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일본-미국 ‘주도’… 한국은 8% 점유 - 원리.산업구조 Essential News

LED의 핵심 기술인 칩 제조에는 국내기술이 아직 미약한 수준이다. LED를 테스트 하는 전자부품연구원 소속 연구원.

‘미래의 빛’으로 불리는 발광다이오드(LED)는 쉽게 말해 빛을 내는 반도체다. 화합물 반도체의 특성을 이용해 전기신호를 보내면 빛을 발산하는 원리다.
LED 소자는 1960년대 미국의 제너럴일렉트릭(GE)사에 의해 처음 개발됐으나 알람시계의 시간이나 비디오카메라의 배터리 소모량을 알려주는 데 적용된 것이 전부였다. 당시 LED가 조명으로 활용되지 못한 이유는 백색 빛을 나타내지 못했기 때문이었다.

그러다 1993년 일본의 니치아화학이 빛의 3원색 중 마지막으로 청색 LED를 개발, 생산하기 시작하면서 기존의 적색, 녹색과 결합해 백색을 표현할 수 있게 됐다.

이후 LED 기술은 그 기반인 반도체 개발 기술이 매년 더 빨라지고 가격이 저렴해지는 것과 발맞춰 밝기, 에너지 효율성, 수명이 급속도로 발달됐다. LED 산업은 친환경, 저전력이라는 키워드와 함께 2009년 본격적인 성장 국면에 돌입하는 시점에 와 있는 것이다.


밝기·에너지 효율·수명 ‘쑥쑥’

효율이 높은 LED는 빛을 내는 거의 모든 것에 적용돼 대체할 수 있어 시장은 무궁무진하다. 이미 우리는 일상생활에서 자동차 후미등이나 신호등, 전광판에서 LED를 쉽게 접할 수 있다. 그리고 휴대전화의 대부분이 LED로 빛을 내고, 최근에는 살균 기능까지 겸한 냉장고의 내부 조명으로도 이용되고 있다.

액정표시장치(LCD) TV의 빛을 내는 장치(BLU: Back Light Unit)가 LED로 교체되면서 더욱 선명한 색감과 초박형, 초절전형 차세대 LED TV를 탄생시키기도 했다. LED가 기존의 형광등, 백열등을 대부분 대체할 것으로 전망한다면 그 수요는 어마어마하다.
주식시장에서 최근 LED 업체 종목이 상승한 이유도 지난 2월 말 지식경제부 산하 기술표준원이 형광등 대체용 LED 조명 규격을 기존 형광등 규격과 같게 할 것이라는 계획이 촉매제가 된 것이다. 또한 농수산, 의료, 자동차에 다양하게 접목될 수 있다.

예를 들어 밤바다를 대낮처럼 밝히는 오징어잡이 어선의 집어등이 최근 LED로 교체되고 있는데, 치솟는 기름 값에 대해 어민의 경제적 부담을 줄여줄 뿐만 아니라 기존 메탈할로이드등이 내뿜는 뜨거운 열과 소음으로 인한 고통을 크게 덜 어준다.
이러한 LED 산업의 시장 잠재력에 따라 세계 각국은 국책 사업 차원에서 집중 육성하고 있다. 미국은 2020년까지 세계 LED 조명 시장의 50% 점유를 목표로 한 ‘차세대 조명 이니셔티브(Next Generation Lighting Initiative)’를 지난 2007년 발표했다.

일본도 ‘21세기 광(光)프로젝트’를 수립, 2010년까지 LED 교체를 통해 조명 에너지의 30%를 절감할 계획이다. 국내에서도 정부는 녹색 뉴딜 사업의 일환으로 2012년까지 총 1조3000억 원을 투입해 공공시설 조명의 20%를 LED 조명으로 교체할 방침이다.
현재 LED 시장구조는 일본 미국 독일이 전 세계 시장의 약 70%를 점유하고 있고 한국은 대만과 함께 그 뒤를 따르고 있다. 한국의 국제 LED 시장점유율은 약 8%에 불과하며 기술 수준도 일본과 미국에 비해 뒤처져 생산 단가가 높은 편이다. 일단 국내 기술 수준을 파악하고 관련 업체의 잠재력을 알아보기 위해서는 LED 생산 공정을 구분하고 이해하는 것이 핵심이다.

LED 제조 공정은 에피(Epi) 웨이퍼 제조→ 칩 생산→ 패키징→ 모듈 등으로 진행된다. 간단히 설명하면 화합물 반도체를 성장시켜 에피 웨이퍼를 제조하고 패브리케이션(Fabrication) 공정은 에피 웨이퍼 에칭 후 전극을 형성하고 개별 칩으로 절단하는 칩 제조를 뜻한다.

패키징 공정은 제조된 칩과 리드(lead)를 연결하고 빛이 최대한 외부로 방출되도록 패키징하는 단계다. 모듈 공정은 패키징이 완료된 LED를 이용해 일정한 프레임에 LED를 부착시키는 것이다.
LED를 생산할 때 주요 핵심 기술은 초기 공정의 에피 웨이퍼 제조와 칩 생산에 달려 있다. 이 부문에 일본과 미국이 앞선 기술을 갖고 있으며 대만, 한국 순이다. 한국은 중간 과정인 패키징과 패브리케이션에서 선전하고 있지만 칩 제조 부분에는 이제 걸음마 단계라는 것이 업계의 설명이다.
한국광산업진흥회의 업체 목록 자료에 따르면 국내 LED 관련 업체는 2009년 현재 1707개사로 나타났다. 하지만 에피 웨이퍼 영역에는 에피밸리, 에피플러스사 등 3~4개 업체, 칩 패브리케이션 영역에는 삼성전기, LG이노텍, 옵토웨이, 서울옵토디바이스 등 7개사밖에 없다. 따라서 LED 업체를 평가하는 데 있어 LED 공정의 어떤 영역에서 각 회사가 사업을 영위하는지가 가장 중요한 체크포인트라고 증권사의 테마주 보고서는 조언한다.
한국LED보급협회 기술지원 최유나 과장은 “불과 1~2년 전만 하더라도 국내 LED 산업은 칩 관련 부품 산업에 한정됐었다. 하지만 최근 조명 및 BLU 등 응용 범위가 크게 확대돼 한마디로 파이가 커졌다”며 “하지만 광반도체 원천 기술이 우리나라에 없기 때문에 일본과 미국을 금방 따라잡기는 힘들 것”이라고 설명했다.
그러나 미래가 어두운 것만은 아니다. 한국은 LED 산업의 기반인 반도체, IT 분야에서 선진 기술을 갖고 있다는 점, 그리고 휴대단말기, LCD 디스플레이, 자동차 등 LED 관련 전후방 산업이 발달돼 있다는 점에서 성장 잠재력이 높다고 할 수 있다.
특히 응용 부문에서만 14%씩 급성장하고 있기 때문이다. 미국의 컨설팅 회사인 스트래티지스 언리미티드(Strategies Unlimited)사의 보고서는 2007년부터 2011년에 걸쳐 연평균 17.6%로 시장이 성장하며 2006년에 41억8000만 달러였던 시장 규모가 2012년에는 50억 달러에 이를 것으로 전망했다. 그리고 2012년부터 기존 조명을 대체하는 시작 연도가 될 것이라고 밝혔다. 따라서 향후 5년간 LED 시장은 가파른 성장을 경험할 것으로 기대된다.


기술 표준·특허 등 과제 남아

정부의 계획처럼 LED 산업을 우리나라의 ‘미래 먹을거리 산업’으로 삼기 위해서는 넘어야 할 산이 몇 개 있다. 우선 칩, 패키징, 광원 모듈, LED 융합 등 3대 전략 분야별 주요 기술에 대한 연구·개발 집중 투자로 핵심 기술을 보유해야 한다. 그리고 KS 규격과 고효율 인증 기준을 시급히 정립하고 법령과 각종 기술 기준을 ‘친LED 산업’ 방향으로 정비해야 한다.
또한 특허 문제도 관심 있게 지켜봐야 할 것이다. LED 시장을 선점한 세계 빅5 업체인 니치아(Nichia), 크리(Cree), 오스람(Osram), 루미레즈(Lumileds), 도요다 고세이(Toyoda Gosei)들이 크로스 라이선스 체결로 특허 그물을 만들어 국내 업체가 특허 문제를 피해갈 수 없기 때문이다.
최근 LED 관련 업체 종목의 상한가와 관련해 언제나처럼 옥석을 가려 투자해야 한다는 조언이 조심스럽게 나오고 있다. 특히 기술 수준 및 업계 동향을 철저히 파악하지 않고 LED의 밝은 빛만 따라가다가 버블에 휩싸일 수 있기 때문이다.

한국LED보급협회 최 과장은 최근의 이러한 LED 붐을 지켜보며 “지난 1997년 외환위기 때 많은 이들이 조개구이 사업에 뛰어들었지만 생존한 가게는 많지 않았다. 요즘의 LED 붐이 마치 그때 조개구이 사업처럼 경제 불황속에서 관련 사업에 투자만 많고 수익을 보지 못하게 되는 상황이 발생될까 우려된다”고 밝혔다.



이진원 기자
zinone@kbizweek.com






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