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그 기업엔 무언가 특별한 것이 있다.

 

「중국제조 2025」 제조장비 개발계획과 한국 현황(1) : 공작기계, 전자·IT 제조장비 개발계획 비교

「중국제조 2025」로 가장 위협받을 국가는 한국이며, 실제 이것이 한국의 미래성장동력 분야와 많은 부분에서 중복되어 대응전략이 필요하다는 보고서가 나왔다. 한국기계연구원이 최근 발표한 「중국제조 2025 주요 제조장비 개발계획과 대응전략」 보고서는 “중국의 공작기계와 산업용 로봇 등의 개발계획이 목표대로 성공한다면 한국에 큰 위협이 된다”며, “공작기계의 경우, 매출 확대보다는 CAE 기반의 가상설계를 통한 품질향상으로 가성비 높은 공작기계를 개발하는 전략이 필요하다”고 제안했다.

보고서는 중국제조 2025의 10대 중점분야 중 주로 공작기계, 산업용 로봇, 반도체 장비 및 IT 제조장비, 농기계 장비의 개발 계획, 기술 로드맵을 우선 소개했다. 이어 이 개발계획과 기술 로드맵의 목표 달성 시 한국에 끼치는 영향과 대응전략도 제시했다. 

 

중국제조 2025의 제조장비 개발 계획

2015년 5월 중국 국무원은 「중국제조 2025」를 발표했다. 중국 건국 100주년이 되는 2049년까지 기존 제조대국에서 세계 최대 제조강국으로 성장하겠다는 3단계 장기목표 중 1단계에 해당하는 것이 「중국제조 2025」이다.

중국제조 2025에서 수행할 주요 임무는 9대 과제로 정리되어 있고, 여기서 중점을 두는 10개의 분야와 5개의 프로젝트가 있다. 10대 중점분야는 차세대 정보기술, 고정밀 수치제어 및 로봇, 항공우주장비, 해양장비 및 첨단기술 선박, 선진 궤도교통설비, 에너지 절약 및 신에너지 자동차, 전력설비, 농업기계장비, 신소재, 바이오의약 및 고성능 의료기기 등이다. 또 5대 중점프로젝트는 제조업혁신센터, 스마트 제조, 공업기초 역량 강화, 녹색 제조, 첨단장비 혁신이다.

기계연구원의 보고서는 “중국제조 2025의 주요 임무, 중점분야 등은 한국의 19대 미래성장동력 분야와 많은 부분에서 겹친다”고 분석했다. 5대 중점 프로젝트의 ‘스마트 제조’에서 제조설비와 IT기술의 융합과 로봇의 활용, ‘기초역량 강화’에서 핵심 소재부품의 국산화 등의 목표가 그렇다는 것이다. 특히 ‘첨단장비 혁신’이라는 중점 프로젝트에는 고급 CNC 공작기계와 항공부품 가공을 위한 정밀가공장비의 개발 등 한국의 첨단 장비개발 계획과 많은 부분이 유사하다고 봤다. 때문에 중국의 장비개발 계획이 목표대로 이루어진다면 한국에는 ‘큰 위협’이 될 것이라는 분석이다.

보고서는 독일의 싱크탱크인 MERICS(Mercator Institute for China Studies)이 발표한 자료를 인용하여 GDP 중 제조업의 기여도와 첨단산업 중요성이 높은 국가로 한국, 독일, 아일랜드 등이라며, 여기서 중국제조 2025에 의해 가장 크게 위협받을 나라로 한국을 지목했다고 밝혔다. 

보고서는 또 중국제조 2025는 미-중 무역전쟁의 주요 원인이라고도 봤다. 차세대 첨단산업의 글로벌 주도권 확보를 위해 미국은 중국제조 2025와 관련하여 중국 정부의 민간지원 중단을 요구했으나 중국은 이를 거부함으로써 초래한 분쟁이라고 분석한 것이다.

보고서는 중국제조 2025의 10대 중점분야 중 주로 공작기계, 산업용 로봇, 반도체 장비 및 IT 제조장비, 농기계 장비의 개발 계획, 기술 로드맵을 우선 소개했다. 이어 이 개발계획과 기술 로드맵의 목표 달성 시 한국에 끼치는 영향과 대응전략도 제시했다. 여기서는 공작기계, 산업용 로봇, 반도체 장비, 농기계 개발계획과 관련한 중국제조 2025의 내용과 한국 현황을 비교한 보고서 내용을 요약한다.

 

중국제조 2025의 하이엔드급 공작기계 개발, 2025년까지 중국 수요 80%까지 공급

중국은 2025년까지 선진국 수준의 공작기계를 개발한다는 목표를 잡았다. 이때 공작기계의 중국내 수요를 80%를 이들 기계로 충당한다는 것이다. 고정밀도가 요구되는 하이엔드급 장비기술 개발을 목표로 하고 있으나 현재는 우리나라와 기술격차가 존재한다. 보고서는 그러나 내수시장 기반의 기술축적과 가격경쟁력으로 글로벌 시장에 진입할 경우 우리나라에게 위협요인으로 작용할 것을 예상했다.

중국의 공작기계 기술개발 로드맵은 국내 기업도 유사한 수준으로 개발을 진행 중이나 중국이 개발목표로 삼은 ‘식별위험 간섭방지 기능이 포함된 5축 CNC 기술’은 국내에서 구현된 사례가 없는 하이엔드급이다. 중국은 개방형 수치제어 시스템을 2024년까지 개발한다는 계획이다. 이 기술은 센서와 네트워크 인터페이스 등 현재 선진국에서도 기술개발을 수행하는 중인데, 이를 2024년까지 달성하는 것이 중국의 목표다. 현재도 이 기술은 중국이 한국보다 조금 더 앞서 있는데, 기술개발 성공 시 격차는 더 확대될 전망이다.

중국제조 2025의 CNC, 볼스크류, 테이블 등 공작기계의 핵심부품 개발 비교

중국은 스마트 수치제어 시스템 개발계획을 세우고 여기에 포함될 다축, 다채널, 나노 보간, 곡선 고속 정밀보간, 서보 전자기계 최적화, RTCP(Real Time Control Protocol)와 자동 가공, 절삭공구 수명 관리, 부속품 위치 측정, 가공 시뮬레이션, 셀프 모니터링, 유지보수 최적화 기술 등 선진 기업이 추구하는 기술을 2027년까지 개발한다는 계획이다. 이 스마트 제어기는 국내 기업들도 일부 개발 중이나 아직 적용되지는 않는 상황이다.

중국제조 2025에는 식별위험 간섭방지 기능이 포함된 5축 CNC 기술을 개발한다는 내용도 들어있다. 보고서는 식별 위험, 자동 예방 간섭, 자동정지, blade tip following(끝점 자동 보간 기능, 5축 가공을 위한 선진국제어기 중 일부 기업만 구현하는 기능), 보상 정밀도 0.005mm 등의 실현 목표는 선진국 CNC 중에서도 하이엔드 급의 CNC 사양이라고 설명한다. 보고서는 “국내에서는 이 기술을 구현한 사례가 없으며 기술 개발 성공 시 큰 위협이 될 수 있다”고 분석했다.

중국제조 2025는 공작기계 핵심 기능 부품의 개발계획도 들어있다.

주축은 고속 전자 주축을 사용한 밀링가공 헤드 빌트인 모터를 적용 20,000~40,000rpm, 5~10kW의 출력을 목표로 했다. 보고서는 “이 기술은 국내에 이미 기술 개발이 충분히 되어있어 개발 성공만으로는 큰 위협은 없으리라 판단되나 빌트인 모터를 자체 개발하여 낮은 가격으로 시장에 진입하면 큰 위협이 될 수 있을 것”으로 봤다. 국내에서 이미 밀링가공 헤드 기술은 개발되었고, Built-in motor도 개발하였으나 대부분의 기업은 해외 모터를 사용하고 있는 실정이다.

공작기계 핵심 부품 중 중국의 볼스크류 개발 내용은 운동속도 120m/min, DN 수치>150,000,정밀도 P1급 수명 20,000h급이다. 보고서는 “국내에서도 이런 수준의 제품은 개발 중이며, 중국이 개발에 성공하여도 시장에 큰 위협은 되지 않을 것”이며 “선진기업과 경쟁에서 얼마나 시장 점유율을 가져갈 수 있는지가 중요하다”고 주장했다.

다음으로 중국제조 2025의 공작기계 테이블 개발 내용이다.

중국의 고급 앵글 밀링 헤드와 회전 작업대 개발 목표는 앵글 포지셔닝 정밀도와 회전 테이블의 포지셔닝 정밀도가 5초 이하, 4~5축 가공기를 위한 회전 테이블을 대상으로 하는 것으로 판단했다. 보고서는 국내 회전테이블의 정밀도 기술은 확보된 상태이며 중국의 기술개발은 큰 문제가 되지 않을 것으로 판단했다.

중국의 서보, 전자기계 및 조립 디지털 출력 드라이버의 개발 내용은 최대 정격 토크 15,500Nm, 최대 피크 수치 출력 토크 30,000Nm, 전자기계의 단시간 과부하 용량 2.5배, 전자기계 토크 리플 <3%, 드라이브 최대 출력 800kW, 다양한 인터페이스와 고해상도 엔코더 사용에 적합해야 할 것을 목표로 한다. 보고서는 국내 모터의 구동 드라이버도 기술개발 수준에서는 이뤄졌으나 상품화되어 시장에서 많이 판매되지 않았다고 분석했다. “중국이 서보모터 드라이버와 CNC개발을 함께할 경우 그 위협은 클 것”이라고 보고서는 분석했다.

 

중국제조 2025의 전자, IT 제품 제조장비

전자, IT 제품의 고속 정밀가공 장비에 있어 5축 연동 고속 가공센터는 이미 국내에서 개발하였으나 기술 수요가 많지 않아 몇몇 생산 기업도 판매를 중단하고 수입에 의존하고 있다. 중국은 전략물자로 분류되어 수입에 어려운 문제가 있어 자체 개발 의미가 큰 분야다.

핸드폰 패널 등 반도체용 레이저 커팅 장비의 개발에 있어 중국은 핸드폰과 반도체 산업 육성 정책에 따라 로컬장비 업체(한스레이저 등)에서 레이저 마킹, 레이저 웰딩, 레이저 PCB 드릴링 머신 등을 개발해 보유하고 있으나 기술완성도는 관련 산업 경험이 많은 한국 레이저장비 업체에 비해 낮은 편으로 평가했다. 보고서는 기술로드맵 달성 시 우수한 레이저 소스를 기반으로 기술 경쟁력 면에서 우리나라를 추월할 가능성이 높을 것으로 분석했다. “최근 하이엔드급 장비개발에 집중투자 중이고, 소스업체 미국 IPG와 공동 개발하여 15kW급 고출력 파이버 레이저를 세계 최초로 개발하는 등 성장속도가 매우 빠르다”고 평가했다.

다기능 5축 폴리싱 머신의 개발에 있어서는, 고정밀도가 요구되지 않는 5축 폴리싱 머신의 경우 중국이 시장을 선도할 가능성이 높으나 고정밀도가 요구되는 제품은 중국에 비해 국내 기술이 앞설 것으로 전망했다.

LTCC, 필름 등 발전된 기반 제조 조립장비 개발 상황에 대해서는 “우리나라는 PCB사업 기술력을 바탕으로 제조 장비인 Baket Mill, 코터 등을 웃다 테크젠 등의 국내 장비업체가 상당한 기술력을 보유하고 있으며, 중국은 로우엔드급 PCB 설비 위주로 개발하고 있어 향후 공정 기반의 장비 우위 선점이 지속될 것”으로 전망했다.

표면 실장 조립 장비의 개발 비교에 대해서는 “한화테크윈의 칩마운터 기술이 중국에 비해서는 크게 우수하나 이형제품 대응성을 갖는 하이엔드급 칩마운터 기술 확보는 어려울 것”으로 전망했다.

웨이퍼 전기도금(ECD) 설비와 관련한 비교에서는 “팹에서 활용하는 하이엔드급 설비는 미국의 Lam Research, Applied Material가 높은 기술장벽으로 세계시장을 석권하고 있어 국내에서는 후공정의 로우엔드급 도금장비 개발이 주를 이룬다”고 설명하고, 중국은 하이엔드급 설비는 가능성이 낮아 보이며 자국 내 팹 투입으로 노하우를 축적한다면 우리나라보다 우위 선점 가능성이 있을 것으로 진단했다. “중국은 신규 대규모 팹 투자에 국산장비 자급화를 정부차원에서 표방하고 있어 초기 단계에는 투입하기 쉽지 않지만 향후 리스크가 적은 로우엔드급 패키지 사업분야에 개발 장비를 투입할 가능성이 높다”는 것이다.

고속 광통신 부속품 실링 장비개발의 비교에는 중국 내 시장의 로우엔드급 광통신 부품 조립 및 실링 장비 자급률은 급속히 증가할 것으로 판단되나 광통신 부품 특성 상 하이엔드급의 경우 높은 정밀도가 요구되며 우리나라와 일본의 기술을 중국이 추월하기는 쉽지 않을 것으로 진단했다. 이 분야 장비는 일본의 생산 비중이 높으며 중국 기업은 저가 제품을 출하 중이다.

보고서는 “우리나라는 광통신 부품 조립용 레이저 웰딩 머신 등을 개발, 중국에 비해 앞선 기술력을 갖췄으나 광통신 부품의 특성상 정밀 얼라인 등이 매우 중요한 요소여서 일본의 수준에는 미치지 못한다”고 분석했다.

한편 선박 및 해양 공정 핵심 제조 장비 분야에서는 함정 가스터빈 케이싱 가공용 5축 수직형 밀링머신 복합가공 센터 개발 내용이 들어있는데, 5축 밀링머신 복합 가공센터 수직형 선반 직경이 φ 1250~2500mm 수준이라고 평가했다. 이는 국내 조선, 풍력 분야에서 달성한 수준으로 개발 성공 시 우리나라에 큰 위협이 되지 않을 것으로 판단하고 있다. 보고서는 다만 특수 재료 가공이 가능할 경우 국내보다 높은 수준이 될 것으로 분석했다.