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자동차시장 변화에 대응하는 日 분말야금업계

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자동차시장 변화에 대응하는 日 분말야금업계

- 정교한 형상 구현이 가능한 금속 정밀 가공법으로 다양한 산업 분야에 잠재 수요를 가진 분말 야금 기술 -
- 단계적인 연구 개발과 제품 다변화로 다가올 전기차 시대에 선제적인 대응 -




자동차 시장의 패러다임이 기존 내연기관차 중심에서 전기차, 수소차, 자율 주행차 등의 친환경차를 중심으로 변화하면서 자동차 산업은 100년 만에 급격한 전환점을 맞고 있다. 유럽의 전기차 시장조사기관인 EV볼륨스(ev-volumes)에 따르면 2020년 기준으로 하이브리드차를 포함한 전 세계 전기차 판매량은 총 324만 대로 파악됐다. 2019년 226만 대와 비교해 43% 늘어난 판매량이다.

자동차 시장이 점차 내연기관차에서 친환경차로 변화되어감에 따라 내연기관차에 대한 부품납품이 주가 되었던 일본의 분말야금 업계에 위기감이 관측되고 있다. 이번 해외시장뉴스에서는 분말야금시장이 자동차시장의 패러다임 변화에 따라 어떤 위기가 다가오고 있는지, 어떻게 대응해 나아가려 하는지를 관련업계 인터뷰를 통해 알아보고자 한다.


분말야금이란?

분말야금은 금속의 분말을 금형에 넣어서 프레스기로 압축, 성형한 후 성형한 소재를 고온에서 소결함으로써 부품을 제조하는 공법이다. 재료들을 섞어서 틀에 모양을 잡고 구워서 만드는 '쿠키'를 떠올리면 이해하기 쉽다.

자동차에는 많은 분말야금 부품이 사용되고 있다. 특히 내연기관 자동차의 엔진 및 변속기의 핵심 부품에 많이 사용되고 있는데, 이는 분말야금이 다양한 소재를 조합하여 각 부품이 필요로 하는 강성(剛性), 자성(磁性) 등의 조절이 가능하며 고품질의 정밀한 부품을 단기간 대량 생산할 수 있는 용이성을 갖추고 있기 때문이다.

분말야금 제조 과정
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자료: 스미토모전기공업

이러한 내연기관 자동차에 주로 사용되는 분말야금 방식의 부품이 친환경차(EV, FCV 등)의 니즈 확대, 정부의 정책변화에 따라 위기를 맞이하고 있다.

미국, EU 등 선진국을 중심으로 친환경차 보급 확대에 대한 정책을 발표하고 주요 자동차 기업 또한 전기차, 수소차 등 개발에 박차를 가하면서 패러다임 변화가 급속도로 진전되고 있다. 각국 정부들이 2050년까지 탄소 배출 제로(0)화 하겠다는 '탄소중립' 선언을 이어가고 있다. 이와 맞물려 내연기관차도 단계적으로 시장에서 퇴출될 전망이다.

영국은 2030년부터 내연기관 신차 판매를 중단하는 방안을 검토 중이며 일본도 2035년부터 신차는 하이브리드, 전기, 수소연료전지 자동차만을 판매할 수 있도록 하는 방침을 발표 하는 등 자동차 시장에서 내연기관차의 퇴출은 이제는 자명한 사실로 여겨지고 있다.

특히 전기차의 경우 기존 내연기관차에 비교해 필요한 부품이 약 30 - 40% 정도 줄어들 것이라는 전망이 나오고 있다.
일본 자동차부품 공업협회에 따르면 전기차의 경우 내연 기관차에서 가장 중요한 엔진과 변속기 등이 모터와 배터리로 대체되면서 △엔진 관련 6,900개, △전장품 3,000개, △구동·전달 5,700개 등 약 1만1,000개의 부품이 소멸될 것이라고 예측했다. 이에 따라 일본 전체 자동차부품 시장 중 약 64.5%에 달하는 부품 분야에 악영향이 예상된다. 뿐만 아니라 전기차는 부품 구성이 단순해져 조립 공정도 크게 축소된다. 이에 따라 내연기관 부품업체들의 위기감이 점차 고조되고 있는 실정이다.

EV화에 의한 영향이 예상되는 자동차 제품(2020년 기준)
(단위: %)
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주: 붉은색 부분이 EV, FCV 등 도입에 따라 영향이 예상되는 품목군
자료: 일본 자동차부품공업회 ’자동차부품 출하동향조사 결과’

이러한 내연기관 부품 분야에서 가장 영향을 많이 받을 것으로 예상되는 것이 상기 언급한 분말야금 분야로, 분말야금공업회 통계자료에 따르면 2019년 기준 약 95.2%의 생산품이 운송기관에 사용되고 있으며 그 구성으로는 △엔진(54.9%), △구동관련부품(22.7%), △전장품(3.9%) 등의 부품이 자동차 시장의 EV화에 영향을 받을 것으로 보여진다.

분말야금의 운송기관 부품별 생산량 구성비(2019년도 기준)

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자료: 일본 분말야금공업회 통계자료

일본분말야금공업회 담당자와의 인터뷰를 통해 알아보는 분말야급업계 대응전략

이러한 변화에 어떻게 대응하는지 알아보기 위해 KOTRA 도쿄 무역관에서는 일본분말야금공업회 담당자와 인터뷰를 진행, 일본 분말야금 업계의 시장 동향과 미래차 시대의 전략에 대한 심층적인 소견을 들어보았다.
Q1. 분말야금이라는 개념 자체가 일반인들에게는 다소 생소할 수 있는데, 분말야금이란 구체적으로 무엇인가요?
A1. 분말야금은 가루로 만들 수 있는 금속을 원료로 하며 여러 종류의 금속 분말을 섞어서 하나의 제품을 만드는 기술을 말합니다. 주로 자동차 부품이나 전자 부품으로 사용되며, 가까운 상품에서는 옷에 붙어 있는 금속 단추나 시계의 금속 밴드, 액세서리 등을 만드는데 활용됩니다.


Q2. 주로 활용되는 산업 분야는 어디인가요?
A2. 분말야금을 이용한 제품의 약 50% 이상은 자동차 부품, 그중에서도 엔진, 변속기가 대부분을 차지하고 있습니다. 다른 산업 분야에서도 그 활용 범위가 넓지만 특히 자동차 분야에서 기술력이 뛰어나며 대량생산에 따른 비용 절감률이 높기 때문에 우선적으로 자동차 분야에서 새로운 비즈니스 모델을 창출하고자 하는 기업이 많습니다.

Q3. 향후 전기차 등 친환경차 시대의 미래 수요에 대비한 분말 야금의 시장 대응 전략 방안은 무엇인가요?
A3. 미래차 전환으로 인해 기존에 내연기관차에 쓰이던 부품의 경우 수요가 줄어드는 것이 현실이지만, 전기차 소재에 활용 되기 때문에 기대감도 있습니다. EV에서는 엔진과 변속기 대신에 모터와 감속기가 들어갑니다. 분말 야금은 모터 핵심 부품 등에 폭 넓게 활용될 수 있습니다. 다른 가공 방법에 비해 복잡한 형상을 만들기 쉽고 원재료인 분말을 조합해 자성(磁性)을 갖게 하는 것이 가능한 장점을 살리는 것입니다.
특히 구동 모터의 심장 역할을 하는 모터 코어 등에 분말 야금 소요량이 늘어날 것으로 예측되어짐에 따라 지금까지는 하이브리드차 전용의 비교적 작은 부품 밖에 양산되지 않았으나 향후 EV용 대형 구동 모터 코어 투자 개발을 적극 진행하고 있습니다. 또한 분말야금의 장점인 경량화나 변속기용 부품에서의 기어 부품 개발 경험 등을 활용해 EV용 감속기의 기어 부품에 사용되는 것도 고려할 수 있습니다.

분말야금 기술을 활용한 전기차 부품
기업명
제품명
이미지
적요
Porite Co., Ltd.
EV모터용 고기능 오일 베어링

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EV용 전장 모터에서는 고효율화, 저소음성이 특히 요구되고 있다. 이러한 요구 특성에 대응하기 위해 지금까지 없었던 저마찰 및 저소음성을 실현 가능한 오일 함유 베어링 개발
fine-sinter Co., Ltd.
ABS 모터코어 부품
(모터 중심부에 있는 전자석)

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지금까지는 얇은 전자강판을 붙여서 만들어졌기 때문에 두께 형상으로 할 수 없었던 부품을 분말야금제법과 특수재료를 이용하여 복잡한 형상의 모터코어를 세계 최초로 개발하여 실용화에 성공
in-wheel 모터 코어

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분말야금의 특징을 활용 전자강판보다 낮은 코스트가 예상되는 슬림 모터코어 개발 중
Showa Denko
Materials Co., Ltd.
(구Hitachi Chemical Co., Ltd.)
리액터 코어

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HEV ,PHEV의 각종 모터 리액터 개발 양산기술을 활용 EV용 리액터 개발 및 인버터용 리액터 추가 개발 중
Sumitomo Electric
Industries, Ltd.
EV용 고강도 기어
*(성형체 가공 기술법 개발)

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EV용의 감속기 등에 사용하는 분말야금 기술을 이용한 「성형체 가공」이라는 소결전 가공을 하는 기술을 개발. EV에서 필요로 하는 고강도는 유지하면서 기존 공법보다 가공시간을 5분의 1 이하로 단축할 수 있어 복잡한 부품 생산효율이 비약적으로 높아짐 또한 같은 크기의 제품의 경우 하나의 금형으로 다양한 기어 생산이 가능해저 초기비용 억제 가능
자료: 각 사 홈페이지

Q4. 자동차 이외의 타 산업에서의 활용은?
A4. 앞서 언급했듯이 EV의 경우 기존의 내연기관차에 비해 부품 개수도, 크기도 확연히 줄어들기 때문에 자동차 부품만으로는 100% 수요가 충족 된다고 보기는 어렵습니다. 분말야금의 특징을 잘 이해하고 자동차 업계 물론 타 산업에 분말 야금 기술력을 이용할 분야를 찾는 것이 중요합니다.
기업의 입장에서는, 타 산업 분야에의 도전은 물론 자동차 부품에서 상품 수가 줄어드는 현실을 잘 이해하고 자사의 기술력을 높여, 부품 하나에 얼마나 부가 가치를 매겨, 하나의 부품에서 높은 이익률을 만드는 것이 중요하다고 생각됩니다.

시사점 : 선제적인 연구 개발과 투자를 통해 위기를 기회로 변화를 모색하는 분말 야금 업계

미래 자동차 산업이 전기차를 중심으로 하는 친환경차로 재편되며 내연기관차 부품 의존도가 높은 분말야금 업계에도 전방위한 타격이 불가피할 것으로 우려가 되고 있는 상황이다. 일본 분말 야금 업계는 이러한 시장 변화에 대응해 단계적인 연구 개발과 투자, 제품 다변화 등 제품 경쟁력을 강화를 위한 선제적인 노력을 기울여 다가올 미래차 시대를 대비하고 있다.

전기차의 중요한 요소인 차량 경량화 실현을 위해 분말야금 기술을 사용해 기존 모터를 35% 소형화, 15% 경량화 시킨 ABS모터코어 부품 개발에 나서는 등 의 전기차용 부품 개발에 적극 나서고 있는 모습이다. 유사한 상황에 놓여 있는 우리 기업들에도 일본분말야금 업계의 대응 전략은 참고할 만한 사례가 될 것이다.

중소기업의 경우 정부 지원 없이는 투자 개발이 어려운 만큼 정부 차원에서도 기존 완성차 업체 중심의 정책보다는 분말 야금 등 미래차용 소재,부품, 장비 업체등에 대한 보다 폭넓고 구체적인 지원 정책이 마련될 필요가 있을 것이다.

전기차 부품은 내연기관 자동차보다 개수는 적지만, 단가가 높기 때문에 수익성이 높다. 고부가제품을 개발을 통한 수익성 개선에 역량을 집중한다면 미래차로의 패러다임 전환은 위기가 아닌 기회로 작용할 수 있다. 장기적인 기술 개발 전략을 수립해 시장의 변화에 보다 민첩하고 발빠른 대응이 필요한 시점이다.


자료: 일본 경제산업성, 일본 자동차부품공업회, 일본 분말야금공업회 및 각 사 발표자료 등 참고, KOTRA 도쿄 무역관 작성