에이프로 분기보고서 (2021.09)
7. 기타 참고사항

가. 지적재산권 보유 현황

구분	내용	권리자	출원일	등록일	적용제품	출원국

특허권	2차전지 포메이션장치
등록번호: 10-1024318호	(주)에이프로	10.03.24	11.03.16	2차전지
충방전기	대한민국

특허권	이차전지용 포메이션장치
등록번호: 10-1381772호	(주)에이프로	13.08.01	14.03.31

특허권	배터리 충방전 장치용 냉각장치
등록번호: 10-1816843호	(주)에이프로	16.12.19	18.01.03

출원	원통형 이차전지 디개싱 장치출원번호: 10-2020-0172984	(주)에이프로	20.12.11	-

특허권	포워드-플라이백 버스 컨버터
등록번호: 10-1832296호	(주)에이프로	16.04.26	18.02.20	대한민국PCT

특허권	포워드-플라이백 버스 컨버터의 2차축 권선을 위한 코어부, 이에 삽입가능한 동박 및 포워드-플라이백 컨버터
등록번호: 10-1830788호	(주)에이프로	16.05.04	18.02.13

특허권	DC-DC 컨버터 및 이를 포함하는 2단 전력단 컨버터
등록번호: 10-1935452호	(주)에이프로	16.09.06	18.12.28

특허권	영전압 방전장치 등록번호: 10-2315046호	(주)에이프로	20.09.01	21.10.14

특허권	싸이클러용 영전압 방전회로 장치등록번호: 10-2316715호	(주)에이프로	20.03.09	21.10.19

출원	파우치형 배터리의 충방전 장치 출원번호: 10-2020-0036807	(주)에이프로	20.03.26	-

출원	가압 활성화 장치용 전극 리드 그립퍼 및 이를
구비한 가압 지그
출원번호: 10-2020-0010809호
출원번호: 10-2020-0010810호	(주)에이프로	20.01.30	-	2차전지충방전기Jig
Formation	대한민국PCT

출원	파우치형 배터리의 충방전용 그립퍼 및 이를 구비한
파우치형 배터리의 충방전 장치
출원번호: 10-2020-0011486호	(주)에이프로	20.01.31	-

출원	디개싱 유닛을 구비한 가압 활성화 장치
출원번호: 10-2020-0145356호	(주)에이프로	20.11.03	-

출원	디개싱 유닛을 구비한 가압 활성화 장치
출원번호: 10-2020-0011487호	(주)에이프로	20.01.31	-	대한민국

출원	가압 활성화 장치출원번호: 10-2020-0036806	(주)에이프로	20.03.26	-

출원	이재 유닛을 구비한 가압 활성화 장치 출원번호: 10-2021-0014161	(주)에이프로	21.02.01	-

출원	배터리 셀의 단락 검사부를 구비하는 가압 활성화 장치 출원번호: 10-2021-001416	(주)에이프로	21.02.01	-

특허권	나노입자를 활용한 유기 발광 다이오드
등록번호: 10-2027304호	(주)에이프로	18.05.15	19.09.25	-

특허권	에너지 장벽을 이용한 다중 도핑 고연색 단일 발광층의 백색 유기 발광 다이오드
등록번호: 10-2039452호	(주)에이프로	18.05.15	19.10.28	-

특허권	나노 파티클 공정법을 이용한 유연 기판용 백색 유기 발광 다이오드
등록번호: 10-2097380호	(주)에이프로	18.05.15	20.03.31	-

출원	나노 입자를 구비한 리튬 이온 전지용 양극재 구조와 그의 제조 방법출원번호: 10-2021-0100320호	(주)에이프로	21.07.30	-	-

특허권	인헨스먼트 노멀리 오프 버티컬 질화물 반도체 소자 및 그 제조방법등록번호: 10-1200274호	(주)에이프로세미콘	09.12.24	12.11.06	GaN 전력반도체

특허권	질화물 반도체 소자 및 그 소자의 제조 방법등록번호: 10-1322642호	(주)에이프로세미콘	11.12.16	13.10.17

특허권	질화물 반도체 소자 및 그 소자의 제조 방법등록번호: 10-1376221호	(주)에이프로세미콘	11.12.08	14.03.13

특허권	질화물 반도체 다이오드 및 그 제조방법등록번호: 10-1451257	(주)에이프로세미콘	13.10.25	14.10.08

특허권	고저항성 질화물 박막 및 그 제조 방법등록번호: 10-1473723	(주)에이프로세미콘	13.08.29	14.12.11

특허권	질화물계 고전자이동도 트랜지스터 및 그 제조 방법
등록번호: 10-2191924호	(주)에이프로세미콘	19.09.06	20.12.10

특허권	질화물 반도체 소자 및 그 소자의 제조 방법등록번호:10-1395026호	(주)에이프로세미콘	12.10.16	14.05.08	대한민국미국

나. 업계의 현황(1) 산업의 개요전지(Battery)는 1차전지와 2차전지로 구분됩니다. 1차전지는 한번만 사용하는 전지로써 망간, 알카라인 리튬, 현재는 환경오염 문제로 인해 생산이 중단된 수은전지 등이 있으며, 2차전지는 전기화학반응을 이용해 충전과 방전을 연속적으로 반복하며 반영구적으로 사용할 수 있는 화학전지로서 납축전지, 니켈카드뮴 전지, 니켈수소 2차전지, 리튬계 2차전지 등이 있습니다.

[전지(Battery)의 구분]

종류	특징	주 용도

1차전지	1회 충전 후 폐기	라디오, 시계, 장난감, 계산기, 카메라

2차전지	연속적인 충방전 사용(500회 이상)	휴대폰, 노트북PC, PDA, 캠코더, 디지털 카메라, 전기차, ESS

주) 출처: 2차전지의 기술, 시장동향 및 특허동향,특허청2차전지는 반복적으로 충전 및 사용할 수 있으며, 환경 친화적이고 경제성이 있어 가전, 교통, 전력망 등에 널리 사용되고 있습니다. 2차전지의 원료로서 기존에는 가격이 저렴하고 안정성이 높은 니켈수소전지(Ni-MH)가 많이 사용되었으나, 최근에는 고용량 및 고전압 특성을 요구하는 시장이 확대됨에 따라 리튬이온(Li-ion) 전지 시장이 크게 성장하고 있습니다.

2차전지는 크기와 용도에 따라 소형 및 중대형으로 구분할 수 있습니다. 소형 2차전지는 휴대전화, 노트북, PDA 등과 같은 이동성이 간편한 IT 제품에 주로 사용되며, 중대형 2차전지는 전기차 등 친환경 자동차와 풍력, 태양광 발전 등으로 생산하는 잉여 전력을 저장할 수 있는 에너지저장용 대형 2차전지 등에 주로 사용되고 있습니다.

IT 제품의 보급 확대가 활발하였던 시기에는 IT 기기의 소형화, 경량화, 고성능화 요구에 따라 리튬계 2차전지를 중심으로 소형 2차전지의 수요가 전세계적으로 급증하였으나, 최근에는 IT용 소형전지에서 전기차 및 에너지저장 장치 등 중대형 리튬 2차전지 수요가 커지고 있습니다.

[2차전지의 크기 및 용도 별 분류]

구분	용도	주요 특징

소형	IT제품	- 리튬 2차전지의 대표적인 사용처
- 장시간 연속 사용과 소형, 경량화가 관건

중형	자동차	- 하이브리드 자동차, 전기차 등 친환경 자동차에 탑재
- 고출력(노트북용 전지의 50배 이상), 내구성(15년 이상 수명), 안정성(폭발위험 해소)이 필수 조건
- 고에너지밀도 슈퍼 capacity 개발 및 적용

대형	에너지 저장	- 풍력, 태양광 발전 등으로 생산한 잉여 전력을 저장
- 고정형이므로 자동차처럼 엄격한 요구 조건은 불필요

주) 출처: 당사 자체 정리한편 전기차에 사용되는 리튬이온 2차전지는 크게 원통형(Cylindrical Cell), 각형(Prismatic Cell), 파우치형(Pouch Cell)으로 분류됩니다. 각 배터리 제조사는 자사 배터리 종류의 장점을 부각하고 단점을 보완하여 홍보하며, 전기차 생산업체는 차종에 따라 최적화된 배터리 시스템 및 에너지량, 용량 등을 선택하여 제조사에게 요구하고 있습니다.

[전기차 배터리 종류별 장단점]

전기차 배터리 종류 및 특징.jpg 전기차 배터리 종류별 장단점

주) 출처: DB금융투자

이러한 리튬이온 2차전지의 생산 공정은 크게 세 가지로 나누면 전극공정 →조립공정 →활성화(충/방전)공정 순으로 이루져 있다고 볼 수 있습니다. 전극 공정은 전지에 삽입될 양극과 음극을 제조하는 공정입니다. 조립 공정은 양극, 분리판, 음극을 여러 겹으로 싸서 알루미늄 캔 혹은 파우치에 삽입하고 전해액을 넣은 후 봉합하는 공정입니다. 활성화 공정은 봉합과정을 마친 전지에 미세한 전기를 주어 양극과 음극이 전기적 특성을 가질 수 있도록 충/방전하는 공정입니다. 여기에 추가로 충/방전 공정을 수행하는 동안 축적된 가스를 배출하는 디게싱 공정, 테스트 공정으로 구성되어 2차전지가 생산됩니다.

[2차전지의 생산 공정]

구분	내용	장비

전극공정	양극재, 음극재, 분리막 제조	양극재, 음극재 : 코팅(Coater)/압착(Press)/절단(Slitter) 장비
분리막 : 코팅/절단 장비

조립공정(Packaging)	전극과 원재료를 가공 및 조립	리튬폴리머 : Notching, Stacking, Welding, Pouch Forming, Sealing 등
각형/원통형 : 와인딩, J/R Insert, Welding, Filing, Washing 등

활성화 공정	충방전 공정을 통한 전기적 특성 부여	Formation(활성화장비)

디게싱(Degassing)	전기 내에 축적된 가스 배출	Degassing, Folding, Press

테스트	각종 성능 및 수명 테스트	OCV, Cycler, 모듈/팩 테스터

리튬이온 2차전지 생산 시 활성화 공정을 거치기 전까지는 전지로서의 역할을 수행할 수 없으며, 활성화 공정에서 미세한 전기를 공급하는 과정을 거쳐야 비로소 양극과 음극을 구성하는 물질이 전기를 발생시키는 활동을 시작하게 됩니다. 따라서 리튬이온 2차전지는 활성화 공정을 반드시 거쳐야 성능이 결정되고 제품으로서 기능을 하게 됩니다.

활성화 공정을 거친 리튬이온 2차전지는 검사장비를 통한 성능, 수명검사 등의 과정을 거친 다음 출하됩 니다. 특 히 전기자동차에 사용되는 중대형 전지의 경우는 전수검사 후 셀 단위 혹은 모듈이나 팩 단위로 제작되어 출하됩니다.

당사는 위와 같은 2차전지 제조공정 단계에서 활성화공정 단계에 해당하는 장비를 생산 합니다. 그 중에서도 충/방전 단계의 Formation(활성화)장비 생산을 주력사업으로 영위하고 있으며, 국내외 유수의 2차 전지 제조업체에 장비를 공급하고 있습니다. (2) 산업의 특성(가) 수요 변동 요인1) 글로벌 경기 불확실성COVID-19 팬데믹에 따른 수요 변동성 확대 등으로 글로벌 경제의 불확실성이 연일 지속되고 있습니다. 국내 또한 마찬가지 입니다. 최근 완만한 수출 회복 흐름이 지속되면서 일부 산업 지표의 회복세를 보이고 있지만 COVID-19로 인한 거리두기 영향 등으로 정체된 민간소비 심리 회복, 악화된 고용 현황, 기타 지정학적 리스크에 의한 국내 경기 회복 악재 등이 전반적으로 지속되고 있습니다. 때문에 글로벌 경기 와 국내 경제 불확실성 요인들은 수요 변동 요인으로 작용합니다.2) 전방 수요처 매출 변동에 따른 불확실성당사의 주력 제품인 2차전지 활성화 장비의 매출은 현재 LG에너지솔루션에 편중되어 있으며, LG에너지솔루션의 생산공장 증축 계획 변동에 따라 당사 제품의 수요가 변동될 수 있습니다. 하지만 전기차 수요 증가에 따라 중대형 2차전지 시장 또한 지속적으로 성장할 것으로 전망됩니다. 또한 2021년도 3분기 기준 전세계 전기차 배터리 시장에서 LG에너지솔루션이 점유율 23.8%를 나타내며 2위를 기록하였습니다. 이에 세계적으로 꾸준히 증가하는 수요에 따라 공급망 확장을 위해 지속적인 설비투자가 이루어 질 것으로 전망하고 있습니다.

[LG에너지솔루션 실적 추이 및 전망]

(단위: 십억원) lg에너지솔루션 실적 추이 및 전망.jpg lg에너지솔루션 실적 추이 및 전망

주) 출처: BNEF, LG에너지솔루션, 유안타증권 리서치센터, Dart

한편 LG에너지솔루션을 포함한 전기차용 배터리 생산업체들은 자동차 제조업체의 수요가 증가함에 따라 공격적인 증설을 진행하고 있습니다.

[글로벌 자동차 생산업체 배터리 수요 전망]

(단위: GWh) 글로벌 자동차 생산업체 배터리 수요 전망.jpg 글로벌 자동차 생산업체 배터리 수요 전망

주) 출처: SNE Research

LG에너지솔루션의 경우 테슬라를 비롯한 GM, VW, Ford, BMW 등 주요 자동차 업체에 전기차 배터리를 공급하고 있으며, 글로벌 주요자동차 업체들의 배터리 공급 업체 현황은 하기와 같습니다.

[주요 자동차 업체들의 배터리 공급업체 현황]

주요 자동차 업체들의 배터리 공급업체 현황.jpg 주요 자동차 업체들의 배터리 공급업체 현황

주) 출처: NH투자증권 리서치 본부

이처럼 당사의 주요 고객처인 LG에너지솔루션은 다양한 글로벌 전기자동차 생산업체와 긴밀한 제휴 및 대규모 양산 프로젝트를 진행하고 있기 때문에 전방 수요처 매출의 변동 위험이 낮은편으로 판단됩니다. (나) 경기변동의 영향당사가 주로 생산하는 리튬이온 2차전지 제조 장비는 전방산업인 2차전지 산업에 영향을 받고 있으며, 2차전지의 최종수요처는 주로 전기차 입니다. 최근에는 에너지 저장장치(ESS)의 필요성이 높아지면서 2차전지의 수요처는 다양화되고 있습니다. 이와 같이 당사가 속한 시장은 리튬 2차전지 시장 및 최종 수요처인 휴대폰, 전기차, 에너지 저장장치 등 전방산업의 영향을 받고 있습니다.

[리튬 2차전지의 주요 전방시장 및 특성]

리튬 2차전지의 주요 전방시장 및 특성.jpg 리튬 2차전지의 주요 전방시장 및 특성

주) 출처: 한국투자증권

특히 전기차와 에너지 저장장치는 시장이 형성되고 있는 초기단계로서 향후 기술 실현 가능성 등의 불확실성이 존재하며, 이에 따라 관련 2차전지 업체 또는 전기차 업체의 실적에도 영향을 미칠 수 있습니다.

또한 2차전지는 전기차 등 전지가 탑재되는 완제품의 수요 변화에 영향을 받습니다. 장비 산업의 특성 상 경기변동의 영향은 최종 수요처의 실물 경기 불황이나 호황이 표면상으로 드러난 이후 뒤따라 영향이 나타나는 경우가 많습니다.

1) 전기차 시장

자동차 수요는 경기변동과 밀접한 연관을 맺고 있으며, 자동차 보급이 일정 수준 이상에 도달해 자동차 수요의 증가세가 둔화 내지는 정체를 보이는 시기에는 그 관계가 더욱 뚜렷하게 나타납니다. 자동차 보급이 성숙되기 전인 1994년 이전에는 경기변동에 상관없이 자동차 수요가 급격히 늘어났지만, 성숙 단계에 들어선 1995년부터는 경기변동에 민감한 영향을 받고 있습니다. 특히, 경기 침체기에는 고가제품인 자동차의 수요가 다른 소비재에 비해 더 크게 감소하는 특성을 나타내고 있습니다. 지난 1998년 IMF 기간 중 자동차 내수가 절반 이하로 위축된 것은 이러한 특성에 기인합니다.

이러한 경기변동의 특징은 수요시장에 따라 달리 나타나고 있습니다. 자동차 보급 대수가 상대적으로 많은 북미, EU, 일본 시장 등 선진국의 경우 자동차 수요가 경기변동에 민감한 반면, 큰 폭의 성장세를 기록하고 있는 중국을 대표한 신흥 국가들의 경우 경기변동에도 불구하고 꾸준히 수요가 증가하는 모습을 보이고 있습니다

또한 자동차 수요는 경기 후행적인 특성도 나타내고 있습니다. 경기 회복기에 전자제품이나 생필품처럼 급격하게 판매량이 증가하는 것이 아니라 1~2년의 기간차이를 두고 증가하며 경기 하락기에도 1~2년의 기간차이를 두고 판매량이 감소하는 특성을 보이고 있습니다. 실제 2007년 금융위기 발생 시 2007년 자동차 판매량은 7천1백만대를 기록하였으나 금융위기가 안정되고 경제성장이 본격화되기 시작한 2009년에 8.3% 감소한 6천5백만대가 판매된 것이 그 대표적 사례입니다.

전기차는 과거 짧은 주행거리와 높은 가격으로 인해 내연기관 자동차에 비해 판매율이 저조하였으나, 폭스바겐의 디젤게이트가 글로벌 자동차 업체들의 전기차 생산을 촉발하면서 정부의 연비/배기가스의 규제 강화 등으로 전기차 공급을 견인하였습니다.

또한, 전기차는 각국 정부의 환경 규제 강화 및 전기차 보급 지원 정책을 기반으로 향후 대폭적인 성장이 기대되고 있으며, 내연기관 자동차에 비해 상대적으로 경기변동에 따른 수요 변동 효과는 당분간 크지 않을 것으로 전망됩니다. 그럼에도 불구하고 향후 전기차 보급률이 일정 수준에 도달할 경우 경기변동에 따른 수요 변동 가능성은 높아질 수 있습니다.

2) ESS 시장

ESS 전지는 각국 정부의 환경규제 강화 및 ESS 보급 지원 정책을 기반으로 대폭적인 성장이 기대되고 있습니다. 정부는 스마트그리드 구축을 위해 2016년부터 ESS 활용촉진 요금제 도입, ESS 저장전력의 전력시장 거래 허용, 풍력·태양광 발전소에 ESS 설치 시 신재생에너지 공급인증서(REC) 가중치 부여 등 집중적인 지원정책을 펼쳤습니다. 또한, 2017년부터는 공공기관 ESS 설치를 의무화하여 2023년까지 모든 공공기관에 ESS 설치를 목표로 하고 있습니다.

이와 같이 ESS 시장은 정책적인 목표 달성 등을 위해 지속적으로 커질 것으로 보이며, 일시적인 경기변동에 따른 수요변동 효과는 크지 않을 것으로 예상됩니다.

(다) 계절적 요인

당사가 영위하는 2차전지 장비산업은 특별히 계절적인 요인을 나타내고 있지 않으며, 전기차, 에너지 저장장치 산업이 급격하게 성장하고 있음에 따라 당사의 매출 역시 함께 성장을 이루고 있습니다.

(3) 산업의 성장성

글로벌 배터리 시장은 전기차 시장이 크게 성장함에 따라 동반 성장하는 추세입니다. 기존 전기차는 환경문제와 각국의 강력한 지원 정책으로 성장한 이래 전지 가격이 낮아지고 주행거리가 늘어나면서 내연기관자동차와 경쟁이 가능한 단계로 접어드는 시점이 올 것으로 예상되고 있습니다. 특히, 2021년 부터 적용되는 파리기후협약에 따라 각국의 CO2 배출에 대한 강력한 규제도 고성장의 안전판으로 작용하면서 이러한 성장추세는 지속적으로 증가될 것으로 기대되고 있습니다.

글로벌 배터리 시장 규모는 지난 2020년 500억 달러를 넘겼습니다. 시장의 성장세는 더욱 가파를 것으로 예상하며 2025년 1,600억 달러로 약 3배 이상 확대될 전망입니다. 특히, 중대형 전지인 전기차용과 ESS를 중심으로 매년 급성장할 것으로 기대되고 있습니다. 이에 따라 리튬과 코발트는 단기 가격 급등과 원료 부족을 겪고 있으며, 니켈, 망간, 흑연 등 원료시장 또한 규모가 확대되고 있습니다. 글로벌 배터리 시장은 전기차 및 ESS와 동반 성장하는 특성을 보입니다.

대형 전지의 ESS 에너지저장시스템은 신재생에너지나 기존 에너지를 대용량으로 저장하는 전지 장치로서, 최근 선진국을 중심으로 에너지 효율을 개선시키기 위해 ESS를 적극 지원하고 있습니다. 동시에 유럽과 미국의 연비 규제 강화로 인해 전기차 시장은 꾸준히 성장할 전망이기 때문에 전기차 분야는 2차전지 산업의 가장 강력한 수요처로서 안정적인 성장의 발판을 마련할 것입니다.

[글로벌 배터리 수요 전망]

글로벌 배터리 수요 전망.jpg 글로벌 배터리 수요 전망

주) 출처: SNE 리포트, 한국투자증권

1) 전기차 시장

2020년 기준, 글로벌 전기차 판매는 약 300만대로 전년대비 약 39% 가량 증가하였고, 같은 기간 내연기관 자동차 세계 판매 대수는 약 7,325만대로 전기차 침투율은 약 4.0%에 해당합니다. 이는 작년 기준 시장점유율 약 2.4%와 비교할 때 내연기관 자동차와의 경쟁시장 속에서 점유율이 지속적으로 상승하고 있으며 2025년에는 약 10%대 까지 높아질 전망입니다.

한편 세계 자동차 시장 판매규모는 2019년 약 9,200만대, 2020년 약 7,600만대를 기록하였습니다. 이는 COVID-19 팬데믹의 영향으로 인한 경기침체로, 전세계 규모는 감소폭을 보였습니다. 그러나 하반기에 접어들며 글로벌 수요회복과 함께 각국의 전기차 우호정책, 다양한 전기차 모델 출시에 힘입어 회복세를 보이고 있습니다. 이와 함께 각국의 친환경 우호정책이 유지 혹은 강화세를 보이며 이러한 현상들이 전기차 시장규모의 확대를 지속할 수 있는 요인이 될 것으로 보입니다.

다만, 글로벌 시장에서 전기차 판매가 전체 판매차량 대비 약 5% 미만의 수준으로 시장 초기단계에 머물고 있어 구매 인센티브 및 인프라구축 등 정부지원에 대한 의존도가 높은 상황입니다. 따라서, 주요국은 보급 확대를 위해 의무판매제 및 환경규제 등으로 자동차 업체의 적극적인 참여 유도를 독려하고 있으며, COVID-19를 계기로 저탄소, 친환경 트렌드도 본격화 되고있는 흐름으로 변화되고 있는 추세 등을 고려하였을 때, 전기차의 시장 침투율은 지속적으로 상승할 것으로 예견하고 있습니다.

2) ESS 시장

ESS는 리튬이온 전지 수요를 증가시키는 또 다른 분야로서, 리튬이온 전지는 스마트그리드로 대변되는 21세기 에너지 혁명의 핵심 역할인 에너지 저장장치로써 중추적인 역할을 할 전망입니다. 기존의 전력망에 IT 기술을 융합하여 전력 공급자와 소비자간의 양방향 실시간 정보를 교환함으로써 에너지 효율을 최적화하는 차세대 전력망 구현을 위해 전력의 생산과 소비의 불일치 문제를 해결해야 합니다. 이를 위해서는 완충적 역할을 할 수 있는 에너지저장 기술이 필수적이며 리튬이온 전지가 최선의 대안으로 인식되고 있습니다. 향후 ESS 시장이 본격적으로 형성되면 리튬이온 전지 수요는 큰 폭으로 증가할 것으로 예상되고 있습니다.

전기차 산업의 성장 역시 전지를 매개로 에너지 저장시스템 시장에도 중요한 영향을 미칠 것으로 예상됩니다. 전기차를 통해 성장한 전지 기술과 생산설비는 이제 막 성장기에 진입한 리튬이온전지 ESS의 경쟁력 확보와 장기적인 성장에도 핵심적인 변수로서 작용할 것이기 때문입니다. 이미 선제적으로 전지 경쟁력을 확보한 일부 전기차 기업들은 ESS 사업 진출을 통해 사업 영역을 다각화하려는 움직임이 포착되고 있으며, 미국의 Tesla는 전기차와 수직 계열화된 전지 설비를 기반으로 Solar City를 인수하여 ESS 사업에 진입하고 있습니다.

[전기차와 ESS 사업 관계도]

전기차와 ess 사업 관계도.jpg 전기차와 ESS 사업 관계도

주) 출처: 삼정KPMG 경제연구원

ESS 시장은 크게 Utility(전력용), 상업용, 주거용, 통신용, UPS(Uninterruptible Power Supply, 무정전 전원 공급장치) 시장으로 구분되고 있으며, 이 중 UPS 시장이 크게 성장하고 있습니다. UPS는 정전 시 전력 공급 중단 없이 안정적으로 전원을 공급하는 장치로서, 24시간 상시 가동이 필수적인 통신 시설 및 데이터센터에 주로 사용되고 있습니다. 특히 데이터센터 UPS 전지 수요가 높은 편이며, 데이터센터의 경우 약 1시간 정도 가동 중단 시 최소 15억원 이상 손실이 발생하는데, UPS는 정전 시 약 5분에서 최대 2시간 동안 전원 공급이 가능하기 때문에 불가피한 손실을 줄이기 위해 데이터센터 내 UPS 설치는 필수적입니다.

글로벌 리튬이온전지 ESS 시장은 2017년 4.5GWh에서 2025년 92GWh로 연평균 46% 가량 고성장할 것으로 전망됩니다. 용도별로 살펴보면, 전력용은 신재생에너지 확산과 ESS 보급 정책에 기반해 성장하고 있으며, 초기에는 주파수 조정용 수요 비중이 높았지만, 신재생 연계 및 부하 분산(Peak Shift)용 수요가 증가하고 있습니다. 상업용은 기업과 공장의 Peak 감축을 통한 전기요금 절감 수요이며, Back Up 용도로도 활용됩니다. 또한, 인센티브 등 제반 환경이 갖추어진 북미, 한국 중심으로 시장이 활성화되고 있습니다. 가정용은 지붕형(Roof-Top) 태양광과 연계해 사용하는 것이 보편적인데, 선진국의 높은 전기요금과 보조금 혜택을 바탕으로 자가 소비 수요가 증가하고 있습니다. 통신용은 기지국의 안정적인 전력 공급과 원활한 통신 환경 구축을 목적으로 하며, 납축전지를 대체해가고 있습니다. 다. 회사의 현황

(1) 주요 목표시장 및 시장점유율 당 사의 주요 목표시장은 2차전지 제조업체로서, 2020년 기준 매출액의 98% 이상을 2차전지 활성화장비가 차지하고 있습니다. 따라서 당사는 2차전지 활성화장비가 매출액의 대부분을 차지하고 있으며, 전방산업인 리튬이온 전지 산업과 최종 수요처인 전기차 및 ESS 산업과 연관성이 높습니다. 2020년 기준 당사 매출은 내수 약 14%, 수출 약 86%로 주요 매출처의 해외 현지공장 설비 투자 계획으로 인해 내수에 비해 수출액이 월등히 높은 수준을 보이고 있으며, 현재 주요 수출국은 중국 및 폴란드 등 입니다. 한편 2차전지 수요 확대 및 공급부족 현상에 따라 2차전지 셀 제조업체의 생산설비는 증축계획을 가지고 있습니다. SNE Research에 따르면 배터리 업체의 공급량은 연평균 23% 성장하여 2030년 Design Capa기준 4,136GWh로 전망됩니다.이 중 한국 기업의 점유율이 더욱 확대 될 것으로 예상하고 있는데, 2021년 9월 기준 LG에너지솔루션의 지속적인 성장으로 전세계 전기차 배터리 시장 점유율 2위(23.8%)를 기록하였고, 5위와 6위는 각각 SK이노베이션과 삼성SDI가 차지하였습니다. 이처럼 글로벌 2차전지 공급량은 지속적으로 증가하는 추세에서 한국 기업의 공급비중이 지속적으로 함께 증가할 것으로 예상됩니다. 또한 현재 미국에서 중국에 의존하고 있는 배터리 등 주요 제품의 공급망을 탈피하고자 하는 상황으로, 점진적으로 생산능력을 확대할 수 있을 것으로 전망하고 있습니다.

현재 글로벌 2차전지 수요 증가에 따라 공급부족 현상이 발생하여 2차전지 제조업체들은 공장을 증축하고 있으며, 증축을 위해 2차전지 장비업체들의 수주도 증가하고 있습니다. 당사의 주요고객인 LG에너지솔루션의 지속적인 점유율 확대가 전망되므로 당사의 제품 수주도 비례하여 증가할 것으로 예상됩니다.

당사의 주요 수출 목표 시장은 중국 및 유럽, 미국 시장이며, 2차전지 활성화 및 테스트 장비 신규매출 및 유지보수 관련 매출을 증대시키고자 합니다. 따라서 2020년부터 당사는 중국 및 유럽 시장 진출의 교두보 마련을 위해 현지 법인을 설립(중국, 폴란드), 초기단계로서 사업을 활성화 하였습니다. 또한 2021년 중 미국법인을 설립하여 전 세계 시장점유율을 확대하고자 합니다. (2) 비교우위

(가) 기술적 우위

2차전지 활성화공정의 핵심 기술은 전력 변환과 제어에 있는 바, 당사는 전력 변환 기술에 특화된 전문기업으로서 1995년 창업 이래 26년간을 전력 변환 전문 R 기업으로 기술을 보유하고 있습니다. 반도체 신뢰성 장비와 데이터 처리 기술에 기반된 대용량 및 고속 처리 신호의 통신 알고리즘 등 이를 제어 및 중앙 관리할 수 있는 S/W 및 통신 프로그램에 대해 당사는대부분의 경쟁사에 대비해 우위요건을 선점하고 있습니다. 예를 들어 경쟁기업의 경우 3~4개월 동안 개발한 S/W 및 통신 프로그램에 대한 고객 만족에 문제가 발생하여 고객사로부터 검수가 완료되지 못하였으나 당사는 동일한 설비에 대해 약 45일 만에 개발을 완료하였고, 고객 만족도에 문제가 발생하지 않아 원활하게 최종 검수를 완료한 경험을 가지고 있습니다.

또한 전기자동차와 ESS 시장 등 중대형 위주의 리튬이온 2차전지 수요 확대에 따라 1차 충전 과정 (활성화 공정 중 1번째 Pre Charger 과정)의 생산성과 배터리 효율의 향상이 가능한 고온가압충방전기를 국내 최초로 2019년부터 양산 및 납품하고 있습니다. 고온가압충방전기는 고온과 고압, 활성화 공정을 하나로 통합한 충전 및 방전 장비이며, 압력과 온도 제어/모니터링/관리 기술과 PLC 연동 JIG Cell 입고 출고 관리 기술 등이 필요합니다. 당사가 자체개발한 고온가압충방전기는 배터리의 효율과 공정 단순화를 통하여 양품의 배터리 생산을 단기간에 생산을 가능하게 합니다.

(나) 제품의 품질

당사의 설비의 정상 가동률은 평균 97%을 유지하고 있으며, 납품 이후에도 지속적인유지보수 인력들을 배치하여 품질관리를 실시, 매출처로부터의 신뢰를 얻고 있습니다.

(다) 고객사와의 파트너쉽

당사의 주요 매출처는 LG에너지솔루션으로 오랜 역사를 자랑하는 국내 대기업 입니다. 따라서 당사와 비슷한 규모로 납품을 진행하는 해외 경쟁사와 비교하였을 때 고객사와 소통을 바탕으로 당사에 요구하는 설계 및 기능들에 대하여 정확한 판단을 진행합니다.또한 고객 대응에 대한 조직력을 강화, 대표이사를 필두로 고객을 직접 대응하여 만족도를 제고하기 위해 경쟁기업 대비 신속하고 정확하게 고객의 요구를 파악하여 대응중에 있습니다. 국내뿐만 아니라 해외 현지에도 상주 대응 인력이 상시 대기하여 고객사의 요청 사항 또는 불만 사항에 대해 즉시 대응이 가능합니다.

라. 신규사업당사는 현재 차세대 GaN 전력반도체 개발 및 사업화를 추진하고자 연구개발 중에 있습니다.

2차전지 배터리의 수명을 결정짓는 충방전 공정은 활성화 공정 중에서도 가장 핵심이 되는 공정입니다. 충방전 공정 수행 시 전극에서 특수한 전기화학적 고체 전해질 중간물질층이 형성되는데, 이는 다양한 요인들에 대해 민감하며, 배터리 수명 동안 배터리 성능에 중대한 영향을 주게 됩니다. 따라서 배터리 활성화는 배터리 소재에 따라 활성화 기간이 크게 다르며, 이러한 활성화 기간에서는 0.1C 전류를 주로 사용하고, 완전 충방전 사이클에 최대 20시간 이상이 걸릴 수도 있습니다. 이 활성화 과정에서 발생하는 비용이 총 배터리 비용의 20~30%를 차지합니다.전기 테스트를 할 때는 충전에 1C, 방전에 0.5C의 전류를 사용할 수 있으나, 각 사이클마다 약 3시간 가량 소요되는 특징이 있습니다. 통상적으로 1회의 테스트에는 몇 회 수준의 사이클이 필요합니다. 배터리 활성화, 그레이딩 및 다른 전기 테스트는 매우 엄격하고 정확한 사양을 요구할 수 있으며, 통상적으로 특정 온도 범위 내에서 전류와 전압을 ±0.02% 이내로 제어해야 합니다.또한 2차전지 배터리 제조 시 가장 중요한 요소는 효율성 입니다. 충전 시 효율을 높여야 할 뿐만 아니라 방전 시 발생하는 에너지 또한 재활용 할 수 있어야 합니다. 친환경 정책 추세에 부합하기도 하지만, 비용을 절감할 수 있는 효과 또한 발생하기 때문입니다. 2차전지 충방전기 시스템의 핵심 부품인 전력반도체는 전력변환, 전력변압, 전력안정, 전력분배 및 제어 등을 수행하는데 역할을 담당합니다. 전력반도체는 응용분야와 내압 특성에 따라 개별소자 (Device), 집적회로 (IC) 및 다중소자를 패키지로 집적한 모듈 (Module) 형태로 존재하며 산업영역에 따라 전력레벨이 다른 반도체 소자가 사용됩니다.

차세대 전력반도체라 불리우는 GaN 전력반도체는 고유의 재료적 우수한 특성으로 인하여 낮은 Ron 저항과 높은 동작 주파수 및 높은 항복전압의 동작이 가능합니다. 이러한 특성은 스위칭 소자의 동작 시 발생되는 전력손실을 줄여주며 전력반도체 디스크리트(di screte) 소자의 크기를 줄여주는 핵심 성능 지수입니다.

차세대 GaN 전력반도체가 2차전지 충방전기의 스위칭 전원모듈에 적용될 경우, 스위칭 주파수가 높아져서 설계가 단순해지고 전력전자 부품의 크기도 소형화되기 때문에 시스템 비용을 낮추는 효과가 발생합니다. 채널 역시 결합한다면, 최소한의 노력으로 더 높은 전류를 출력 가능하게 됩니다. 또한 드리프트를 아주 낮게 유지하면 비싸고 복잡하며 잠재적으로 환경오염을 유발할 수 있는 유냉 시스템(oil cooling system)을 사용할 필요 없이 공기만으로 냉각이 가능합니다. 때문에 비용 효율적인 측면에서 고성능의 솔루션을 제공할 수 있게 되고, 에너지 재활용이 가능한 시스템 설계를 간소화할 수 있습니다. 이러한 방식은 충전용 배터리 제조의 고질적인 문제를 해결할 수 있어서 차별화된 2차전지 활성화 장비의 경쟁력을 갖출 수 있을 것으로 기대됩니다.