LG이노텍, 차세대 소재 ‘고효율 페라이트’ 개발 성공

산화철 주원료인 자성 소재..TV 패널 및 차량 전력 공급
기기 소형화·고기능화 기대..자사 제품 대상 채용 확대

인더뉴스 이진솔 기자 | LG이노텍이 세계에서 전력 손실이 가장 적은 ‘고효율 페라이트’ 개발에 성공했습니다. 주로 TV 및 차량용 전원 장치에 사용되는 차세대 소재 기술을 확보해 시장을 선점할 기회를 얻었습니다.

14일 LG이노텍에 따르면 이번에 개발한 고효율 페라이트는 열로 인한 전력 손실량이 일반 페라이트 대비 최대 40%까지 적습니다. 또한 영하 40℃에서 영상 140℃ 온도에서 저손실 특성을 그대로 유지하는 특성이 있습니다. 고온인 TV 내부와 다양한 환경에 노출되는 차량에 장착해도 품질 저하 우려가 적다는 설명입니다.

페라이트는 산화철이 주원료인 자성 소재로 분말형태 페라이트 가루를 타일모양으로 굳혀 사용합니다. 주로 TV용 파워모듈, 차량용 파워 및 충전기 등에 장착해 전압을 바꾸거나 전류 파동으로 발생하는 불필요한 신호를 제거하는 데 쓰입니다. 주로 TV용 디스플레이 패널이나 차량용 에어컨과 오디오에 전력을 공급하는 역할을 합니다.

업계에서는 가전제품과 전기차가 소형화·고기능화하는 추세에 따라 고효율 페라이트가 차세대 소재로 주목받을 것으로 기대하고 있습니다. TV 초슬림화와 전기·수소차 연비를 높이기 위한 차량 경량화에 유리하다고 LG이노텍은 설명했습니다.

신소재를 사용하면 TV용 파워모듈 두께를 기존보다 약 60% 얇은 9.9mm(밀리미터)로 만들 수 있습니다. 일반 제품을 장착한 65인치 OLED(유기발광다이오드) TV 두께가 약 46.9mm라면 고효율 페라이트 파워모듈 적용 시 20mm 이하가 됩니다. 전력 손실이 적어 부품 개수가 1/3로 줄고 부품 두께도 기존 대비 40% 수준으로 얇기 때문입니다.

고효율 페라이트는 TV용 파워모듈 에너지 효율을 최대 5%포인트까지 높일 수 있습니다. 부품 에너지 효율이 높아지면 발열이 줄고 열로 인한 손상을 최소화해 부품 수명이 늘어나는 효과도 있습니다.

제품을 차량용 DC/DC(직류-직류) 컨버터에 적용하면 부피와 무게를 기존 대비 10%가량 줄입니다. 컨버터 에너지효율은 최대 1.2%포인트까지 높아집니다. 발열이 적어 과열로 인한 화재 위험도 감소하며 부품 온도를 기존 대비 최대 20℃까지 낮춥니다.

LG이노텍은 지난 2018년부터 고효율 페라이트 개발에 착수하고 소재 설계 시 업계 최초로 디지털 전환(DX) 및 인공지능(AI) 방식 시뮬레이션 기법을 적용했습니다. 최고 성능을 내기 위한 소재 조성 비율 계산을 슈퍼컴퓨터로 자동화해 실험 횟수와 시간은 줄이고 결과 정확도는 높였습니다.

최신 소프트웨어(SW) 도입과 기술 자문, 산학 협력 등 투자도 아끼지 않았습니다. 노력 끝에 최소 4년 이상 걸리는 개발기간을 1년 4개월로 단축하는 데 성공했습니다.

LG이노텍은 자사 제품을 대상으로 고효율 페라이트 적용을 확대한다는 전략입니다. 또 내년 상반기 양산을 목표로 전자기업 및 완성차 업체에 판촉을 추진하고 있습니다. 기술경쟁력 선두를 공고히 하기 위해 120여 개 관련 특허를 기반으로 소재 선행 개발에도 박차를 가하고 있습니다.

배석 CTO(최고기술책임자)부문 자성부품Task 연구위원은 “LG이노텍만의 방식으로 핵심소재를 단기간에 내재화해 최고 성능과 품질을 갖춘 제품을 고객에게 안정적으로 공급하게 됐다”며 “자성소재를 활용해 차별화된 가치를 지속해서 제공해 나갈 것”이라고 말했습니다.