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LG이노텍, 나노 다결정 열전 반도체 개발 성공…내년 양산화 시작

입력 : 2018.06.12 09:45

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[첨단 헬로티]


LG이노텍이 나노 다결정 열전(Thermoelectric) 반도체 기술로 본격적인 열전 반도체 시장 공략에 나선다. 


LG이노텍은 나노 다결정 소재를 적용한 열전 반도체 개발에 성공, 최근 구미 공장에 소재 생산라인 구축을 완료했다고 12일 밝혔다. 이 제품은 2019년 상반기 양산에 들어갈 계획이다.  


열전 반도체는 전기를 공급해 냉각•가열 기능을 구현하고, 온도 차를 이용해 전력을 생산하는 혁신 부품이다. 열전 반도체에 전기가 흐르면 한쪽은 발열, 반대쪽은 냉각되는 ‘펠티어 효과(Peltier effect)’와 양쪽에 온도차를 주면 전력을 발생하는 ‘제벡 효과(Seebeck effect)’를 이용한다. 


이번에 개발된 LG이노텍의 열전 반도체는 이 회사가 독자 개발한 나노 다결정 소재를 적용했다. 나노 다결정 소재는 10억분의 1미터 수준인 나노미터(nm) 단위의 초미세 결정 구조를 구현했다. 이를 통해 기존 단결정 소재의 강도와 효율을 높여 냉장고 등 가전제품에서 차량•선박 등으로 적용 범위를 확대했다. 


나노 다결정 소재는 단결정 소재 대비 2.5배 이상 강도가 높아 진동으로 소재가 깨지기 쉬운 차량•선박 등에 적용이 가능한 특장점이 있다. 또한 열저항을 최소화시킨 자체 모듈 구조를 적용해 단결정 열전 반도체 모듈 대비 냉각 효율을 30% 높여 동일 온도로 냉각 시 소비전력을 최대 30%까지 낮출 수 있다.


LG이노텍이 나노 다결정 소재를 적용해 개발한 열전 반도체 소자. 


■ 가전 저소음•슬림화, 통신 부품 온도 제어, 차량•선박 폐열 발전


LG이노텍의 열전 반도체를 냉장고, 정수기 등 소형 가전에 장착하면 가전의 크기와 소음을 줄일 수 있다. 컴프레서 방식의 소형 냉장고 소음이 29dB(데시벨)이라면, 열전 반도체 적용 시 소음을 최대 19dB(데시벨)까지 낮출 수 있다. 방송국 스튜디오(20dB)보다도 작은 수준이다. 생활 가전의 크기도 컴프레서 방식 대비 최대 40%까지 작고 얇게 만들 수 있다. 


LG이노텍의 열전 반도체 기술은 통신 분야에도 활용이 가능하다. 광 송•수신기 등 통신용 데이터 전송 장비에 열전 반도체를 적용하면, 광통신 부품의 온도를 일정하게 유지시켜 데이터 손실을 최소화할 수 있다. 광통신 부품은 일정 온도가 유지되지 못하면 파장 변화, 출력 감소 등으로 데이터 전송 효율이 저하돼 통신 성능에 영향을 미칠 수 있다. 


이 밖에도 차량 및 선박에 적용 시, 운행 중 발생돼 버려지는 폐열(廢熱)을 전기로 변환해 재활용함으로써 필요 연료와 배출되는 유해가스를 줄일 수 있다. 예를 들어 차량은 1600cc 디젤 자동차 기준, 연비가 리터당 18km일 경우, 열전 반도체를 적용하면 리터당 19.8km로 약 9~12%의 연비 향상이 가능하다. 선박도 열전 반도체를 적용하면 이산화탄소 배출 저감 효과가 있어 2020년부터 강화되는 국제해사기구(IMO)의 선박 대기오염 배출규제 대응에 유리해질 수 있다.  


■ 열전 소재•소자•모듈의 R&D, 생산, 품질 토털 솔루션 제공


회사 관계자는 “LG이노텍은 열전 반도체의 소재•소자•모듈의 R&D부터 생산, 품질관리에 이르는 토털 서비스 제공이 가능하다”며, “차별화된 나노 다결정 소재와 모듈화 기술 확보로 가전뿐 아니라 통신, 차량•선박, 산업용•웨어러블 기기 등으로 열전 반도체 적용 분야를 더욱 넓혀갈 수 있을 것”이라고 말했다. 


시장조사업체 테크나비오(TechNavio)에 따르면 열전 반도체 글로벌 시장 규모는 지난해 4억 7155만 달러에서 2020년 6억 2673만 달러로 성장할 전망이다.


한편, LG이노텍은 열전 반도체 시장 활성화를 위해 오는 6월 20일 서울시 강서구 마곡 LG사이언스파크에서 업계 전문가들을 초청해 ‘열전 반도체 테크 포럼’을 개최한다. 이번 ‘열전 반도체 테크 포럼’은 일반인도 참가할 수 있으며, 포럼 홈페이지에서 참가 신청 하면 된다.


/이나리 기자(eled@hellot.net)

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