일본 도시바가 실리콘 웨이퍼에 질화갈륨(GaN)을 성장시키는 질화갈륨온실리콘(GaN-on-Si) 발광다이오드(LED) 칩 생산 기술을 포기했다. 2년 넘게 양산 수율을 끌어올리려 노력했으나 쉽지 않았던 것으로 전해졌다.
최근 LED칩 공급과잉, 가격하락 국면이 이어진데다 회계부정, 극심한 실적 부진이 겹치면서 이 같은 결정을 내린 것으로 보인다. GaN-on-Si 기술은 삼성전자 LED 사업팀과 LG이노텍 등도 양산성을 검증해왔던 기술이다. 도시바의 이번 결정이 국내 LED 업계에도 영향을 미칠지 주목된다.

14일 관련업계에 따르면 도시바는 최근 GaN-on-Si 기반 LED 생산 장비 매각 입찰 공고를 냈다. 기판 위에 GaN을 성장시키는 핵심 장비인 금속유기물화학증착기(MOCVD:Metal Organic Chemical Vapor Deposition)는 매각 대상에서 제외됐다. LED 칩 사업은 계속 진행하겠다는 의미로 받아들여진다. 여러 중고장비 업체가 이 입찰에 참여했다.
실리콘 웨이퍼는 기존 LED 칩의 주요 소재인 사파이어 웨이퍼보다 값이 저렴하다. 대형화도 쉽다. 실리콘 기판 위에 GaN을 성장시킬 수 있다면 더 저렴하게 LED 칩을 생산할 수 있을 것으로 업계는 내다봤다. 그러나 실리콘 웨이퍼는 사파이어와 비교하면 내구성이 약하다. GaN을 성장시킬 때 실리콘 웨이퍼가 깨지는 문제를 해결해야 했다. 양산 수율을 끌어올리기가 어려웠던 이유는 바로 이 때문이다.

도시바는 2013년 4월 미국 조명 업체 브릿지룩스를 인수하며 백색 LED와 GaN-on-Si 양산 기술 자산을 확보했다. 2012년 12월 업계 최초로 8인치(200㎜) GaN-on-Si 공정 기술로 생산된 백색 LED를 선보였다. 사실상 GaN-on-Si 기술 분야에선 도시바가 가장 앞서 있었다는 평가다.
업계 관계자는 “수율 끌어올리기가 쉽지 않아 관련 장비를 매각키로 결정한 것으로 보인다”며 “최근 사파이어 웨이퍼 가격이 떨어진 것도 도시바가 GaN-on-Si 기술을 포기한 이유 중 하나로 분석된다”고 말했다.
GaN-on-Si 기술은 국내외에서 연구개발(R&D)이 활발히 이뤄졌다. 삼성전자 LED사업팀, LG이노텍, 독일 오스람이 도시바와 비슷한 시기에 관련 기술을 연구하며 양산성을 검증했다. 그러나 현재까지 상용화 소식은 없다.
서울반도체는 애초 GaN-on-Si 공정 도입을 고려하지 않았다. 이정훈 서울반도체 대표는 “GaN-on-Si 공정은 수율, 성능, 신뢰성이 현저하기 떨어진다”며 “사파이어 웨이퍼 가격도 충분히 떨어졌기 때문에 도입을 고려하지 않고 있다”고 밝힌 바 있다.
한주엽 반도체 전문기자 powerusr@etnews.com