공정에 투입되는 인력의 숙련도, 재료의 품

질, 공정 및 설비의 운전 조건 등에 의해 결정되

나, 이종 제품 생산을 위한 공정 변경과 설비의 이

상도 품질에 큰 영향을 미치기 때문에 제조 설비

의 상태 감시 기술을 적용하여 품질 예측의 정확

도를 높이고 설비 관리에도 활용될 수 있다. 또한,

생산 품목, 생산량, 생산 환경, 설비 용량 및 설비

상태에 따라 고품질의 제품을 최소한의 자원을 투

입하여 생산할 수 있도록 원료의 사양, 공정에 사

용할 설비, 설비의 운영 조건을 제시하는 품질-공

정 정보 연계형 운영 기술도 개발되고 있는 추세

이다. 데이터 기반 모델을 이용한 품질 예측 기술

및 제품은 선진국에서도 시장 형성 초기 단계에

있으므로 기술 개발, 제품 향상 및 안정화를 통해

기술 및 시장 경쟁력 확보가 가능할 것으로 예측

된다. 정부는 산업혁신 3.0 전략을 수립하고, 제조

공장, IT, SW 및 사물인터넷(IoT)의 융합을 통해

생산 전 과정을 지능화 및 최적화하여 2020년까지

1만 개 공장의 스마트화를 추진하고 있는 상황이

지만 스마트 팩토리를 정착시키는 것은 현실적으

로 매우 어려운 일이다. 이는 각 회사의 현황에 맞

게 생산 전 과정의 자동화나 지능화 시스템을 정

착시키기에 각각의 기능이 유기적으로 연계되는

데 상당한 시간이 소요되고, 공장의 운영 현황에

적합한 맞춤형 솔루션으로서 의사결정 판단기준

을 도출해 내는 데 일관된 인내가 요구되기 때문

이다. 예를 들어, 각각의 감지 정보에서 의사결정

모델을 만들어 내고 이를 다시 활용해 생산 실행

Figure 7. Diagram of smart operating system based on the ICT solutions.



요소로 적용하는 연결고리를 생성하는 것, 또 이

를 다듬는 과정이 반복적으로 수행되어 최적 해를

찾는 과정이 요구된다고 볼 수 있다. 스마트 공장

을 효과적으로 구현하기 위해서는 실시간 점검과

품질분석 및 예측관련 기술, 공통산업 플랫폼 개발

을 진행해야 하며, 더불어 모델공장을 구축해 개발

기술을 검증하고 실제 산업현장에 적용해 국내 제

조업에 스마트 공장 도입을 확산해야 한다[5]. 스

마트공장의 운영 최적화 및 다양한 공정으로의 호

환과 재사용을 위해서는 산업 표준기술 개발이 함

께 이뤄져야 할 것으로 전망되며, 이러한 스마트

공장은 사람들의 인식과 산업체계를 바꿀 수 있는

패러다임으로 제조업의 고도화를 실현하여 생산성

향상에 기여한다면 창조경제로의 도약은 물론 국

가경쟁력 제고에 크게 기여할 것이다.

5. 결 론

향후 ICT-화학소재산업의 효과적인 융합을 위

해서는 R&D 과제를 기초연구, 응용연구, 개발연

구, 실용화연구 등으로 구분해서 기술개발 목표와

활용방안, 성과평가 등을 달리 설정할 것이 요구

된다. 예를 들면, 기초/응용연구는 대학이나 정부/

공공 연구소가 담당하며, 실용화 가능할 것으로

예상되는 미래 유망기술을 대상으로 하며 그 성과

는 국제적 수준에 얼마나 근접하거나 추월했는가

하는 점에서 평가되어야 할 것이다. 반면, 개발연

구는 기존 제품/서비스에 포함된 핵심 소재/부품

을 국산화 하거나 글로벌 경쟁력을 갖는 상품으로

업그레이드하기 위한 것으로 기업연구소가 담당

하며 그 성과는 제품/서비스 혁신 수준으로 평가

되어야 할 것이다. 실용화 연구는 기존 기술의 성

능이나 품질을 개선하기 위한 연구로 기업이 주도

하고 그 성과는 시장에서의 매출/이익 증가율 같

은 것으로 평가되어야 할 것이다. 또한, 정부지원

R&D 투자에 대한 포트폴리오의 적정성 여부, 사

각지대에 있는 R&D 과제 존재 여부 등에 대한 재

검토와 그에 따른 R&D 투자 조정이 요구된다. 즉,

기초연구와 응용연구는 국내 여건 상 민간 주도로

진행하기 어려우므로 정부 지원 비중이 높아져야

하는 반면, 개발연구나 실용화연구는 기업 스스로

가 면밀한 시장 분석을 통해 자발적인 투자를 확

대해 가야 할 분야이므로 정부 지원 비중은 상대

적으로 낮아져야 한다. 기초/응용연구 단계 R&D

측면에서 우리나라는 미국이나 EU에 비해 NBIC

융합기술에 대한 투자가 상대적으로 작아서 이에

대한 조정도 필요할 것이다. ICT 융합은 기술융합

이면서 산업융합이라는 양면적 특성을 갖고 있다.

즉, 기술이 그자체로 인정받을 수 있는 것이 아니

라 궁극적으로 산업에 적용되어 새로운 가치를 창

출할 때 그 가치를 인정받게 된다는 것이다. 따라

서, 기술과 비즈니스 및 산업은 수명주기의 전 과

정에서 상호연계 될 수 있어야 하는데, 이런 점에

서 정부는 산학연관민이 긴밀한 협력과 역할분담

을 통해 목표를 달성할 수 있도록 기술, 제품/서비

스, 산업, 시장 등 다양한 영역별로, 또 정부와 기

업이 각각, 수립-운영하고 있는 로드맵들을 국가

차원에서 연계, 조정하는 역할을 강화해야 할 것

이다. 새로운 융합 제품/서비스는 선도기업의 결

과물을 벤치마킹 내지 복제하는 것이 아니라 고객

/소비자 및 인간 욕구를 식별하고 그러한 욕구

(needs)와 요구(wants)를 충족시켜 줄 가치(value)

를 도출해서 신상품으로 정의하는 식의 창의적 접

근이 필요하므로 융합상품 기획을 위한 기업 내지

산업 차원의 프로세스, 기술, 방법론, 도구 등을 확

보하고 이를 보급해야 할 것이다. 기업은 동종 산

업보다는 이종 산업 간의 교류와 협력 비중을 높

여야 하며, 정부는 이종 산업간 협력과 사업 수행

확대를 위한 온라인/오프라인 교류의 장(場)마련,

인센티브 제공, 법/제도 등 정비 등을 담당해야 한

다. 정부는 이와 같은 연구의 필요성을 인식하고

관련 이론/기법에 대한 R&D와 솔루션의 상품화

를 지원해야 할 것이다.

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전략, National Information Society Agency, 6

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공 만 식1998 경상대학교 금속재료공학 학사

1998～1998 한국로스트왁스(주) 사원

1999～2002 한국기계연구원 위촉연구원

2001 경상대학교 금속재료공학 석사

2002～2005 (주)대창공업 기술연구소 계장

2005～현재 고등기술연구원 수석연구원

2013 아주대학교 금속재료공학 박사

정 항 철2002 조선대학교 금속재료공학과

학사

2004 조선대학교 금속재료공학과

석사

2004～2007 (주)대주전자재료 금속분말

사업부 주임연구원

2007～현재 고등기술연구원

신소재공정센터 선임연구원

2012 아주대학교 재료공학과 박사

수료

김 건 홍2005 홍익대학교 재료공학 학사

2007 한양대학교 신소재공학 석사

2008～현재 고등기술연구원


2014～현재 아주대학교 신소재공학 박사

과정

채 홍 준2005 경북대학교 섬유공학 학사

2008 한양대학교 신소재공학 석사

2011 Iowa State University, USA, Visiting Scholar

2013 한양대학교 신소재공학 박사

2013 한국생산기술연구원 희소금속

산업기술센터, 연구별정

2013～2014 Ames Laboratory, USA, Post-doc2015～현재 고등기술연구원


화학소재산업에 대한 정보통신기술 동향과 전망 - cheric화학소재산업에...

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