냉각 및 가열 기능에 전력까지 만드는 나노 다결정 열전 반도체 소자. LG이노텍 제공

LG이노텍이 ‘나노 다결정 열전(熱電) 반도체’를 독자 개발, 글로벌 시장에 도전장을 던졌다. 전기를 흘리면 냉각ㆍ가열이 가능하고 온도 차이를 이용해 전력까지 만드는 열전 반도체는 소형 가전이나 차량, 통신장비 등에 폭넓게 사용할 수 있는 혁신 부품이다.

LG이노텍은 나노미터(nmㆍ10억분의 1m) 수준 다결정 소재를 적용한 열전 반도체 생산라인을 경북 구미공장에 구축, 내년 상반기 국내 최초로 양산에 돌입한다고 12일 밝혔다.

다결정 열전 반도체는 현재 LG이노텍이 생산하는 단결정 제품보다 강도가 2.5배 높아 진동으로 반도체가 깨지기 쉬운 차량이나 선박 등에도 적용할 수 있다. 열 저항을 최소화한 구조 설계로 기존 단결정 제품 대비 냉각 효율도 30% 향상돼, 동일온도로 냉각 시 소비전력도 최대 30% 아낄 수 있게 됐다.

열전 반도체는 전기가 흐르면 한쪽은 열을 내고 반대쪽은 냉각이 되는 ‘펠티어 효과’와 양쪽에 온도 차를 만들면 전력이 발생하는 ‘제벡 효과’를 이용한다. 소형 냉장고에 냉매와 컴프레서 대신 넣으면 기존 냉장고 소음인 29데시벨(dB)을 19dB까지 낮춘다. 컴프레서가 빠지게 돼 냉장고 크기도 최대 40%까지 줄일 수 있다.

데이터 전송 장비에 적용하면 광통신 부품의 온도를 일정하게 유지해 데이터 손실을 최소화한다. 차량이나 선박에서는 운행 중 버려지는 폐열(廢熱)을 전기로 변환해 연료 및 배출가스를 줄일 수 있다. 연비가 ℓ당 18㎞인 배기량 1.6ℓ 디젤 자동차의 경우 연비를 19.8㎞로 끌어올리는 효과를 얻는다.

시장조사업체 테크나비오에 따르면 글로벌 열전 반도체 시장 규모는 지난해 4억7,155만 달러에서 오는 2020년 6억2,673만달러로 성장할 전망이다. LG이노텍은 독자 기술로 나노 다결정 열전 반도체를 개발, 글로벌 선두 기업인 일본 페로텍과 영국 레어드를 따라잡을 수 있는 발판을 만들었다.

LG이노텍은 오는 20일 서울 강서구 마곡동 LG사이언스파크에서 ‘열전 반도체 테크 포럼’을 개최, 국내 열전 반도체 시장 활성화에도 나선다.

김창훈 기자 chkim@hankookilbo.com

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