고효율성과 고신뢰성으로 시장 성장세
KISTI 사업기회분석실 박영욱(Tel: 02-3299-6279 e-mail: ywpark@kisti.re.kr)
| [ 요약 ] 1. BLDC 모터는 브러쉬가 없는 DC 모터로 기존 제품 대비 고효율성과 고신뢰성의 특징이 있다. |
효율성과 신뢰성이 높은 BLDC
모터가 사용되는 분야는 에어컨, 식기세척기 등 가전제품에서 의료기기 및 제조용 로봇까지 다양하다. 전기로 움직이는 모든 인공물에는 크기의 차이가 있을 뿐이지 모터가 내장돼있다고 봐도 무방하다. 모터는 입력되는 전류의 유형에 따라 AC 또는 DC 모터로 구분되는데, 최근 DC 모터 시장은 고효율성과 고신뢰성의 장점으로 BLDC(Brushless DC) 모터가 각광을 받고 있어 관련 중소기업에게 새로운 기회가 될 것으로 기대된다. BLDC 모터란 브러쉬가 없는 DC 모터를 의미한다.
BLCD 모터는 브러쉬가 없는 DC 모터로 소음과 마모 문제가 없고, 오랜 내구성 및 소형, 박형화가 가능한 장점이 있지만, 브러쉬형 모터 대비 가격이 15~25% 비싼 단점이 있다.
일반적으로 DC 모터는 회전코일에 전기를 공급하기 위하여 브러쉬가 사용된다. 이는 마치 회전하는 원판을 장갑 낀 손으로 잡은 모양으로, 정류자와 브러쉬 사이에는 필연적으로 기계적 마찰이 발생하고 이에 따른 소음, 마모 등의 문제가 유발된다. 이에 반해 BLDC 모터는 브러쉬를 사용하지 않으므로 소음과 마모 문제가 없고, 오랜 내구성 및 소형, 박형화가 가능한 장점을 갖는다. 한편 BLDC 모터는 전기적 신호를 이용하여 회전자석에 전류를 흘리는 드라이버를 사용해야 하므로 브러쉬형 대비 가격이 15~25% 비싼 단점이 있다.
일반적으로 DC 모터는 회전코일에 전기를 공급하기 위하여 브러쉬가 사용된다. 이는 마치 회전하는 원판을 장갑 낀 손으로 잡은 모양으로, 정류자와 브러쉬 사이에는 필연적으로 기계적 마찰이 발생하고 이에 따른 소음, 마모 등의 문제가 유발된다. 이에 반해 BLDC 모터는 브러쉬를 사용하지 않으므로 소음과 마모 문제가 없고, 오랜 내구성 및 소형, 박형화가 가능한 장점을 갖는다. 한편 BLDC 모터는 전기적 신호를 이용하여 회전자석에 전류를 흘리는 드라이버를 사용해야 하므로 브러쉬형 대비 가격이 15~25% 비싼 단점이 있다.
그동안 가격이 비싸 시장 침투에 어려움을 겪은 BLDC 모터는 제품혁신을 도모하는 수요기업의 요구를 충족하면서 성장세가 지속될 전망이다. 세계 시장 규모는 2014년 213억 달러에서 2018년에는 343억 달러가 되어 연평균 12.8% 성장할 것으로 기대된다. 해외 선진 시장 대비 보급이 늦은 국내 시장은 성장률이 6%로 예상되므로 2014년 4,000억 원에서 4년 뒤 5,050억 원이 될 것으로 전망된다.
현재는 대부분의 전기자동차에 AC 모터를 적용하고 있으나, Domteknika, GM, Leo Motors, JAP Jonway 등 일부 전기자동차 메이커는 BLDC 모터를 채용한 자동차를 생산하기도 한다. BLDC 모터가 사용되는 산업용 기계 중 하나는 전동공구를 들 수 있다. 전동공구는 순간적으로 큰 토크를 내거나 정밀하게 제어할 필요가 있어 BLDC 모터가 탑재된다.
BLDC 모터 세계 시장을 선도하는 기업은 야수카와 전기, 나이덱, 리갈벨로이트, 오므론이며 이 중 3개가 일본 기업일 정도로 일본의 정밀제어 기술 수준은 높다. 주요기업들은 BLDC 모터뿐만 아니라 산업현장, 의료기기, 가전부품에 사용되는 AC, DC 모터 및 각종 부속품 또는 완제품을 생산하면서 BLDC 모터 시장을 견인하고 있다. 나이덱은 HDD 스핀들 모터 시장의 80%, DVD 및 ODD 모터 시장의 40%를 차지하였으며, 최근에는 자동차에 탑재되는 BLDC 모터 시장을 겨냥한 제품을 출시하였다.
BLDC 모터의 구성품인 드라이버는 전력반도체 기업이 주로 생산하는데 인피니온, 페어차일드, 르네사스, 도시바 등이 해당된다. 특히 르네사스는 BLDC 모터의 핵심 부품 중 하나인 MCU1)1) Micro Controller Unit에 고속 타이머와 비교측정기를 내장하고, 마이크로칩은 드라이버에 전압레귤레이터와 연산 증폭기 기능을 통합하여 부품수와 비용을 절감한 제품을 개발하였다.
국내 시장의 경우 기술력을 앞세운 선진 제품과 가격 경쟁력이 우수한 중국산 제품으로 인한 어려움에도 불구, 향후 시장의 성장 가능성을 보고 주로 모터를 생산하는 중소기업이 시장에 진출하였다. 영백씨엠은 올해부터 스마트폰에 탑재되는 BLDC 모터를 양산하기 시작하였으며, 오즈시스템즈는 전동실린터 업체와 파트너십을 구축, 고객 맞춤형 제품으로 시장을 공략 중이다.
(주)티엠테크아이는 대용량 BLDC 모터인 파워티엠을 생산하며, 이 외에 세우산전(주), 이엠모터, 서보산전, 넥스텍 등 다수의 중소기업이 BLDC 모터를 생산하고 있다. 국내 기업 중에는 해외 현지에 공장을 설립하거나 해외 제품을 독점판매하기도 한다. 에스피지는 중국 쑤저우에 대규모 설비투자를 하여 중국내 가전업체와 전략적 파트너십을 구축하였으며, 에코텍은 대만의 애들파워사 제품을 들여와 국내 시장에 독점판매하고 있다.
기술의 발달로 확대되는 BLDC 시장의 신사업 기회
BLDC 모터 시장의 주요 이슈는 지속적으로 정부가 에너지 효율화 정책을 시행하고 있으며, 소비자들이 고효율의 전자제품을 선호하고, BLDC 모터 제어 기술이 발달한 점이다.
앞으로도 전기자전거와 선박 등 DC 모터의 응용분야가 늘어나고, 기존의 브러쉬형 DC 모터의 대체가 지속된다면 BLDC 시장에서의 신사업 기회는 더욱 확대될 전망이다.
과거에는 에너지 정책이 공급을 관리하여 에너지 사용을 줄이는 정책이었다면, 최근에는 에너지 사용을 관리하여 궁극적으로 에너지를 절약하는 정책을 시행하는 추세다. 또한 가전제품과 자동차의 에너지 효율성을 엄격히 평가하고, 그 결과를 제품에 명시함으로써 소비자들이 고효율의 제품을 선호하게 만드는 것과 모바일 기기의 사용이 증가한 점은 BLDC 시장에는 긍정적 요인이 될 전망이다.
기술적으로 보면 완성품에 따라 출력(토크)을 다양하게 하고, 정밀한 제어를 구현하기 위해서 센서 기술 및 드라이버 기술이 뒷받침되어야 한다. 이와 관련하여 국내 시장에는 인피니온, 페어차일드, 르네사스, 도시바 등 선진 기업 제품이 많이 유통되었는데, 최근 국내 연구진의 노력으로 관련 기술을 국산화하는데 성공하여 국내 기업의 기술 경쟁력을 한 단계 업그레이드하는 계기가 되었다. 앞으로도 전기자전거와 선박 등 DC 모터의 응용분야가 늘어나고, 기존의 브러쉬형 DC 모터의 대체가 지속된다면 BLDC 시장에서의 신사업 기회는 더욱 확대될 전망이다.
BLDC 모터는 드라이버 구현의 어려움과 기존 제품 대비 높은 단가로 고급 전자제품이나 의료용 기기 등 수요시장이 제한적이었다. 그런데 최근 관련 기술의 국산화와 응용분야의 확대는 BLDC 모터 시장을 밝게 하였으며, 국내 모터 관련 중소기업에게 새로운 기회가 될 것이다. 대체적으로 기술에 대한 사회적 요구, 트렌드 부합성, 정책지원 정도 및 시장 확대 가능성은 BLDC 모터 시장에는 긍정적 요인이 된다.
BLDC 모터 시장에서 기회를 창출하고자 하는 중소기업은 자사의 기술력에 따라 다음과 같은 전략을 제안한다.
첫째, ASIC 개발 능력이 있는 기업은 기술이전 등을 통해 BLDC 모터 드라이버 개발 역량을 흡수할 수 있다. 드라이버는 BLDC 모터에 반드시 필요한 기술이지만 독자적으로 개발한 국내 기업은 많지 않기 때문에 경쟁요소가 될 수 있다. (최근 ETRI가 관련 기술인 ‘BLDC 모터구동회로 기술’을 개발하여 민간기업에 기술이전 또는 공동개발이 가능하다.)
둘째, DC 모터 기술을 보유한 기업은 소형정밀 BLDC 모터를 타깃 제품으로 한다. 대형 모터의 경우 산업용 기계 장비, 군수 장비, 교통 수단에 사용되어 수요처와의 신뢰 구축이 중요하므로 신규 기업에게 진입이 어려운 세부시장이다. 소형정밀 BLDC 모터의 경우 응용분야가 새롭게 형성되는 경우도 존재하므로 진입 타이밍을 잘 조절하면 시장 기회를 획득할 수 있다.
마지막으로 BLDC 모터 기술을 보유한 기업은 고객 맞춤형 전략을 구사할 것을 제안한다. 고객사가 새롭게 론칭하는 제품 스펙을 보완하거나, 기존의 브러쉬형 DC 모터가 사용되는 제품군을 파악하여 고객사에 역제안을 할 수 있다. (오즈시스템즈는 이러한 전략으로 전동실린터 업체와 파트너십을 형성하였으며, 에스피지는 아예 중국시장을 위해 현지에 BLDC 모터 생산을 위해 공장을 증설하기도 하였다.)