그동안 실험 생산에 그쳐오던 4인치 발광다이오드(LED) 웨이퍼 생산 기술이 어느덧 양산단계에 접어들었다. 칩업체들이 초박형 4인치 웨이퍼 제조 기술 개발에 성공하는가 하면, 소재 업체들은 대구경 사파이어 기판 생산 기술 확보에 박차를 가했다. 4인치 웨이퍼 생산을 활성화하면 LED 칩 공정상 원가경쟁력을 끌어올릴 수 있어 국내 LED 산업 발전에도 기여할 것으로 기대된다.
4인치 LED 웨이퍼를 쓰면 2인치 웨이퍼에 비해 칩공정에서만 최고 30% 가까운 원가절감 효과를 가져올 수 있다. 품질과 함께 가격경쟁력을 갖출 수 있어 개발요구가 높다. 하지만 수율 안정화는 쉽지 않아 최근까지 4인치 웨이퍼를 쓰는 곳은 일본 쇼와덴코 등 극히 일부에 불과했다. 국내서는 ‘미래형 기술’에 불과했지만 그 미래가 현실로 다가왔다.
18일 업계에 따르면 최근 국내 LED 업체들은 4인치용 LED 웨이퍼 기술을 개발, 수율 안정화에 착수했으며, 부품·소재 업체들도 관련 제품 개발에 동참했다.
LED 칩 전문업체인 에피밸리(대표 조주환)는 최근 ‘초박형’ 4인치 LED 웨이퍼 제조 기술을 개발, 연내 양산을 앞뒀다. LED 제조상 에피공정은 700∼1000도(℃) 내외의 고온에서 진행되는 탓에 사파이어 기판이 휘기 쉽다. 4인치 기판은 2인치 웨이퍼보다 휨 현상이 더 심하다. 두배 이상 두꺼운 800마이크로미터급 제품을 사용하기도 했다. 사파이어 기판이 두꺼워지면 반대로 휘도가 떨어지고 연마 공정에서 생산원가가 올라간다. 이 회사가 개발한 온도제어 기술을 적용하면 650마이크로미터의 사파이어 기판으로도 휨 현상을 최소화 할 수 있다. 노동욱 상무는 “휨 현상은 4인치 웨이퍼 양산에 최대 걸림돌이었다”며 “기판 두께가 얇아 원자재 비용도 절감할 수 있다”고 말했다.
삼성전기(대표 강호문)도 올 초부터 4인치 LED 웨이퍼를 시생산하고 있다. 현재 수율 향상을 위해 공정 합리화 작업을 진행중이다.
LED 소재 전문업체 크리스탈온(대표 강진기)은 사파이어 기판 생산량을 기존 월 3만 장에서 7∼8만 장 수준으로 늘리면서 4인치 및 6인치 대구경 사파이어 기판 비중을 높이기로 했다. 현재 대구경 제품 생산 비율은 10% 미만으로 향후 칩업체들의 수요에 맞춰 생산량을 늘려갈 계획이다. 이 회사는 현재 국내 LED 칩 업체와 4인치 이상 대구경 LED 웨이퍼 개발 과제도 진행중이다.
이에 앞서 일진디스플레이(대표 김하철)는 지난해 말 4인치 사파이어 기판 양산기술 개발을 완료했으며 일부 물량을 국내 칩업체에 공급하고 있다.
안석현기자 ahngija@