서울반도체의 LED(발광다이오드)칩 자회사 서울바이오시스가 최고급 디스플레이 마이크로LED 제품 보급 확대에 필요한 기술적 난제를 풀어나가고 있다.

삼성전자도 마이크로LEDTV를 앞세워 마이크로LED 디스플레이제품 대중화를 앞당기기 위한 준비를 하는 만큼 서울바이오시스가 마이크로LED칩시장에서 기술력을 앞세워 선점효과를 누릴 수도 있다.
 

30일 서울바이오시스에 따르면 미국 샌타바버라 캘리포니아주립대(UCSB) 연구팀과 함께 LED칩 소형화 연구개발을 수행하고 있다.

특히 그린(초록)과 블루(파랑) 원픽셀칩(One-Pixel)에 이어 최근 70마이크로미터 크기의 레드(빨강) 마이크로LED칩 원픽셀칩 양산 기술까지 개발해 고객사에 공급하기 시작했다.

원픽셀 LED칩은 서울바이오시스가 개발한 마이크로LED칩(100마이크로미터 이하 크기의 LED칩) 형태다. 빛의 3원색인 레드 그린 블루 LED칩이 곧바로 디스플레이의 1픽셀이 되는 칩을 말한다.

디스플레이업계에서는 서울바이오시스의 마이크로LED칩 소형화 연구개발 성과 가운데 기술 난도가 어려웠던 70마이크로미터 레드 LED칩의 양산에 주목하는 시선이 많다.

단순히 기술 개발을 넘어 양산까지 성공하며 마이크로LED칩의 원가를 낮추는 길을 찾아낸 만큼 의미 있는 기술적 진전을 이뤘다는 것이다.

원픽셀 LED칩은 칩이 그대로 디스플레이 픽셀 역할을 하는 만큼 칩 크기가 작아질수록 LED디스플레이의 화질이 개선된다.

다만 레드 LED칩은 발광소자의 특성상 70마이크로미터 수준의 크기로 작게 만들면 발광효율이 급격하게 떨어져 양산이 아닌 주문제작방식으로 공들여 생산해야 했다. 때문에 레드 마이크로LED칩은 그만큼 생산원가도 높았다.

그동안 마이크로LED를 활용한 완제품(세트)은 높은 가격이 대중화의 최대 걸림돌로 여겨졌다. 예를 들어 삼성전자가 내놓은 가정용 110인치 마이크로LEDTV는 1대 가격이 1억7천만 원에 이를 정도로 비싸다.

서울바이오시스는 연구개발을 통해 마이크로LED 디스플레이제품 대중화의 걸림돌을 하나 제거한 셈이다.

디스플레이업계 관계자는 “70마이크로미터대 레드 LED칩의 양산은 마이크로LED칩의 원가 절감에서 그동안 최대 난제였다”며 “이 문제의 해결로 마이크로LED 디스플레이제품의 대중화가 앞당겨지면 서울바이오시스가 마이크로LED칩시장을 선점할 수도 있다”고 말했다.

물론 서울바이오시스의 마이크로LED칩기술 개발이 마이크로LED시대를 곧바로 여는 것은 아니다.

마이크로LED 디스플레이제품이 비싼 이유는 칩의 원가부담도 있지만 완제품 양산공정이 완전히 자동화되지 않아 발생하는 비용문제도 있기 때문이다.

마이크로LED칩은 크기가 작아 기존 미니LED(100~200마이크로미터 크기의 LED) 디스플레이제품의 양산에 쓰이는 장비가 칩을 인식하지 못한다. 때문에 삼성전자도 마이크로LEDTV의 생산 과정에서 기판 위에 칩을 배열하는 공정을 수작업에 가까운 방식으로 진행해왔다.

그러나 삼성전자는 마이크로LED칩을 공중에서 흩뿌린 뒤 기판 위에 자동 정렬하는 기술을 개발하는 등 완제품 양산공정의 문제를 조금씩 해결해가고 있다. 베트남 공장의 마이크로LEDTV 생산라인에 이 기술을 적용한 양산라인도 증설하고 있다.

서울바이오시스가 마이크로LED칩의 원가 문제를 해결하는 사이 삼성전자도 제품 생산비용 문제를 푸는 실마리를 찾아낸 셈이다.

이에 앞서 서울바이오시스는 코스닥 상장에 앞서 2월 진행한 기업설명회에서 “마이크로LED칩은 지난 2017년부터 조금씩 매출이 발생하고 있었으나 기술 유출 우려가 있어 이를 공개하지 못했다”며 “올해부터는 사업을 본격적으로 추진한다”고 말했다.

마이크로LED시장에서 삼성전자만이 마이크로LEDTV를 통해 시장 선점을 준비하는 만큼 증권업계에서는 서울바이오시스가 삼성전자에 마이크로LED칩을 납품하기 시작한 것으로 보는 시선이 많다.

박강호 대신증권 연구원은 “삼성전자가 프리미엄TV와 사이니지(상업용 대형 디스플레이)에 마이크로LED를 적용하기 시작했고 애플도 웨어러블 및 아이폰에 적용을 검토하고 있다”며 “서울반도체(서울바이오시스)는 마이크로LED칩의 성장성이 이전보다 높아질 것이다”고 내다봤다.

서울바이오시스는 삼성전자에 올라타 마이크로LED칩 시장 선점을 준비하는 것으로도 볼 수 있는 셈이다.

마이크로LED 디스플레이제품 시장이 아직 제대로 열리지 않은 만큼 마이크로LED칩도 아직은 시장규모가 작다.

현재 마이크로LED 디스플레이제품은 삼성전자의 마이크로LEDTV만이 주목받고 있다.

그러나 글로벌 LED전문매체 LED인사이드는 마이크로LED가 가격 문제만 해결된다면 앞으로 스마트폰과 태블릿, 웨어러블기기 등 디스플레이가 활용되는 모든 완제품으로 적용 범위가 확대될 것으로 내다봤다.

제품 대중화를 촉진할 수 있는 기술들이 개발되면서 마이크로LED칩 시장이 빠르게 개화할 것이라는 전망도 나온다.

시장 조사기관 트렌드포스에 따르면 글로벌 마이크로LED칩 시장은 규모가 올해 2300만 달러(268억 원가량)에서 연평균 250%씩 급격하게 성장해 2025년에는 34억3900만 달러(4조 원가량)까지 커질 것으로 예상된다.

서울바이오시스 관계자는 “올해 안에 30마이크로미터대 원픽셀 LED칩을, 내년에는 10마이크로미터대 원픽셀 LED칩까지 양산할 수 있도록 준비하고 있다”며 “기존 고객사들 위주로 제품을 우선적으로 공급하겠다”고 말했다. 

이 관계자는 "최근 공동연구를 통해 1마이크로미터 크기의 그린(초록빛)과 블루(파란빛) 마이크로LED칩 생산기술을 개발했다"며 "더 정밀한 마이크로LED칩 양산기술 개발에 속도를 내겠다"고 덧붙였다. [비즈니스포스트 강용규 기자]