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<인터뷰 원문>

 

진행 : 디일렉 한주엽 대표, 디일렉 이수환 전문기자

출연 : 대성금속 이상민 수석연구원

 

-다시 돌아왔습니다. 저희 킨텍스 전시관에 나와 있습니다. 7월 5일부터 7일까지 3일간 개최되는 『나노코리아 2023』 현장입니다. 내일까지니까 내일이 금요일인데 와서 좀 보시면 여러 가지 이쪽 분야에 이해가 있으신 분들 보시면 다양한 경험하실 수 있을 것 같습니다. 나노코리아 2023이 각종 분야의 나노 기술에 관한 기업과 학계의 연구 결과물 혹은 상용화 결과물을 볼 수 있는 자리입니다. 저희가 어제와 오늘 양일에 걸쳐서 정부 포상을 받은 우수한 나노 기술 연구자와 기업 관계자를 모셔서 라이브로 인터뷰하는 시간을 갖고 있습니다. 오늘 마지막 시간인데요. 대성금속의 이상민 수석연구원님 나오셨습니다. 안녕하십니까.

“안녕하세요.”

-이번에 나노산업기술상 받으셨어요. 한국산업기술진흥원장상 받으셨는데 저희가 수상내역을 보니까 『디스플레이와 전자부품에 사용되는 신뢰성이 높은 고신뢰성 은·구리(Ag·Cu) 그래핀 전도성 잉크』로 받으셨습니다. 이 디스플레이 및 전자부품용 고신뢰성 은·구리(Ag·Cu) 그래핀 전도성 잉크는 어디에 쓰이는 겁니까?

“제목이 어렵게 돼 있지만 간단하게 말씀드리면, 기존에 은이나 구리 분말을 이용한 페이스트들 잉크들 다양하게 있지 않습니까? 거기에서의 단점을 보완하기 위해서 저희가 그래핀을 코팅을 해서 그 입자를 이용해서 페이스트나 잉크를 만드는 건데요. 그 캡핑을 함으로써 전도성을 개선하고 특히나 전도성보다도 산화 방지나, 구리 쪽에서 보면 산화 방지가 되고 은에서 보면 마이그레이션이라고 해서 전류를 흘렸을 때 이온이 이동하면서 쇼트가 나는 현상이 있습니다. 그걸 방지하는 목적으로 저희가 진행을 했고. 이 부분이 사실 디스플레이 쪽에서는 접합 용도로. 전극이나 배선의 접합, 나중에 필름과 단자의 접합들 이렇게 칩의 접합들. 다양하게 사용이 되고 있고요. 그리고 디스플레이 이외에도 전기차 쪽에 칩 본딩들. 그리고 다양한 신터 소재, 신터링(Sintering)이라고 하는데 고온에서 또 본딩하는. 어찌 보면 결론은 다 용접에 관한 접합 소재들인 거죠. 근데 좀 더 기존에 노말한 은과 구리에 대비해서 모든 면에서 안정성을 가지고 신뢰성이 좋아진다는 그런 취지가 됩니다.”

-기존 은·구리(Ag·Cu) 전도성 잉크 대비 다른 건 그래핀을 썼다는 겁니까? 아니면 어떤 면에서 다른 겁니까?

“사실 다르다고 말씀드린 건 기존에 은과 구리는 있습니다. 거기에 저희가 직접 그래핀을 1나노에서 3나노까지 입자마다 코팅을 합니다. 입자에 고르게.”

-은과 구리에요?

“맞습니다. 코팅을 해서 그걸 이용한 잉크나 페이스트가 되는 건데요. 그걸 이용하는 방법은 저희만 지금 기술을 가지고 있고.”

-은과 구리의 그래핀을 코팅하는 건 지금 대성금속만 하고 있다는 겁니까?

“다른 업체들이나 이렇게 사용하는 업체들은 도판트 형식이나 첨가 형식을 많이 하게 됐는데 저희는 그렇진 않고요. 그렇게 돼버리면 안에 있는 바인더나 이런 게 소결되면 날아가면서 밖으로 빠지지 않습니까? 그러면 안에 고르게 분포가 되지 않습니다. 그리고 입자 하나하나마다 억제를 시킬 수가 없기 때문에. 저희는 그걸 반대로 이용해서 랩핑을 하거나 이런 식으로 해서 좀 고르게 분포를 하고, 실제적으로 산화나 이런 걸 다 방지할 수 있게 신터하는 밀집도나 충진도를 올린 거죠.”

-그렇군요. 지금 그러면 기존에도 이런 은·구리(Ag·Cu) 활용하는 전도성 잉크 시장 규모는 어느 정도나 됩니까?

“전 세계적으로는 방열이나 전도성 잉크들이 굉장히 많지만, 각각 분야로 봤을 때는 방열 쪽으로는 한 10조원에서 20조원 정도 되는 시장을 보유하고 있는 것 같고요. 차폐도 지속적으로 성장하는 시장을 가지고 있고. 일반적인 태양광도 있을 거고. 이런 시장들은 거의 30조원 이상의 시장을 확보하고 있습니다. 특히 앞으로는 일반적인 태양광 전극도 중요하겠지만 태양광 전기나 일반 배선이나 이런 부분이 중요하겠지만, 앞으로는 방열 차폐가 훨씬 더 많이 커지고 전기차로 가거나 디스플레이 쪽도 서로의 간섭이 많아지게 됩니다. 그리고 배터리 용량도 커져야 되고. 그러면 계속 작게 만들어야 되고 배터리도 충전율이 높아지기 때문에 위험하지 않습니까? 전자파 간섭도 없애야 되기 때문에 차폐나 방열이 지속적으로 매년 지금 한 10~20% 씩 계속 성장하는 걸로 알고 있습니다.”

-대성금속이 개발한 구리-그래핀 입자 제조 기술. 그래핀을 씌우는 코팅하는 기술을 활용하면 기존 대비로는 은이 비싸잖아요? 은 함량을 많이 낮출 수 있다고 자료에는 적혀 있던데. 얼마나 낮출 수 있고 또 전체적으로 봤을 때 이걸 썼을 때 원가절감 효과는 어느 정도나 될지에 대해서 좀 얘기를 해주시죠.

“단순히 “은 대체로 구리를 쓴다.” 이렇게 생각하시면 사실 큰 오산입니다. 은은 대기 중에서 소결이 가능한 제품들이고, 구리 같은 경우에는 대기 중에서 그냥 일반적으로 소결하기 좀 힘든 제품입니다. 그래서 진공이나 가스분위기를 활용해서 하게 되면 은과 똑같은 성능이 나오게 됩니다. 다만 그래핀이 캡핑이 됐을 경우에는 그러한 성능이 소결 후에 전극이 형성 됐을 때 산화를 방지하게 되는데, 이러한 산화 방지에서 신뢰성이 차이가 많이 나게 됩니다. 일단 은을 쓰게 된다면 은은 보통 페이스트가 킬로그램(kg) 당 한 150만원 정도 형성을 하고 있는데. 외국 제품 같은 경우에는 킬로그램(kg) 당 한 200만원도 넘어가고 있습니다. 그리고 시세 변동이 아주 큽니다. 그래서 시세 변동에 개의치 않으려고 저희가 구리-그래핀에다가 하이브리드 된 제품, 은을 하이브리드를 한다든지 고객사의 요구에 맞게 그 함량을 조절을 하고 있고. 조절함에 따라서 일단 단가 부분도 무조건 3분의 1 이하로 떨어지는 걸로 확인이 돼서, 수요 기업에게도 원가절감이 굉장히 크게 작용이 되고 있습니다.”

-그러면 그래핀 기술을 그렇게 활용을 했을 때 기존에 은·구리(Ag·Cu) 쓰는 거 대비 트레이드오프 되어서 떨어진다거나 이런 건 없어요?

“아까 말씀드렸시피 소결하는 조건이 트레이드오프가 되겠죠. 대기 중에서 아주 간편하게 하다가 진공이나 가스를 써야 되는 조건이 오게 되고. 근데 앞으로도 차세대 소결 방법이 되겠지만 광소결이라고 있습니다. 제논 램프 (Xenon Lamp)를 조사해서 그에 반응하는 금속을 소결을 시키는데요. 그 부분을 사용을 하게 되면 은과 똑같은 조건보다 양산성이 빠르고 안정적으로 전도성을 가지게 되는데, 결론적으로 거기 가기 위해서는 고가의 설비가 들어와야 된다는 단점은 있습니다. 그래서 은을 대비해서 좋다고 말씀하시는 건 일단 코스트는 무조건 좋은 부분이고. 그리고 은에 미세패턴이 많이 나게 되면 마이그레이션 현상이 무조건 일어나게 됩니다. 테스트를 하게 되면 4시간 안에 이온 쇼트가 일어나게 됩니다. 그 부분을 억제할 수 있는 역할을 할 수 있는 입자가 들어가기 때문에 그런 쇼트 현상은 없어질 거다. 그렇게 판단하고 하고 있습니다.”

-그래핀 전도성 잉크를 개발한 것이 대성금속이 최초라고 아까 말씀을 해주셨는데. 이런 아이디어에 대한 것은 과거부터 있었던 겁니까? 아니면 아이디어 자체도 대성금속이 처음으로, 이거 이렇게 해보면 훨씬 좋겠다고 생각해서 하신 겁니까? 아니면 원래 아이디어는 있었는데 기업들이 해보려다가 어렵거나 하여튼 여러 가지 쉽지 않다 해서 안 했던 겁니까? 어떤 겁니까?

“사실 제가 대성금속에 오면서 한 4년 정도 됐습니다. 3년이 좀 넘어가는데. 제가 오기 전에 일단 한국전기연구원(KERI)에 기술이전이 협약이 돼 있었습니다. 그래핀을 입자만 코팅하는 기술이었습니다. 근데 캐파가 워낙 소량이었기 때문에 저는 지난 3년간 캐파를 거의 백 배 이상 키우고 그리고 안정적인 재현성과 이런 잉크의 바인더 포뮬레이션 기술까지 하기 위해서, 저희 전담 연구소가 페이스트랑 잉크만을 위한 연구소로 꾸려져 있습니다. 그래서 저희가 이런 랩핑하는 기술은 국내에서는 저희 밖에 하고 있지 않고 해외에서도 저희만 하고 있습니다. 저희가 카본을 써서 만드는 것도 아니고. 일반적인 유기물에서 추출을 하기 때문에, 이러한 방법은 사실 저희만 하고 있기 때문에 아주 시크릿한 부분에서 지금 진행을 하고 있고요.”

-그러면 지금 이거는 개발이 언제 완료된 겁니까?

“개발이 페이스트 상으로 완료된 건 한 1년 전 정도 된 것 같습니다.”

-오래 안 되셨네요.

“오래 안 됐고 저희가 주요 기업에 신뢰성이나 이런 부분도 많이 하고 있고 소량 매출도 하고 있고.”

-얼마나 하고 계십니까?

“사실 연간 억단위 정도 하고 있는데 저희가 지금은 앞으로도 하려는 기업들이 대기업들을 굉장히 많이 하고 있기 때문에. 산업을 가리지 않습니다. 디스플레이, 전기차, 자동차 회사들 무수하게 하고 있기 때문에 한 10여 개 이상 기업은 저희랑 꾸준히 디벨롭을 하고 있고, 지금 방열 쪽으로 승인 직전 단계도 많이 와 있습니다. 오디트(Audit) 준비하고 있습니다.”

-지금 보시기에 가장 많은 매출을 올릴 분야는 어느 분야라고 보십니까?

“현재는 제가 봤을 때는 방열 쪽이나.”

-자동차나 전기차.

“전기차든 디스플레이든 다 똑같습니다. 방열 차폐는 기본적으로 확장성이 너무 크기 때문에 어디 산업에 어디만 쓰인다고 말씀드리기가 어렵기 때문에, 이 부분은 굉장히 시장성이 클 것 같고요. 그리고 앞으로도 고신뢰성이 요구되는 전장용 접합 부분들. 전기차로 갈수록 충격이 커지고 그리고 내연기관이 아니기 때문에 기계를 간편하게 가볍게 만들어야 됩니다. 가볍게 만들기 위해서는 접합 소재가 볼트 이런 게 아닌 페이스트나 이런 걸로 본딩이 돼야 됩니다. 그렇기 때문에 가볍고 경량화되고 고강도로 가기 위해서는 고신뢰성 잉크나 페이스트가 필요하게 됩니다. 그래서 저희가 이런 쪽도 굴지의 모빌리티 회사랑 또 하고 있고요.”

-국내 기업입니까?

“국내외로 하고 있습니다.”

-그렇군요. 그러면 지금 이거는 생산 캐파가 어느 정도나 됩니까?

“지금 생산 캐파로는 저희가 월에 한 1~2톤 정도는 충분히 하고 있고요. 캐파는 이미 양산 설비는 다 세팅이 된 상태입니다. 저희가 그 기간을 위해서 시간이 걸렸을 뿐이고 그걸 재현을 확인하기 위해서 오랜 시간이 걸려서 안정화를 시켰을 뿐입니다.”

-이건 킬로그램(kg)당 단가는 얼마나 해요?

“사실 구리-그래핀만 봤을 때는 킬로그램 당 대략 시세가 변동이 없기 때문에 크게. 원래 구리 같은 경우에는 원가보다 파우더가 훨씬 비쌉니다. 얘는 흔들릴 염려가 없죠. 그렇기 때문에 저희가 킬로그램 당 한 50~60만원 정도. 그래서 한 3분의 1은 저희가 무조건 메리트를 가지고 가는 거죠. 거기에 하이브리드를 하더라도 킬로그램(kg)당 100만원 이하에 다.”

-캐파가 지금 얼마라고요?

“캐파가 한 1~2톤 정도 월마다 합니다.”

-월에요?

-그럼 1년이면 12톤 정도 되겠네요.

“넘게 하죠. 최소 그 정도.”

-그런데 킬로그램(kg)당 50~60만원. 그럼 곱해보면 대략.

“계산은 좀 어려운데. 50~60억원 정도 되지 않을까…”

-연간으로요?

“월간으로 봤을 때는 5~6억원 정도 될 것 같아요. 한 100억원 정도 가까이 되지 않을까 예상을 하고 있습니다.”

-그런데 지금 어쨌든 주문이 계속, 아까 거의 막바지까지 온 기업들도 있고. 주문이 늘어나서 톤 단위로 계속 하면 시설투자는 더 하셔야 되겠네요?

“시설투자는 이미 지금도 많이 하고 있고, 저희가 지난 3년간 그래도 한 40억원 정도는 한 것 같습니다. 저희 R&D 쪽으로만, 캐파 올리고 설비 구입하고. 설비도 직접 저희가 설계를 하기 때문에.”

-만드는 설비 자체를요?

“사실 기성품이 아닙니다.”

-대성금속이라는 회사가 저희가 보니까 1980년도에 설립된 아주 오래된 40년이 넘은 회사이고. 지금 창업자께서는 이제.

“2세 경영을 하고 있습니다.”

-작고 하신 것 같고 2세 경영인데 실적이 2020년, 2021년, 2022년 각각 보니까 1900억원, 2028억원, 작년에 1925억원으로 매출 규모가 상당한데. 귀금속을 주로 많이 다루다 보니까 이익 수준은 사실 한 30억원 언더로 이쪽 저쪽 하시는 것 같아요. 그래서 회사 전체적으로 보면 이익률은 박한데 지금 전기 전도성 잉크 같은 경우는 이거는 마진은 굉장히 잘 남는 재료 아닙니까?

“사실 저희 회사에서 귀금속을 많이 다루기 때문에 이익률은 한계가 있습니다. 어떻게든 경쟁이기도 하고 치킨게임이기도 하고 하지만 새롭게 저희 회사가 시작하는 디스플레이 박막 타겟이라든지 스퍼터링(Sputtering) 타겟이나 접점 사업이나 그리고 저희 쪽 사업이나 신사업으로 많이 전환하고 있고, 저희가 가장 시간이 많이 걸렸지만 그래도 이익률 면에서는 월등히 좋기 때문에.”

-한 30% 이상 나옵니까?

“저희는 한 50% 이상.”

-엄청난 고부가네요.

“고부가입니다. 인원이 많이 들진 않습니다. 또 설비도 크기가 작습니다. 많이 크진 않습니다.”

-그러면 지금 그래핀을 코팅할 수 있는 이 기술은 특허권이나 이런 것들은 지금 세계 각국에 많이 다 걸려 있습니까?

“현재 저희가 기술이전을 받을 때도 한국전기연구원(KERI)이랑 계약돼 있는 것도 10년 이상 제휴가 돼 있고.”

-독점 계약입니까?

“맞습니다. 미국부터 다 돼 있고 해외까지. 그리고 그걸 가지고 저희가 또 업그레이드가 더 됐습니다. 그걸 그대로 지금 보존하고 있지는 않기 때문에 거기에서 또 저희 특허가 현재 연간 3회씩 계속 걸고 있고, 지금 4년 차까지 12개 정도 지금 걸고 있고요. 계속 지속적으로 하고 있습니다.”

-연구원님한테 여쭤볼 질문은 아닌 것 같기는 한데. 이건 재무나 대표님한테 여쭤볼 질문이긴 한데, 그냥 기왕에 오셨으니까. 혹시 지금 회사의 규모나 이런 걸 봤을 때 물론 회사의 소유주라고 해야 됩니까? 최대주주께서 100% 다 갖고 계신 것 같은데. 혹시 상장 계획 이런 거는 있습니까?

“사실 제가 언급할 건 아니지만 저희 사업이 좀 잘 된다면 이쪽 사업이 지속적으로 많이 커진다면 그럴 계획도 있다고 들은 건 있습니다.”

-아까 여기 전도성 잉크 얘기하셨는데 아까 스퍼터링 타겟 이런 것도 얘기, 그쪽 얘기도 살짝 해 주실 수 있습니까?

“저희가 국내 유일하게 스퍼터링 타겟을 진행하고 있고.”

-하니웰 이런 데서 잘하지 않습니까?

“그래도 저희가 L사나 S사에도 직접 다 공급을 하고.”

-그건 어떤 용도입니까? 터치입니까?

“디스플레이 쪽에 CVD나 박막 하는 거 있지 않습니까? 증착할 때 배선으로 쓰는 그런 타겟들이고. 그 조성이 굉장히 다양합니다. 그에 맞는 조성들이 각각 있기 때문에 금속도 저희가 알로이(alloy) 연구도 하고 있고. 그런 쪽으로도 실린더 타겟이나 플레이트라고 해서 평판 타겟들 그런 거를 국내 유일하게 하고 있고. 앞으로 지금 중국에도 점점 확대하고 있습니다. BOE나 이런 데도 지금. 그래서 그 시장은 제가 지켜본 바로는 계속 성장을 하고 있습니다. 이 정도면 이익률도 굉장히 높은 편입니다.”

-지금 신사업이 타겟과 페이스트 잉크 쪽 두 개가 신사업이군요. 타겟은 주로 디스플레이 쪽을 보고계신 거고.

“아직은 그렇습니다.”

-그리고 전도성 잉크 같은 페이스트 사업은 전 분야에 걸쳐서.

“맞습니다. 사업 분야가 너무 많기 때문에 솔직히 금속 아닌 것도 하고 있어서. 절연 쪽이라고 해서 인슐레이션(insulation). 그런 쪽도 정수기도 들어가고 갖가지 들어갑니다. 너무 많이 들어갑니다. 갖가지 제품에.”

-약간 상장회사 중에 엠케이전자 이런 쪽이랑 많이 겹친다는 느낌도 드는데.

“그렇지 않습니다. 엠케이전자를 잘 알기 때문에 겹치지 않고요. 거기는 와이어나 골드와이어 이런 쪽 하기 때문에.”

-혹시 궁금하신 것 더 있으십니까?

-제가 궁금했던 아까 전기차나 배터리 쪽 방열 말씀하셨잖아요. 그쪽은 크게 성장하고 있으니까 그쪽에 대한 진행되고 있는 건이나 어떤 것들이 좀 있는지 궁금합니다.

“직접적으로 배터리에는 저희가 방열 케이스나 이런 데 들어가지 않고요. 현재는 동박에 많이 들어가겠죠. 근데 전기차가 경량화되기 위해서는 동박을 대체 하려는 움직임은 많습니다. 지금 예를 들어서 패널 뒤쪽에 칩들이나 이런 쪽에 동박을 굉장히 많이 썼습니다.”

-맞아요.

“많이 썼는데 저희가 대체를 많이 하려고 노력하고 있고, 그런 쪽으로 성과가 조금씩 나오고 있고. 동박보다 훨씬 가볍기 때문에 저희는 더 얇게도 할 수 있고. 저희는 인쇄를 하게 되면 3~5마이크로(μm)로 인쇄를 하는 기업들이 있습니다. 그래서 경량화가 일단 시작되고 있고 열 확산이나 열 방출이나 이런 부분들이 우수하게 나오고 있어서 그런 쪽으로도 계속 확대를 할 수 있지 않을까 하고 있습니다.”

-지금 기업이랑 따로 뭐 얘기하고 계신 건 있으십니까?

“많이 있습니다. 다 아는 기업들입니다.”

-저희 다음 번에 따로 한 번 더 모셔서 구체적으로 여쭤볼 수 있는 기회가 되면 좋겠습니다. 연구원님 회사에서 어쨌든 상을 받으신 거지만 상 받으신 거 축하드리고, 지금 전기 전도성 잉크 그래핀 코팅한 이 재료 사업화가 크게 좀 성공하시면 좋겠네요.

“나라에 이바지해야 될 것 같습니다.”

-고맙습니다.

“감사합니다.”

정리_최홍석 PD nahongsuk@thelec.kr

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