LG이노텍, 전력손실 줄이는 자성소재 ‘고효율 페라이트’ 개발

TV 초슬림화 및 차량 경량화...에너지 효율 향상

개발기간 4분의 1로 단축...세계 최고 수준 성능

LG이노텍 직원이 ‘고효율 페라이트’를 선보이고 있다.ⓒLG이노텍

LG이노텍(대표 정철동)은 세계에서 전력 손실이 가장 적은 ‘고효율 페라이트’ 개발에 성공했다고 14일 밝혔다. 이번 개발로 LG이노텍은 TV 및 차량용 파워 시장에서 우위를 선점할 수 있게 됐다.

페라이트는 산화철이 주원료인 자성(자석의 성질)소재로 분말형태의 페라이트 가루를 타일모양으로 굳혀 사용한다.

주로 TV용 파워모듈과 차량용 파워 및 충전기(On Board Charge·OBC) 등에 장착해 전압을 바꾸거나 전류 파동으로 발생하는 불필요한 신호를 제거하는데 쓰인다. 이를 통해 TV용 디스플레이 패널과 차량용 에어컨·오디오 등에 전력을 안정적으로 공급할 수 있다.

특히 최근 가전과 전기차 등이 갈수록 소형화 및 고기능화되면서 초슬림·고효율 제품에 유리한 ‘고효율 페라이트’가 차세대 소재로 각광받고 있다.

이번에 LG이노텍이 개발한 ‘고효율 페라이트’는 열로 인한 전력 손실량을 일반 페라이트 대비 최대 40%까지 줄였다. 또 영하 40℃~ 영상 140℃ 온도에서 저손실 특성을 그대로 유지해 고온의 TV 내부와 차량의 다양한 주행환경에서도 완벽품질을 구현할 수 있는 것이 강점이다.

LG이노텍의 ‘고효율 페라이트’는 TV의 초슬림화와 전기·수소차의 연비를 높이기 위한 차량 경량화에 유리하다.

이 소재를 사용하면 TV용 파워모듈을 세계에서 가장 얇은 수준인 9.9mm로 만들어 TV 두께를 약 60% 줄일 수 있다.

일반 파워모듈을 장착한 65인치 초슬림 유기발광다이오드(OLED) TV 두께가 약 46.9mm라면 ‘고효율 페라이트’ 파워모듈 적용시 두께는 20mm 이하로 얇아질 수 있다. 이 소재는 전력 손실이 적어 필요 전력 확보를 위한 부품 개수가 3분의1로 줄고 부품 두께도 기존 대비 40% 수준으로 슬림하기 때문이다.

또 ‘고효율 페라이트’는 TV용 파워모듈의 에너지 효율을 최대 5%포인트까지 높일 수 있다. 부품의 에너지 효율이 높아지면 그만큼 발열이 줄고 열로 인한 손상을 최소화해 부품 수명을 늘릴 수 있다.

이 제품을 차량용 DC-DC 컨버터에 적용하면 컨버터의 부피와 무게를 기존 대비 10%가량 줄일 수 있고 컨버터의 에너지효율을 최대 1.2%포인트까지 높일 수 있다.

뿐만 아니라 차량 파워 과열로 인한 화재 위험을 줄일 수 있는 것도 장점이다. ‘고효율 페라이트’는 발열이 적어 부품 온도를 기존 대비 최대 20℃까지 낮출 수 있다.

LG이노텍의 ‘고효율 페라이트’.ⓒLG이노텍

회사측은 이번 제품 개발 기간을 4분의 1로 단축하면서도 세계 최고 수준의 성능과 차별화된 고객 가치를 제공할 수 있게 됐다고 강조했다.

그동안 페라이트 분야는 일본기업들이 세계 1위의 기술력을 앞세워 시장을 주도해왔다. 그러나 일본 제품은 가격이 높고 수급이 어려운 단점이 있었다. 특히 국가간 무역이나 외교분쟁으로 인해 수출입 규제 등이 발생하면 핵심소재의 수급에 차질이 생겨 사업에 치명적인 영향을 줄 수 있다.

LG이노텍은 이를 극복하기 위해 지난 2018년부터 ‘고효율 페라이트’ 개발에 본격 돌입했다. LG이노텍은 기존 개발 방식으로는 일본 제품과의 격차를 단기간에 좁히기 어렵다고 판단해 소재 설계시 업계 최초로 디지털 트랜스포메이션(DX) 및 인공지능(AI) 방식의 시뮬레이션 기법을 적용했다.

LG이노텍은 최고 성능의 소재 조성 비율을 구하는 과정을 슈퍼 컴퓨터로 자동화해 실험 횟수와 시간은 크게 줄이고 결과 정확도는 높였다. 기존에는 최적의 비율을 알아내기 위해 연구원들이 수천 번의 실험을 직접 진행해 긴 시간이 걸리고 실험자에 따른 오차와 오류도 발생했다.

이와 함께 LG이노텍은 최신 소프트웨어(SW) 도입, 기술 자문, 산학 협력 등 적극적인 투자를 단행하며 최소 4년 이상 걸리는 개발기간을 1년 4개월로 단축하는데 성공했다.

LG이노텍은 자사 제품을 대상으로 핵심소재인 ‘고효율 페라이트’ 적용을 확대해 차별화 경쟁력을 강화해 나간다는 전략이다.

이와 함께 LG이노텍은 내년 상반기 소재 양산을 목표로 글로벌 전자기업 및 완성차 업체 대상 프로모션을 적극 추진하고 있다. 또 ‘고효율 페라이트’ 분야 기술력 1위 입지를 확고히 하기 위해 120여개의 관련 특허를 기반으로 성능을 높인 소재 선행개발에 박차를 가하고 있다.

배석 LG이노텍 최고기술책임자(CTO)부문 자성부품Task 연구위원은 “LG이노텍만의 방식으로 핵심소재를 단기간에 내재화해 최고의 성능과 품질을 갖춘 제품을 고객에게 안정적으로 공급할 수 있게 되었다는 데 의의가 있다”며 “자성소재를 활용해 고객에게 차별화된 가치를 지속적으로 제공해 나갈 것”이라고 말했다.