LED/광산업이란 광원으로 빛을 생성하고 제어하며 활용하는 기술, 제품, 시스템 일체를 총칭한다. LED는 주력 및 융합 산업으로 파급력이 매우 높고, 혁신기술을 보유한 중소기업과 대기업의 동반 성장에 적합하다는 특징이 있다. 여기서는 LED/광산업의 현황 및 전망에 대해 제 5회 LED산업포럼에서 KEIT의 전기영 PD가 발표한 내용을 정리한다.

LED/광산업은 융합시대의 핵심 산업으로 부상하고 있다. 과거 산업사회를 주로 이끌었던 것이 자동차 등의 기계산업이고, 지식 기반 사회에서는 컴퓨터 등의 전자산업이 이를 이어 받았다면, 미래 감성 사회에서는 LED나 레이저 등 광 기반의 미래산업이 경제를 주도할 것으로 전망된다.

LED/광산업 시장 전망

세계 LED/레이저 시장은 2014년 3610억달러에서 2019년 6927억달러 규모로 증가해 연 13.5%의 성장률을 보일 것으로 전망된다(표 1). 한편 국내 시장은 2014년 29조원에서 2019년 76조원으로 연 19.5%의 높은 성장률을 기록할 것으로 기대된다(표 2).

국내 LED/광산업은 시장이 확대되면서 수요가 증가하고 이에 따른 신규 시장의 창출이 기대되고 있다. 또한 세계 최고 수준의 IT 기술력과 풍부한 제조산업 기반으로 새로운 융합기술 분야의 원천기술을 확보할 가능성이 크다.
남미, 러시아, 유럽 등 LED 신흥 시장이 활발해지고 있고, 우리나라가 대외적으로 경쟁력을 지닌 분야인 반도체, 자동차, 조선산업과도 밀접한 연관이 있다는 것이 큰 장점이다.

그러나 중소기업의 낮은 브랜드 인지도와 취약한 해외 마케팅 능력 등이 약점으로 작용하고 있다. 또한 중국 등 후발 국가의 추격이 거세지고, 소재 및 부품의 해외 의존성이 높아진다는 것도 국내 LED산업의 위기가 될 수 있다.
때문에 LED산업의 발전을 위해서는 대기업과 중소기업 간 상생 협력 문화가 정착돼야 한다. 또한 중국 등 경쟁 국가의 국내 조명시장 잠식에 대응할 수 있도록 국내 산업 보호 정책의 수립이 필요하다.

국내외 기술개발 동향 및 전망

1. LED 광소자
LED 소자 분야 기술개발 로드맵은 표 3과 같이 나타내 볼 수 있다. 세부 분야별로 살펴보면, 소재·장비 분야는 현재 사파이어 기판에서 Si(저가형,) GaN(고출력) 기판으로 변화될 것으로 전망된다. 대용량과 고생산성을 주요 특징으로 하던 장비는 대용량과 고속생산으로, 자동화 시스템과 통합 공정 장비는 신기술 공정 장비로 개발될 것으로 기대된다.

에피칩은 조명용 백색(청색) LED 기술에서 파장다변화(특수 파장) LED와 고속 LED로 나아갈 것으로 보인다. 또한 마이크로(나노) 스케일 광소자와 고효율, 초고연색성 백색 솔루션의 기술개발이 촉진될 것으로 전망된다.
패키징은 고출력·저가형 패키징 공정, 가시광 패키징 소재에서 인쇄저자 방식의 스마트 패키징, 마이크로(나노) 스케일 패키징, 자외선 패키징 소재 등으로 전환이 예상된다.

2. LED 조명/응용
LED 조명/응용 기술은 표 4와 같이 발전할 것으로 전망된다. 램프는 효율, 장수명, 호환성, 저가격 등의 특징에서 초저가격, 기능성, 광 품질, 편의성 등의 특징을 갖도록 개발될 것으로 내다보인다.
조명 엔진은 저방열 일반 소재에서 고방열·고효율의 경량 소재로, 단순 구동 IC 및 SMPS에서 다기능 구동 IC 및 고출력 SMPS로, 제조자 중심 규격에서 사용자 중심의 글로벌 표준 규격으로 변화될 것으로 보인다.

일반 조명은 기능성(IT 융합), 저가격, 설치 용이성 등을 중요시하는 방향으로, 시스템 조명은 기능성, 호환성, 설치 용이성 등을 주된 특징으로 개발될 전망이다.

3. LED 융합
LED 융합 분야의 중요 미래 기술은 표 5와 같다. 현재 IT와 LED 조명의 융합이 대세라면, 미래에는 다중 융합기술와 감성 융합이 주요 트렌드가 될 전망이다.

수송 분야는 현재 AF LED 전조등, LED 실내외 조명(자동차 LED 조명+센서 하이브리드 기술) 등에서 전자 IC 집적·광제어 광 엔진, 정보 디스플레이·환경 반응형 LED 조명 시스템, 저가·보급형·센서 연동 일체형 LED 조명 시스템, 철도 환경 적합형 고신뢰성 철도 조명, 극한기후 환경 적합형 항공 조명 등으로 개발될 전망이다.

해양 분야에서는 해양 환경 고신뢰성 선박 조명, 해양 플랜트·원자력 방폭 조명, 크루즈 선박 조명, 수해양 생물 번식 및 생산 조명, 해양 바이오매스 생산 조명, 지능형 집어등 등 다양한 기술이 개발될 것으로 보인다.
농생명 분야는 단순 식물 공장, 농생명 조명에서 보급형 식물 농장, 미세 조류, 그린바비오, 의약품, 기능성·보급형 농생명 조명으로 발전할 것으로 예상된다.

메디 바이오 분야는 감성, 심리, 신경치료, 조형 기능을 중요시하는 방향으로, 문화관광 분야에서는 양방향 사이니지, 통신 프로토콜 기술 등이 주로 개발될 것으로 보인다.
이밖에도 다기능·특수 기능 제품 및 감성 기반 제품들, 플렉시블·웨어러블 소자 출력 디바이스, 야간 감시용 광원, 이동 감지 광원 등 다양한 기술이 개발 중에 있다.

2016년 LED 분야 핵심 투자 대상

정부는 시장 중심형의 조명용 LED 광원과 LED 기반 진단 치료 및 헬스케어 조명 시스템, 기능성 플렉시블 LED 광원 등을 2016년 핵심 투자 대상으로 정했다.
첫 번째는 최근 LED 조명용 고효율 광원 시장의 경쟁이 치열해지고 있기 때문에 종합적 기술 개발을 통해 시장 주도권을 확보하겠다는 계획이다.

다음은 UV-VIS-IR 특수 파장을 이용한 진단치료, 인체 삽입 등 의료기술 선진화를 위한 고부가 LED 광원 모듈을 개발하는 것이다. 특히 노인들과 환자의 건강을 인지해 조명을 자동 제어하는 지능형 조명 시스템의 개발이 주요 목표다.

마지막으로 단순 조명의 범위를 넘어 섬유조직 융합, 웨어러블 디스플레이 적용, 전자정보기술과 의료 분야의 융합, 군사 및 소방안전 분야 등 다양한 산업에서 활용 가능한 기능성 LED 시장 창출을 목표로 하고 있다.

정리: 이솔이 기자