<30대전략품목 기술과 시장>22회-2차전지·ASIC

◇2차전지

2차전지는 쉽게 말해 다시 충전해 계속 사용이 가능한 재충전식 전지를 말한다.

80년대 후반 니켈수소전지의 등장에 이어 90년대 리튬계 2차전지가 나타나고 최근 리튬폴리머전지가 도입되면서 2차전지의 새로운 시대를 맞고 있다.

모든 전지는 산화제인 양극 활물질과 환원제인 음극 활물질을 갖고 있고 그 사이에 화학반응을 가능하게 하는 전해질이 담긴 구조를 띤다.

2차전지의 경우, 양극에 사용되는 소재로 방전에너지가 큰 코발트산 리튬(●●O₂)이 가장 많고 음극에는 탄소재료가 사용되고 있으며 전해액은 유기용매를 주체로 하는 비수전해액이다.

2차전지는 일반적으로 납전지나 알칼리전지에 비해 체적·중량당 전압과 에너지밀도가 2∼3배 높아 휴대폰과 노트북PC에 적절하다는 게 특징이다.

최근에는 리튬이온 2차전지의 차세대격인 포스트 리튬이온 2차전지 개발경쟁이 한창이다. 가장 각광받는 것은 리튬폴리머전지로 연료전지, 전기 이중층 콘덴서, 공기아연 전지 등이 있다.

이중 연료전지는 수소와 산소가 가진 화학적 에너지를 직접 전기에너지로 변환시키는 전기화학적 장치로 미국·일본에서 메가와트(㎿)급 기술개발 사업을 수행중이다.

전기 이중층 콘덴서는 일본 등에서 연구중이며 에너지 밀도를 높여 나가는 일과 함께 생산원가를 Wh당 1000엔대로 낮추는 것이 실용화의 관건이다.

2차전지 시장은 일본이 단연코 선두다. 일본의 2차전지 출하량은 전세계 총 시장규모에 이르며 98년에 총 15억개를 출하한 것으로 집계됐다.

국내에서는 삼성전관·LG화학·SKC·새한·한일베일런스 등이 이 사업에 뛰어들어 올해부터 양산계획을 세워놓고 있다.

국내 2차전지 시장은 셀 기준으로 올해 2700만개로 예상되며 2003년까지 4200만개로 증가할 것으로 기대된다. 특히 리튬폴리머전지에 대한 수요가 급증해 매년 140% 이상 성장할 것으로 보인다.

◇ASIC

ASIC(Application Specific Integrated Circuit)이란 사용자를 위해 주문제작된 특정 응용시장에 사용되는 모든 IC를 말한다.

요즘은 ASIC의 범위를 확장시켜 「ASSP(Application Specific Standard Product)」로 확대시키는 추세다.

ASIC은 제조후에 프로그램되는 IC로 PLD(Programmable Logic Devices), 이보다 집적도가 높은 고밀도 PLD, 미리 제작된 베이스 웨이퍼에 용도가 정해지지 않은 요소들의 배열을 포함하고 있는 게이트 어레이(Gate Arrays), 완전주문형 IC 등으로 구별된다.

ASIC은 보통 18개월을 주기로 새로운 기술의 도입이 끊이지 않고 있다.

기술은 크게 공정기술과 패키지기술로 나뉜다.

상보형금속산화방식을 따르는 「CMOS」기술, 실리콘 기반기술인 바이폴러, CMOS와 바이폴러의 장점을 취한 「BiCMOS」, 종래의 실리콘기술로부터 공정과 재료를 변화시킨 SOI(Silicon On Insulator) 및 구리연결 기술은 공정과 관련되고 이를 바탕으로 미세 애플리케이션을 가능하도록 하는 게 패키지기술이다. 세계적으로 현재는 0.1마이크론 공정기술을 향해 치닫고 있으며 소재를 알루미늄에서 구리 등으로 변화시키고 있다.

98년 루슨트·IBM·NEC·후지쯔 등 세계 ASIC 상위 4개사의 매출액만 60억달러를 상회했으며 알테라·자일링스 등은 PLD 시장에서 올해 두각을 나타냈다. 국내는 메모리 위주의 산업구조를 개편하기 위해 정부지원 및 민간의 노력이 지속되고 있다.

<김인구기자 clark@etnews.co.kr>