▲ 김윤진 ㈜테라온 대표가 나노코리아 2023 전시회에서 자사의 나노탄소 발열기술 기반 소재와 브랜드를 소개하고 있다.

안성공장 완공, 제품 수주 및 고객사 양산 테스트…25년부터 본격 매출↑
본딩소재·필름히터·전도성 소재 브랜드화, 응용산업군 확대 및 세계시장 조준

국내 유일 실리콘 웨이퍼기업 SK실트론이 인수한 나노탄소 기반 소재부품 전문기업 ㈜테라온(대표 김윤진)이 자사의 주력제품인 전력반도체 패키징 소재와 나노탄소 발열소재 및 이를 이용한 복사워머 등을 양산하는 공장을 완공하고 본격적인 제품 수주와 함께 국내외 자동차, 전력반도체 등 고객사로부터 양산테스트를 진행한다. 또한 주요 제품에 대해 브랜드를 구축함으로써 응용 산업분야를 확대하고 글로벌 시장에 진출할 준비를 마쳤다.

지난 5일부터 7일까지 일산 킨텍스에서 열린 ‘나노코리아 2023’에 출품한 ㈜테라온의 김윤진 대표는 지난해 7월 착공한 안성공장이 최근 완공돼 고객사와 양산테스트를 진행하고 있다고 밝혔다. 안성공장에서는 회사의 주력제품인 SiC(탄화규소) 전력반도체 패키지용 칩 본딩소재, 나노탄소 발열소재, 필름히터, 히터 모듈 등이 일괄 생산될 예정이다.

지난 2018년 10월 한국전자기술연구원 창업기업으로 시작된 테라온은 탄소나노튜브(CNT), 그래핀나노시트(GNS) 등 나노탄소 기반 고온발열 조성물 설계 및 제조기술, 센서 통합 기술을 기반으로 세계적인 탄소중립 강화에 따라 가속화되고 있는 에너지 규제와 자동차 전동화 등에 효과적으로 대응할 수 있는 소재와 제품을 개발·양산하고 있다.

전기차, 스마트카, 로봇, 신재생에너지, 스마트그리드 등 신산업이 성장하면서 기존 Si(실리콘) 기반 반도체를 대체해 SiC, GaN(질화갈륨), Ga2O3(갈륨옥사이드) 등 화합물 기반 신소재 전력반도체의 수요가 급증하고 있다. 전력반도체는 고온·고전력을 견뎌야 하기 때문에 칩과 패키지 기판(리드프레임 또는 PCB)을 접합하는 칩 접합(Die Attach)용 신소재가 필요하다.

▲ 테라온이 개발한 SiC 전력반도체 패키지용 칩 본딩 소재는 패키징 공정 단가 및 불량률 개선에 효과적인 솔루션이다.

테라온이 은(Ag)·유기결합체를 배합·분산해 개발한 SiC 전력반도체 패키지용 칩 본딩 소재(Die Attach Paste)는 150W/mK 이상 높은 방열성과 기계적 응력 완화 특성을 가지고 있다. 세계에서 유일하게 8x8㎟ 이상 중대형 크기의 전력반도체 칩을 250℃ 이하 저온 및 무가압 소결이 가능한 것이 가장 큰 장점이다.

이로 인해 기존 솔더페이스트 공정을 거의 그대로 활용이 가능하고 압력에 의한 칩 손상이나 기판의 warpage를 최소화할 수 있어 공정 단가 절감 및 패키지 불량률을 획기적으로 개선할 수 있다. 테라온의 본딩 소재는 SiC 전력반도체, LED 패키지, RF 칩은 물론 5G 통신모듈에도 사용이 확대될 전망이다.

정부로부터 ‘2020년 10대 나노기술’에 선정된 바 있는 테라온의 나노탄소 발열소재는 저전력으로도 수초 만에 250℃ 이상 고온 발열이 가능한데다 태양과 유사하게 복사열을 통한 원적외선이 방사되기 때문에 화재 위험이 없고 전자파가 발생하지 않는 것이 특징이다. 특히 우수한 내구성, 맞춤형 온도 설정, 필름, 3D 자유곡면 등 다양한 디자인이 가능하기 때문에 전기차, 건축, 생활 가전 등에 적용이 기대되고 있다.

전기차의 경우 난방에 필요한 전력이 과다해지면 주행거리가 짧아지는 문제점을 안고 있으며 동시에 경량화가 필요하다. 테라온의 필름히터는 자동차 실내 난방기, 시트 등에 적용하는데 적합하고 난방 모듈을 별도로 설치하지 않아도 되기 때문에 이러한 고민을 한 번에 해결할 수 있다.

현재 국내 디젤 양산차에서 운전자의 무릎 부분을 빨리 따뜻하게 하는 용도로 테라온의 나노탄소 발열소재가 공급되고 있다. 이 소재는 자동차 핸들, 도어트림 등 내부 20여곳에 적용이 가능하며 전기차 전환 가속화로 인해 적용이 확대될 전망이다.

▲ 아웃도어 시제품에 적용된 테라온의 복사히터 모듈. 저전력으로 빠르고 쾌적하게 사용자를 따뜻하게 한다.

테라온의 건축용 복사히터는 소비전력이 0.5kW 이하에 불과해 전기료를 최대 40% 절감하면서도 무게는 3kg 내외에 불과해 설치가 간편하다는 장점이 있다. 이 때문에 기존 난방이 어려운 화장실 천장이나 벽면 등 틈새시장에서 주목받고 있다. 또한 필름히터를 적용한 자켓히터는 온도 유지, 내구성, 열 전달 효율성이 뛰어나 반도체 핫 가스 이송용 배관 등에 적용이 가능하다.

이러한 테라온의 혁신 제품에 주목한 국내 유일의 실리콘 웨이퍼 전문기업 SK실트론에서는 지난해 370억원을 투자해 테라온의 최대 주주로 등극한 바 있다.

나아가 테라온은 △칩 본딩 소재 ‘TERABOND®’ △필름히터 ‘VESTATON®’ △고내열 유연 전도성 소재 ‘TERAOMIC®’ 등 주요 제품군별로 브랜드를 구축해 각 제품군별 마케팅을 체계화하고 글로벌 시장에도 본격 진출할 계획이다.

테라온은 최근 대규모 제품 수주에 성공했으며 고객사와 양산라인 테스트를 진행 중이다. 테스트가 마무리되면 2025년부터 매출이 본격적으로 창출될 것으로 기대하고 있다.

김윤진 테라온 대표는 “회사의 비전인 ‘세상을 바꾸는 따뜻한 기술’을 통해 산업 대전환 시기에 선제 대응하고 고객사의 ESG 경영에 도움이 되는 나노소재 전문기업으로 자리매김 하겠다”고 밝혔다.

▲ 테라온 안성공장에서는 SiC 전력반도체 패키지용 칩 본딩소재, 나노탄소 발열소재, 필름히터, 히터 모듈 등이 일괄 생산된다.