인공지능(AI)이 전 산업분야에 걸쳐 큰 변화를 일으키고 있다. 피지컬 AI, 에너지저장장치(ESS), 데이터센터, 반도체 및 배터리 제조공정, 디스플레이 등 거의 모든 분야에서 AI시대를 맞아 신시장이 열리고 있다는 분석이다. 새로운 수요에 맞춰 기술 기업들은 저마다 새 시장을 개척할 신무기를 장착하고 나섰다. 미래를 위해 ‘프론티어’ 정신으로 새롭게 도전하는 혁신기업들을 소개한다.
◇ESS·디스플레이에도 부는 새 바람
AI시대에 꼭 필요한 데이터센터에는 ESS와 전력 인프라가 필수다. 에이스엔지니어링은 재생에너지와 AI 데이터센터 수요 증가에 맞춰 ESS와 전력 인프라 영역으로 사업을 확장한 회사다. 이 회사는 국내 최초로 운송용 컨테이너를 국산화했다. 에어버스의 항공기 동체 및 날개 운송용 특수 컨테이너를 세계 최초로 개발하면서 주목받기 시작했다.에이스엔지니어링은 특수 컨테이너를 제조하며 쌓은 역량을 2010년대 ESS 시장에 진출하면서 고도화했다. 컨테이너 구조 설계와 하중 분석, 내구성 진단 등의 핵심 역량을 내재화한 것. 제품 설계부터 운용을 아우르는 원스톱 생산을 앞세워 차별화를 꾀하기도 했다. 국제 표준 인증을 확보해 국내뿐 아니라 국제적인 기준에서도 품질을 인정받았다. 실시간 품질 지표 관리시스템과 품질관리시스템(APIS)을 개발해 품질관리 역량을 강화했다. 자동용접 설비를 생산 라인에 도입해 작업 효율성도 개선했다.
이 회사의 주력 제품인 ESS 인클로저(배터리 시스템을 둘러싸는 보호장치)는 설계 단계부터 고객 요구 조건과 국가별 안전 기준을 반영해 맞춤형 솔루션을 제공하는 것이 강점이다. 이를 발판 삼아 지난해 누적 기준 47기가와트시(GWh)를 웃도는 ESS 프로젝트를 30여개국에서 진행했다. 올해는 누적 기준 65GWh 이상의 ESS 프로젝트를 확보하겠다는 목표를 세웠다. 현재 세계 시장 점유율은 30％ 내외로 향후 데이터센터용 전력 인버터와 전력 계통 설비 솔루션을 공급하며 사업군을 넓힐 계획이다.
피지컬 AI 시대에 맞춰 중대형 폴더블 디스플레이 패널로 사업을 확장한 회사도 있다. 코스닥시장 상장사인 선익시스템은 외국에 의존해 온 중대형 유기발광다이오드(OLED)의 증착 공정을 국산화한 회사다. 이 회사는 제조 공정에서 대형 기판을 흔들림 없이 다루는 기술을 내재화해 지난해까지 글로벌 8.6세대 누적 투자 물량의 66％가량을 확보하기도 했다. 선익시스템은 증착 기술을 고도화한 차세대 기술 올데로스(OLEDoS)로 향후 업계를 주도하겠다는 계획이다. 올데로스는 반도체 웨이퍼 위에 OLED를 증착해 초고해상도를 구현한다. 저전력 구현이 가능해 AI 스마트 글라스에 활용할 가능성이 높다고 평가받는다.
1인치 크기의 디스플레이에 5000개 이상의 픽셀이 집적되는 초고해상도가 가능한 것이 특징이다. 선익시스템은 이 분야에서 세계 시장 점유율 80％로 1위를 기록하고 있다. 메타, 애플, 삼성전자 등이 차세대 스마트 글라스 핵심 부품 제조사로 이 회사를 주목하고 있다. 2024년에는 한국정보디스플레이학회에서 올해의 디스플레이 대상을 수상하기도 했다.
◇전극공정 고효율화로 차별화
2차전지 핵심공정인 전극공정 전문 장비를 제조하는 씨아이에스도 새 도전을 시작했다. 이 회사는 처음엔 2차전지 안전성 평가설비를 개발해 미국에 수출하다가 이후 나노박막 전도체 코팅 장비, 양산용 롤 프레싱 장비를 개발하며 성장해왔다.2차전지 전극 공정은 활물질을 전극 기재 위에 도포한 뒤 이를 건조해 전극을 완성하는 단계로, 배터리 성능과 품질을 좌우하는 핵심 공정으로 꼽힌다. 전극 공정은 원재료를 혼합하는 믹싱, 슬러리를 전극 판에 일정 두께로 도포하는 코팅, 전극 판에 압력을 가해 고밀도 전극을 형성하는 압연(롤 프레싱), 전극 판을 절단하는 슬리팅 등의 공정으로 구성된다. 씨아이에스는 동박과 알루미늄박 위에 양극과 음극 전극을 일정하게 코팅하는 장비인 코터, 코팅된 극판의 밀도를 높이는 캘린더(롤 프레스), 모든 과정을 거친 전극 판을 일정한 크기로 절단하는 슬리터 등의 장비를 제조한다.
이 회사는 최근 에너지 효율과 생산성을 동시에 개선할 수 있는 ‘하이브리드 건조 코팅 시스템’을 개발하는 데 성공했다. 씨아이에스의 하이브리드 건조 코팅 시스템은 기존 열풍 방식에 레이저(Laser)와 중적외선(MIR) 광 열원을 결합한 복합 건조 시스템이다. 열풍으로 전극 전반을 균일하게 건조하면서 광 열원을 활용해 전극 내부까지 에너지를 직접 전달함으로써 건조 효율을 높이도록 설계한 것이 특징이다.
또 전극 재료 특성을 고려한 공정 데이터를 기반으로 한 실시간 제어 기술을 적용해 전극 품질의 재현성과 공정 안정성을 확보했다. 이를 통해 전극 품질을 유지하면서도 기존 건조 방식 대비 공정 속도를 약 18% 개선하고, 에너지 비용을 약 25% 절감하는 한편 설비 크기를 대폭 줄이는 공정 혁신을 이뤄냈다. 씨아이에스 관계자는 “하이브리드 건조 코팅 시스템을 전극 공정 고효율화를 위한 핵심 기술로 육성할 계획”이라며 “차세대 전지인 전고체 전극 장비 분야에서도 신규 장비 개발에 나설 것”이라고 말했다.
민지혜 기자 spop@hankyung.com
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