국내 최초 1200V급 고전압 파워모듈용 은 나노분말 양산 개발 日 독점 시장에 도전장
LG화학 공급 연계 테스트서 접합강도 95MPa 기록, 목표치 3배 상회하는 '압도적 성능'
2022년 설립된 인천 소재 소재 전문기업… 강기현 대표 "연 360억원 수입 대체 효과 기대“
국내 소부장 강소기업 메타일렉트로(대표 강기현)가 전량 수입에 의존하던 전기차(EV)용 고출력 전력반도체 핵심 소재인 ‘50나노미터(nm)급 은(Ag) 나노분말’의 국산화와 양산 기술 개발에 국내 최초로 성공했다.
인천 남동구에 소재한 메타일렉트로는 중소벤처기업부의 '구매조건부신제품개발사업'을 통해 지난 1년 6개월간의 연구개발 끝에 세계 최고 수준인 일본 Dowa Mining사의 품질에 필적하는 초미세 은 나노분말 양산 기술을 확보했다고 5일 밝혔다.
이번에 개발된 50nm 은 나노분말은 1,200V 이상의 고전압이 흐르는 전기차 배터리팩 제어 모듈과 인버터 내부의 전력 반도체 칩을 기판에 접합하는 소결(Sintering) 소재의 핵심 원료다. 기존 땜납(Solder) 방식이 견디지 못하는 200°C 이상의 고온 동작 환경에서도 안정적인 접합력을 유지하여, 차세대 800V 전기차 시스템의 필수 소재로 꼽힌다.
특히 메타일렉트로의 이번 성과는 단순한 실험실 수준의 개발을 넘어, 실제 글로벌 수요 기업의 양산 라인 적용 가능성을 입증했다는 점에서 큰 의미가 있다. 메타일렉트로는 1차 벤더인 ㈜신한메탈을 통해 글로벌 배터리 및 소재 기업인 LG화학의 까다로운 내부 품질 평가를 진행했다.
평가 결과, 메타일렉트로의 은 나노분말을 적용한 페이스트의 전단 강도(Shear Strength)는 평균 95.18MPa(메가파스칼)을 기록했다. 이는 일반적인 산업계 요구 수준인 30MPa를 무려 3배 이상 상회하는 수치로, 최고치는 104MPa에 달했다. 이러한 압도적인 접합력은 전기차 주행 시 발생하는 극한의 진동과 열충격 상황에서도 부품의 안전성을 완벽하게 담보할 수 있음을 의미한다.
기술 개발을 주도한 문현성 부장(실무 총괄)은 "경쟁사인 일본 기업들이 사용하는 유기용매 대신, 젤라틴을 활용한 독자적인 친환경 수계 합성 공정을 개발하여 특허 장벽을 회피하고 원가 경쟁력을 확보했다"며 "입자의 크기를 50nm 수준으로 정밀 제어하면서도 대량 생산 시 균일한 품질을 유지하는 것이 핵심 기술"이라고 설명했다.
실제로 메타일렉트로가 개발한 친환경 공정은 기존 수입 제품 대비 탄소 배출량을 96.8%나 획기적으로 줄인 것으로 나타났다(LCA 분석 결과). 이는 향후 유럽의 배터리 여권 제도 등 강화되는 글로벌 환경 규제에 대응해야 하는 국내 완성차 및 배터리 업계에 큰 매력 포인트가 될 전망이다.
강기현 대표는 "2022년 3월 4일 회사 설립 이후 짧은 기간 안에 세계적 수준의 기술력을 확보할 수 있었던 것은 R&D에 대한 과감한 투자와 연구원들의 헌신 덕분"이라며 "현재 구축된 연간 6톤 규모의 양산 체제를 바탕으로 연 360억원 이상의 수입 대체 효과를 창출하고, 전력 반도체를 넘어 5G 통신, 디스플레이 등 첨단 산업 전반으로 사업 영역을 확장해 나갈 것"이라고 포부를 밝혔다.
개발 실무를 주도한 문현성 부장은 "나노 입자의 크기와 형상을 제어하는 원천 기술부터 양산 설비까지 내재화했다"며 "앞으로 방열 소재와 차세대 디스플레이 전극 등 다양한 첨단 분야로 기술을 확장할 것"이라고 밝혔다.
메타일렉트로는 이번 국산화 성과를 바탕으로 신한메탈 등 파트너사와의 협력을 강화하고 LG화학을 포함한 국내외 주요 전기차 및 전장 부품 기업의 공급망 진입을 본격화할 계획이다. 일본 기업이 주도해온 첨단 나노 소재 시장에서 ‘메이드 인 코리아’ 기술 경쟁력을 입증할 전망이다.
