분 기 보 고 서

                                   (제 23 기)

【 대표이사 등의 확인 】

대표이사 등의 확인 서명

I. 회사의 개요

1. 회사의 개요

1. 연결대상 종속회사 개황(연결재무제표를 작성하는 주권상장법인이 사업보고서, 분기ㆍ반기보고서를 제출하는 경우에 한함)
연결대상 종속회사 현황(요약)

1-1. 연결대상회사의 변동내용

2. 회사의 법적, 상업적 명칭
당사의 명칭은 '나노씨엠에스주식회사' 이며, 영문은 'NANOCMS CO.,LTD' 입니다.

3. 설립일자 및 존속기간
당사는 2003년 04월 17일에 설립되어, 2021년 03월 09일자로 코스닥시장에 신규 상장되어 회사의 주식 매매가 개시되었습니다.

4. 본사의 주소, 전화번호 및 홈페이지

5. 연결대상 종속회사 개황
당사는 보고서 작성기준일 현재 해당사항이 없습니다.

6. 중소기업 등 해당 여부

6-1. 중소기업확인서

중소기업확인서

당사는 「중소기업기본법」 제2조 및 동법 시행령 제3조의 규정에 따른 중소기업에해당합니다.

6-2. 벤처기업확인서

벤처기업확인서

6-3. 이노비즈 기업

기술혁신형 중소기업(inno-biz) 확인서

당사는「기술혁신형 중소기업 육성사업」에 의해 선정된 기술혁신형 중소기업
(Inno-Biz)입니다.

7. 회사의 주권상장(또는 등록ㆍ지정) 및 특례상장에 관한 사항

2. 회사의 연혁

가. 회사의 본점 소재지 및 그 변경

나. 경영진 및 감사의 중요한 변동

※당사는 주주총회에서 등기이사(사내,사외)를 선임하고 이사회에서 대표이사를 선임하고 있으며, 임기만료 및 해임란에 기재된 경영진은 모두 사임한 임원 입니다.

다. 최대주주의 변동

당사는 설립일 이후 보고서 작성기준일 현재까지 최대주주의 변동사항이 없습니다.
또한 당사의 최대주주는 보고서 제출일 현재 김희자입니다.
변경전 최대주주 김시석은 2025.04.03일 보유주식 중 일부 270,000주를 특수관계인(배우자) 김희자에게 "주식 증여 계약"을 통해 무상증여하였으며, 무상증여 시행후 수증자인 김희자가 최대주주로 변경되었습니다.  무상증여 후 특수관계자(배우자)간 최대주주 변경으로 보유주식수에 대한 변동은 없습니다.

라. 상호의 변경

2009년 04월 17일에 씨엠에스테크놀로지 주식회사에서 나노씨엠에스 주식회사로
상호가 변경되었습니다.

마. 회사가 화의, 회사정리절차 그 밖에 이에 준하는 절차를 밟은 적이 있거나 현재 진행중인 경우 그 내용과 결과
- 해당사항 없습니다.

바. 회사가 합병등을 한 경우 그 내용
- 해당사항 없습니다.

사. 회사의 업종 또는 주된 사업의 변화

- 해당사항 없습니다.

아. 그 밖에 경영활동과 관련된 중요한 사항의 발생내용

- 해당사항 없습니다.

3. 자본금 변동사항

자본금 변동추이

4. 주식의 총수 등

가. 주식의 총수 현황

※보고서 작성기준일 현재 보유중인 자기주식은 없습니다.

나. 자기주식 취득 및 처분 현황

자기주식 직접 취득ㆍ처분 이행현황

* 2024년 임직원 상여 지급 목적으로 2024년 12월 12일에 자기주식 72,718주를 상여로 지급하였으며, 상세 내용은 2024년 12월 16일에 공시한 자기주식처분결과보고서를 참조하시기 바랍니다. 보고서 작성기준일 현재 보유중인 자기주식은 없습니다.

5. 정관에 관한 사항

가. 정관의 최근 변경일
당사 정관의 최근 개정일은 2024년 03월 29일, 제21기 정기주주총회에서 원안대로 가결되었습니다

나. 정관 변경 이력

다. 사업목적 현황

라. 정관상 사업목적 추가 현황표

1. 그 사업 분야(업종, 제품 및 서비스의 내용 등) 및 진출 목적

전력반도체는 전력이 필요한 전자제품, 전기차, 수소차, 5G(5세대) 통신망 등의 전류방향을 조절하고, 전력 변환을 제어하는 역할을 합니다. 바이오사업은 코로나 이후 전염성 균으로 부터 집단감염을 차단하기 위한 방역 목적의 제품 입니다. 당사는 수익 다각화를 위해 설립기 부터 보유한 나노 소재 원천 기술 기반으로 첨단 나노 신소재 기술을 축적해 왔고, 다양한 사업분야의 폭을 넓히기 위해 전력반도체와 바이오 사업분야를 추가해 사업을 확대해 나갈 예정입니다.

2.시장의 주요 특성ㆍ규모 및 성장성

전력반도체 소재의 주요 용도는 전기차, 태양광, 풍력 등 다양한 산업이 전력 반도체산업성장에 기여하고 있지만 가장 큰 요인은 전기차 시장의 성장성에 있습니다. 중장기적으로 자동차 시장은 내연기관차에서 전기차 중심으로 전환되어 갈 것이라고 판단되며, 거시환경 상황에 따라 속도의 차이는 있겠지만 친환경, 탈 탄소라는 구조적인 시대의 흐름은 변화하지 않을 것이며, 이는 전력반도체 소재 산업의 성장을 견인할 것으로 예상합니다. 바이오 기기분야는 실내 공기질 개선 관련 공기청정 챌린지와지구 온난화로 인한 기후 양극화와 영구 동토층 해빙에 의한 시겔라(Shigella), 콜레라, 살모넬라,슈두모나스 등 세균 확산 및 고대 바이러스와 박테리아의 위협 등으로 시장확대가 예상됩니다.

3.신규사업과 관련된 투자 및 예상 자금소요액(총 소요액, 연도별 소요액), 투자자금 조달원천, 예상투자회수기간 등

- 신규 사업과 관련된 자금 소요액은 회사의 영업 기밀사항임에 따라 기재를 생략합니다.

4.사업 추진현황(조직 및 인력구성 현황, 연구개발활동 내역, 제품 및 서비스 개발 진척도 및 상용화 여부, 매출 발생여부 등)

당사는 보유중인 다양한 자체 개발 첨단 나노 신소재 기술 기반으로 전력 반도체 소재 및 바이오사업 분야의 Value Chain내 시장 진입을 해왔습니다. 높은 진입장벽이 있는 사업임에도 불구하고 글로벌 고객 유치를 위해 아이템 확대 및 생산시설 구축을통해 해당 사업을 확대해 나갈 예정입니다.

5. 기존 사업과의 연관성

당사는 다양한 분야의 관련 첨단 나노 신소재를 개발하고 있으며, 소재 관련 원천기술을 보유하고 있습니다. 당사의 개발 노하우로 신사업 진출을 위해 2021년부터 신 소재 기술 개발을 추진하였으며, 축적된 기술은 고객들에게 다양한 제품 등을 제공함은 물론 기존 사업 영역과의 큰 시너지를 낼 수 있을 것으로 예상됩니다.

6. 주요 위험

신규 사업의 주요 위험은 경기침체, 규제의 변화 등이 있습니다. 경기침체 시 고객사들은 선제적으로 원가절감 등의 방향으로 소비를 줄이는 경향이 있습니다. 경기 불안정성으로 인한 고객사들의 지출 감소는 매출에 직접적인 악영향을 미칠 수 있습니다.또한 규제의 변화는 신규 생산시설 구축의 운영 방식 및 허가, 안전 규정 등 사업 운영에 제약을 줄 수 있는 위험 요소 입니다.

7. 향후 추진계획

① 전체 진행단계 및 진행단계별 예상 완료시기

② 향후 1년 이내 추진 예정사항
- 전력 반도체 고객사 및 Application 확대, 방역 램프 대형 적용분야 확정 공급 및
   진단 소재를 개발할 예정입니다.

③ 조직 및 인력 확보 계획

※향후 사업 확장에 따라 신규 인력을 추가 채용할 예정입니다.

8. 미추진 사유

II. 사업의 내용

1. 사업의 개요

당사는 나노 기반 화학구조 설계를 통한 빛(파장 및 파동)을 제어하는 소재 분야의 원천기술을 통하여 지폐, 여권, 운전면허증, 주민등록증(NID CARD), 정품인증 등의 보안인쇄에 적용되는 위조방지 기능성 보안 소재 및 IT 분야 특수소재를 개발하고 관련사업을 영위하고 있으며, 전력반도체 소재 분야 및 바이오 분야 방역 램프 관련 사업 또한 영위하고 있습니다.

당사의 기술 및 주요사업 분야

2. 주요 제품 및 서비스

가. 주요 제품 등 현황

(1) 근적외선 흡수/반사 안료

은행권에 일반적으로 사용되고 있는 적외선 흡수물질인 카본블랙은 일반안료의 특성을 가지고 있으면서 보안기능 적용이 용이하기 때문에 많은 국가의 화폐에 적용되고 있습니다. 다만, 카본블랙의 특성상 다양한 색상을 나타내기 어렵기 때문에 미국은행권인 달러처럼 어두운 색상용으로만 사용되고 있습니다.

카본블랙을 대체하기 위해 무기계 근적외선 흡수잉크 소재를 활용하는 방법이 고안되었지만, 무기계 근적외선 흡수 소재를 첨가하여 잉크를 제조하는 경우 잉크물성을 맞추기 어려운 단점이 있습니다.

이에 당사에서는 밝은 색상에 적용할 수 있고, 근적외선 고유파장에서 흡수/반사를 식별할 수 있으며, 잉크 물성에 맞출 수 있는 근적외선 흡수/반사 안료를 개발하였습니다. 근적외선 흡수/반사 안료는 특정 파장대에서 흡수/반사 기능을 동시에 갖는 독특한 성질을 가지고 있으며, 우수한 내광성, 내열성, 화학적 및 물리적 안정성을 가지고 있는 물질입니다. 관련하여 물질 특허는 물론 신물질 CAS No.에 등록을 완료하였고, 이에 따라 화평법, 화학물질관리법에 따른 제조승인을 받았으며, 해외수출을 위한 화학적, 물리적 특성 및 독성검사를 마치고 EC No. 승인을 위한 절차를 진행하고 있습니다.
 
근적외선 흡수/반사 안료는 흡수율과 반사율의 차이를 ATM 또는 검지기에 위폐색출기능으로 추가함으로써 새로운 위조방지 기술을 실현하였고, 기능과 품질 면에서 기존 제품과 비교할 수 없는 탁월한 기능을 가지고 있기 때문에 한국은행권에 적용되었으며, 제품의 차별화를 위하여 흡수파장 및 반사파장범위를 다르게 하여 유럽 및 아시아 등 외국은행권에의 적용을 준비하고 있습니다.

[근적외선 흡수/반사 안료의 흡수/반사 파장]

당사의 근적외선 흡수/반사 안료는 자체적으로 청색을 띄고 있지만, 대부분의 은행권의 경우 조금 어둡고 약간 탁한 색상의 디자인이 많이 적용되고 있어 당사의 제품을 적용하는데 문제가 없습니다. 당사의 근적외선 흡수/반사 안료의 적용사례는 한국조폐공사가 공식적으로 홍보하는 견양본의 카탈로그에 수록되어 있습니다

근적외선 흡수반사 안료를 첨가한 잉크로 인쇄한 한국조폐공사 견양

(2) 자외선 유기형광 안료

일반적인 자연광에는 보이지 않지만 특정 파장의 자외선을 비추면 발광하는 안료로,에너지가 높은 불안정한 상태(excited state)에서 에너지가 낮은 안정한 상태(ground state)로 되면서 이들의 에너지 차이에 해당하는 파장의 빛을 발광하는데, UVA, UVB & UVC (365∼254㎚의 UV Lamp)영역의 파장으로 여기 시키면 가시광 영역에서 발광하는 물질입니다. 오래전부터 은행권의 2단계(코버트) 보안요소로 적용되었고, 최근에는 UVA(표준파장 365㎚)와 UVC(표준파장 254㎚)를 혼합하여 2색 형광, 또는 UVA+UVB(표준파장 312㎚)+UVC를 모두 혼합하여 3색 형광으로 보안기능을강화하고 있는 추세에 있습니다. 이에 당사는 UVA, UVB 및 UVC 발광체인 UV(자외선) 형광체를 모두 확보함으로써 시장의 요구에 부응하고 있습니다.

자외선 유기형광안료의 예

당사는 내열성, 내약품성과 내광성의 품질우위의 특성을 갖는 자외선 유기형광 안료 UVA 영역의 Red 3종, Green 3종, Blue 3종, Yellow 1종과 UVC 영역의 Red, Green3종을 개발하여 원천기술을 확보하고 있습니다. 또한 각 안료를 배합하여 2색 또는 3색 형광으로 발현할 수 있는 특허를 보유하여 이색 형광시장의 요구에 대해 대응하고있습니다.

(3) 적외선 발광체

대표적인 3단계(포렌식) 요소로 적용되고 있는 적외선발광체는 무기물 모체(Host Lattice)와 모체 내에 고르게 도핑(doping)된 활성이온(activator)으로 구성됩니다. 모체는 활성이온을 지지해 주는 역할을 하며 외부로부터 공급된 에너지를 흡수하여 활성이온에 전달하고, 활성이온은 에너지를 전달받아 직접적으로 빛을 내는 역할을 하지만 직접 외부 에너지를 흡수할 수도 있습니다. 이때 활성이온의 전자 에너지준위 또는 천위가 발광파장을 결정하며, 발광효율에도 큰 영향을 미치게 되므로, 모체와 활성제의 종류 및 활성이온의 농도를 최적으로 조절함으로써 성능이 우수한 적외선 발광체를 제조할 수 있습니다.
 
 적외선(가시광선) 여기 적외선 발광체(IR-to-IR, Visible-to-IR) 등 다양한 기능을 가진 여러 종류의 발광체가 존재하지만, 3단계(포렌식) 보안요소의 특성상 특정 은행권에 어떤 요소가 적용되고 있는지 알 수 없고, 검지기 역시 최상의 보안으로 비밀이 유지되고 있어 제3자로선 검지 자체가 불가능한 물질입니다.

당사에서 개발한 적외선발광체는 구체적으로 물질명을 공개할 수 없으나 Luminescent A&B 신물질이 한국은행권에 적용되고 있습니다. 이러한 적외선 발광체의 경우 중요 타간트(Taggant)로 적용되고 있는 것이 보편적 추세로 잉크화 하여 인쇄도 할 수 있고, 화폐용지에 직접 투입하여 보안요소로 적용할 수도 있습니다.

(4) 전력반도체 소재

모바일 기기의 증가, 전기 자동차 보급 확대 등으로 전력반도체 시장이 지속 성장중인 가운데, Si 대비 성능이 우수한 화합물 반도체가 차세대 전력반도체 소재로 각광 받고 있습니다.
 
전력반도체는 직류와 교류 간 전력변환이나 전력 변압, 전력 분배 및 제어 기능 등을 위한 반도체 소자로, 전력 전달 과정에서의 손실 방지와 안정적인 작동을 요하는 소재입니다. 주요 전력반도체 소자로는 다이오드, 트랜지스터, IGBT(Insulated- gate bipolar transistor), MOSFET 등이 있습니다. 전력반도체는 고전압, 고전류 및 고주파수를 이용하는 것이 특징이기 때문에 신뢰성이 매우 우수해야 하며, 세탁기 및 냉장고와 같은 개인 전자제품부터 산업용 모터 및 신재생 에너지에 사용되는 인버터, 자동차 부품 등 다양한 곳에 사용됩니다. 특히 최근에는 글로벌 완성차 기업들이 이산화탄소 저감을 위해 전기차 개발에 매진하고 있어 전기차 부품 및 충전 인프라 시장도 함께 커짐에 따라 전력반도체 시장은 더욱더 커질 것으로 예상됩니다.
 
전력반도체 소재는 전통적으로 일반적인 반도체와 같이 실리콘(Si)이 많이 사용되어 왔습니다. 실리콘은 저렴하고 전기적 특성을 쉽게 조절할 수 있다는 장점이 있지만 전력반도체는 고전압 고전류를 이용하는 소자로 발열이 심하기 때문에 고온에서의 안정적인 작동이 요구되는데, 가장 범용적으로 쓰이는 종류의 실리콘은 150℃ 이상의 온도가 되면 열에너지로 인해 캐리어가 모두 전도대(conduction band)로 갈 수 있어 반도체 특성을 잃는 단점이 있습니다. 그러나 표 1에 나타낸 와이드밴드갭 실리콘재료는 고온에서도 큰 밴드갭으로 인하여 에너지 장벽이 잘 유지되어 소자 누설전류를 낮게 유지할 수 있고, 높은 이동도 및 포화 속도를 통해 고속 스위칭이 가능한 장점이 있습니다. 대표적인 대체 재료로는 SiC(Silicon Carbide)와 GaN(Gallium Nitride)가 꼽힙니다.

 기존의 전력반도체는 Si 단일 소재로 되어 있었으나, 최근 Si 대비 전력 효율과 내구성이 뛰어난 화합물 반도체가 차세대 전력반도체의 소재로 부상, 대표적인 화합물 반도체인 SiC(Silicon Carbide), GaN(Gallium Nitride) 등은 고온에서 안정적이고 높은 전압에서도 성능을 유지할 수 있으며, 스위칭 속도 및 전력 손실에 있어서도 Si 대비 우수합니다. SiC는 Si 대비 전력 손실이 30% 적은 동시에 절연파괴전계가 10배 높아, 효율적인 전력관리와 고전압 환경이 필요한 신재생에너지 발전설비 및 전기 자동차에 주로 사용 됩니다. GaN는 실리콘 대비 빠른 스위칭 속도로 고주파 환경에서 동작이 가능하므로, 고속 무선 충전, RF 통신 등에 주로 활용될 전망입니다.

<전력반도체 주요 재료 특성 비교>

Si-MOSFET과 SiC-MOSFET의 성능 지수 비교

아래 그림은 전력반도체 산업구조의 한 예시로서 SiC 전력반도체 기반 가변 주파수 드라이브(VFD, Variable Frequency Drive) 산업의 가치사슬을 간단하게 도식화하여나타낸 것입니다. 먼저 SiC 원재료 결정(Boules 혹은 Crystal)을 성장시키며 SiC 잉곳을 제조하고 잉곳을 얇게 잘라 반도체 기판을 만드는 분야, 기판 위에 원하는 전기적 특성을 갖는 결정질 SiC를 에피택시(Epitaxy)로 성장시킨 에피웨이퍼(Epi Wafer)를 제조하는 분야, 에피웨이퍼에 추가 공정을 통해 반도체 칩을 만드는 분야, 반도체 칩에 전선 및 패키징을 통해 부품을 완성하는 모듈제조 분야를 거쳐 최종 시스템 제조 분야로 이어진다. 소재 및 소자에 따라 제조공정이 달라지지만 대체적으로 기판, 에피웨이퍼, 칩제조, 모듈제조로 크게 나뉠 수 있습니다.

<SiC 기반 VFT 산업 가치사슬>

전력반도체는 다양한 응용분야에 적용되고 있습니다. 예를 들어 모바일 기기 분야(유무선 급속 충전기), 교통 분야(자동차, 기차, 항공기 관련 LiDAR, 충전기, 모터 및 계통 부품), 태양광 및 풍력에너지 인버터, 데이터 센터 및 서버, 산업 분야(UPS, 전기 모터), 국방 및 의료 분야 등에 이용됩니다.

<전력반도체 응용 시장>

[출처: Yole 2021]

(5) 인체에 안전한 원자외선(Far UV-C 222nm) 방역램프(Plasma Guard 222)

원자외선(Far UV-C) 방역램프의 예

본 제품은 나노 형광체에 의한 인체에 유해한 230nm 이상의 자외선을 차단하는 기술을 적용, 바이러스, 효모균, 박테리아 살균에 의한 감염병 차단에 의한 예방이 가능합니다. 램프 제조시 230nm 이상의 극미량의 자외선 방출을 차단하는 필터 적용으로 인체에 안전한 222nm 원자외선(Far UV-C)만을 방출 하는 특성을 가진 제품입니다. 원자외선 (Far UV-C 222nm) 램프 생산하는 업체가 세계적으로 미국, 일본의 2개사 밖에 없으며 당사도 미국 Eden Park Illumination과 공동으로 연구를 진행해 왔으며 230nm 이상의 빛을 제거하는 원재료를 개발하여 적용하고 있습니다. 거리에 따른 살균력과 독성(안정성)이 적음을 확인 하였으며, 인체에 안전한 원자외선(Far UV-C 222nm)을 이용하여 사람 및 동.식물에는 안전하면서, 바이러스, 박테리아, 세균을 제거함은 물론 실내에 사람이 있어도 원자외선을 이용하여 안전하게 살균할 수 있습니다.
 
원자외선(Far UV-C 222nm)의 바이러스 및 각종 박테리아 등 사멸연구를 전북대 인수공통전염병연구소, 서울대 수의과대학 미생물학 연구실, 인제대 생명공학과, 일리노이대학 전기전자컴퓨터 공학과 공동연구팀과 진행 COVID-19 바이러스 99.9% 사멸을 확인하여 2021년 8월 SCI 바이오 의학 학술지 Clinical Laboratory에  "Demonstration of Antiviral of far-UVC micro plasma lamp irradiation against SARS-CoV-2”으로 게재, 조류독감(인플루엔자 A) 바이러스 사멸 연구와 생화학무기인 탄저균 사멸연구 및 각종 박테리아 연구를 통해 성능에 대한 검증과 효과를 확인 했습니다. 또한 2022년 원자외선 (Far UV-C 222nm) 램프 특허 출원 및 등록을 통해 기술에 대한 보호의 기틀을 마련해 왔으며, 원자외선 (Far UV-C 222nm) 램프 제품화 및 UL, CE, KC 인증획득으로 제품화를 통해 다양한 방역 분야에 적용되고 있습니다.

(6) 고기능성 자외선 흡수제

지표면에 닿는 자외선의 유형

자외선은 모든 물리적 측면에서 가시광선과 유사하나 파장이 가시광선 보다 짧은 100~400nm로 눈으로 볼 수 없습니다. 햇빛에 자외선이 가장 많이 들어 있으며 사람의 피부를 태우거나 살균작용을 하며, 과도하게 노출될 경우 피부암에 걸릴수도 있습니다. 자외선은 화학작용, 특히 표백작용이 강하여 안료/염료 등은 햇빛에 포함되어 있는 자외선에 의해 색이 바랩니다. 피부가 햇볕에 그을리게 되는 것도 자외선의 화학작용에 의한 것으로서, 파장 325∼290nm의 범위에 있는 자외선은 이 작용을 뚜렷하게 나타내고, 더욱이 자외선에는 살균작용이 있으며, 특히 250nm 부근의 파장을 가진 것은 큰 살균력을 가지고 있어서 1㎠ 당 100μW의 강도를 가진 자외선을 1분간 쪼이면 대장균, 디프테리아균, 이질균 등은 99%가 죽습니다. 그런데 물은 비교적 자외선을 잘 투과시키므로 우물물의 살균, 소독에는 자외선 조사가 효과가 있지만, 자외선에 불투명한 식기 및 의류 등에서는 표면 살균만 됩니다.

자외선 파장영역(290~400nm)의 광에너지는 71~100Kcal/mol로, 수지를 구성하는 각 원소간의 결합을 해리시키는데 충분한 크기입니다. 이러한 자외선에 의한 열화는 산소 존재하에서 일어나는 산화 반응으로써, 개시 단계에서 자외선 광자(UV Photon)에 의해 자유라디칼이 생성되는 것 이외의 반응 메커니즘은 열산화 반응과 동일합니다. 광산화 방지제(자외선 안정제)는 햇빛 속에 있는 자외선의 침투를 차단함으로써 플라스틱 제품이 자외선의 화학작용 및 표백작용 등에 의해 산화되는 것을 일정 기간지연시켜 제품의 기능과 수명을 연장해주는 역할을 합니다.

자외선(UV)의 종류 및 자외선 차단 원료의 종류

광산화방지제의 종류중 하나인 자외선 흡수제는 자외선을 흡수하여 열의 형태로 에너지를 방출하는 재료입니다. 자외선의 유해한 영향으로부터 재료를 보호하고 성능, 내구성, 수명 및 안정성을 향상시키는 데 중요한 역할을 합니다. 재료의 형태, 수명, 민감도에 따라 다양한 유형의 자외선 흡수제가 사용되고, 자외선 안정제 역할도 수행하여 단기간 노출에 대한 저항성을 제공합니다.

나. 주요제품 등의 가격변동 추이

다. 신물질 16건 등록(New CAS Registry Numbers)

CAS No.(CAS등록번호)는 Chemical Abstracts Service Registration Number로, 세계화학물질등록 시스템의 화학물질 개요 서비스에 의해 정해진 번호이며 그 구조가 원자, 원자결합과 입체 화학의 용어로 설명되지 않는 한 CAS No. 등록번호는 단일 물질을 의미 합니다. 미국화학회의 화학물질 정보기관에서 새로운 화학물질이 생길 때 마다 신청하게 되면 조사하여 CAS No.를 부여 받고, 안정성 검사까지 완료하여야상업적으로 유통이 가능하게 됩니다.

 당사는 아래표에서 보는 바와 같이 16건의 제품을 CAS No.에 등록하였습니다.

라. 신제품 개발 현황  

(1) 전력 반도체 소재 개발 및 사업화

전력반도체는 전력이 필요한 전자제품, 전기차, 수소차, 5G(5세대) 통신망 등의 전류방향을 조절하고, 전력 변환을 제어하는 역할을 합니다. 전기차를 중심으로 다양한 분야에서 활용되는데, 최근 SiC와 GaN을 소재로 만든 전력반도체가 주목받고 있습니다. 기존 실리콘(Si) 소재와 달리 SiC와 GaN은 고온/고전압의 극한 환경에서 98% 이상의 전력 변환 효율을 유지하는 등 경쟁 소재 대비 우수한 내구성을 보유하고 있고, 또한 안전성과 범용성을 두루 갖춰 기존 실리콘 전력반도체 시장을 대체하는 차세대 제품으로 주목 받고 있습니다.

전력반도체 소재의 주요 용도는 전기차, 태양광, 풍력 등 다양한 산업이 전력 반도체산업 성장에 기여하고 있지만 가장 큰 요인은 전기차 시장의 성장성에 있습니다. 중장기적으로 자동차 시장은 내연기관차에서 전기차 중심으로 전환 되어 갈 것이라고 판단되며, 거시환경 상황에 따라 속도의 차이는 있겠지만 친환경, 탈 탄소라는 구조적인 시대의 흐름은 변화하지 않을 것이며, 이는 전력반도체 소재 산업의 성장을 견인할 것으로 예상합니다.

(가) 개요
최근 기존의 산업용 모터 인버터, 가전기기 파워 등에서 IT 기기의 발달과 데이터 사용량 증가에 따른 데이터 센터 등의 신규 에너지 수요, 전기자동차 산업의 급속한 성장, 신재생 에너지 등으로 인해 전력 사용량이 폭발적으로 증가하고 있습니다. 이로 인해 전력 사용량에 대한 우려와 함께 에너지 위기와 환경 규제 강화에 대비하여 전력 변환장치 및 전력 시스템의 성능 향상과 에너지 절감의 요구가 높아지고 있습니다.
특히 탄소 중립 및 환경 위기대응을 위해서 전력에너지 사용의 효율화가 필수적이며,이산화탄소를 배출하지 않는 전력시스템(전기자동차, 신재생에너지)이 강하게 요구되고 있습니다. 아래 그림에서 보는 바와 같이 전력의 생산에서부터 소비까지의 전기에너지 사용 흐름에서 전력변환 기술이 필수적으로 사용되며, 전력에너지 사용의 효율화는 결국 전력변환 기술의 혁신을 의미합니다.

전력변환 기술의 혁신은 전력변환 장치 자체의 구조 및 회로기술에서도 이루어 지지만 많은 부분이 핵심부품인 전력반도체를 통해 이루어지며, 이를 위해서 전력반도체 소자의 혁신 요구가 커지고 있습니다.
그러나, 반세기 넘게 사용 되어온 Si(Silicon, 실리콘) 기반의 전력반도체 소자의 성능향상이 한계에 다다르고 있어, 새로운 대안으로 차세대 전력반도체 소자들이 개발되어, 최근 들어 시장에 점차적으로 도입되고 있습니다.

전력변환을 통한 전기에너지 사용흐름

[출처: 한국전기연구원 블로그]

당사는 차세대 전력반도체 소자들에 적용되고 있는 소재, 잉곳, 웨이퍼 등과 같이 전력반도체용 소재 개발을 통해 다양한 해외 고객사 확보 및 전력반도체 Value Chain 내 품목 확대 진입으로 Application 확대를 통한 매출 증대 추진에 노력하고 있으며, 또한 전문인력 양성 및 품질관리 장비 추가 구축을 통한 품질 Process 강화를 진행하고 있습니다.

(나) 적용 제품 : 전력반도체 소재
전력반도체(Power Semiconductor)란 전기 에너지를 활용하기 위해 직류.교류 변환,전압,주파수 변화 등을 제어하고, 처리하는 반도체입니다. 전력의 변화 및 제어에 사용되는 1[W,와트] 이상의 전력을 담당하는 스위칭 소자 및 정류소자들을 통칭하는 말로써 직류와 교류의 변환, 변압, 충전, 모터 구동, 전력 안정, 전력 분배 및 제어 등에 사용됩니다. 사용 단계에서는 가전, 스마트폰, 자동차 등 전기로 작동하는 제품의 작동 여부 및 성능을 결정짓는 핵심 부품으로 사용됩니다.

전력반도체 소자의 용량대별 사용 분야

[출처: Solid State Transformers for Energy Grid-2,0 / NTU]

전력반도체 소자는 전력의 전달 및 제어 과정에서 에너지 효율을 향상시키고 전압의변화를 제어하여, 시스템 안정성 및 신뢰성을 제공해야 하기 때문에, 일반적인 반도체 소자에 비해 고내압화, 대전류화, 고주파수화 되도록 발전해 왔으며, 이를 식 (1)과 같이 정량화 할 수 있습니다. [참고: 경신수(파워큐브세미㈜ 연구소장), 성만영, 2016].

(1)

식(1)에서 ΔT는 전력소모로 발생한 열로 인한 온도 변화를, RTH 는 전력반도체 소자의 열저항을, Von 과 Ion 은 온(On) 상태 동작시의 전압과 전류를 나타내며, V(t)와 I(t)는 시간에 따른 전압과 전류를, f는 주파수를 나타냅니다.

전력반도체 소자는 전력소모를 줄이기 위하여 저항을 줄이고, 스위칭을 빠르게 하는방향으로 발전하여 왔고, 안정성을 위해 동작 시 열 발생을 최소화 하는 방향으로 발전해 왔습니다. 이런 발전 방향에 따라 그림 <전력반도체 소자의 발전사>에서 보듯이사용처가 요구하는 정격과 동작 주파수에 따라 GTO(Gate Turn-Off Thyristor, 게이트 턴 오프 사이리스터), IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor, 절연 게이트 양극성 트랜지스터), BJT(Bipolar Junction Transistor, 쌍극 접합형 트랜지스터), MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor, 금속 산화막 반도체 전계효과 트랜지스터), 다이오드(Diode) 등 여러 종류의 전력반도체 소자가 개발되어사용되고 있습니다.

전력반도체 소자의 발전사

[출처: 융합연구리뷰 | Convergence Research Review 2022 August vol.8 no.8]

차세대 전력반도체를 위한 와이드밴드갭(Wide Bandgap) 물질
전력변환장치의 효율화에 따라 전력반도체 소자의 성능 향상에 대한 요구가 점차 높아지면서 Si 기반의 전력 반도체 소자로는 요구 사항을 만족할 수 없는 상황이 발생하고 있습니다.

(2)

식(2)는 전력반도체의 온(On) 상태 특성을 나타내는 온 저항(Ron,sp)과 오프 상태 특성을 나타내는 항복전압(VB, 다이오드 또는 트랜지스터가 파괴되기 전 견딜 수 있는역방향 전압의 최대 한계) 사이의 관계를 나타냅니다.(참고 : 경신수(파워큐브세미㈜ 연구소장), 성만영, 2016) 온 상태 특성인 저항 Ron,sp는 줄어드는 방향으로 발전하려 하고, 오프 상태 특성인 항복전압 VB는 커지는 방향으로 발전하고자 하여 서로 트레이드 오프(trade off, 하나를 움직이면 다른 하나가 반대되는 방향으로 움직이게 되는 관계) 관계입니다. 식 (2)의 분모 식이 온 저항과 항복전압 트레이드 오프 관계를 결정짓는데, 이 매개식을 Baliga의 성능지수(BFOM, Baliga’s Figure of Merit)라 한다.

그러나, Si 기반의 전력반도체 소자는 BFOM을 개선시키는 기술 개발에 한계가 있어, 재료자체의 물성적 특성으로 전력반도체 소자의 성능을 향상시킬 수 있는 WBG 물질을 기반으로 하는 전력반도체 소자들이 대안으로 부상하면서, 2010년대부터 상용화가 시작된 후 최근에는 시장에 급속도로 확장되고 있습니다.

<반도체 소재의 물성 비교표>에 Si과 WBG 물질인 SiC와 GaN 등의 물성 특성을 도시하였다.(Hikita et al, 2009) <반도체 소재의 물성 비교표>에서 보듯이 Si 또는 GaAs(Gallium Arsenide, 비소화 갈륨)에 비해 SiC와 GaN이 에너지 밴드갭(Eg, Band Gap Energy)이 높아 임계전계(Critical Electric Field) 값이 높다. 이로 인해 BFOM이 SiC과 GaN이 Si 대비 월등히 높은 것을 확인할 수 있습니다.
또한 SiC의 경우 열전도도(Thermal Conductivity)가 타 물질 대비 높아 소자의 동작속도와 열방출 성능에 초점을 둔 Keye의 성능지수(KFOM, Keye's Figure of Merit)가 월등히 높은 것을 확인할 수 있습니다. 이를 통해 SiC와 GaN이 차세대 전력반도체 물질로써 탁월하다는 것을 알 수 있습니다.

<반도체 소재의 물성 비교표>

(다) 시장 규모 및 특성
전력 반도체 시장이 2030년 369억8,000만달러(약 48조7,655억원)에 이를 것이란 전망이 나왔으며, 2022년 보다 55% 증가한 규모입니다.

야노경제연구소는 최근 이같은 내용의 '글로벌 전력 반도 시장' 보고서를 발표했습니다. 보고서에 따르면 2022년 전력 반도체 시장은 238억 9,000만 달러로 집계되었고,전년 대비 6.8% 성장했습니다. 반도체 수급난으로 성장률이 다소 줄었지만 올해부터다시 성장세를 보일 것으로 야노경제연구소는 전망했습니다.

올해 전력반도체 시장은 가전, 신재생에너지, 전기차가 견인할 것으로 예상되며, 특히 태양광과 풍력 발전소에 사용되는 전력 모듈과 전기차용 컨버터 인버터 분야에서 수요가 급증할 것으로 전망됩니다. 야노경제연구소는 2023년 전력 반도체 시장 규모를 전년 대비 8% 늘어난 258억 1,000만 달러로 예상했습니다.

2023년 전력반도체 시장은 가전, 신재생에너지, 전기차가 견인할 것으로 예상되며, 특히 태양광과 풍력 발전소에 사용되는 전력 모듈과 전기차용 컨버터 인버터 분야에서 수요가급증할 것으로 전망하고 있습니다. 야노경제연구소는 2024년 전력 반도체 시장 규모를 전년 대비 8% 늘어난 278억 4,000만 달러로 예상하고 있습니다.

세계 전력반도체 시장 전망

야노경제연구소 보고서에 따르면 특히 실리콘카바이드(SiC) 전력 반도체 성장세로 에너지효율에 기여할 수 있는 특성 덕분에 데이터센터, 5G 기지국, 태양광 전력 조절기 보조 장비, 산업용 장비의 전원 공급장치, 전기차용 온보드 충전기, 컨버터 등 다양한 분야에서 수요가 늘고 있습니다.

(라) 제품 개발 계획
당사의 전력 반도체 Value Chain 내 품목 확대 진입을 통하여 Application 확대는 물론 해외고객사 확대 증가를 통한 매출 증대를 추진하고 있으며, 전문인력 양성 및 품질관리 장비 추가 투자를 통한 품질 Process 고도화를 진행중에 있습니다. 또한 전력반도체 실리콘 카바이드(SiC) 가공설비 구축을 완료 하였으며, 실리콘 카바이드(SiC)가공시설의 본격적인 가동을 시작으로 실리콘 카바이드(SiC) 전력 반도체 분야에서의 기술력을 한층 강화하며, 고성능 전력 전자 및 반도체 시장에서의 경쟁력을 높일 계획에 있습니다.

(2) 탄소배출 저감형 친환경 고기능성 분산염료, 중간체, 잉크 및 조제 제조 기술 개발 연구

당사는 탄소배출 저감형 친환경 고기능성 분산염료, 중간체, 잉크 개발에 대한 한국조폐공사 기술연구원와 컨소시움을 구성하여 2024.07. 산업통상자원부가 진행하는
"친환경 근적외선 발광소재를 적용한 첨단보안잉크 양산화 기술 개발" 과제의 주관기관으로 선정 되었습니다.(정부출연금 3억원/ 1년)

선정 과제의 세부 내용은 아래와 같습니다.

(가) 개요
당사는 보안 소재 관련 전문 업체로 한국조폐공사와 협력하여 1,000nm 대 영역의 근적외선 발광 소재개발을 진행하였으나, 예기치 못한 환경유해성 문제로 첨단보안시장 적용이 어려워, 동등 이상의 품질을 보이면서 환경유해성이 없는 친환경 근적외선발광색소 개발을 진행하게 되었습니다. 새로운 근적외선 발광 소재의 개발은 기존물질을 대체할 수 있을 뿐만 아니라, 합성공정 및 품질 부분에서도 기존보다 우수하며, 이러한 특징은 양산화 개발에 성공할 경우 국가 첨단보안 시장뿐만 아니라, 다양한 분야의 보안시장에서 적용할 수 있을 것으로 기대됩니다.

(나) 적용 제품 : 국가보안시장 적용 근적외선 발광소재의 양산화 개발을 통해 위조 없는 안전한 국가보안시장 진출

Forensic 보안소재인 근적외선 발광 소재의 양산 개발을 통해 고부가가치 산업제품 및 폐기물 자원화 산업 제품의 리사이클 정품인증 등 산업지식재산권 보호 및 자원재사용을 통한 환경보호에도 큰 도움을 줄 수 있습니다. 1,000 nm 이상에서 발광하는 근적외선 발광색소의 양산 개발을 통해 국가보안시장 뿐만 아니라 첨단보안시장(Brand Protection) 및 다양한 보안 산업 분야에도 적용이 가능하며, IoT 기반 스마트 위조방지기술과 결합하여, 근적외선 발광 색소를 검지하는 검지기 개발을 통해 다양한 산업분야에도 응용이 가능하여 일반적인 소비자에 대한 니즈 또한 증가 할 것으로 기대 됩니다.

국내 근적외선 보안 발광 색소는 기관에서 제작한 특수 장비를 활용한 감별이 요구되는 포렌식(Forensic) 레벨(Level 3)의 소재 기술 개발의 난이도가 매우 높아 특수성이있는 개발로 소량 이루어지거나, 수입에 의존하고 있으며, 현재 국내에는 조폐공사에서 VIS영역에서 여기(excitation)하여 1,000nm 이상에서 발광하는 색소의 개발은 이루었으나, 환경 유해성 문제로 인해, 첨단보안시장 적용이 어려웠습니다. 최근 한국조폐공사와 나노씨엠에스에서 공동으로 포렌식 레벨(Level 3)의 보안 레벨을 구현할 수 있으면서 환경유해성 영향이 없는 친환경 보안물질을 개발하였으며, 양산화 성능평가를 통해 완벽한 제품화가 필요합니다.

양산성능 평가 예정인 친환경 대체 자재 근적외선 보안소재(EFC-M1, EFC-M2)는 양산 진행시 기존 200만원/kg인 제품을 친환경 제품화를 통해 20%이상의 단가 상승이 가능함. 양산적용된 새로운 제품은 경쟁사가 없는 특수 제품으로 세계시장 진출 시 큰 매리트로 작용합니다.

<그림>친환경 대체 자재 개발 공정 모식도

<그림>친환경 보안소재의 양산개발 후 적용성

친환경 근적외선 발광 소재를 이용한 친환경 근적외선 발광 잉크의 양산화 개발로, 다양한 인쇄 방식에 맞게 잉크화를 진행할 수 있으며, 이러한 결과는 다양한 어플리케이션 적용으로 이어져, 친환경 근적외선 발광 소재 및 잉크로 많은 보안시장에 접근할 수 있습니다.

(다) 시장 규모 및 특성
국내의 근적외선 형광 소재는 2020년에 85억원에서 연평균 성장률(CAGR)은 4.6%로 2026년에는 111억원까지 시장규모가 확대될 것으로 전망됩니다.
기능성 보안 발광 색소는 오버트(Overt) 레벨(Level 1)의 보안 소재부터 포렌식(Forensic) 레벨(Level 3)까지 다양하게 사용되어 있고 있으며, 근적외선 보안 발광소재는 포렌식 레벨의 보안소재로 고부가가치 소재에 해당하며 약 8%으로 사용되고 있는 것으로 추정됩니다. 보안 기능성 발광 소재의 세계시장은 '20 ~ '25년도 연평균 성장률(CAGR)은 4.6%이며, '25년에는 13.2억 달러, '30년에는 16.6억 달러까지 시장규모가 확대될 것으로 전망되며, 보안 기능성 발광 소재의 국내시장은 세계 시장의 약 1%에 해당합니다.

<그림>전 세계 국영 및 전문적 기업에서의 은행권 제조 비율 (2024년)

[출처: Smithers Pira, The Future of Global Security Printing Markets to 2024]

첨단보안소재는 고부가가치소재이나, 대부분 SICPA(스), Tailorlux(독), HOYA(일) 등이 선진 기업이며 대표적으로 SICPA(스)는 세계 보안소재 시장의 80% 이상을 점유하고 있으며 은행 지폐, ID, 여권 등에 사용되는 보안 잉크(Security Ink) 및 석유 브랜드 등 각종 보안소재 전문 회사입니다. 근적외선 발광소재를 이용한 친환경 보안섬유 및 응용제품 기술로서 보안 기능성 형광안료 및 잉크 시장의 영향을 받으며, 해당 시장은 2022년에 93 milion 달러에서 2026년에는 111 milion 달러의 규모 형성, 보안 기능성 형광 소재의 세계시장은 2020 ~ 2025년도 연평균 성장률(CAGR)은 4.6%이며, 2025년에는 13.2억 달러, 2030년에는 16.6억 달러까지 시장규모가 확대될 것으로전망됩니다. 근적외선 발광 보안색소는 전체 보안 기능성 발광 소재의 약 8% 시장규모를 가지는 것으로 파악됩니다.

[출처: Smithers Pira, The Future of Global Security Printing Markets to 2024 및 Theresearchinsight, Industrial Security Ink Market to 2026, 2021.02]

(라) 제품 개발 계획
최근 산업계에서는 불법복제 및 위조 제품 판매가 지속적으로 증가함에 따라 상품의 진위 여부를 확인하여 자신의 상품권을 보호하는 Brand Protection에 대한 요구가 증대하고 있으며, 고품질 보안소재에 대한 수요 또한 증가하고 있습니다. 첨단보안 소재는 카드, 지폐, 여권, 브랜드 진위 등 다양한 분야에 활용될 수 있으며 세계 시장규모는 2019년 약 29조원 수준이며, 연평균 성장률 6.1% 성장하여 2024년 36조원 예상, 브랜드 진위 여부 (Brand Protecting) 시장 규모는 연평균 22.2%로 급격히 성장하고 있으며 2024년 세계 시장은 약 3조원 시장 예상됩니다.

브랜드 진위 여부 세계 시장

글로벌 브랜드 위조 보고서 2018-2020에 따르면, 명품 브랜드는 2018년에 위조업체로 인해 300억 달러(한화 38조 2500억원) 이상을 잃었고, 전 세계적으로 총 위조 금액은 2020년까지 1조 8200억 달러(2,320조 5,000억원)로로 급증할 것으로 예상하고있으며, (※출처 : Global Brand Counterfeiting Report 2018-2020)

이미지

2020년 6월 28일 출시되었던 Nike Air Max 1 Cherry 운동화 위조 방지를 위하여 VeChain(VET) 채택했으나 디자인 판별기술에 한계 발생하였고 특수 섬유소재 및 공정으로 개발된 소재 개발로 위조 방지 접근 요구하고 있습니다.

<그림>NIKE Authentication Solution 시스템

현행 물질과 유사한 여기-발광 특성을 가지는 대체 화합물 도출 및 샘플 제조하고 환경 유해성 검증을 통한 친환경 관련 규제 대응방안을 구축 할 계획입니다.

근적외선 발광체 선행기술 확보 [나노씨엠에스(주), 한국조폐공사 공동연구]

당사는 보안 소재 관련 전문 업체로 한국조폐공사와 협력하여 VIS to IR 영역의 근적외선 발광색소 개발을 진행하였으나, 환경유해성 문제로 인해 국가보안시장 적용에 어려움이 있어, 해당물질과 가장 유사한 가시광선 여기 및 근적외선 방출 파장 영역대와 보안물질 내구성 적합도를 충족하는 물질 중 화평법 유독물질의 지정기준을 회피할 수 있는 대체 화합물을 Lab-scale로 개발하였으며, 이러한 국가보안시장에서 중요한 물질의 실적용을 위해 양산 성능평가 지원사업으로 통해 신속하고, 안정적인 양산화 개발 및 평가를 진행할 계획입니다.

(3) 자외선/청색 LED로 BT2020 95% 이상 디스플레이 구현을 위한 나노형광체 기술 개발 연구

당사는 BT2020 95% 이상의 고색재현 디스플레이 구현을 위한 500㎚ 크기 이하의 나노형광체 및 광감응 잉크를 개발에 대한 삼성디스플레이 및 한국광기술원 외 4개 기관들과 컨소시움을 구성하여 2024.07. 산업통상자원부가 진행하는 "자외선/청색LED용 양자효율 80% 이상의 나노형광체 및 광감응 잉크 개발”과제의 공동연구개발기관으로 선정 되었습니다.(정부출연금 64.1억원/ 5년)

선정 과제의 세부 내용은 아래와 같습니다.

(가) 개요
당사는 광감응 소재 관련 전문 업체로 본 개발의 대상 기술은 BT2020 95% 이상의 고색재현 디스플레이 구현을 위한 500㎚ 크기 이하의 나노형광체 및 광감응 잉크를 개발하는 잉크를 개발하는 것입니다. 특히, 마이크로 LED 기반의 청색/자외선 기반의 디스플레이용 나노 형광체 및 광감응 잉크를 개발을 통한 글로벌 공급망을 확대하는 것을 목표로 하고 있으며, 본 기술개발에서 제안하는 개발기술은 미래 디스플레이(예: 스마트워치, 태블릿 PC, 모니터, TV 등)에 적용하기 위한 Red, Green 나노 형광체와 마이크로 LED를 융합한 응용 기술을 개발하여 미래 소형 디스플레이 및 향후, 대형 디스플레이까지의 시장을 선점하고자 합니다. 아래 그림과 같이 각 국내 및 해외 참여기관의 공동연구를 통해 Red, Green 나노 형광체 합성 및 공정 기술을 개발하고 이를 기반으로 광감응 잉크 및 응용기술 개발과 광학적 특성 평가를 진행하며 최종적으로 개발된 기술을 수요기업 평가 및 디스플레이 적용을 통하여 국내 및 세계시장 선도를 목표로 하고 있습니다.

연구개발제품의 정의 및 범위

(나) 적용 제품 : 마이크로 LED 기반의 청색/자외선 기반의 디스플레이용 나노 형광체 및 광감응 잉크를 개발을 통한 글로벌 공급망을 확대

□ 배경
전기 에너지를 빛 에너지로 전환하여 정보를 표시해주는 디스플레이는 그동안 TV,모니터, 모바일 기기 등 다양한 전자기기에서 그 역할을 다했으며, CRT, PDP, LCD, LED 등의 평판 디스플레이 기술은 TV의 대형화와 고급화는 물론 스마트폰, 태블릿 PC 등 모바일 기기 시장의 폭발적인 성장에 중요한 원동력이 됩니다.

그러나, 평판 디스플레이의 수준을 뛰어넘는 자발광 디스플레이인 OLED가 등장 하였으며, 현재 프리미엄급 스마트폰 및 테블릿 PC 등의 중·소형 디스플레이를 중심으로 LCD를 빠르게 대체하고 있습니다. 그러나 중국 정부가 디스플레이를 국가육성산업으로 지정 및 전폭적인 지원 끝에 국내 디스플레이 업체는 세계 1위 자리를 중국BOE에 내주게 되었습니다.

중국의 중소형 OLED생산능력은 2016년부터 연평균 100% 이상 성장하며 OLED 또한 맹추격 하고 있는 실정이며, 중소형 디스플레이인 스마트폰 시장이 정체기에 접어든 상황에서 중국이 중소형 OLED 저가 물량공세에 나서고 있는 상황에서 우리나라의 경제적 타격을 피할 수 없었습니다.

대형 및 중소형을 막론하고 중국과의 확실한 격차를 유지하고 세계선도 자리를 지키기 위해서는 고부가가치의 차세대 디스플레이를 필수적으로 개발해야 하며, 최근, OLED에 견줄만한 새로운 디스플레이가 개념 제시 단계를 넘어 현실화 되고, 그것이 바로 마이크로 LED 디스플레이입니다.

마이크로 LED 디스플레이는 자발광 소자로 기존 LCD에 비해 명암비가 크고, 반응속도와 시야각 측면에서 유리함. 또한 밝기와 한계 해상도, 수명 측면에서도 우수할 것으로 기대 되며, 소형 칩을 이용함으로 인해 소비전력도 크게 낮출 수 있고 웨어러블 디바이스 등 다양한 디자인에도 어느 정도 적용성이 높을 것으로 기대 하고 있습니다. 유기물 반도체를 이용하여 산소와 수분에 취약한 OLED와 비교하더라도, 환경적, 화학적, 기계적 안정성이 월등히 우수하여 긴 수명을 기대해 볼 수 있습니다.

마이크로 LED의 우수성

마이크로 LED는 디스플레이 분야뿐만 아니라, 자동차용 헤드램프, 광통신, 광학 센서 등의 분야에도 응용이 되어 활용될 가능성이 높으며, 디스플레이 분야에서는 스마트워치, 가상·증강현실(AR·VR) 기기, 자동차의 HUD (Head-Up Display),스마트폰, 노트북, 태블릿 PC 등 세부 응용 분야에 활용이 가능합니다.
 
특히, 스마트워치를 시작으로 마이크로 LED가 적용되기 시작하여 HMD, 스마트폰과태블릿 PC, 노트북/모니터, TV 등 대형기기 순으로 기존 디스플레이 시장을 침투해 나갈 것으로 전망되며, 2025년까지 스마트워치의 30%, 스마트폰/태플릿의 15% 등 수준의 침투율을 가정한 결과입니다.

마이크로 LED에서 R/G/B 3색 화소를 구현하기 위해 기본적으로 3색 LED 칩을 각각 이용하는 방식이 가장 먼저 고려되고, 특히 LED의 발광 스펙트럼은 FWHM (Full with at half maximum) 이 20~30 nm 정도 밖에 되지 않아 컬러 필터 없이도 REC 2020의 90% 이상을 구현할 수 있으나 이 방식은 몇 가지 문제점을 가지고 있습니다.

R/G/B 마이크로 LED의 문제점

에피성장 공정은 물론 Wafer processing, 모듈화 등의 모든 공정이 각기 달라 복잡하게 되며 공정비용이 증가, 각 색깔의 칩마다 전기적 특성과 효율이 낮고, 특히, 녹색과 적색의 칩이 청색에 비해 양자효율이 낮아 시간과 온도에 따른 열화현상의 속도가달라 색 안정성이 떨어집니다.

그림41 R/G/B마이크로 LED의 문제점

위 단점으로 인하여, 청색 마이크로 LED칩과 색변환 소재를 이용하는 방식으로 디스플레이 및 조명을 구현하는 것이 현실적이며, 색변환 소재를 이용하는 방식은 디스플레이의 제어를 용이하게 하며 상대적으로 안정적인 화질을 구현할 수 있게 해줍니다.
 ㆍ청색+녹색 LED와 적색 형광체를 이용하여 구현하는 방법
 ㆍ청색 LED와 녹색, 적색 형광체를 이용하는 방법
 ㆍ청색 LED와 황색 형광체 및 컬러필터를 이용하는 방법
 ㆍ자외선/청색 LED와 적색, 녹색 형광체 및 컬러필터를 이용하는 방법

본 과제의 기술개발 방향

본 기술 개발에서는 마이크로 자외선/청색 LED와 녹색, 적색 색변환 소재를 이용하는 방법을 이용하여 차세대 디스플레이 적용을 통한 시장 선점 및 공급망 확대를 목표로 하고 있습니다.

□ 필요성

o 기술적 필요성
 - 마이크로 LED에 적용 가능한 색 변환소재는 양자점 소재와 형광체가 있으며,
    양자점 소재는, 형광체 대비 입자크기 측면에서는 공정상의 경쟁력을 가지고
    있으나, LED와 같이 국부적으로 온도가 올라갈 경우 열안정성이 낮아 구동 중
    발광효율이 감소하며, 수분에도 취약한 단점이 있어 열적안정성 및 수분 신뢰성이
    우수한 색변환 소재 개발이 필요합니다.
 - 이에 비하여 형광체는 높은 신뢰성과 우수한 발광효율에도 불구하고, 입자크기가
    수십 um에 달하는 문제로 인하여 쉽게 적용되지 못하고 있었으나, 최근 미국의
    GE사에서 submicron KSF (적색형광체)를 이용하여 잉크젯 프린팅 기술의 발표
    하며, 마이크로 LED 광원기술 적용가능성을 확인 하였고, 형광체 개발에 집중하
    고 있는 상황이나, 아직 국내에서는 이에 대응하는 수준의 형광체 성능 확보가
    부족한 상황으로, 빠른 기술 발전이 진행되고 있는 차세대 디스플레이 핵심 소재
    기술을 확보하고 세계 시장 선점을 위하여, 500nm 이하의 형광소재 개발이 필요
    한 실정입니다.
 - 화소용 색변환 소재로 입자크기가 15㎛ 이상인 기존 형광체로는 적용이 어려우며,    크기가 작아질수록 효율감소가 발생하고 있어 디스플레이에 적용하기 위해서는
    수백 ㎚급 크기에서 나노형광체의 고효율화 기술개발이 필요합니다.
 - 열 안정성 및 수분 신뢰성이 우수한 β-SiAlON 녹색 형광체와 SCASN 적색
    형광체를 BLU용 색변환 소재로 사용하고 있으나, 크기가 15㎛ 이상으로 미세
    화소 색변환 소재로 적용에 한계가 있으며, 고휘도 디스플레이 미세 화소 구현을
    위해 크기가 500㎚ 이하, 양자효율이 80% 이상, 열적소광 특성이 90% 이상인
    우수한 나노형광체 개발이 필요합니다.

적색 형광체를 이용한 잉크젯 프린팅 기술 구현 (by GE)

o 산업/경제적 필요성

- 디스플레이 산업에 메타 버스, 자율주행 등 메가트렌드는 새로운 시장을 창출할
   수 있는 기회요인으로 작용할 것으로 전망하며, 메가트렌드를 선도할 수 있는
   초격차 디스플레이 핵심기술 개발이 필요합니다. 글로벌 디스플레이 시장은
   '22년 약 1,230억 달러에서 '27년 약 1360억 달러로 성장할 것으로 전망하며,
   증강현실, 메타버스, 스마트 헬스케어, 자율주행, 스마트사이니지 등의 새로운
   메가트렌드 기술이 디스플레이 시장에 새로운 활력소로 작용할 것으로 전망하고
   있습니다.
- 새로운 시장을 주도한 주요 제품들은 고색재현, 고휘도, 저소비전력, 장수명 등
   기존 디스플레이가 대응하기 어려운 특성을 요구하고 있으며, 이를 만족하기
   위한 디스플레이 핵심소재 기술 개발이 필요합니다.
- 중국산 저가 공세 및 기술격차를 벌리기 위한 차별화 솔루션이 필요,
   디스플레이 시장은 중국산 저가 공세로 인하여 부가가치 창출이 어려운 상황임.
   다양한 수요자의 맞춤형 요구사항을 설정하고 고신뢰성, 고효율성, 원가 절감을
   지향하는 수요자 중심형으로 밸류체인을 형성해야 합니다.
 
 * 제품의 차별화: 기술의 차별화, 기능 및 성능의 차별화, 품질의 차별화, 디자인의
    차별화 등을 통한 제품의 차별화가 필요합니다.
 * 가격 경쟁력 확보: 생산 자동화, 저임금 국가로의 공장 이전, 글로벌 소싱 등
    원가절감에 필요한 경쟁력의 확보가 필요합니다.
 * 판매량 증대: 적극적인 세계시장 개척을 통해 판매량을 늘리면 규모의 경제가
    가능해지고, 규모의 경제는 다시 생산 원가의 인하로 연결시킬 수 있습니다.

디스플레이 1위 中에 내준 한국의 현실

 - 현재 형광체의 세계 시장은 약 1조원 규모이며, 국내 시장은 약 1,500억원 규모로
    추산됨. 마이크로 LED의 보급 확산으로 시장 규모가 확대되고 있는 현시점에서
    본 기술개발에 핵심소재로 사용되는 형광체 시장은 차츰 더 성장할 것으로 예상
    됩니다.
 - 일본의 Mitubishi, Denka, Nichia 등 소수의 형광체 업체들의 독점의 악순환을
    막기 위해 적색, 녹색 등 신규 형광체에 대한 국내 기술력 확보가 시급한 실정이
    며, 본 기술개발사업의 컨소시엄은 발광체 소재의 조성확보, 생산 및 이를 기반
    으로 한 자외선/청색 마이크로 LED에 적합한 500nm 급 Red, Green 형광체를
    제조하여 발광체 소재의 탈 일본화 및 유연성을 제공하고 세계시장 개척을 통한
    판매를 증대 시킬 계획입니다.

그림46 형광체 기술관련 특허 현황

o 정부/정책적 필요성

- 디스플레이 산업은 국민경제 및 연관 산업에 미치는 영향이 크고 신기술·신사업
   창출 등 미래 혁신의 기반이 되며, 전략적 중요성이 인정되는 국가전략산업으로
   세계선도 자리 유지 및 초격차 기술을 확보하기 위해 정부지원이 절실함은 물론,
   디스플레이의 경우 'R&D 핵심품목 분야'와 '미래선도품목 분야' 모두에 포함되어
   핵심 기술 자립과 함께 미래 공급망 창출이 모두 필요한 분야로 지정하였고,
   산업부는 5년간 65조원 규모의 설비 R&D 투자가 실행되면 관련 소부장업에는
   109조원의 연관 효과가 발생할 것으로 발표하였습니다.
- 투명 확장현실(XR) 차량용 등 디스플레이 분야 미래 먹거리로 꼽히는 3대 신시장
   개척 지원도 강화할 계획이며, 신시장 육성에 향후 5년간 약 740억원의 예산을
   투입해 3대 융복합 시장 매출을 2022년 9억달러에서 2027년 150억달러 수준으로
   키운다는 목표 제시, 정부는 5000억원 이상을 투자해 작년 기준 65% 수준인
   디스플레이 분야 소부장 자립화율을 80%로 끌어 올릴 계획이며, 현재 37%인
   글로벌 디스플레이 시장 점유율을 2027년 50%로 끌어올린다는 목표로 하고
   있습니다.

o 글로벌 협력 필요성

 - 산업통상자원부는 2023년 12월 「세계(글로벌) 기술협력 종합전략」을 발표를
    통하여 초격차 급소기술 확보에 중점을 둠. 초격차 급소기술은 첨단산업의 벨류
    체인내 국내 기술력이 취약한 핵심기술로 디스플레이 관련 소재가 포함되어
    있습니다.
 - 본 개발 컨소시엄기관인 University of Huston는 세계적인 명문대학으로 화학
    공학, 재료공학에 특성화 되어 있으며, BRGOCH 교수는 결정학적 구조 및 광특
    성을 고려한 형광체 조성 설계 세계 최고 전문가로 나노형광체의 성공적인 기술
    개발이 기대됩니다.

(다) 시장 규모 및 특성
 
(1) 국내 기술의 수준 및 시장 동향
 
  [국내 기술 동향 및 수준]
 o 마이크로 LED 국내 개발 동향
  - 국내 마이크로 LED 디스플레이 분야에서 대기업들은 해외 기업들에 비해 상대
     적으로 겉으로 드러나는 움직임은 조용하며, 오히려 최근 관련 중견 기업 루멘스,     한국기계연구원, 한국광기술원 등에서 연구성과를 공개하였으며, 루멘스는
     '17년 1월에 0.75인치의 HD (1280X720)급 마이크로 LED 디스플레이 모듈 개발
     발표 및 CES 2017에서 공개하였으며, 이는 국내에서 연구단계를 뛰어 넘는
     첫 사례로 평가받고 있음. '17년 내 풀 컬러 지원  Micro-LED 디스플레이
     모듈 개발 계획도 가지고 있습니다.

마이크로 LED를 기반으로 한 국내 기업 제품

  - 삼성전자는 'CES 2022' 행사에서 마이크로 LED TV 110형, 101형, 89형의
     3가지 모델을 처음으로 공개함

삼성전자의 마이크로 LED TV 제품

  - 한국광기술원은 수직형 및 수평형 마이크로 LED 칩을 제작하여 박막형의
     두께 (10 마이크로 이하)마이크로 LED 층만을 기판에서 분리하고 생체모방
     소재를 이용하여 선택적으로 전사하여 픽셀디스플레이 어레이를 구현, 한국
     기계연구원은 세계 최초로 '롤 전사'공정을 이용한 마이크로 LED 디스플레이
     대량 생산 기술을 발표, 현재는 100 마이크로 이상의 칩들을 전사하는 기술을
     보고 했으나, 향후 100 마이크로 이하의 박막형 마이크로 LED 칩들을 전사
     하는 기술을 개발할 예정입니다.

o 마이크로 LED용 형광체 국내 개발 동향

  - 현재 국내에서는 대기업 및 중견/중소기업 등이 형광체 개발에 대한 관심을
     가지고 있고, 국내 소수의 대학에서 형광체에 대한 연구를 하고 있지만, 해외
     선진기업 대비 연구 개발 능력이 상대적으로 열세이며, 특히, 마이크로 LED용
     형광체에 대한 개발이 미진한 실정입니다. 최근 국내 LED 시장의 경우 Phosphor     In Silicone(PIS) 및 Phosphor In Glass(PIG)를 적용한 1W 미만의 LED 패키지
     제품의 시장은 형성되어 있고, 고출력 광소자용 형광플레이트 중 PIG 제품은
     대주전자재료(주)가 전체 시장의 90% 가량을 점유하고 해외수출을 시작하는
     단계이며 최근 (주)포스포, (주)베이스 등 후속 업체가 시장진출을 시도하고 있
    습니다.
    마이크로 LED용 형광체의 경우, (주)포스포, 대주전자재료(주), (주)유제이엘 및
    본 과제의 주관기관인 나노씨엠에스에서 개발을 진행중입이다.

마이크로 LED용 형광체 국내 개발 동향

[국내시장 규모 및 수출·수입 현황]

o 마이크로 LED 국내 시장 규모 및 수/출입 현황

 - 국내 조명시장은 산업 전반적인 경쟁력 약화로 LED 산업가치가 저평가 되면서
    최근 LED 관련 투자가 미흡하였고, 마이크로 LED 기술개발 또한 유럽/미국 등
    선진국과의 기술격차가 벌어지는 추세입니다.

 - 마이크로 LED는 크기/성능/융합산업 활용도 측면에서 4차 산업혁명시대 최적
    광원으로 평가되고 있으며, 제조통합공정, 맞춤형 클러스터생산, 연속유연 생산
    등의 패러다임 변화에 적합한 원천/상용화 기술 개발과 산업화를 위한 투자가
    요구됩니다.
 - 중국은 국가 차원의 LED 인프라 투자를 확대하면서 가격 경쟁력을 보유하고
    있으나, 반도체, 디스플레이 기술을 기반으로 하는 마이크로 LED 융합기술
    개발에 다소 시간이 소요될 것으로 판단됩니다.
 - 국내 마이크로 LED 시장은 2019년 2,800만 달러에서 연평균 성장률 152.9%로
    증가하여, 2025년에는 73억 2,690만 달러에 이를 것으로 전망됩니다.
 

마이크로 LED 국내 시장 규모

o 마이크로 LED용 형광체 시장 규모

  - 현재 LED 형광체 세계시장 규모는 2024년에 5억 6,000만 달러로 추정되고,
     2029년에는 14억 달러에 이를 것으로 예측되며, 예측 기간 중(2024-2029년)
     CAGR은 20%로 성장할 전망 됩니다.

LED 형광체 세계시장 규모

(2) 국외 기술의 수준 및 시장 동향

 [국외 기술 동향 및 수준]
 o 마이크로 LED 국외 개발 동향

  - 마이크로 LED 분야는 미국의 UIUC 대학의 John A. Rogers 그룹에서 연구
     개발을 선도하고 있음.  2009년 무기물 AlGaInP LED를 이용한 마이크로 LED
     소자 제작방법을 Science 저널에 처음으로 보고한 이래로 GaN on Si 소자 기반
     으로 하는 마이크로 LED 및 GaN on sapphire 기반의 마이크로 LED 소자를 제
     작하여 디스플레이로의 적용 가능성을 보고 하였습니다.
  - 2014년 미국 애플사는 차세대 웨어러블 컴퓨팅 기술로 주목받는 마이크로 LED
     디스플레이 업체 럭스뷰 테크놀러지 (Ruxvue Technology)사를 인수, 마이크로
     LED 디스플레이는 기존 OLED 디스플레이보다 전력 소모량이 매우 낮고 화면
    밝기가 뛰어나 향 후 애플의 웨어러블 기기인 스마트워치에 마이크로 LED 디스
    플레이 기술을 적용할 것으로 예상됩니다.

애플의 마이크로 LED 제품 예상

 - 벨기에 IMEC은 스트레처블 디스플레이 개발 발표, 신축/팽창이 가능한 소재를
    활용, a-IGZO 플렉서블 TFT 백플레인에 마이크로 LED 패널 제작 발표하였습
    니다.

o 마이크로 LED용 형광체 국외 개발 동향

 - 마이크로 LED용 디스플레이의 R/G 형광체 조합을 살펴보면 LSN+SCASN 및
    Beta-SiAlON+SCASN or Beta-SiAlON+KSF 조합을 사용할 것으로 예상되며,
    상기 형광체는 질화물과 불소계로 이루어져 있으며 특히 적색 SCASN의 경우
    일본의 Denka, MCC가 특허 우선권주장을 통하여 독점하여 판매중에 있습니다.
 - 녹색/청록색 및 적색 질화물 형광체는 기술장벽이 높은 최고난도의 기술로 알려
    져 있고 특히 적색 형광체 소재는 황색 형광체 소재와 달리 국내 개발이 전무한
    상태이며, 국외에서도 일본의 Mitsubishi Chemical과 Denka에서만 상용화에
    성공, 이로 인하여 Denka사, MCC사의 SCASN이 독점적으로 사용되고 있습니다.
 - 2002년 이후 질화물 기반 소재 출원이 급속히 증가하였으며 지속적으로 출원
    되고 있습니다.

마이크로 LED용 형광체 국외 개발 동향

 [국외시장 규모 현황]
o 마이크로 LED 국외 시장 규모 현황

  - 글로벌 마이크로 LED 시장 규모는 오는 '20년 17억 달러에서 '25년 199억
     달러로 급성장할 것으로 전망됩니다.

마이크로 LED 국외 시장 동향

 - 먼저 스마트 와치, AR/VR 등의 기기를 통해 시장이 형성되면서,  '21년 이후에는
    태블릿, TV, 스마트 폰 등으로 확대할 것으로 예상됩니다.

마이크로 LED 국외 시장 성장률

 - 디스플레이 전체 시장의 81% 이상을 차지할 것으로 예상되는 중소형 디스플레
    이는 스마트워치, 스마트폰 등의 시장에 진입하여 '25년 159 억불 규모의 시장이
    형성될 것으로 예상되며, 광고판, 비디오월 등에 퍼블릭 디스플레이로 명명되는
    대형 디스플레이는 소니, 삼성전자, 파나소닉, 크리스티 등에서 시장을 주도하여
    '17년 2.53 억불에서 '25년 8.7억불 규모의 시장을 예측되고 있습니다.

o 마이크로 LED용 형광체 국외 시장 규모 현황

 - 실제로 마이크로 LED용 형광체가 개발되어 소자에 적용된 경우는 없으며,
    최근 일본의 Mitsubishi, Denka 및 독일의 Osram에서 LED 기반 조명, 디스플
    레이 형광체 소재로 반치폭이 40nm 이하이며 620nm 부근에서 발광하는 소재의
    개발에 집중하고 있는 것으로 알려져 있습니다.

 - 적색 및 녹색 형광체는 일본에서 대부분의 양을 수입하고 있으며, 일본이 경제
    제재를 가한다면 관련 LED 조명 및 디스플레이 산업에 막대한 타격을 받을 수
    있다고 우려되며, 마이크로 LED용 형광체가 개발된다면, 세계시장 규모는 기존
    보다 훨씬 더 커질 것으로 전망됩니다.

 - 세계적으로 마이크로 LED에 사용될 것으로 예상되는 적색 질화물계 형광체의
    소요량의 통계 자료는 없는 상태로 이는 중국내에서 Non-IP로 생산 판매되는
    현상 때문으로 추정되고, 적색형광체의 가격은 다른 형광체들과 마찬가지로
    지속적으로 하락하고 있어 이 또한 중국내 유통되는 Non-IP제품으로 인한
    가격 하락으로 추정됩니다.

(라) 제품 개발 계획

기술개발 추진 방법 및 전략

o 본 개발을 통해 차세대 디스플레이에 적용 가능한 적색 및 청록색의 고신뢰성
   형광소재를 개발하여 마이크로 LED디스플레이에 적용함으로써 미래 형광체
   시장을 주도할 수 있는 소재 / 응용 기술의 발굴을 목적으로 기술개발을 추진해
   나갈 예정입니다.
   
o 본 목적을 달성하기 위하여 관련분야 국내 최고의 기술을 보유한 기업, 기관으로
   컨소시엄을 구성하였으며, 주관기관인 유제이엘과 참여기관인 나노씨엠에스,
   한국광기술원, 고등기술연구원, 한양대학교, 휴스턴대학교 연구진간의 연구교류를   활발히 수행하여 각 기관의 장점을 살린 시너지 효과를 통해 효과적인 기술개발 및   국내외 시장 진출의 교두보를 확보하여 성공적인 연구 성과를 도출해 낼 계획입
   니다.

o 각 기관의 역할

  - 액상법 기반의 Flux 융제 조절을 통한 나노입자 및 고결정성 녹색/적색 나노형
    광체 합성기술 개발 (유제이엘, 한양대학교, 고등기술연구원)
  ㆍ녹색/적색 나노형광체 최적 조성조건 확보
  ㆍBSU급 나노형광체 프리커서 제조 장치 제작 및 공정 최적화
  ㆍ녹색/적색 나노형광체 합성 기술 개발
  - 높은 자외선/청색 흡수율 및 우수한 색변환 효율을 갖는 복합조성 제어 기술 개발     (한양대학교, 휴스턴 대학교)
  ㆍ시뮬레이션을 활용한 고온에 안정한 형광체 구조 분석 및 발광 센터 선별
  ㆍAI 및 Density Functional Theory (DFT)를 기반으로 하는 형광체 조성 설계
  - 응집 억제 기술 개발을 통한 고 분산성 녹색/적색 나노 형광체 개발 (유제이엘,
     한국광기술원)
  ㆍ전구체 표면 코팅 및 이의 구형화를 통한 입자간 응집 방지 기술 개발
  ㆍ분산제 첨가 및 Milling 기술을 통한 입자간 응집 방지 기술 개발
  - 녹색/적색 나노 형광체 적용을 위한 고품질 광감응 잉크 개발(나노씨엠에스,
     한국광기술원)
  ㆍ잉크의 정성 확보를 위한 분쇄 및 분산제 적용 시험
  ㆍ감광응 잉크 제조 안전성 및 성능 확보(잉크제조 batch당 50kg 미만급)
  ㆍ수요기업 제품화 전 마이크로 LED 모사기판 적용을 통한 상용화 가능성 테스트
  - 기존 기술을 회피하는 특허 확보 (전기관)
  - 광학적 특성 평가 (한국광기술원)
  - 수요기업 평가 (삼성디스플레이)

■ 주관기관(유제이엘)

 - 주관기관인 유제이엘의 주요 사업 영역은, 전자산업용 세라믹 소재 분야로,
    질화물 및 불화물 기반의 형광체 분말 사업을 핵심 사업으로 진행하고 있으며,
    단기적으로, 세라믹 분말소재 가공품인 산화물 형광체 Plate 와 질화물
    Si3N4 Plate 사업으로의 확장을 위해 연구개발을 집중하고 있습니다.
    장기적으로는 차세대 Wide Bandgap 반도체 소재 사업 진출을 목표로 연구개발
    을 진행하고, 중점사업 영역은 디스플레이, 전장부품용 및 특수 광원용 형광체
    소재에 중점을 두고 있습니다.
 
 - 유제이엘의 중점사업인 디스플레이용 형광체 사업은, 기존에 일본 또는 미국에서
    전적으로 수입에 의존했던 디스플레이용 녹색 및 적색 형광체 재료의 국산화를
    통하여, 국내 중견기업 및 대기업뿐만 아니라 중화권 국가에의 진출에 성공하였음    질화물계 형광체의 경우, 본 사업의 주관기관인 유제이엘에서 국내에서는 유일
    하게 GPS(고온고압 소성로)를 이용한 녹색 질화물계 beta-SiAlON 형광체를
    국산화하여 일본 Denka사 제품을 대체하여 납품 중이며, 향후 적색 질화물
    형광체를 개발할 수 있는 최고의 인프라 및 인력이 구축되어 있는 상태입니다.

- 디스플레이용 형광체 분말 소재 제품군으로는
 1) 질화물 기반 형광소재 (파우더): β-SiAlON& α-SiAlON,
 2) 불화물 기반 형광소재 (파우더) : K2SiF6가 있습니다.

주관기관의 사업영역군

주관기관의 적정성

■  공동연구개발기관(나노씨엠에스)

 - 참여기관인 나노씨엠에스는 빛(파장 및 파동)을 제어하는 소재분야의 원천기술을
    토대로, 위조방지 기능성 보안소재, IT분야 특수소재를 개발하여 수입대체 및
    새로운 제품 개발로 해외시장을 개척하고 있습니다.
    본 개발을 수행하기에 앞서, 2020년부터 지속적으로 유/무기 소재를 이용한 잉크     화 기술개발을 진행하고 있었으며, 내부적으로 기본적인 형광소재 및 잉크 분석장    비, 다양한 인쇄 어플리케이션에 적용할 수 있는 제조 장비, Scale-up 시스템에 빠    르게 적용 시킬 수 있는 생산전용 공장까지 준비 하고 있습니다.
    빛에 대한 기본적인 지식과 경험을 바탕으로, 나노형광소재의 안정적인 잉크화
    진행에 적합 합니다.

Red & Green 형광 잉크젯 잉크 인쇄품

나노씨엠에스의 분석 평가 장비

■ 공동연구개발기관(한국광기술원)
참여기관인 한국광기술원은 국내 최고의 광기술분야 전문생산기술연구소로서 광기초연구와 광융합산업 발전을 위한 혁신기술을 개발하고 있으며, 본 개발의 수행을 위한 광학적 특성 분석 장비, 형광 필름 제조장비, 패키징 시뮬레이션 시스템, PKG 제조 및 평가 설비, 고온고습 신뢰성 평가 장비 등을 보유하고 있으며 형광 필름 개발과더불어 컨소시엄 구성기관의 효율적인 R&D 환경 조성을 위한 다양한 feed-back을 제공할 수 있습니다.
한국광기술원은 형광소재 관련 기초 연구와 응용 기술 개발 관련 다양한 연구를 수행하고  있습니다.

참여기관(한국광기술원)의 형광소재 관련 선행 연구

■ 공동연구개발기관(고등기술연구원)

 - 공동연구기관인 고등기술연구원 융합소재연구센터는 고부가/고기능 소재 산업적
    활용 가치를 높이고 미래 산업 대응을 위한 다양한 융복합 소재 관련 기술을
    개발하고 있으며, 본 기술 개발을 위해 고기능 세라믹, 나노 소재 입자 제조 기술
    및 다양한 장비 등을 보유하고 있어, 기보유 기술 및 노하우를 바탕으로 각 기관
    들과 유기적으로 협력하고 소재 개발 관련 다양한 feed-back을 제공할 수
    있습니다

고기능 세라믹 및 나노입자 제조 관련 선행 연구

■ 공동연구개발기관(한양대학교 산학협력단)

 - 공동연구기관인 한양대학교 임원빈 교수 연구팀은 고체 물리 및 고체 화학을
    기반으로 한 재료 디자인을 통해 신규 소재 개발 연구를 지속해 왔고, 또한
    고급 광학분석 및 구조분석을 기반으로 신규 발광소재의 발광기구 규명에 대한
    연구를 지속해 왔습니다. 해당 연구들을 통하여 차세대 발광소재와 광전자 소자
    분야에서 우수한 논문 실적 및 다수의 지적재산권을 보유하고 있으며, 또한 국내
    외 저명 연구 그룹들과 지속적인 연구 네트워크를 유지하며 최근 3년동안 10건
   이상의 연구개발과제를 수행하였습니다.
 
 - 본 연구개발의 원할한 수행을 위한 기반 시설로 신규 형광체 합성 및 심층 구조
    분석 및 광학 특성 분석을 위한 장비들을 구축하고 있고, 또한 기존 연구들을
    바탕으로 개발한 발광 소재의 특성 개선 기술과 발광기구 규명 기술을 통해 각
    기관들과 협력하여 유기적인 연구개발을 진행할 수 있습니다.

한양대학교 연구팀의 합성 및 구조적 광학적 특성 분석을 위한 보유 장비

■ 수요기업(삼성디스플레이)
 - 삼성디스플레이는 앞선 기술력을 바탕으로 세계 디스플레이 시장을 선도하고
    있으며, 끊임없는 기술혁신을 통해 상상 속에서만 가능했던 제품을 현실로 만드
    는 회사입니다.

■ 국제공동 R&D 우선 추진 대상 유형
 - 공동기관형으로 분기별 컨소시엄 구성원간의 회의을 통하여 원할한 기술개발을
    진행할 계획이며, 또한 분기별 회의(대면 또는 비대면), 기술 교류를 통한 애로
    사항 보완 및 가이드 라인을 설정하고, 컨소시엄 구성원 및 수요기업과의 회의를
    통하여 요구수준 설정 및 자문을 얻을 예정입니다.

■ 기술개발 협력 모델
 - 주관기관 유제이엘과 공동개발기관은 Houston Univ.. JAKOAH BRGOCH 교수
    그룹과의 연구교류를 통하여 녹색/적색 나노형광체를 개발하고 수요기업으로의
    판매 및 이를 기반으로 성공적인 기술협력과 해외 시장진출을 수행할 계획입니다.

■ 지식재산(IP) 확보 및 활용 계획(해외기관 포함)
 - 본 기술 개발 사업에서 발생한 신규 조성 형광체 관련 IP의 경우 각 개발을 주도한    참여기관의 소유로 하며 2개 기관 이상의 공동 개발인 경우에는 그 기여 정도에
   따라 지분율을 상정할 계획입니다.

■ 최종적으로 국내 및 해외 참여기관의 공동연구를 통해 나노 형광체의 조성 개발
    및 합성 기술 → 특성 평가 → 컨소시엄의 정보 제공에 따른 자외선/청색 마이크로    LED 맞춤형 나노 형광체 공정 기술 → 나노 형광체의 및 광 감응 잉크의 효율
   향상 기술 → 수요기업 평가 → 결과 공유 및 양산 → 시장 개척을 통한 판매의
   전략을 취할 계획입니다.

(4) 고기능성 자외선 흡수제 개발

(가) 개요
햇빛은 자외선을 포함한 빛으로 지구를 감싸고 있으며, 스펙트럼의 자외선(UV) 부분은 짧고 강력한 파장의 빛입니다. 지구에 도달하는 자외선은 자외선 A (UVA) 와 자외선 B (UVB) 로 나뉘는데, UVA의 파장 범위는 320 ~ 400 나노미터 (nm)이고, UVB는 280 ~ 320 나노미터 (nm)입니다.

자외선 흡수제는 자외선을 흡수하여 다른 형태로 변환되어 자외선이 피부에 흡수되지 못하도록 하는 역할을 합니다. 자외선 흡수제는 고에너지 자외선을 강력하고 선택적으로 흡수할 수 있으며, 에너지 변환의 형태로 흡수된 에너지는 방출되어 열에너지또는 무해한 저에너지 방사선으로 소비되어 피부 손상을 방지하고 고분자 자외선 흡수를 방지합니다. 자외선 흡수제는 자외선의 유해한 영향 (피부암, 광손상, 주름)으로부터 피부를 보호할 뿐만 아니라 자외선을 막고, 제품, 제품의 성분, 포장재의 성분이손상되는 (색상 변색, 썩는 냄새 등) 것을 보호하는 데에도 사용할 수 있습니다.

(나) 적용 제품 : 고기능성 UVA & UVB 흡수제
자외선 차단 원료는 유기 및 무기필터로 구분 되며, 자외선은 미적인 부분뿐만 아니라 건강을 위한 필수적인 자외선 흡수 원료의 중요성이 부각 되고 있습니다.

<자외선(UV)의 종류>

 자외선 차단 원료의 종류는 유기 필터와 무기 필터 두가지로 나누어 지며, 유기필터와 같이 화학적으로 자외선을 차단하는 기능과 무기필터와 같이 물리적으로 자외선을 반사하는 기능을 가지는 종류로 구분되고 있습니다.

자외선 차단 원료의 종류

자외선 차단원료의 종류에 따라 장단점이 있어 무기 자외선 차단 원료 보다 유기 자외선 차단원료가 사용감, 적용성, 시장성 부분에서 많은 장점을 가지고 있어 유기 자외선 차단원료 중심으로 시장이 형성되어 있습니다.

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유기 자외선 차단 필터의 원료는 자외선을 흡수하여 열이나 다른 에너지로 변환하여 피부나 제품 등의 노화를 보호하는 기능을 가집니다.

당사에서 개발한 자외선 흡수제는 유기 자외선 차단 필터의 원료로 아래와 같은 특성을 가지고 있습니다.

- 자외선흡수제는 자외선을 흡수하여 열의 형태로 에너지를 방출하는 재료입니다.
- 자외선의 유해한 영향으로부터 재료를 보호하고 성능, 내구성, 수명 및 안정성을
  향상 시키는데 중요한 역할을 합니다.
- 재료의 형태, 수명, 민감도에 따라 다양한 유형의 자외선 흡수제가 사용되고,
  자외선안정제 역할도 수행하여 단기간 노출에 대한 저항성을 제공합니다.

(다) 시장 규모 및 특성

<글로벌 자외선 차단 원료 시장 현황(썬크림_성인)>

<글로벌 자외선 차단 원료별 분류>

글로벌시장의 자외선 차단원료의 시장은 유기인 자외선 흡수제를 중심으로 높은 사용 빈도를 형성하고 있습니다. 글로벌 자외선 흡수제(UV) 시장 규모는 2023년에 10억 7천만 달러로 평가되었으며, 2031년까지 17억 4천만 달러에 도달할 것으로 예상되며, 2024년에서 2031년까지의 예측 기간 동안 CAGR은 6.225%입니다.

[출처: Data Bridge Market Research]

■ 자외선 흡수제(UV) 시장 동향

"친환경 UV 흡수제에 대한 수요 증가"

환경적 지속 가능성에 대한 소비자 인식이 높아짐에 따라 자외선 흡수제(UV) 시장, 특히 친환경 UV 흡수제가 성장하고 있습니다. 이러한 제품은 천연 원료에서 추출되거나 생분해되도록 설계되어 화장품, 플라스틱, 코팅을 포함한 다양한 산업에서 지속가능한 제품에 대한 수요가 증가하고 있습니다.

■ 자외선 흡수제(UV) 시장 정의

자외선 흡수제(UV 흡수제)는 재료를 자외선(UV) 복사의 손상 효과로부터 보호하는데 도움이 되는 화학 화합물입니다. 이 제품은 자외선을 흡수하여 무해한 열로 변환하여 플라스틱, 코팅 및 기타 재료의 분해, 변색 및 기계적 특성 손실을 방지합니다. 자외선 차단제, 플라스틱 및 섬유와 같은 응용 분야에서 일반적으로 사용되는 UV 흡수제는 햇빛에 노출된 제품의 수명과 성능을 향상 시킵니다. 이 제품은 벤조페논과 벤조트리아졸의 두 가지 주요 범주로 분류되며 각각 특정 응용 분야와 다른 UV 파장에 대한 효과가 있습니다. 다양한 산업에서 UV 보호에 대한 수요가 증가함에 따라 시장 성장이 빨라지고 있습니다.

[자외선 흡수제(UV) 시장 동향]

<적용처>

■ 피부암 발병률 증가
피부암 발병률 증가는 자외선 흡수제(UV) 시장의 중요한 원동력입니다. 세계보건기구에 따르면 피부암 사례가 크게 증가하여 매년 300만 건 이상의 비흑색종 피부암과 132,000건의 흑색종 피부암이 진단되었습니다. 이러한 놀라운 추세는 대중이 자외선의 유해한 영향에 대한 인식을 높여 소비자들이 보호 조치를 취하도록 이끌었습니다.그 결과 자외선 차단제와 자외선 흡수제가 포함된 화장품과 같은 개인 관리 제품에 대한 수요가 급증하고 있습니다. 예를 들어, 2023년에는 186,680건의 새로운 흑색종사례가 진단될 것으로 추산되어 이 공격적인 형태의 피부암을 둘러싼 우려가 커지고 있음을 강조, 흑색종은 피부암 사례의 상당 부분을 차지하며 심각한 건강 위험을초래합니다. 또한 이 질병은 약 7,990명의 사망자를 낼 것으로 예상되어 흑색종과 싸우는 데 있어 조기 발견, 예방 조치 및 효과적인 치료 전략의 중요성이 강조됩니다.

■ 자동차 및 건설 응용 프로그램
자동차 코팅 및 건축 자재에서 UV 흡수제 사용이 증가함에 따라 시장 성장이 크게 촉진되었습니다. 자동차 부문에서 UV 흡수제는 외장 페인트의 내구성을 향상시켜 햇빛 노출로 인한 차량의 퇴색 및 열화를 방지합니다. 예를 들어, 2022년 10월, 송원산업(Songwon)은 농업, 포장, 건설 및 개인 관리 등 다양한 부문에서 다양한 고객 요구를 충족하기 위해 두 가지 신제품인 SONGSORB 1164와 SONGNOX 9228을 출시했습니다. 이러한 제품은 UV 복사 및 산화 분해로부터 우수한 보호 기능을 제공하도록 설계되어 까다로운 환경에서 사용되는 재료의 수명과 신뢰성이 보장됩니다.

<기회>

■ 천연 제품에 대한 소비자 선호도
천연 및 유기농 제품에 대한 소비자 선호도가 높아지면서 자외선 흡수제 시장에서 상당한 기회가 생겨났습니다. 소비자들이 성분 안전성과 환경적 영향에 대해 더욱 의식하게 되면서 제조업체들은 천연 소재에서 추출한 자외선 흡수제를 개발하여 대응하고 있습니다. 예를 들어, BASF와 같은 회사는 식물성 원료에서 추출한 자외선 흡수제를 출시하여 환경을 의식하는 소비자들에게 어필하고 있습니다. 또한 Neutrogena와 Aveeno와 같은 브랜드는 천연 자외선 필터가 포함된 자외선 차단제를 제형하여 시장 매력을 높이고 있습니다. 이러한 변화는 소비자 수요를 충족할 뿐만 아니라 제품 제형의 혁신을 촉진하여 궁극적으로 시장 도달 범위를 확대하고 자외선 흡수제 부문 포함 발 빠른 성장을 촉진하고 있습니다.

■ 제형(Formulation)의 혁신
자외선 흡수제(UV) 시장은 제형의 지속적인 혁신으로 인해 상당한 기회를 목격하고있습니다. 제조업체는 효과적인 UV 보호 기능을 제공할 뿐만 아니라 노화 방지, 수분 공급 및 피부 회복 특성과 같은 추가 이점을 제공하는 다기능 UV 흡수제를 점점 더 개발하고 있습니다. 예를 들어, 2022년 7월 Solvay는 위생 응용 분야를 위해 특별히 설계된 새로운 UV-C 안정제 포트폴리오를 출시했습니다. 이 혁신적인 제품군은 UV-C 스펙트럼(200~280nm)의 밝은 UV 광선을 목표로 하며 폴리올레핀 응용 분야에 맞게 맞춤 제작되었습니다. 이러한 소재는 효과적인 기능을 위해 향상된 위생 및 안전 표준이 가장 중요한 수술실, 비행기 및 스포츠 경기장 내의 임상 하드웨어에 사용하기에 특히 적합합니다.

<제약/도전>

■ 원자재의 높은 비용
자외선 흡수제를 생산하는 데 사용되는 원자재 비용의 변동은 가격과 수익성에 상당한 영향을 미칩니다. 주요 성분의 가격은 공급망 중단, 지정학적 문제 또는 자연 재해로 인해 달라질 수 있으며, 이는 제조 비용을 증가시킵니다. 원자재 가격이 상승하면 제조업체는 종종 더 높은 제품 가격을 통해 이러한 비용을 소비자에게 전가할 수밖에없습니다. 이러한 증가는 고객이 더 저렴한 대안이나 대체 제품을 찾으면서 수요를 감소시킬 수 있습니다. 결과적으로 원자재 비용의 이러한 변동성은 제조업체가 변동하는 투입 비용에 대처하는 동안 경쟁력 있는 가격을 유지하기 위해 고군분투함에 따라 시장 성장을 방해할 수 있습니다.

■ 대체 제품의 가용성
대체 제품의 가용성은 자외선 흡수제(UV) 시장을 상당히 방해합니다. 물리적 장벽 및 고급 제형과 같은 대체 기술의 등장은 기존 UV 흡수제에만 의존하지 않고도 소비자에게 UV 방사선으로부터 효과적인 보호를 제공합니다. 이러한 대체 제품은 종종 향상된 성능, 적용 용이성 또는 개선된 안전 프로필을 제공하여 소비자를 기존 옵션에서 멀어지게 합니다. 이러한 대체 제품에 대한 인식이 커짐에 따라 제조업체는 UV흡수제 제품에 대한 수요가 감소할 수 있습니다. 또한 혁신적인 솔루션의 채택이 증가함에 따라 기존 UV 흡수제 공급업체의 가격 경쟁과 시장 점유율 감소로 이어져 시장 내의 과제가 더욱 심화 될 수 있습니다.

(라) 제품 개발 계획

당사의 빛, 파장을 제어하는 소재 개발 기술 노하우를 바탕으로 코스메틱 분야의 중간체 제조업체와 협업을 통한 고기능성 자외선(UV) 흡수제를 개발하여 다양한 산업(화장품, 코팅, 플라스틱 등)에 적용을 준비하고 있으며, 글로벌시장 경쟁력을 확보하여 해외시장 진출 목표로 하고 있습니다. 24년부터 개발을 시작하여 25년 현재 양산화 단계에 있으며, 25년 하반기부터 본격적인 제품 출시를 기대하고 있습니다.

(5) 차세대 모빌리티용 극한 환경적용 OLED 기술 개발 연구

당사는 광대역 가시광-비가시광 제어 핵심소재 및 이를 차량용 디스플레이 모듈에 적용한 보안 디스플레이 기술 개발에 대한 기아자동차, ㈜탑런토탈솔루션, 한국자동차연구원, 및 한국광기술원 4개 기관들과 컨소시움을 구성하여 2025.04. 산업통상자원부가 진행하는 "야간 은밀 사용 가능한 보안 권한 소유자 전용 가시광/비가시광 전환 디스플레이 기술 개발”과제의 주관연구개발기관으로 선정 되었습니다.(정부출연금 38억 원/ 5년)

선정 과제의 세부 내용은 아래와 같습니다.

(가) 개요

o 연구개발기술(제품)의 정의 : 본 과제는 광대역 가시광-비가시광 제어 핵심소재 및 이를 차량용 디스플레이 모듈에 적용한 보안 디스플레이 기술 개발

- 일반 모드에서는 디스플레이 패널로부터 출사되는 가시광으로 정보를 표시하며, 보안 모드에서는 가시광은 차단, 비가시광으로 변환되어 출사되는 광으로 정보를 표시하게 되어 보안 권한 소유자만 정보를 확인할 수 있는 기술 개발을 목표로 하고 있습니다.

<가시광-비가시광 전환 디스플레이 모듈구조 예>

- 가시광 디스플레이와 결합되어 비가시광 디스플레이로 전환 가능한 필름형소재 기술이며, 보안 모드 시 가시광 차단율 99%, 비가시광 투과율 20% 이상 투과하는 광학 차단막 소재 기술입니다.

- 보안 모드 시 권한 소유자만 시청 가능한 광학 모듈 기술과 일반/보안 전환 가능 OLED 발광 소자 구조 개발 및 시제품 개발을 목표로 하고 있습니다.

o 연구개발기술의 범위 : 디스플레이 모듈 및 OLED 소자에 적용 가능한 광대역 가시광-비가시광 제어 소재 개발 → 차량용 디스플레이 모듈 성능 검증 → 개발 소재의 차량용 OLED 소자 구조 검토 → (OLED 패널 개발)

- 일반적으로 신규 기능을 도입하기 위한 광 제어 소재의 경우 디스플레이 모듈 단위에서의 광학 성능 검증을 우선적으로 진행하고, 이런 모듈 소재로서 광학 성능 및 신뢰성을 확보한 이후 이를 OLED 소자 내 삽입하여 패널을 개발하는 과정으로 이루어지며 본 과제에서는 가시광-비가시광 제어 소재를 모듈 및 소자용으로 개발하여 차량용 디스플레이 모듈에서의 신뢰성, 광학 성능 검증 확보 및 이를 OLED 소자에 적용 가능한 구조를 도출하여 패널기업 및 완성차의 수요기업 평가 및 피드백을 받는 형태

ㆍ차량용 디스플레이 모듈 단위에서 광학 성능, 신뢰성 등 feasibility 검증이 완료되면 LTPS-LCD, OLED 모듈에 적용한 기술로 사업화 가능

ㆍ또한, OLED 소자 내 도입을 위한 잉크형 소재 개발 및 이를 적용 가능한 OLED 소자 구조를 도출하여, 수요인 패널 기업의 향후 OLED 디스플레이 패널로서 확대 적용할 수 있는 기술을 개발하는 것

- 가시광-비가시광 전환형 OLED 소자기술을 구현하기 위한 유기발광 층과의 물리적, 화학적, 공정적 호환이 가능한 광 제어 소재 개발

- 개발 광 제어 소재의 OLED 소자 층 도입을 위한 구조 확보

<본 과제의 연구개발 범위>

o 가시광-비가시광 전환 차량용 보안 디스플레이 모듈 시제품 개발

- 고신뢰성, 고내구성 등 극한 환경 신뢰성 확보한 차량용 디스플레이 모듈기술 개발

- 가시광-비가시광 전환 광 제어 소재가 적용된 차량용 보안 디스플레이 모듈 시제품 개발

- 최종 개발 제품의 극한 환경 신뢰성, 광학 성능 시험 검증

(나) 적용 제품 : 광대역 광 제어 소재기술의 한계 극복을 통해, 군사/보안용 가시광-비가시광 전환 신개념 디스플레이 모듈기술 개발로 시장성장 가속화 및 기술경쟁력 확보

□ 배경

o (국제 정세 및 군사 안보환경 변화) 최근 국제 정세는 지정학적 갈등과 군사적 충돌 위험이 증가하는 방향으로 변화하고 있어, 이에 따라 국방, 군사, 보안 분야에서 첨단 기술을 활용한 전략 강화가 필수적인 상황입니다.

- 미국과 중국 간 기술 패권 경쟁이 가속화되면서 국방 및 보안 기술에서도 치열한 경쟁이 발생하고 있습니다.

ㆍ중국은 군사 기술과 민간 기술의 경계를 허물고 AI, 양자 컴퓨팅, 신소재, 차세대 디스플레이 기술을 적극적으로 군사 분야에 적용하고 있습니다.

ㆍ이에 대응하여 미국은 동맹국들과의 협력을 강화하고 있으며, 반도체 및 첨단 디스플레이 기술의 군사적 활용을 확대하고 있습니다.

- 러시아의 우크라이나 침공은 현대 전쟁에서 전자전, 드론 전술, 사이버전이 핵심적인 역할을 한다는 것을 입증되고 있으며, 야간 작전 및 은폐·위장 능력을 극대화할 수 있는 가시광-비가시광 전환 디스플레이는 이러한 현대 전장의 요구를 충족할 수 있는 핵심 기술 중 하나가 될 수 있습니다.

- 지형을 활용한 은폐·엄폐와 야간 기습 작전을 적극적으로 활용하고 있으며, 이에 대응하기 위한 군사/보안용 차량의 신개념 디스플레이를 통한 위장 및 정보교류 기술이 요구되고 있습니다.

o (신성장 산업-미래모빌리티 디스플레이 시장 성장) 전기차, 자율주행차, UAM 등 미래모빌리티 시대가 가속화되면서 모빌리티용 디스플레이 수요도 급증하고 있어, 디스플레이 산업의 신성장 동력이 되고 있습니다.

- 시장조사기관 옴디아에 따르면 글로벌 차량용 디스플레이 시장 규모는 25년 107억달러에서 27년 126억 달러로 연평균 약 7.8% 성장할 것으로 전망

- 차량용 디스플레이는 대형화, Infotainment 기능, 탑재 부위 확대(차량내 패널 수 증가)로 급성장할 것으로 예측되고 있으며, 특히 차량용 OLED는 유연, 굴곡 등 폼팩터 강점과 우수한 Black, 빠른 응답속도, 저소비전력 등의 장점으로 22년 2.8%에서 27년 17.2%까지 비중이 점차 확대될 것으로 예상 됩니다.

<차량용 디스플레이 시장전망, 출처 : 옴디아>

o (글로벌 기술 경쟁) 중국, 대만은 차량용 LCD 기반의 높은 점유율로 시장 선점을 위한 기술개발을 진행 중에 있으며, 고부가가치인 차량용 OLED는 국내 패널 기업의 기술력을 바탕으로 글로벌 시장을 선도하고 있으나 중국의 거센 추격을 받고 있는 상황으로 신개념 기술의 빠른 도입 및 개발로 지속적인 글로벌 경쟁력 확보 필요 합니다.

<차량용 디스플레이 국가별 점유율, 출처: 옴디아>

- 차량용 디스플레이는 극한 환경 신뢰성을 확보함과 동시에 주행 안전성 확보를 위한 기술 개발이 요구되고 있으며, 타 응용 분야와는 달리 특수한 광 제어 기능 부여를 통한 신개념 기술 도입이 요구되고 있습니다.

- 탑승자에게 엔터테인먼트 제공하는 편의성을 향상시키는 동시에 운전자의 시선분산을 방지하여 주행 안전성 확보를 위한 시야각 가변 기술에 대한 연구 진행 중입니다.

- 운전자의 편의·안전성 향상을 위한 자동차 디스플레이 패널에서 출사되는 광의 윈드쉴드 비침방지 기술 개발 진행 중입니다.

- 또한, 군용·경호용 차량 등의 경우 탑재되어 있는 디스플레이에서 출사되는 광이 야간 환경에서 쉽게 탐지되어 위험에 노출될 수 있으므로, 비가시광을 활용하는 보안 디스플레이 기술이 요구되고 있습니다.

ㆍ주간 사용 및 일반 모드에서는 가시광 디스플레이로 기능하고 야간/보안 모드에는 비 가시광 디스플레이로 선택 전환 사용할 수 있는 기술개발 필요

ㆍ보안 모드에서는 비가시광을 통해 권한 소유자만 시청 가능하며, 권한 없는 사용자는 인식할 수 없는 신개념 디스플레이 모듈기술 개발을 통해 특수 차량/보안 시장 확대 및 기술 선점으로 경제적, 사회적 국가경쟁력 강화

<군용 차량의 가시광-비가시광 전환 디스플레이>

□ 필요성

o (가시광-비가시광 제어 소재) 현재 디스플레이는 가시광을 통하여 정보를 표시하고 있으며, 가시광-비가시광 모드 전환되는 보안형 디스플레이 구현을 위한 모듈 기술 컨셉 및 핵심적인 광대역 광 제어 소재 기술에 대해 전무합니다.

- 일반적으로 가시광선을 비가시광선으로 전환하거나 그 반대로 변환하려면 광변환 소재가 필요하며, 이러한 소재는 대부분 변환 효율이 낮아 고휘도 영상을 구현이 어렵고 장시간 사용 시 광변환 소재의 열화로 인해 효율이 급격히 저하되는 이슈가 있어 이를 해결하기 위한 소재 및 요소기술 확보 필요합니다.

ㆍ장파장 IR을 흡수하여 가시광으로 변환하는 up conversion 소재의 경우 극저효율로 일반 모드의 가시광 디스플레이로 사용하기 어려울 뿐 아니라, 고온 환경에서의 전환이 더욱 비효율적으로 온도 보상이 필요

ㆍ특정 파장을 흡수해 더 긴 파장의 비가시광으로 변환하는 down conversion 소재의 경우 변환 효율은 up conversion 보다 상대적으로 높지만 여전히 저조한 수준이며, 강한 비가시광 출력을 위해서는 고휘도 광원이 필요하여 발열의 잠정적 이슈를 해결 방안이 필요

- 군용 디스플레이에서 광학적 균일성이 매우 중요하지만, down conversion은 위치에 따라 변환 효율이 다를 수 있으므로, 고정밀 코팅 공정기술이 필요합니다.

- 따라서, 비가시광을 활용한 디스플레이 구현을 위해서는 고효율로 가시광-비가시광 전환 가능한 광학 소재기술과 차량용 극한 환경 신뢰성을 확보하기 위한 요소기술들이 요구됩니다.

<가시광-비가시광 변환 down conversion, up conversion>

- 본 연구과제 주관개발기관인 나노씨엠에스㈜는 광대역 광 제어 기술에 대한 수많은 선행 연구개발을 진행하였으며, 선행 연구를 통해 쌓인 지식과 노하우를 통해 성공적인 과제 수행을 위해 차별화 기술을 도입하여 수행할 예정입니다.

o 연구개발기술(제품) 선행연구 및 차별화 기술

근적외선 발광체 선행기술 확보 [나노씨엠에스(주), 한국조폐공사 공동연구]

o (근적외선 발광 소재) 나노씨엠에스㈜는 보안 소재 관련 전문 업체로 최근 800 nm 대 영역의 근적외선 발광 색소 개발을 통해 원천 특허 보유하고 있으나, 보안용 디스플레이 적용을 위한 가시광선 차단 및 이에따른 파장 간섭이나 보안 성능 향상을 위해 본 과제를 통해 1,000 nm 이상의 근적외선 발광 색소 개발이 필요함

o (근적외선 발광 색소의 기타 활용) 주관기관인 나노씨엠에스에서는 기초연구의 일환으로 국내의 H사와 협력하여 Vis to IR 기반 근적외선 발광색소를 이용한 보안원사 및 직물적용 선행 연구 진행

<근적외선 발광 색소를 이용한 보안 섬유 원사 (나노씨엠에스㈜)>

o (새로운 근적외선 발광 소재 필요성) 국내에서 사용되고 있는 근적외선 발광 소재의 경우 대부분 국가보안소재용으로 사용되고 있으며, 이러한 특수성은 확장성 부족(비밀유지관련)으로 인해 타 산업에 적용하기 어려워 새로운 소재 요구.

- 보안용 디스플레이의 개발에 필요한 근적외선 발광 소재는 디스플레이라는 새로운 형태의 활용과 더불어, 고도의 기술력을 필요로 하여, 그에 맞는 다양한 품질조건이 필요함.

- 소재와 더불어, 근적외선 발광소재를 디스플레이 기술에 접목하기 위해서는 고효율의 발광소재 개발, 디스플레이에 적합한 잉크화 기술, 공정 적합성, 내구성 향상 및 디스플레이 구조 설계 등 다양한 기술이 요구됨.

- 특히 잉크화 기술은 디스플레이 제조공정에 적용하기 위한 핵심 단계로, 분산 안정성, 점도 조절, 건조방법등이 중요함.

o (가시광 투과도 가변 소재) 가시광 제어를 위한 소재 후보군들이 있지만, 좁은 투과도 가변 범위, 느린 응답속도, Hazy한 특성, 온도 민감성으로 인해 차량용 디스플레이에 적용하기에 어려워 소재만으로는 해결방안이 부재하며, 패널과 연계한 편광광학 기반의 가시광 제어기술이 요구

- 전압을 인가하여 가시광 투과도를 가변하는 전기변색(Electrochromic) 소재를 활용하는 방법이 있으나, 전환 속도가 수 sec에 달해 실시간 전환이 어려워 군용에 적합하지 않으며, 반복적인 구동에서 변색 소재의 수명이 제한되며 특히 자동차의 극한 환경 신뢰성 범위에서 온도 민감성으로 인해 성능 유지가 어려움

- SPD(Suspended Particle Device) 기술은 나노 크기의 입자가 특수 액체 매질에 부유되어 전기장을 인가하여 입자의 배열을 제어하여 가시광 투과도를 제어가 가능하지만, 입자의 불완전한 정렬로 인해 일부 빛이 산란하여 Haze를 증가시키며 이는 OLED 디스플레이 패널의 선명도를 저하 유발로 인해 적용이 어려움

- 또한, 높은 명암비를 확보하기 어려울 뿐 아니라 SPD 필름은 bluish한 시감을 갖고 있어 OLED 패널과 적층 시 색재현율, 색상 보정에 악영향을 주게 되어 군용 차량의 투과도 가변 소재로 적합하지 않음

- 소형 SPD 필름도 수백 ms 수준으로 실시간 모드 전환이 어려우며, SPD 입자는 시간이 지남에 따라 침전하거나 응집 현상이 발생하여 변색 또는 투과율 저하로 이어지는 내구성과 장기 신뢰성에 매우 취약함

<종래의 투과도 가변 기술인 분극 입자 배향형 및 전기변색 소자>

- 따라서, 군용 차량 디스플레이에서 실시간 즉각적인 전환이 가능한, 전환 속도가 수십 ms 수준의 차량용 OLED 디스플레이 모듈연계 편광 광학 기반의 고속 응답 특성을 갖는 고 신뢰성 가시광 제어 기술개발이 필요

o OLED기반 보안 디스플레이 모듈기술

- 차량용 OLED 디스플레이 전체 모듈 구조는 OLED 디스플레이 패널과 위상차 필름, 편광판, 커버 윈도우 등 모듈 소재로 구성되어 있으며, 광대역의 가시광-비가시광 제어 소재가 개발된다고 하더라도 기존의 OLED 모듈 소재와 연계된 광학 성능 확보가 필수적으로 요구

- 가시광을 비가시광으로 변환하는 과정에서의 발열을 해결하기 위한 소재와 연계된 전체 OLED 모듈 구조 개발이 필요

<차량용 OLED 전체 모듈 구조 예>

o (차량용 OLED 기술 경쟁력 확보) 패널 자체의 우수한 광학 성능 외에도 안전/보안이 중시되는 자동차 응용에 대한 기술경쟁력 확보를 위해서는 극한 환경 신뢰성, 내구성 확보 및 특수한 광 제어기술이 필수적입니다.

- 글로벌 디스플레이 패널 기업에서는 차량용 디스플레이 기술 선점을 위해, 안전 규제 대응을 위한 특수한 광 제어기술을 도입하여 상품성을 강화하고 기술 경쟁력을 확보하고 있습니다.

<차량용 디스플레이의 안전성 확보를 위한 광 제어기술 예>

- 본 과제에서의 가시광-비가시광 전환 광대역 광학 소재개발을 통한 군용 차량 보안형 디스플레이를 개발한다면 관련 분야 기술선도, 시장 선점 효과를 토대로 기술 장벽이 높은 차량용 디스플레이 시장에서 지속적인 글로벌 리더로 성장 가능합니다.

(다) 시장 규모 및 특성

(1) 국내 기술의 수준 및 시장 동향

[국내 기술 동향 및 수준]

o IT를 집약한 인포테인먼트 시스템은 자동차의 중앙처리 시스템 및 차량 내 다양한 콘텐츠 제공 등의 주요 기능 구현을 위한 미래차 산업의 핵심 성장 동력이 될 것으로 전망되고 있습니다.

- 자율주행차는 주변 환경 변화를 신속하게 감지, 결정할 수 있는 기능이 요구됨에 따라 자동차의 각종 부품 기능을 유기적으로 제어 및 처리할 수 있는 시스템이 등장

- 다수의 멀티미디어 콘텐츠 제공을 통한 영화 감상, 개인 맞춤형 음성서비스 제공 등 방송, 광고, 음악, 게임, 교육 영역의 인포테인먼트 기술이 빠르게 확산

<미래자동차용 인포테인먼트 기술, 한국자동차연구원 2023>

o 차량이 단순한 운송수단을 넘어 디지털 생활공간으로 변화하면서, 국내 기업은 차량용 대형 디스플레이 및 사용자 친화적인 디스플레이 기술에 대한 연구개발 진행

- LGD는 각종 차량 제어 및 인포테인먼트 기능이 강화된 차세대 차량 대시보드를 가득 채우는 초대형 차량용 디스플레이 솔루션 컨셉 제시

- SDC는 IAA 모빌리티 2023에서 34인치의 대화면 Seamless 디스플레이 컨셉 제시

- LGE는 계기판, CID, CDD 등 3개의 화면을 하나로 통합하여 운전자가 많은 정보가 필요한 경우에는 Max 모드, 최소한의 정보만 필요한 경우에는 Min 모드를 선택하는 Min&Max 모드 전환 디스플레이 컨셉 제시

<LGD, SDC의 차량용 대형 디스플레이>

<LGE, LGD의 자동차 인포테인먼트용 디스플레이>

o 국내 완성차 기업은 서비스 플랫폼 업체와 협업하여 차량 내 다양한 인포테인먼트 서비스 개발 및 제공 중입니다.

- 현대기아차의 차세대 인포테인먼트 시스템인 CCNC가 탑재된 차량에서는 왓챠, 웨이브와 같은 OTT 및 오디오 스트리밍 서비스를 이용 가능합니다.

- 르노코리아자동차는 QM6, XM3 등 모델의 차량용 인포테인먼트 시스템 팝미디어에 TJ미디어의 노래방 서비스 탑재

- KG모빌리티는 커넥티드가 인포테인먼트 플랫폼 인포콘을 탑재하여 지니뮤직, 팟캐스트 등 스트리밍 서비스를 제공

- 티맵모빌리티는 통합형 인포테인먼트 시스템을 통해 신호등 연계 서비스, 차량용 음성인식 누구 오토, 음악 플랫폼 플로 등을 제공

<현대기아차의 OTT 서비스와 르노코리아 TJ미디어>

o 국내 유일 군용차를 연구 및 개발하는 완성차 기업인 기아㈜는 특수목적 차량 개발 기술력을 바탕으로 고객 맞춤형 모델을 선보인 바 있습니다.

- 2025년 1월 개막한 아랍에미리트 아부다비 IDEX 2025에서 타스만의 전시 전용 군용 모델을 선보인 바 있습니다.

- 후방 카메라와 네비게이션 등 다양한 편의사양을 갖춰 병력과 물자를 보다 안전하게 수송할 수 있습니다.

- 극한 환경 신뢰성 확보와 동시에, 전자파 차폐 및 보안 시스템 강화를 통해 다양한 환경에서의 군의 안전한 이동을 지원 가능합니다.

<최대 방산전시회 IDEX 2025 최초 픽업트럭 타스만의 군용 모델 공개, 기아㈜>

o 방산 시장의 패러다임이 변화하며 국방 분야에서도 다양한 환경에서 안전하고 몰입감 넘치는 군사 및 시뮬레이션 훈련이 긍정적인 평가를 받고 있으며, 전투력 향상과 비용절감 효과 등의 기대로 수요가 증가할 것으로 전망

- 국내는 AI, XR 등 신기술을 적용해 전투원의 생존확률과 전투 효율성을 극대화한 육군 미래형 전투체계인 아미타이거(Army TIGER)를 통해 초연결 네트워크 전투체계를 완성할 계획으로 보고된 바 있습니다.

o 근적외선 발광 소재의 기술 수준 : 국내 근적외선 발광 소재는 특수기관에서 제작한 특수 장비 또는 고가의 형광기기를 활용한 검출이 요구되는 소재로서 기술 개발의 난이도가 매우 높아 대부분 수입에 의존 중입니다.

- 현재 국내에는 국가보안기관에서 UV영역에서 여기(excitation)하여 900 nm 근처 발광하는 연구가 일부 진행된 적은 있으나 1,000 nm 이상의 근적외선 형광 색소에 대한 기술개발이 이루어지지 않았음

- 더욱이 이를 이용하여 디스플레이에 구현할 수 있는 기술을 보유하고 있지 않은 상태입니다.

- 보안용 디스플레이로서의 근적외선 형광소재의 개발은 새로운 도전이며, 개인 정보보안 및 국가보안 시장에서의 패러다임을 바꿀 수 있습니다.

[국내시장 규모 및 수출ㆍ입 현황]

o 국내 커넥티드카 시장은 2017년 9,646억 원 규모에서 지속적으로 성장하여 2030년 31조 835억 원 규모가 될 것으로 전망

- 커넥티드카에 필수적으로 탑재되는 헤드유닛 CID의 경우 커넥티드카 시장 성장과 맞물려 시장 규모가 점차 확대될 것으로 예상

<커넥티드카 국내 시장 전망, 출처: KISTI, McKinsey>

- 국내 커넥티드카 수는 2022년에만 146만 대가 증가하였고, 2023년에는 11월 기준 작년 대비 143만 대가 증가하여 805만 대에 육박하는 등 꾸준히 규모가 확대 중입니다.

<국내 커넥티드카 수 현황, 출처: 과기정통부>

- 국내 커넥티드카 수는 `23년 9월 기준 자동차 총 등록 대수(2,584만 대) 대비 높은 비중인 30.1%를 차지하고 있는 등(출처:과기정통부, 국토교통부), 커넥티드카 시장은 지속적으로 성장할 것으로 전망

- 현대기아차는 2022년 이후 전 차종 커넥티드카 개발 선언하였으며, 2020년부터 자율주행차 및 커넥티드카 본격 개발 진행 중입니다.

o 차량용 인포테인먼트 시장은 2023년 4,326억 원에서 2030년 3조 207억 원 규모로 급성장할 것으로 전망

- 2023년 말 기준 커넥티드카 회선당 월 5천 원의 이용료를 바탕으로 800만 회선을 가정하면 국내 커넥티드 서비스 시장 규모는 월 400억 원 수준에 이를 것으로 추산되며, 이를 표출하고 연동하기 위한 헤드유닛 CID 시장과 함께 성장할 것으로 예상

<국내 IVI 시장 전망, 출처: KB증권>

o 방산 시장의 패러다임이 변화하며 국방 분야에서도 다양한 환경에서 안전하고 몰입감 넘치는 군사 및 시뮬레이션 훈련이 긍정적인 평가를 받고 있으며, 전투력 향상과 비용절감 효과 등의 기대로 수요가 증가할 것으로 전망

- 국내는 AI, XR 등 신기술을 적용해 전투원의 생존확률과 전투 효율성을 극대화한 육군 미래형 전투체계인 아미타이거(Army TIGER)를 통해 초연결 네트워크 전투체계를 완성할 계획

(2) 국외 기술의 수준 및 시장 동향

[국외 기술 동향 및 수준]

o 미래 모빌리티 사용자 편의성을 고려한 배치 및 디자인 등을 포함하는 사용자 경험을 위한 대형 및 곡면 화면 대응 제품군 개발 중입니다.

- 독일 콘티넨탈은 CES 2023에 Shy-Tech 기술이 접목된 곡면형 대화면 디스플레이가 탑재된 디지털 콕핏을 공개함

- 비스테온은 운전자에 최적화된 시스템을 제공하여 안전하고 편리한 차량 내 경험을 제공 가능한 디지털 콕핏 컨셉을 제시

<콘티넨탈과 비스테온의 차세대 디지털 콕핏 컨셉>

 o 글로벌 기업에서는 정보표시 니즈 확대에 따른 대형화, 유연 등 차세대 자동차용 디스플레이 기술 컨셉을 공개

- BOE는 OLED 기반의 가로 곡면 디스플레이를 선보인 바 있으며, Cluster부터 조수석까지 이어지는 대화면 디스플레이 컨셉을 제시

- Sharp는 차세대 콕핏을 위한 디스플레이 기술로 Free-form 디스플레이 및 Flexible OLED 등의 기술을 제안하여 컨셉 제시

<Sharp 및 BOE의 차세대 자동차용 디스플레이 컨셉>

o 전투 조정 및 운영 안전 향상, 다양한 방위 응용 분야에 걸쳐 고급 디스플레이의 시스템 채택 니즈 확대 중입니다.

- 2024년 8월, US Air Force는 Robins Air Force Base, Georgia에서 C-130 J Super Hercules 항공기의 특별 미션 디스플레이 프로세서를 도입

*항공기 보호를 강화하고 상황 인식을 개선하며, 전술적인 무선 메쉬 네트워크를 통해 비행 운영 중에 더 나은 통신을 가능

o 이스라엘 방위 전자 기업인 Elbit Systems은 독일 공군에 조종사에게 향상된 상황 인식, 향상된 표적 획득 및 무기 운용 능력을 제공하는 차세대 군용 디스플레이 시스템인 J-HMCS III 헬멧 장착 큐 시스템 공급

- IVAS로 알려진 이 시스템은 군인들에게 향상된 상황 인식, 향상된 표적 식별 및 전장에서의 치사율 증가를 제공하도록 설계

o 이탈리아의 다국적 항공우주, 방위, 보안 회사인 Leonardo DRS는 미국 해군 MQ-25 Stingray 무인 공중급유기에 전자광학/적외선(EO/IR) 이미징 시스템을 공급

- EO/IR 시스템은 MQ-25에 향상된 상황 인식, 향상된 표적 탐지 및 향상된 임무 효율성 제공 가능

[국외시장 규모 현황]

o 글로벌 차량용 디스플레이 시장 규모는 2025년 127억 달러 규모로 전망되고 있으며, 2028년 155억 달러 규모로 성장할 것으로 전망되고 있습니다.

- 차량용 디스플레이 시장의 급격한 성장에는 자동차의 스크린화 영향이 크며, 최근 자동차 업계 트랜드는 차량 소프트웨어를 통해 각종 기능을 제어하고 주행 성능과 안전편의성 확보를 위해 지속적으로 업데이트하는 소프트웨어 중심 차량(SDV) 가속화 영향

- 자동차는 움직이는 스마트폰 같은 전자기기로 변해가면서 차량에 탑재되는 디스플레이의 중요성이 커지고 있으며, 이런 차량용 디스플레이 기술은 향후 군용, 국방, 보안 등으로 빠르게 확장될 것으로 예상

<글로벌 차량용 디스플레이 시장 규모 전망, 출처: 옴디아, 중앙일보>

- 5~7인치 크기의 디스플레이 패널이 차량 내부에 주로 장착되는 이전과는 달리, 최근 10~20인치 크기의 대형 화면이 탑재되고 있으며, 대화면을 선호하는 완성차 제조기업 수요가 확대되고 있습니다.

- 전체 차량용 디스플레이 매출에서 10인치 이상 초대형 제품이 차지하는 비중이 2021년 44.2%에서 2027년 80%까지 증가할 것으로 전망됩니다.

<차량용 디스플레이 매출 중 제품군 비중, 출처: 옴디아, 중앙일보>

o 글로벌 차량용 디스플레이 시장은 high-end급 LTPS-LCD 기반의 mainstream 시장 및 OLED 기반의 Premium 시장으로 구성되어 있습니다.

- 차량용 디스플레이는 운전자의 안전과 직결돼 안전 규격, 휘도, 터치 등 기능과 함께 극한 환경 신뢰성 및 내구성 등이 요구되는 만큼 기술 장벽이 높은 분야로 LTPS-LCD가 시장 성장을 견인하고 있고, 국내기업의 우수한 OLED 기술력을 기반으로 프리미엄 시장을 형성하고 있습니다.

<글로벌 차량용 디스플레이 제품군 Line-up, 출처: 옴디아 2024>

o 첨단 기술을 채택하여 군인의 성과를 향상시키기 위한 글로벌 군용 디스플레이 시장에 대한 기술 니즈도 빠르게 확대 중입니다.

- 군비 지출 증가, 디스플레이 기술 발전, 향상된 상황 인식 및 임무 효율성에 대한 수요 증가로 군용 디스플레이 시장 성장을 주도합니다.

- 열악한 환경을 위한 고 신뢰성 디스플레이에 대한 수요 증가와 개선된 야간 투시 기능에 대한 요구로 인해 시장 성장이 가속화되고 있으며, 군용 디스플레이에 인공지능, 머신러닝 기술을 접목해 성능과 효율성을 향상시킬 것으로 기대됩니다.

- 또한, 군인들에게 보다 직관적이고 포괄적인 전장 경험 제공 및 보안·소통형 디스플레이에 대한 수요가 증가되고 있습니다.

- 세계 군용 디스플레이 시장은 2023년부터 2032년까지 연평균 성장률 5.16%로 성장해 2032년까지 시장 규모가 131억 8천만 달러에 달할 것으로 예상됩니다.

<군용 디스플레이 시장 예상 규모, 출처: Wise Guy Reports>

o 글로벌 나노소재 시장 규모는 2023년 12.2억달러 규모에서 2032년 42.5억달러 규모로 연평균 성장률 14.9%로 성장할 것으로 전망 (출처: Vantage Market Research)

- 전기 및 전자 부문에서 나노 물질에 대한 수요는 컴퓨팅 및 전자 분야의 주요 발전으로 인해 크게 증가하고 있습니다.

- 전자 산업에서 나노 물질의 주요 응용 분야 중 일부는 반도체 칩에 탄소나노튜브, LED 및 OLED를 포함한 조명, 디스플레이 분야에서의 나노 물질, 레이저의 양자점 등 관련 산업에서 기술 니즈가 확대 중입니다.

<글로벌 나노소재 시장 규모 전망, 출처: Vantage Market Research 2023>

o 광 흡수 및 제어 필름 시장은 2024년 64억 1천만 달러에서 2032년 113억 달러로 연평균 성장률 7.34%로 성장할 것으로 전망됩니다.

- 스마트 광 제어 소재의 대표적인 응용으로는 스마트 윈도우 기술이 있으며, 빛이나 열 등 외부 자극에 반응해 불투명도 및 색상이 변화는 소재를 포함하며, 외부의 빛과 열을 제어 가능하여 디스플레이 및 자동차 분야로의 시장 성장을 촉진합니다.

- 또한, 자동차 안전, 보안 기능을 강화하기 위한 나노소재, 첨단 소재 등 신규 광학 소재를 적용한 니즈가 확대되면서 시장 성장을 견인할 것으로 전망됩니다.

<글로벌 광 제어 필름 시장 규모, 출처: Wise Guy Reports>

(라) 제품 개발 계획

 o 야간 은밀 사용 가능한 보안 권한 소유자 전용 가시광/비가시광 전환 디스플레이 기술 개발을 위해 ①광대역 가시광-비가시광 제어 소재(모듈용 필름 및 OLED 소자 적용을 위한 소재) 개발, ②차량용 디스플레이 모듈 개발 및 성능 확보, ③ 차량용 극한 환경 신뢰성, 내구성, 광학 성능 시험평가 검증, ④개발 방향성 제시 및 수요기업 평가, 피드백 역할을 하는 참여기관들로 구성되어 있습니다.

- 광학 소재 개발, 패널/모듈화 개발 검증, 모빌리티 상용성 분석 등 3개의 핵심 그룹 구성으로 되어 있으며, 개발되는 광 제어 소재의 차량용 디스플레이 모듈단위 성능 검증→잉크화 소재 개발 병행을 통한 OLED 소자 적용을 위한 상용성 검토, 모빌리티 극한환경 신뢰성 및 내구성 검증을 통해 목표달성 기간 단축 가능합니다.

- (소재) 주관기관인 나노씨엠에스㈜는 광대역 가시광-비가시광 제어 소재 개발 및 연구과제 개발 총괄이며, 참여기관인 한국광기술원은 비가시광 프리커서 소재, 한국자동차연구원은 가시광 제어 소재 개발을 담당할 예정입니다.

- (패널/모듈) 참여기관인 ㈜탑런토탈솔루션은 개발 가시광-비가시광 제어 광학 소재를 적용한 차량용 디스플레이 모듈을 개발할 예정이며, 광학 성능 시험검증은 한국광기술원과 함께 함께 진행할 예정입니다.

- (모빌리티) 수요기업인 기아자동차는 한국자동차연구원과 함께 모빌리티용 극한환경 신뢰성, 내구성 등 성능을 시험 분석할 예정이며 관련하여 개발 방향성 제시 및 수요기업 피드백 진행 예정입니다.

<개발의 추진전략·방법 및 추진체계>

3. 원재료 및 생산설비

가. 주요 원재료 매입 현황

(*)단가 조정으로 인한 변동차이

나. 주요 원재료의 가격변동추이

첨단보안시장의 특성상 원재료 수급의 급격한 변동 등의 유사시를 대비하여 안전재고를 필수적으로 확보하여야 하고, 이를 위하여 원재료 공급업체와의 지속적인 소통 및 대량 구매를 통해 구입단가 인하와 최소 1년 이상의 원재료를 확보하고 있습니다.

다. 생산 및 생산설비에 관한 사항

첨단보안물질의 경우 화학적, 물리적 특성에 맞는 제품의 개발도 중요하지만, 양산화한 제품의 독성, 안정성평가 및 양산공정에서의 각종 변수가 민감하게 작용하기 때문에, 각 물질이 고유기능을 가질수 있도록 생산과정을 표준화하고, 품질의 위험요소의제어가 가능한 설비, 매뉴얼과 함께 작업자의 경험과 능력도 매우 중요합니다.

이에 양산화 공정확립도 일종의 기술 장벽으로 신규 사업자들의 진입을 어렵게 만드는 매우 중요한 요소에 해당되고, 이에 당사에서는 주요 경영진을 비롯한 다 경력자의 Know-How를 가진 핵심기술 인력과 함께 양산화 공정을 확립하였습니다.

보안물질의 생산 공정은 많은 작업시간과 높은 수준의 지식과 기술이 요구되는 생산공정으로 기술 습득에 많은 노력과 시간을 필요로 하는데, 당사에서는 전문화 된 직무교육을 통하여 전문 인력양성을 위해 최선의 노력을 다하고 있으며, 전문화 된 기술로 고품질의 보안물질을 개발 및 생산하고 있습니다.

마. 생산능력 및 생산실적

- 각 제품별 생산능력은 총생산 가능시설에 제품별 표준작업시간을 적용하여
    산출 하였습니다.

4. 매출 및 수주상황

가. 매출현황

나. 수주상황

당사의 주요제품은 첨단보안과 관련된 제품으로 각 제품별로 안전재고를 확보하고 있어, 고객의 발주부터 납품까지 걸리는 기간이 단기간에 이루어지기 때문에, 수주와관련된 사항은 없습니다.

5. 위험관리 및 파생거래

가. 환위험 및 위험관리
환위험은 환율의 변동으로 인하여 금융상품의 미래현금흐름에 대한 공정가치가 변동할 위험입니다. 당사는 보고서 제출일 현재 기능통화 이외의 외화로 표시된 화폐성자산의 비중이 작아 당사의 손익에 미치는 영향은 중요하지 않습니다.

나. 유동성위험 및 위험관리
유동성 위험이란 당사가 일시적인 자금부족으로 정해진 결제시점에서 결제의무를 이행하지 못함으로써 거래 상대방의 자금조달계획 등에 악영향을 미치게 되는 위험을 의미합니다. 회사는 충분한 적립금과 차입한도를 유지하고 예측현금흐름과 실제현금흐름을 계속하여 관찰하고 금융자산과 금융부채의 만기구조를 대응시키면서 유동성위험을 관리하고 있습니다.

다. 시장위험과 위험관리

시장위험은 미래의 시장 이자율 변동에 따라 예금 또는 차입금 등에서 발생하는 이자수익 및 이자비용이 변동될 위험을 뜻합니다. 당사의 경영진은 내부적으로 예측현금흐름을 계속적으로 관찰하고 시장 위험을 지속적으로 모니터링하며 위험을 관리하고있습니다.

라. 기타위험 및 위험관리
상기 언급된 위험들 이외에 대한 자세한 사항은 제2부 발행인에 관한 사항 - III. 재무에 관한 사항 - 5. 재무제표 주석 을 참조하시기 바랍니다.

마. 파생상품 거래현황
 - 당사는 보고서 작성일 현재 해당사항이 없습니다.

6. 주요계약 및 연구개발활동

가. 경영상의 주요계약 등

<매출계약>

<기타계약>

나. 연구 개발 활동의 개요 및 연구개발비용

다. 연구개발조직 및 연구개발 인력현황

연구개발 조직도

(2) 연구개발 인력구성

(3) 주요 연구개발인력 현황

(4) 연구개발실적 및 개발계획

<연구개발 실적>

<정부과제 수행실적>

<연구개발계획>

7. 기타 참고사항

※ 당사가 영위하는 사업의 내용을 이해하기 위하여 개념정리가 필요한 용어 해설은 다음과 같습니다.

[주요 용여 설명]

가. 산업의 동향

보안시장은 첨단 보안인쇄 (High Security Printing)관련 시장과 일반 보안시장인 Brand Protection 관련시장으로 나눌 수 있습니다. 당사의 주요 목표시장은 첨단 보안인쇄 (High Security Printing)관련 시장으로 은행권, 여권, 신분증, 수입인지 등의 국가 보안 인쇄시장이 이 시장에 해당됩니다.

보안인쇄 시장의 구분

(1) 보안요소 3단계

은행권에 적용되고 있는 보안요소는 보안정도에 따라서 구분하며 1단계(Overt), 2단계(Covert) 및 3단계(Forensic)으로 구분하고 있습니다.

① 1단계(Overt)

일반 대중이 별다른 기기를 사용하지 않고 육안으로 쉽게 구분할 수 있는 보안요소로쉽게 찾아내어 빠르고 효과적으로 보안서류를 인증할 수 있습니다.

보안요소로서 홀로그램, 숨은 은화 (예: 화폐를 빛에 비추어 보면 보이는 오만원권의 심사임당 이미지), 색변환 안료(예: 오만원권 뒷면의 50000 숫자가 보는 각도에 따라자홍색-녹색으로 색이 변함), 입체형 부분노출 은선 (예: 오만원 권의 전면 좌 중앙 노출은선으로 좌우로 움직이면 태극문양이 상하로 움직임)등 입니다.

<한국조폐공사 오만원권의 일반 보안요소>

[출처: KOMSCO 60th Anniversary]

▶ 숨은 은화 (ⓗ Water Mark)

용지의 얇은 부분과 두꺼운 부분의 명암차이에 의해 나타나는 문양이나 문자로써 은행권의 경우 위조방지를 위해 두껍고 얇은 부분을 조합하여 두께 차이에 의해 지폐안의 모양을나타내는 흑백은화를 사용하며 빛에 비추어 보면 얇은 부분은 밝게 보이고두꺼운 부분은 어둡게 보이는 효과에 의해 오만원 권의 경우 신사임당 초상이 보입니다.

▶ 부분노출 은선 (ⓕ Three Dimensional Security Thread)

용지 속에 넣은 은선의 일부가 일정한 간격으로 노출되도록 한 것으로 오만원 권의 경우 노출 은선에 미세가공을 하여 상하 좌우로 기울이면 태극무늬가 각각 좌, 우 상하로 움직입니다.

▶ 숨은 은선 (ⓒ Embedded Security Thread)

용지 속에 세로로 넣은 폭 0.5∼3mm 정도의 얇은 띠 형태의 선으로 오만원 권의 경우 앞면초상 오른쪽을 빛에 비춰보면 숨어있는 띠에 작은 문자와 숫자가 보입니다.

▶  띠형 홀로그램 (ⓔ Hologram Strip, OVD)

일반적으로 적용되고 있는 보안요소로 최근에는 보는 각도에 따라 무늬가 달리 나타나거나 색상이 달리 보이도록 하고 있습니다. 오만원 권의 경우 보는 각도에 따라 상,중, 하 3곳에서 우리나라 지도, 태극, 4괘 무늬가 번갈아 나타나고 숫자 50000 이 세로로 각인되어 있습니다.

▶ 앞뒷면 맞춤 (ⓑ See Through Register)

일정 패턴을 앞면과 뒷면에 분할하여 디자인된 패턴으로서 밝은 빛에 비춰보면 앞/뒷면이 정확히 일치하여 특정한 무늬가 보이도록 하는 기법으로 오만원권의 경우 빛에 비춰보면 태극무늬로 보입니다.

▶ 요판잠상 (ⓙ Intaglio Latent Image)

일정한 각도로 조각되어 요판 인쇄된 감추어진 그림이나 문자를 빛에 비스듬히 비쳐보면 숨은 그림이 나타납니다. 오만원 권의 경우 비스듬히 기울여 빛에 비춰보면 숫자 5가 보입니다.

▶ 색변환 잉크 (ⓛ Color Shifting Ink - CSI, OVI)

보는 각도에 따라 색이 달리보이는 잉크이며 오만원 권의 경우 뒷면 50000 숫자를 기울여 보면 자홍색에서 녹색으로 또는 녹색에서 자홍색으로 색이 변합니다.

② 2단계(Covert)

자동 인증의 도움을 받는 기능으로 일반 대중은 적용 여부를 모르나 은행원 등 특수 종사자들이 간단한 도구나 검지장비를 사용하여 검지할 수 있는 요소입니다.

일부는 ATM기기, 감응검지기를 지원하는 보안요소로 한국은행에서 공개하고 있는 자외선형광안료를 사용한 형광잉크, 형광색사, 필터형 잠상 및 근적외선흡수/반사 안료를 적용한 잉크가 이에 해당합니다.

<한국조폐공사 오만원권의 일반 보안요소2>

▶ 미세문자 (① Micro Lettering)

육안으론 식별이 불가한 아주 작은 문자로 확대경 등을 사용하여야 확인이 가능하며,일반적인 복사나 스캔으로는 재현이 불가능합니다. 오만원 권의 경우 확대경으로 보면 (ㄱ.ㄴ.ㄷ.ㄹ…)의 자음과 (50000WON)의 문자가 인쇄되어 있습니다.

<미세문자>

▶  자외선 잉크 (② Ultra Violet Ink)

자외선(UV Light)으로 여기 시키면 가시광선 영역에서 발광하는 물질을 함유한 잉크로, 은행권의 경우 자외선(365㎚m, 313㎚ & 254㎚)을 조사하면 발광하고 자외선을 끄면 보이지 않는 형광(Fluorescence)잉크를 주로 사용하고 오만원 권의 경우 전면 포도나무 형상에 적용되고 있습니다.

<자외선 유기형광 안료 적용>

▶ 은사 (Security Fiber)

위 그림에서 폭이 좁게 발광하는 선의 경우로 용지를 만들때 용지에 혼합하여 삽입시키는 형광은사로 역시 자외선(UV광)을 비추면 녹색선이 보이고 끄면 안 보이며, 한국은행권의 경우 전권 종에 적용되고 있습니다.

▶ 필터형 잠상 (③ Latent Image)

특수한 필터를 통해서만 확인되는 잠상 인쇄방식으로 육안으로는 보이지 않지만 필터를 대면 숨겨진 문자나 문양을 보이게 하는 인쇄기법으로 오만원 권의 경우 뒷면에적용하였습니다.

<상필터형 잠상>

▶ 자성잉크 (④ Magnetic Ink)

자력을 가할 경우 자성을 갖는 안료를 함유한 잉크로 자성강도의 차이가 발생함에 따라 위조방지 및 기기감응 효과가 양호하여 보안제품에 많이 사용되고 있습니다. 오만원 권의 경우 전면과 뒷면의 액면표기 50000 에 적용하고 있습니다.

▶ Up-conversion 잉크

특정파장의 적외선(Infrared)으로 여기하면 가시광선(Visible Light)으로 발광하는 안료를 함유한 잉크로 한국은행권에 적용중입니다.

▶ 적외선 잉크 (⑤ Infrared Ink)

적외선(Infrared)에 의해 발광하거나 반사/흡수 및 투과하는 잉크로 주로 기기 감응요소로 사용됩니다. 적외선 영역에서 빛을 흡수/반사하는 물질을 함유하여 가시광선에선 보이지 않으나, 적외선으로 조사하면 볼 수 있는 잉크로 주로 초상에 적용하는 경향이 많습니다.

<근적외선 흡수반사 안료>

③ 3단계(Forensic)

보안상의 이유로 대중에게 그 적용 여부가 비밀이고 적용된 보안요소입니다. 검지 역시 한국은행, 한국조폐공사와 특별히 허가된 기관(또는 업체)만 검수가 가능한 최상위 국가보안요소로 공개적으로 어떤 물질을 어느 권종 어디에 적용하고 있음을 알 수가 없어 아래와 같이 물질의 개요만 설명하겠습니다.

▶ 가시광선 여기, 적외선 발광 잉크 (Visible-to-IR 잉크)

가시광선(Visible Light)의 특정파장으로 여기하면 적외선(Infrared)의 특정 파장으로발광하는 안료를 함유한 잉크입니다.

▶ 적외선 여기, 적외선 발광 잉크 (IR-to-IR 잉크)

특정 파장의 적외선(Infrared)으로 여기하면 특정파장의 적외선(Infrared)으로 발광하는 안료를 함유한 잉크입니다.

▶ (자외선과 적외선) 여기, 적외선 발광 잉크 ((UV, IR)-to-IR 잉크)

각각의 자외선(UltraViolet Light)과 적외선 특정 파장으로 여기하면 적외선의 특정 파장으로 발광하는 안료를 함유한 잉크입니다.

▶ (자외선, 가시광선과 적외선) 여기, 적외선 발광 잉크 ((UV,Vis, IR)-to-IR 잉크)

각각의 자외선, 가시광선과 적외선의 특정파장으로 여기하면 적외선의 특정파장으로발광하는 안료를 함유한 잉크입니다.

(2) 첨단 보안 인쇄 시장의 특성

① 진입장벽이 높고 신뢰성의 확보가 필요한 시장
특정분야에 특정물질을 특화하여 차별화된 보안성능으로 위조를 방지하여야 하고, 인쇄와 관련하여 사고가 발생시 국가경제에 미치는 영향이 매우 크기 때문에, 매우 높은 수준의 품질을 요구하고 있어, 진입장벽이 높은 시장입니다. 특히 은행권 시장의 경우 개별국가의시장 요구에 따라 폐쇄적으로 운영되기 때문에 시장의 진입기회를 갖기가 매우 어려운 시장이지만, 시장에 진입한 이후에는 시장 구성원으로서의 지위를 안정적으로 유지할 수 있는 특징이 있습니다.

② 각국의 통화정책에 민감하게 반응하는 시장

은행권 인쇄시장의 경우 국가경제의 미시적 및 거시적 경제 분석 및 예측에 의해 결정되는 총통화정책에 따른 통화량 조절, 인플레이션 또는 디플레이션 등의 우려에 대비한 통화량 조절, 은행 기준금리 변동에 대비한 통화량 조절 등 통제할 수 없는 외부변수에 직접적인 영향을 받고 있습니다.

(3) 첨단 보안 인쇄 시장의 규모

은행권(Banknotes), ID-card, Brand Protection, Security Documents 등 보안인쇄 시장규모는 2021년 약 6억9천만달러(약 9천원)에서 2026년 약 8억달러(약 1조원) 수준으로 매년 약 3.7% 수준의 증가를 보일 것으로 예상되고 있습니다.

최근 신용카드 및 전자화폐의 사용 증가로 은행권 분야의 인쇄증가 추이가 상대적으로 다른 분야의 인쇄증가에 비해 다소 둔화될 것으로 예측되고는 있으나, 은행권 인쇄 소재의 경우 기존시장의 규모 자체가 2021년 기준 약 2.2억 달러(약 2천8백억원)에서 2026년 약 2.4억 달러(약 3천백억원) 수준으로 꾸준한 증가가 예상됨은 물론 여전히 전체 보안 소재시장의 약 32% 정도를 차지하고 있어 보안 소재시장 중 가장 중요한 시장이 될 것으로 보고 있습니다.

[출처: Smithers Pira, The Future of Global Security Printing Markets to 2026,]

여권, 주민증 등 Personal ID 소재시장도 매년 1.3% 성장률을 보이며, 2021년 기준
(약300억원) 수준으로 전체 보안소재 시장의 약 3.4%를 차지하고 있습니다.
인지, 우표, 증지 등의 인쇄가 약 33.8%를 포함하면, 전체 보안시장에 국가보안시장이 차지하는 비율은 약 71%로, 민간 보안 소재시장 중 대표적인 티켓(약 3%)및 상표
보호시장(약 26%)과 비교하면 아직 전체 보안소재시장은 국가 보안소재가 주도하고
있는 것으로 파악됩니다.

나. 회사 현황

(1) 설립배경

당사 설립자인 김시석 연구위원은 경인양행(경인양행 자회사인 이스트웰)에서 오랜 기간 염, 안료와 기능성 색에 대한 연구, 디스플레이 빛에 관한 연구 및 생산업무에 종사하였습니다. 또한, 1994년에 한국평판디스플레이산업의 태동인 PDP, LCD의 Color filter에 대한 연구를 수행하였고, 그 결과로 PDP에 적용하기 위한 780~870㎚ 영역의 근적외선흡수염료를 개발하였습니다.
잉크젯 잉크용 고순도 염료도 개발하여 양산화 하였고, 1998년부터 LED 백색광원 관련 형광체 연구를 단국대와 진행하여, 국내 최초로 백색광원의 YAG계 및 스트론튬계 Green형광체에 관한 특허도 등록하였습니다.
이와 같은 원천기술을 개발한 경험을 바탕으로 김시석 연구위원이 주축이 되어 2003년 4월 나노씨엠에스를 설립하였습니다.

당사의 경영철학인 "신제품 개발에 의한 해외시장 개척과 수입대체 확대, 고용창출을통한 사회공헌"의 실현을 위해, 미래 성장에 꼭 필요한 기능성 신소재를 개발하여 높은 부가가치를 확보하고, 끊임없는 연구개발 투자를 통하여 지속적인 성장의 기반을 마련하기 위해 정진하였습니다.

<성장 과정>

① 설립기(2003년 ~ 2006년)
 - 나노기반 화학구조 설계를 통한 파장 선택성 소재개발 기술 확보

설립기에는 나노기반 화학구조 설계를 통한 파장 선택성 소재 개발 기술을 기반으로 디스플레이용 LED 형광체 및 새로운 보안 안료(Taggant)를 개발하였습니다.

2004년부터 정부의 지원을 받아 "고휘도 백색발광 소자용 Non YAG계 형광체"를 개발하여, LED 관련 기업과 공동으로 사업을 진행하였으나, 디스플레이 관련 산업의 시장은 하루가 다르게 변하는 레드오션 시장으로 신생기업으로써 급변하는 시장에 대처가 어려웠고, 이에 당사의 기술 및 제품으로 가장 큰 성과를 낼 수 있는 분야인 보안인쇄용 신물질 개발 사업에 전념하게 되었습니다.

당시 한국은행권의 화폐 교체 계획에 따라 신권에 대한 디자인을 시작하면서, 새롭게적용될 보안관련 신물질에 대한 개발에 착수하여, 적외선의 흡수 및 반사기능을 동시에 갖는 보안 안료를 개발하였고, 우수한 품질 및 가격경쟁력으로 한국은행권에 채택됨으로써, 그 동안 전액 수입에 의존하였던 화폐보안 소재분야에서 최초로 국산화에 성공하여 당사의 기술력을 입증하였고, 해외시장 진출의 교두보를 확보하였습니다.

② 기술기반 성장기(2007년 ~ 2018년)
 - 보안재료의 개발방향 및 지속적인 성장 비젼 설정

한국의 화폐보안 인쇄시장에 진입한 이후, 각국의 은행권, 여권 및 주민등록증 등 보안문서에 적용되는 보안재료를 분석하여 당사의 신물질 개발 방향을 설정하고, 보안재료의 양산화와 품질 안정화에 노력하여, 이를 토대로 각국의 화폐, 여권, ID Card 등에 적용을 위한 평가를 준비함과 동시에, 해외시장 진출을 위한 독성, 안정성 검사와 신물질(Cas No.) 등록을 완료하였습니다.

5명의 구성원으로 시작했던 설립초기에 비해 구성원이 28명으로 증가하였고, 관련 분야의전문 인력을 확보하여 연구개발 인프라를 구축하였고, 한국조폐공사와 함께 해외 국가보안시장을 영업하면서, 브랜드 인지도도 확대되고, 해외 기업과의 경쟁우위 확보를 위한 발판도 마련하였습니다.

③ 도약기(2019년 ~ )
 - 위조방지, 나노소재 및 전력 반도체용 소재분야 전문기업

유럽 및 아시아 국가의 화폐 및 여권 등의 보안안료로 납품이 개시되면서, 국가 보안 관련 세계 시장에서의 네임밸류를 높이고, 이를 기반으로 민간 보안인쇄 시장(Brand Protection 등)으로의 확장도 진행하고 있습니다. 또한 당사의 나노소재를 활용한 전략 핵심 소재 자립화를 위해 차세대 전력반도체 소자들에 적용되고 있는 소재인 실리콘카바이드(SiC) 가공 시설을 구축 실리콘카바이드(SiC) 전력 반도체 분야에서의 기술력을 한층 강화하며, 고성능 전력 전자 및 반도체 시장에서의 경쟁력을 높일 계획을 하고 있습니다.

(2) 제품현황

당사의 주요제품은 지폐, 여권, 주민등록증 (NID Card), 보안문서 등 국가 보안인쇄와상품권, 티켓, 상표보호 등 민간 보안인쇄에 적용되는 재료인 타칸트로, 근적외선 흡수/반사 안료, 자외선 유기형광안료 및 적외선발광체로 구성되어 있습니다.

근적외선 흡수/반사 안료 및 자외선 유기형광안료는 지폐, 여권, 주민등록증 (NID Card), 보안문서 등 국가 보안인쇄는 물론 상품권, 티켓, 상표 보호 등 민간 보안인쇄에 2단계(코버트) 수준의 위조방지를 위하여 사용되는 제품이고, 적외선 발광체는 지폐,여권, 주민등록증 등 중요한 국가 보안인쇄에 3단계(포렌식) 수준의 위조방지에 사용되는 제품입니다.

SiC 전력반도체 소재는 기존 실리콘(Si) 기반 소재 보다 고온 안정성 및 절연 파괴 전계가 10배 높고, 허용 최고 전압이 3000V(볼트)로 2배 가까이 높습니다. SiC 전력 반도체는 열 전도성이 뛰어나 Si보다 적은 에너지를 사용하고 냉각시스템을 가동할 수 있으며, 작동 기능 온도도 600도로 3배 이상 높은 장점이 있다. SiC 전력반도체 소재는 전기차, 수소차, 5G(5세대이동통신망) 등의 전류 방향과 전력 변환을 제어하는 부품 제작에 사용되는 제품입니다.

다. 시장현황

(1) 주요 제품의 목표시장  

첨단보안 인쇄시장은 2021년 기준 약 298억 달러의 규모를 보이고 있으며, 이를 보안인쇄 기술별로 분류하면 아래와 같습니다.

[출처: Smithers Pira, The Future of Global Security Printing Markets to 2026]

당사는 레벨2(코버트) 및 레벨3(포렌식) 등급의 타간트를 주력 보안물질로 연구개발,생산 및 판매하고 있습니다. 타간트란 잉크, 접착제, 코팅, 바니시 및 기타 재료에 첨가하여 레벨2(코버트) 및 레벨3(포렌식) 등급으로 사용되는 물질을 통칭하는 개념으로 사용되고 있습니다. 레벨2(코버트) 등급은 간단한 휴대용장비를 사용하여 검지할 수 있고, 레벨3(포렌식) 등급은 연구소 내에서 특수한 장비로만 검지가 가능한 것으로 구분할 수 있습니다.

[출처: Smithers Pira, The Future of Global Security Printing Markets to 2026]

인쇄 기술 측면에서 보면, 보안인쇄 시장 중 타간트 시장은 2021년 기준 약 6.7억 달러의 규모를 보이고 있으며, 매년 3.7%의 성장률을 보여 2026년에는 8억 달러의 규모로 성장할 것으로 예측됩니다.

[출처: Smithers Pira, The Future of Global Security Printing Markets to 2026]

타간트 시장은 Banknote에 적용되는 레벨2(코버트) 및 레벌3(포렌식) 단계의 중요성이 강조 되면서 꾸준히 성장될 것으로 예측되고, 점차적으로 전자 및 의약품 등 Brand Protection시장이 전체 시장의 증가를 주도할 것으로 보입니다. Brand Protection 시장에서 타간트의 중요성이 급격히 증가하는 이유는 원료구입에서부터 제조, 유통, 판매의 전 과정을 효과적으로 추적 관리할 수 있는 시스템 제공이 가능하기 때문입니다.

[출처: Smithers Pira, The Future of Global Security Printing Markets to 2026]

보안인쇄 시장의 경우 은행권과 개인 신분증은 가장 큰 응용 분야로, 2021년 시장 가치의 거의 73%를 차지하고 있습니다. 은행권 부문은 2016년 이후 가장 활발한 성장을 보였으며, 팬데믹으로 인해 현금 수요가 증가하면서 2020년에는 가치 기준으로 7% 이상 성장 했습니다.

전력반도체 소재 관련 시장은 다음과 같습니다. 전력 반도체 시장이 2030년 369억8,000만달러(약 48조7,655억원)에 이를 것이란 전망이 나왔으며, 2022년보다 55% 증가한 규모입니다.

<세계 전력 반도체 시장 전망> 자료 : 야노경제연구소(단위 : 백만달러)

야노경제연구소는 최근 이같은 내용의 '글로벌 전력 반도체 시장' 보고서를 발표했습다. 보고서에 따르면 2022년 전력 반도체 시장은 238억 9,000만 달러로 집계되었고, 전년 대비 6.8% 성장했습니다. 반도체 수급난으로 성장률이 다소 줄었지만 올해부터 다시 성장세를 보일 것으로 야노경제연구소는 전망했습니다.

야노경제연구소는 최근 이같은 내용의 '글로벌 전력 반도 시장' 보고서를 발표했습니다. 보고서에 따르면 2022년 전력 반도체 시장은 238억 9,000만 달러로 집계되었고, 전년 대비 6.8% 성장했습니다. 반도체 수급난으로 성장률이 다소 줄었지만 올해부터 다시 성장세를 보일 것으로 야노경제연구소는 전망했습니다.

야노경제연구소 보고서에 따르면 특히 실리콘카바이드(SiC) 전력 반도체 성장세로 에너지효율에 기여할 수 있는 특성 덕분에 데이터센터, 5G 기지국, 태양광 전력 조절 기 보조 장비, 산업용 장비의 전원 공급장치, 전기차용 온보드 충전기, 컨버터 등 다양한 분야에서 수요가 늘고 있습니다.

(2) 경기변동과의 관계

① 은행권 인쇄시장의 수요변동요인

은행권 인쇄시장의 수요는 국가의 거시적인 경제정책에 따라 결정되며, 일반적으로 유동성관리 정책에 따른 화폐 발행량의 조정에 따라 인쇄량의 변동요인이 발생하게 됩니다. 간혹 신권의 발행, 디자인 변경 등에 의하여 일시적으로 다량의 인쇄수요가 발생하지만, 이는 비경상적인 상황에서 발생하는 특이적으로 발생되는 상황으로 보통의 경우 경기변동에 영향이 없이 안정적으로 증가하는 추세를 보이고 있습니다.  

② 여권 등 Personal ID 시장의 수요변동요인

여권을 비롯한 Personal ID 인쇄시장의 경우는 경기변동과 관련없이 사회가 발전하여 감에 따라 매년 증가하는 추세를 보이고 있지만, 일반여권에서 전자여권으로의 변경이나 일반신분증을 전자신분증으로 변경하는 등 정부정책의 변화에 따라 일시적인인쇄수요의 증감이 있을 수 있지만 이 역시 통상의 수요량 변동요인으로 볼 수 는 없습니다.  

③ 상표보호, 상품권, 티켓, 제 증명서 등 민간인쇄 수요변동요인  

상표보호, 상품권, 티켓 등의 민간인쇄시장의 수요량은 국가 보안인쇄에 비하여 상대적으로 경기변동에 따라 예민하게 작용하고 있습니다. 다만, 의약 및 첨단기술보호를위하여 국가가 적극적으로 개입하여 관리하는 경우는 다른 민간 인쇄에 비하여 경기변동에 덜 민감하게 작용합니다.

④ SiC 전력반도체의 시장 성장요인 및 도전과제

SiC 전력반도체는 실리콘(Si) 대비 고온 및 고주파 작동, 높은 전압 전류 처리, 빠른 스위칭 속도, 낮은 전기손실 등 장점을 가지므로 자동차, 에너지, ICT 분야에서 Si 소자를 대체하고 있습니다. 특히 전기차 인버터, 급속충전기, 전장 부품 수요 등 자동차 분야 수요가 시장을 견인하고 있습니다. 그러나 높은 가격, 투자 리스크, 공급망 확장성 문제 등의 도전 요인도 있습니다.

라. 경쟁 현황

은행권을 비롯한 전세계의 보안인쇄 시장은 스위스의 SICPA사가 특허권을 바탕으로 독점적 지위를 유지하여 오고 있습니다. 이러한 독점적 시장으로 인하여 나타나는불합리성을 개선하고자 최근에는 SPWs (State Printing Works: 국영화폐인쇄창) 및 HSPs(High Security Printers: 사기업으로 외국의 화폐를 인쇄하여 주는 곳)들이 직접 보안물질을 구입하여 잉크화 하거나 또는 Luminescence, Sun Chemical 및 EPTA Inks와 같이 보안잉크 제조기술이 있는 업체로부터 잉크를 구입하여 인쇄에 적용하려는 시도가 증가하고 있습니다.

당사는 SICPA의 특허에 저촉되지 않는 신제품을 개발하여 마케팅을 진행하여 왔으며, 이러한 노력의 결과로 한국은행권의 디자인에 맞는 색상과 보안재료의 기능을 갖는 물질을 개발하여 한국조폐공사에 납품이 되고 있습니다. 또한 각나라 은행권의 보안기능 향상을 위하여 당사의 신제품을 해당기관에 지속적으로 소개하고 시연을 진행함으로써, 이후 디자인 변경 또는 화폐개혁 진행시 당사의 제품이 채택될 수 있도록 준비하고 있습니다.

SiC 전력반도체 글로벌 경쟁 구도는 전세계 36개 SiC 전력반도체 소자 제조사를 2022년 관련 매출액 기준으로 Tier 1,2,3의 3개 그룹으로 분류했습니다. Tier 1 그룹은 2022년 SiC 전력소자 매출액 1억 달러 이상으로 STMicroelectronics, Infineon, Wolfspeed, Rohm, onsemi 등이 포함되었습니다. 이와 같이 글로벌 경쟁구도에서는 이미 해외 기업들이 시장을 선점하고 진입장벽을 높이고 있는 양상입니다. Tier 1 그룹의 Big 5 기업들의 2022년 합산 시장 점유율은 78%에 달했습니다. 한국 기업들도 SiC 전력소자 양산을 시작했으나 후발주자로 Tier 3 그룹에 머물고 있습니다.

글로벌 SiC 전력반도체 소자 경쟁 그룹 현황

마. 지적재산권 소유 내역

▶ 국내특허 : 20건

▶ 국내출헌 : 8건

▶ 국외출헌 : 4건

▶  PCT : 6건

III. 재무에 관한 사항

1. 요약재무정보

가. 요약재무정보

2. 연결재무제표

 - 해당사항 없습니다.

3. 연결재무제표 주석

 - 해당사항 없습니다.

4. 재무제표

4-1. 재무상태표

4-2. 포괄손익계산서

4-3. 자본변동표