씨아이에스 사업보고서 (2023.12)
1. 사업의 개요

씨아이에스 주식회사와 그 종속기업(이하 '연결회사')은 2차전지 사업을 주된 사업으로 영위하고 있으며, 각 사업부문별 사업의 내용은 다음과 같습니다. 이에 따라 구분된 보고영업부문 은 다음과 같습니다.

가. 사업의 내용

당사는 리튬 이차전지 셀 제조라인의 전극 공정장비 제조업을 주요사업으로 영위합니다. 전극 공정은 배터리의 성능과 안정성 확보에 중요한 영향을 미치는 핵심 공정입니다. 전극 공정은 믹싱, 코팅, 압연, 절단 공정으로 구성되며, 각 공정의 장비 라인업은 다음 그림과 같으며, 당사의 주력 제품은 Coater, Calender, Slitter가 있습니다.

당사의 주요 고객은 국내, 유럽, 중국, 일본 등 글로벌 배터리 셀 및 전기차 제조사입니다. 고객사의 글로벌 생산거점 투자에 따라 당사는 영업, 설치 및 사후서비스 사업을 영위할 현지 거점으로 2022년 4월 11일 미국법인(CIS USA INC.)을 설립, 중국과 독일에는 합작투자로 심천시지혜역덕능원 장비유한회사 (HCIS, 중국)과 DC Energy GmbH(DCE, 독일)을 두고 있습니다.

1. Coater

코팅 공정은 전극의 집전체 역할을 하는 기재(Substrate: AL or Cu Foil)에 활물질, 도전재, 바인더 및 용제를 혼합한 슬러리를 일정한 두께(밀도)로 코팅 및 건조하는 전극제조 공정으로 리튬 이차전지 제품 타입별로 코팅 방식과 장비 사양이 다릅니다.

당사는 건조 효율 개선과 건조 시간 단축을 통한 생산수율 향상을 위하여 레이저 건조 기술을 응용개발하여 기존 열풍방식의 건조 시스템에 레이저 건조 방식을 추가한 하이브리드 코터 제품 개발, 코팅 두께편차 ±1.5um 이내 보증을 할 수 있는 슬롯다이 코팅기술과 유량편차 없이 슬러리를 공급하는 슬러리 피딩 시스템 등의 응용 개발기술을 당사 코터에 적용하고 있습니다. 이러한 응용 기술개발을 적용한 표준화된 고도화 옵션사양을 고객사가 채택함으로써 글로벌 리튬 이차전지 셀 제조라인의 양산장비의 대규모 수주실적으로 이어지고 있습니다.

2. Calender (Roll Press)

Calender(캘린더 또는 Roll Press)는 공정은 코팅 후속 공정으로 배터리 전극의 단위면적당 밀도를 높여 배터리 성능을 향상하시키기 위해 회전하는 롤러의 압력을 가하여 전극물질을 기판에 압연하는 공정입니다. 셀 제조업체별 압연 공정기술의 미세한 차이는 있으나 통상 소재의 특성 차이로 양극은 열간 가압방식, 음극은 상온 가압방식을 채택합니다. 당사는 고선압을 적용한 전극의 고밀도화 및 회전 동심도를 1.5um이내 보증 할 수 있는 콘트롤 기술과 압연두께 보정을 1um단위로 자동으로 조정 할 수 있는 특화된 압연 공정 기술을 개발하여 캘린터에 적용하고 있습니다. 당사가 글로벌 배터리 셀 제조업체에 제안하여 채택되고 있는 고도화 옵션 사양으로 장비 자동화기술인 AGV 공정기술 적용한 자동 오토트렛과 기존 1단 압연방식의 단점을 개선한 전극의 밀도를 극대화하기 위한 2단 압연방식을 채택할 수 있는 고도화 사양 장비를 성공적으로 적용하고 있습니다. 당사의 압연공정기술에 대한 시장 평가는 글로벌 압연 장비 시장에서 독보적인 수주 실적으로 증명되고 있습니다.

3. Slitter 슬리팅 공정은 압연 후속공정으로 전극롤을 고객 요구 사양으로 절단, 이송, 전극 표면의 불량 식별 및 불량 부위에 라벨링 후 되감는 공정입니다. 슬리팅 절단 품질은 전지 안전성 확보에도 큰 영향을 미치므로 당사는 압연후 전극표면의 불량을 자동 감지 식별할 수 있는 비전장치와 불량 부위에 자동 라벨을 마킹하는 장치를 슬리터의 고도화 옵션 사양으로 제안하여 고객사가 이를 채택하고 있습니다. 또한 이들 고사양 자동화 장치는 컴팩트한 디자인과 간단한 신호 체계로 작동 할 수 있도록 설계되어, 슬리팅 공정 외에도 컨버팅 전체 공정장비에 응용되어 판매되는 장비 고도화 옵션 사양입니다. 또한, 자동 오토트렛 공정기술을 고사양 슬리터에 적용함으로써 글로벌 전지셀 제조업체와의 기술협의 확대 및 수주 실적 증가로 이어지고 있습니다. 4. 고도화 및 차세대 전지 공정장비 시장의 급성장으로 전지셀 제조업체의 셀 성능, 품질, 생산수율 극대화 요구에 부응하여 셀 제조업체 및 소재업체와 공정기술 개발 협력을 통하여 장비사양 고도화를 지속 전개하고 있습니다. 중장기 개발 전략으로 국책과제 주관 및 자체 연구개발을 통한 전고체 전지 소재 및 공정기술 개발, LFP용 건식코터 개발 등의 시장 선도 장비개발을 추진하고 있습니다. 한편, 당사의 핵심 장비군에 연결모회사인 (주)에스에프에이의 스마트팩토리 기술을 적용하여 셀 제조라인의 자동화, 스마트화 요구에 부응, 하이브리드 건조 코터, 신개념의 차세대 건조 공정 장비의 조기 사업화를 통하여 전극공정 장비업계를 선도 전략을 구사하고 있습니다.

5. 황화물계 고체 전해질 사업 황화물계 고체 전해질은 리튬이온 전지용 액체 전해질의 이온전도도인 10mS/cm 수준에 근접(2-6mS/cm)하면서도 ductile한 재질을 갖고 있어서 차세대 전고체 전지 생산에 적용될 수 있는 후보재료 중에 가장 유력한 물질이라고 할 수 있습니다. 황화물계 고체전해질은 결정 구조에 따라 Argyrodites라 불리는 재료이며, 지난 10여년간 많은 업체들의 관심을 받고 있습니다. 특히 일본의 Mitsui mining과 Idemitsu Kosan은 Toyota 자동차와 오랜기간 협업하면서 고체전해질을 개발해 왔습니다. 현재 월 수십톤의 생산 능력을 확보하고 공장을 가동하고 있는 것으로 알려져 있습니다. 미국에 기반을 둔 다국적 기업인 Albermare의 경우 최근 Argyrodites 고체 전해질의 원천특허로 알려진 Gissen 대학교의 조성 특허를 인수하고 고체전해질 및 특히 핵심 원재료인 lithium sulfide(Li2S)의 생산 능력 확대에 집중하고 있습니다. 국내에서도 22년 삼성SDI사의 전고체전지 파일럿라인(S라인) 착공을 계기로 고체전해질에 대한 관심이 집중되고 있으며, 황화물 고체전해질 제조를 위한 투자도 활발하게 이뤄지고 있습니다. 포스코 홀딩스와 디스플레이 재료 전문 생산업체인 정관 디스플레이의 합작기업인 포스코JK솔리드솔루션이 22년 10월말 출범하였고, 연 24톤의 생산공장을 준비하고 있습니다. 이러한 움직임 속에서도 전고체전지의 선두업체인 Toyota와 삼성SDI의 양산 목표 시점이 2027년 이후로 지연되는 등 시장 환경의 속도 조절이 이뤄지고 있으며, 이에 따른 고체전해질 및 주원료 제조사의 생산 일정도 조정이 진행 중에 있습니다. 당사는 이러한 전고체전지 및 고체전해질 양산 시점 관련 속도 조절이 이뤄지고 있는 시장 환경 속에서도 고체전해질 성능 개선과 제조 설비 확충을 통해 지속적인 성장을 하고 있습니다. 지난 21년부터 유럽의 굴지의 전기차 회사와 수행 중인 전고체전지의 고체전해질 평가에 참여하고 있으며 1, 2단계를 충실히 수행하였고 3단계를 준비 중에 있습니다. 또한 북미 지역, 다국적 기업 등 해외 다수의 기업에 제공하고 있는 고체전해질 시험재료에서도 우수한 평가를 받으며 긍정적인 network을 형성하고 있습니다.당사는 국내 포스코 홀딩스에서 주관하는 오픈 이노베이션 프로젝트에도 참여하여 드라이룸 환경에서 황화물 고체전해질 양산을 위한 연속식 제조 공정 장비 개발을 진행하고 있으며, 고체전해질 핵심지표인 Li 이온전도도 및 대기 안정성 등 성능면에서도 선두그룹을 유지하면서 정부 과제 등 산학연 공동 프로젝트에 참여하고 있습니다. 또한 안정적인 고체전해질 양산 제조를 위해 원재료 수급 관련하여 국내외 관계사와 지속적인 시험 평가 및 공동 개발 등 노력을 경주하고 있습니다.6. 전고체전지 제조 장비 사업 자동차 업계에서 전고체 배터리를 적용한 전기차를 먼저 생산하려는 경쟁이 치열합니다. 전고체 배터리 상용화를 목표로 배터리 제조 업체에서 R 장비로 제조 기술을 확보 중에 있으며 기존의 습식 코터와 롤프레스를 통합하는 드라이 코터 (건식극판 제조장비)설비를 통해 전고체 배터리 제작과정에서 원가와 제조 공정을 줄일수 있습니다. 배터리 제조업체의 지속적인 투자로 인해 빠르면 2027년에서 2030년경 양산 설비제작이 예상됩니다. 최근 들어서는 황화물계 고체전해질이 무극성 용매(일반적으로 toluene, xylene 등을 사용) 및 잔존하는 미량의 수분과 반응하여 부산물을 만들어 내고 이러한 과정에서 이온전도도가 낮아지는 현상이 발견되어, 용매를 사용하지 않는 드라이 코터 시스템의 개발이 중요한 이슈가 되고 있습니다. 드라이 코터 (건식극판 제조장비)는 지난 수년간 학계 및 산업계에서 관심을 갖고 연구 개발되고 있는 공정 장비입니다. 기존 리튬이온전지의 중량당 에너지밀도를 극대화 하기 위해서는 현재보다 두꺼운 수백 um 이상의 후막 극판이 필요한데, 기존의 습식 공정으로 구현하기에는 현실적으로 어려운 점이 많습니다. 이러한 난제를 해결하기 위하여 연구되어 온 기술이 드라이 코터 기술이며 당사는 자체 디자인을 통하여 여러가지 방식의 드라이 코터 제작 기술을 확보하고 있으며, 이 기술을 바탕으로 업체 공정의 특성에 맞춰 customizing된 설비를 공급하고 있습니다. 또한 극판 이후의 조립, 패키징 공정 장비에 대해서도 자체 개발 및 외부 전문 설비 제작업체와의 협업관계를 구축하여 공정장비를 개발하고 있습니다. 이러한 협업 시스템에 기반하여, 극판 제작, 조립, 패키징의 일괄 라인 공급을 목표로 제품 개발 및 영업을 진행하고 있습니다.

나. 회사의 현황1. 영업환경

당사의 주요 사업인 이차전지 셀제조용 전극공정 장비 영업은 전방산업인 이차전지 셀제조산업에 직접적인 영향을 받습니다. 이차전지 산업은 가전/IT 제품, 신재생 에너지, 스마트 그리드 및 전기차 시장등에서 차세대 신성장동력 확보하고 범지구적 화두인 지구온난화를 해결하기 위한 화석연료를 대체할 신 에너지 자원 확보 및 친환경 조성 요구에 따라 기업차원을 넘어 각국 정부정책을 통한 국익 확대 차원의 치열한 경쟁이 진행되고 있습니다. 이에 전기자동차, ESS, 휴대용IT 제품 및 모바일 기기의 고속 성장으로 이차전지 수요 또한 급증하고 있습니다. 특히 전기자동차용 중, 대형 이차전지, IT전반, AI 분야 산업의 융복합을 통한 친환경차 시장 성장세가 가파릅니다.

한편, 이차전지 셀 제조산업에서는 이차전지의 에너지 밀도, 고출력, 고안전성을 실현하기 위한 공정기술과 생산수율 확보 경쟁이 지속되고 있으며, 고성능 이차전지는 전기차 시장 확대의 원동력입니다. 전기차 시장 부양을 위한 정부정책으로 아시아, 미국, 유럽 등에서 이산화탄소와 질소 산화물 배출 규제 강화, 전기차를 비롯한 친환경차량 확산 유도 정책으로 유럽연합은 자동차 대당 이산화탄소 배출량(95g/km)규제 강화, 미국의 승용차 평균연비 규제와 무공해차량 의무 판매제 강화, 충전시설 확충, EV차량 구매에 대한 인센티브 제공 정책등이 시행되고 있습니다. 전세계 전기차 시장 규모가 2020년 38조8000억원에서 2023년 94조5000억원 2025년 180조원으로 고성장세가 전망됨에 따라(출처: IHS마켓), 글로벌 이차전지 셀제조업체는 각국 정부의 투자지원 정책 수혜를 배경으로 전기차 양산업체와 합작사 설립을 통하여 글로벌 생산거점별 대규모 양산라인 구축을 본격적으로 진행하고 있으며, 기존 셀제조 선도업체이외에도 유럽과 미국 소재 신규업체 진입도 활발한 투자를 이어가고 있습니다. 아울러 에너지 및 광물 자원 생산국의 이익극대화를 위한 규제상황에서 배터리의 핵심 부품과 소재 확보 경쟁도 치열합니다. 글로벌 셀제조 선도업체의 생산캐파 확보 전망은 다음 그림과 같습니다.

미국과 유럽 이차전지 셀제조 스타트업의 생산캐파 확보 전망은 다음 그림과 같습니다.

2. 전극공정 장비 사양 고도화

2022년 이후 전극공정 장비 사양은 이차전지 셀 제조라인의 양산수율, 성능, 안정성 극대화를 위하여 장비의 대형화, 고속화, AI 기능을 응용한 불량검출 및 라벨링이 가능한 사양 고도화가 핵심이며, 당사와 같이 양산공정기술을 응용, 개선개발이 가능한소수의 업체외에는 시장진입이 어렵습니다. 당사는 고사양 공정기술 대응을 위해 스마트 기능이 추가된 고사양의 광폭 다단프레스 및 광폭슬리터의 사업화 개발에 성공하여 글로벌 이차전지 셀제조업체의 글로벌 생산기지에 대규모 양산장비 수주를 받고 있습니다. 또한 전극 두께도 기존 ±1.5um 에서 ±1.3um이내로 제작 가능한 정밀 제어기술을 업그레이드 하였습니다. 아울러 고품질 설비제작 경쟁력 확보를 위해 기술인력 육성, 셀제조업체 및 소재업체와의 차세대 전지 공정기술 개발 협력 강화, 생산시설 확충, 장비 사양 고도화 개발을 지속 투자하고 있습니다.

3. 시장 점유율

리튬 이차전지 제조 장비 시장의 공식적인 집계자료는 공표되지 않지만, 셀제조업체의 설비 투자 규모로 공정별 상대적인 비중을 추정하면 전극공정 장비시장 비중이 가장 높고, 셀 조립 장비와 활성화 검사 장비 순입니다. 당사 포함, 국내 전극공정 장비 업체는 일본, 중국 업체외 경쟁하고 있지만 셀 제조업체가 주관하는 양산공정기술 개발개선 현장대응을 통하여 고객사 양산공정기술의 장비 사양 적용 능력이 검증되지 않은 업체가 새로이 시장진입하기 어려운 경쟁구조입니다. 따라서 주요 고객사의 글로벌 생산거점 확대 투자에 따른 당사 실적의 고성장 가능성은 매우 높습니다. 당사의 주요 고객은 국내, 유럽, 중국, 일분 등 글로벌 이차전지 셀제조 및 전기차 제조사이며, LGES, 삼성SDI, 파나소닉, 노스볼트의 글로벌 생산기지 확대 투자가 지속됨에 따라 당사 수주 실적은 가파르게 성장하고 있습니다.

현재, 당사의 주요 경쟁사는 아래와 같습니다.

구분	한국	일본	중국	유럽	북미

전극제조장비공급업체	CIS	히라노	잉허	캄푸(독일)	멕텍(미국)

PNT	도레이	우시리드(선도)	인가켈(프랑스)	-

한화기계	니시무라	-	만츠(독일)	-

아바코	오노	-	-	-

히타치	-	-	-

주요 경쟁사	PNT	히라노	잉허	만츠(독일)	-

4. 영업 현황 당사는 '15년부터 '17년까지 CATL등 중국 이차전지 업체향 전극공정 장비의 대량 수주 및 납품 경험을 인정받아 '18년부터 '21년까지 글로벌 이차전지 셀제조업체 주관 이차전지 양산 공정기술 개발 양산라인에 전극공정 장비업체로 참여하여 당사는 배터리 시제품의 양산성과 품질 확보를 위한 공정기술 및 장비 사양의 고도화를 위한 개선, 개발지원 등의 현장 대응 경험을 통하여 전극공정 장비 공급에 필요한 양산 공정기술을 습득하였습니다. 한편, '20년 전후로 내연기관차에서 전기차로의 시장 전환 가속화(*) 및 이차전지 미래 수요 급증에 대응하여 글로벌 이차전지 셀제조업체와 스타트업은 배터리 양산성과 성능 확보를 위한 공정기술 개선개발을 진행하였습니다. 당사는 고객사의 연구소, Pilot라인, 초기 양산 라인에의 장비 공급을 통한 공정기술 개발 및 안정화 단계 현장 대응 경험을 통하여 고객별 사양 고도화, 정형화된 공정기술에 적용할 장비 사양을 표준화 함으로써 '22년 이후 이차전지 업체의 글로벌 생산라인 구축을 위한 대규모 장비 공급계약을 수주하고 있습니다. 이에 급증하는 수주 물량 처리를 위하여 공장증설(3공장) 투자 및 임차를 통하여 생산시설을 확충하고있습니다. (*)‘15년부터 ‘17년까지 1% 내외를 차지하던 전기차 침투율이 ‘22년 13%를 기록, ‘15년 28GWh였던 전기차용 이차전지 수요는 ‘22년 517GWh로 18배 성장, 이차전지 시장 규모는 ‘15년 대비 10배 성장(출처: SNE리서치)