“보이지 않는 원자까지 잡았다”…켄텍·삼성전기 MLCC 분석기술 개발

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“보이지 않는 원자까지 잡았다”…켄텍·삼성전기 MLCC 분석기술 개발

입력 : 2026.05.26 10:42

전자부품 성능 좌우하는 첨가제 위치 분석
원자 단위 정밀 측정으로 MLCC 신뢰성 향상
전자빔 왜곡 보정해 분석 정확도 높여
차세대 전자재료 연구 활용 가능성 기대

한국에너지공과대학교와 삼성전기가 전자부품 성능을 좌우하는 ‘원자 위치’를 정밀하게 분석하는 기술을 개발했다. 정혜진 삼성전기 연구원(왼쪽), 오상호 KENTECH 교수(오른쪽). [한국에너지공과대학교]

한국에너지공과대학교(KENTECH)와 삼성전기가 전자부품 성능을 좌우하는 ‘원자 위치’를 정밀하게 분석하는 기술을 개발했다. 스마트폰과 전기차 등에 들어가는 핵심 부품의 성능과 수명을 높일 수 있는 기반 기술이라는 평가다.

KENTECH는 오상호 교수 연구팀이 삼성전기와 공동연구를 통해 적층세라믹커패시터(MLCC) 핵심 소재 내부 첨가제가 어떤 위치에 얼마나 들어가 있는지를 원자 단위로 분석하는 기술을 개발했다고 26일 밝혔다. 이번 연구 결과는 재료 분야 국제학술지 Acta Materialia에 게재됐다. MLCC는 전기를 저장하고 안정적으로 공급하는 부품으로 스마트폰 한 대에도 수백~수천 개가 들어간다.

기존에는 전자현미경으로 원자를 관찰할 수는 있었지만, 전자빔이 특정 위치에 몰리는 현상 때문에 실제보다 첨가제가 더 많이 들어간 것처럼 보이는 한계가 있었다. 연구팀은 실험과 컴퓨터 시뮬레이션을 결합해 이런 왜곡을 보정하는 기술을 개발했고, 이를 통해 첨가제가 실제 어느 위치에 얼마나 들어가 있는지를 보다 정확하게 분석하는 데 성공했다.

MLCC 소자 내 BaTiO3 결정에 미량 (1 at.%) 첨가된 디스프로슘 (Dy)의 원자 자리를 주사투과전자현미경-X선 분광법을 이용하여 결정. [한국에너지공과대학교]

연구 결과 MLCC 소재에 들어가는 희토류 첨가제 ‘디스프로슘(Dy)’은 두 종류 원자 위치에 모두 들어갔지만, 한쪽 위치에 약 2배 더 많이 분포하는 것으로 나타났다. 연구팀은 첨가제 위치와 분포 방식이 전자부품 성능 차이에도 영향을 미친다고 설명했다.

최근 AI 서버와 전기차 시장 확대에 따라 고성능 MLCC 수요도 빠르게 늘고 있다. 업계에서는 이번 기술이 차세대 전자부품 성능 개선과 고신뢰 부품 개발에 활용될 수 있을 것으로 보고 있다.

연구를 총괄한 오상호 교수는 “이번 연구는 MLCC 핵심 소재에 들어간 첨가제가 실제로 어느 원자 자리를 얼마나 점유하는지 원자 단위로 정량 분석할 수 있는 길을 제시했다”며 “그동안 원자분해능 분석의 한계로 지적돼 온 전자빔 채널링 왜곡을 물리 기반 시뮬레이션과 보정 기법으로 해결한 것이 핵심”이라고 밝혔다.

공동연구에 참여한 정혜진 삼성전기 연구원은 “이번 연구는 MLCC 개발 현장에서 첨가제 거동을 더욱 정밀하게 해석할 수 있는 분석 기반을 마련했다”며 “앞으로 고신뢰 MLCC 설계는 물론, 다양한 기능성 산화물의 도핑과 결함 화학 연구에도 폭넓게 활용될 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다.

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한국에너지공과대학교와 삼성전기가 전자부품 성능을 좌우하는 '원자 위치'를 정밀 분석하는 기술을 개발했다.

이 기술은 MLCC의 핵심 소재 내부 첨가제의 위치와 분포를 원자 단위로 분석하여 전자부품의 성능과 수명을 높이는 기반이 될 것으로 평가받고 있다.

이번 연구는 MLCC의 성능 개선은 물론, 향후 다양한 전자부품 개발에 중요한 역할을 할 것으로 기대된다.

AI 해설 기사
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켄텍·삼성전기, 원자 단위 MLCC 분석 기술 개발…첨가제 위치 정밀 분석으로 부품 신뢰성 높여

Key Points

한국에너지공과대학교(KENTECH)와 삼성전기가 전자부품의 핵심 소재인 MLCC 내부 첨가제의 원자 위치를 정밀하게 분석하는 기술을 공동 개발했어요. ⚛️🔬
이번에 개발된 기술은 기존 전자현미경 분석의 한계였던 전자빔 왜곡 현상을 보정하여, 첨가제가 실제 어느 위치에 얼마나 분포하는지 정확하게 파악할 수 있게 해줘요. ✨💡
이는 MLCC의 성능과 수명에 직접적인 영향을 미치는 첨가제 거동을 정확히 이해하는 데 도움을 주어, 차세대 고성능, 고신뢰성 전자부품 개발의 기반을 마련할 것으로 기대돼요. 🚀📈
AI 서버 및 전기차 시장 확대에 따라 고성능 MLCC 수요가 증가하는 가운데, 이번 기술 개발은 관련 산업의 경쟁력 강화에 중요한 역할을 할 전망이에요. 🌟🚗

1. 사건 개요: 무슨 일이 있었나?

한국에너지공과대학교(KENTECH)와 삼성전기가 전자 부품의 핵심인 적층세라믹커패시터(MLCC)의 성능과 신뢰성을 높일 수 있는 새로운 분석 기술을 개발했어요. 💡 이 기술은 MLCC 내부에 들어가는 첨가제가 어떤 원자 위치에 얼마나 분포하는지를 원자 단위로 정밀하게 파악할 수 있게 해준답니다. 🔬

기존에는 전자 현미경으로 원자를 관찰할 수 있었지만, 전자빔이 특정 위치에 쏠리는 현상 때문에 첨가제가 실제보다 더 많아 보이는 오차가 있었어요. 🧐 이번에 개발된 기술은 이런 왜곡을 보정하는 방법을 찾아내, 첨가제의 정확한 위치와 양을 알 수 있게 된 것이 가장 큰 특징이에요. ✨ 이를 통해 MLCC의 성능과 수명 향상에 기여할 것으로 기대돼요. 👍

이러한 분석 능력의 향상은 AI 서버와 전기차 시장이 커지면서 고성능 MLCC에 대한 수요가 늘고 있는 최근 상황과 맞물려 더욱 주목받고 있어요. 🚀 연구 결과는 재료 분야의 권위 있는 국제 학술지인 'Acta Materialia'에도 실리는 등 기술력을 인정받았답니다. 🏆

2. 심층 분석: 이 뉴스는 왜 나왔나?

한국에너지공과대학교(KENTECH)와 삼성전기가 MLCC(적층세라믹커패시터)의 핵심 소재 내부 첨가제 위치를 원자 단위로 정밀 분석하는 기술을 개발했다는 소식이 나왔어요. 😮 이번 연구는 스마트폰, 전기차 등 첨단 전자기기에 필수적인 MLCC의 성능과 신뢰성을 한 단계 높일 수 있는 기반 기술이라는 점에서 주목받고 있답니다. ✨

이번 분석 기술 개발의 배경에는 MLCC 시장의 지속적인 성장과 고성능화 요구가 있어요. MLCC는 전기 에너지를 저장하고 안정적으로 공급하는 중요한 부품으로, 스마트폰에는 수백 개, 전기차에는 훨씬 더 많은 수가 사용될 만큼 적용 범위가 넓어요. 🚗📱 관련 기사들을 보면, 삼성전자는 이미 2014년(연관뉴스 1)과 2014년(연관뉴스 2)에도 MLCC의 원료인 세라믹 파우더 국산화와 자체 개발을 통해 기술 자립에 힘써왔음을 알 수 있어요. 이는 MLCC 시장의 상당 부분을 일본 기업들이 차지하고 있다는 점(연관뉴스 2, 5)과, 수입 의존도를 낮추고 기술 경쟁력을 확보하려는 노력이 꾸준히 이어져 왔음을 보여줍니다. 🇯🇵➡️🇰🇷

이번 연구의 핵심은 기존 전자현미경 분석의 한계를 극복했다는 점이에요. 이전에는 전자빔이 특정 위치에 몰리는 현상 때문에 첨가제가 실제보다 더 많이 들어간 것처럼 보이는 왜곡이 발생했지만, 연구팀은 실험과 컴퓨터 시뮬레이션을 결합하여 이러한 왜곡을 보정하는 기술을 개발했어요. 💡 덕분에 희토류 첨가제인 디스프로슘(Dy)이 MLCC 소재의 어떤 원자 자리에, 얼마나 분포하는지를 정확하게 파악할 수 있게 된 것이죠. 이는 단순히 기술적인 진보를 넘어, MLCC의 성능 차이가 미세한 첨가제의 위치와 분포 방식에 영향을 받는다는 사실을 명확히 보여주면서, 고신뢰성 MLCC 설계와 다양한 기능성 소재 연구에 중요한 단서를 제공할 것으로 기대돼요. 🔬👏

3. 주요 경과: 지금까지의 흐름 (Timeline) ⏳

2009년 03월

삼성전기가 MLCC 시장에 본격적으로 도전장을 내밀었으며, 2010년까지 연간 매출 1조 원 달성과 2009~2011년 누적 1조 개 제품 생산이라는 목표를 세웠어요. 🚀 당시 일본 업체들이 시장을 독식하고 있었지만, 엔화 강세를 활용하고 개발 기간을 단축하여 경쟁 우위를 확보하려 했어요. 💡
2014년 10월

삼성종합기술원은 MLCC 원료로 사용되는 5종의 세라믹 파우더를 자체 개발하며 수입 의존도를 낮추는 데 기여했어요. 🏆 또한, 삼성전기는 MLCC용 유전체 세라믹 파우더 국산화로 IR52 장영실상을 수상하며 기술력을 인정받았어요. ✨ 이를 통해 MLCC 생산 안정화와 수입 대체 효과를 기대했어요. 💰
2024년 07월

토레이첨단소재는 MLCC 생산 공정에 사용되는 이형 필름의 재활용 연구를 가속화하며 비용 절감과 환경 보호 효과를 모색했어요. ♻️ 연구 결과, 재활용된 필름으로 실을 만들어 직원 유니폼 등으로 활용할 수 있는 가능성을 확인했어요. 🌱
2026년 05월 26일

한국에너지공과대학교(KENTECH)와 삼성전기가 MLCC 핵심 소재 내 첨가제 위치를 원자 단위로 정밀 분석하는 기술을 공동 개발했다고 발표했어요. ⚛️ 이 기술은 전자빔 왜곡을 보정하여 분석 정확도를 높였으며, 스마트폰, 전기차 등에 사용되는 핵심 부품의 성능과 수명 향상에 기여할 것으로 기대돼요. 🌟 해당 연구 결과는 재료 분야 국제학술지 'Acta Materialia'에 게재되었어요. 📖

4. 다각도 분석: 누구에게 어떤 영향을 미칠까?

[소비자/개인] [산업/기업] [정부/시장]

이번 켄텍과 삼성전기의 MLCC 분석 기술 개발은 소비자들의 일상생활에 직접적인 영향을 미치진 않겠지만, 스마트폰이나 전기차 등 우리 생활과 밀접한 전자제품의 성능과 신뢰성을 높이는 데 기여할 수 있어요. 📱🔋 예를 들어, 더 작고 성능이 좋은 스마트폰이나, 더 안전하고 오래가는 전기차 배터리 등에 긍정적인 영향을 줄 수 있답니다. 또한, 이러한 첨단 기술 발전은 장기적으로 전자제품의 가격 경쟁력이나 신제품 출시에도 간접적인 영향을 줄 가능성이 있어요. 😊👍

이번 MLCC 분석 기술 개발은 전자부품 산업 전반에 걸쳐 상당한 파급 효과를 가져올 것으로 예상돼요. 🚀 특히 MLCC 제조업체들은 첨가제의 정확한 위치와 분포를 파악함으로써 제품의 성능을 최적화하고 불량률을 줄여 생산 효율성을 높일 수 있게 되었어요. 🏭 이를 통해 차세대 고성능, 고신뢰성 전자부품 개발 경쟁에서 우위를 점할 수 있으며, AI 서버나 전기차 시장 확대에 따른 고성능 MLCC 수요 증가에 효과적으로 대응할 수 있을 거예요. 💡 또한, 이 기술은 새로운 기능성 산화물의 도핑이나 결함 화학 연구 등 다양한 첨단 전자재료 분야의 연구개발에도 폭넓게 활용될 가능성이 있어 신소재 개발의 새로운 지평을 열어줄 수 있습니다. ✨

정부와 시장 측면에서는 이번 기술 개발이 국내 첨단 전자재료 산업의 경쟁력을 강화하는 데 중요한 역할을 할 것으로 기대돼요. 🇰🇷 🇺🇸 일본 등 해외 선도 기업과의 기술 격차를 줄이고, MLCC와 같은 핵심 부품의 국산화 및 기술 자립도를 높이는 데 기여할 수 있답니다. 📈 또한, 이번 연구 결과가 재료 분야 국제학술지에 게재된 만큼, 국내 연구기관과 기업의 기술력을 국제적으로 알리고 관련 분야의 투자 및 협력을 유치하는 데 긍정적인 영향을 줄 수 있어요. 🌍 이를 통해 국가 경제 성장과 첨단 산업 생태계 강화에 기여할 것으로 보입니다. 🌟

5. 핵심 시사점: 그래서 무엇이 달라지는가?

이번 켄텍과 삼성전기의 MLCC 분석 기술 개발은 전자부품의 핵심 소재인 첨가제의 미세한 위치 변화가 성능에 미치는 영향을 원자 단위로 정확하게 파악할 수 있게 되었다는 점에서 매우 중요해요. 💡 이는 단순히 제품의 품질을 높이는 것을 넘어, 첨단 전자재료 연구의 새로운 지평을 열어줄 것으로 기대됩니다. 🚀

과거에는 전자빔 왜곡 때문에 첨가제의 실제 분포를 정확히 알기 어려웠지만, 이번에 개발된 기술은 이러한 한계를 극복했어요. 🔬 덕분에 스마트폰, 전기차 등 고성능·고신뢰성 부품에 대한 수요가 급증하는 상황에서 MLCC의 성능과 수명을 획기적으로 개선할 수 있는 기반이 마련된 셈이에요. ⚡️

또한, 이 기술은 MLCC 개발 현장에서 첨가제 거동을 훨씬 정밀하게 분석하는 것을 가능하게 하여, 앞으로 새로운 기능성 산화물의 도핑이나 결함 화학 연구에도 폭넓게 활용될 수 있을 것으로 보여요. 💡 이는 마치 보이지 않던 미세한 차이를 발견하여 제품을 더 완벽하게 만드는 것과 같아요. ✨

6. 향후 전망: 시나리오별 예측

현 상태 유지 및 안착 시나리오

이번 KENTECH와 삼성전기의 MLCC 분석 기술 개발은 현재 전자부품 산업의 기술적 요구사항에 부응하며 안정적으로 자리 잡을 가능성이 높아요. 🤖 AI 서버와 전기차 시장의 성장에 따라 고성능 MLCC에 대한 수요는 꾸준히 증가할 것이고, 이 기술은 MLCC의 신뢰성과 성능을 한 단계 끌어올려 차세대 전자부품 개발의 든든한 기반이 될 것으로 기대돼요. 🚀
이 기술이 실제 제품 개발 과정에 성공적으로 적용된다면, 첨가제 위치와 분포에 따른 미세한 성능 차이까지 정확히 파악하여 제품 설계 및 품질 관리에 효율성을 더할 수 있을 거예요. ⚙️ 또한, 기존의 분석 한계를 극복한 만큼, MLCC뿐만 아니라 다양한 첨단 전자재료 연구에도 폭넓게 활용될 가능성이 있어요. ✨
영향력 확대 및 가속 시나리오

만약 이번 MLCC 분석 기술이 예상보다 빠르게 업계 전반에 확산되고, 기술적 난제들을 추가적으로 해결해 나간다면, 전자부품 산업의 혁신을 더욱 가속화할 수 있을 거예요. 📈 특히, AI와 전기차 시장의 성장세가 가파르게 유지된다면, 고성능·고신뢰성 MLCC에 대한 시장의 요구는 더욱 커질 것이고, 이 기술은 이러한 요구를 충족시키는 핵심적인 역할을 할 수 있을 거예요. ⚡️
이 기술의 파급력은 MLCC를 넘어 새로운 기능성 산화물 개발이나 복잡한 결함 구조 분석 등 첨단 재료 연구 전반으로 확대될 수 있어요. 🔬 또한, 경쟁사들도 유사한 분석 기술 개발에 박차를 가하게 되면서, 관련 기술 연구 및 투자가 더욱 활발해질 것으로 예상돼요. 💡 궁극적으로는 전자부품의 성능 한계를 극복하고 더욱 혁신적인 제품 개발을 가능하게 하는 촉매 역할을 할 수 있을 거예요. 🚀
변수 발생 및 흐름 반전 시나리오

이번 MLCC 분석 기술이 실질적인 산업 적용으로 이어지는 과정에서 예상치 못한 기술적 걸림돌에 부딪히거나, 비용 대비 효과가 기대에 미치지 못하는 상황이 발생할 수도 있어요. 🚧 예를 들어, 전자빔 왜곡 보정 기술이 특정 첨가제나 소재에는 효과가 제한적이거나, 분석 과정의 복잡성 및 비용 부담으로 인해 실제 현장 적용이 더뎌질 가능성도 있어요. 🤔
또한, 관련 시장의 경쟁 심화나 기술 트렌드의 급격한 변화, 혹은 새로운 대체 부품의 등장과 같은 외부 변수가 발생한다면, 이 기술의 영향력이 예상보다 제한적일 수 있어요. 📉 하지만, MLCC 자체의 시장 성장이 둔화되거나, 더욱 혁신적인 다른 분석 기술이 등장한다면, 현재의 기술 발전 방향이 수정되거나 새로운 연구 방향으로 전환될 가능성도 배제할 수 없어요. ⚖️

[주요 용어 해설 (Glossary)]

적층세라믹커패시터 (MLCC)

MLCC는 'Multi-Layer Ceramic Capacitor'의 줄임말로, 전기를 저장하고 안정적으로 공급하는 핵심 전자 부품이에요. 마치 작은 배터리처럼 말이죠. 여러 층으로 쌓아 올린 세라믹과 금속판을 이용해 만들어지는데, 스마트폰부터 전기차까지 정말 많은 전자기기에 없어서는 안 될 중요한 역할을 해요. 이 부품의 성능은 내부 소재의 미세한 차이에 따라 크게 달라질 수 있답니다. 📱🚗
첨가제

첨가제는 MLCC와 같은 전자 부품의 성능을 좌우하는 아주 작은 물질을 말해요. 마치 요리에 특별한 재료를 넣어 맛과 식감을 더하는 것처럼, 첨가제는 MLCC의 전기적 특성이나 신뢰성을 향상시키는 데 중요한 역할을 해요. 이번 연구에서는 이 첨가제가 MLCC 소재 내부의 어느 원자 위치에, 얼마나 분포되어 있는지가 부품의 성능에 직접적인 영향을 미친다는 점을 밝혀냈어요. ✨
전자빔 채널링 왜곡

전자빔 채널링 왜곡은 전자현미경으로 아주 작은 물질을 관찰할 때 발생하는 현상이에요. 원자처럼 매우 작은 세계를 들여다보기 위해 전자빔을 사용하는데, 이 전자빔이 특정 물질에 몰리면서 실제보다 더 많이 존재하는 것처럼 보이게 만드는 착시 현상과 비슷하답니다. 이런 왜곡 때문에 첨가제의 정확한 위치나 양을 파악하기 어려웠는데, 이번 연구에서는 이 왜곡을 보정하는 기술을 개발해서 원자 수준의 정밀한 분석이 가능해졌어요. 🔬