기술혁신 성공사례 - (주)명성씨엠아이 윤금수 대표
기술혁신 성공사례는 기업의 연구책임자 인터뷰를 통해 성공프로젝트를 기술혁신 측면에서 살펴봅니다.
▲ 윤금수 대표
(주)명성씨엠아이
공동 작성_남정호 전무((주)INI R&C), 이정선 전문작가(프리랜서)
미세먼지 공포가 대한민국을 휩쓸고 있다. 눈으로 확인하기 어려운 ‘초미세입자’가 대기를 뒤덮어 하늘이 뿌옇게 변한 정도를 보면 그 심각성은 공포로 다가온다.
올해 들어 미세먼지 ‘나쁨’ 수준이 2~3일에 한 번 꼴로 나타나며, 숨조차 마음껏 쉬지 못하는 지경에 놓였다. 특히 크기가 작은 초미세먼지일수록 좋지 않은 성분들이 많고 인체에 악영향을 끼친다.
미세먼지로 인한 대응책은 정부부터 지방자치단체 그리고 국민 개개인에 이르기까지 다양한 방법으로 강구되고 있다.
그러나 속 시원한 해법을 찾기는 여간 쉽지 않다. 현재 많은 노력으로 인해 대기오염 제거를 위한 새로운 환경 신기술이 개발되었지만, 실제 현장에 적용된 기술은 턱없이 부족한 실정이다.
이러한 가운데 미세먼지 배출 농도를 대폭 저감 가능하도록 획기적인 기술을 개발한 (주)명성씨엠아이(이하 명성씨엠아이)가 주목받고 있다.
유해물질 제거 위한 세정집진장치
최근 이슈가 되고 있는 초미세먼지에는 황산염, 질산염 등의 이온 성분과 휘발성유기화합물(VOCs) 등이 포함되어 있다.
휘발성유기화합물은 대기 중에 휘발되어 악취를 유발한다. 화합물 자체로도 환경 및 인체에 직접적으로 유해하다.
대기 중에서 광화학반응 등을 통하여 2차 오염물질을 생성하기도 하는 오염물질로, 산업용 공장 및 자동차 배기가스에서 발생하고 있다.
우리나라가 세계적인 경쟁력을 보유하고 있는 반도체, 디스플레이 산업의 경우에도 산업이 고도화됨에 따라 공정에서 배출되는 유해 가스의 종류와 양이 모두 증가하고 있다.
이처럼 다양한 유해물질을 제거하기 위해서는 일반적으로 스크러버(Scrubber)라고 하는 세정집진장치가 사용되고 있다.
세정집진장치는 보통 습식 집진 장치라고 하는데 액적, 액막, 기포 등에 의해 함진가스를 세정하여 입자에 부착, 입자 상호간의 응집, 확산에 의한 흡수세정을 촉진시켜 직접 가스의 흐름으로부터 입자를 흡수세정 시키는 장치이다.
초기에는 해외 장비가 많이 사용되었으나 명성씨엠아이를 비롯한 국내 업체들의 노력으로 국산화 개발이 되어 현재는 국산 제품이 많이 채용되고 있다.
기존 세정집진장치의 패러다임을 바꾸다
1998년 설립된 명성씨엠아이는 반도체 산업용 환경오염방지설비 및 내식자재 분야에서 System Design 제작, 시공, 시운전, 사후관리까지 One-Stop 서비스를 구축하는 엔지니어링 회사이다.
특히 반도체용 스크러버 장비에 있어 국내 선두주자로 손꼽히고 있다.
반도체 공정 고도화 및 오염 규제 정책보다 한발 앞서 신기술, 신제품을 개발하면서 국내 스크러버 시장을 선도하고 있다.
지난 2016년에는 ‘Cassette Type Filter를 이용한 오염가스 흡수세정처리 기술’로 산업통상자원부 국가기술표준원으로부터 신기술(NET) 인증을 획득하며 주목을 받았다.
이 기술은 반도체 및 화학공장에서 발생하는 오염 가스를 세정액을 사용해 제거하는 기존 방식을 벗어나 필터 채용 방식을 적용한 기술이다.
처리비용의 저감뿐만 아니라 최근 심각해지고 있는 미세먼지 배출농도를 대폭 저감 가능한 획기적인 기술로 인정받고 있다.
반도체 공정뿐만 아니라 LCD, OLED 공정에서 발생하는 복합오염물질 제거에도 사용될 수 있으며, 점차 강화되고 있는 환경 규제 및 정책에 대하여 기술적으로 능동적 대응이 가능하다.
이를 통해 향후 발전 가능성도 긍정적으로 평가되고 있다. 다양한 환경설비 분야로 시장을 확대해나가면서 지구온난화로 인한 기후변화 대응 및 온실가스 감축에 공헌하는 회사로 성장할 토대를 갖추게 되었다.
기술개발 배경 및 성과
다양한 화학물질을 사용하는 반도체 및 화학 공정에서는 염산, 불산, 암모니아 등의 각종 유해화학물질들이 배출된다.
이러한 유해물질을 제거하기 위해 공정의 최종단계에 세정집진장치를 설치 및 사용하고 있다.
하지만 기존에 가장 많이 사용되어온 방법인 습식스크러버는 Packing 충진재를 이용하는 방식으로 되어 있어 처리 효율이 60~80% 정도에 불과하다.
또한 성능을 높이기 위해 충진재 사용량을 늘여 반응 구간을 넓히고, 물 사용량을 과하게 설치하여 사용하다 보니 설비 크기의 거대화 현상이 발생했다.
그에 따라 실제 현장에서 설치 부지의 문제와 함께 에너지 사용량 증가 및 건축물 하중 부담 증가 등의 문제가 발생하고 있다.
뿐만 아니라 6~12개월 단위로 Packing을 점검·보수해야 하는데, 작업자가 설비 안으로 들어가 충진재를 직접 제거해야 하므로 잔존 가스에 노출될 위험성이 크고, 많은 작업 시간(설비 용량: 1,800㎥/min 기준 대당 4~5일)으로 인해 높은 비용이 발생하는 등 많은 문제점을 야기하고 있다.
결국 이를 해결하기 위한 대체 기술에 많은 관심과 요구 사항이 늘어나고 있다.
명성씨엠아이가 개발한 기술은 현재 이용되고 있는 충진재인 Packing 방식을 벗어나 3D-Filter type으로 전환한 것으로, 성능과 에너지 절감 효과가 높고 유지관리에 따른 많은 시간과 비용을 절약할 수 있는 현장 맞춤형 대체 기술로 평가받고 있다.
3D-Filter는 분사되는 세정액을 Filter 표면 전체를 이용하여 가스와 반응시키기 때문에 저감 효율이 95% 이상 수준으로 우수하다.
투수율이 높아 이물질 막힘 및 내부 오염이 적어 유지 보수 기간이 12~18개월 이상으로 기존 대비 길다는 장점을 지니고 있다.
또한 유지 보수 시 고압 호수를 이용하여 Cleaning 세척이 내부에서 가능하기 때문에 작업 기간이 짧아 작업자의 안전성을 높일 수 있으며, Cassette type으로 되어 있어 교체 공사 시 작업이 간편하다.
또한 기존 설비의 경우 통상적으로 액기비 3.5L/㎥이상이며, 반응속도가 1.8m/sec 이하로 제작되지만, 개발 시스템의 경우 성능이 우수하여 액기비 3.0L/㎥이하, 반응속도 2m/sec 이상에서도 성능 평가 결과, 저감효율이 우수해 설비 사이즈를 줄일 수 있어 설비 제작 비용 및 부지면적이 줄어들며, 물 사용량도 절감할 수 있다.
개발 성공 요인
1. 고정관념을 깨는 패러다임의 전환
명성씨엠아이의 혁신 기술은 기존의 수십 년간 이어온 습식 스크러버의 고정관념을 깬 획기적인 기술이다.
그림 3에서 보는 것처럼 기존 습식 스크러버는 내부에 Packing 충진재와 액체가 가득 차 있어 유지 및 보수작업이 어렵다.
설비 무게와 에너지 사용량 또한 증가시켜 고오염가스 처리에 대한 고객의 불만이 많았으나 대체할 수 있는 방법이 없어 어쩔 수 없이 사용하는 상황이었다.
그러나 새롭게 개발된 3D Filter type 기술이 적용된 스크러버는 습식은 액체로 채워져 있어야 한다는 고정관념을 깨고 탈부착 방식을 적용함으로써 교체 공사 시 작업이 간편하고 시간을 단축할 뿐만 아니라 스크러버 효율도 높인 패러다임 전환형 제품이다.
이처럼 혁신적인 기술개발이 가능했던 것은 아이디어가 좋으면 자유롭게 연구개발을 할 수 있는 문화가 크게 도움이 되었다.
명성씨엠아이는 중소기업임에도 불구하고 비교적 자유로운 연구개발 문화를 가지고 있어 새로운 아이디어 제안이 활발하며, 이러한 것이 패러다임 전환형 제품을 개발할 수 있는 원동력이 되었다.
2. 고객의 특성에 대한 이해 및 지속적인 소통(Communication)
반도체는 매우 민감한 공정을 가지고 있기 때문에 반도체에 들어가는 모든 장비와 재료들은 까다로운 절차를 거치게 되어 있다.
산업계 고객 가운데 가장 까다로운 고객이 반도체 고객이라 일컬을 정도로 반도체 업에 대한 이해는 물론, 품질 승인 프로세스 및 고객의 특성 등을 이해하지 못하면 납품하기 매우 어려운 분야이다.
반면 이점도 많다. 반도체 업의 특성상 한번 채용된 제품은 쉽게 바꾸지 않기 때문에 고객을 만족시켜 납품하게 되면 일정 기간 안정적인 매출을 보장받을 수 있다.
뿐만 아니라 차기 제품에 대한 소통이 활발히 전개될 수 있어 타 업체보다 한발 앞선 개발이 가능하고 실험에 대한 데이터를 축적하기 수월하기 때문에 후발주자와의 차이를 벌릴 수 있는 기회 요인이 된다.
명성씨엠아이는 그동안 특히 반도체용 스크러버에 집중하여 지속적으로 고객과 소통해왔기 때문에 고객의 요구에 선제 대응할 수 있는 체제를 구축하고 있으며, 이러한 측면에서 이번에 개발한 기술은 고객에게 명성씨엠아이의 우수한 기술력을 보여줄 수 있는 절호의 기회로 작용하였다.
3. 정부의 기술개발 지원 정책을 적극 활용
중소기업은 대기업과 달리 기술개발 실패 비용을 감당하기가 어렵기 때문에 과감한 기술개발을 진행하는 데 어려움이 많은 것이 현실이다.
이를 위해 정부에서는 각종 기술개발을 지원하는 프로그램을 운영하고 있는데 명성씨엠아이는 이를 적극 활용하고 있다.
이번에 개발한 기술 역시 정부의 지원 프로그램에서 자금을 지원받아 개발에 성공한 또 하나의 사례이다.
정부의 지원을 최대한 활용하려는 연구원들의 적극적인 노력이 있기에 회사 경영진은 연구소가 개발과제를 선정하고 수행하는 데 보다 많은 자율권을 부여하고 있으며, 연구소가 회사의 자본과 이익을 낭비하는 곳이 아니라 회사의 매출과 이익 향상에 노력하고 있다는 좋은 이미지를 갖게 하는 데 기여하고 있다.
4. 관련 분야 전문가와 R&D 네트워크 구축
앞서 언급했듯이 중소기업의 경우 자금의 한계로 인해 자체 R&D 인력만으로 모든 기술개발을 수행하는 것은 현실적으로 쉽지 않다.
명성씨엠아이는 반도체용 스크러버 분야에 오래 집중하는 과정에서 고객뿐만 아니라 한국에너지기술연구원, 한국환경산업기술원 등 정부기관, 대학, 해외 관련 연구기관 등과 R&D 인적 네트워크를 자연스럽게 구축하였다.
이를 통해 명성씨엠아이가 보유하지 않은 기술 분야에 대해서는 자문과 협력을 진행할 수 있으며, 새로운 기술개발 동향 또한 빠르게 입수할 수 있었다.
이렇게 구축한 R&D 네트워크의 효과는 무엇보다 자체 R&D 인력이 가진 역량 이상의 보다 많은 기술개발 역량을 보유하게 되는 기회가 되었고, 결국 보다 많은 기술개발 아이디어 발상 및 기술개발이 가능한 역량을 갖추는 강력한 원동력이 되었다.
이러한 기술개발 성과를 바탕으로 명성씨엠아이는 반도체 분야를 넘어 디스플레이 분야로 사업을 확장하고 있으며, 스크러버 분야를 넘어 환경설비 분야의 세계적인 강소기업으로 성장할 것으로 기대를 모으고 있다.
