한국세라믹학회 차세대결정공학부회가 지난 24~26일 강원도 강릉에서 하계 워크샵을 개최했다. 응용 분야가 확대되는 단결정 소재 국내 기술 확보를 위해 산·학·연 전문가 150여명이 모였다. 전력반도체와 광전자 결정소재 등 결정공학 기술 성과와 발전 방향을 공유했다.
단결정 소재는 원자가 규칙적으로 배열돼 하나의 결정을 이룬 소재를 의미한다. 소재 본연 물성을 극한까지 끌어낼 수 있어 산업적 관심이 높아지고 있다. 탄화규소(SiC), 질화칼륨(GaN), 산화 갈륨(Ga2O3) 등은 전력반도체 소재로 활용된다. 불화칼슘(CaF2), 인듐포스파이드(InP), 리튬 탄탈레이트(LiTaO3) 등은 광전자부품 소재로 주목받고 있다.
이번 워크샵에서는 SiC 단결정기판 소재부터 전기차 응용, 생태계 등 가치사슬 전반의 국내 산업 현황을 발표가 이뤄졌다. SK실트론은 SiC기판 소재 공정기술과 시장대응방안을 소개했다. 국내 전력반도체 생태계 조성을 위한 방향 논의도 오갔다.
지난 2020년 SK실트론 미국 듀폰 SiC 기판사업부를 인수하고, 최근 온세미가 경기도 부천에 연구개발(R&D)과 부품 생산기지 구축을 발표하는 등 국내 전력반도체 생태계가 확대되고 있다.
광전자부품에서 필수적으로 사용되고 있는 극자외선 렌즈용 CaF2, 반도체 레이저용 InP, 고주파통신 필터용 LiTaO 등 단결정 소재 가공·장비기술 국내외 연구 성과와 산업 동향도 공유됐다.
과학기술정보통신부 나노 소재 기술개발사업 성과발표회도 이번 워크샵에서 공동으로 진행됐다. 과기정통부가 지원하고 있는 무기결정소재 분야 연구 성과와 기술 진화 방향 등을 확인했다.
단결정 소재는 급변하는 현대사회에서 미래를 여는 새로운 신소재로서 소재 본연의 물성을 극한까지 끌어낼 수 있는 소재로, 응용이 확대되고 산업적인 관심도 높아지고 있지만 단결정소재는 매우 정밀한 공정제어가 필요한 데 반해 고가의 공정비용과 장시간 고비용의 연구개발이 요구되어 국내에서도 소수의 연구자들이 기술개발을 이끌어왔던 힘들고 어려운 분야이다.
최근 소재기술 경쟁력 확보와 산업고도화 대응을 위해 국내 산학연은 힘을 합치고 있다. 단결정소재에 대한 관심은 높아지지만 국내에는 소수 연구자만 기술 개발에 종사하는 실정이다. 정밀한 공정제어와 높은 연구개발비가 요구되는 탓이다.
지난 4월 차세대결정공학연구회는 첫 심포지엄을 열고 신규 단결정 소재 기술 개발과 사업화에 뜻을 모았다. 연구회 관계자는 “국내 차세대 단결정 개발 역량을 모아 연구와 산업 현안 해결하는 구심점 역할을 수행하겠다”고 말했다.
송윤섭기자 sys@etnews.com
