LED 산업 1. LED 산업

1. LED 산업 

1) LED 개념 

 ▫ LED 개념 및 발광원리 

- LED(Light-Emitting Diode)는 p-n 접합 다이오드의 일종으로 n층의 전자와 p층의 정공(hole)이 결합하면서 그 에너지 차이만큼의 빛과 열 에너지가 발산되는 전기발광 효과를 이용하는 반도체 소자임 

• 순방향 전압 인가시 n층의 전자와 p층의 정공(hole)이 결합 하면서 전도대(conduction band)와 가전대(valance band)의 높이 차이(에너지 갭)에 해당하는 만큼의 에너지를 발산하는데, 이 에너지는 주로 열이나 빛의 형태로 방출되며, 빛의 형태로 발산 되면 LED가 됨 

• 발광은 p-n 접합에서 전자가 가지는 에너지가 직접 빛 에너지로 변환되기 때문에 거시적으로 열이나 운동에너지를 필요로 하지 않음[1] 

▫ 발광색은 사용되는 재료에 따라서 다르며 자외선 영역(자외선 LED, Ultra Violet LED)에서 가시광선(가시광선 LED, Visible LED), 적외선 영역(적외선 LED, Infra Red LED)까지 발광하는 것을 제조할 수 있음 

- 조명 및 디스플레이 분야에서는 주로 적색, 녹색, 청색, 백색 LED 및 이의 혼합 형태인 가시광선 LED가 사용되며, 전체 LED시장의 90% 이상을 차지 

- 적외선 LED는 전기제품 등의 리모컨이나 적외선 통신 등에 사용 

- 자외선 LED는 강한 에너지를 가지고 있기 때문에 주로 살균, 피부치료 등 생물 및 의료 분야에 활용 

▫ LED 구조 

- LED 소자(패키지)는 백열전구의 필라멘트와 같은 역할을 하는 LED Chip, 전류가 흐를 수 있게 연결된 음극 및 양극, Chip을 외부로부터 보호하면서 빛이 최대한 외부로 방출될 수 있게 하는 반사판 및 봉지재로 구성됨

[1]

2) LED 산업 

 (1) LED 산업 개요 

▫ LED산업은 에피, 칩, 패키지 등 반도체 공정산업과 어플리케이션 산업을 포괄하는 산업으로써 재료와 설계, 가공, 조립 등의 기술이 복합적으로 집약된 산업. 품질과 원가 경쟁력 모두를 엄격히 관리해야 하는 고부가가치 소자 산업 중 하나 

- 소비 전력이 낮고 수명이 길어서 많은 전자기기에 사용 

- 다른 조명보다 얇기 때문에 디자인 측면에서도 유리 

▫ 산업의 특징[2] 

- 거대한 부품소재 시장으로서의 잠재성 

• 조명을 필요로 하는 가전기기, 자동차, 건축, 의료기기, 디스플레이, 환경 등 모든 산업이 후방산업 

• 일반조명시장에서 LED 광원이 가정용 및 사무실 조명 등의 일반조명을 대체하게 된다면 메모리 반도체를 능가하는 거대한 부품소재 시장을 형성할 전망 

- 인간 친화적 고부가가치 감성-IT 융합 산업 

• 고품격 생활 주거 공간을 제공하는 New-IT 융합산업 

• 미개척산업 분야로서 고부가가치가 예상되는 신산업 

- 산업간 체계적 융합에 의해 신산업 창출 가능 

• 조명산업, LED 산업, 디스플레이산업, 감성산업간 융합이 필요하고, 융합 신산업에 의한 시장형성뿐만 아니라 전통 조명, 디스플레이 산업 등을 활성화 할 수 있음 

• 반도체인 LED는 초소형으로 만들 수 있으며 전기회로와 연동하기 쉽고, 충격과 진동에도 잘 견뎌 자동차나 산업용 기계에 장착하면 전력을 적게 사용하면서도 오래 사용할 수 있음. 

• 특수한 파장만 내도록 제작한 LED는 농업에 응용되는 등 새로운 활용 분야 만들어짐 

- 후발업체의 진입이 어려운 기술장벽이 높은 산업 

• 니치아, 도요타고세이, 크리(Cree) 등 선발업체들이 시장을 장악하고 크로스 라이선싱을 통한 협력체제를 구축 

• 후발업체의 진입을 막기 위해 무차별적인 특허침해소송을 제기하여 기술장벽 만들고 있음 

▫ LED 세부 응용분야

구분	분야
디지털가전	대형 TFT LCD TV용 LED BLU 모듈
정보통신	모바일 기기용 LED BLU 및 LED 프로젝션 디스플레이
조명	실내조명, 실외조명, 특수조명 분야등 다양• 손전등 (flashlights), 카메라용 (camera flashes), 신호기• 자동차의 방향 표시등, 미등• 비행기, 공항, 선박• 자동차 등의 장식용 조명 (decorative lighting)
광고	대화면 고해상도 대면적 LED 정보디스플레이 및 사인
환경/건강	혈중 산소농도 측정기, 각종 소독, 음식부패감별, 수질오염 감별, 위폐 감별
바이오 (Bio)	Bio Sensor류, DNA 분석 광원, 화합물 성분분석
기타	예술 (LED Art) 등

- 디지털가전 

• 대형 디스플레이용 발광 다이오드 백라이트는 2004년 11월에 소니에서 액정 텔레비전이 실용화 

- 조명 

• 신호기 (traffic lights and signals), 응급차량 신호 (emergency vehicle lighting) 등에 적합 

• 자동차 미등에 사용했을 경우 전구보다 브레이크 페달을 밟은 후 점등할 때까지의 시간이 짧기 때문에 안전성 향상 

• 이탈리아의 Torraca는 2007년 전체 가로등을 LED 조명으로 바꿈 

• 다른 대다수 광원과 다르게 불필요한 자외선이나 적외선을 포함하지 않는 빛을 간단하게 얻을 수 있어서 자외선에 민감한 문화재나 예술 작품이나 열조사를 꺼리는 물건의 조명에 사용 

 ▫ LED의 장단점[4]

   

Pros	Cons
• 광변환효율이 높아 소비전력이 낮음 • 수명이 1만~5만 시간에 이르며, 점등 및 소등 속도가 빠름 • 필라멘트, 유리벌브 등을 사용하지 않아 견고하고 안전 • 환경친화적이며, 다양한 형태의 집적화와 정교한 디자인 가능	• 기존 광원에 비해 상대적으로 높은 가격 • 많은 열이 발생하며 온도상승시 허용전류와 광출력이 감소 • 광학적으로 선명한 단색광을 보여줌으로써 연색성이 나쁨

(2) LED 산업 현황 

▫ 국가별 LED 시장점유율[5] 

(단위: 십억원)

	일본	대만	미국	독일	한국	기타
점유율	38.2%	21.0%	18.1%	10.1%	8.3%	4.3%
주요업체	니치아(20.7%)씨티즌(6.1%)스텐리(5.9%)	에피스타(7.7%)에버라이트(4.5%)	크리(8.6%)루미레즈(5.5%)아바고(4.0%)	오스람(10%)	서울반도체(3.3%)삼성전기(1.2%)LG이노텍(1.2%)	중국기업 등

▫ 해외시장은 원천기술을 보유한 미국, 일본, 독일 기업들이 전세계 LED 시장의 약 67%를 점유 

- 상위 5개사가 전체의 약 85% 차지하여 높은 수준의 과점구도 형성 

• LED는 니치아를 중심으로 도요타고세이, 크리, 오스람, 필립스, 루미레즈 등 선진업체들이 전세계 백색 LED 가격의 주도권 행사 

• 니치아는 청색 LED 칩을 1993년 최초로 개발 

• 크리는 고방열 수직형 LED 칩을 1995년에 최초 개발 

▫ 현재 전세계 생산 LED의 약 85%가 아시아에서 소비 

- 중국과 대만 등 후발기업들은 저가 대량생산을 통한 저가시장 공략으로 시장점유율 높이고 있음 

• 에피스타(대만)는 저휘도 LED 시장에서 7.7%의 시장을 점유 

▫ 국내 LED 시장[4]

   

공정단계	관련 기업
에피/칩	삼성전기, LG이노텍, 효성, 서울옵토디바이스, 에피밸리 등 13개
패키징/모듈	서울반도체, 일진반도체, 대진DMP, 루미마이크로 등 80개
LED 조명	남영전구, 아토디스플레이, 럭스맥스, KDT, 화우테크놀로지 등 360개

- 국내 LED 산업은 450여개의 기업군으로 구성되어 있으며, LED 산업의 높은 성장 가능성에 따라, 대기업과 벤처기업들의 진출 확대 추세 

 (3) 세계 LED 산업 전망 

▫ LED 세계시장 규모[4] 

(단위: USD MN)

	2005	2008	2010	2012	2013	2015	2018	CAGR	비고
LED광소자	3,970	5,190	6,850	11,510		20,000		21.3%	LED반도체소자관련 시장
LED응용/융합기	12,260	13,000	16,130	22,620		42,000		18.3%	전방산업과 기술융합된 시장
LED조명기기	1,370	3,560	9,440	20,500		38,000		24.5%	조명산업 관련 시장
세계시장계	17,600	21,750	32,420	54,630		100,000		24.5%	전자부품연구원
		21,400			56,000		150,000		한국전자통신연구원[6]
		5,000		12,000				21.0%	한국에너지 추산[7]

- 전체 LED 시장내 휴대전화 적용제품의 성장률은 둔화될 것으로 보이며, 적용분야가 휴대전화에서 노트북, 모니터, LCD TV 등 중대형 디스플레이 및 조명 분야로 넓혀지면서 시장의 성장세는 지속되어 2015년에는 USD 100BN, 2018년에는 USD 150BN의 시장이 형성될 것으로 예상 

• 한국에너지에 의하면 디스플레이 관련 LED 시장의 규모는 전세계적으로 2012년 50억 달러 수준으로 성장할 것으로 예상 

• 여타 산업과 마찬가지로 가속화되고 있는 중국 대만 등의 가격 경쟁과 미국과 일본 등의 특허, 기술력 경쟁 사이에서 한국업체의 대응방안에 따라 경쟁력 확보여부 결정 

- LED조명은 2006년부터 조명시장에 적용되기 시작 

• 백열등 사용금지 정책으로 2012년 전후 시장이 형성되기 시작 

• 백색 LED 패키지의 저가격화, 고효율화, 장기 수명화로 2015년 조명용 백색 LED 시장이 본격화 될 것으로 예상 

 - 반도체와 마찬가지로 선점과 지속적인 재투자를 통해 진입장벽을 형성하는 산업의 특성상, 적극적인 내수시장 창출로 먼저 안정적인 성장기반 확보 필요 

 ▫ CLSA증권: LED 시장 둔화 예상 

- 태블릿PC나 스마트폰 등 뉴미디어 기기에 대한 수요는 2009년에서 2011년 사이 1,210억 달러 늘어날 것으로 전망 

- PDP나 CRT TV, 콘솔게임기, 일반 전화기 등에 대한 수요는 같은 기간 360억 달러 축소 전망 

(4) 국내 LED 산업 전망 

▫ LED 국내시장 규모 

(단위: 억원)

	2005	2008	2010	2012	2013	2015	2018	CAGR	비고
LED광소자	2,126	6,127	14,900	23,979		50,000		35.0%	LED반도체소자관련 시장
LED응용/융합기	17,190	16,275	16,200	32,657		78,800		25.3%	전방산업과 기술융합된 시장
LED조명기기	30	2,063	6,651	14,311		37,687		51.5%	조명산업 관련 시장
국내시장 계	19,346	24,465	37,751	70,947		166,667		31.5%	전자부품연구원
		24,000			130,000		180,000		한국전자통신연구원[6]

- 전체시장은 2008년 2.4조원에서 2018년 18조원으로 성장 전망 

• 전체시장에서 LCD BLU 등 LED 응용기기 시장규모는 2012년에는 3조원이 넘는 시장을 형성할 것으로 전망 

▫ 주요부품소재 업체

   

	1차	2차	업체
핵심부품	핵심부품	국내	해외
LED 칩	칩	삼성전기, LG 이노텍, 서울옵토디바이스	니치아화학, 도요타고세이, 크리
	웨이퍼	에피밸리, 에피플러스	도요타고세이, 크리
	ITO	삼성코닝, 석경에이티	SMM, 미쓰이금속 등
	전극재료	대주전자재료	미쓰이금속 등

- 핵심인 칩은 국내에서 삼성전기, LG이노텍, 서울옵토디바이스 등 대기업이 담당 

- 웨이퍼, ITO, 전극재료는 주로 중소기업들이 참여 

▫ 국내 기업의 경우 최근 특허권 침해소송의 표적이 되고 있으며, 적극적인 해외진출에도 장벽

   

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[1] 위키피디아 (http://ko.wikipedia.org) 

[2] LED 조명산업 구조 분석, 전황수•허필선, 한국전자통신연구원, 2010.04월 

[3] 월간광산업정보 

[4] 반도체 조명(LED) 현황분석, 전자부품연구원 

[5] LED 조명산업 구조 분석, 전황수•허필선, 한국전자통신연구원, 2010.04월 / 재인용: 한국광기술원, 2008 

[6] LED 조명산업 구조 분석, 전황수•허필선, 한국전자통신연구원, 2010.04월 / 재인용: 데이코산업연구소, LED 실태와 전망, 2009.03월 

[7] 2009년 이후 LED시장의 성장 전망 - LED 시장 어디로 확대되나, 한국에너지, 2009.05.19