②"신소재 양산까지 3~4년"…완제품 대신 '소재+솔루션' 지원에 주력

|스마트투데이=최아랑 기자| 배경정 케이비엘러먼트 대표는 인공지능(AI) 방열 소재의 상용화 조건에 대해 “열전달 성능뿐 아니라 두께와 무게, 가공성, 장기 신뢰성, 최종 부품 기준의 원가까지 함께 만족해야 실제 채택으로 이어진다”고 강조했다.

디스플레이와 모바일 방열 소재에서 양산 경험을 쌓은 케이비엘러먼트는 AI 서버로 그래핀의 적용 범위를 넓힐 가능성을 검토하고 있다.

다만 배 대표는 AI 산업이 빠르게 성장한다고 회사의 사업 방향을 급격히 바꾸지는 않겠다는 입장이다. 고객 수요와 경제성이 확인된 사업을 중심으로 단계적으로 투자하고, 기존 소재사업과 연결되는 분야부터 확장할 계획이다.

AI 방열 소재 문의 늘어…현재는 초기 성능평가

AI 반도체와 고성능 서버는 연산밀도가 높아질수록 더 많은 열을 발생시킨다. 발생한 열을 안정적으로 처리하는 능력은 시스템 성능과 신뢰성에 영향을 준다.

배 대표는 “반도체와 전자부품 기업을 중심으로 고성능 방열 소재에 대한 문의가 이전보다 늘고 있다”며 “현재는 구체적인 양산 프로젝트보다 소재의 가능성을 검토하는 초기 탐색과 성능평가 단계의 문의가 많은 상황”이라고 말했다.

케이비엘러먼트는 모바일 방열 소재에서 쌓은 경험을 바탕으로 비산화 그래핀의 열전도 특성과 복합소재 적용 가능성을 검증하고 있다. 그래핀을 열확산 소재나 복합 방열 소재 등에 활용하는 방안이다.

배 대표는 “그래핀은 얇고 가벼운 형태에서도 열을 빠르게 분산시키는 방향으로 활용할 수 있다”고 설명했다.

실제 적용 부품은 고객사의 열설계와 절연 기준, 두께, 가공공정, 원가 조건에 따라 달라진다. 회사는 특정 부품을 먼저 정하기보다 수요기업의 요구조건에 맞춰 공동 개발하는 방식을 검토하고 있다.

“그래핀 썼다는 것보다 시스템 개선 효과 중요”

모바일용 방열 기술을 AI 서버나 데이터센터로 확장하려면 소재 자체의 열전도율만 높여서는 부족하다. 서버는 높은 열이 지속해서 발생하는 환경이어서 소재와 부품의 성능을 장기간 검증해야 한다.

배 대표는 “AI 서버 환경에서는 높은 열유속을 장시간 안정적으로 처리해야 한다”며 “열저항, 두께와 무게, 접합 및 계면 안정성, 장기 신뢰성, 반복 열사이클 내구성, 전기적 요구조건, 양산 공정성, 가격까지 시스템 단위로 검증해야 한다”고 말했다.

기존 구리와 알루미늄, 흑연계 소재를 대체하거나 보완했을 때 최종 부품의 성능과 비용이 얼마나 개선되는지도 확인해야 한다. 소재의 성능이 좋아도 가공이 어렵거나 부품 원가가 높아지면 채택으로 이어지기 어렵다는 입장이다.

배 대표는 “AI 방열 시장에서는 ‘그래핀이라는 소재를 썼다’는 것보다 기존 구리, 알루미늄, 흑연계 소재 대비 시스템 전체에서 어떤 개선을 만들 수 있는지가 중요하다”고 강조했다.

케이비엘러먼트는 비산화 그래핀을 직접 생산하면서 소재 특성을 제어하고, 고객 공정에 맞춰 분산액과 마스터배치 형태로 공급할 수 있다는 점을 강점으로 제시했다. 기존 소재에 그래핀을 소량 첨가해 방열성과 기계적 물성을 함께 보완하는 방식이다.

다만 AI 서버용 소재는 모바일이나 일반 전자부품보다 높은 열부하와 신뢰성 기준을 충족해야 한다. 실제 사용환경에서 성능이 장기간 유지되는지, 고객사의 생산공정에 적용할 수 있는지를 추가로 확인해야 한다.

배 대표는 “실제 사용환경에서의 장기 성능 검증과 고객 공정별 데이터 축적이 추가로 필요하다”며 “수요기업과의 공동평가를 통해 관련 데이터를 확보해 나갈 계획”이라고 말했다.

개발비·검증기간·반복 매출 따져 투자

AI 소재의 개발 착수부터 첫 매출까지 걸리는 기간은 적용 부품의 중요도와 고객사의 인증 기준에 따라 달라진다. 배 대표는 “그동안 신소재를 양산 적용해온 경험을 보면 고객사의 요구조건 정의부터 품질검증과 양산 승인까지 3~4년 이상 소요되는 경우도 있다”고 말했다.

구체적인 사업으로 이어지면 소재 선정과 기초 물성평가를 시작으로 시제품 제작, 고객 공정 적합성 평가, 신뢰성 검증, 시양산, 양산 승인 등의 절차를 거친다.

사업성은 성능 개선만으로 판단하지 않는다. 고객이 체감할 수 있는 성능 개선폭과 기존 공정 적용 가능성, 목표 원가, 예상 사용량과 시장 규모, 검증기간과 개발비용, 양산 이후 반복 매출 가능성을 종합적으로 살핀다.

배 대표는 “기술적으로 가능하더라도 경제성이 부족하거나 고객 공정에 큰 변경이 필요한 사업은 신중하게 접근하고 있다”고 밝혔다.

회사의 사업 범위는 소재 공급과 응용개발 지원에 집중한다. 고객이 요구하는 물성에 맞춰 그래핀 함량과 분산 조건을 설계하고, 시제품과 양산 공정에 적합한 형태로 소재를 제공하는 방식이다.

그는 “완제품이나 부품사업으로 무리하게 영역을 넓히기보다 고객사와 공동개발을 통해 소재가 실제 부품에 적용되도록 지원하는 ‘소재+솔루션’ 사업모델을 강화할 계획”이라고 말했다.

140억원으로 양산 역량 강화…2027년 상장 목표

케이비엘러먼트는 최근 확보한 시리즈 B 투자금 140억원을 그래핀 상용화와 사업화에 투입할 계획이다. 연구개발과 기술영업 인력을 보강하고 고객사의 양산 전환을 지원할 제품개발, 품질관리, 생산 역량을 강화한다.

배 대표는 향후 투자를 늘릴 분야로 그래핀 마스터배치와 분산기술, 방열을 포함한 고부가가치 응용소재를 제시했다. AI 관련 소재에는 별도의 대규모 투자를 먼저 확정하기보다 고객 수요와 사업성이 확인되는 과제를 중심으로 단계적으로 투자할 방침이다.

그는 “시장 규모와 고객 수요가 확인되지 않은 분야에 선제적으로 대규모 투자를 하기보다 고객 검증과 경제성이 확인되는 사업을 중심으로 선택적으로 확장할 계획”이라고 밝혔다.

회사는 2027년 4분기 코스닥 기술특례 상장을 내부 목표로 준비하고 있다. 내부 경영체계와 내부회계관리 체계를 정비하면서 기술성평가 준비와 사업 성장을 병행하고 있다.

배 대표는 “상장 전 가장 중요한 과제는 단순히 개발 프로젝트가 많은 회사가 아니라 실질적인 양산 레퍼런스와 반복 매출을 보유한 소재기업으로 자리 잡는 것”이라고 말했다.

기존 디스플레이와 모바일 방열 분야의 반복 매출을 늘리고, 현재 검증 중인 마스터배치 적용 제품을 순차적으로 양산 전환할 계획이다.

배 대표는 “고객사 다변화와 양산 품목 확대, 고부가가치 복합소재 비중 확대를 통해 매출 성장과 수익성 개선을 함께 달성하는 것이 목표”라며 “신규 사업도 단기적인 외형 확대보다 반복 가능한 양산 매출 기반을 넓히는 데 초점을 맞추겠다”고 밝혔다.