반도체와 각종 통신장비, 배터리 등 실생활에서 접하는 모든 전자기기와 장비는 반드시 열을 발산한다.
열에 대한 관리는 기기의 성능 및 효율과 직결되는데, 소형화를 위해 갈수록 고집적화되면서 방열 현상이 더욱 커지고 있다.
업계는 구조적인 설계 향상으로 장비의 성능 개선을 이루는 한편 방열 특성을 향상시켜서 개선하는 방법도 활발하게 진행하고 있다.
소울머티리얼은 세계에서 처음으로 저온소결공정 마그네시아 필러를 양산에 성공하며 글로벌 시장에서 주목을 받고 있다.
● 내흡습성 우수한 마그네시아 방열 필러 저온 생산
소울머티리얼은 한국재료연구원의 기술출자로 2021년 9월 설립된 연구소 기업이다.
정인철 대표는 연구원 재직 시절 다양한 세라믹의 개발 및 제조를 담당하던 중 2020년 우연히 마그네시아를 접한 한 이후 한국재료연구원의 기술출자 제의를 받아 마그네시아 방열 필러를 전문적으로 생산하는 회사를 창업하게 됐다.
방열 필러는 전기 소자에서 발생하는 열을 외부로 전도해 주는데, 소재의 종류에 따라 전기전도성 방열 필러와 전기절연 방열 필러로 구분된다.
전기차의 리튬배터리를 포함해 전기절연 방열 필러로 사용되는 것이 마그네시아 소재를 포함하는 세라믹 방열 필러다.
정 대표는 "이전까지 알루미나, 알루미늄 나이트라이드, 보론나이트라이드와 같이 세라믹 원소재는 일본을 포함한 해외 의존도가 높은 시장이었다"며 "이제는 우리가 확보한 기술을 바탕으로 기존의 세라믹 방열 필러의 국산화를 통한 수입대체 내지 수출 가능성이 높아졌다"고 말했다.
● 열전도도 2배 이상 높이고 무게 10% 줄여…최고의 경쟁력 확보
소울머티리얼은 기존에 사용되는 산화물 방열 필러 대비 2배 이상 열전도도가 높으면서도 낮은 밀도를 가지고 있어 10%의 무게 감소가 가능한 마그네시아 필러를 개발·생산하고 있다.
정 대표는 "자동차의 무게 감소와 방열특성 향상을 통해 배터리 셀의 밀도를 높일 수 있어서 전비 향상에 큰 영향을 미친다"며 "또한 기존의 세라믹 필러 대비 녹는점이 높아 화재 확산 지연시간의 증가도 기대할 수 있다"고 말했다.
이처럼 뛰어난 경쟁력을 확보할 수 있었던 것은 꾸준한 기술 개발에 나선 결과다.
정 대표는 "마그네시아 필러는 고온 소결에 따른 비용과 물을 흡습해 발생하는 표면의 수산화마그네슘에 의해 사용이 불가능했다"며 "소울머티리얼에서는 이러한 단점을 보완한 생산 공정을 개선해 내흡습성이 우수한 마그네시아 방열 필러를 저온에서 소결 생산하고 있다"고 설명했다.
방열 필러는 폴리머와 함께 배합해 열계면소재로 치약과 같은 페이스트, 패드, 접착테이프의 형태로 사용된다. 이때 공정 안정성을 향상시키기 위해서는 구형의 형상을 가지고 있어야 한다.
이에 소울머티리얼은 생산성 및 품질 유지를 위해 구형화 공정과 내흡습성 균일화를 위한 혼합 및 열처리 공정을 핵심적으로 개발해 제품의 생산에 적용하고 있다.
● "경쟁력은 결국 사람이 좌우" 입사 1년 이후부터 석박사 진학 추천
소울머티리얼은 현재 열계면소재 상위 업체에 샘플을 공급하는 동시에 해외 10개사 이상, 한국 24개사 이상의 테스트를 거쳐 일부 업체에서는 공정안정화 테스트를 진행 중이다.
또한 해외 세라믹 방열 필러 제조 업체에서 투자 제의를 받아 협의를 벌이고 있다.
이미 우수한 기술력을 인정받아 소재부품장비 스타트업 100 복합소재 분야 우수기업, 대구경북지방 중소벤처기업청장 표창장, 창업진흥원 원장 최우수상, 연구개발특구이사장 우수상을 수상한 바 있다.
정 대표는 "각 부서의 특성에 맞추어 전문적인 지식을 갖춘 인재를 꾸준히 영입 중이며, 입사 1년 이후부터 석박사 진학을 추천하고 있다"며 "초기 창업 시 입사한 직원의 경우 올해 MBA 진학을 위해 원서를 접수해 놓은 상황"이라고 말했다.
● 방열 필러가 포함 열계면소재 시장 규모 2028년 15조원 추산
방열 필러를 포함하는 열계면소재의 시장은 전기자동차의 증가와 함께 2028년도 15조원을 넘을 것으로 예상된다.
중국이 40% 미국이 30%를 차지하고 있으며, 세계 Top 5의 글로벌 시장 점유율은 약 35%를 차지하고 있는 실정이다. 특히 세계 1위 기업인 미국의 DOW사가 8.5%, 2위인 일본이 shin-etsu chemical이 5.5%를 차지하고 있다.
소울머티리얼은 연내에 기존 월 9톤 생산 설비와 함께 증설되는 30톤을 포함해 39톤의 생산 설비를 갖춰 2024년도 매출 100억원을 돌파한 후 2026년도까지 600억의 매출을 달성한다는 것이 목표다.