Tech Trend - VCM(Voice Coil Motor), 영구자석을 응용한 새로운 도전과 끝없는 혁신
TECH TREND는 기술을 선도하는 혁신기업으로부터 듣는 최신 기술동향입니다.
▲ 공군승 성림첨단산업(주) 대표
위기를 기회로, 성림첨단산업(주)
대구광역시 달서구 성서공단에 위치한 성림첨단산업(주)은 고성능 영구자석과 영구자석을 이용한 컴퓨터 하드디스크 드라이브에 사용되는 VCM(Voice Coil Motor), 영구자석을 응용한 응용기기를 생산하는 전문기업이다.
20여 년 전 공군승 대표는 자신의 퇴직금과 전세금 보증 대출을 받아 반지하 공장에서 성림첨단산업(주)의 첫발을 내딛었다.
당시 국내에는 희토류 마그네트가 상당히 생소했다.
마그네트 재료가 많이 응용되고 있었지만, 90% 이상 일본 생산에 의존하고 있었다.
원래부터 마그네트 분야의 엔지니어로 활동하던 공군승 대표는 국내 기업이 거의 도전하지 않는 이 분야에 무모한 도전으로 창업을 시작하게 됐다.
성림첨단산업(주)은 1997년 IMF를 맞아 해외 원자재 값이 올라 휘청거리기도 하고, 1999년도에는 공장에 불이 나 막대한 손실을 입었지만 다행히도 위기를 기회로 삼아 현재까지 건실하게 이어져왔다.
초창기에는 마그네트 부품만 취급했지만 부품만으로는 한계를 느끼고 컴퓨터 하드디스크 구동장치인 VCM(Voice Coil Motor)을 생산하기 시작했다.
VCM의 핵심 소재가 바로 마그네트이기 때문에 마그네트 만큼은 자신이 있던 공 대표는 자동화 공장, 기술인력 배치 등의 전략으로 삼성전자, 미국 웨스턴기술회사에 납품하며 돌파구를 찾았다.
“창조적 사고와 혁신적인 기술개발을 이룩하여 아름다운 사회를 만드는 초석이 되자”를 기업이념으로 삼아 1994년 창립 이래 신 기술개발을 통한 경쟁력을 확보하고 품질 경영화 시스템의 최적화를 통해 최고의 품질로 고객만족을 실현하고자 하며, 환경친화적 기업경영으로 고객감동을 실현하기 위해 노력하고 있다.
꾸준하고 혁신적인 기술개발을 추진해 온 성림첨단산업(주)은 2012년 대구광역시 스타기업에 선정되었으며, 2014년 중소기업청의 월드클래스 300기업, 한국산업단지공단의 글로벌선도기업 및 히든스타 500기업에 선정되었다.
또한 기술연구소를 보유하고 있는 성림첨단산업㈜은 국내 고성능 영구자석 분야에서 기술력을 인정받아 창업 이후 삼성전기, LG이노텍, 현대모비스 등의 협력업체로 등록되어 있으며, 이들 기업이 요구하는 각종 인증을 보유하고 있다.
친환경 자동차, 산업용 자석과 모터 등에서 신규사업 탐색
PC산업 및 관련 부품산업의 발전으로 지속 성장하던 성림첨단 산업(주)은 최근 PC산업의 침체와 삼성전자의 HDD 사업 철수 등 으로 인해 회사의 역량을 활용할 수 있는 차세대 유망 신수종 사업을 탐색하였다.
특히 영구자석과 하드디스크용 VCM과 같은 영구자석 응용제품이 주력제품이었던 성림첨단산업(주)은 친환경 자동차, 산업용 자석과 모터 등에서 신규 사업을 탐색하였다.
그러나 기술 및 시장에 관한 전문적인 정보를 확보하는 데 많은 어려움을 겪었다.
신규 사업을 탐색하던 2008년부터 한국과학기술정보연구원(KISTI) 대구경북지원으로부터 모터, VCM, 그린카 등에 관한 기술동향 정보와 특허정보를 지원받아 연구개발 및 신규 사업 추진에 필요한 의사결정에 활용하고 있다.
특히 2013년, KISTI로부터 일대일 지식멘토로 연구원을 배정받아 성림첨단산업(주)이 신수종 사업으로 고려하고 있던 ‘희토류 영구자석 기술을 이용한 로봇용 모터(서비스용·산업용)’에 대한 글로벌 기술·시장·특허동향 분석정보를 집중적으로 지원받아 관련 사업을 추진하는 데 많은 도움을 받은 바 있다.
최근 들어 성림첨단산업(주)이 회사의 미래를 위해 가장 역점을 두고 추진하고 있는 사업은 하이브리드 자동차와 전기자동차 관련 사업이다. 하이브리드 자동차 구동용 전동기는 높은 토크밀도와 파워밀도, 고효율 특성을 갖추어야 한다.
일반적으로 하이브리드 자동차에 사용되고 있는 영구자석 매입형 동기전동기(IPMSM: Interior Permanent Magnet Synchronous Motor)는 저속 및 넓은 운전영역에서 약계자(Field Weaknig) 제어를 통해 차량에서 요구하는 충분한 토크를 제공할 수 있다는 장점이 있다.
성림첨단산업(주)은 자사의 영구자석 기술을 활용하여 시장 확대가 예상되는 친환경 하이브리드 자동차와 전기스쿠터 시장의 신규 진입을 검토하였다.
KISTI가 주관하는 그린카핵심부품연구회에 가입해 하이브리드 자동차 및 전기자동차에 관한 폭넓은 정보를 제공받았으며, 관련 산업 전문가들과 폭넓은 교류를 진행하여 왔다.
그린카핵심부품연구회는 대구경북 지역 주력 산업인 자동차 산업의 경쟁력을 강화하고 그린카 관련 신규 아이템을 발굴하기 위해 2012년 3월 발족, 현재 24명의 산·학·연 전문가들이 참여하고 있으며, 성림첨단산업(주)은 연구회 발족 초기부터 참여하여 활동해 오고 있다.
성림첨단산업(주)은 그린카핵심부품연구회 활동을 통해 입수한 정보와 KISTI의 전문가 자문 그룹의 도움을 기반으로 하이브리드 자동차 구동용 모터부품과 전기스쿠터 관련 사업에 본격적으로 참여하기 시작하였다.
그 결과 2013년 10월부터 현대기아자동차에 하이브리드 차량 구동모터용 영구자석을 월 20억 원 규모로 공급하기 시작했다.
현대기아자동차는 하이브리드 차량 구동모터용 영구자석의 대부분을 수입품에 의존하였는데, 이 중 80% 이상을 성림첨단산업(주)의 제품으로 대체하게 된 것이다.
최근 HDD시장이 SSD(Solid State Disk)의 점유율 상승으로 주력제품이었던 VCM의 매출이 급격히 줄어들고 있지만, 하이브리드 차량 구동모터용 영구자석의 매출은 2014년 98억 원, 2015년에는 약 130억 원 수준의 매출달성이 예상되고 있어, 성림첨단산업(주)의 신성장 동력으로서 기존의 주력사업을 대체할 전망이다.
특히 하이브리드 자동차의 성장세를 감안한다면 국내외 자동차 업계의 하이브리드 자동차 구동용 모터에 사용되는 영구자석의 수요는 더욱 큰 폭으로 증가할 가능성이 높아 보인다.
최근 이슈가 된 해외 디젤자동차의 배출가스 조작문제로 인해 디젤자동차에 대한 소비자의 인식이 안 좋아짐에 따라 친환경 하이브리드 자동차와 전기자동차에 대한 기술개발이 가속화될 것이란 예측도 영구자석의 수요증가를 기대하게 하는 요인이 되고 있다.
그러나 성림첨단산업(주)은 수요확대에 따라 반드시 해결해야 할 문제도 떠안게 되었다.
하이브리드 자동차 구동 모터용 영구자석에는 희토류가 사용되는데, 희토류 소재는 산출국과 산출량이 매우 한정되어 있어 소재의 안정적인 수급이 쉽지 않다.
특히 최대 산출국인 중국이 동중국해의 무인도인 센카쿠열도를 두고 일본과 날카롭게 대립하면서 희토류 수출 중단을 무기로 나포된 중국어선 선장을 본국으로 회송하게 하였고 희토류는 자원무기화의 주인공으로 떠올랐다.
이에 따라 희토류를 사용하는 제품들의 경우 희토류 사용을 저감시킴으로써 불안정한 희토류 수급문제를 원천적으로 해소시키는 것이 핵심 개발 이슈가 되고 있다.
성림첨단산업(주) 역시 하이브리드 자동차 구동 모터용 영구자석에 사용되는 희토류를 저감시켜 나가야 하는 기술과제를 떠안게 되었다.
이러한 문제를 해결하기 위해 2015년에 국가과학기술연구회가 주관하는 ‘기술멘토링 및 수요기반 R&D기획지원사업’에 참여하여 재료연구소(KIMS) 전문가들의 도움을 받았다.
이 사업 참여를 통해 중희토 저감형 희토자석 관련 선진국의 개발동향을 파악하고 개발해야 할 핵심기술을 도출하였다.
재료연구소의 멘토들은 정부과제로 이미 수행되었던 연구결과들을 공유할 수 있도록 해주는 한편 보유하고 있는 관련 장비 공정노하우를 전수해 주었고 공동으로 실험을 진행함으로써 핵심기술을 개발할 수 있는 기반을 마련하게 되었다.
국가과학기술연구회의 사업 참여를 통해 입자미세화에 의한 자석 성능 향상과 중희토 저감기술을 확보하였다.
또한 TbFx를 이용한 입계확산처리 보자력 성능 향상이라는 성과를 확보함으로써 지속적인 기술적 수요를 해결할 수 있는 토대를 마련하였다.
입계확산기술을 이용하여 중희토의 함량을 6%에서 3%로 절감시킬 수 있는 희토자석을 개발하였고, 현재는 올해 말 완료를 목표로 준양산라인을 셋업 중에 있다.
뿐만 아니라 재료연구소와 공동으로 정부 R&D 사업과제에 참여하여 지속적인 공동 연구를 진행하기로 하였으며, 과제진행에 따른 인력교류로 제품 양산화에 필요한 전문인력을 확보할 수 있게 되었다.
또 다른 도약을 꿈꾸다
성림첨단산업(주)은 연구소기업 설립을 통해 또 다른 도약을 꿈꾸고 있다.
2012년 12월 이륜차 제조업체인 지엠티와 공동출자하여 대구경북과학기술원(DGIST)의 연구소기업으로 입주해 있는 그린모빌리티를 설립하였다.
소형 전기차 생산업체인 그린모빌리티는 일부 핵심 부품을 국내 대기업에 판매하며 매출을 올리고 있으며, 기술력을 인정받아 최근에는 한국배달라이더협회에 전기자전거를 공급하기로 계약을 체결했다.
그린모빌리티는 DGIST의 ‘경량 전기차용 구동모터 제어기 시스템’ 기술과 중소기업의 현금출자와 기술력을 활용해 우수한 성능과 가격경쟁력으로 글로벌 기업으로의 도약을 꿈꾸고 있다.
최근에는 또 다른 연구소기업으로 한국지질자원연구소의 연구소기업인 ‘성림희토금속(주)’를 출범시키고, 오는 2016년까지 희토류 재활용을 위한 상용화 기술 확보를 통하여 연간 약 50~100톤 규모의 파일럿 설비를 구축할 방침이다.
성림첨단산업(주)은 세제혜택, 연구개발 자금지원, DGIST 및 한국지질자원연구원의 연구자와 교수의 멘토링에 의한 기술사업화 과정의 애로 해결 등의 잇점을 누릴 수 있다는 판단에 따라 과감한 투자를 결정하였고, 이들 연구소기업들은 향후 성림첨단산업(주)에 또 하나의 성장동력이 되어 줄 것으로 기대하고 있다.