그래핀의 구조도.
삼성전자와 LG전자가 ‘꿈의 신소재’로 불리는 그래핀을 적용한 제품 개발에 박차를 가하고 있다. 반도체나 가전을 비롯한 제품의 내구성과 에너지 효율을 높여 시장 경쟁력을 강화하기 위한 시도로 풀이된다.

18일 업계에 따르면 삼성전자와 LG전자는 최근 그래핀 제조 기업의 지분을 매입하는 등 다양한 투자를 진행하고 있다. 삼성벤처투자가 대표주주로 있는 SVIC 56호 신기술 사업투자조합은 지난 13일 국내 신소재 기업인 ‘그래핀스퀘어’의 주식 25만2987주를 취득했다. 금액으로는 약 119억원 규모다. 삼성벤처투자에 대한 삼성전자의 지분은 99%에 달하는 것으로 알려져 있다. 2012년 설립된 그래핀스퀘어는 그래핀을 적용한 제품을 생산하는 벤처기업으로 관련 특허를 30건 이상 보유하고 있다. 삼성전자는 이번 투자를 계기로 가전제품에 그래핀 소재를 적용할 것으로 전해졌다.

LG전자도 그래핀 소재에 대한 투자를 진행하고 있다. LG전자는 지난해 일산 킨텍스에서 진행한 ‘나노코리아 2022′ 전시회에서 그래핀을 적용한 토스터기 등 가전제품을 선보였다. 유리처럼 투명하지만 200~300도 이상의 열을 견딜 수 있는 게 특징이다. LG전자는 2020년 그래핀스퀘어와 대면적 그래핀 합성·응용기술 공동 개발에 대한 업무협약을 맺었다. 이 협약을 통해 전기차용 그래핀 재질의 부품을 개발·생산하고 있다. 2019년에는 그래핀의 생산 비용을 낮추고 품질을 높이기 위한 연구를 직접 진행하기도 했다.

그래핀 신소재가 적용된 LG전자 무선 이어폰 '톤프리' 3종.

그래핀은 탄소 원자들이 벌집 모양으로 연결돼 있는 나노 소재다. 강철보다 200배 이상 강도가 높고 구리보다 전도율이 뛰어난 것으로 알려져 있다. 내부에 있는 전자의 이동 속도가 일반 실리콘 대비 100배가 넘어 반도체에 적용하면 더 적은 전류를 흘려도 비슷한 출력값을 얻을 수 있다. 전자제품에 적용하면 내구성이 크게 향상되고, 반도체에 적용하면 에너지 효율을 끌어올릴 수 있어 업계에선 ‘꿈의 신소재’로 불린다.

LG전자는 지난해 출시한 플래그십 이어폰 ‘톤프리’에 그래핀 소재를 적용했다. 그래핀을 통해 강도가 높아진 드라이버(진동 운동을 하며 소리를 내는 부품)가 크고 명확한 소리를 낼 수 있게 하기 위해서다. 삼성전자는 2020년부터 종합기술원에서 반도체에 적용할 그래핀 소재를 개발하고 있다. 그래핀 소재를 통해 반도체의 집적도를 높이면서 회로 간 저항은 낮출 수 있다.

기업들의 그래핀 적용 사례가 늘면서 시장의 규모도 확대될 전망이다. 시장조사업체 모르도르 인텔리전스는 글로벌 그래핀 시장 규모가 올해 1조50억원 규모에서 2028년 6조1613억원 규모까지 성장할 것이라고 분석했다. 김수영 고려대 신소재공학부 교수는 “높은 전도율과 내구성을 지닌 그래핀은 상용화 가치가 매우 높은 신소재”라며 “대규모 생산 공정에 적용하기 위한 기술이 완성되면 기업들의 사용 빈도가 크게 늘어날 것으로 보인다”고 설명했다.