“우수한 방열 솔루션의 국산화와 세계화 씨지아이의 최종 목표”

 

전기자동차, IT기기 및 가전기기 등에 탑재되는 모든 전자부품들의 경우 최근 들어 경량화, 초박판화, 소형화, 다기능화로 개발되고 있는 추세다. 이에 따라 관련 전자기기들의 방출열관리 문제가 대두되고 있다. 이러한 방출열은 전자기기의 기능을 저하시킬 뿐 아니라 기판 전기체의 열화, 오작동 등을 초래할 수 있다. 따라서 방출열을 제어하는 기술에 대해 전 세계적인 관심이 모아지고 있는 추세다. 특히 모든 전자기기의 고장 원인 중 약 55%는 과도한 발열 때문에 발생한다고 알려져 있다. 열 방출 문제로 임계치 대비 10℃ 상승할 경우 제품 수명은 약 2배 정도 감소한다고 전해진다. 따라서 현재 전자부품의 방출열을 제어하는 방열 솔루션의 국내외 시장은 4차 산업의 성장과 함께 매년 급격히 성장하고 있다.

 

씨지아이 조영수 대표는 이러한 방열 솔루션 대부분이 해외 업체로부터 수입되고 있는 실정이라고 강조했다. 해외 종속화가 우려되는 상황에서 지속 성장 가능한 방열 솔루션 산업군 내 열 관리에 대한 이슈를 해결하고자 씨지아이를 창업하게 됐다는 설명이다.

“글로벌 전자자동차 및 전기기기 제조 고객사들과 공동연구 개발 및 양산을 목적으로 회사를 창업하게 됐습니다. 씨지아이의 핵심 고객은 방출열관리가 절대적으로 필요한 전기차 및 전자기기등을 생산하는 기업, 전자부품을 적용한 완제품 제조산업군 전체입니다. 특히 씨지아이는 열성능 개선능력, 역방향성, 대면적화, 박판화, 소재의 다변화를 통한 원가 절감 등을 실현하며 고객의 니즈를 반영한 수요자 맞춤형 첨단방열소재 및 부품을 개발하고 있습니다. 고객사의 열방출 관리부품을 획기적으로 개선하여 해당 제품의 성능을 향상시키고 수명을 연장시켜 고객사의 요구를 충족시키는 것이 씨지아이의 경영 목표입니다.”

씨지아이의 핵심 보유기술의 특장점으로 역방향성이 구현된 대면적화 베이퍼 챔버 및 초박형 베이퍼 챔버(QREAD, Vapor Chamber), 고방열 고발열 제품에 특화된 베이퍼 챔버(TGP: Thermal Ground Plane), 베이퍼 챔버 엠베디드 히트 릴리즈 디바이스(HCCS, Vapor Chamber Embedded Heat Release Device)의 설계 및 해석기술을 꼽을 수 있다.

“역방향성이 구현된 대면적화 베이퍼 챔버 및 초박형 베이퍼 챔버 설계 제작 기술은 구조체 내부 유체의 증발과 응축 과정을 통해 매우 낮은 열저항으로 열을 이송하는 매체 설계 및 초판막용접 제조기술이며 관련 특허를 보유하고 있습니다. 당사만의 전용유체를 적용하여 열전도를 5,000W/mK 이상 구현이 가능하고 열원 위치에 제약없이 적용 가능합니다. 또한, 세계최초 초박판화의 두께 구현(0.3t이하)으로 완성품의 슬림화 및 경량화에 적용되는 신기술입니다.
TGP기술은 구조체 내부에 특수한 다공성 물질 표면처리를 통해 기존의 고 열유속 조건에서 급격한 열저항이 증가하는 일반적인 히트 스프레딩(Heat Spreading) 기술과 전혀 다른 새로운 열전달 특성 구현이 가능한 신기술입니다. 이 신기술의 특징은 기존의 유체기화(Vaporing)와 다르게 유체보일링(Boiling)을 활용한 열전달 기술이며, 베이퍼 챔버 내부에 윅(Wick)이 없는 단순 구조로 설계 가능하여 획기적인 경량화 및 원가절감이 가능합니다. 또한, 이 기술은 고발열제품(70W/cm2 이상)에 특화된 기술로서 기존의 Vapor Chamber)로는 구현할 수 없는 고방열 제품의 냉각을 구현하는 것이 특징입니다.
베이퍼 챔버 엠베디드 히트 힐리즈 디바이스는 중계기 하우징 일체형 베이퍼챔버로 기존 중계기 컨테이너의 무게 및 부피를 50% 이상 줄일수 있고, 열성능도 개선하는 혁신적인 기술입니다. 세계최초로 개발 완료된 초대형 Vaper Chamber(길이 1M이상)로 높이 30cm이상 구현이 불가능한 일반 Vaper Chamber의 한계를 뛰어넘은 신기술입니다. 대형중계기의 경우 경량화가 개발목표인 이유는 최종 고객사인 통신사들의 설치, 유지 비용절감 및 제품단순화가 중요한 구매결정 주요 요소이기 때문입니다.“

씨지아이는 이러한 기술력을 바탕으로 국내외 4차 산업 분야의 수많은 고객사를 보유하고 있다. 또한 대기업과의 공동 연구 개발 협약, NDA 체결, 정부출연 연구기관(한국기계연구원) 에서의 기술이전 등 활발한 기술교류와 업무 협업을 이뤄내고 있다. 특히 국내 대기업과 전기자동차 관련한 배터리 패키징, 인버터 및 후방모터 등의 방열관련 분야에서 공동개발을 통한 신제품을 개발중이며, 특히 중계기 분야에서는 국내 최대기업과 2019년부터 지금까지 5G 중계기/기지국 공동개발 협약을 통해 지속적이고 활발한 제품개발을 진행하였고 이제 최종 완료단계에 돌입한 시점이다. 현재 씨지아이는 개발이 겅의 완료된 5G 베이퍼 챔버 일체형 기지국 함체의 새로운 양산계획을 목전에 두고 철저한 준비에 나서고 있다.

“스타트업 벤처기업으로서 사업 초기에 자체 보유기술력만 가지고 다양한 대기업 및 중소, 중견기업과의 기술적 교류를 활발하게 진행하기에는 애로사항이 있었습니다. 국내에서는 유일한 회사이기에 비교 검증이 불가하여 기술력의 증명하고 인증받기 위해 베이퍼 챔버 및 히트파이프에 대한 다양한 특허를 출원 및 등록하였습니다. 그 결과 일부 등록 특허에서는 기술평가 T3등급, 특허등급 A를 획득하여 객관적인 기술력을 입증하였고, 이러한 기술력을 바탕으로 기술적인 영업을 수행한 결과 다양한 대기업 및 중견기업과의 협업을 통해 기술 개발을 진행하게 되었습니다. 이러한 과정을 거치고 나서야 현재 대기업과의 협업 프로그램으로 개발된 5G 베이퍼 챔버 일체형 기지국 함체 및 전기자동차 후방 Cooling System입니다.”

씨지아이 조영수 대표는 연성 전자장치가 상용화됨에 따라 플렉서블 히트파이프에 대한 수요가 급증할 것이라고 강조했다. 현재 플렉서블 히트파이프 관련 기술로 폴리머 기반 진동형 히트파이프, 캡톤과 구리 포일(Foil)을 이용한 선행 연구가 진행 중인 것으로 상당한 진전이 있었다고 판단된다는 것이 조영수 대표 설명이다.

“최근 휘어지거나 뒤틀어지는 등 형상이 자유롭게 변할 수 있는 연성 전자장치에 대한 개념이 새롭게 제안되어 차세대 전자장치로 큰 주목을 받고 있습니다. 이러한 추세에 연성 전자장치의 안정적인 성능과 긴 수명을 보장하기 위한 방열 문제를 해결하기 위해 플렉서블 히트파이프에 대한 기술을 개발하고 있습니다.”

조영수 대표는 중소벤처기업부에서 주관하는 중소기업 지원사업인 ‘소재‧부품‧장비 스타트업 100′ 지원사업 즉, 소부장 프로그램에 참여해 괄목할 성과를 거뒀다고 강조했다. 소부장 프로그램이란 소재·부품·장비 산업의 기술자립도 제고와 중견기업 및 대기업 수요 소재‧부품에 대응할 수 있는 혁신적인 스타트업을 발굴‧육성하기 위한 지원 제도다.

“씨지아이는 이번 프로그램을 통해 세계 최초로 베이퍼 챔버와 일체화된 5G 기지국 시제품을 제작하였습니다. 현재 국내에서 개발되어 판매되고 있는 5G 기지국은 경쟁사 대비 부피가 크고 방열판의 두께 및 높이로 인해 제품의 무게가 증가한다는 단점이 발생하고 있습니다. 씨지아이는 이를 해결하고자 5G 기지국 함체와 Heat Sink, 기존에 국부적으로 배치된 베이퍼 챔버를 함체와 일체화하여 방열 성능을 극대화 할 경우 5G 기지국의 부피 및 무게를 절감할 수 있다는 아이디어를 도출했습니다. 이러한 기술을 구현하기 위해 기존의 단조 공정으로 제품을 생산할 수 없는 문제점이 발생했는데 이를 해결하고자 ‘Hybrid Omni Forging’ 공정을 적용했습니다. 또 세계 최초로 베이퍼 챔버 함체 일체형 5G 기지국 제품을 구현할 수 있었습니다.”

조영수 대표는 소부장 프로그램을 진행하며 홈커밍 성과 발표회를 진행한 것이 가장 기억에 남는다고 술회했다. 홈커밍 성과 발표회는 현재 소부장 프로그램을 진행하고 있는 업체와 향후 지원 의사가 있는 업체가 참가하는 발표회로 성공 사례 및 기술적 아이디어를 도출과정을 자세하게 공유하는 기회의 장이다.

“기술 유출 방지 및 성공적인 투자를 위한 IR 작성 방안 관련 강의를 통해 충분히 도움이 되는 소중한 시간이었습니다. 이번 프로그램에 참가하며 비즈니스 모델이란 용어에 대해 깊이 생각을 해보았습니다. 비즈니스 모델이란 한마디로 경제적 이윤을 추구하는 방법입니다. 기업 업무, 제품 및 서비스를 전달하고 이윤을 창출하는 방법을 모색하는 과정을 포함하고 있습니다. 대부분의 스타트업은 비즈니스 모델 디자인의 3단계인 목표, 전략, 실행을 직접 시작해보지 않은 경우가 더러 있습니다. 스타트업 경영을 하고 있다면 본인의 창업 아이템에 대해 비즈니스 모델 디자인을 적용하여 최종 목표를 선정하고 그 목표를 달성하기 위한 전략을 수립한 다음 목표 달성을 위한 실제 실행하는 3단계로 나누어 본인이 하고자 하는 창업 아이템에 대한 경쟁력에 대해 다시 한번 생각해 보았으면 합니다.”

조영수 대표는 이번 프로그램을 통해 기술개발 목표 설정에 따른 개발 계획이 최초 개발 일정보다 앞당길 수 있었다고 강조했다. 향후 베이퍼 챔버 일체형 5G 기지국 함체의 양산을 위한 양산 검증을 진행할 계획이라는 설명이다.

“모든 과정에는 시작이 있고 끝이 있습니다. 하지만 모든 과정을 시작한다고 해서 끝이 있는 것은 아닙니다. 일을 시작했으면 처음 자세를 끝까지 견지하여 좋든 그렇지 않든 크던 작던 결과를 낼 줄 알아야 합니다. 그래야 다음 일에 착수할 수 있는 원동력이 발생하게 됩니다. 모든 창업자가 마찬가지겠지만 시작하기에 앞서 자신의 회사와 임직원들의 역량, 사업성, 아이템 장점과 단점을 면밀히 분석하고 시작하고 경험한다면 과정의 끝에 좋은 결과가 따라 올 것이라고 생각합니다.”

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