전기차 스마트폰 필수 부품 일본 앞섰다..LG계열사 또 일냈다

희토류 60% 줄인 마그넷 개발
전기차·스마트폰에 필수 부품
가볍고 성능도 세계 최고 수준
머신러닝 활용 개발기간 줄여
中의존 탈피, 日엔 기술 우위
LG그룹, 소부장 국산화에 앞장

LG이노텍이 희토류 사용을 60% 줄여 개발한 세계 최고 성능의 `마그넷`.

LG이노텍이 중(重)희토류 사용을 최소화하면서도 성능은 세계 최고 수준으로 끌어올린 '마그넷(자석)' 개발에 성공했다. 마그넷은 차량용 모터와 스마트폰 카메라, 오디오 스피커는 물론 풍력 발전기 등에도 필수적으로 사용되는 산업소재다. 전적으로 중국으로부터의 수입에 의존하고 있는 중희토류 사용량을 줄이는 동시에 기술력에서도 일본 업체들을 앞지른 또 하나의 성공사례라는 평가가 나온다. LG이노텍은 궁극적으로 중희토류를 사용하지 않는 마그넷 개발을 목표로 삼고 있다.

13일 LG이노텍은 마그넷 전문기업인 성림첨단산업과 함께 세계에서 가장 강한 자력을 가진 '친환경 마그넷' 개발에 성공했다고 밝혔다.

마그넷은 구동이 필요한 제품에 장착돼 자석의 밀고 당기는 힘으로 동력을 제공한다. 자력 강화를 위해 희토류 사용이 필수이지만 희토류 공급 부족과 높은 가격, 채굴 과정에서의 환경오염, 절대적인 중국 의존도 등이 골칫거리로 꼽혀 왔다. 이 때문에 생산 부족 사태가 발생하거나 무역·외교 분쟁 등으로 중희토류 수급에 차질이 생길 경우 완성차 업체 등 국내외 기업들은 치명적인 영향에 노출될 수밖에 없었다.

그동안 마그넷 시장에선 중국과 일본 업체들이 높은 점유율을 기록해왔다. 중국 업체들은 자국에서 생산하는 중희토류를 기반으로 가격 경쟁력을 앞세우며 시장점유율을 높여 왔다. 중희토류는 우주, 국방, 첨단무기 제조 등 부가가치가 높은 분야에 사용되지만 경희토류에 비해 매장량이 적고 채굴도 어려워 가치가 높다.

일본 기업들은 기술 경쟁력으로 시장을 공략했다. 신에츠, TDK, 히타치메탈 등의 일본 업체들은 앞선 기술력으로 40년 가까이 시장을 주도해왔다.

LG이노텍이 공동 개발한 제품은 중희토류 사용량을 기존 대비 60%가량 크게 줄인 것이 특징이다. 동시에 일본을 제치고 가전 및 차량 조향모터용 자석 성능을 세계 최고 수준인 14.8kG(킬로가우스·자석 세기 단위)까지 끌어올렸다. 업계는 이 자석의 기술적 성능 한계치를 15kG로 보고 있으며, 현재까지 상용화된 일본 업체들의 제품 성능은 14.2~14.3kG에 머무른다.

또 친환경 마그넷을 차량용 조향모터에 적용하면 모터 출력은 높이면서도 크기가 줄어 경량화에 유리하다. 자석 성능이 높아 모터 크기가 작아도 높은 출력을 낼 수 있기 때문이다. LG이노텍 관계자는 "친환경 마그넷은 전비(전기차의 연비) 향상을 위한 경량화가 시급한 전기차, 하이브리드차량 등에 적합하다"며 "모터 크기를 축소하면서 구리 등 최근 가격이 오르고 있는 원자재 비용도 함께 줄일 수 있다"고 설명했다.

친환경 마그넷을 고화소 스마트폰용 카메라에 장착하면 액추에이터(초점을 맞추기 위해 렌즈를 움직이는 부품) 구동력을 약 10% 높일 수 있어 깨끗하고 선명한 고화질 사진과 동영상을 촬영할 수 있다. 최근 스마트폰 카메라 사양이 높아지며 고화질 촬영을 위한 렌즈 크기와 무게가 증가해 액추에이터용 자석 역시 중요성이 커지고 있다.

LG이노텍은 2017년부터 친환경 마그넷 개발에 본격 돌입했다. 기존 방식으로는 일본의 기술력을 단기간에 따라잡을 수 없다고 판단해 머신러닝 방식의 시뮬레이션 기법을 도입했다. 이를 통해 최소 2년 이상 걸리는 개발 기간을 절반으로 단축하는 데 성공했다.

향후 LG이노텍은 차량용 조향모터, 스마트폰 액추에이터 등 자사 제품에 친환경 마그넷을 적용해 차별화하고 경쟁력을 강화해 나간다는 방침이다. 적용 분야도 에어컨, 냉장고, 드론, 도심형 플라잉카, 발전기 등으로 빠르게 확대해 나갈 예정이다. 나아가 LG이노텍은 중국 의존도에서 자유로워지기 위해 희토류를 아예 넣지 않은 '무희토류 마그넷' 개발에도 속도를 낼 계획이다.

LG이노텍뿐 아니라 LG그룹 주요 계열사들은 소재·부품·장비(소부장) 분야의 신기술 개발과 국산화에 집중해왔다. 대표적인 사례가 2019년 LG디스플레이의 반도체·디스플레이용 불화수소 소재 국산화다. 당시 99% 이상을 일본에서 수입해오던 불화수소를 국산화하기 위해 LG디스플레이는 협력업체들과 함께 테스트·검증 작업에 집중하며 약 100일 만에 100% 국산화에 성공했다.

[박재영 기자]

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