기존 방식보다 75% 비용절감 가능
웨이퍼 성장 시 대부분의 LED 에피택셜 웨이퍼는 사파이어 또는 탄화규소(silicon carbide) 기판을 출발 재료(starting material)로 사용한다. 그러나 대구경 사파이어와 탄화규소 기판은 가격이 비싸고 작업하기 까다로울 뿐만 아니라 사용 범위가 제한적이다.
이런 이유로 높아진 생산 비용 및 제품 가격은 가정 및 상업용 빌딩에서의 LED 조명 보급 확대에 걸림돌이 되고 있다. 그러나 저렴한 대형 실리콘 웨이퍼 상에서 질화갈륨(GaN)을 성장시키는 기술을 이용하면 최신 반도체 제조에도 적용이 가능할 뿐만 아니라 현재 이용되고 있는 방식보다 비용 측면에서 75% 가량 개선이 가능하다.
와트 당 135루멘이라는 성능은 350mA에서 동작하는 단일 1.5mm 전력 LED를 사용해 4730K CCT에서 달성할 수 있었다. 이렇게 만들어진 LED는 350mA에서 2.90V, 1Amp에서 3.25V 미만의 전력만을 필요할 정도로 동작 전압이 매우 낮은 것이 특징이다.
또한 낮은 순방향 전압과 뛰어난 내열 성능을 제공함으로써 고성능, 조명 등급의 애플리케이션에 이상적이다. 이 밖에도 8인치 실리콘 웨이퍼상에서 에피택시 공정 최적화 실현을 통해 기존의 자동화 반도체 라인에서도 LED 제조가 가능하게 됐다.
실리콘 기판으로의 전환은 LED 산업에 있어서 혁신적인 계기가 될 것으로 기대되며 브릿지룩스는 최초 GaN-on-Silicon 상용 제품을 향후 2-3년간에 걸쳐 공급할 수 있을 것으로 기대하고 있다.
브릿지룩스의 빌 왓킨스(Bill Watkins) CEO는 “실리콘 기반 LED 기술을 이용해 비용을 크게 줄일 수 있게 됨으로써 앞으로 고체 조명에서 요구되는 업프런트 자본 투자 부문에서도 계속해서 대폭적인 절감을 달성할 수 있을 것으로 기대된다”라며 “향후 2 ~ 3년 내에 상업 및 사무용 조명, 가정용 애플리케이션 및 대체 조명과 같이 가격에 민감한 시장도 빠른 속도로 자연스럽게 고체 조명으로 전환될 것”이라고 밝혔다.
서민규 기자
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