LED조명 보급 확대 및 추진계획
Red LED 발명 40년 만에 ´미래의 빛´으로 부상
세계 각국 LED 산업 육성에 막대한 예산 투입해
적극적인 대 국민 홍보로 LED 보급의 속도 올려야
1. LED기술 및 산업현황
21세기를 ‘빛의 시대’라 말한다. 과거 실리콘 반도체가 전자정보의 혁명을 가능하게 했다면 이제 제3세대 반도체가 21세기 빛의 혁명을 예고하고 있다.
발광다이오드(LED)는 말 그대로 ‘빛을 내는 반도체’ 바로 그것이다. LED는 반도체의 빠른 처리속도와 낮은 전력소모 등 장점을 가지고 있고 환경친화적이면서도 에너지 절약효과가 높아서 차세대 국가 전략제품으로 꼽히고 있다.
현재 LED는 21세기의 새로운 광원으로 주목 받으며 여러 다양한 분야에 사용되고 있다. 차세대 조명 광원으로 조명을 필요로 하는 가전기기, 자동차, 건축, 의료기기, 디스플레이, 환경 등 거의 모든 산업을 후방 산업으로 한다.
잠재시장인 가정용 및 사무실 조명 등의 일반조명까지 대체하게 된다면 메모리 반도체를 능가하는 거대한 시장을 형성할 것으로 기대되고 있는 유망 산업이다.
LED는 1969년 레드(붉은 빛)LED가 처음 개발되면서 하나의 제품군으로 시작되었다. 당시에는 시장이 없었기 때문에 단순한 인디케이터로 사용됐던 것이 1990년대 이후 모바일폰 시장이 형성되면서 점차 풀 컬러와 고휘도, 화이트 LED 등이 개발되고 사용되기 시작했고 점차 그 영역도 LCD BLU 등으로 넓어졌다.
LED의 응용 분야를 보면 청색과 녹색은 나이트라이드란 물질을 기반으로 하고 적색은 갈륨나이트라이드란 물질을 기반으로 하는데, 주로 고휘도 LED에서 포커싱이 되고 있는 BLU 백색 LED를 만들 수 있기 때문에 고휘도 시장에서 주목 받고 있는 LED이다. 기본적 구조는 사파이어 기판에 버퍼층 N형 나이트라이드, 활성층, P형 나이트라이드 이렇게 구성된다. 응용분야는 대표적인 것이 휴대폰이며, 앞으로 크게 성장할 분야가 LED BLU 분야, 그리고 장기적으로 가장 크게 성장할 분야가 일반조명 분야이다. 그 외 분야는 점진적으로 기술적으로 성장할 분야이다.
일본·미국·대만·유럽 등의 기술 선진국들은 차세대 조명용 LED 개발을 위해 대형 국책사업을 추진하고 있다. 그 예로 일본의 경우 ‘21세기를 위한 빛(Light for the 21st century)’라는 국책 프로젝트 하에 4개 대학, 13개 업체, 1개 협회가 참여해 1998년부터 2008년까지 연간 62억 엔의 사업비를 투자, 120㏐/W의 광원 개발을 목표로 사업을 추진하고 있다.
세계에서 에너지소비가 가장 큰 미국 또한 ‘차세대 광 계획(Next generation Light Initiative)’ 프로젝트를 2002년부터 시행하고 있다. 이 프로젝트는 최종연도인 2020년까지 200㏐/W의 광원을 목표로 매년 5000만 달러의 사업비를 투자해 2025년까지 일반 조명기구의 50%를 전력소비가 낮은 LED를 이용한 백색 광소자로 대체한다는 광소자 개발계획이다.
조명용 발광소자 시장은 대부분 니치아(Nichia)를 중심으로 크리(Cree)·오스람(Osram)·루미레즈(Lumileds)·도요다 고세이(Toyoda Gosei)·롬(Rhom) 등 일본·미국·유럽·대만 등이 장악하고 있다. 이들은 원천기술의 특허 공유는 물론 서로 긴밀한 기술동맹을 맺고 있을 뿐만 아니라 후발국가의 참여를 견제하고 있다. 이러한 상황에서 우리나라와 같은 LED사업 후발주자들은 LED산업 진출에 많은 어려움을 겪는 실정이다.
국내는 물론 세계적으로도 급성장할 것으로 예상되는 LED 시장을 선점하기 위해 관련 기업들의 원천 기술 확보 경쟁이 뜨겁다. 우리나라도 미국과 일본 등 해외기업들과의 상호 특허 공유 계약도 잇따르고 있다.
삼성전기는 일본 도요타 고세이와 LED 실리케이트 형광체 및 칩과 관련된 특허 공유 계약을 체결했고, 서울반도체는 4년 동안 특허 분쟁을 일으켰던 일본 니치아사와 서로의 특허를 인정해주는 크로스 라이선스 계약을 체결했다. 와이즈파워는 형광체 제조 원천기술을 가진 미국의 ‘사노프’ 사와 합작사를 설립하기로 했다.
친환경, 고효율 특성을 지닌 LED의 글로벌 시장이 급속도로 커질 것으로 예상되면서 원천기술 확보가 급한 기업들이 특허 공유로 돌파구를 마련하고 있다.
2.세계 조명산업의 전망
LED시장은 조명을 사용하는 대부분의 분야를 잠재시장으로 보고 있어 성장 잠재력이 엄청나게 큰 것이 특징이다.
LED기술 발달에 따라 기존 광원 시장을 대체하면서 각종 기기와 조명시장으로 확대되고 있다. 점차 적용범위 확대에 따라 전체 시장이 확대되며 적용범위 별 시장 비중이 변화를 나타낼 것으로 전망된다. 일반적으로 LED가 적용되던 소형 디스플레이인 휴대폰 시장의 비중은 감소하고, 자동차, BLU, 조명시장 등의 비중이 확대될 것이다.
LED는 현재 LCD TV BLU 등의 분야에서 상용화가 되고 있고, 지속적인 성능 향상과 함께 기존 조명을 대체 할 것으로 전망되고 LED 조명은 2015년 기존 조명의 30%를 대체할 것으로 전망 (미국 DOE)되고 있다.
3.국내 조명산업의 현황
국내 LED 조명시장은 2007년 기준 약 1조원 수준이며, 2015년에는 약 15조원의 시장으로 확대될 것으로 전망하고 있으며 LED 조명의 성장 전망에 따라 삼성전기, LG이노텍, 서울반도체 등 국내 대기업이 LED조명분야에 진출하고 있고 삼성, LG는 LED조명을 각각 “신수종 산업", "세계 TOP3 전략제품 "으로 선정하였다.
4.주요국 LED 정책 동향
세계 주요국은 차세대 조명시장 선점을 위해 국가 전략적 차원에서 LED 조명산업에 집중 투자하고 있다
미국은“Nest Generation Lighting Initiative"(Vision 2020)을 추진하며 2020년까지 200lm/W LED 개발, 세계 조명시장 50% 점유을 목표로 하고 있다.
일본은 “21C 광 프로젝트"수립(‘10년까지 조명에너지 20% 절감)하고 백색 LED 보급 확산을 주요내용으로 하는 조명계획을 수립했다.
대만은“차세대 광원 기술개발 및 보급전략 "을 추진하며 2009년 정부산하기관 백열전구 사용금지 및 ’2010년 사용금지를 추진하고 있다
중국은“제13차 국가경제개발계획에 LED 조명산업 육성 "을 포함하고 심천, 샤먼, 대련, 상해, 남창 등을"국가 반도체 조명 산업화기지 "로 지정 육성하고 있다.
5. LED조명 보급 확대를 위한 15/30 프로젝트
(1) LED조명기기 보급전략
신 고유가시대에 대응한 에너지 절약과 LED조명기기 초기시장 형성을 지원하여 2015년까지 LED 조명기기 비중을 30%까지 보급할 계획이며 2010년까지 120lm/W급(선진국 수준), 2012년까지 140lm/W급 LED 기술개발을 추진하고 있다
(2) LED조명기기별 세부 추진계획
① 교통신호등
2002년 고효율에너지기자재 인증대상에 포함하였으며 지역에너지사업 예산을 활용하여 지원(2002년∼2007년 : 203억원)하고 2007년 말 기준 48.8% 보급률 달성과 2010년 70% 보급시 연간 404,958 MWh 전력절감을 예상하고 있다.
② LED유도등
2007년 고효율에너지기자재 인증대상에 포함하였으며 2008년 장려금 지원을 추진(30억원)하고 2013년까지 30% 보급을 추진 목표로 하며 30% 보급시 54 GWh 전력절감, 100% 보급시 185 GWh 전력절감을 예상하고 있다.
③ 할로겐ㆍ백열전구 대체용
2008년 고효율에너지기자재 인증대상에 포함하고 2010년∼2011년 고효율기기 장려금을 지원 추진하며 2011년까지 20%∼30% 보급을 추진 목표로 하고 있다. 할로겐 대체용으로 30% 보급시 581 GWh 전력절감 하고 100% 보급시 2,498 GWh 전력절감을 예상한다. 백열전구 대체용으로 30% 보급시 3,017 GWh 전력절감, 50% 보급시 5,151 GWh 전력절감을 예상하고 있다.
④ 형광등ㆍ보안등 대체
2009년 고효율에너지기자재 인증대상에 포함하며 2010년∼2011년 고효율기기 장려금을 지원 추진하며 2015년까지 20%∼30%보급을 추진하고 형광등 대체용으로 30% 보급시 7,814 GWh 전력절감, 보안등 대체용으로 30% 보급시 394 GWh 전력절감을 예상하고 있다.
⑤ 가로등대체ㆍ채널간판
2010년 고효율에너지기자재 인증대상에 포함하며 2011년∼2012년 고효율기기 장려금 지원을 추진하며 2015년까지 20%∼30% 보급을 추진하고 가로등 대체용으로 20% 보급시 276 GWh 전력절감을 예상하고 있다.(LED채널간판은 간판정비사업과 연계하여 보급 추진)
6.시범보급사업 추진계획
추진배경은 우리나라는 교통신호등을 제외하고는 LED조명의 보급률이 극히 미미하므로 LED조명의 우수성에 대한 대 국민 홍보활동을 강화할 필요성이 대두되고 있으며 생활 속의 LED체험을 통한 국민적 인식 제고의 필요성이 있다.
사업대상은 상징성 높은 건물을 선정하여 건물 내외의 주요조명을 LED로 순차적으로 교체(시험건물 대상은 행사장, 경기장, 관공서, 지하철역사 등을 검토)하고 보급대상으로는 유도등, 형광등, 가로등, 문자형간판 및 교통신호등 등을 대상으로 현재 기술수준에서 보급 가능한 LED조명(소요 재원은 국비외 지방비 매칭으로 마련)으로 하고 있다
기대효과는 LED조명에 대한 사회적 인식 제고 및 홍보효과 극대화와 LED조명 사용 분위기 확산을 통한 보급 촉진 및 국가 이미지를 제고하는데 있다.
한국LED산업신문/안형철 부장 joinmedia@empal.com
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