손톱만한 센서 더 똑똑해졌다

사물인터넷의 첨병 ‘센서산업’

▲ 모바일, 자동차, 의료기기용 센서시장이 급성장하고 있다. [사진=더스쿠프 포토]

사물인터넷의 ‘첨병’ 센서산업이 가파르게 성장하고 있다. 모바일 분야에선 지문인식, 심박센서 등 스마트 센서가 광범위하게 적용되고 있다. 자동차에도 똑똑한 센서들이 속속 탑재되고 있다. 손톱만한 센서가 세상을 바꿀 태세를 갖췄다. 글로벌 센서시장을 살펴봤다.

# 올 3월 삼성전자가 출시한 갤럭시 S5에는 첨단 전자 센서(Sensor) 10개가 내장돼 있다. 심장박동수를 체크하는 심박(HR)센서, 사용자의 지문정보를 인식해 보안을 유지하는 지문센서, 플립 커버를 열지 않고 주요 정보를 확인할 수 있는 홈센서, 통화 중 화면을 꺼주는 근접센서, 터치 없이 손동작으로 휴대전화를 사용할 수 있는 제스처 센서 등이다. 삼성전자가 2010년 첫선을 보인 갤럭시S(5개 센서 내장)와 비교하면 사용된 센서가 2배 늘었다.

센서산업이 뜨고 있다. 센서는 이미지ㆍ압력ㆍ가속도 변화, 온도, 주파수, 생체신호 등 다양한 아날로그 정보를 감지해 전기적 신호로 변환하는 장치를 말한다. 모바일ㆍ자동차ㆍ가정ㆍ의료기관 등 다양한 분야에 사용되고 있다. 단순센서가 스마트센서로 진화하는 것도 특징이다. 과거에는 센서의 기능이 단순하고 정밀도가 낮으며 사용이 불편했던 반면 최근 개발되고 있는 센서는 데이터 처리, 자동보정, 자가진단, 의사결정 등의 기능이 가능하다. 더구나 스마트센서는 미세전자제어기술(MEMS), 반도체 일괄공정을 이용해 제작할 수 있어, 개발비는 높지만 양산 단가가 낮고 초소형화가 가능하다. 전력이 덜 드는 것도 장점이다.

세계 센서시장은 2012년 796억 달러에서 2020년 1417억 달러로 성장할 것으로 예상된다. 국내시장도 같은 기간 54억 달러에서 99억 달러로 88% 커질 전망이다. 현재 세계 센서시장은 미국ㆍ유럽ㆍ일본업체가 장악하고 있다. 국내 센서전문기업은 대부분 중소기업으로, 규모가 작고 기술력 역시 떨어진다는 평가를 받고 있다.

박종선 유진투자증권 연구원은 “국내 센서전문기업이 기술력이 취약해 센서 대부분을 수입하고 있는 실정”이라고 말했다. 최근 정부가 스마트센서 분야를 한국경제의 차세대 성장동력으로 집중 육성하겠다는 계획을 세운 이유가 여기에 있다. 산업통상자원부는 향후 6년간 총 1508억원을 투입해 첨단 스마트센서 원천기술과 유망제품을 개발하고, 현장중심의 기업 맞춤형 고급인력양성 등을 통해 센서산업의 글로벌 경쟁력을 키워나가겠다고 밝혔다.

산업부는 현재 추진중인 13개 산업엔진프로젝트 가운데 첨단 스마트센서가 필요한 과제(웨어러블 디바이스, 자율주행 자동차 등)와 연계해 스마트센서 산업을 육성할 계획이다. 국내 대학이 센서 관련 전문기업에 걸맞은 인재를 양성하는 ‘기업 맞춤형 고급 센서인력 양성’도 추진한다.

정부, 스마트센서 육성 계획

센서산업 중 가장 주목받는 분야는 모바일과 웨어러블 디바이스다. 모바일용 센서시장은 연평균(2011년~2017년) 11%로 높은 성장세를 유지할 것으로 전망된다. 스마트기기의 성장이 둔화하고 있음에도 성장세를 유지하는 이유는 스마트폰의 센서채택량이 지속적으로 늘고 있어서다. 현재 스마트폰에 사용되는 센서는 10여개에 불과하지만 2015년에는 약 17개까지 늘어날 것으로 예상된다.

현재 모바일용으로 사용되는 대표적인 센서는 카메라 센서, 빛을 감지해 화면의 밝기를 자동 조정해주는 주변광센서(Ambient light sensor), 물체의 거리를 감지하는 근접 센서, 가속도ㆍ중력을 측정하는 자이로와 가속도(Gyro & Acceleration)센서 등이다. 최근에는 삼성전자의 갤럭시와 애플의 아이폰 신제품에 지문인식센서가 채택됐고, 향후 홍채인식, 얼굴인식 등 새로운 센서가 추가될 것으로 전망된다.

자동차용 센서시장도 주목받고 있다. 자동차에는 현재 30여종, 160여개의 센서가 부착되고 있다. 그만큼 센서가 가장 많이 사용되는 산업 중 하나다. 특히 자동차의 편의성ㆍ안전성ㆍ환경친화성을 향상시키라는 요구가 늘어남에 따라 자동차용 센서시장은 더욱 성장할 가능성이 크다. 최근에는 운전자지원시스템(ADAS), 무인자율주행 등 스마트 자동차의 연구개발(R&D)이 본격화되며 더욱 진화된 레이더ㆍ카메라ㆍ초음파 센서의 수요가 늘어나고 있다.

자동차용 센서는 탑승자의 안전과 직결되기 때문에 진동ㆍ충격ㆍ고온을 버틸 수 있는 내구성과 높은 신뢰성이 요구된다. 특히 엔진이나 배기가스 센서는 고온을 견딜 수 있어야 한다. 중력의 30배가 넘는 가속환경, 각종 전기장치에 의한 전자파간섭 환경에서도 센서가 정상적으로 작동해야 함은 물론이다. 습기ㆍ부식성 물질ㆍ유류에 의한 손상도 최소화해야 한다.

의료용 센서시장도 연평균 10.4% 성장할 것으로 전망된다. 이 분야는 스마트기기 등 IT 기기와 연동한 제품이 출시되면서 함께 성장하고 있다. 스마트 헬스케어 센서는 주로 진단ㆍ검사용 의료기기에 활용된다. 특히 바이오 나노기술과 융합으로 센서의 민감도와 측정 정확도가 향상됐다. 반도체와 MEMS 기술이 도입되면서 초소형화도 꾀하고 있다. 이런 변화는 헬스케어 영역에서 센서의 역할을 증대시키고 있다.

U-헬스케어, 센서산업에 활력

유비쿼터스 헬스케어 시장의 성장도 센서산업에 활력을 불어넣고 있다. 유비쿼터스 헬스케어는 정보통신기술이 의료와 접목돼 환자가 병원을 찾지 않더라도 언제 어디서나 질병의 예방ㆍ진단ㆍ치료ㆍ사후관리를 받을 수 있는 의료서비스다. 박종선 연구원은 “유비쿼터스 헬스케어를 구현하는 핵심 기술은 인체 신호를 감지하는 센서 기술, 통신 네트워크 기술, 데이터 처리 기술 기반의 표준화된 임상 치료 기술이다”며 “이 중 고도화된 센서 개발은 가장 먼저 해결해야 할 필수 과제이므로 헬스케어 분야에서 센서 개발은 지속적으로 이어질 것이다”고 말했다.
박용선 기자 brave11@thescoop.co.kr

박용선 기자 brave11@thescoop.co.kr

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