전기차 배터리의 성능을 좌우하는 핵심 소재 중 하나인 실리콘 음극재는 기존 흑연 대비 에너지 밀도가 월등히 높아 차세대 배터리 기술의 핵심으로 떠오르고 있습니다.
전 세계 주요 배터리 업체들이 이를 적극 도입하려는 움직임을 보이면서 관련 기업들에 대한 관심도 높아지고 있으며,
국내 상장사 중에서도 기술력과 생산능력을 확보한 종목들이 주목받고 있습니다.
이 글에서는 실리콘 음극재 관련주와 정의, 시장 전망, 기술 개발 방향, 투자 시 체크리스트까지 모두 정리해 드리며,
실질적인 투자 판단에 도움을 드릴 수 있도록 구성했습니다.
글의 요약
- 실리콘 음극재 시장은 2035년까지 연평균 30% 성장 전망으로 구조적인 성장이 기대된다.
- 국내 상장사 중에서는 포스코퓨처엠, 대주전자재료, 한솔케미칼이 1세대 주도주로 주목받고 있다.
- 투자 시 기술 완성도, 고객사 확보 여부, 생산능력(CAPA) 확장이 핵심 판단 요소다.
1. 실리콘 음극재란? 기존 흑연을 대체하는 차세대 배터리 소재
리튬이온 배터리의 음극재로 현재까지는 흑연이 주로 사용되고 있지만,
에너지 밀도 한계와 충전 속도 제약이 있는 것이 단점입니다.
이를 해결하기 위한 대안으로 주목받는 것이 바로 실리콘 음극재입니다.
실리콘 음극재의 장점
- 이론용량이 흑연 대비 10배 이상 (흑연: 372 mAh/g vs 실리콘: 3,600 mAh/g)
- 급속충전 가능성 증가
- 주행거리 연장 효과
- 친환경적이며 매장량 풍부한 소재
하지만 실리콘은 충전·방전 과정에서 부피 팽창률이 300% 이상에 달해 셀 구조를 손상시킬 수 있다는 단점이 있습니다.
이를 극복하기 위한 다양한 기술적 시도(산화 실리콘, 실리콘-탄소 복합체 등)가 상용화되고 있는 상황입니다.
2. 실리콘 음극재 시장 규모와 성장 전망
2023년 기준 실리콘 음극재는 전체 음극재 시장의 약 1% 미만을 차지하지만,
2035년에는 약 6% 이상으로 확대될 것으로 보이며,
시장 규모는 70억 달러 이상에 이를 것으로 전망됩니다.
실리콘 음극재 시장 추이
| 연도 | 시장 규모(톤) | 시장 규모(달러) | 침투율 |
|---|---|---|---|
| 2023 | 약 2만 톤 | 약 10억 달러 | 0.8% |
| 2025 | 약 4만 톤 | 약 21억 달러 | 1.5% |
| 2030 | 약 16만 톤 | 약 45억 달러 | 4.0% |
| 2035 | 약 29만 톤 | 약 70억 달러 | 6.0% |
이러한 성장은 전기차의 주행거리 확대 요구, 급속충전 수요, 글로벌 공급망 다변화 정책(IRA 등)에 힘입은 것입니다.
3. 실리콘 음극재 관련주 BEST 7
① 포스코퓨처엠 (003670)
- 자회사 포스코실리콘솔루션 통해 SiOx, Si-C 양산 준비 중
- 2025년까지 광양공장 3,000톤 CAPA 가동 예정
- LG에너지솔루션과 공동개발 진행 중
- 전기차 배터리 전방 산업과 연결돼 가장 안정적
② 대주전자재료 (078600)
- 국내 최초로 SiOx 상용화 성공
- 삼성SDI, SK온 등 주요 배터리 기업에 공급
- 누적 생산량 3,000톤 이상, 2027년 CAPA 13,000톤 목표
- 기술 선도주로서 시장 신뢰도 높음
③ 한솔케미칼 (014680)
- 실리콘-탄소 복합체(Si/C) 기술에 집중
- 익산 공장 파일럿 생산 후 2025년 양산 예정
- 고에너지 밀도 음극재 개발을 위한 다수 특허 보유
④ SKC
- 영국 넥세온(Nexeon)에 4.5억 달러 투자
- 美 조지아주에 1만 톤 규모 CAPA 확보 예정
- 북미 공급망 구축의 핵심 축
⑤ OCI
- 말레이시아 공장에서 실리콘 나노파우더 양산 준비
- 태양광 폴리실리콘 기술을 배터리 소재로 전환 시도 중
⑥ 애경케미칼
- 폐규소 슬러지를 활용한 SiOx 공정 개발
- 원가 절감형 공정으로 후발주자로서 가능성 있음
⑦ 효성첨단소재
- 폐실리콘 기반 저비용 음극재 생산 기술 확보
- 대형 배터리 셀업체와 공동개발 진행 중
4. 기술 트렌드: SiO vs Si/C vs 풀실리콘
1세대 – SiOx (산화 실리콘)
- 팽창 억제가 용이해 상용화 빠름
- 다만, 초기 방전 효율 낮아 프리리튬 공정 필요
2세대 – Si/C (실리콘-탄소 복합체)
- 팽창 억제 + 전도성 향상
- 높은 에너지 밀도 구현 가능
- 공정 난이도와 원가가 높음
3세대 – 풀실리콘 (>80%)
- 미국의 Sila Nano, Group14 등 개발 중
- 부피 팽창 400%로 안정성 확보가 과제
- 상용화는 2027년 이후 예상
국내 상장사들은 현재 대부분 1~2세대 기술 중심이며,
일부는 3세대 풀실리콘 기술도 공동 개발 중에 있습니다.
5. 투자 체크리스트
| 체크 포인트 | 주요 항목 |
|---|---|
| CAPA 증설 | 연간 수천 톤 이상 증설 계획 여부 |
| 고객사 확보 | 삼성, LG, SK 등 메이저와의 계약 존재 여부 |
| 원가 경쟁력 | 금속 실리콘 원료 확보 능력, 생산공정 최적화 |
| 특허 및 기술 | Si-C 복합체, 탄소 코팅 기술의 독점성 여부 |
| 글로벌 진출 | 북미·유럽 수출 가능성, IRA 대응 준비 상황 |
이 요소들을 종합적으로 고려해 기업의 장기 성장성을 판단하는 것이 중요합니다.
6. 투자 리스크 및 주의 사항
- 기술적 완성도: 충·방전 반복 시 셀 수명 감소 우려
- 원재료 가격 변동성: 실리콘 가격 급등 시 수익성 하락
- 중국 업체 내재화: CATL, BYD 등 중국 완성차의 내부 조달 증가
- 규제 리스크: 미국 IRA·EU 공급망 규제 변화 가능성
이러한 리스크는 모두 기술 고도화, 다변화된 고객군 확보, 비용 구조 개선 등을 통해 점진적으로 극복이 가능한 과제입니다.
7. 포트폴리오 전략: 실리콘 음극재 관련주 분산 투자 가이드
- 대형 안정성 + 기술 성장성 조합으로 분산 투자 추천
- 포스코퓨처엠 (안정형)
- 대주전자재료 (기술형)
- 한솔케미칼 (확장형)
- 후발주 및 위성 포트폴리오로 위험 분산
- SKC, 애경케미칼, 효성첨단소재 등
포트폴리오를 구성할 때는 CAPA → 고객사 → 수익 인식의 흐름을 이해하고,
주가가 모멘텀을 받는 ‘이벤트 트리거’(공장 준공, 장기공급계약 체결 등)를 중심으로 매수 시점을 조정하는 것이 좋습니다.
Q&A
실리콘 음극재 관련주 중 가장 유망한 종목은?
포스코퓨처엠은 안정성과 스케일에서, 대주전자재료는 기술성과 실적 측면에서 각각 가장 주목받고 있습니다.
실리콘 음극재는 전기차 외에도 쓰이나요?
현재는 전기차 중심이나, 향후 ESS(에너지저장장치), 드론, 전자기기 등으로 활용이 확대될 수 있습니다.
실리콘 음극재 상용화는 언제쯤 될까요?
이미 일부 SiOx는 상용화 단계이며, Si/C는 2025~2027년, 풀실리콘은 2030년 전후가 예상됩니다.
기술적 장벽은 어떤 것이 있나요?
실리콘 팽창률 제어, 방전효율(ICE), 셀 구조 안정성 확보 등이 기술적 난제로 꼽힙니다.
실리콘 음극재 전용 ETF는 있나요?
국내 ETF는 아직 없으나, 글로벌 배터리 ETF(LIT 등)나 Amprius, Group14 같은 관련 해외 주식을 통해 간접 투자할 수 있습니다.
참고 자료
- SNE Research – 실리콘 음극재 시장 전망 보고서
- QYResearch – Global Silicon Anode Market Forecast
- 포스코퓨처엠 공식 웹사이트
- 산업통상자원부 차세대 배터리 전략 자료
- Japan NEDO 실리콘 음극재 로드맵
