미국 일본의 전고체 배터리가 판도 바꿀 겁니다 (한동대학교 김학주 교수)

전고체 배터리와 차세대 반도체 소재의 투자 전략

 

기술 혁신은 산업과 투자 시장의 패러다임을 근본적으로 바꾸는 중요한 계기입니다. 특히 전고체 배터리와 차세대 반도체 소재는 앞으로 10년간의 기술 흐름을 주도할 핵심 분야입니다. 이 글에서는 한동대학교 김학주 교수의 통찰을 바탕으로, 이 기술들이 어떤 원리로 작동하며 어떤 기업들이 주도하고 있는지, 그리고 어떤 기업에 투자할 가치가 있는지를 심도 있게 분석합니다.

1. 차세대 반도체 소재 투자 기업 분석

1-1. 실리콘 카바이드(SiC) 소재: 전기차 고전압 시장의 중심

• 온세미컨덕터(On Semiconductor)
  • SiC 반도체 분야의 선두주자.
  • 전기차에 사용되는 고전압 반도체에서 높은 신뢰성과 수율을 자랑.
  • 최근 AI 인프라와 소형 원자로 관련 전력 솔루션 수요 증가로 지속적인 실적 개선 기대.
• ST마이크로일렉트로닉스(STMicroelectronics)
  • 온세미와 더불어 SiC 대량 생산 기술을 보유한 글로벌 기업.
  • 전력관리 IC 및 산업용 로봇 반도체 시장에서도 두각.
• SK실트론
  • 국내에서 SiC 웨이퍼를 생산하는 유일한 기업.
  • 미국 듀폰의 SiC 웨이퍼 사업부를 인수하며 글로벌 경쟁력 확보.
  • 장기적으로 전기차 및 신재생에너지 시장 확대에 따라 수혜 예상.

1-2. 질화 갈륨(GaN) 소재: 소형화와 고속 스위칭의 핵심

• 나비타스 세미컨덕터(Navitas Semiconductor)
  • GaN 반도체를 상용화한 세계 최초 기업.
  • 충전기, 데이터센터, AI 서버 등의 고주파 고효율 전력 장치에 적용.
  • 전통 실리콘 대비 3배 이상 에너지 효율과 10배 작은 폼팩터 제공.
• 스미토모 일렉트릭(Sumitomo Electric)
  • GaN과 다이아몬드 등 첨단 복합소재를 활용한 반도체 패키징 기술에 강점.
  • 산업용 레이저, 고주파 통신 장치, 전력 변환 장치 등 다양한 산업으로 확장 중.
• 시놉시스(Synopsys)
  • 직접 반도체를 생산하지 않지만, 반도체 설계 자동화(EDA) 솔루션을 통해 전력 효율을 최적화.
  • 고속 스위칭 설계 및 전력 분배 최적화 알고리즘으로 AI 반도체 시장에서 필수적인 역할.

2. 전고체 배터리 관련 유망 투자 기업

2-1. 전기차 배터리 시장의 미래 주자

• 퀀텀스케이프(QuantumScape)
  • 미국 스탠포드대에서 분사한 스타트업.
  • 음극이 없는 전고체 배터리 구조로 에너지 밀도 극대화.
  • 폭스바겐, 빌 게이츠, 카타르 펀드 등에서 대규모 투자 유치.
  • 아직 제품 출시 전이지만, 비정질 세라믹 기반 단일층 전해질 기술이 상용화되면 전기차 시장을 선도할 잠재력 보유.
  • ⚠️ 투자시 유의점: 매출 없음, 기술 완성도에 대한 검증 미완료.
• 도요타(Toyota)
  • 전고체 배터리 실용화에 가장 가까운 기업.
  • 2027년 하이브리드 전고체 전지 상용화를 목표로 황화물 기반 기술 개발 중.
  • 셀 하우징 특허 및 접착 코팅 기술 등에서 독보적인 우위.
  • 자동차 제조부터 배터리 자체 기술까지 내재화 가능성이 높아, 중장기 성장 잠재력이 매우 큼.
• 이데미츠 코산(Idemitsu Kosan)
  • 도요타의 협력사로 황화물 전해질 제조의 핵심.
  • 정밀 화학 및 소재 균일화 기술에서 경쟁력을 보유.
  • 일본 정부의 전고체 배터리 국책 사업에 참여 중.

반응형

 

2-2. 파우치형 전고체 전지에 강한 기업

• 솔리드파워(Solid Power)
  • 미국 콜로라도대에서 시작된 기업으로, 파우치형 전고체 배터리 기술 개발 중.
  • SK온과의 기술 협력으로 한국 생산 기반 활용 가능.
  • 음극으로 리튬 금속을 사용하고, 양극-전해질 계면 기술에 집중.
  • ⚠️ 유의점: 기술 목표 달성 지연 사례 있음, 투자자 신뢰 회복 필요.
• SK온
  • 기존 파우치형 리튬이온 배터리에서 글로벌 시장 점유율 확보.
  • 솔리드파워와 기술 제휴를 통해 전고체 전지로의 진화를 시도.
  • 전고체 상용화 성공 시, 기존 설비 활용 가능성으로 전환 비용 최소화.

2-3. 소형 전고체 전지 시장의 선두주자

• TDK
  • 일본 전자 부품 기업으로, 현재 소형 전고체 배터리 시장 점유율 42%.
  • 비정질 세라믹 도핑 기술과 적층(Multilayer) 기술에 강점.
  • Apple Watch, 무선 이어폰, 의료기기 등 소형 디바이스에 탑재.
  • 향후 웨어러블 기기 확산에 따라 수요 급증 예상.
• ATL
  • TDK의 100% 자회사로, 홍콩과 말레이시아에 생산 기지 보유.
  • 대량 생산력과 안정적인 납품 능력으로 세계 소형 배터리 시장 지배.

3. 한국 배터리 산업의 기회와 과제

3-1. 정밀 화학 기술이 열쇠다

• 삼성SDI, LG에너지솔루션, SK온 등은 양극재 기술, 적층 기술에서는 세계적 경쟁력을 보유.
• 그러나 일본 대비 정밀 화학(도핑, 계면 조정, 첨가제 활용) 기술은 부족.
• 일본의 화학소재 기업들과의 협업 혹은 M&A 전략이 필요.

3-2. 전환기 투자 전략

• 2027년 도요타의 전고체 차량 출시가 전환점이 될 가능성이 크다.
• 액체 전해질 배터리의 수익성은 2030년대 초반까지 유지 가능.
• 그러나 이후 시장 주도권은 전고체로 넘어갈 가능성이 높아 사전 포지셔닝 필요.

4. 결론: 어떤 기업에 투자해야 할까?

기업명 분야 투자 포인트 유의 사항

온세미컨덕터	SiC 반도체	EV 고전압 부품 수요 증가	기술경쟁 치열
나비타스	GaN 반도체	고속 스위칭 수요 증가	기술적 리스크
퀀텀스케이프	전고체 배터리	기술 완성시 파괴적 혁신	매출 없음
도요타	전고체 전기차	상용화 근접, 내재화 강점	초기 단가 부담
솔리드파워	파우치형 전지	한국 연계 기술 확장	실적 부진, 신뢰 회복 필요
TDK	소형 전지	MLCC 기반의 제조력	대형 전지 진출 한계
이데미츠 코산	전해질 소재	도요타와 협업, 정밀화학 역량	대중 인지도 낮음

---

📍김학주 교수는 본인이 추천하는 종목들을 직접 투자하며, 40~80개 종목에 분산 투자하여 안정적인 투자를 지향하고 있습니다.

투자자 입장에서는 해당 기술의 이해를 바탕으로 산업 흐름과 기업의 방향성을 꿰뚫는 안목이 필요합니다. 단기 수익보다는 중장기적 산업 성장에 주목하는 전략이 유효합니다.

 

 

 

#전고체배터리 #차세대반도체 #리튬금속 #질화갈륨 #실리콘카바이드 #퀀텀스케이프 #도요타배터리 #솔리드파워 #TDK배터리 #전력반도체 #SK실트론 #온세미컨덕터 #나비타스세미컨덕터 #스미토모일렉트릭 #배터리소재주 #정밀화학 #기술주투자 #신기술ETF #미래산업 #K배터리 #고속충전 #에너지밀도 #AI반도체 #AI전력소모 #투자정보 #기술주장기투자 #성장주 #ETF투자 #투자공부