로봇 값의 절반은 '관절'…국산 하모닉 감속기, 아직 남은 검증 문턱

2026년 11월, 로보월드 개막식에서는 두 개의 장면이 동시에 펼쳐졌습니다. 정부는 AI 로봇의 '첫 구매자'로 나서며 내년에 3,400억 원의 예산을 투입하겠다고 선언했습니다. 같은 날, 로봇산업 발전 유공으로 국내 기업 에스비비테크의 류재완 대표가 산업포장을 받았습니다 ¹. 국산 로봇 부품의 성과에 대한 정책적 인정과 거대한 시장 투입 계획이 나란히 발표된 것입니다.

이 화려한 발표 이면에는 여전히 풀리지 않은 숙제가 있습니다. 산업 구조 분석 자료인 K-Insight에 따르면, 휴머노이드 로봇 한 대의 원가 중 40~60%가 관절을 움직이는 핵심 부품에서 발생하는데, 이 중에서도 정밀 감속기의 60~80%는 여전히 일본 하모닉드라이브에서 수입하고 있습니다 ². 국내 로봇 기업이 성장해도 정작 그 움직임을 가능하게 하는 '관절'의 핵심 부품은 해외에 의존하고 있는 셈입니다. 보상과 의존이 공존하는 이 상황은 한국 로봇 산업이 마주한 실질적인 과제와 국산화의 현재 위치를 명확히 보여줍니다.

로봇 원가의 절반, 뇌가 아닌 '관절'이 좌우한다

우리는 로봇의 가치를 인공지능(AI)이나 소프트웨어에서 찾으려 합니다. 하지만 실제 로봇의 가격과 성능을 좌우하는 것은 몸을 움직이는 '관절' 부품입니다. K-Insight 분석에 따르면 휴머노이드 로봇 원가의 40~60%가 감속기와 모터 같은 관절 부품으로 구성됩니다 ². 이 중 가장 핵심적인 부품이 바로 '감속기'입니다.

감속기는 자동차의 변속기와 비슷한 역할을 합니다. 자동차 엔진이 너무 빠르게 회전해 바퀴로 바로 전달할 수 없듯, 로봇의 모터도 회전 속도가 너무 빨라 무거운 짐을 들어 올리는 데 부적합합니다. 감속기는 이 빠른 회전을 '느리고, 강하고, 정확하게' 바꿔줍니다. 특히 사람의 손가락처럼 달걀을 깨지 않게 쥐거나, 사람과 부딪혀도 다치지 않으려면 미세한 오차까지 제어해야 하는데, 이때 '하모닉 감속기'가 필수적으로 쓰입니다.

내부에 있는 타원형 장치가 바깥쪽의 얇은 유연 금속 컵을 늘렸다 줄였다 하며 톱니를 맞물리게 해 정밀한 동력을 전달하는 원리입니다. 이 부품은 한 대당 20~30개 이상 들어가는 '로봇의 반도체'로 불립니다. 휴머노이드 로봇 1대에는 팔다리와 손을 움직이기 위해 관절마다 하나씩 20~40개 이상의 서보모터(정확한 회전력을 내는 모터)가 필요하므로, 휴머노이드 붐과 함께 감속기와 모터의 수요도 빠르게 늘고 있습니다 ².

60년 노하우가 만든 장벽, 일본의 과점 구조

하모닉 감속기 시장의 70% 이상은 일본의 '하모닉드라이브'가 과점하고 있으며, 대형 산업로봇용 RV 감속기도 일본의 '나브테스코'가 주요 공급자입니다 ². 한국 기업들이 이 시장에 진입하기 어려운 이유는 'Flexspline(플렉스스플라인)'이라는 부품 하나 때문입니다.

감속기 내부의 이 얇은 금속 컵은 회전할 때마다 찌그러졌다 펴졌다를 수백만 번 반복해도 깨져서는 안 됩니다. 동시에 톱니 사이의 빈틈(백래시)을 0.5분각 이하로 유지해야 로봇 관절이 덜컹거리지 않고 정밀하게 제어됩니다. 극도로 얇은 금속의 열처리와 정밀 가공 노하우는 일본 기업이 60년에 걸쳐 축적한 영역으로, 후발 주자에게 단단한 진입장벽으로 작용합니다 ². 고정밀 하모닉 감속기가 필수인 협동로봇이나 휴머노이드 분야에서는 이 장벽 앞에서 고비용 구조를 피하기 어려운 상황입니다.

유일한 국산 양산 기업, 검증 단계를 통과한 부품

국내에서는 에스비비테크가 하모닉 감속기를 양산하는 유일한 업체로 평가받습니다. 이 회사는 2010년대 초부터 기술 개발을 시작해 약 10여 년 만에 협동로봇용 하모닉 감속기의 양산에 성공했습니다 ². 현재 이 국산 감속기는 두산로보틱스와 현대로보틱스 등 주요 국내 로봇 기업에 실제 공급되고 있습니다. 류재완 대표의 이번 산업포장 수상은 국산 부품이 실제 시장 공급망에 진입한 성과를 정책적으로 인정한 결과로 해석됩니다 ¹, ².

그러나 에스비비테크의 제품도 현재는 협동로봇급에 적용되는 수준에 머물러 있습니다. 더 가혹한 내구성과 초정밀도가 요구되는 휴머노이드용 고정밀 제품은 아직 '검증 단계'에 있습니다 ². 협동로봇이 정해진 궤도를 반복하는 작업에 쓰인다면, 휴머노이드는 예측 불가능한 환경에서 사람의 복잡한 동작을 구현해야 하므로 더 높은 신뢰성 입증을 요구받습니다.

단독 부품의 자립을 넘어 모듈 단위 국산화 시도도 진행 중입니다. 감속기와 서보모터를 하나로 묶은 '일체형 액추에이터' 개발에 기업들이 뛰어들었습니다. 하이젠알앤엠은 2024년부터 이 통합형 샘플 출하를 시작했고, LS메카피온은 산업용 서보모터 국내 1위 기술력을 바탕으로 휴머노이드급 액추에이터 개발을 진행 중입니다 ². 부품 하나를 국산화하는 것을 넘어, 관절 전체를 통째로 만들어 공급하려는 움직임이 나타나고 있는 것입니다.

기술 권리를 지키기 위한 특허 전략과 국가 정책

한국지식재산연구원 고유흠 선임연구원은 이 전환 시점에 핵심 원천기술의 '특허 선점'과 국제 표준화 주도권 확보가 시급하다고 제언했습니다. 고 선임연구원은 국가 차원의 IP 중심 세제·금융 지원과 국가 R&D와 특허 전략의 연계를 통한 전략적 IP 정책 강화를 모색해야 한다고 강조했습니다 ³.

정부는 이미 휴머노이드 로봇을 국가첨단전략기술로 지정하고, 액추에이터·센서 같은 핵심 부품의 내재화와 국산화를 핵심 축으로 추진하고 있습니다 ³. 산업연구원(KIET) 역시 로봇 산업의 경쟁이 개별 제품의 성능과 가격을 넘어, AI·핵심부품·실증·양산·공급망이 결합된 산업생태계 단위로 전환되고 있다고 진단했습니다 ⁴.

다만 감속기의 60~80%가 여전히 일본에서 수입되고, 휴머노이드급 부품이 아직 검증 단계라는 현 주소는, 국산화가 아직 넘어야 할 기술적 문턱에 있음을 보여줍니다.