발광다이오드(LED)는 전류가 흐르면 빛을 방출하는 다이오드의 한 종류다. P형 반도체와 N형 반도체를 서로 접합해 만든 LED 전극에 순방향 전압을 인가하면 P형의 다수 반송파인 전공은 N영역으로, N형의 다수 반송파인 전자는 P영역으로 확산된다. 이때 전자와 정공이 접합면 근처에서 재결합할 때 에너지 갭에 해당하는 만큼의 파장을 갖는 빛을 낸다.
LED는 전계 발광 효과를 이용해 빛을 내며 자외선 영역에서 가시광선, 적외선 영역까지 발광하는 것을 제조할 수 있다. 수명이 백열전등보다 10배 정도 길다. 또 백열등의 공급 전력 변환 효율이 10% 정도인 반면에 LED는 공급 전력의 90%를 빛으로 변환할 수 있어 에너지 효율이 높다.
산은경제연구소에 따르면, 세계 LED 시장 규모는 2006년 36억달러에서 2009년 48억달러, 2011년 83억달러로 늘어날 전망이다. LCD 백라이트유닛 분야가 연평균성장률 52.6%, LED 조명 시장이 36.6%로 높은 수준의 성장이 예상된다.
세계 각국은 에너지 및 자원 문제 해결과 신성장 동력 발굴을 위해 LED 산업을 적극 지원한다. 미국은 에너지부 중심으로 LED 기초 연구에서 표준화에 이르기까지 포괄적 LED 산업 육성 전략을 추진 중이다. EU도 2012년까지 백열전구 사용을 전면 금지하는 에너지 절감 지침을 내림에 따라 LED 조명의 수요 확대가 예상된다. 교토의정서 비준국인 일본은 이산화탄소 절감을 위해 다각적 노력을 벌이고 있다. 역시 LED 조명 보급에 힘을 기울이고 있다.
국내 시장은 LCD 백라이트유닛과 조명, 휴대폰 등을 중심으로 1조원 규모의 시장을 형성한 것으로 추정됐다. 에피웨이퍼와 칩 부문에서는 삼성전기와 LG이노텍, 에피밸리 등이 대표적이며, 패키징 분야에는 서울반도체와 일진반도체, 대진디엠피가 참여했다. 조명 분야에서는 남영전구 등 400여 업체가 있다.
◆평가 방식
그린에너지 기술지수(GETI:Green Energy Technology Index)는 전자신문 미래기술연구센터(ETRC)와 특허 평가 전문기관 이디리서치(대표 서주원)가 전 세계적으로 관심이 집중된 그린에너지 부문의 국가 및 기업의 경쟁력 측정과 기술 동향 파악을 위해 공동 개발한 지수다.
우선, 정부의 그린에너지 기술개발 전략 로드맵에서 선정한 그린에너지 15대 유망 분야 가운데 산업적으로 유의미하고 기술 특허의 비중이 높은 5개 분야(태양전지, 연료전지, 2차전지, 발광다이오드, 탄소포집저장)를 선별해 미국 등록 특허를 기준으로 경쟁력을 수량화했다.
5개 기술 가운데 LED 분야는 총 3312건의 특허가 GETI의 분석 대상이 됐다. 최근 5년인 2004년부터 2008년까지의 유효 특허를 대상으로 했다. 분석 자료는 세부 기술별 키워드 검색으로 이뤄졌다. 미국 오션토모의 페이턴트레이팅 시스템이 제공하는 평가 및 관련성(relevancy) 분석을 거쳐 유효 데이터를 확보했다. 유효 데이터 가운데 특허 권한이 유명무실화한 사례를 배제하는 선별 과정도 거쳤다. 기존 특허 평가가 양적인 부문에 치우치는 문제점이 있었으나 GETI는 특허의 질적인 측면을 평가해 가중치를 부여하는 방식으로 보완하는 등 특허의 양과 질이 모두 고려된 지표로서 높은 수준의 객관성을 담보했다.
이를 통해 LED 부문에서 국가별, 기업별 글로벌 경쟁력 순위를 추출했다. 여기에 국내 기업의 기술 특허에 대한 인식 제고와 특허권 행사를 촉진하기 위해 국내 기업 순위도 별도로 산정했다.
한세희기자 hahn@etnews.co.kr
한세희기자 hahn@etnews.co.kr