[딜사이트 김주연 기자] "중국 업체들의 도전이 굉장히 거셉니다. 턴어라운드를 넘어 다시 한번 세계 1등이 될 수 있도록 노력하고 있습니다. 인공지능(AI)은 이를 위해 필요한 가장 중요한 수단입니다. LG디스플레이는 AI에 진심입니다"

이영주 LG디스플레이 제조 AI 실장은 5일 열린 '인공지능 전환(AX) 온라인 세미나'에서 AX 전환을 통해 디스플레이 사업 경쟁에서 우위를 지키겠다며 이같이 밝혔다.

이 실장은 "중국 기업의 AI 기술이 뛰어난 건 사실이지만 제조 현장의 충분한 데이터를 확보해 제조·업무 특성에 잘 결합하는 게 핵심"이라며 "그런 차원에선 우리가 상당히 앞서 있다. 자사의 지식에 특화된 AI 기술을 개발해 지속적으로 경쟁 우위를 확보하고자 노력하고 있다"고 말했다.

최근 디스플레이 산업에서의 경쟁이 치열해지면서 중국 기업들의 추격이 본격화되고 있다. LG디스플레이 등 한국 기업들은 유기발광다이오드(OLED) 분야에서 기술적 우위를 점하고 있지만 중국기업들이 거대한 내수 시장을 바탕으로 산업 경쟁력을 이끌어 올리며 원가 경쟁력을 내세워 격차를 줄이고 있다.

LG디스플레이가 선택한 생존 전략은 AI다. 개발부터 제조, 일반 사무 영역 등 사업 영역 전반에서 AI 전환을 확산해 생산성과 업무 효율성을 혁신하겠다는 계획이다.

LG디스플레이는 지난해부터 OLED 생산 공정에 AI 생산 체계를 도입해 생산성을 향상시키고 있다. 올해 약 2000억원의 비용을 절감할 것으로 예상하고 있다. AI 공정은 제품을 개발하는 설계 단계부터 적용된다. LG디스플레이는 AI 공정을 개발해 최대 4주 걸리던 설계 시간을 8시간으로 줄였다고 밝혔다.

이형(異形) 디스플레이 패널 '엣지(Edge)'를 설계하는 알고리즘을 개발해 설계와 동시에 성능 평가가 가능하게 해 작업의 효율성을 높였다. 이형 디스플레이는 정형(政形) 디스플레이와 달리 패널 외곽부 엣지 부분이 곡면이나 얇은 베젤로 이뤄진다. 이에 품질을 유지하려면 각각 보상 패턴을 다르게 설계해야 하는 만큼 오류 발생률이 높았다. 그러나 설계와 함께 성능 평가가 가능한 AI 모델을 개발해 3~4주 걸리던 작업 시간을 8시간으로 줄일 수 있었다.

광학 설계에서도 AI를 도입해 업무 효율성을 증진했다. 광학 설계는 시야각에 따른 OLED 색 변동을 최적화하는 데 쓰이는 기술이다. 기존에는 이를 분석·검증하기 위해 광학 시뮬레이션을 반복 수행해야 했다. 그러나 광학 성능 검증과 설계에 최적화된 AI 모델을 개발해 기존에 5일이 소요되던 작업을 8시간으로 줄였다.

제조 부문에서도 독자 개발한 'AI 생산 체계'를 도입해 품질 개선에 걸리던 시간과 정확도를 개선했다. 이를 통해 품질 개선에 걸리던 시간을 평균 3주에서 이틀로 크게 단축했고, 수율을 개선해 연간 2000억원의 비용 효과를 창출할 수 있었다. 

패널 생산에서 수율은 제조 경쟁력과 수익성을 결정하는 요인이다. 그러나 여러 변동 요인이 발생하는 만큼 엔지니어들이 이상을 감지하거나 원인을 파악하는 데 시간이 소요될 수밖에 없다. 이에 LG디스플레이는 AI가 모든 데이터를 실시간으로 모니터링해 이상 원인을 분석하고 이에 대한 대책을 제시할 수 있도록 하는 AI 생산 체계로 전환했다. 

이영주 제조 AI 실장은 "1미터급 유리 원장에서 200개의 패널이 나오는데, 패널 하나에는 대략 300만개의 픽셀이 있다"며 "AI는 불량률이 높은 영역을 자동으로 분할하고 영역별로 불량의 원인을 분석해 엔지니어에게 보고한다. AI가 매일 자정마다 그날 발생한 모든 데이터를 수집하고 분석해 아침에 엔지니어에게 메일로 발송한다"고 말했다.

여기서 더 나아가 AI가 서로 소통하며 문제를 해결할 수 있는 방안으로 AI 모델을 고도화하고 있다. 이 실장은 "현재까진 AI가 엔지니어들이 쓰는 도구 활용되고 있는데, 이를 고도화해 AI가 AI를 활용하는 방안을 목표로 하고 있다"고 전했다. 

설계·생산뿐 아니라 개인 업무 영역에서도 AI 활용을 확대하고 있다. LG디스플레이 임직원들은 생성형 AI '하이디'를 'AI 비서'로 활용해 개인 업무에 활용하고 있다. 하이디의 대규모언어모델(LLM)은 LG AI연구원이 자체 개발한 '엑사원'을 기반으로 했다. 이에 외부 유출의 우려가 없다는 장점이 있다.

그중 '하이디 서치(Search)'는 LG디스플레이의 특화 기능으로, 사내 문건 200만건을 학습해 업무 관련 질문에 대한 최적의 답을 제시한다. 또한 화상회의를 실시간으로 번역하거나 회의록 작성, 메일 요약과 초안 작성 등 자동화 서비스를 제공하고 있다.

하이디 도입으로 하루 평균 업무 생산성이 약 10% 향상됐다. 또한 외부 AI 구독으로 발생하는 연 100억원의 비용 절감 효과도 창출했다는 평가도 나온다.

LG디스플레이는 앞으로 AX 역량을 기반으로 디스플레이 시장에서 경쟁력을 강화할 방침이다. 정철동 LG디스플레이 사장은 "AX를 전사로 활용해 체질 개선, 원가 혁신, 수익성 개선 등 효과가 나타나고 있다. AX 혁신을 추진해 사업의 경쟁력을 높이고 LG디스플레이만의 차별적 고객 가치를 제시하겠다"고 밝혔다.

다만 최근 여러 제조업 공장에서 도입하고 있는 제조 로봇 등 피지컬 AI(Physical AI) 도입에 대해선 조심스러운 입장을 밝혔다.

이희동 설계 AI 팀장은 "디스플레이 업계의 경우 나노미터 단위의 관리가 필요한 만큼 공정에서의 섬세한 대응이 요구된다. 이에 로봇 등 피지컬 AI 도입은 아직 시기상조로 판단하고 있다"면서도 "피지컬 AI 동향에 대해 예의주시하고 있다"고 밝혔다.