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국내 용접기용 전기.전자 부품산업의 현황과 비전은?
‘국내 용접 전기, 전자 부품 산업’, 업그레이드 된 ‘기술력’으로 무장하여 당당히 나서라!
글 / 메탈넷코리아(월간 용접저널) 취재부 이 명 규 기자
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※본지에 게재된 기사와 자료는 월간 용접저널(welding Korea Journal Monthly)의 취재.인터뷰.조사 정리자료로서 당사의 허락 없이 무단전제, 복사하는 것은 불법이므로 금합니다.
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인터뷰 ①: (주)월드웰 상무이사 한 용 길(정부.산학연의 협력이 용접 발전을 이룩하는 열쇠)
전기, 전자 부품은 용접기의 부속품에 속하기 때문에 당연히 용접기 판매량에 따라서 그 판매량이 결정이 된다. 조선 호황이었던 2008년에 비해 2009년은 사실 판매량이 대폭 하락했다고 추정된다.
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인터뷰 ②: 우앤이 대표 우춘택(우수한 제품을 유통하는 것이 전기, 전자 부품 산업 활성화)
용접기용 전기, 전자 부품을 거의 취급하고 있다고 해도 과언이 아니다. 작년 경기 흐름이 큰 폭의 하락세를 보임에 따라 많은 부분에서 어려웠다는 목소리가 높지만, 자사의 경우 다품종을 납품하기 때문에
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인터뷰 ③: KEC 과장 양호진(기술.품질.납기.원가경쟁력이 전기전자부품 주도국 되는 길)
국내 용접기는 조선을 비롯 산업 전반에서 월 30K∼40K Set 생산 및 판매를 하고 있다. 주로 PWM 인버터 방식의 DC ARC 용접기가 70% 정도를 차지하고, 위상제어 방식의 AC 저항 용접기가 30% 정도
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인터뷰 ④: LS산전 팀장 김재신(용접기제조 업체와 모듈업체의 만남, 용접 명품 브랜드화)
용접기의 성능 부분에서 IGBT나 다이오드가 차지하는 부분이 상당히 크다고 생각한다. 용접 산업 선진국이라 불리는 일본에서는 효율성을 가장 중요시 하는데, 온도 센싱에 의해 차단이 되지 않은 상태에서
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인터뷰 ⑤: ㈜삼대전기 대표이사 오국원(마찰용접 설비시장확대, 우선 마찰용접기술 필요성인식)
트랜스포머 한 가지만이 뛰어난 성능을 가지고 있다고 하여서 용접기의 질이 좋아지는 것은 아니다. IGBT나 SCR 등의 전기.전자 부품들이 다같이 발전을 하고 최상의 질을 가질 때 시너지효과를 불러
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인터뷰 ⑥: 월드텍 영업팀장 김필수(마찰용접 설비시장확대, 우선 마찰용접기술 필요성인식)
IGBT외 전력소자 같은 경우는 연간 200∼300억 가량으로 추정. 하지만 국내 시장에는 한계성이 존재하므로 시간이 흐름에 따라 시장규모가 확장 또는 축소가 될 가능성이 있기 때문에 국내 경기가 활성화
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인터뷰 ⑦: ㈜지파워 상무 김봉환(동남아시아 등지로 활로를 구축하여 수출에 주력)
국내에서는 월 30,000∼50,000 모듈 정도 소모된다고 추정된다. IGBT 분야가 워낙 고가인 결과, 용접기 외에도 대전류를 사용해야 하는 태양광, 풍력 에너지, 전기 자동차 등에서도 사용하기 때문에 쓰임은
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‘나비효과’ 라는 말이 있다. 나비의 날개 짓처럼 작은 변화가 폭풍우와 같은 커다란 변화를 유발시키는 현상을 말한다. 말하자면, 오늘 서울에서 공기를 살랑이게 한 나비의 날개 짓이 다음 달 북경에서 폭풍우를 몰아치게 할 수도 있다는 것이다.
용접 전기, 전자 부품 하나의 제품은 그 효과가 아주 미미할지도 모른다. 하지만 ‘나비효과’ 라는 말처럼 그 하나하나의 부품들이 모여서 용접기의 질을 바꾸고, 장기적으로는 용접 산업의 판도까지 판이하게 바꿀 수도 있다. 그러기에 비록 작은 부분이라고 지나치기 보다는 꾸준한 관심을 가져야 할 것이다.
제대로 만든 부품 하나가 용접 산업 발전을 이룩하는 열쇠가 될 수도 있기 때문이다.
이번 용접저널에서는 국내 용접 전기, 전자 부품 산업의 현황과 비전을 짚어보며 2010년 더 나은 용접 산업의 발전을 도모하기 위해서 국내 용접 전기, 전자 부품 산업의 문제점 상기와 함께 그 해결 방안에 대하여 모색해보았다.
1. 용접기에 들어가는 전기, 전자 부품의 종류
용접기 하나를 제조함에 있어서 그 안에 들어가는 부품은 무궁무진하다. 굳이 개수를 세어보지 않아도 대충 짐작이 가겠지만, 분류에 따라서 크게는 수십 개에서부터 자잘하게는 수천 개에 이를 정도로 그 종류는 어마어마하다고 하겠다.
하나하나 모든 부품들이 용접기를 제조하는 것에 꼭 필요한 품목이겠지만, 그 중 아래의 다섯 가지는 없어서는 안 될 품목이라고 생각한다.
구체적으로 이 다섯 가지에 대해서 알아보도록 하자.
(1). SCR(Silicon-Controlled Rectifier =실리콘 제어 정류기)
3극 단방향 사이리스터를 말하며, 사이리스터(Thyristor)란 전력 시스템에서 전류 및 전압의 제어에 사용되는 전력반도체 소자를 이르는 말이다. 또한 실리콘 제어정류기의 한 종류로 보기도 한다.
양극(Anode), 음극(Cathode), 게이트(Gate)의 3단자로 구성되어 있으며, 게이트에 신호가 인가되면 지속적인 게이트 전류의 공급 없이도 주회로에 역전류가 인가되거나 전류가 유지전류(Holding currrent) 이하로 떨어질 때까지 통전상태를 유지한다.
p-n-p-n 4층 구조를 가지며, 1950년대 말에 개발되어 오늘날 6,000V 이상의 전압을 견딜 수 있으며, 또한 3,000A 이상의 전류를 제어할 수 있다. 응용 범위는 고압직류(HVDC) 송전과 같은 고전력에서부터 전동기 제어, 초음파 등 고주파 응용에 이르기까지 다양하다.
LASCR(Light Activated Thyristor), RCT(Reverse Conducting Thyristor), GATT(Gate Assisted Turn-off Thyristor), GTO(Gate Turn-off Thyristor), ASCR(Asymmetric Thyristor), MCT(MOS Controlled Thyristor) 등 여러 형태가 있다.
SCR의 구조는 <그림 1>처럼 나타낼 수 있는데 A, K, G는 각각 양극(Anode), 음극(Cathode), 게이트(Gate)를 나타내고, 전류는 항상 양극에서 음극으로 흐른다.
(2). IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor=절연 게이트 양극성 트랜지스터)
전력용 반도체 중의 하나인 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)는 주로 300V 이상의 전압 영역에서 널리 사용되고 있으며, 고효율, 고속의 전력 시스템에 특히 많이 사용되고 있다.
1970년대에 전력용 MOS FET가 개발된 이후 전력용 스위치는 중전압 이하에서 사용되었고, 고속의 스위칭이 요구되는 범위에서는 MOS FET가 이용되었으며, 중∼고압에서 대량 전류의 도통이 요구되는 범위에서는 바이폴러 트랜지스터나 SCR, GTO등이 쓰여져 왔다.
1980년대 초에 개발된 IGBT는 출력 특성 면에서는 바이폴러 트랜지스터 이상의 전류 능력을 지니고 있고, 입력 특성 면에서는 MOS FET와 같이 게이트 구동 특성을 가지고 있다.
따라서 IGBT는 MOS FET와 바이폴러 트랜지스터의 대체 소자로서뿐만 아니라 새로운 분야에서도 점차 사용이 확대되고 있다.
MOS는 고내압화 하면 온(On) 저항이 급속히 커지는 문제가 있어서 200V 정도가 실용의 한계로 보고 있는 반면, IGBT는 MOS에 비해 온 저항이 낮지만 MOS와 동등한 전압제어 특성을 지니고 있으며, 또한 스위칭 특성에서는 MOS보다는 비록 늦지만 바이폴러 트랜지스터나 GTO보다는 빠르다는 이점으로 중소용량의 인버터를 중심으로 산업용에서부터 일반 가정용에까지 폭 넓게 사용될 수 있다.
IGBT의 기본적인 특성은 적용 시스템의 전압에 따른 소자 내압(Breakdown voltage)를 기본으로 하여
1) 도통 상태의 소자 전압 강하(On-state voltage drop)인 VCE(Sat)에 의해 결정되는 정특성
2) IGBT의 On/Off 스위칭 속도에 의해 결정되는 동특성(Dynamic characteristic)
3) 단락회로 견고성
등으로 나뉘어 질 수 있다.
이들 관계는 상호 Trade-off 관계를 가지고 있는데 즉, 일반적으로 낮은 VCE(Sat)를 갖는 IGBT는 스위칭 오프 손실이 크고, 높은 VCE(Sat)의 IGBT는 스위치 오프 손실이 작다는 관계를 가지고 있으므로, IGBT는 적용 시스템의 동작 주파수에 따라 적절히 선택되어야 한다.
400V급 IGBT의 경우 디지털카메라의 스트로브에 적용되는 대전류, 저속의 트랜치 IGBT와 자동차 엔진 점화장치에 사용되는 점화 IGBT등이 있고, 600V급의 경우, 110V 전원을 사용하는 산업용 및 일반용 모터 구동용 인버터, 공진 인버터, UPS, SMPS등에 적용되는 단락 회로 정격 IGBT 및 고속 스위칭 IGBT등이 있으며, 1200V급 IGBT의 경우 220V 3상 전원을 사용하는 용도에 주로 사용되는데, 산업용 모터 구동 인버터에는 모듈형의 IGBT, 공진 인버터에는 단품 패키지 형태의 IGBT가 주로 사용된다. 이 외에도 전동차 구동용, FA, 직류 송전 등에 2500 ∼ 6000V급의 IGBT가 적용되고 있다.
(3). 트랜스포머(Transformer=변압기)
변압기(變壓器)는 유도성 전기 전도체를 통해 전기 에너지를 한 회로에서 다른 회로로 전달하는 장치를 말한다. 처음 회로의 변화하는 전류는 변화하는 자기장을 만들어 내며, 만들어진 자기장은 2차 회로에서 변화하는 전압을 유도한다. 2차 회로에 부하를 더함으로써 전압기에서 전류를 만들어 한 회로의 에너지를 다른 회로로 전달할 수 있다.
변압기를 쓰는 목적은 여러 가지인데 예를 들면 통상의 전력을 초인종이나 장난감 전기기차와 같은 저전압기구에 알맞은 전압으로 낮추거나 장거리까지 전력을 전송할 때 발전기의 출력전압을 증가시키는 데 사용한다. 변압기는 전자기유도를 이용하여 전압을 변화시킨다. 변압기의 1차 코일에 흐르는 전류의 변화에 따라 자기력선(磁氣力線)이 증가, 감소하게 되면 2차 코일이라고 부르는 또 다른 코일에 전류가 유도된다.
2차 코일의 전압을 구하기 위해서는 1차 코일의 전압에 2차 코일과 1차 코일의 감은 수의 비를 곱해주면 된다.
공심(空心 air-core) 변압기는 무선주파수의 전류, 즉 무선통신에 사용되는 전류를 전달하기 위해 고안되었으며, 절연체나 절연 물질로 만든 코일 주형(鑄型) 주위에 2개 내지 그 이상의 코일이 감겨 있는 구조로 되어 있다. 가청 주파수 범위에는 철심 변압기도 유사한 기능을 가진다.
임피던스 정합 변압기는 입력단의 임피던스와 부하를 맞추어 에너지의 전달 효율을 높여주기 위해 사용된다.
또한 분리형 변압기는 장비의 일부분을 전력원으로부터 분리해 안전을 위해서 사용된다
트랜스라는 용어는 트랜스포머(Transformer)에서 비롯한 것이며, 일상 생활에서 자주 쓰인다. 또한, 도란스라는 발음은 일본식 영어로 잘못 쓰이는 단어이다.
다음 <그림 3>은 트랜스포머의 등가회로를 나타낸 것이다.
(4). 다이오드(Diode)
다이오드란 한 방향으로만 전류를 흐르게 하는 부품으로, 이런 성질을 이용하여 교류를 직류로 변환하는 정류작용이나 방송 전파 내에 포함되어 있는 음성 신호를 검파하는데 이용하기도 한다.
다이오드에는 P형 반도체와 N형 반도체가 있는데, P형 반도체는 순수 실리콘(Si)이나 게르마늄(Ge)에 극소량의 3가 원소 인디움(In)을 혼합하면 원자 대신 3가인 인디움 원자가 게르마늄과 공유결합을 하게 되어, 이때 인디움 원자는 4가인 게르마늄 원자보다 1개의 전자가 부족하게 되므로 부족한 전자를 채우기 위해 주위에서 전자를 끌어당기는 흡인력을 나타내게 된다.
여기서 전자가 부족한 곳은 (-)전하를 가진 전자를 끌어들이려 하므로 마치 (+)전하가 있는 것과 같으나 실제로는 아무것도 없으므로 (+)전하의 성질을 띤 구멍이라는 뜻으로 정공(正孔; positive hole)이라고 한다.
또한 N형 반도체는 역시 순수 실리콘이나 게르마늄에 5가 원소인 비소(As) 혹은 같은 5가원소인 안티몬(Sb)을 혼합하면 5가인 비소가 실리콘과 공유결합을 하게 되는데 비소가 가지고 있는 5개의 전자 중 4개는 4가 원소인 실리콘과의 결합에 사용하고 나머지 1개는 결합을 할 곳이 없어 남게 되므로 그 전자는 이동하기 쉬운 불안정한 상태로 남게 되어서 이를 자유전자 혹은 과잉전자라고 한다.
이러한 불안정한 성질 때문에 순수한 진성 반도체와는 달리 비교적 전류가 흐르기 쉬운 상태가 된다. 즉 P형 반도체는 정공을, N형 반도체는 자유전자를 캐리어(Carrier)로 많이 가지고 있다고 할 수 있고, 캐리어란 전류의 운반체(Carrier)와 같은 역할을 하여 붙여진 이름이다.
다이오드는 위에서 언급한 P형 반도체와 N형 반도체를 <그림 4>와 같이 접합한 것이다.
이와 같이 P형 반도체와 N형 반도체를 접합하면 P형 반도체와 N형 반도체가 접합되어 있는 부근에는 서로간의 흡인력으로 인해 정공과 전자는 서로 상대 영역으로 확산이 일어나 게 된다.
(5). 콘덴서(Condenser)
콘덴서(Condenser)는 전기(정확히는 전하)를 저장하는 부품으로, 콘덴서(Condenser)라는 이름은 전기를 압축(Condense)한다는 의미에서 붙은 이름이지만, 영문 표기로는 Condenser 이외에 Capacitor(캐패시터)라는 표기를 많이 사용한다. 영문에서 Condenser에는 축전기라는
의미도 있지만 실제로는 냉매를 압축하는 응축기라는 뜻으로 더 많이 사용된다. 그런데, 우리나라에서 콘덴서라는 단어를 일반적으로 사용하는 이유는 일본에서 콘덴서라는 명칭을 사용하기 때문으로 사료된다.
콘덴서가 전기를 저장한다는 의미는 실제로는 전기의 전하를 저장하는 것인데, 전하를 정해진 용량만큼 저장하고 다시 이 전하를 방출하는 기능을 함으로써 직류 차단과 교류 통과, 축전지, 필터 등의 기능을 한다. 콘덴서의 용량 단위는 F(패럿 또는 파라드: Farad)이며 이것은 영국의 물리학자인 마이클 패러데이(Faraday, Michael [1791∼1867])의 이름을 딴 단위이다. 이론적인 콘덴서의 동작은 <그림 5>와 같다.
두 개의 전극 사이에는 유전체라고 불리는 물질로 절연되어 있어서, 양쪽 전극에 전압이 가해지면 두 개의 전극 사이에 전하가 충전되기 시작하며 순간적으로 전류가 흐르게 된다.
하지만 전극 사이에 있는 물질에 전하가 더 이상 충전될 수 없을 때는 전류가 흐르지 않으며 다시 두 개의 전극 사이를 연결하면 충전되어 있던 전하가 회로를 따라 흐르게 된다. 이 과정을 콘덴서의 충전과 방전이라고 하며 콘덴서를 응용하는 모든 회로는 기본적으로 이 동작을 응용한 것이다.
이때 콘덴서가 충전할 수 있는 전하의 양을 정전용량(F: 패럿)이라고 하며 콘덴서의 정전용량은 콘덴서에 사용된 유전체의 종류, 전극의 넓이, 전극 사이의 간격에 의해 결정된다.
콘덴서의 기본 동작은 전하의 충전과 방전이므로 이를 이용하여 여러 가지 전기적인 동작을 하는데, 가장 기본적인 동작은 직류는 통과시키지 않고 교류만 통과시키는 동작이다. 콘덴서는 직류가 가해지면 전하가 충전되고 다시 충전된 전압과 반대되는 방향의 회로가 연결되면 방전이 일어난다.
만일, 이 과정을 빠른 속도로 반복한다면 콘덴서의 양쪽 끝에는 충전과 방전으로 인한 교류 전류가 흐르게 될 것이다. 콘덴서가 직류는 통과시키지 않고 교류만 통과 시킨다는 것은 바로 이런 동작을 가리키는 말이다.
2. 국내 용접 전기, 전자 부품 산업의 현황
위에서 언급했다시피 전기, 전자 부품 산업은 워낙 다종하여 정확한 현황을 파악하기에는 어려운 점이 있었다. 그래서 취재에 도움을 주신 분들의 말씀과 본인 나름대로의 증거를 기준으로 국내 용접 전기, 전자 부품 산업의 현황을 짚어 보았다.
(1). 전기, 전자 부품 산업의 시장규모
전반적인 산업이 발전해 감에 따라 모든 산업의 기초가 되는 용접 산업 역시 확대되어 가는 추세이다. 또한 소규모로 납품을 하는 업체도 생각보다 많이 분포 되어 있었고, 정부의 정책에 따라 시황이 바뀌면 새로운 업체가 생기고, 사라지는 형태가 반복되기 때문에 정확한 범위 추정이 힘들었으며, 게다가 전기, 전자 부품 산업의 경우 용접 분야뿐 아니라 다른 산업에도 전반적으로 쓰임이 있기 때문에 확장이 이루어지고 있어 정확한 수치는 알기 어려운 실정임을 미리 밝혀둔다.
용접저널 2009년 2월호에 기재되어 있는 <표 1> 용접 관련 주변 기기 생산 제품에 대한 응답이란 설문의 자체조사에 의하면 용접 산업의 분야가 다양한 것에 반해 다섯 손가락에 꼽을 정도로 국내의 많은 업체에서 전기, 전자 부품을 다루고 있음을 알 수 있다.
용접기용 전기, 전자 부품은 용접기 시장의 크기에 비례하여 그 시장 규모가 대강적으로 측정이 되는데, ㈜월드웰 한용길 상무이사는 “근래의 국내 용접기 시장 규모가 약 1200∼1300억 정도로 추정하고 있으나, 현재는 침체기를 겪으면서 그보다는 축소되었다고 생각한다.
그렇기 때문에 현재 용접기 구성 품목인 부품 산업의 시장 규모는 약 600∼700억 내외 정도가 될 것으로 추정하고 있다.” 라며, 국내의 시장규모를 약 600억∼700억 내외 정도로 예상했다.
<표 2>는 한국무역협회에서 통계 낸 사이리스터, 다이액 및 트라이액의 최근 4년간 수출입 통계이다. 2006년까지는 큰 상승세를 보이다가 점차적으로 증가율이 하락세를 보이고 있음을 알 수 있다. 이는 용접 산업뿐 아니라 전반적으로 산업이 좋지 않았음을 알 수 있는 대목이다.
특히 2008년에는 미국 발 세계 금융 위기로 인하여 자동차 산업 및 건설업이 침체되었는데, 그 때 용접 산업 역시 타격을 입었을 것으로 사료된다.
IGBT의 경우, 용접기 뿐 아니라 대전류를 사용해야 하는 태양광, 풍력 에너지 및 전기 자동차 등 많은 곳에서 쓰임이 있다. 그렇기 때문에 점차적으로 쓰임이 확대되는 추세인데, 취재에 응해 주신 기업들의 자체 조사에 의하면 국내에서는 대체로 월 30,000∼50,000 모듈 정도 소모가 이루어지고 있다고 한다.
또한 LS산전㈜ 김재신 팀장의 “IMS 리서치의 2009년 자료에 의하면 IGBT 시장이 약 3조 원 정도의 규모라고 한다.” 라는 말에서 알 수 있듯이 IGBT 시장이 결코 작지 않기 때문에, 사회 전반적으로 IGBT가 이용되는 추세가 이어져 질적인 발전이 빠르게 이루어 질 것이며, 그에 맞추어 용접기의 질을 한층 업그레이드 시킬 것으로 전망된다.
<표 3>은 한국무역협회에서 통계 낸 변압기ㆍ정지형 변환기와 유도자의 최근 4년간 수출입 통계이다. 트랜스포머 역시 2009년에 접어들면서 증가율에서 큰 하락세를 보이고 있다. 아직 장기화 된 세계 불황의 여파가 남아있어 대기업들의 설비 투자도 줄었고, 그에 따라 소비도 주춤하면서 경기 흐름이 하락세를 보인 것으로 사료된다.
다이오드의 경우도 <표 4>를 보면 알 수 있듯이 2009년에 들어서 하락세를 보이고 있다. 계속 언급해오는 사항이지만, 경기 침체의 영향에서 그 어떤 산업도 피해가기는 어려웠던 것으로 추정된다.
위의 표를 보아도 알 수 있지만, 전반적으로 전기, 전자 부품 산업의 현황은 여타 산업의 침체와 마찬가지로 밝지만은 않았던 것으로 사료된다.
하지만 다른 용접 산업 품목들에 비한다면 전기, 전자 부품 산업은 용접 산업뿐 아니라 다른 산업에서도 쓰임이 있었기 때문에 타격은 적었던 것으로 추측된다. 또한 올 한해는 정부의 사업 및 아랍 에미리트의 원전 수주 건을 비롯, 조선 수주도 2010년 해가 밝아옴에 따라 차차 들어오는 추세이기 때문에 작년보다는 비교적 용접 산업의 경기 흐름이 낙관적으로 보인다는 전망이다.
(2). 전기, 전자 부품 산업의 중요성
전기, 전자 부품은 용접기 제조 원가 부분 및 품질 면에서도 상당히 중요한 역할을 하고 있다. “자사에서 납품하는 정도로 판단을 하건데, 한 용접기를 제조하는데 전기, 전자 부품이 60%이상은 들어간다고 추측하고 있다.” 라는 ㈜삼성우앤이 우춘택 대표의 말과 “용접기를 구성하는 품목이기 때문에 부품의 품질이 용접기 전체를 좌우한다고 해도 과언이 아니라고 생각한다.
예를 들어, 스웨터에서 한 올을 잡아 당겨도 모든 올이 다 풀리듯이 한 품목의 질이 떨어져도 용접기의 품질을 크게 하락시킬 정도로 전기, 전자 부품은 중요한 위치에 있다고 생각한다.” 라는 ㈜월드웰 한용길 상무이사의 말처럼 전기, 전자 부품은 용접기 품질 부분을 좌우할 정도로 지대한 영향력을 가지고 있다고 사료된다.
특히, 용접기 성능 부분에서 위에서 언급한 다섯 가지 품목들의 중요도가 상당한데, SCR, IGBT, 다이오드 등은 내구성에 따라 온도 센싱에 의해 차단이 되지 않은 상태에서도 오랜 시간 용접이 가능하게 해주며, 이 중 SCR은 IGBT보다 내구성이 강하다는 장점을 가진 대신 효율성 측면에서 떨어진다는 단점을 가지고 있고, IGBT는 SCR보다 주파수가 높아 고 효율성을 가졌다는 장점에 비해 무척이나 예민하여 노이즈에 약하다는 단점을 가지고 있어서 이 점에 대한 보완이 필요하다고 하겠다.
용접기는 전압을 스파크 형식으로 바꾸어서 사용하는 기기인데, 용접 재료 접점의 저항에 따라서도 사용하는 전압이 달라진다.
그래서 설계를 할 당시에 사용 전압의 측정과 함께 전류를 제어해서 필요한 만큼 사용할 수 있도록 해야 하는데 그 역할을 하는 것이 바로 트랜스포머이다.
용접기의 종류만큼이나 용접 재료의 종류도 다양하기 때문에, 모든 상황에 맞추어서 필요한 만큼 에너지 낭비 없이, 효율적으로 이용할 수 있게 하는 것이 트랜스포머이므로 이것의 중요도는 더 이상 언급하지 않아도 가히 짐작이 되리라고 사료된다.
용접기 하나를 제조하는 데에도 구성 품목이 세세하게 들어가기 때문에 한 가지 품목만이 뛰어나다고 해서 용접기의 질이 가시화 될 정도로 좋아지지는 않겠지만, 서로 유기적인 관계를 지니고 있기 때문에 각각의 품목들이 서로 발 맞추어 낙오되는 부품 없이 발전을 도모할 때, 그 시너지 효과가 최대한 발휘되어 최고의 품질을 가진 용접기가 탄생이 될 것이라고 생각한다.
(3) 전기, 전자 부품 산업의 국내 기술력
국내 용접 전기, 전자 부품 산업의 기술력은 용접 발전에 발 맞추어 나날이 향상되어 가고 있다고 사료된다. 하지만 현 우리의 위치는 질적인 측면에서는 독일, 일본 등의 용접 선진국을 앞서지 못하고, 가격적인 측면에서는 중국보다 경쟁력이 떨어지고 있는 실정이다. 하지만 국내 굴지의 대기업 S사만 보아도 반도체 분야에서 세계를 선도해나가는 기업임을 감안할 때 현재 우리나라의 전기, 전자 기술은 상당한 수준에 이르렀으며, 앞으로의 발전 가능성은 무궁무진하다고 추정된다.
“전자 쪽에 비하여 전기 분야의 발전이 미약하다는 것이 마음을 안타깝게 한다.” 는 삼대전기의 오국원 대표의 말처럼 전자 분야에서 두각을 드러내는 국내 기술력에 비해 전기 분야는 기술력이 한 단계 낮은 수준에 머무르고 있어서 전기 분야의 꾸준한 기술 개발이 요구된다고 하겠다.
IGBT를 구성하는 부품 중 가장 중요한 것은 ‘칩’ 이다. 국내에서도 그 칩을 생산하는 곳이 몇 업체가 있으나, 실질적으로는 아직 외국 제품을 선호하고 있는 실정이다. 아무래도 국내에서 이 분야에 개발을 시작한지 불과 12∼13년 밖에 되지 않았기 때문에 패키징 기술 부분에서 독일, 일본에 비해 4∼5년 이상의 격차가 벌어져 있기 때문일 것이다.
“Power 모듈 부품 기술의 경우 용접 선진국이라 불리는 유럽 및 일본 업체와 거의 대등한 수준으로 성장했다고 생각한다.
특히 다이오드 모듈 같은 경우는 국내 업체가 중국 및 국내 시장에서도 우위를 선점하고 있다고 사료된다. Standard IGBT 모듈은 중, 소 용량급은 국내 업체 기술로도 충분히 가능하지만, 고 용량급과 SCR 모듈은 유럽과 일본 업체가 우위를 차지하고 있어 국내에서는 대부분 수입에 의존하고 있는 실정이다.” 라며 KEC 양호진 과장이 언급했듯이 이 분야의 연구 개발이 시급하다고 하겠다.
또한 국내 전기, 전자 부품 산업에 종사하는 기업들은 시장 타겟을 대부분 대중화된 제품에 초점을 맞추어서 판매를 하고 있는데, 이는 아무래도 시장 진입장벽이 낮기 때문으로 사료된다. 독일이나 일본에 비해 아직 우리나라가 가격 경쟁력을 보유하고는 있지만, 우리의 뒤를 바싹 추격해오는 중국이나 인도 등 신흥 세력의 발전 속도가 매섭기 때문에 안심할 수는 없는 형편이다. 앞으로 꾸준한 연구 개발로 이미 범용화된 제품이 아니라 한 단계 업그레이드 된 시장으로의 진입하기 위한 발돋움으로 고부가 가치를 창출하려는 기술력 및 전략 확보가 중요하다고 하겠다.
3. 국내 용접 전기, 전자 부품 산업의 문제점
현재 국내의 용접 전기, 전자 부품 산업은 중요 부품은 외국 제품에 대부분 의존하고 있다. 또한 다른 품목에서도 마찬가지이지만, 이 분야에서도 호황에 맞추어 우후죽순적으로 생겨난 소규모 업체의 난립으로 저가 가격 경쟁이 심화되고 있어 점차적으로 중국 제품의 잠식이 우려되고 있다.
그러함과 동시에 동업자 정신마저 와해되는 상황을 초래하고 있어 문제가 대두되고 있다. 국내 용접 전기, 전자 부품 산업의 두드러진 문제점에 대해서 짚어보도록 하자.
(1) 저가 가격 경쟁 심화
현재 국내 제조사 간의 과열된 가격 경쟁으로 인하여 품질보다는 가격적인 측면에 중점을 두고 있어, 저가형 Set 제조 및 판매가 주를 이루어 국내 전기, 전자 부품 산업의 발전에 방해 요소로 작용하고 있다. “국내 용접 제조 업체에서는 국내 모듈 공급 업체로부터 규모적으로 안정적이고 제품 및 기술 교류가 가능하기를 원하고 있으나, 위에서 언급한 과열된 가격 경쟁이 그 교류를 저해하고 있다.” 라는 KEC 양호진 과장의 말처럼 남는 것이 없는 무조건적인 저가 경쟁은 여러모로 전기, 전자 부품 산업의 발전을 저해하는 요소로 작용하고 있다.
또한 중국 모듈 제조 업체의 성장에 따른 부품 가격 하락으로 인하여 국내 모듈 공급 업체들은 경쟁력이 약화되었고, 이러한 상황에 발 맞추어 중, 소기업 중심으로 품질 및 가격 경쟁이 심화됨에 따라 브랜드 인지도가 없는 제품들의 다수가 시장으로 쏟아져 나와 고객 불식이 증가되고 있는데, 용접 선진국으로 불리는 일본은 품질을 중심으로 고가 정책을 고수하고 있으나, 국내의 시장은 기술력보다는 가격 중심의 시장이 형성되어 있어서 안타까움을 자아내고 있다.
기업의 운영 측면에서 볼 때도 좋은 부품을 납품하는 것이 타사에 비해 경쟁력을 키우는 길이지만, 차후에 용접 산업의 발전을 도모하는 방법이기도 하다. “싼 것을 좋은 제품으로 둔갑시켜 눈속임 하는 것이 아니라, 발품을 팔아서라도 좋은 제품을 저렴하게 판매하자.” 라는 ㈜삼성우앤이 우춘택 대표의 말처럼 좋은 제품을 전기, 전자 부품 산업 발전에 저해가 되지 않는 적당한 가격선에서 판매하는 것이 수요처의 신뢰를 얻는 것은 물론 인지도를 높이는 길이라고 사료된다.
(2) 동업자 정신 와해
위에서도 언급했지만, 저가 가격 경쟁의 심화로 인하여 용접기의 가격은 바닥을 칠대로 쳤다고 생각한다. 그에 맞추어 제조 업체에서는 무조건적으로 ‘저렴한 제품’ 만을 고집하게 되었고, 힘들 때마다 같이 헤쳐 나온 협력업체들을 끌어 안아주는 ‘동업자 정신’ 이 와해되었다.
수년간 거래를 해왔음에도 불구하고, 타 업체가 조금 저렴하다는 이유 하나로 의리를 저버리고 거래처를 바꾸는 사례들이 종종 발생하기 시작한 것이다.
힘들 때 서로를 보듬기 위해 서로에게 도움이 되는 적정한 가격선에 대해 협상을 통하여 조율하는 것이 아니라, 혼자만이 살겠다고 아등바등하며 의리를 저버리는 것은 결국 최종적으로는 자사가 힘들 때도 같은 처지가 될 수가 있다는 사실을 망각해서는 안될 것이다. 또한 그러한 부조리한 행위가 결국은 국내 용접 전기, 전자 부품 산업의 발전을 저해한다는 사실을 상기해야 할 것이다.
(3) 원천 기술 및 응용 기술 부재
국내 용접 전기, 전자 부품 산업의 현황에서도 언급한 점이지만, 국내의 중요한 원천 기술력이 부족하다는 것은 항상 용접 산업의 어떠한 기획 취재를 해도 제기되는 문제점이다. 물론 모든 부분에서 완벽할 수는 없다.
하지만 조금씩 부족한 면을 보완해가면서 노력하려는 자세는 산업 발전을 위해서 꼭 필요한 모습이다.
기술력이 되지 않는다고 혹은 타산성에서 맞지 않는다고 무조건적으로 외국 제품에 의존하려는 약한 모습보다는, 처음에는 외국의 좋은 제품을 발굴하여 발 빠르게 국내 시장에 출시하려는 노력은 물론, 모방을 통해 우리의 것으로 전환하려는 자세가 중요하다. ‘하늘 아래 새로운 것은 없다.’ 라고 했다.
어떠한 제품이든지 하늘에서 뚝 떨어지는 것은 없기 때문에 기존의 것을 응용해서 더 편리한 제품으로 탈바꿈하는 것이다.
또한 어느 제품이든지 모든 분야에서 상용화되기는 어렵다. 그렇기 때문에 우리의 상황에 맞도록 응용할 수 있는 기술력 또한 필요하며, 또한 업체들과의 피드백을 통해 제품의 부족한 면을 업그레이드 시키려는 노력 역시 꾸준히 해야 할 것이다.
4. 국내 용접 전기, 전자 부품 산업이 나아갈 길
국내 용접 전기, 전자 부품 산업의 현주소는 용접 선진국과 개발 도상국의 사이에 멈춰 있다. 영양가 없는 무분별한 ‘저가 가격 경쟁’ 과 서로의 목을 조이는 ‘동업자 정신의 와해’, ‘중요한 핵심 기술력의 부재’ 등이 국내 용접 전기, 전자 부품 산업의 발전에 걸림돌로 작용하고 있다.
그렇다면 용접 선진국이라고 불리는 독일과 일본을 앞지르기 위해, 또한 우리의 뒤를 바짝 추격해서 숨통을 조여오고 있는 중국과 인도 등의 신흥 세력을 따돌리기 위해서 우리가 할 수 있는 일에는 무엇이 있을지 강구해보자.
(1) 내구성 강화 및 기술개발
IGBT의 경우 고주파로 인해 고 효율성이 이루어져 비용 절감 및 용접의 질도 한 단계 업그레이드 시킬 수 있지만, 빛이 있으면 그림자가 생기듯이 노이즈에 민감하다는 것이 단점으로 따르므로, 신뢰성 및 내구성 확보가 중요하다고 하겠다.
또한 계속 강조되는 부분인 우리의 기술력이 필요하다. IGBT의 경우 가장 중요한 ‘칩’에 대한 기술력 부재와 우리 제품에 맞도록 조절하는 응용 기술이 부족하므로 이 분야에 대한 꾸준한 기술 개발이 필요하고, 다른 전기, 전자 부품 역시 무조건적으로 저렴하다고 중국 제품에 의존하거나 혹은 브랜드만을 따져서 국산품을 외면하고 선진국 제품만을 사용하는 자세는 옳지 않다고 생각된다.
예를 들어 “OEM 형식으로 납품을 한 업체가 독립하여 똑 같은 제품을 자사의 브랜드를 걸고 시장에 출시했을 경우, 시장에서는 기존 제품과 같은 품질로 인정하지 않는 차가운 시선들이 주를 이룬다.” 라는 월드텍 김필수 팀장의 말처럼 국산품도 좋은 품질을 가질 수 있는데 다만 인지도가 없다는 이유만으로 기피하는 자세는 옳지 못하다고 하겠다.
자금력 부분에서 영세한 중소 기업들은 기술 개발이 힘들다고 울상을 지을 수 있다고 생각한다. 하지만 기술 개발이란 거창한 것만을 말하는 것이 아니다. 외형적인 부분이나 디자인에 투자를 하는 것도 다른 시각에서 볼 때는 개발이며, 업그레이드 되기 위한 첫 걸음이라고 생각한다.
또한 부품 하나하나라도 조금씩이라도 변화되는 모습을 보일 때 장기적으로 우리만의 기술을 보유할 수 있을 것이며, 전기, 전자 부품 산업을 이끌어 나가는 원동력이 될 것이라고 믿는다.
(2)‘고부가 가치 산업’으로의 진로 전환
모든 제품에는 ‘제품 수명 주기(PLC: Product Life Cycle)’ 라는 것이 존재한다. 사람은 태어나서 70∼80년 동안의 수명을 유지하다 끝을 맺게 되어 있다.
세상의 모든 것이 마찬가지이다. 제품 역시 일정한 수명이 있고 이러한 수명은 새로운 제품이 등장할 때마다 반복적인 형태로 나타나는 것을 의미하는데, ‘도입 - 성장 - 성숙 - 쇠퇴’ 의 단계를 거치게 되며 네 단계마다 다른 전략들을 적용해야 한다.
여기서 제품이라 함은 특정 브랜드의 제품이 아닌, 제품 카테고리를 말하는 것이라 이해하면 된다.
<그림 6> 제품 수명 주기 그래프.
<그림 6>에서 보면 알 수 있듯이 처음에는 진입장벽이 높아 많은 업체들이 경쟁을 하지 못하고, 먼저 선점한 업체들은 그 상황에서 막대한 영업이익을 얻으며, 점차 다른 업체들의 경쟁으로 인하여 진입장벽이 낮아짐에 따라 영업이익도 침체기를 맞이하게 된다. 그럼과 동시에 신기술 개발이 이루어져 새로운 시장의 활로가 열리며 처음부터 다시 반복하게 된다.
여기서 우리가 주목해야 할 점은 이미 대중화되어 진입장벽이 낮아진 제품은 메리트가 없다는 것이다.
우리는 다른 나라보다 한 발 앞서서 새로운 시장을 개척해야 하며, 그것이 용접 산업을 주도해나가는 길이라고 생각한다. 이미 범용화가 이루어진 제품이 아닌 꾸준한 기술 개발로 고부가 가치라는 ‘블루 오션’ 을 개척해 나가려는 자세가 중요하다고 생각한다.
(3) 서로를 키워나갈 수 있는 ‘동업자 정신’
국내 전기, 전자 부품 산업을 저해하는 요소 중 하나로 ‘동업자 정신의 와해’ 가 제기 되었다. 당연한 말이지만 경제 체제는 물론 일반적인 삶에서도 인간은 혼자 살지 못하고 어떻게든 서로 유기적인 체계로 묶여져 있다.
저가 가격 경쟁으로 인해 단발적인 이득에 눈이 멀어서 다년간 함께 해 온 업체들의 의리를 저버리는 행위는 결국 거래처를 모두 잃는 지름길이 될 것이다. 또한 다른 업체를 깎아 내리기 위해서 안간힘을 쓰는 것은 결국 제 살 깎아 먹기 식이 될 것이며, 좋은 경쟁은 서로를 자극하는 요소가 되어서 좋은 품질을 끌어내는 힘으로 작용할 것이다.
무조건적으로 원가를 절감하려고 하는 것이 아니라 힘들 때마다 서로에게 힘이 될 수 있도록 적절한 가격 선을 유지하며 협의 하에 서로가 사는 길을 도모하는 것이 최종적으로는 다 함께 사는 길은 물론 국내 전기, 전자 부품 산업을 발전하는 요소로 작용할 것이다.
(4) 해외 시장으로의 활로 구축
‘고래를 잡으려면 넓은 바다로 나가라.’ 라는 말처럼 협소한 국내 시장에서는 발전을 이룩하는데 아무래도 한계가 있을 수 밖에 없다. “사실 최종 수요자는 국내보다는 대부분이 해외에 있고, 또한 생산거점 역시 해외로 옮겨지고 있는 실정이므로, 해외 시장으로 나아가기 위한 시험 무대가 국내 시장이 되어야 한다.” 라는 ㈜지파워 김봉환 상무와 장창리 책임연구원의 말처럼 국내 시장에서만 머무르는 것은 산업 발전이 도태되기가 쉽다고 생각한다.
국내보다는 해외 시장에 제품의 수요자들이 많기 때문에, 인지도를 얻기 전까지는 부셔지고 깨질 수 밖에 없겠지만, 그것도 결국에는 각 기업의 노하우로 자리를 잡게 될 것이다.
이미 세계는 ‘지구촌’ 이라는 이름으로 불리고 있다. 그만큼 각국의 관계가 가깝다는 의미를 우회적으로 표현한 것이다.
국내 시장에도 이미 외국 제품들이 출시되어 우리의 자리를 위협하고 있다. 그렇다면 우리가 할 수 있는 일은 그들의 시장으로 나아가 그 곳에서 승리를 쟁취하는 것이 전기, 전자 부품 산업에 있어서 그들의 우위에 서는 길일 것이다.
5. 마무리
중국 춘추 전국 시대의 사상가인 묵자는 “좋은 활은 당기기가 어렵고, 좋은 말은 타기가 어렵다” 라고 했다. 그만큼 좋은 것을 내 것으로 만들기 위해서는 노력과 시간을 들여야 한다는 의미일 것이다.
세상에 쉬운 것은 없다. 또한 삶을 살면서 쉽게 얻어진 것은 분명히 쉽게 잃게 되어 있다. 이번 국내 용접 전기, 전자 부품 산업의 현황과 비전을 취재하면서 느낀 점은 어느 업체건 마찬가지겠지만, 기술 개발의 필요성을 깨닫고 한 걸음 더 앞으로 전진하기 위해서 노력하는 기업들이 많다는 것이었다. 남들이 보지 못하는 틈까지 바라보며, 국내 시장만이 아니라 해외 시장을 공략하기 위해 단단히 기초를 다지려는 모습들이 참으로 보기 좋았다고 하겠다.
2010년은 60년 만에 돌아온 ‘백호의 해’이다. 예로부터 좌청룡 우백호라고 할 정도로 국방을 지키는 신적인 존재였다. 일반 호랑이가 500년을 기다려 백호가 되는 것처럼 60년 만에 찾아온 경인년 새해에는 좋은 일만 가득하길 바라는 사람들이 많다.
또한 우리가 살고 있는 한반도의 모습은 호랑이의 모습을 하고 있다. 2010년에는 호랑이의 모습을 띤 우리나라가 신적인 존재인 ‘백호’의 기운을 받아 전세계적으로 위엄을 떨치는 포효를 할 수 있는 한 해가 되기를 바란다.
■ 참고 문헌
· ㈜ IC뱅크 반도체 뉴스 (http://www.icbank.com)
· 위키 백과사전 (http://ko.wikipedia.org)
· 용접저널 2009년 2월호
· 한국무역협회 (http://www.kita.net)
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