삼성전기, '전고체 배터리' 세계 최초 개발···'장덕현 비전' 줄줄이 나온다

미-래 프로젝트 첫 결과물···시제품 테스트

버즈·워치 등 삼성 웨어러블 기기에 탑재

기판·렌즈·캐패시터 등 차세대 제품 개발

"다가올 디지털 미래는 'Core Technology(핵심기술)' 확보가 기업 생존 여부를 가를 것"

올해 1월 미국 라스베이거스에서 열린 세계 최대 가전·IT 전시회 'CES 2024'에서 장덕현 삼성전기 사장은 이같이 말했다. 이를 위해 전장용 하이브리드 렌즈, 글라스(유리) 기판, 전고체 배터리 등을 미래 먹거리로 낙점하며 각 산업의 앞글자를 따 '미-래(Mi-RAE)' 프로젝트 가동을 알렸다.

'미-래' 프로젝트의 첫 작품은 전고체 배터리다. 23일 업계에 따르면 삼성전기는 최근 웨어러블용 전고체 배터리 시제품을 만들고 고객사를 대상으로 평가하고 있다. MLCC(적층세라믹콘덴서) 소성 공정 및 글라스 세라믹 기술을 활용해 200Wh/L(와트시/리터) 급 제품을 개발한 것으로 오는 2026년 삼성전자의 갤럭시 워치·버즈 등에 먼저 적용될 전망이다.

기존 리튬이온 배터리는 전해질에 휘발성 물질인 전해액을 사용해 화재 위험성이 높다. 통상 배터리 화재는 전해액이 산소가 포함된 양극재를 태워 발생한다. 하지만 전고체 배터리는 전해질을 '고체'로 만들어 화재 위험성을 낮춘 '꿈의 배터리'로 평가된다. 또 고체 전해질이 분리막의 역할을 대신해 안전 관련 부품이 줄어 온도 변화와 외부 충격에도 강하고 그 자리에는 배터리 용량을 늘릴 수 있는 활물질을 채워 에너지 밀도를 높일 수 있는 점도 특징으로 꼽힌다.

같은 해 글라스 기판도 상용화한다. 기판은 CPU(중앙처리장치), GPU(그래픽 처리장치) 등 고성능 반도체를 메인보드와 전기적 연결을 돕는 부품으로 외부 온도와 습도, 충격 등으로부터 보호하는 역할을 한다. 기존 기판 소재는 플라스틱이라 공정 중 발생하는 열로 휨 현상이 나타날 수 있으나 소재를 유리로 대체하면 잘 휘어지지 않는 제품을 만들 수 있다.

그래픽=이찬희 기자

또 MLCC를 유리에 내장해 공간활용도를 높일 수 있고 기판 두께가 감소하면서 반도체와 MLCC 간 거리가 축소돼 전기적 신호전달을 빠르게 할 수 있다. 상용화까지 수율(완성품 중 양품 비율) 확보가 관건이나 업계에선 기판 제조 기간도 기존 4개월에서 한 달 반으로 축소할 수 있다고 본다. 앞서 삼성전기는 지난 4일 열린 국내 최대 기판 전시회 KPCA Show에서 글라스 기판을 처음으로 공개한 바 있다.

내년에는 전장용 하이브리드 렌즈를 양산한다. 카메라는 주로 유리와 플라스틱 소재로 생산하는데 유리 렌즈는 파손 위험 및 제품 단가가 높고 플라스틱 렌즈는 온도 변화에 민감해 외부환경에서 신뢰성 확보가 어렵다. 반면 하이브리드 렌즈는 기존 소재의 단점을 개선함과 동시에 오랜 사용이 가능하고 대량 생산에도 유리하다.

실리콘 캐패시터는 이르면 올해 말 상용화한다. 캐패시터는 흔히 전기를 저장했다 방출하는 '축전기'로 불리며 실리콘을 소재로 쓰면 크기가 마이크로 단위로 매우 작아 반도체 패키지의 면적과 두께를 얇게 설계할 수 있다. 소재 특성상 전자 신호 전달률이 높아 데이터 전송에 유리하다.

앞서 삼성전기는 지난해 실적 발표 컨퍼런스콜을 개최한 1월 말 "실리콘 캐패시터는 빠르면 올해 말 또는 2025년에 고성능 컴퓨팅 패키지용 기판에 양산 적용하고 라인업을 확대할 것"이라고 밝혔다.