스마트 센서 개척하기 위해서는 자체 기술 앞장서야

[Industry News 전시현 기자] 센서수요가 2007년 스마트폰 및 이후 IoT 기기의 연이은 출시 급증하는 가운데 2020년 연평균 1조개 이상 생산되는 Trillion 센서시대 임박했다고 포스코 경영연구원 보고서 관계자는 발표했다.

센서는 주변환경을 통해 얻어진 정보를 이용해 위험을 미리 예방하거나 발생한 상황에 적절한 조치를 신속하게 취할 수 있다는 점에서 방재외에도 제조, 서비스, 금융 등 다양한 분야로 활용이 확대됨에 따라 주목받고 있다. 센서는 스마트폰과 무선인터넷 보급으로 촉발된 광학센서 외에 고속인터넷, 컴퓨터 기술의 발달로 인해 다양한 분야로 확대되어 더 주목받고 있다.

보고서에 따르면 스마트폰 1대에 센서 20여 개가 사용, 2007년 연평균 1,000만 개 수준에 불과했던 센서 생산량이 2015년에는 150억 개로 급증했다고 전했다.

일반폰에는 이미지와 음향센서 2가지 종류만 사용했지만 스마트폰에는 전후방 카메라에 이미지 센서 2개, 마이크로폰 센서 3개 외에 근접∙터치∙위치∙가속도∙압력∙온습도 등 다양한 센서가 사용한다. 향후 스마트홈∙웨어러블∙스마트카 등 다양한 IoT 기기들이 끊임없이 출시될 것이기 때문에 센서수요는 기하급수적으로 증가할 것이라고 전망한다.

2025년 이후에는 에너지∙인프라∙팩토리 등의 극한환경 분야에서도 수요가 증가하면서 센서 시대가 본격화될 본다. 고온∙고압∙다습한 극한환경에서는 센서로 취득한 데이터의 품질이 열악했기 때문에 센서보다는 숙련공의 오감에 의존했지만 숙련인력이 전문화되고, 제조업 생존전략에 따른 스마트화 전환 등의 영향으로 극한환경 분야에서도 센서 수요가 급증한 것으로 보인다.

센서의 재료는 실리콘∙세라믹∙금속∙고분자 등 수천 가지로 다양하지만, 실리콘이 40%를 차지하며 재료시장을 주도하고 있다. 2015년 글로벌 센서시장 규모는 U$795억이며, 실리콘 기반 반도체 센서가 U$316억을 차지한다. 세라믹∙금속∙고분자 등 수천 가지 재료가 나머지 시장을 담당한다.

관계자는 "IoT 시대를 맞아 실리콘 반도체 센서는 연평균 10% 이상 성장하는 등 위상이 더욱 강화됨에 따라 센서소자와 전기회로로 구성된 전통적인 센서에 메모리∙정보처리∙전력∙ 통신 등의 모듈이 One Chip화되면서 센서의 스마트화 가속될 것"이라고 예상된다.

센서는 인간의 오감을 보완하는 방향으로 발전할 것이기 때문에 시각과 관련된 센서가 대세가 될 것이라 업계 관계자는 입을 모은다.

인간의 시각을 보완하기 위해 높은 해상도와 정밀도를 구현하는 이미지 및 영상센서 수요 증가하며 외부환경을 인지할 때 시각에 83%를 의존하고 청각(11%), 후각(4%), 촉각(1%) 순으로 의존한다.

자율주행차 등 제조부문 외 다양한 서비스 영역에서 스마트화를 위해 시각센서 기반 시스템 도입 확대될 것으로 보인다. 자율주행 시스템을 위해서는 첨단운전자 보조시스템(ADAS) 등의 기술이 사업화되어야 하며 시각 기반 센서기술이 핵심이기 때문이다.

미래에셋대우 관계자는 2021년 ADAS 시장은 U$370억 규모로 성장할 것이며 센서시장이 U$210억으로 전체 시장의 56%를 차지한다고 전했다. 서비스업에서도 스마트화 전화 가속, 이미지 및 영상센서를 기반으로 하는 시스템 도입이 확대 중이다.

센서가 범용화되면서 가격이 하락하고 HW업체의 수익구조가 악화됐다. 2007년 스마트폰이 출시되고 센서수요가 급증한 것은 센서 평균가격이 3분의 1 수준으로 급락했기 때문이다. 초소형 정밀제어 MEMS(Micro Electronic Mechanical Systems) 센서는 2013년부터 평균 판매가격이 U$1 밑으로 하락했으며 가속도 센서는 개당 U$0.14, 음향 센서는 개당 U$0.19에 불과하다.

업계 관계자는 HW업체들이 경쟁적으로 설비투자를 확대하면서 센서시장은 메모리 및 시스템 반도체 시장의 역사를 따라갈 것이며 범용화 추세는 지속될 것이라고 예상했다.

기존 HW 강자들의 부가가치는 감소, 업계 주도권은 센서 솔루션을 보유하거나 시스템 설계가 가능한 SW업체로 이동하고 있다. 이에 따라 다양한 센서에서 취합된 데이터를 저장-분석-처리하는 솔루션을 개발하는 SW업체의 위상이 강화되고 있다.

스마트 센서 시대에 대응하기 위해서는 센서는 수입하면 된다는 인식에서 탈피, 센서 클러스터를 운동∙환경∙시각으로 구분하고 직접 개발-생산-사용하는 생태계를 구축할 필요가 있다.
대기업과 중소기업, HW업체와 SW업체가 협업하여 ‘시각 센서-솔루션 중심’의 클러스터 구축해야한다 고 전문가들은 강조한다.

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