최이식 에스머티리얼 대표

-세계에서 유일하게 육면체 형상의 사파이어 단결정 성장 방법을 개발

-향후 실리콘계 음극재의 대량생산 시 투자 비용 및 원가를 획기적으로 줄일 수 있어

[한국자동차연구원 천안·아산 강소특구 육성기업 CEO] 군수 및 광학용 사파이어와 이차전지용 음극 소재를 개발하는 기업 ‘에스머티리얼’
에스머티리얼은 군수 및 광학용 사파이어와 이차전지용 음극소재를 개발하는 기업이다. 최이식 대표(56)가 2019년 6월에 설립했다.

에스머티리얼은 국내 최초로 군수용 사파이어 윈도우 개발에 성공하였고, 현재 장거리 미사일의 적외선 탐색기 보호창에 당사의 사파이어 윈도우가 채택되어 국내 최대 군수업체에 공급하고 있다. 신규 사업으로 이차전지용 실리콘계 음극재 기술을 공주대학교(천안 소재)로부터 이전 받아 양산화 개발을 진행 중이다.

“현재까지 천연 흑연, 인조흑연, 저결정탄소 등 주로 흑연계 음극 소재가 사용되고 있으나, 전기자동차 시장이 급격히 확대됨에 따라 고용량, 고속 충전 등의 필요성이 증대됐습니다. 이에 새로운 음극 소재에 대한 필요성도 대두되었습니다. 실리콘계 음극재는 흑연 대비 약 10배만큼 많은 양의 리튬(Li)과 반응하기 때문에 용량이 높고, 용량이 높기에 사용되는 음극재의 충진량을 감소시킬 수 있어서 고속 충전이 가능해집니다. 실리콘계 음극재는 전기차의 충전 효율 개선과 주행거리 확대, 배터리팩 소형화 등에도 직결되어 차세대 배터리 시장의 ‘게임 체인저’로 주목받고 있습니다. SNE리서치가 최근 발간한 ‘2025 리튬이온전지 Si-Anode 기술현황 및 전망’ 리포트에 따르면, 리튬이차전지 음극재 시장에서 실리콘계 음극재의 비중은 현재는 1% 대에 불과하지만 2030년 4%, 2035년 6% 수준까지 계속 확대될 전망으로 금액으로는 2035년에 약 10조 원에 도달할 것으로 예상됩니다.”

에스머티리얼은 세계에서 유일하게 육면체 형상의 사파이어 단결정 성장 방법을 개발했다. 세계에서 세 번째로 LED에 들어가는 사파이어 단결정 개발 및 양산에 성공한 경험을 가지고 있다. 또한 국내 최초로 장거리 지대공 미사일(L-SAM)의 적외선 탐색기(IR Seeker) 보호창에 사파이어 윈도우를 적용하는 데 성공했다. 국방과학연구소 및 한화에어로스페이스 등과의 10년 이상의 공동 연구개발 성과로서 차세대 미사일 체계 개발사업에도 확대 적용될 전망이다.

“개발 중인 실리콘계 음극재 역시 대량 생산에 성공한 회사는 전 세계에 세 곳밖에 없는 상황입니다. 에스머티리얼은 경쟁사의 보유 기술인 고에너지 비용이 있어야 하는 기상증발법이나 장시간, 고비용 구조의 습식밀링 방법과는 다른, 전 세계에서 유일하게 건식 밀링 공법을 사용합니다. 이를 통해 품질, 생산성 및 원가 경쟁력이 모두 우수한 리튬 이차전지용 실리콘계 음극재를 개발하고 있습니다.”

또한 나노실리콘 분말 제조에 사용되는 고에너지 밀링장비(High Energy Milling Machine)를 자체 개발해 향후 실리콘계 음극재의 대량생산 시 투자비용 및 원가를 획기적으로 줄일 수 있다. 뿐만 아니라 제조 장비 유지 관리상의 용이성 및 비용 절감을 통해 제조 경쟁력을 확보할 수 있을 것으로 판단한다.

“에스머티리얼의 연구소장이 삼성SDI에서 16년간 근무하면서 이차전지용 실리콘계 음극 소재 개발을 진행하였습니다. 현재 국내 S사 연구소 실리콘계 음극 소재 개발팀과 당사에서 개발 중인 실리콘계 음극 소재의 품질 검증 및 승인 작업을 위한 협의를 진행하고 있습니다. S사에도 현재 실리콘계 음극 소재를 중국 BTR사로부터 전량 수입하고 있기에 업체 다변화가 필요합니다. 특히 미국과의 무역 분쟁에 따른 중국 Risk 해소 방안이 필요한 상황입니다. 국내 S사의 품질 승인 완료 후 국내 L사 및 다른 S사의 품질 승인 절차를 바로 진행해 K-Battery 3사에 당사의 실리콘계 음극재 제품을 공급할 계획으로 진행 중입니다.”

에스머티리얼은 2023년에 35억원의 시리즈 A 투자를 받아 경기도 화성 연구소에 연간 약 60톤 규모의 실리콘계 음극재를 생산할 수 있는 파일럿 설비 구축 및 기술 개발을 진행하고 있다. 향후 이차전지용 실리콘계 음극재의 기술 개발 및 고객사 품질 승인이 완료되면, 1차 150억원(2026년 예상), 2차 400억원(2027년~2030년 예상)의 추가적인 투자 진행을 통해 천안 산업단지 내에 신규 공장 증설(목표 3,000 ton/년 계획) 및 전담 연구소 설립을 추진할 계획이다.

최 대표는 어떻게 창업하게 됐을까. “2003년 대학원 실험실 선배가 창업한 사파이어테크놀로지라는 회사에 최고기술경영자(CTO) 겸 부사장으로 합류해 제조 및 개발 총괄 업무를 담당했습니다. 이 회사는 국내에선 처음으로 그리고 세계에서는 세번째로 LED에 들어가는 사파이어 단결정 양산 기술을 개발한 회사이고, LED 붐이 일던 2011년에 코스닥 상장에 성공했습니다. 2017년 말에 회사를 나와 잠시 대학에서 연구 교수를 맡고 있을 때 사파이어테크놀로지사에서 제가 개발 총괄을 맡아 진행하던 군수용 사파이어 소재 연구를 이어받아야 할 상황이 왔고, 이를 계기로 2019년 에스머티리얼 주식회사를 창업했습니다”

창업 후 최 대표는 “두 번째 창업이긴 했지만 사실 제 자신에게는 매우 큰 도전이었다”고 말했다.

“전 회사를 그만두기 직전에 많은 스트레스로 인한 건강상의 문제가 있었고, 그로 인해 과연 내가 새로운 일을 해낼 수 있을까 하는 스스로에 대한 의구심을 가지고 있었습니다. 첫번째 회사를 창업할 때보다 훨씬 더 자신감이 부족한 상태에서 에스머티리얼을 창업한 것이 사실입니다. 생사고락을 같이했던 전 회사 동료들과 헤어짐에 대한 고통이 컸었기에 회사 초기부터 1인 회사로 시작해서 인원은 가급적 최소로 가져가겠다고 생각했었습니다. 현재는 저를 포함해 12명의 인원이 에스머티리얼에서 함께 일하고 있습니다. 이 12명의 인원들이 모여 날마다 새로운 꿈을 꾸면서 나 역시 조금씩 조금씩 과거의 자신감이 충만했던 시절로 돌아가고 있는 느낌을 받고 있습니다.”

앞으로의 계획에 대해 최 대표는 “본격적으로 실리콘계 음극재 양산 기술 개발에 착수한 지 약 4년이 됐다. 그 과정에서 팁스, 스케일업 팁스 및 포스트 팁스 등의 정부 과제 선정과 대교인베스트먼트를 포함한 4개 기관들로부터의 투자유치를 통해 연구 개발 자금을 마련했다. 2024년에는 천안 미래 유니콘 기업(C-STAR)으로 선정되어 회사의 성장 가능성을 대외적으로 인정받기도 했다”며 “지금까지 에스머티리얼이라는 회사와 보유 기술에 대한 가능성을 인정받기 위해 노력해왔다면 앞으로는 그동안의 준비 과정에 대한 실질적인 성과들을 이루어내기 위한 노력에 집중하려고 한다”고 말했다.

“특히, 고객사 품질 승인을 위한 실리콘계 음극재 샘플 공급에 반드시 성공하고, 고객사 품질 승인이 완료되는 대로 추가적인 투자 진행을 위한 준비를 면밀하게 해나가고자 합니다. 또한 군수용 사파이어 사업 영역에서도 내년으로 예정된 장거리 지대공 유도미사일 (LSAM)용 사파이어 탐색기 윈도우의 양산을 위해 그동안의 준비 사항들을 점검하여 사업이 차질 없이 진행될 수 있도록 부족한 부분들을 보완해 나갈 계획입니다. 이러한 노력의 결실을 제대로 거두게 된다면 에스머티리얼은 앞으로도 지속 가능한 K-소재 전문 기업으로 자리 잡을 수 있을 것이라는 희망을 가지고 최선을 다할 것입니다.”

설립일 : 2019년 6월
주요사업 : 군수 및 광학용 사파이어, 이차전지용 음극 소재
성과 : 과기부 원천기술개발 사업 (2022년~2024년) : 3년간 4.5억 기술개발 자금 확보, 초기창업패키지 과제 수행 완료(최우수 등급), IBK 창공 대전 3기 수료 (2023년 6월), 팁스 선정 (2023년 3월), 창업중심대학 도약기 창업기업 과제 수행 완료(최우수 등급), 시리즈A(35억) 투자 유치(대교, 산은캐피탈, 이노폴리스, 기업은행), 천안 미래 유니콘 기업(C-STAR) 선정 (2024년 6월), 스케일업 팁스 선정(2024년 9월), 딥테크 스케일업 IR 경진대회 최우수상 수상(2024년 12월), 포스트 팁스 선정(2025년 10월)

이진호 기자 jinho2323@hankyung.com