기술패권 경쟁시대, 첨단산업 초격차 이끄는 우수나노기업-①제이오 강요섭 상무

“제이오, CNT 기술로 미래 첨단산업 경쟁력 선도”

■제이오에 대한 회사 소개를 부탁드린다

올해로 31년차를 맞은 제이오는 1994년 플랜트 엔지니어링 사업으로 출발해, 2000년대부터는 탄소나노튜브(CNT) 개발과 양산에 주력하며 글로벌 나노소재 기업으로 성장해 왔다. 현재는 이차전지 산업에서 반드시 필요한 혁신 도전재를 안정적으로 공급하며 기술 기반의 차별화를 이끌고 있다.

30여 년간 축적된 플랜트 프로젝트 수행 경험도 제이오의 큰 경쟁력이다. 이차전지, 반도체, 석유화학, 환경설비 등 다양한 분야에서 1,000여 건이 넘는 EPC 프로젝트를 수행하며 기술력을 축적했고, 이는 CNT 사업의 양산 인프라를 구축하는 데에도 큰 강점으로 작용하고 있다. EPC 기반의 설계·시공·운전 기술을 CNT 제조에 접목해, 기술 완성도와 생산 안정성을 동시에 끌어올린 셈이다.

제이오가 공급 중인 탄소나노튜브는 △다중벽(Multi-wall CNT) △소수벽(Thin-wall CNT) △단일벽(Single-wall CNT)으로 구성된다. 지난 2006년 업계 최초로 MWCNT의 양산에 성공한 데 이어, 2014년에는 TWCNT, 그리고 2024년에는 SWCNT 개발까지 완료하며 세 가지 제품을 모두 상용화한 글로벌 유일 기업이라는 점에서도 주목할 만하다. 이들 제품은 현재 다수의 국내외 고객사에 납품 중이며, 시장에서의 성능과 신뢰도를 통해 기술력을 인정받고 있다.

▲ 제이오의 3종 CNT 제품(左)과 SWCNT 전자현미경(TEM) 이미지(右)

■제이오는 MWCNT 상용화에 이어 SWCNT 개발에도 성공하고 이차전지 뿐만 아니라 반도체 등으로 수요분야를 확장하고 있다. 현재 개발 중인 주요 제품과 상용화 계획은 무엇인가?

다중벽 CNT 양산에 이어 단일벽 제품까지 기술 확보를 마친 제이오는 CNT 전 제품군에 대한 기술력을 기반으로 응용 시장의 다변화를 꾀하고 있다. 기존에는 이차전지를 중심으로 수요가 형성돼 있었지만, 최근에는 반도체 등 고난도 정밀소재가 요구되는 분야에서의 수요도 증가하고 있다. 이에 맞춰 제이오는 응용 분야별 특화 제품 개발과 양산 체계 구축을 통해 시장 대응력을 한층 강화하고 있다.

CNT는 전도성이 뛰어나고 가벼우며, 기계적 강도가 높고, 화재 위험에도 안전한 소재이다. 배터리 성능 향상과 고속충전 지원, 안전성 강화 등 다방면에서 활용되며 이차전지 산업 내 핵심 도전재로 자리 잡았다. 특히 각 배터리 제조사의 설계 특성에 따라 CNT 수요는 다중벽(MWCNT), 소수벽(TWCNT), 단일벽(SWCNT) 등으로 세분화되고 있으며, 시장은 점점 고도화된 소재를 요구하고 있다.

CNT는 철계와 비철계로 구분되는데, 제이오는 배터리 안전성에 대한 민감한 시장 요구에 대응해 자체 기술력을 바탕으로 비철계 CNT 개발에 주력해 왔다. 현재 비철계 MWCNT는 양산 중이며, 비철계 TWCNT 역시 샘플 공급을 통해 고객사 확대를 추진하고 있다. 이러한 다층적인 제품 라인업은 국내외 고객사 확보에 있어 확실한 경쟁 우위를 제공하고 있다.

현재 CNT 매출은 대부분 이차전지용 도전재에서 발생하고 있지만, 제이오는 반도체, 자동차 전장, 방산 등 다양한 산업군에서의 적용 가능성을 염두에 두고 연구개발 범위를 확장해 왔다. 특히 주목할 분야는 반도체다. 회사는 작년부터 반도체 EUV 공정용 펠리클 소재인 ‘CNT 멤브레인’ 개발에 본격 착수했으며, 현재 수요기업이 요구하는 투과도 및 균일도 기준을 충족시키기 위한 기술 고도화를 진행 중이다.

EUV 펠리클은 회로를 새기는 포토마스크를 오염으로부터 보호해 노광 공정 중 발생하는 파티클로 인한 수율 저하를 막는 핵심 부품이다. 기존 펠리클은 300~400W급 EUV 장비에 대응했지만, 앞으로 도입될 하이-NA EUV 장비는 600W 이상의 고출력을 견뎌야 하기에 이에 적합한 신소재가 필요하다. CNT 멤브레인은 높은 내열성과 내광성을 동시에 갖춰 이 요구를 충족할 유망한 대안으로 주목받고 있으며, 제이오는 이 기술이 단순 연구에 그치지 않고 실제 공정에 적용될 수 있도록 수요기업과 긴밀히 소통하는 한편, 국내 최고의 EUV 전문가들과 협력해 개발을 이어가고 있다.

이와 더불어 제이오는 CNT를 시트(Sheet) 및 와이어(Wire) 형태로 응용한 소재 개발에도 속도를 내고 있다. 이는 디스플레이와 모빌리티 등 차세대 전자소재 시장으로의 확장을 위한 전략적 대응이며, 관련 산업군과의 공동 연구개발 및 샘플 대응을 통해 상용화 가능성을 높이고 있다. 앞으로도 제이오는 탄소나노튜브의 산업적 확장성과 기술 진화를 기반으로 다양한 첨단산업 분야에 기여할 수 있도록, 기술 고도화와 시장 대응에 최선을 다할 계획이다.

▲ 제이오는 CNT를 와이어 및 시트 형태로 응용한 소재도 개발했다.

31년 업력 기반 글로벌 CNT 전 제품군 상용화 성공

반도체·이차전지 등 신시장 확대, 혁신적 응용 소재 개발

■우리 첨단산업의 경쟁력 강화를 위해 나노소재의 상용화는 필수적이다. 상용화 성공을 위해 필요한 정부의 지원 방안이나 규제 개선 사항이 있다면

제이오는 2000년대 초부터 CNT를 개발해 왔고, 이를 이차전지 분야에 적용해 본격 상용화하기까지 20년이 넘는 시간이 걸렸다. CNT 외에도 그래핀, 페로브스카이트, 니켈 등 다양한 차세대 소재들이 여러 산업 분야에서 상용화를 앞두고 있지만 실제 양산과 적용까지는 여전히 높은 진입장벽이 존재한다.

상용화를 가속화하기 위해서는 무엇보다 수요 기반의 연구개발 지원이 필요하다. 지금까지는 공급기업이나 연구기관이 주도해 개발된 기술을 시장에 ‘맞춰가는’ 바텀업(Bottom-up) 방식이 주를 이뤘다면, 앞으로는 수요기업이 실제로 필요로 하는 기술을 중심으로 연구가 기획되고 추진되는 ‘탑다운(Top-down)’ 방식이 자리 잡아야 한다. 그래야 연구가 논문이나 샘플 수준에 머무는 게 아니라 실질적인 납품과 양산으로 이어질 수 있다.

또 하나 중요한 이슈는 규제 대응이다. 나노소재의 생산량이 늘어나면서 해외 각국의 수출규제가 점차 강화되는 추세다. 제이오 역시 정부의 지원을 받아 MWCNT에 대한 규제 등록을 완료하고 원활한 수출을 이어가고 있지만, 최근 SWCNT의 대량생산을 앞둔 상황에서도 마찬가지의 규제 대응이 필요하다. 다만 중소기업 입장에서는 이에 필요한 비용과 인력이 만만치 않아 단독으로 대응하기 어려운 경우가 많다.

앞으로 더 많은 기업들이 나노소재 양산에 성공하고 수출을 추진하는 과정에서 유사한 문제를 겪을 가능성이 높다. 상용화 초기부터 정부 차원의 선제적 지원과 가이드라인이 마련된다면 국내 나노소재 산업의 글로벌 확산과 첨단산업 경쟁력 강화에도 큰 도움이 될 거라고 생각한다.

■전기차 캐즘에 따라 이차전지 시장의 성장세가 주춤하고 있지만, ESS를 비롯한 신시장 창출과 전고체전지 등 차세대 기술의 상용화로 새로운 사업 기회가 열리고 있다. 이러한 변화 속에서 제이오가 지속 성장을 위해 준비 중인 대응 전략은?

글로벌 전기차 판매는 여전히 증가세를 보이고 있지만, 이른바 '캐즘' 국면 속에서 시장의 무게중심은 저가형·보급형 모델로 옮겨가고 있다. 이로 인해 고성능·고부가 소재인 CNT의 활용은 다소 제한적일 수밖에 없었고, 이러한 흐름을 보여준 2024년 전기차 시장에서 CNT 확산은 한계가 있었다.

하지만 이는 어디까지나 과도기적 현상일 뿐이다. 현재 업계에서는 전고체전지 등 차세대 배터리 기술 개발이 활발히 이뤄지고 있으며, 제이오 역시 다양한 프로젝트 등을 통해 미래 수요에 선제적으로 대응하고 있다. CNT는 차세대 배터리의 성능·안정성·충전속도 개선을 위한 필수 소재인 만큼, 관련 기술이 본격적으로 상용화될 경우 CNT 수요도 다시 급격히 확대될 것으로 기대된다.

이러한 시장 변화에 발맞춰 제이오는 최근 미국에 첫 해외법인을 설립했다. 이를 통해 북미 고객사에 대한 대응력을 높이는 동시에, 글로벌 시장 확대를 위한 교두보도 마련했다. 이와 함께 건식 전극 공정 기술 확보와 사업화를 통해 전기차 산업 내 소재 혁신을 주도해 나갈 계획이다. 단기적 시장 환경에 흔들리기보다는 장기적 기술 변화에 주목하며 준비해 온 만큼, 제이오의 CNT 사업은 앞으로도 꾸준히 성장세를 이어갈 것으로 본다.