산업부, 그래핀 상용화 본격 시동

첨단세라믹·반도체 방열소재 시장 확대 기대

- '그래핀 산업화 네트워크' 출범, 수요기업 중심 실증·사업화 지원

- 방열 분야 시작, AI 반도체·전력반도체·전기차까지 적용 확대 추진

그래핀 상용화 기술로드맵(안). (자료제공: 산업부)

산업통상부가 ‘꿈의 신소재’로 불리는 그래핀(Graphene)의 상용화를 본격 추진한다. 그동안 우수한 물성에도 불구하고 산업 현장 적용이 제한적이었던 그래핀을 수요기업 중심의 실증과 사업화를 통해 첨단산업 핵심 소재로 육성하겠다는 전략이다.

산업통상부(장관 김정관, 이하 산업부)는 7월 8일, ‘나노코리아 2026’ 전시회가 개최중인 경기도 고양시 킨텍스 제1전시장 내 회의실에서 산·학·연 전문가들과 함께 ‘그래핀 산업화 네트워크’ 착수회의를 개최하고, ‘그래핀 상용화 기술로드맵’을 공개했다고 이날 밝혔다. 

이번 네트워크는 산업 현장의 상용화 난제를 해결하기 위해 수요기업과 공급기업, 연구기관이 함께 참여하는 협력 플랫폼으로 운영된다.

첨단산업 공통 난제 '방열' 해결 핵심 소재로 육성

산업부는 이번 기술로드맵에서 그래핀의 첫 번째 상용화 목표를 ‘방열(Heat Management)’ 분야로 설정했다. 최근 AI 반도체, 데이터센터, 전력반도체, 전기차 등 첨단산업은 고집적·초미세화가 빠르게 진행되면서 발열 문제가 성능과 신뢰성을 좌우하는 가장 큰 기술적 병목으로 떠오르고 있다.

산업부는 이러한 문제를 해결할 전략 소재로 열전도성이 구리보다 13배 이상 높은 그래핀을 제시했다. 그래핀은 전기전도성과 기계적 강도, 유연성, 투명성까지 동시에 확보한 2차원 탄소 소재로 차세대 첨단산업의 핵심 기반 소재로 평가받고 있다.

특히 세라믹 업계에서는 질화붕소(BN), 질화알루미늄(AlN), 탄화규소(SiC) 등 기존 고방열 세라믹 소재와 그래핀을 결합한 복합소재 개발이 활발히 진행되고 있어, 이번 정부 정책이 첨단세라믹 소재산업에도 새로운 성장 동력이 될 것으로 기대된다.

2030년까지 그래핀 산업 생태계 구축

산업부는 2030년까지 그래핀 산업 경쟁력 확보를 위해 ▲그래핀 소재 초격차 확보 ▲첨단산업 기술 한계 해소 ▲수요주도형 산업 생태계 확장 등 3대 전략을 추진한다.

그래핀 산업 생태계 구축 3대 전략. (자료제공: 산업부)

세부적으로는 플레이크 그래핀 생산능력을 연간 2톤에서 10톤 이상으로 확대하고, CVD 그래핀 생산능력도 월 1,000㎡에서 1만㎡ 이상으로 높일 계획이다. 또한 첨단산업 핵심 방열 제품 5건 이상을 상용화하고, 그래핀 기반 사업화 실적 1,000억 원 달성을 목표로 제시했다.

로드맵은 단계적으로 ▲2026년 방열 문제 해결 ▲2027년 AI 산업 병목 대응 ▲2028년 이후 첨단산업 전반으로 응용 확대를 추진하는 방향으로 설계됐다.

AI 반도체·전력반도체·전기차까지 응용 확대

산업부는 그래핀 응용 분야를 전기차와 AI 인프라 중심으로 확대한다는 계획이다.

주요 개발 분야는 ▲배터리 및 충전 인프라용 고열전도 복합소재 ▲AI 서버 및 데이터센터용 방열·전자파 차폐 소재 ▲온디바이스 AI용 열관리 소재 ▲SiC·GaN 전력반도체용 열전도 인터페이스 소재(TIM) ▲AI 반도체 패키징용 초고방열 복합소재 등이다.

또한 그래핀과 탄소나노튜브(CNT), 육방정 질화붕소(BN) 등을 결합한 하이브리드 복합소재 개발과 글로벌 공급망 진입을 위한 국제표준 및 인증 대응도 함께 추진할 예정이다.

실증 중심 상용화 지원

새롭게 출범하는 ‘그래핀 산업화 네트워크’는 공동 실증과 수요기업 연계, 상용화 애로 해소를 중심으로 운영된다. 수요기업이 요구하는 물성과 품질 기준을 반영한 공동 실증과제를 발굴하고, 표준·인증·규제 개선 사항도 함께 논의하는 등 연구개발 중심에서 실제 시장 진입 중심으로 정책 방향을 전환하는 것이 특징이다.

산업부 최우혁 첨단산업정책관은 “그래핀은 첨단산업을 혁신할 잠재력을 가진 소재”라며 “이번 기술로드맵과 산업화 네트워크를 출발점으로 실증과 초기 수요 창출을 적극 지원해 산업 현장으로 이어질 수 있도록 하겠다”고 밝혔다.

세라믹 업계에서는 이번 정책이 기존 첨단세라믹 방열소재와 그래핀 복합소재 개발을 촉진하는 계기가 될 것으로 보고 있다. 특히 AI 반도체와 전력반도체, 전기차, 데이터센터 등 고부가가치 시장에서 세라믹과 그래핀의 융합소재 수요가 확대될 것으로 예상되면서 국내 첨단세라믹 산업의 사업화 기회도 더욱 커질 전망이다.

[Ceramic Korea (세라믹뉴스)=이광호 ]