요약
서울바이오시스가 희토류 형광체 없이 질화갈륨만으로 백색광을 내는 초소형 칩 WICOP 3를 양산합니다.
서울바이오시스와 모회사 서울반도체가 2026년 4분기부터 양산에 들어간다고 밝혔습니다. 기존 백색 LED는 파란색 칩 위에 YAG(이트륨 알루미늄 가닛) 같은 희토류 형광체를 입혀 만듭니다.
왜 중요한가
- 패키지 LED 시장 약 150억 달러 가운데 100억 달러를 차지하는 백색 LED의 재료와 원가 구조를 바꾸려는 시도입니다.
- 회사는 이 칩의 쓰임새를 조명에서 증강현실(AR) 글라스와 AI 데이터 전송으로 넓히려 합니다.
핵심 내용
- 회사는 제조 원가가 기존 백색 LED의 절반 정도이며, 패키지·실리콘 수지·플라스틱·리드프레임도 쓰지 않는다고 했습니다.
- 첫 양산 칩은 25µm x 10µm 크기로 0.015lm의 빛을 내고, 발광 효율은 100lm/W에 가깝습니다.
- 효율은 2년 안에 200lm/W까지 올리는 것이 목표입니다.
- 10µm 안팎의 칩 1,000개를 1mm² 이하에 배열하면 데이터를 10배 빠르게, 전력 10분의 1로 보낼 수 있다고 주장합니다.
- 옴디아 등 시장조사업체는 이 기술과 AR이 5년 안에 600억 달러 시장을 만들 것으로 내다봤습니다.
HN 반응
- 일부 이용자는 기사에 발광 방식과 스펙트럼 정보가 없다며, 적·녹·청 소자를 합친 구조라면 색 재현이 나쁠 수 있다고 우려했습니다.
- 중국이 대부분 생산하는 갈륨이 새 병목이 된다는 지적에, 기존 청색 LED도 이미 질화갈륨 기반이라는 반론이 나왔습니다.
갈륨이 문제가 될 수 있습니다. "중국이 전 세계 1차 저순도 갈륨 생산량의 99%를 차지했습니다. 중국 밖에서 1차 저순도 갈륨을 생산하던 곳은 일본과 러시아가 남아 있습니다. 독일, 헝가리, 카자흐스탄은 각각 2016년, 2015년, 2013년에 1차 생산을 중단했습니다. 우크라이나도 2022년에 1차 생산을 중단한 것으로 보입니다. 호주, 캐나다, 그리스, 카자흐스탄, 한국 등에서 새로운 갈륨 생산 프로젝트가 여럿 발표되었습니다."[1]
갈륨 가격은 지난 10년간 10배로 올랐고, 작년에 비해서도 두 배가 되었습니다.[2] 갈륨 수요가 크게 새로 생기면 문제가 될 겁니다.
[1] https://pubs.usgs.gov/periodicals/mcs2026/mcs2026-gallium.pdf
[2] https://strategicmetalsinvest.com/gallium-prices/
다른 나라에서는 그냥 채산이 안 맞아서 추출하지 않는 건가요? 알루미늄과 아연 채굴의 부산물인 것 같은데, 그런 광산은 어디에나 널려 있잖아요.
대체로 그렇습니다. 서방은 추출에 드는 환경 비용과 금전 비용이 크다는 이유로 이 시장을 외부에 넘겼습니다. 희토류 원소 상당수와 거의 같은 이야기입니다.
가격이 지금의 10분의 1이던 시절에도 간신히나마 채산이 맞았다면, 지금은 당연히 맞아야죠. 이건 중국이 또다시 덤핑으로 시장을 장악해 독점을 만든 다음 가격을 올리는 사례로 보입니다.
그 뒤로 환경 오염 물질에 대한 규제가 생겼다면 얘기가 달라지겠죠. 그런데 서방 국가들이 "외주"를 준다는 건 위선이기도 합니다. 결국 같은 바다로 흘러드니 피해는 똑같고, 그냥 내 집 앞만 아니면 된다는 님비일 뿐이니까요.
문제는 환경이에요. 중국에 대한 이야기가 사실이라면, 땅에서 캐내 기차에 싣는 건 어려운 일이 아니에요. 그 과정에서 환경이 파괴되는 게 문제인데, 중국은 환경 자체에도, 광산 근처 주민들이 시위를 하고 암을 유발했다며 정부를 고소하고 영화 「에린 브로코비치」처럼 나서는 일에도 신경 쓰지 않아도 되는 독특한 위치에 있죠.
잠깐 검색해 보니 요즘 갈륨 추출은 특별히 독성이 강하지 않고, 바이어 공정 자체보다 나쁘지 않다고 합니다. 중국은 서방에서 한 번도 상업화에 성공하지 못한 이온 교환 기술을 씁니다. 즉 20년쯤 전에 깨끗한 방식이 경쟁력을 갖도록 투자했다는 얘기입니다. 실제로 이온 교환 공급망의 상당 부분도 장악했습니다.
https://payneinstitute.mines.edu/strategic-intervention-to-rebuild-semiconductor-minerals-capacity-in-the-west/
캐나다는 알루미늄 생산 라인에 덧붙이는 방식이라서, 생산을 늘리는 데 그렇게 큰 비용이 들지는 않을 수도 있어요.
리오 틴토가 이미 퀘벡에서 추진하고 있습니다. 시험 공장은 2027년에 생산을 늘릴 계획입니다.
https://www.riotinto.com/en/news/releases/2026/rio-tinto-advances-gallium-metal-rd-project-in-partnership-with-the-government-of-canada
GaN은 이미 파란색 LED와 지금 나와 있는 거의 모든 백색 계열 LED 조명의 기반 아닌가요?
여기서는 색 변환용 형광체가 필요 없게 만든 모양인데, 어떻게 했는지는 말하지 않았네요.
그러니까, GaN이 문제라면 우리는 이미 상당히 곤란한 처지라는 얘기잖아요.
색이 어떻게 보일까요? CIE 다이어그램의 백색 영역에 들어가는 빛을 내는 것과는 별개 문제예요… 너무 노랗거나 너무 푸르면 문제가 될 수 있죠. 어쩌면 시간이 지나면서 해결될 수도 있겠지만요.
기사에는 무엇을 쓰는지 설명이 없지만, 형광 변환층 없이 LED에서 곧바로 백색광이 나오는 것으로 읽힙니다.
빨강, 초록, 파랑 LED를 결합한 다중 구조를 LED가 실제로 갖고 있다면 가능한 일입니다. 다만 과거에는 이런 결합형 LED가 시간이 지나면서 세 소자의 효율이 서로 다른 속도로 떨어져 색이 변한다는 단점이 있었습니다.
지금으로서는 이 LED의 발광 효율이 상당히 낮아서 조명용으로는 부적합하고, 표시등용 LED나 디스플레이 용도에만 쓸 수 있습니다. 다만 업체 측은 이렇게 작은 LED는 기존 LED도 효율이 낮았다고 하면서, 나중에 효율을 더 받아들일 만한 수준으로 끌어올리기를 기대한다고 합니다.
그럼 예전 CFL처럼 특정 파장에서 뚜렷한 봉우리가 3개(또는 그 이상) 생긴다는 뜻인가요?
아마 그럴 겁니다. 다만 봉우리를 비교적 넓게 겹치도록 LED를 설계하면 스펙트럼을 충분히 덮을 수도 있습니다.
그런데 보도자료에는 이에 관한 정보가 전혀 없어서, 봉우리가 좁아 CRI가 낮을 가능성도 있습니다.
그러게요. 분광 그래프를 보고 싶네요.
완벽하게 좋은 흑체 점에 맞춰져 있더라도 스펙트럼 분포가 들쭉날쭉하면 실제로 쓸 때는 여전히 보기 안 좋을 거예요.
보기 안 좋다고 해서 많은 용도에서 곧바로 탈락하는 건 아니에요. 장식용도 마찬가지고요. 조금 더 비싼 "따뜻한" 색 대신, 많은 사람이 내거는 눈을 찌르는 푸르스름한 흰색 LED 크리스마스 조명만 봐도 알 수 있죠.
방 조명으로 쓸 때는 보통 탈락 사유가 돼요. 디스플레이 조명이 아니라 실내 조명일 때는요. 특히 음식이 있는 곳에서는 더 그렇죠. 식당 조명을 RGB로 바꿔 보세요.
이 댓글이 왜 비추천을 받았는지 모르겠네요. 기본적인 색채 이론이고, CRI라는 척도가 존재하는 이유 그 자체인데요.
아쉽게도 1974년에 합의된 CRI, 즉 Ra는 "이 빛의 스펙트럼으로 비추면 파스텔톤 8가지가 얼마나 잘 보이는가?"에 가깝습니다.
CIE의 R96a(1999)는 과학자들과 제조업체 사이의 의견 불일치에 막혀 여전히 제자리입니다. 그래서 지금 CRI 값으로 사양을 표기하는 조명은, 사물의 색을 드러내는 능력을 부정확한 척도로 광고하고 있는 셈입니다.
https://en.wikipedia.org/wiki/Color_rendering_index
1974년식 CRI만이라도 아는 편이 광원에 대해 아무것도 모르는 것보다는 훨씬 낫습니다.
CRI가 아주 좋다고 해서 색 재현이 아주 좋다고 보장되지는 않지만, CRI가 나쁘면 색 재현이 나쁘다는 것은 보장됩니다.
아주 새로 올라온 댓글이 누군가 추천을 눌러 주기 전까지 회색으로 시작하는 걸 많이 봤어요. 왜 그런지는 모르겠습니다.
제 기억과 이해가 맞다면, GaN은 밴드갭인지 제가 이해 못 하는 양자적 이유 때문에 입력이든 출력이든 자외선이나 기껏해야 꽤 짙은 파랑만 다룰 수 있습니다. GaN 소자가 낸 빛으로 백색광을 만들려면, 파란빛에 활성화되어 자체 빛을 내는 인광 물질이나 그와 비슷한 나노입자를 써서 가시광선 영역으로 하향 변환해야 합니다. 대부분의 백색 LED에서는 파란색 LED 위에 얹은 노란색 플라스틱 덩어리가 그 일을 합니다.
혹시 나노구조 기반일까요? 자외선 LED 위에 빛을 교란하는 나노 규모의 식각을 만들어 놓은 식으로요.
기사의 그림을 보면 노란 덩어리는 더 이상 없습니다.
다중 LED 구조를 쓰지 않으면서도 형광 변환층이 있다면, 그 층은 아주 얇아야 하고 LED 윗면에 증착되어 있을 겁니다. 일부 TV 패널에서 쓰는 "퀀텀닷"으로 이뤄졌을 수도 있습니다. 자외선이나 파란빛을 받으면 나노결정의 조성과 크기에 따라 정해진 색의 빛을 내는 아주 작은 결정입니다.
하지만 "퀀텀닷"은 우월한 기술이라는 인상을 주려고 오래전부터 마케팅에 써 온 용어입니다. 이걸 썼다면 자랑했을 거라고 생각합니다.
그래서 보도자료의 표현으로 보면, "퀀텀닷" 변환층보다는 다중 LED 구조일 가능성이 크다고 봅니다. 퀀텀닷 쪽이 스펙트럼 범위도 더 넓고 노화 특성도 더 낫겠지만요(오래된 LED의 색조 변화를 피할 수 있으니까요).
GaN이 파란색만 낼 수 있다는 제 가정이 그냥 틀렸던 것 같습니다. Eu 도핑이나 일부 InGaN, AlGaN 구조 같은 방법으로 초록색, 빨간색 GaN LED를 만들려는 노력이 많네요. 그러면 순수한 GaN 기반은 아니게 되지만, 어차피 도핑되지 않은 반도체라는 건 없으니까요. 퀀텀닷은 보통 GaN으로 만들지 않는 것 같고, 쓰인 표현과도 맞지 않아 보입니다. 다중 LED 기반이라는 님의 추정이 그럴듯하네요.
오, 멋지네요. 빛나는 콘크리트를 하나 주문하고 싶어요. 흔한 기술에서 이런 자릿수 단위의 변화가 일어나는 게 좋아요. 이번에는 최소 크기가 훨씬 작아지고 제곱나노미터당 효율도 더 높아졌고요. 활용 사례를 다룬 문구를 보면, 혁신 단계("봐요! 이거 멋지죠!")가 가장 설득력 있는 활용 사례보다 먼저 오는 경우가 흔하다는(보통은 그렇지 않을까요?) 사실을 새삼 떠올리게 됩니다.
소비자용 디자인에 들어오기까지 20년쯤 걸릴 것 같지만, 멋진 데 쓰이게 될 거라고 확신해요.
나노 기술로 만든 제논 아크 램프를 언젠가 볼 수 있을까요.
나노 기술 기반 거울로 빛을 변조하는 레이저 프로젝터가 제논 아크 램프의 주요 용도 일부를 이미 오래전에 대체했습니다.
연속 스펙트럼의 백색광이 정말로 필요한 곳에서는 아크 램프 말고는 대안이 거의 없습니다.
얼마 전에 흥미로운 연구 결과가 발표되었는데, 백열등이 백색 LED에 견줄 만한 효율로 다시 돌아올 수 있다는 내용이었습니다. 증발을 막는 혼합 기체 속에 탄소 필라멘트를 두고, 램프 안쪽 벽 전체는 적외선을 아주 잘 반사하는 거울로 만들며, 앞쪽 창에는 가시광선은 통과시키고 적외선은 반사하는 광학 필터를 달면 가능하다고 합니다.
이런 백열등은 아크 램프보다 효율이 훨씬 좋고 수명도 길 수 있습니다(기존 백열등의 효율이 매우 낮은 것은 에너지 대부분이 적외선으로 사라지기 때문입니다).
그 연구가 상용 제품으로 이어질지는 두고 봐야 합니다.
이 분야 전문가가 AI 관련 이야기가 사실인지, 사실이라면 어느 정도인지(그리고 그게 얼마나 큰 문제 혹은 작은 문제인지), 아니면 회사가 순전히 AI 광풍에 올라타려고 내놓은 말인지 설명해 주실 수 있나요?
AI 활용 이야기를 빼고 봐도 결과는 놀랍습니다. 가격이 절반이라니 말도 안 되고, 1054만 달러는 엄청 작은 숫자 같고 68억 달러는 좀 말이 안 되네요. 이렇게 짧은 기간에 그렇게 큰 성장이 예상된다니 좀 놀랍습니다.
제 생각에는 더 나은? 데이터 전송을 위한 R&D를 요즘 유행하는, 데이터 전송을 엄청나게 많이 하는 흐름에 갖다 붙인 게 꽤 뻔히 보입니다. 여기서 더 낫다는 건 대역폭이 높고 비용이 낮은 것 등을 뜻하고요.
AI는 지금 유행하는 것일 뿐이고, 더 나은 데이터 전송은 언제나 쓸 곳이 있을 겁니다.