[Y인사이트] LCoS vs OLEDoS vs LEDoS 승자는 누구?

한국 미래 디스플레이 기술 준비는 중국에 뒤져

유비리서치 이충훈 대표는 한국이 미래 디스플레이 기술에 있어 준비가 부족하다고 지적했다. 그는 특히 마이크로 디스플레이 기술인 OLEDoS, LEDoS의 중요성을 강조했다.

마이크로 디스플레이는 현재 세 가지로 구분된다. LCoS(Liquid Crystal on Silicon), OLEDoS(OLED on Silicon), LEDoS(LED on Silicon). 이 중 마이크로 OLED는 이미 상업화가 진행 중인 기술로, 애플의 비전 프로 등 최신 기기에 적용되고 있다. 반면, 마이크로 LED는 미래 기술로 평가된다.

마이크로 디스플레이 기술의 주요 차별점은 실리콘 웨이퍼를 기판으로 사용한다는 점이다. 이는 기존 디스플레이와의 가장 큰 기술적 차이로, 반도체급 집적 기술이 필요하다. 이충훈 대표는 “작은 크기 때문에 기존 방식으로는 곤란하다”며 “마이크로 디스플레이로 가면 새로운 재료와 장비가 필요하다”고 말했다.

이 대표는 “10년, 20년 후가 되면 휴대폰은 물론, 모니터, 노트북, TV 등 거의 모든 IT 기기들이 망라된 디바이스가 대중화될 것”으로 예측하며, “미래 제품에 늦지 않게 대응하려면 이미 늦은 감이 있지만, OLEDoS, LEDoS에 대한 투자가 시급하다”고 전했다.

또한 이 대표는 “그동안 우리 업체들은 퍼스트 무버였는데 이제 마이크로 디스플레이 분야에서는 팔로워의 신세이고 그마저 패스트 팔로워도 안되고 있다”고 지적하며, “개별 기업이 아닌 그룹 차원에서 과감한 미래 투자를 결정해야 한다”고 강조했다.

- 마이크로 디스플레이는 현재도 만들 수 있는 것 아닙니까?

“그건 아닙니다. 마이크로 디스플레이는 크게 세 가지로 볼 수가 있는데 가장 기본적인 것이 LCoS(Liquid Crystal on Silicon)이고 다음으로 OLEDoS(OLED on Silicon ; 마이크로 OLED), 그리고 LEDoS(LED on Silicon ; 마이크로 LED)가 있습니다. 마이크로 LED는 미래 기술이고 마이크로 OLED는 이미 상업화가 진행되고 있는 기술입니다”

- 애플의 비전 프로에 들어간 디스플레이는 무엇입니까?

“마이크로 OLED입니다. 마이크로 OLED는 수년 전부터 군용 고글이나 전투기, 헬기 등에 사용됐습니다. 삼성이 인수한 이매진(eMagin)이나 중국의 BOE도 군용으로 이미 공급을 하고 있죠.”

- 마이크로 디스플레이 전체적으로 보면 미래 기술인 것이죠?

“디스플레이라는 것은 부품이기 때문에 미래 기술을 논할 때 먼저 제품에 대한 관점이 나와야 합니다. 완제품이 아니고 부품이고 이 부품이 어디 들어가느냐에 따라서 미래 기술이냐 아니냐를 조금 구분할 수 있을 것 같습니다. XR이라는 제품이 나온 지는 상당히 오래됐지만, 휴대폰이나 스마트워치처럼 시장이 형성되지는 않았습니다. VR은 LCD로 만든 제품이나 스마트폰에 끼워서 쓰는 제품은 나와 있지만, 마이크로 OLED나 마이크로 LED가 들어간 것은 미래 제품이라고 볼 수 있습니다.”

- 그렇군요.

“예상 가능한 미래 제품이라면 기존에 있던 웨어러블 기기, 워치, 휴대폰, TV까지 모두 대체 가능한 그런 제품입니다.”

- LCoS, OLEDoS, LEDoS의 S는 실리콘이죠?

“맞습니다. 기판으로 TFT를 쓰는 게 아니고 실리콘 웨이퍼를 사용합니다. 이것이 기존 디스플레이와 가장 큰 기술적인 차이입니다.”

- 워낙 소재가 작은 것 아닙니까?

“작으니까 기존의 방식으로는 곤란합니다. 마이크로 디스플레이로 가면 반도체급 집적이 필요하기 때문에 노광기를 비롯해서 기존에 사용하던 장비들은 모두 바뀌어야 합니다. 거의 다 새로운 재료, 새로운 장비를 써야 하니까 전체적으로 미래 기술이라 볼 수 있습니다.”

- 안경 회사 같은 곳에서는 LCoS를 탑재해서 고글처럼 만든 시제품을 많이 내놓고 있는 것 같습니다.

“현재 시장에서 팔리는 제품의 개수로 보면 LCoS가 가장 많습니다. VR을 제외하고 MR이나 AR로 보면 모델 수가 가장 많은 것은 마이크로 OLED가 압도적입니다.”

- 얼마나 많습니까?

“아주 많이 있습니다. 최근 5년간 데이터를 분석해보면, 실제 제품을 출시한 회사 수로 보면 한국이 3위 안에 들어가 있습니다. 가장 많은 나라는 중국이고, 두 번째는 미국, 세 번째가 한국입니다. 디스플레이 종류로 보면 마이크로 OLED가 더 많습니다. 여기에는 VR, AR, MR이 모두 포함되어 있습니다. 하지만 우리나라에는 아직 MR 제품이 없어요. 최근 5년간 VR 제품은 많았고, AR 제품도 몇 군데 있었는데 국내에서는 아직 마이크로 OLED를 사용하는 회사가 없습니다. 생태계가 아직 만들어지지 않았기 때문에, 마이크로 LED도 접근하기 쉽지 않은 상황입니다.”

- 디스플레이 패널 업체 입장에서 마이크로 디스플레이를 바라보는 시각은 어떻습니까?

“한국 디스플레이 업체 입장은 다소 애매합니다. 한국 산업의 특징은 소품종 대량생산이죠. 대만, 중국, 일본은 다품종 소량 생산이라 여러 고객에 대응할 수 있는 시스템이 갖춰져 있는데 우리나라는 큰 고객 위주로 대응해 왔습니다. XR 산업에는 취약할 수밖에 없죠.

2007년도에 디지털 컨버전스라는 것이 핫 이슈였습니다. 당시 모든 모바일 기기들이 휴대폰 안으로 다 들어왔습니다. 작년부터는 제2의 디지털 컨버전스 웨이브가 회자되고 있는데 워치나 휴대폰까지 담을 수 있는 기기들이 출현하고 있습니다. 대표적인 것이 애플의 비전 프로인데 노트북, 모니터, TV까지 모두 담을 수 있는 MR 제품이죠. 그동안 많은 디바이스가 있었지만 AR, MR로 다 합쳐질 수 있다는 것입니다. 향후 10년 정도 후면 오히려 스마트폰 시장은 줄어들 수 있을 것으로 봅니다. 아주 강력한 디바이스가 나올 것이기 때문이죠.”

“요즘 AI가 대세인데 AI가 탑재된 디바이스하고 대화를 하게 되면 음성 인식 기능이 뛰어나기 때문에 자판과 같은 입력 수단이 없어지고 핸즈프리 시대가 오게 됩니다. 말로 얘기하면 바로바로 다 실행이 되죠. 손이 자유로워진다는 것은 편리성을 크게 높여주는 역할을 합니다. 예를 들어 가방을 손에 들고 다니는 것보다 어깨에 거는 것이 훨씬 편하죠.

보통 새로운 디바이스를 개발한다고 하면 나오는 시점은 최소 10년 뒤, 20년 뒤가 됩니다. 그래서 미디어를 하는 사람들은 20년 뒤의 라이프 스타일이 어떻게 바뀔지를 생각하고 움직여야 합니다. MR이나 AR도 10년, 20년 뒤에는 시장에서 주력 제품이 될 것이고 나머지는 다 없어지는 것이죠.”

- 그렇겠네요. 핸드폰을 굳이 들고 다닐 필요가 없는 것이죠.

“쉽게 말씀드리면 예전에 타이프라이터를 썼던데 TFT-LCD가 나오고 노트북이 나오면서 다 없어졌습니다. 또 휴대폰에 기능 좋은 카메라가 들어오면서 콤팩트 카메라가 다 없어졌어요. 새로운 디바이스가 나오면 초창기에는 기존 제품과의 경계가 모호해서 혼재하지만, 대중화가 진행되면 기존 제품은 다 사라집니다.”

- 디스플레이 패널 업체들 입장에서는 핸드폰도 팔고 마이크로 디스플레이도 팔면 좋겠지만, 하나가 뜨면 하나가 사라지는 상황이 되는 것이죠.

“제가 오늘 말씀드리고 싶은 것은 디스플레이 업체의 관점보다는 세트 업체의 관점입니다. XR의 특징은 기존의 하드웨어와는 다르게 콘텐츠가 같이 움직여야 합니다. 올 초에 LG전자가 메타와 협력한다는 내용의 기사가 있었습니다. 메타도 이미 여러 가지 XR 기기를 판매하고 있죠. 그리고 콘텐츠도 많습니다. LG전자와 메타가 같은 하드웨어를 판다면 누구에게 승산이 있을까요? 하드웨어는 한 번 팔면 끝이지만, 콘텐츠는 계속 팔 수 있습니다. 콘텐츠 사업자인 메타가 유리합니다.

한국의 세트 산업에서도 최근 TV에 플랫폼 비즈니스가 들어갑니다. 처음에 화면을 켜면 여러 가지 광고도 나오고 삼성이나 LG가 제공하는 프로그램도 나옵니다. 세트 업체의 영업 이익은 사실 플랫폼 비즈니스 나오고 있습니다. 이렇게 콘텐츠 사업 쪽으로 움직여야 하는데 TV를 제외하고는 콘텐츠 비즈니스에서 한국이 약합니다. 우리 세트 업체들이 앞으로 콘텐츠와 연계된 사업을 얼마나 자유롭게 추진할 수 있을지 관건입니다. 새로운 에코 시스템이 필요합니다.

애플의 경우에는 10년간을 준비해 왔습니다. 그동안 인수한 업체가 100개가 넘고 XR 관련된 업체가 10개 이상입니다. 부품 업체도 있고 스트리밍 관련 업체도 있고 매우 다양한 업체들이 포함돼 있습니다. 탄탄한 에코 시스템을 구축해 놓은 것이죠. 서플라이 체인 관리가 철저한 회사인데 모두 M&A를 통해 내재화한 것이죠.

한국의 세트 업체들은 얼마나 준비가 돼 있나 의문입니다. 앞으로 10년 뒤, 20년 후면 XR 기기가 필수 제품이 될 가능성이 매우 큰 상황인데 우리나라 세트 업체는 준비가 너무 안 되어 있습니다.”

- 콘텐츠에 관련 부분은 애플을 제외하면 국내 기업뿐만 아니라 해외 기업들도 대응이 잘 안 됐던 것 같습니다.

“거기까지 잘 모르겠습니다만 미래를 위해 하드웨어뿐만 아니라 OS부터 시작해서 다양한 것이 다 필요한데 국내 업체들에서는 들리는 이야기가 없습니다. 삼성전자와 삼성디스플레이, LG전자와 LG디스플레이처럼 우리나라는 계열화가 많이 이루어져 있지 않습니까? 그런데 세트 업체의 움직임이 없는데 디스플레이 업체가 먼저 움직일 수 있을까요?”

“지금 우리가 눈여겨봐야 할 것은 중국에는 마이크로 OLED에 투자한 회사가 16개나 된다는 것입니다. 한국은 없어요. 다행히 삼성디스플레이는 이미 제품을 생산하고 있는 이매진을 인수했기 때문에 준비가 되었죠. 아직 시장이 그만큼 있는 것이 아니어서 국내에서 생산하지 않을 뿐입니다.”

- 타이밍을 보고 있는 것인가요?

“이 타이밍이라는 것이 아주 모호합니다. 삼성디스플레이가 OLED를 만들 때는 기술부터 개발하고 시장이 오기를 기다렸죠.”

- 그때는 LCD로 만드는 여러 애플리케이션이 있으니 OLED로 대체할 수 있을 것이라는 기대가 있었을 것 같습니다. 하지만 마이크로 디스플레이는 세트 쪽에서 뭔가 보이는 것이 없어서 기다리는 것이 아닐까요?

“우리가 업체들을 크게 구분해 보면, 퍼스트 무버와 패스트 팔로워로 나뉩니다. 그동안 우리 업체들은 퍼스트 무버였는데 이제 마이크로 디스플레이 분야에서는 팔로워가 되었고 그마저 패스트 팔로워도 못되고 있다는 것이 문제입니다. 퍼스트 무버는 SONY이고 패스트 팔로워는 중국 업체들이죠. 우리는 아직 대응이 없습니다. 국가적 차이인데 중국에는 다품종 소량 생산 업체가 많습니다.”

- 중국은 뭐라도 만들어놓으면 다 팔려나간다고 하죠?

“중국은 인구도 많고 저항도 적어서 그렇습니다. 한국은 나라 특성상 삼성디스플레이나 LG디스플레이가 움직이기는 쉽지 않을 것입니다. 하지만 다시 생각해 보면, 1996년부터 개발을 시작한 삼성디스플레이의 OLED가 갤럭시에 탑재된 것이 2013년이었습니다. 거의 18년을 기다려서 시장을 만들었습니다.”

- 지금도 마이크로 디스플레이 관련 연구는 하고 있지 않겠습니까?

“하고 있죠. 아쉬운 것은 너무 늦었다는 것입니다. 삼성디스플레이에서 OLED를 한 것처럼 훨씬 더 빨리 움직였어야 하지 않았나 싶습니다. 이미 SONY가 애플 시장을 가져가지 않았습니까? 한 번 에코 시스템이 만들어지면 뚫고 들어가기가 쉽지 않습니다.”

- SONY의 생산 캐파는 어느 정도입니까?

“풀 캐파로 보면 연간 80만 개, 1.3인치 기준 40만 대 물량입니다. 많지 않지만, 현재로서는 충분합니다. 내년에 애플의 비전 프로가 여러 가지 모델로 나올 것으로 예상하는데 그러면 중국의 씨야(Cya)라는 업체에서 공급할 것으로 보입니다. BOE는 거의 군수용으로 공급하지만, 씨야는 민수용으로 MR이나 AR 업체들에 많이 공급하고 있습니다.”

- 만약 애플이 삼성이나 LG에 요청하면 생산을 할 수 있습니까?

“생산 설비가 없어서 안 됩니다. 삼성디스플레이는 12인치 웨이퍼에 해당하는 파일럿 장비를 구축하는 중입니다.”

- 삼성 반도체 쪽과 준비하겠군요?

“물량도 적고 대응이 잘 안 되어서 대만의 실리콘 웨이퍼를 가져다 쓴 것으로 알고 있습니다.”

- 시장이 확실하게 보이기 전까지는 한국 내에서 대응이 어렵다는 얘기로 들리네요.

“그렇습니다. 대만에는 팹리스 업체들이 있죠. TSMC 같은 주문자 생산방식의 업체들이 있지만, 한국에서는 대응해 주는 곳이 없어서 LCoS도 국내에선 만들지 못합니다. 마이크로 OLED를 하고 싶다 하더라도 구할 데가 없습니다. 대만이나 중국에서 들여와야 합니다.”

- 이러다가 어느 순간에 시장이 터지면 그때 준비해서는 완전히 늦는 거겠군요.

“거기에 중국은 이미 기술도 다 가지고 있다는 점을 주목해야 합니다. 마이크로 LED TV는 중국과 삼성이 먼저 시작했지만, 유리기판 위에 마이크로 LED를 집적해서 만드는 곳은 삼성전자밖에 없습니다. 독보적인 우위를 점하고 있지만, 사실 LED 칩은 다 대만에서 수입해서 사용합니다. 지금 우리나라에 기반이 전혀 없습니다. 한국에서 부품을 조달할 수가 없으니 세트 업체들의 성장이 불가능하다는 것입니다.

디스플레이 업체의 입장에서도 다양한 세트 업체가 있고 세트가 잘 팔려야 부품도 팔리는 것인데 지금 세트 업체를 서포트할 기반 자체가 거의 없는 상태입니다.”

- 그런 생태계가 제일 잘 되어 있는 나라가 어디입니까?

“중국입니다. 콘텐츠와 관련된 것은 미국이 가장 앞서 있고, 전반적인 에코 시스템은 중국이 가장 앞서 있습니다. 그래도 최근에 한국디스플레이산업협회에서 마이크로 LED 사업을 크게 시작합니다.”

- 협회의 사업은 언제부터 시작합니까? 사업 규모는 어느 정도입니까?

“이번 달부터인 것 같습니다. 4천억 원이 넘는 대규모 국책 과제입니다. 우리가 눈여겨 봐야 할 점은 학교나 업체들이나 마이크로 LED 칩 만드는 것에만 신경을 쓰고 있다는 것입니다. 칩을 만들면 전사를 하고 그 다음에 검사를 하고 리페이를 해야 하는데 그 과정이 다 비어 있습니다. 이런 과정이 없으면 제품이 못 나오죠.

학교에서는 챔피언 데이터만 추구합니다. 작은 사이즈, 휘도, 소비 전력, 컬러 등 좋은 특성만 연구합니다. 제조, 공정 기술이 없습니다. 삼성전자에서 마이크로 LED TV를 만들면 검사 기술이나 장비가 제대로 없다 보니 4K 기준 5천만 개 되는 칩을 일일이 검사를 하고 있어요. 5일이 걸립니다. 기술 개발이라는 것은 제품 특성을 올리기 위한 기술과 생산 기술로 나뉘는데 생산 기술에 대한 연구를 안 하고 있다는 것이 문제입니다. 생산 기술은 장비가 관건입니다. 초고속 전사 장비, 초고속 검사 장비, 리페어 장비 등이 필요하죠. 이번 국책 과제에도 전사 장비 기술은 포함되어 있는데 검사, 리페어 관련 장비 기술은 없습니다.”

- 그런데 마이크로 디스플레이 시대로 가면 LCoS, OLEDoS, LEDoS가 애플리케이션별로 다 성장할 것으로 보시는 것인가요?

“지금은 LCoS가 많은데 성장하는 것은 마이크로 OLED라고 봅니다. MR은 마이크로 OLED가 대세이고 AR도 모델 수로 보면 마이크로 OLED로 만든 제품이 가장 많은 상황입니다. 마이크로 LED가 어려운 이유는 광학계 기술도 같이 들어가야 한다는 것인데 광학 자체가 표준화가 전혀 안 되어 있습니다. 업체별로 해상도도 다 다릅니다. 마이크로 LED는 정말 소량 다품종에 맞는 기술입니다. 그래서 한국 업체들이 대응할 수 있을지 의문입니다.”

- 현재 LCoS는 많이 나와 있지만, 결국 마이크로 OLED와 마이크로 LED가 경쟁할 것으로 보시는 것인가요?

“MR은 마이크로 OLED가 될 것이고, AR 영역에서만 경쟁하게 될 것으로 보고 있습니다. 이 분야에 정말 빠를 투자가 필요합니다. 에코 시스템도 구축해야 하고요.”

- LCoS로 계속 가지는 않을까요?

“OLED 좋은 것은 다 알지 않습니까? 모바일 기기는 다 OLED로 바뀌었죠. 마이크로 디스플레이 쪽도 LCoS가 지금은 판매량 기준으로 가장 많이 팔리고 있지만, 모델 숫자를 기준으로 보면 50% 이상이 마이크로 OLED를 사용한 제품입니다. 그만큼 눈에 보기 좋고 편하다는 것이겠죠.”

- 마이크로 LED 분야는 국책과제로 기술 개발에 본격적으로 돌입했다고 말씀하셨는데 마이크로 OLED 분야는 왜 진행이 안되고 있습니까?

“그 이유는 저도 잘 모르겠습니다만, 시급하게 투자가 들어가야 합니다. 충남 지자체에서 마이크로 OLED 국책 사업으로 2천억 원 정도 투자를 진행하고는 있는데 지역 기반이라서인지 크게 눈에 띄지는 않는 것 같습니다.”

- 10년, 20년 후에는 손을 자유롭게 해주는 XR 기기들이 아이폰을 대체하는 디바이스로 대중화될 것으로 보시는데 한국은 아직 준비가 되어 있지 않다는 말씀입니다.

“현재는 안 되어 있는 것이 맞습니다. 환경적으로 쉽지는 않은 것 같아요.”

- 시장이 확실하게 보이지도 않고, 기업 문화적인 특성도 있고, 그런 것들 때문이죠?

“돈이 안 되는 걸 당장 하기 쉽지 않다는 생각이 들어요. 하지만, 패스트 팔로워만 할 것인지, 하이에나처럼 움직일 건지, 아니면 들판에서 사냥하는 사자가 될 것인지를 결정해야 합니다.”

-그런데 미래를 볼 수 없는 사람들이 수장이 되면 문제가 생기죠. 예전에 삼성 OLED는 정말 대단했습니다.

“맞습니다. 당시 모두가 안 된다고 했는데도 불구하고, 김숙태 부회장님이 뚝심 있게 밀어붙였죠. 그때 했기 때문에 지금이 있는 것입니다.”

- 그런 뚝심 있는 리더가 필요한데 지금 한국에는 그런 리더가 좀 아쉽다는 생각입니다.

“지금 당장 돈을 못 벌어도 해야 한다고 얘기해주는 리더가 필요합니다. 그래도 삼성은 작년에 이매진을 인수해서 괜찮다고 봐요. 시장과 기술을 동시에 가져왔기 때문에 잘 한 결정이라고 생각합니다.”

개별 기업 단위로 큰 움직임을 보이기가 어려운 것 같습니다.

“맞습니다. 삼성디스플레이, LG디스플레이가 잘 못 하고 있다고는 생각하지 않습니다. 그럴 수밖에 없는 구조적인 문제라고 봅니다. 그룹 차원에서 움직여야 할 때라고 생각합니다.”