최초의 "결맞음 광선"이 1960년 캘리포니아의 한 연구소에서 생성된 지 60년이 넘었습니다. 레이저 발명가인 TH 마이먼은 "레이저는 문제를 찾는 해결책이다"라고 말했습니다. 레이저는 도구로서 산업 공정, 광통신, 데이터 컴퓨팅 등 다양한 분야에 점차 활용되고 있습니다.
'진화의 왕'으로 불리는 중국 레이저 회사들은 '물량 대비 가격 경쟁력'을 바탕으로 시장 점유율을 확보하지만, 그 대가로 수익 감소를 겪고 있습니다.
국내 시장의 치열한 경쟁 속에서 레이저 기업들은 눈을 돌려 중국 레이저의 새로운 시장을 개척하기 시작했습니다. 2023년, 중국 레이저 박람회(China Laser)는 공식적으로 "해외 진출 첫해"를 맞이했습니다. 올해 6월 말 독일 뮌헨에서 열린 뮌헨 국제 조명 박람회(Munich International Light Expo)에는 220여 개의 중국 기업이 단체로 참가하여 개최국인 독일을 제외하고 가장 많은 참가업체 수를 기록했습니다.
배는 만산을 통과했을까? 차이나 레이저는 어떻게 '물량'에만 의존해 확고한 입지를 다질 수 있을까? 그리고 더 나아가기 위해서는 무엇에 의존해야 할까?
1. '황금기'에서 '피 흘리는 시장'까지
신흥 기술의 대표적인 분야로서 국내 레이저 산업 연구는 국제적인 연구와 거의 동시에 시작되어 결코 늦지 않았습니다. 세계 최초의 레이저는 1960년에 등장했고, 거의 같은 시기인 1961년 8월에는 중국과학원 창춘광기계연구소에서 중국 최초의 레이저가 탄생했습니다.
그 후 세계 곳곳에 대규모 레이저 장비 회사들이 잇따라 설립되었다. 레이저 역사 초기 10년 동안 바이스트로닉(Bystronic)과 코히런트(Coherent)가 탄생했고, 1970년대에는 II-VI와 프리마(Prima)가 차례로 설립되었다. 공작기계 업계의 선두주자인 트럼프(TRUMPF)도 1977년에 레이저 사업을 시작했다. 2016년 미국 방문에서 CO₂ 레이저를 들여온 것을 계기로 트럼프의 레이저 사업은 본격적으로 시작되었다.
산업화 과정에서 중국 레이저 기업들은 비교적 늦게 출발했습니다. 한스 레이저는 1993년, 화공 테크놀로지는 1999년, 창신 레이저는 2004년, JPT는 2006년, 레이커스 레이저는 2007년에 설립되었습니다. 이들 신생 레이저 기업들은 선발 주자로서의 이점은 없지만, 후발 주자로서의 성장 동력을 갖고 있습니다.
지난 10년간 중국 레이저 산업은 '황금기'를 맞이했으며, '국산 대체'가 활발하게 진행되고 있습니다. 2012년부터 2022년까지 중국 레이저 가공 장비 산업의 연평균 성장률은 10%를 넘어설 것이며, 2022년에는 생산액이 862억 위안에 달할 것으로 예상됩니다.
지난 5년간 파이버 레이저 시장은 눈에 띄게 빠른 속도로 국산 제품의 시장 점유율 확대를 이뤄냈습니다. 국산 파이버 레이저의 시장 점유율은 5년 만에 40% 미만에서 거의 70%까지 증가했습니다. 파이버 레이저 시장 선두주자인 미국 IPG의 중국 시장 점유율은 2017년 53%에서 2022년 28%로 급격히 하락했습니다.
그림: 2018년부터 2022년까지 중국 파이버 레이저 시장의 경쟁 구도 (자료 출처: 중국 레이저 산업 발전 보고서)
저전력 시장은 사실상 국내 생산으로 대체되었으니 더 이상 언급할 필요가 없겠죠. 고출력 시장의 "1만 와트 경쟁"만 봐도 국내 제조업체들이 치열하게 경쟁하며 "중국식 속도"를 여실히 보여주고 있습니다. IPG가 1996년 세계 최초의 10와트 산업용 파이버 레이저를 출시한 후 1만 와트급 파이버 레이저를 출시하기까지 13년이 걸린 반면, 레이커스 레이저는 불과 5년 만에 10와트에서 1만 와트급으로 발전시켰습니다.
1만 와트급 경쟁에서 국내 제조업체들이 속속 뛰어들면서 국산화가 놀라운 속도로 진행되고 있습니다. 이제 1만 와트는 더 이상 새로운 개념이 아니라 기업들이 레이저 시장에 진입하는 관문이 되었습니다. 3년 전, 창신 레이저(Chuangxin Laser)가 상하이-뮌헨 조명 박람회에서 2만 5천 와트급 파이버 레이저를 선보였을 때 큰 화제를 불러일으켰습니다. 그러나 올해 여러 레이저 전시회에서는 "1만 와트"가 기업들의 표준이 되었고, 3만 와트, 6만 와트라는 명칭도 흔해졌습니다. 올해 9월 초에는 펜티엄(Pentium)과 창신 레이저가 세계 최초로 8만 5천 와트급 레이저 절단기를 출시하며 레이저 출력 기록을 다시 한번 경신했습니다.
이 시점에서 1만 와트 경쟁은 막을 내렸습니다. 레이저 절단기는 중후판 절단 분야에서 플라즈마 및 화염 절단과 같은 기존 가공 방식을 완전히 대체했습니다. 레이저 출력을 높여도 절단 효율이 크게 향상되지는 않으며, 오히려 비용과 에너지 소비만 증가할 뿐입니다.
그림: 2014년부터 2022년까지 레이저 기업의 순이자율 변화 (자료 출처: Wind)
1만 와트급 경쟁에서는 국내 기업이 완승을 거두었지만, 치열한 ‘가격 전쟁’은 레이저 산업에 큰 타격을 입혔습니다. 불과 5년 만에 국내 광섬유 레이저 시장 점유율이 급증했지만, 동시에 막대한 수익을 올리던 산업이 5년 만에 저수익 산업으로 전락했습니다. 지난 5년간 국내 주요 기업들은 가격 인하 전략을 통해 시장 점유율을 확대해 왔습니다. 국내 레이저 업체들은 ‘물량으로 가격을 낮추는’ 전략을 펼치며 해외 업체들과 치열한 경쟁을 벌였고, 그 결과 ‘가격 전쟁’은 점차 격화되었습니다.
2017년에는 1만 와트급 파이버 레이저가 200만 위안에 달하는 고가에 거래되었지만, 2021년에는 국내 제조업체들이 가격을 40만 위안까지 낮췄습니다. 이러한 가격 경쟁력 덕분에 레이커스 레이저는 2021년 3분기에 처음으로 IPG와 동률의 시장 점유율을 기록하며 국내 대체재 개발에 있어 역사적인 돌파구를 마련했습니다.
2022년으로 접어들면서 국내 레이저 업체 수가 지속적으로 증가함에 따라 레이저 제조업체들은 경쟁의 ‘내부화’ 단계에 접어들었습니다. 레이저 가격 경쟁의 주요 무대는 1~3kW 저출력 제품군에서 6~50kW 고출력 제품군으로 옮겨갔고, 업체들은 고출력 파이버 레이저 개발에 총력을 기울이고 있습니다. 가격 할인 쿠폰, 서비스 쿠폰은 물론, 일부 국내 업체는 하류 업체에 테스트용 장비를 무료로 제공하는 ‘초기 비용 제로’ 계획까지 도입하면서 경쟁은 더욱 치열해졌습니다.
레이저 제조업계는 고된 생산 기간의 끝자락에서 더 이상 풍성한 결실을 기대하기 어려웠습니다. 2022년 중국 시장에서 파이버 레이저 가격은 전년 대비 40~80% 하락할 것으로 예상됩니다. 일부 제품의 국내 가격은 수입 가격의 10분의 1 수준으로 떨어졌습니다. 기업들은 주로 출하량 증가에 의존하여 수익 마진을 유지하고 있습니다. 국내 파이버 레이저 업계의 거물인 레이커스는 출하량이 전년 대비 크게 증가했지만, 영업이익은 전년 대비 6.48% 감소했고, 순이익은 90% 이상 급감했습니다. 레이저를 주력 사업으로 하는 대부분의 국내 제조업체들은 2022년에 순이익이 급격히 감소할 것으로 전망됩니다.
그림: 레이저 분야의 "가격 경쟁" 추세 (자료 출처: 공개 정보 종합)
해외 유력 기업들이 중국 시장의 '가격 경쟁'에서 어려움을 겪었지만, 탄탄한 기반을 바탕으로 실적이 하락하기는커녕 오히려 증가했습니다.
TRUMPF 그룹은 네덜란드 기술 기업 ASML의 EUV 리소그래피 장비 광원 사업을 독점하고 있어 2022 회계연도 수주액이 전년 동기 39억 유로에서 56억 유로로 42%라는 상당한 증가세를 기록했습니다. Gaoyi는 Guanglian 인수를 통해 2022 회계연도 매출이 전년 동기 대비 7% 증가했으며, 수주액은 43억 2천만 달러로 전년 동기 대비 29% 증가했습니다. 4분기 연속으로 시장 예상치를 뛰어넘는 실적을 달성했습니다.
레이저 가공 최대 시장인 중국 시장에서 점유율을 잃었음에도 불구하고 해외 기업들은 여전히 기록적인 성과를 달성하고 있습니다. 선도적인 국제 기업들의 레이저 개발 경로에서 우리는 무엇을 배울 수 있을까요?
2. "수직 적분" vs. "대각선 적분"
실제로 국내 시장이 1만 와트 규모에 도달하고 본격적인 '가격 전쟁'이 시작되기 전에 해외 유력 기업들은 이미 예정보다 앞서 시장 침투를 완료했습니다. 하지만 그들이 '적극적으로' 진행한 것은 가격이 아니라 제품 라인업을 재편한 것이며, 인수합병을 통한 산업 사슬 통합이라는 확장 전략을 시작했습니다.
레이저 가공 분야에서 세계적인 선도 기업들은 두 가지 다른 길을 택해왔습니다. 단일 제품 산업 체인을 중심으로 한 수직적 통합의 길을 택한 IPG는 한발 앞서 나가고 있으며, TRUMPF와 Coherent는 수직적 통합과 더불어 시장 영역을 적극적으로 확장하는 ‘사선적 통합’을 선택했습니다. 이 세 기업은 각각 IPG가 이끄는 광섬유 시대, TRUMPF가 이끄는 디스크 시대, 그리고 Coherent가 이끄는 가스(엑시머 포함) 시대를 열었습니다.
IPG는 파이버 레이저 시장을 장악하고 있습니다. 2006년 상장 이후, 2008년 금융 위기를 제외하고는 영업이익과 순이익이 높은 수준을 유지해 왔습니다. 2008년 이후 IPG는 광 아이솔레이터, 광 커플링 렌즈, 파이버 그레이팅, 광 모듈 등의 소자 기술을 보유한 포토닉스 이노베이션, JPSA, 모비우스 포토닉스, 메나라 네트웍스 등의 제조업체를 인수하며 파이버 레이저 산업 사슬의 상류 부문으로 수직 통합을 추진해 왔습니다.
2010년까지 IPG는 수직적 통합을 거의 완료했습니다. 핵심 부품의 자사 생산 능력을 거의 100% 달성하여 경쟁사들을 크게 앞섰습니다. 또한 기술 선도에 나서 세계 최초로 광섬유 증폭기 기술을 개발했습니다. 이로써 IPG는 광섬유 레이저 분야에서 세계적인 지배력을 확고히 다지게 되었습니다.
그림: IPG 산업 사슬 통합 과정 (자료 출처: 공개 정보 종합)
현재 ‘가격 경쟁’에 휘말린 국내 레이저 업체들은 ‘수직 통합’ 단계에 진입했습니다. 산업 사슬 상류를 수직 통합하고 핵심 부품의 자체 생산을 실현함으로써 시장에서 제품의 경쟁력을 강화하고 있습니다.
2022년, '가격 경쟁'이 더욱 심화됨에 따라 핵심 부품의 국산화 과정이 본격화될 전망입니다. 여러 레이저 제조업체들이 대모드 필드 이중 클래딩(삼중 클래딩) 이터븀 도핑 레이저 기술에서 획기적인 발전을 이루었고, 수동 부품의 국산 비율이 크게 증가했습니다. 아이솔레이터, 콜리메이터, 컴바이너, 커플러, 광섬유 격자 등 국내산 대체 부품들이 점차 보편화되고 성숙 단계에 접어들고 있습니다. 레이커스(Raycus)와 창신(Chuangxin) 같은 선도 기업들은 수직 통합 전략을 채택하여 광섬유 레이저 분야에 집중 투자하고, 기술 연구 개발 및 인수 합병을 통해 부품의 독립적인 생산 능력을 점진적으로 확보해 나가고 있습니다.
수년간 지속된 ‘가격 전쟁’이 사그라들면서 선도 기업들의 산업 사슬 통합 과정이 가속화되었고, 동시에 중소기업들은 맞춤형 솔루션 분야에서 차별화된 경쟁력을 확보하게 되었습니다. 2023년에는 레이저 산업의 가격 전쟁 기세가 약화되고 레이저 기업들의 수익성이 크게 향상되었습니다. 레이커스 레이저는 2023년 상반기에 1억 1200만 위안의 순이익을 달성하며 412.25%의 급증세를 기록했고, 마침내 ‘가격 전쟁’의 그림자에서 벗어났습니다.
또 다른 "경계적 통합" 발전 경로의 대표적인 사례는 TRUMPF 그룹입니다. TRUMPF 그룹은 원래 공작기계 회사로 시작했습니다. 초기에는 주로 이산화탄소 레이저 사업을 하다가 HüTTINGER(1990년), HAAS Laser Co., Ltd.(1991년), Saxony Machine Tools and Special Machine Tools Co., Ltd.(1992년)를 인수하며 고체 레이저 사업을 확장했습니다. 레이저 및 워터젯 절단기 사업에서는 1999년 최초의 실험용 디스크 레이저를 출시하여 디스크 시장에서 확고한 선두 자리를 차지했습니다. 2008년에는 IPG와 경쟁하던 SPI를 4,890만 달러에 인수하여 파이버 레이저를 사업 영역에 추가했습니다. 또한 초고속 레이저 분야에서도 활발한 행보를 보였습니다. TRUMPF 그룹은 초단펄스 레이저 제조업체인 암포스(2018년)와 액티브 파이버 시스템즈(2022년)를 잇달아 인수하며 디스크, 슬래브, 광섬유 증폭 등 초고속 레이저 기술 분야의 공백을 메워나가고 있습니다. 디스크 레이저, 이산화탄소 레이저, 광섬유 레이저 등 다양한 레이저 제품을 수평적으로 공급하는 것 외에도, 산업 체인의 수직적 통합에도 탁월한 성과를 보이고 있습니다. 또한, 하위 기업에 완제품 기계 설비를 제공하며 공작기계 분야에서도 경쟁 우위를 확보하고 있습니다.
그림: TRUMPF 그룹의 산업 사슬 통합 과정 (자료 출처: 공개 정보 종합)
이러한 전략을 통해 핵심 부품부터 완제품까지 전체 생산 라인의 수직적 자립이 가능해지고, 다양한 기술의 레이저 제품을 수평적으로 배치하며, 제품 영역을 지속적으로 확장할 수 있습니다. 국내 레이저 분야 선도 기업인 한스 레이저와 화공 테크놀로지는 같은 전략을 추구하며 연중 내내 국내 제조업체 중 영업 수익 1, 2위를 차지하고 있습니다.
레이저 산업에서는 상류와 하류의 경계가 모호해지는 것이 일반적인 특징입니다. 기술의 단위화 및 모듈화로 인해 진입 장벽이 낮아졌고, 자체적인 기반과 자본 지원을 바탕으로 다양한 분야에서 '새로운 영역'을 개척할 수 있는 국내 제조업체는 드물었습니다. 그러나 최근 몇 년 동안 다른 국내 제조업체들도 점차 통합 역량을 강화하며 산업 사슬의 경계를 허물고 있습니다. 기존의 상류와 하류 공급망 관계는 점차 경쟁 관계로 변모하여 모든 단계에서 치열한 경쟁이 벌어지고 있습니다.
치열한 경쟁 속에서 중국 레이저 산업은 급속도로 성숙하여 해외 경쟁사를 두려워하지 않는 ‘호랑이’로 거듭났고, 국산화 과정도 빠르게 진행되었다. 그러나 이는 과도한 ‘가격 전쟁’과 동질적인 경쟁이라는 ‘생사 문제’도 야기했다. 중국 레이저 기업들은 ‘롤(roll)’ 방식에 의존하여 확고한 입지를 다져왔는데, 앞으로 이들은 어떤 전략을 펼칠 것인가?
3. 두 가지 처방: 신기술 개발 및 해외 시장 개척
기술 혁신에 의존하면 저가로 시장을 대체하기 위해 막대한 자금을 쏟아부어야 하는 문제를 해결할 수 있고, 레이저 수출에 의존하면 국내 시장의 치열한 경쟁 문제를 해결할 수 있습니다.
중국 레이저 기업들은 과거 해외 선두 기업들을 따라잡는 데 어려움을 겪어왔습니다. 국내 대체재 개발에 초점을 맞춘 상황에서, 주요 시장 주기마다 외국 기업들이 주도권을 잡고, 국내 브랜드들은 1~2년 안에 빠르게 뒤따라 진입하여 성숙기에 접어든 후 국내 제품과 응용 분야를 대체해 왔습니다. 현재도 외국 기업들이 신흥 하위 산업 분야에서 응용 분야를 선도적으로 구축하는 반면, 국내 제품은 대체재 개발에 매진하는 현상이 지속되고 있습니다.
‘대체’는 단순히 ‘교체’에 그쳐서는 안 됩니다. 중국 레이저 산업이 전환기를 맞이하고 있는 지금, 국내 제조업체들의 핵심 레이저 기술과 해외 기술 간의 격차가 점차 좁아지고 있습니다. 바로 이러한 상황에서 신기술을 적극적으로 도입하고 특정 분야에서 앞서나가야만 ‘가격 대비 대량 생산으로 시기적절하게 경쟁하는’ 운명에서 벗어날 수 있습니다.
전반적으로, 신기술의 발전 방향을 결정짓는 데에는 차세대 산업 분야를 파악하는 것이 중요합니다. 레이저 가공 기술은 판금 절단을 중심으로 한 절단 시대와 신에너지 붐에 힘입어 성장한 용접 시대를 거쳐왔습니다. 다음 산업 주기는 반도체 가공과 같은 미세 가공 분야로 전환될 가능성이 높으며, 이에 따라 관련 레이저 및 레이저 장비에 대한 대규모 수요가 발생할 것입니다. 또한, 업계의 경쟁 구도 역시 기존의 고출력 연속 레이저 경쟁에서 초단펄스 레이저 경쟁으로 옮겨갈 것으로 예상됩니다.
보다 세분화된 영역으로 살펴보면, 신기술 주기 동안 "0에서 1로" 나아가는 새로운 응용 분야의 혁신에 주목할 수 있습니다. 예를 들어, 페로브스카이트 셀의 보급률은 2025년 이후 31%에 이를 것으로 예상됩니다. 그러나 기존 레이저 장비로는 페로브스카이트 셀의 가공 정밀도 요구 사항을 충족할 수 없습니다. 레이저 기업들은 핵심 기술의 독립적인 확보를 위해, 장비의 총이익률을 높이고 미래 시장을 신속하게 선점하기 위해 새로운 레이저 장비를 선제적으로 도입해야 합니다. 이 밖에도 에너지 저장, 의료, 디스플레이 및 반도체 산업(레이저 리프트오프, 레이저 어닐링, 물질 전송), "AI + 레이저 제조" 등 유망한 응용 시나리오에도 주목할 필요가 있습니다.
국내 레이저 기술 및 제품의 지속적인 발전으로 레이저는 중국 기업의 해외 진출을 위한 중요한 명함이 될 것으로 기대됩니다. 2023년은 레이저의 해외 진출이 본격화되는 해입니다. 개척이 시급한 거대한 해외 시장을 배경으로, 레이저 장비는 하류 최종 응용 분야 제조업체들을 따라 해외로 진출할 것이며, 특히 중국의 선두 주자인 리튬 배터리 및 신에너지 자동차 산업은 레이저 장비 수출에 역사적인 기회를 제공할 것입니다.
현재 해외 진출은 업계의 공통된 의견이 되었으며, 주요 기업들은 해외 진출 확대를 위해 적극적으로 움직이고 있습니다. 지난해 한스레이저는 미국 시장 개척을 위해 미국에 6천만 달러를 투자하여 자회사인 "녹색에너지산업개발유한공사"를 설립할 계획을 발표했습니다. 롄잉은 유럽 시장 개척을 위해 독일 자회사를 설립하고 현재 여러 유럽 배터리 제조업체와 기술 교류를 진행하고 있습니다. 하이믹싱 또한 국내외 배터리 제조업체 및 자동차 제조업체의 해외 진출 프로젝트를 통해 해외 시장 개척에 주력할 계획입니다.
가격 경쟁력은 중국 레이저 기업들이 해외 시장에 진출할 때 내세울 수 있는 '비장의 카드'입니다. 국내 레이저 장비는 가격 면에서 뚜렷한 경쟁력을 갖고 있습니다. 레이저 및 핵심 부품의 국산화 이후 장비 원가가 크게 하락했고, 치열한 경쟁 또한 가격 인하를 촉진했습니다. 아시아 태평양 지역과 유럽은 레이저 수출의 주요 목적지가 되었습니다. 해외 진출을 통해 국내 제조업체들은 현지 가격보다 높은 가격으로 거래를 성사시킬 수 있어 수익을 크게 늘릴 수 있습니다.
그러나 현재 중국 레이저 산업 생산액에서 레이저 제품 수출이 차지하는 비중은 여전히 낮으며, 해외 진출 시 브랜드 효과 부족 및 현지화 서비스 역량 미흡 등의 문제에 직면할 것입니다. 진정한 ‘선두’를 차지하기까지는 아직 멀고 험난한 길이 남아 있습니다.
중국 레이저 개발 역사는 정글의 법칙에 기반한 잔혹한 투쟁의 역사입니다.
지난 10년간 레이저 기업들은 ‘만 와트 경쟁’과 ‘가격 전쟁’이라는 혹독한 시련을 겪으며 국내 시장에서 해외 브랜드와 경쟁할 수 있는 ‘선두 주자’로 발돋움했습니다. 향후 10년은 국내 레이저 산업이 ‘경쟁 심화’에서 벗어나 기술 혁신을 이루고, 국내 시장 대체재에서 국제 시장으로 도약하는 중요한 시기가 될 것입니다. 이러한 전환점을 잘 헤쳐나가야만 중국 레이저 산업은 ‘따라가는 단계’에서 ‘선도하는 단계’로 도약할 수 있을 것입니다.
게시 시간: 2023년 10월 23일
