지구 온난화와 고유가 시대의 도래는 환경과 에너지 문제에 대한 국가차원의 대응을 요구 하게 됐고 신재생 에너지, 그린카, LED 등 전세계친환경산업의 시장 규모도 지속적으로 확대되고 있는 추세다.

이중 일상 생활에서 꼭 필요한 조명 분야에서도 에너지 절감효과가 뛰어나고 환경 오염을 유발하지 않는 LED가 기존의 형광등, 백열등을 대체할 수 있는 차세대 광원으로 주목 받고 있다.

발광다이오드(Light Emitting Diode)는 전기에너지를 빛으로 전환하는 화합물 반도체로써 광전환 효율이 최고 90%로 매우 높고, 5만시간 이상의 긴 수명으로 유지 관리가 용이하며 수은 가스를 사용하지 않아 친환경적이다.

또한 빠른 응답속도, 광색 제어 등 여러 장점을 기반으로 조명, 가전·차량·의료용 등 다양한 분야에 활용 가능한 이상적인 광원이다. 특히 LED조명은 소비전력이 백열등의 약 20%, 전구형 형광등의 30% 수준이며 수명도 전구형 형광등의 약 5배로 조명의 30%를 LED로 교체할 경우 연간 16,021GWh 전력(100만KW급 원자력발전소 2기 전력생산량) 소비량과 680만톤 CO₂배출량이 저감을 기대할 수 있다.

LED는 에너지 절감과 친환경제품이라는 장점이 있어 지속적인 성장이 가능해 우리나라 정부에서도 2012년 세계 3대 LED 생산국을 목표로 LED산업을 21세기 신 성장동력산업으로 육성하고 있으며 2015년까지 조명시장의 30%를 LED로 교체한다는 이른바 15/30프로젝트를 시작했다.

중국은 전 지역에 LED조명 보급을 위해 5개 지역에 국가 반도체조명 산업화 기지를 지정하고 제13차 국가 경제개발계획에 LED조명산업 육성을 포함시켜 대규모 국책 산업을 지원하고 있고 일본도 '21세기 빛 프로젝트'를 통해 백색 LED 보급 확산과 120lm/W LED개발로 2010년까지 조명 에너지를 20% 절감하겠다는 목표를 두고 있다.

대만은 '차세대 광원 기술개발 및 보급전략'을 통해 2010년 백열전구 생산을 금지하고 2012년에는 사용금지를 추진하고 있다.

이렇듯 전 세계적으로 LED 수요가 크게 늘어나 2020년경에는 전체 조명시장 50%가 LED조명으로 교체될 것으로 추산된다. LED시장은 전세계적으로 2007년 45억달러에서 2012년 약 118억 달러 규모로 연평균 21% 성장이 전망되고 있다.

LED는 기존에 주로 휴대폰 광원용으로 사용했으나 최근에는 자동차용, 노트북, TV 광원용, 조명용 등으로 확대되고 있다. 모바일, 휴대폰 LED시장은 성숙기를 거쳐 2006년 21억7천만달러에서 2011년 21억2,200만달러로 유지될 것으로 전망된다.

휴대폰에 이어 LED사용이 확대되고 있는 자동차 조명시장은 계기판 표시에서 외장램프까지 사용이 확대돼 가는 추세로 2006년 4억6,700만달러에서 2011년 28억1,100만달러로 급성장될것으로 예상된다.

노트북,TV디스플레이 LED시장도 휴대폰 등의 소형디스플레이의 BLU적용에 성공한데 이어 최근 노트북,TV 등의 중대형 디스플레이에 적용이 확대돼 2007년 7억5,000만달러에서 2012년에는 49억7,000만달러로 확대될 전망으로 연평균 45.9%의 성장으로 단기적으로 가장 높은 성장과 시장을 형성할 것으로 보인다.

정부가 정책적으로 추진 중인 LED조명시장은 현재 높은 가격(약 3만원~30만원, 형광등 3,000원) 때문에 보급확대에 어려움이 있으나 2006년 3억2,300만달러에서 2011년 10억7,900만달러로 확대될 것으로 예상된다.

▲ LED 제조공정 및 업체.

LED는 기존에 주로 휴대폰 광원용으로 사용했으나 최근에는 자동차용, 노트북, TV 광원용, 조명용 등으로 확대되고 있다. 모바일, 휴대폰 LED시장은 성숙기를 거쳐 2006년 21억7천만달러에서 2011년 21억2,200만달러로 유지될 것으로 전망된다.

휴대폰에 이어 LED사용이 확대되고 있는 자동차 조명시장은 계기판 표시에서 외장램프까지 사용이 확대돼 가는 추세로 2006년 4억6,700만달러에서 2011년 28억1,100만달러로 급성장될것으로 예상된다.

노트북,TV디스플레이 LED시장도 휴대폰 등의 소형디스플레이의 BLU적용에 성공한데 이어 최근 노트북,TV 등의 중대형 디스플레이에 적용이 확대돼 2007년 7억5,000만달러에서 2012년에는 49억7,000만달러로 확대될 전망으로 연평균 45.9%의 성장으로 단기적으로 가장 높은 성장과 시장을 형성할 것으로 보인다.

정부가 정책적으로 추진 중인 LED조명시장은 현재 높은 가격(약 3만원~30만원, 형광등 3,000원) 때문에 보급확대에 어려움이 있으나 2006년 3억2,300만달러에서 2011년 10억7,900만달러로 확대될 것으로 예상된다.

▲ LED 기업 매출분석.

■ 국내 주요 LED업계 매출분석

11개 국내 주요 LED업계 중 매출 1위를 기록한 삼성전기는 지난해 OMS사업부문(카메라모듈, LED 등)에서 전년대비 57% 증가한 6,792억원을 기록했다. 영업이익도 142억원 적자로 지난해에 비해 적자폭을 크게 감소시켰다. 삼성전기측은 LED 응용분야 확대와 최근 엔화강세에 따른 경쟁력 확대 등이 원인이 됐다고 설명했다.

삼성전기의 LED 매출은 주로 휴대폰과 BLU 부문에서 발생하고 있으며 특히 LCD TV용 BLU에서 강한 경쟁력을 보유하고 있어 LCD TV의 LED BLU 채용률 확대 및 정부의 그린에너지 정책 등으로 곧 흑자로 돌아설 것으로 보인다.

뒤를 이어 지난해 서울반도체는 전년대비 13.6% 증가한 2,841억원의 매출액을 기록했으나 영업이익은 113억원 적자로 돌아섰다.

서울반도체측은 LED 응용분야 확대 및 고객다변화를 위해 기존의 기술확보중심에서 시장 및 고객 중심으로 사업의 방향을 전환했고 패키지/모듈 기술을 강점으로 하여 빠르게 성장하고 있는 중/대형 LCD용 BLU 및 조명시장을 집중 공략하겠다는 계획이다.

LG이노텍은 지난해 전년대비 81.5% 증가한 973억원의 매출액을 기록했다.

회사측은 지난해 R&D에 대한 투자가 확대되고 모바일 LED쪽은 정체됐으나 노트북 BLU 시장의 수요가 늘어났고 올해는 LCD-TV시장도 성장될 것이라고 예측했다.

루멘스의 지난해 매출액은 전년대비 26.3% 증가한 749억원, 영업이익은 전년대비 11% 감소한 2억2,300만원을 기록했다.

화우테크놀러지는 LED 부문에서 608억원의 매출액을 달성해 전년대비 494.7%의 증가율을 보였다. 영업이익도 전년동기대비 1061.3% 증가한 133억7,900만원을 기록했다.

엔하이테크는 지난해 전년대비 16% 증가한 445억7,900만원의 매출과 17% 감소한 18억4,100만원의 영업이익을 기록했다. 회사측은 LED 부문에서 기술력을 축적한 노하우를 LED 조명시장에 쏟아 붓고 있고 조명의 안전성을 고려한 방열 기술, LED 기판 설계상 각종 장비, 품질 분야에서의 많은 노하우를 바탕으로 2008년 조명분야에서만 800억원이 넘는 계약금액을 기록해 조명분야에서 선두 기업으로 자리매김 하고 있다고 설명했다.

알티전자의 반도체부문의 지난해 매출액은 전년동기대비 53% 증가한 41억8,630만원이었다. 회사측은 노트북 LCD용 백라이트 물량과 조명용 탑뷰의 매출이 증가했기 때문이라고 설명했다.

루미마이크로는 지난해 전년대비 140% 증가한 405억7,200만원의 매출액을 달성했으나 영업이익과 당기순이익은 2007년에 이어 적자를 면치 못했다.

남영전구는 지난해 매출액 367억3,400만원을 달성해 전년동기대비 38% 증가했고 영업이익도 7,200만원으로 흑자전환했다.

에피밸리는 LED사업부문에서 지난해 매출액이 전년대비 115% 증가한 219억2,200만원을 기록했으나 영업이익은 15억6,600만원의 적자를 보였다.

회사측은 LED, 방송사업 진출 및 통신사업 매출확대로 매출액이 늘었지만 환율상승에 따른 통화파생상품 손실 확대 및 이자비용 증가, 무형자산감액손실, 재고자산폐기손실, 조업도손실 발생 등으로 손실이 확대됐다고 설명했다.

대진디엠피의 LED 사업부 지난해 매출액은 전년대비 106% 증가한 123억9,500만원을 기록했고 영업이익도 13억1,200만원으로 흑자전환했다.

회사측은 수출물량이 많은 프린터 부품의 경우 고환율에 따른 이익으로 환차익이 컸고 발광다이오드(LED)사업부문도 전년대비 2배가량 성장했다고 설명했다.

▲ 국내 주요 LED 업체 현황.

■ LED산업성장을 위해 해결해야할 것들

아무리 LED가 장점을 많이 가지고 있다고는 하나 가격, 효율, 방열, 특허문제 등을 해결해야 본격적인 성장을 할 수 있다고 전문가들은 얘기한다. 이중 무엇보다도 LED업계가 가장 먼저 해결해야 할 것은 역시 가격문제이다.

LED가 가장 많이 사용되는 모바일시장에서 휴대폰 내 사용비중이 가장높은 side view용 LED가격은 2002년 600원에서 지난해에는 100원대까지 하락해 모바일시장에서 LED는 성숙기를 지나 축소할 것으로 보인다.

휴대폰에 이어 LED 사용이 확대되고 있는 자동차 조명 시장에서 사용되는 외장용 LED가격은 2006년 700원대에서 현재는 300원대로 하락세를 지속하고 있으나 LED칩의 발열량이 높아 설계와 유지보수 등에 추가비용이 발생하는 상황이다.

노트북과 디스플레이용 LED 시장에서는 가격문제로 중대형 디스플레이 BLU 광원으로 CCFL이 일반적으로 사용되고 있다. 15.4인치 노트북 BLU의 경우 CCFL은 11.6달러인 반면에 LED는 그 2배인 34.3달러이고 42인치 LCD TV의 경우에도 CCFL은 129.6달러이자만 LED는 369.7달러로 2.8배의 가격차이가 있다.

조명용 LED가격(약 3만~30만원)도 형광등(약 3,000원)에 비해 10배 정도 높은 상황이라 일반조명으로 확대되기 위해서는 4~5년 내에 현재 가격의 절반수준까지 인하돼야 할 것으로 보인다.

효율에서는 LED가 형광등에 비해 조명효율과 가격측면에서는 열위에 있어 LED가 패키지, 모듈 및 등기구 구축 과정마다 추가적인 손실이 발생해 LED칩이 최종으로 조명이 될 때 약 50%의 광효율 손실이 발생하고 있다.

LED 효율을 향상 시키기 위해선 에피, 칩, 패키지부터 부품, 소재, 기구, 시스템 등 전과정에 대해 공동적인 발전이 필요하며 이를 위해 글로벌 LED업체는 등기구, 조명시스템 설계 업체 등을 인수해 수직계열화를 추구하고 있다.

LED는 전기에너지의 85%가 열로 소모되고 15%가 광에너지로 소모되는 구조여서 LED조명이 가격경쟁력을 갖추기 위해선 기존보다 높은 전류로 구동해야하는데 이때 발열량이 커지는 문제가 있다. 방열 대책을 마련하지 않으면 LED칩의 온도가 높아져 발광효율과 칩의 수명이 저하된다.

이에 따라 칩의 열을 방출시키는 기술개발이 필수적이고 고출력, 고효율 백색 LED를 구현하기 위해 소자의 구조, 방열, 패키지 구조, 고온에서 안정적인 형광물질의 개발 등 많은 연구가 요구되고 있다.

마지막으로 LED의 특허문제는 1996년 초반 일본의 Nichia에서 다양한조명에 활용할 수 있는 백색LED가 개발되면서 시작됐다. Nichia가 전세계의 10%가 넘는 원천기술에 대한 특허를 가지고 배타적인 특허정책을 진행해 LED 시장의 걸림돌이 됐으나 2002년 하반기에 다른 선두업체들 간의 Cross licensing으로 특허문제는 유연해졌다.

또한 20년의 특허소멸기한이 다가오고 있고 향후 LED시장이 과거 Packaging이 아닌 Epi 및 Chip제조 중심의 성장을 이루게 될 것으로 예상돼는데 이 단계에서 특허 침해 여부를 입증하기 어렵다.

이 때문에 2010년 이후에는 LED생산에 특허분쟁의 영향력이 감소될 것으로 보여 삼성전자, LG전자 등 대형 SET업체가 존재하는 국내 LED업계의 본격적인 성장이 기대된다.