그래핀은 탄소 원자들이 벌집 모양으로 연결되어 단층 구조를 이루고 있는 물질입니다. 흑연과 같은 층상구조이지만 결정성이 높아 강도가 높고 열전도율 또한 매우 높은걸로 알려져 있습니다. 최근 전기차 배터리나 반도체 등 다양한 분야에서 활용되고 있으며 특히 2차전지 소재로서 각광받았습니다. 초전도체 못지않은 이슈를 몰고올 그래핀 소재 오늘 관련주와 대장주 그리고 그래핀에 대해서 알아보도록 하겠습니다.
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그래핀이란?
그래핀은 탄소 원자로 만들어진 2차원 물질로 벌질 모양의 구조를 가지고 있으며 단층의 매우 얇은 물질, 반금속성(Semi-metaliic) 물질입니다. 연필심으로 사용되는 흑연은 탄소들이 육각모양의 벌집구조를 이루는 2차원 구조의 판들이 층층이 쌓인 3차원 결합구조의 형태로 이루어졌으며, 이 한 층의 2차원 탄소결합 판을 떼어낸 것이 그래핀입니다.
- 그래핀은 연필심에 쓰이는 흑연의 구성 물질로, 흑연을 뜻하는 그래파이트(Graphite)와 탄소 이중결합을 가진 분자를 뜻하는 접미사 -ene를 결합하여 만들어진 용어임
- 그래핀의 종류로는 한층 그래핀(Single-Layer Graphene), 두층 그래핀(Two-layer Graphene) 및 다층 그래핀(Multi-Layer Graphene 또는 Graphite) 등으로 나눌 수 있음
그래핀의 특징
- 그래핀은 투명하며 빛의 2.3%만을 흡수해도 상온에서 은보다 열전도성이 높으며, 전자가 마치 질량이 없는 것처럼 움직여 기존 반도체보다 전기의 흐름이 빨라질 수 있어 실리콘 기판을 대체할 수 잇는 차세대 재료로 각광받고 있음
- 현존하는 소재 중 가장 얇은 물질로 구리보다 전류밀도가 높고 극저온에만 관측되는 양자 홀효과를 상온에서 보이는 특성이 있음
- 그래핀은 강도, 열전도율, 전자이동도 등 여러 가지 특징이 현존하는 물질 중 가장 뛰어난 소재로 디스플레이, 이차전지, 태양전지, 자동차 및 조명 등 다양한 분야에 응용되어 고나련 산업의 성장을 견일한 전략적 핵심소재로 인정받고 있음
탄소 구조에 따른 분류
탄소 나노튜브와 그래핀
다이아몬드 및 흑연, 탄소 나노튜브, 그래핀 및 플러렌을 구성하는 원소는 탄소(C, Carbon)로 동일하며, 이들은 모두 탄소의 배열상태ㆍ결합구조가 다른 동소체임 따라서 탄소의 동소체는 3-Dimension(차원)의 다이아몬드 및 흑연, 2-Dimension의 그래핀, 1-Dimension의 탄소 나노튜브 및 0-Dimesion의 플러렌으로 구분됩니다.
- 흑연은 그래핀이 번갈아 어긋난 적층구조 형태이며, 플러렌 및 탄소나노튜브는 그래핀이 각각 구형이나 원통형으로 가공된 형태임
- 다이아몬드 역시 탄소로 구성되어 있으나, 흑연 및 그래핀 등과는 다소 상이한 결정구조를 갖고 있음
- 그래핀을 3차원으로 쌓으면 흑연이 되고, 1차원으로 말면 탄소 나노튜브가 되며, 0차원인 공 모양으로 만들면 플러렌이 됨
흑연
흑연은 평면을 이루려는 성향이 강하기 때문에 결정구조가 층층이 쌓인 지층같은 모습을 하고 있으며, 판이 겹쳐진 결정구조로 인해 연필심으로 사용 시 부드럽게 밀리며, 전기를 잘 통하는 특징을 보임
플러렌
플러렌은 탄소 원자가 오각형과 육각형으로 배열된 공에 가까운 모양을 갖는 분자를 통칭하는 것임
- 탄소 원자 60개가 공 모양으로 뭉친 결정으로 어떤 원자는 3개, 어떤 원자는 4개 전자를 공유결합에 사용하기 때문에 소수의 자유전자가 생성되며, 이 전자들은 초전도 현상을 일으킴
탄소나노튜브
탄소 나노튜브는 탄소 6개로 이루어진 육각형들이 서로 연결되어 관 모양을 이루고 있으며, 관의 지름이 수십 나노미터에 불과하여 탄소 나노튜브라고 명명됨
- 육각형의 벌집무늬로 결함된 탄소 원자가 튜브형태를 구성
- 튜브의 직경이 mm 수준
- 반도체, 평판 디스플레이, 배터리, 초강력 섬유 및 바이오센서 등에 사용됨
그래핀
그래핀에서 탄소원자들은 각각 원자가 강한 공유결합을 통해 3개의 이웃한 원자들에 결합하는 벌꿀집(Honeycomb) 패턴으로 밸열됨, 단층 그래핀의 두께는 탄소원자 1개분인 0.34mm로 대단히 얇으나, 강도는 다이어몬드와 동일한 수준으로 매우 단단하며, 그래핀 시트를 겹쳐서 mm수준의 두께로 만들면 2톤짜리 자동차를 지지할 수 있는 강도가 발생함
탄소 나노튜브는 다양한 특성에서 그래핀과 동등한 수준의 특성을 나타내고 있으나, 탄소 나노튜브가 사용화에 실패한 이유는 1차원적인 형상에 의한 가공의 어려움, 양산을 전제로 한 제조 프로세스를 확립할 수 없었기 때문
- 이는 아무리 우수한 특성을 나타내도 생산 프로세스의 확립 없이는 실용화로 이어지지 못한다는 사실을 보여준 것으로, 이에 비해 그래핀의 생산 프로세스는 단순하여 사업화 가능성이 높은 것으로 판단됨
참고자료 <차세대 신소재 그래핀의 기술동향_KDB산업은행>
그래핀 소재 시장 전망
삼성ㆍLG, '그래핀' 상용화 속도, 반도체ㆍ가전 제품에 적용
산성전자, 국내 그래핀 생산 기업에 119억 투자 LG전자, 전장ㆍ가전용 그래핀 소재 개발 진행 "사용화 가치 높은 신소재 관련 시장 커질것"
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 집접도를 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.
<2023.07.18 삼성ㆍLG, 그래핀 사용화 속도 반도체ㆍ가전 제품에 적용 조선비즈IT 김민국 기자>
삼성·LG, ‘그래핀’ 상용화 속도… 반도체·가전 제품에 적용
삼성·LG, 그래핀 상용화 속도 반도체·가전 제품에 적용 삼성전자, 국내 그래핀 생산 기업에 119억원 투자 LG전자, 전장·가전용 그래핀 소재 개발 진행 상용화 가치 높은 신소재 관련 시장 커질 것
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그렇다면 대한민국 그래핀 관련주 대장주는?
그래핀 관련주 대장주
1. 이앤플러스 (074610)
2. 덕산하이메탈 (077360)
3. 크리스탈신소재 (900250)
4. 대창 (012800)
5. 엘엠에스 (073110)
6. 오리엔트정공 (065500)
1. 이앤플러스 (074610)
기업개요
- 동사는 1980년 설립되어 소방 차량 제조업 및 2차전지용 전극, 신소재를 제조하고 있음
- 동사의 사업부문은 소방부문, 2차전지부문으로 구분됨, 소방차를 주력으로 판매하여 상품으로는 살균기 등이 있음
- 신소재 사업에서 동사 방열소재 제품은 갭필러, 갭패드, 갭필링겔로 나뉨, 2차전지 사업부문의 제품은 리튬 이차전지 양극, 음극 전극으로, 집 전체 위에 활 물질, 도전재, 결착재등이 도포되어 있는 형태임
주요제품 매출 구성
- 소방제품
- 방열갭필러 외
- 2차전지전극 외
- 소방기타
현재까지 차트 현황
2. 덕산하이메탈 (077360)
기업개요
- 전자부품회사로 1999년 설립되었으며, 2014년 인적분할을 통해 지주회사로 전환함(2018년 11월 적용제외)
- 반도체 패키징 재료인 Solder Ball의 제조를 주요사업으로 영위함. 대부분의 고객사가 반도체 메이저업체여서 반도체 업황에 직접적인 영향을 받음
- 2019년 설립한 미얀마 현지법인 DS MYANMAR는 주석 제련 및 판매업체이며, 2021년 인수한 덕산넵코어스는 항법기술을 보유한 방위산업전문 기업임
주요제품 매출 구성
- 솔더볼/파우더
- 주석 제련
- 방산 부문
- 연결조정
- 기타
현재까지 차트 현황
3. 크리스탈신소재 (099250)
기업개요
- 해외사장을 목적으로 2012년 2월 케이만지주회사인 "차이나크리스탈신소재홀딩스"를 설립함
- 상장주체인 차이나크리스탈은 홍콩 소재의 차이나운모산업홀딩스(이하"중운")을 100%, 영국령 소재의 토자지주회사인 링바오주광기술집합유한공사(이하 "링바오BVI")를 85% 소유
- 합성운모플레이크, 합성운모파우더, 내화운모테이프, 그래핀 및 진주광택안료의 생산 및 판매를 주요 사업으로 영위
주요제품 매출 구성
- 진주광택안료
- 운모테이프
- 운모플레이크
- 운모파우더
- 기타
현재까지 차트 현황
4. 대창 (012800)
기업개요
- 동사의 주요 제품은 황동 봉 및 동합금 제품이며 주요 생산품인 황동봉은 반도체, 전기, 전자부품, 자동차, 선박, 산업용 기계류 등 첨단 기초소재로써 활용됨
- 황동봉 이외에도 황동 관련 일부 상품 및 기타 품목을 매출하고 있음
- 내수시장에서 확고한 기반을 다졌으며 아시아 최대 황동봉 수출업체로서 동남아, 호주, 뉴질랜드, 미국, 유럽, 인도 등 약 20여개국에 수출하고 있음
주요제품 매출 구성
- 황동봉
- 지식산업센터 분양
- 상품 및 기타
- 기타
현재까지 차트 현황
5. 엘엠에스 (073110)
기업개요
- 동사는 1999년 2월 설립되었으며, LCD BLU의 핵심부품인 프리즘 시트의 제조, 판매를 주요 사업으로 영위하고 있음
- 현재 중소형시장은 약 4천억 규모의 시장으로 동사와 3M사가 양분하는 독과점 시장으로 구성하고 있음
- 동사는 미쓰비시레이온과 역프리즘시트에 대한 특허 라이센스계약을 체결하여 기존 보유하고 있던 기술에 접목, 프리즘시트의 초고휘도화를 통해 독점적인 시장지배력을 강화해 나갈 계획임
주요제품 매출 구성
- 프리슴시트
- 회절격자/파장판/블루필터 외
현재까지 차트 현황
6. 오리엔트정공 (065500)
기업개요
- 자동차 수동변속기 TM컨트롤하이징엣세이 및 DCT부품 Central Plate 그리고 엔진 부품 하우징서모스택 등을 생산하는 자동차 부품업체
- 현대자동차 협력업체로서 자동화 설비 투자를 통한 우수한 품질과 가격경쟁력을 확보하고 있어 지속적으로 신차종 부품 개발에 적극 참여하고 있음
- 경쟁령 확보를 위한 R&D부문에 투자하고 잇으며 완성차업체 요구조건인 평가기준에 부합한 품질인증시스템인 TS16949 및 ISO1400 인증 받음
주요제품 매출 구성
- 자동차사업부
- 전기변환장치제조
- 자동차사업부(신소재)
- 해외사업부
- 기타
현재까지 차트 현황
해당글은 개인적인 의견과 여기저기 정보를 취합한 글로써 절대로 투자 권유를 하고자 작성된 글이 아닙니다.
투자의 모든 책임은 본인에게 있음으로 그냥 참고용으로만 보시기 바랍니다.
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