◎'고효율ㆍ친환경으로 각광받는 LED 조명'

삼성경제연구소 '고효율ㆍ친환경으로 각광받는 LED 조명'

(서울=뉴스와이어) 2008년 08월 18일 12시00분-- 삼성경제연구소 '고효율ㆍ친환경으로 각광받는 LED 조명' 1. LED 조명 시장의 확대 고효율ㆍ친환경 조명의 필요성이 확대 백열등, 형광등 등 기존 조명은 전력소비와 환경오염의 문제를 내포- 세계 조명기구의 연간 소비전력은 2조 1,000억㎾h로 전체 전력의12~15%를 소비하고 있고, 이로 인해 연간 17억 톤의 CO2를 배출. 수은 사용(형광등)과 짧은 램프 수명으로 인해 환경오염을 유발 고효율 조명기구 개발에 대한 요구가 한층 높아지고 있는 상황. 조명 효율을 25% 향상시키면, 연간 2,500억 ㎾h의 전력이 절감되고 1억5,000톤의 CO2를 절감 가능. 백열등과 형광등은 기술적 개선에 한계를 보이고 있고, 환경 및 고유가문제로 인해 새로운 광원 이용의 필요성이 증대 LED 조명의 부상 LED 조명은 뛰어난 에너지 절감과 친환경적 효과로 인해 각광받고 있음. 백열등 판매 금지안이 일부 국가에서 확정되는 등 전 세계적으로 환경규제가 강화되고 있어 LED 조명 이용에 유리한 환경이 조성 중. 유럽연합은 2009년, 호주와 캘리포니아주는 2010년, 캐나다 온타리오주는 2012년부터 백열등 사용을 금지하는 법안 의결. LED 조명은 그 동안 장식용 등 일부 용도에 한정되었지만 기술발전과가격하락으로 일반조명용으로 이용이 확대될 전망. LED조명과 형광등과의 가격차가 20배 이상에서 최근 약 10배로 좁혀짐 차세대 조명으로 주목받는 LED 조명은 향후 급격한 시장 성장이 예상. 세계 조명시장은 2008년 약 1,000억 달러 규모로 백열등과 형광등이 대부분을 차지. 2008년 조명시장의 3%를 차지하고 있는 LED 조명은 연평균 45% 고성장하여 2015년에는 그 비중이 28%로 확대될 전망. 2015년 이후 백열등을 제치고 형광등 시장에 육박할 것으로 예상 2. LED 조명 산업의 현황 LED가 조명분야에 본격 활용 LED(발광다이오드, light emitting diode)는 光색제어, 에너지 절감, 친환경 측면의 이상적인 광원. LED는 전기에너지를 광에너지로 전환하는 반도체 발광소자로서, 디지털제어 성능과 고효율, 장수명 등이 장점. 청색 LED의 개발(1993년) 이후 LED가 신개념 광원으로 등장. 청색 LED는 적색 및 녹색 LED와 함께 백색 LED를 구현(1996년) LED는 디스플레이, BLU(back light unit), 자동차, 휴대폰 등 다양한 분야에 이용되고 있고 일반조명 분야로도 확대. 현재 LED는 LED 디스플레이를 비롯하여 LCD 패널용 BLU, 자동차용표시등ㆍ전조등, 휴대폰 키패드ㆍ플래쉬 등 다양. LED 일반조명은 2007년 전체 LED 시장의 12%를 차지하고 있고, 이용이 증가하여 2011년에는 그 비중이 17%에 이를 전망 조명시장에서 LED는 고발광효율 및 장수명을 특징으로 백열등, 형광등등 기존 조명과 경쟁. LED 조명은 광전환 효율이 최고 90%, 수명은 최대 10만 시간에 이르는등 기존 광원을 능가. 현재 LED 조명은 유통업체, 사업장 및 공공부문에서 기존 조명을 교체하기 시작했으며 일반주택 및 사무실용으로 이용이 확대될 전망. 대형마트나 패션몰 등 전력을 많이 사용하는 유통업체, 주차장이나 공장등 사업장, 민원실이나 우체국 등 공공부문의 보급을 주도 저가격화로 4~5년 후 형광등 대체 가능 LED가 일반조명 시장에서 보급이 활성화되기 위해서는 저가격화가 과제. 광원을 포함한 조명기구 가격은 LED 조명이 대폭 인하되기는 했지만 아직까지 기존 조명기구와 비교하면 3배 정도 비싼 수준. 광원 가격은 LED가 백열등의 약 20배, 형광등의 약 10배 정도 현재 누계 코스트 측면에서는 LED 조명기구가 백열등에 우위. 조명기구의 누계 코스트는 전기요금 및 광원 교환비용에 조명기구의 초기비용을 추가한 코스트. 현재 LED 조명은 고효율ㆍ장수명에 의해 4~5년 사용하면 누계 코스트가 백열등에 비해 경쟁력이 있음. 누계 코스트에서 형광등을 역전하기까지는 아직 10년 이상 필요 LED가 형광등을 대체하려면 발광효율 제고에 의한 저가격화가 필요. LED 조명기구가 누계 코스트에서 4~5년 이내에 형광등을 역전하기 위해서는 백색 LED의 가격을 현재의 절반 수준까지 인하 필요. 백색 LED는 LED 조명기구의 부자재 코스트 중 약 1/3을 차지. 광원별 부자재 코스트는 형광등 기구가 약 10%, 백열등 기구가 약 5% LED 발광효율을 한층 향상시키는 것이 저가격화 실현에 중요. 발광효율이 향상되면 발열량이 감소하고 밝기가 향상될 뿐만 아니라 부품 개수를 줄일 수 있게 되어 코스트가 낮아짐 각국에서 조명산업 육성정책 지원 미국, 일본 등은 유가상승, RoHS(유해물질사용제한지침) 규제 등에 따라LED 조명에 대한 국가 프로젝트를 진행. 미국은 'Next Generation Lighting Initiative'를 통해 2020년까지 발광효율 200㏐/W의 LED 개발, 세계 조명시장 50% 점유를 목표. 일본은 '21세기 빛 프로젝트'를 통해 백색 LED 보급 확산과 120㏐/WLED 개발로 2010년까지 조명에너지 20% 절감을 목표. 대만은 '차세대 광원 기술개발 및 보급전략'을 통해 2010년 백열전구 생산금지, 2012년 전구 사용금지를 추진 한국은 LED 산업을 21세기 신성장동력산업으로 육성하여 2012년 세계3대 LED 생산국을 목표. 'LED 조명 15/30 보급 프로젝트'를 통해 LED 조명을 2015년까지 조명시장의 30% 보급할 계획. 공공기관 및 대형 신도시 개발시 LED 조명 시범 사용, 대형 프랜차이즈사업장의 LED 조명 사용 유도, LED 조명 보급촉진 펀드 조장 등 추진. 국내 LED 분야 생산은 2007년 12억 달러에서 2012년 90억 달러로 증대될 것으로 전망 선발업체는 수직 계열화 추진 세계 조명시장이 LED 광원으로 재편 움직임을 보이고 있는 가운데, 글로벌 기업들은 LED 조명의 수직계열화에 나섬. 시장 접근성 확대 및 시장 선점, 모든 단계에서의 특허 확보, LED 조명시스템 제공 능력 확보 등이 목적 세계 조명시장의 약 60%를 점유하고 있는 3대 Major는 LED업체의M&A를 통해 수직통합을 추진. 오스람(獨)은 Osram Opto Semiconductor에서 에피·칩·패키지를 담당하며 조명기구는 자사가 담당. GE(美)는 GE Lumination(舊Gelcore)을 통해 LED 조명기구 시장에진출했고, 에피ㆍ칩ㆍ패키지는 니치아(日)의 전략적 제휴. 필립스(和)는 Lumileds에서 에피ㆍ칩ㆍ패키지, Color Kinetics에서 시스템, Genlyte에서 조명기구 디자인 및 제조를 담당 기타 조명업체들도 인수ㆍ합병을 통해 LED 조명사업을 적극 확장- 크리(美)는 에피ㆍ칩에 집중해오다 2008년 인수한 Cotco(홍콩),LLF(美)를 통해 패키지와 조명기구로 사업 영역을 확장. 도요타고세이(日)는 조명기구 업체인 Zumtobel(오스트리아)의 자회사인TridonicAtco와 50:50의 조인트벤처를 설립 국내 조명업체의 LED 시장참여는 상대적으로 늦었지만 최근 활발히 추진. 내수시장이 협소하고 규모가 큰 조명사업자(수요처)가 부족하여 LED 조명 사업 진출이 상대적으로 부진ㆍ국내 조명기기 시장은 세계시장의 2% 수준(순위로는 27위 정도 규모. LED가 차세대 조명으로 부상하면서 백열등ㆍ형광등ㆍ가로등 업체 대부분이 LED 조명기구 생산에 돌입했고, 전기전자ㆍIT기업들도 참여ㆍ삼성전기, LG이노텍, 서울반도체 등 100여개의 관련업체들이 대규모 투자와 연구개발 및 사업확대를 진행 중 3. 시사점 전후방 산업 육성 LED 에피ㆍ칩ㆍ패키지는 물론 부품ㆍ소재에서 기구ㆍ시스템까지 포함한전후방 산업의 공동발전 방안이 필요. LED의 고유기능인 고효율ㆍ장수명을 위해서는 방열기술과 컨버터의 수명문제가 관건이기 때문에 방열ㆍ컨버터 기술 개발 및 표준화가 시급ㆍLED 광원의 80%로 소모되는 열을 방출하는 기술을 확보하지 않고서는5만 시간 이상의 장수명을 보장할 수 없음. 대부분 LED용 컨버터의 수명이 짧아 LED 수명을 따라가지 못함. 조명업체 중심의 'LED 표준화 컨소시엄'을 부품ㆍ소재부터 최종 완제품업체까지 전후방 산업이 모두 참가하는 협의체로 확대 특허침해 소지 제거 상호 라이선싱, 방어특허 확보 등으로 LED 특허침해 소지를 제거해야 함. 국내 LED산업은 칩ㆍ패키지 등 핵심기술을 미국, 일본, 대만 등에 의존ㆍ조명 판가에서 LED 칩이 차지하는 비율은 통상 30~40%. LED 업체들은 상호 라이선싱을 통한 권리를 부여받고, 방어 특허를 확보해 침해의 소지를 없애는 것이 중요. 특허문제 해결이 선행되면 투자여력은 있지만 라인 보강에 소극적이던기업들의 투자가 활발해 질 전망 전략적 제휴 및 네트워크 구축 선진업체와의 전략적 제휴 및 네트워크 구축을 적극 추진. LED 조명 선두업체의 수직적 통합은 후발업체에 불리하게 작용할 전망. 조명시장은 브랜드 파워가 크게 작용하기 때문에 LED 칩ㆍ패키지 조달이 선두업체에 집중되어 후발업체들의 고객 기반은 상대적으로 약화. 미국, 일본, 유럽 등 산학연과의 활발한 협력을 통해 LED관련 기술 교류와 폭넓은 업계 동맹을 구축. LED 패키지와 애플리케이션 분야의 표준 확보를 위한 협력 강화, 글로벌 시장 확대를 위한 네트워크 구축 등도 필요 소비자 마케팅 강화 LED조명의 본격적인 보급을 위한 소비자 마케팅 강화. 소비자 감성에 어필하고 주위 환경에 어울리는 디자인 개발이 중요해짐. 소비자의 기분이나 주위 분위기에 따라 조명의 색을 바꾸거나 밝기를조절하는 시대가 곧 도래할 전망. 새로운 광원에 대한 소비자의 거부감을 없애기 위한 대책을 마련. LED조명의 점광원은 많은 알맹이처럼 보이거나 눈부시게 보일 수 있어이를 보완하는 부품 개발이 필요