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일반 발광다이오드(LED) 조명 시장은 아날로그 IC 시장과 유사하게 매우 세분화되어 있다. 예를 들어 LED 조명의 하위 부문은 대체 램프, 스트립 및 스트링 조명을 비롯해 실외, 산업용, 상업용, 주거용 조명, 그리고 소비자용 휴대형, 엔터테인먼트, 리테일 디스플레이, 독립형및 안전/보안 조명 등으로 구성돼 있다.

시장조사업체 스트래티지언리미티드에 따르면 일반 LED 조명 시장 규모는 2014년에 60억달러(약 7조900억원)에 조금 못 미쳤지만 2018년에는 149억달러(약 17조6100억원)까지 성장할 것으로 전망됐다. 주목할 점은 2018년 259억달러(약 30조6200억원)로 예상되는 전체 LED 시장에서 일반 LED 조명 시장이 약57%를 차지한다는 점이다. LED가 사용되는 그 밖의 분야는 광고판, 자동차 조명, 모바일 기기, 디스플레이 백라이트, 모니터 등이 있다.

일반 조명 LED 애플리케이션은 상업용과 주거용 시장에서 모두 탄력을 받으면서 성장을 더욱 가속화하고 있다. 트렌드포스 산하의 시장조사업체 LED인사이드는 “상업용 고휘도 LED 조명 시스템은 놀라운 성장을 보여줬는데, 이는 가정용 LED 조명이 대부분의 소비자에게 여전히 너무 고가이기 때문이다.

장기적인 이점인 에너지 절감, 환경 친화적인 특성, 관련 세금 절감 등에 힘입어 주차장, 사무공간, 공장 설비, 창고 등과 같은 상업용 공간에서 LED 조명 사용이 크게 증가할 것으로 예상된다”며 “또한 LED 조명은 고압 나트륨램프, 할로겐 조명, 백열전구뿐만 아니라 일부 영역의 경우 콤팩트형광램프(Compact Fluorescent Light Bulb, CFL)와 형광등을 대체할 수 있다. 2011년에 LED 상업용 조명은 빠르게 성장하고 광범위하게 채택되었던 반면, 가정용 조명에 사용되는 LED는 2012년까지 본격적으로 확산되지 못했다”고 분석했다.

조명이 상업용 건물에서 전체 에너지 사용의 통상 25~40%를 차지한다는 점에서 상업용/산업용 애플리케이션이 LED 조명 전환을 주도하고 있다는 사실은 전혀 놀라운 일이 아니다. 이러한 애플리케이션은 장시간 고휘도 조명을 필요로 하므로 절약된 전력의 경제적인 투자 회수 기간이 비교적 짧다. 다음으로 LED 조명 기구의 긴 수명은 전구 교체 비용을 획기적으로 감소시킨다. 이러한 교체 비용에는 전구 자체의 가격뿐 아니라 전구를 물리적으로 교체하는 데 드는 노동 비용도 포함되며, 이것은 천장이 높은 ‘하이 베이(high bay)’ 조명 등과 같은 특정 애플리케이션에서는 상당히 중요하다. 반면에 아직까지 가정용 범용 LED 조명은 대부분의 소비자들에게 여전히 너무 고가이다.

성장률을 보이고 있는 주요 원인 중 하나는 전통적인 조명에 비해 LED 조명이 전력소모가 극히 적다는 점이다. 백열전구와 비교했을 때 LED는 20% 이하의 전력으로 동일한 수준의 광량(루멘)을 제공할 수 있다. 표1에서 알 수 있듯이 LED 조명은 추가적인 이점들을 제공할 뿐만 아니라 추가적인 기술적 과제도 제공한다. LED의 장점은 백열전구보다 수명이 몇 배에서 몇십 배 이상 길어 대체 비용을 극적으로 줄인다는 것이다. 또한 사전에 설치된 ‘트라이액 디머(TRIAC dimmer)’를 이용해 LED의 밝기를 조정할 수 있어 특히 주거용 조명에서 중요한 이점을 갖는다. 또 인스턴트 턴-온으로 CFL과 관련된 예열 시간이 필요 없으며 LED는 CFL 조명과 달리 전원 사이클에 민감하지 않다. 이 외에도 LED 조명 기구는 관리 및 폐기에 독성 물질을 포함하고 있지 않지만 CFL는 동작에 유해 수은 가스를 사용한다. 마지막으로 LED는 다른 기술에서는 가능하지 않은 매우 낮은 프로파일의 폼팩터를 지원한다.

주거용 조명과 관련해 평균적인 소비자가 수시로 변하는 특성을 판단하기는 어렵지만 분명 매년 절약되는 전기요금을 고려할 때 60와트(W) 백열전구를 대체하는 LED 구입을 위해 지불하는 적정 지점이 존재한다. 미국에서 크리(Cree)는 최근 60W LED 전구의 판매 가격을 12.97달러(약 1만5000원)에서 9.97달러(약 1만1000원)로 내렸다. 이 크리 조명 전구는 2만5000시간 사용이 가능하며 기존 백열전구와 비교해 전기 사용을 84% 줄여준다. 크리에 의하면 소비자가 가정에서 가장 자주 사용하는 5개 조명 기구의 백열전구를 자사의 LED 전구로 대체할 경우 전기요금을 연평균 약 60달러(약 7만원) 절약할 수 있다고 한다.

오프라인 전원으로 60W 대체 LED 조명 전구를 구동할 경우 애플리케이션이 기하급수적으로 증가할 수 있는데, 이러한 형태의 전력은 상업시설 및 주택에서 모두 쉽게 이용할 수 있기 때문이다. LED 대체 조명기구는 최종 사용자가 구현하기에 비교적 간단하지만 LED 드라이버 IC에 대한 새로운 요구사항이 크게 높아진다. LED는 일정한 수준의 광 출력을 제공하기 위해 잘 조정된 정전류 소스를 필요로 하며 AC 입력 소스에서 전력을 공급하기 위해서는 매우 특정한 설계 요구를 갖는 여러 특수한 설계 기법이 필요하다. 이는 분명 LED 드라이버 IC 제조업체에게는 이러한 성장하는 시장을 이용할 수 있는 커다란 기회가 될 수 있다.

<이수환 기자>shulee@insightsemicon.com