주간기술동향 2015. 8. 5. 최신 ICT 이슈 스마트센서시장전망및시사점 * 1. IoT 실현의기반, 스마트센서 센서와모듈관련기술분야가전체 IoT 매출의 30% 이상을차지할것으로전망 만물의센서탑재, 사물간연결성구축, 기기의지능화, 서비스의개인화등 IoT 시대가요구하는기술요건이더욱다양화될것으로예상되는만큼센서업계에새로운비즈니스기회가창출될것으로기대 PwC 가 1,500 여업체의경영진을대상으로한설문조사에따르면응답업체의 20% 가센서에투자, 응답업체의 14% 는센서기술이타 IoT 유망기술에비해조직에서가장중요한전략적위치를가질것으로인식 ( 출처 : IITP, 2014 년 12 월 ) 미래부는 K-ICT 의 9 대전략산업중하나인 IoT 산업과관련하여, 관계부처간 센서산업육성 에협력하고 IoT 산업활성화에필요한인프라구축에나설계획 반도체제조기술발전에힘입어더욱똑똑하게진화하고있는센서 1970 년센서의개념은단지 검출기 가어떤특정한물질을 감지 하는수준에머물렀으나, 현재의센서는감지신호를전달하여중앙처리장치가어떠한판단을내리도록하는형태로상용화 1980 년대이후반도체산업및나노기술또는 MEMS( 미세전자제어기술 ) 발전에힘입어크고무거운조립식센서를반도체 IC 와같은실리콘기판상에작게구현할수있게된것이센서의진화및시장성장의계기 스마트센서 또는 지능형 (Intelligent) 센서 는 MCU 내장및 SoC 기술접목을통해데이터처리, 저장, 자동보정, 자가진단, 의사결정, 통신등의기능을수행함으로써대상을감지하고, 사물이반응하게끔한다는점에서 IoT 의가장핵심적인요소로주목 * 본내용과관련된사항은산업분석팀 ( 042-612-8219, valuability@iitp.kr) 으로문의하시기바랍니다. ** 본내용은필자의주관적인의견이며 IITP 의공식적인입장이아님을밝힙니다. 32 www.iitp.kr
최신 ICT 이슈 세계스마트 / 지능형센서시장은 2012 년 90 억달러에서 2019 년 216 억달러규모로성장할전망 ( 지역별 ) 2012 년기준, 가장큰스마트 / 지능형센서시장은유럽이며특히자동차산업이유럽의스마트 / 지능형센서시장성장을견인 - 시장규모 2 위인북미지역에서는의료와가전부문에서스마트 / 지능형센서수요증가세 ( 유형별 ) 스마트폰과태블릿 PC 제품의채용증가에따라현재이미지센서가스마트 / 지능형센서시장의선봉을차지 - 자동차, 모바일기기, 로봇, 환경, 보안, 의료및건강, 스마트홈, 가전등다양한분야에서스마트센서활용증가전망 2. 자동차ㆍ헬스케어산업, 센서에오감집중 최대센서수요처로부상한자동차산업의센서매출규모는향후 5 년간두자리수성장예상 차량용이미지센서및비광학식센서의총매출액규모는, 2013 년 34 억달러에서연평균 10.7% 성장하여 2018 년에는 56 억달러로증가할전망 ( 가트너, 2014 년 8 월 ) - 2014 년기준, 비광학식반도체센서매출 67.8 억달러중가장큰비중을차지한단일시장또한자동차 (32.8 억달러 ) 시장 ( 출처 : 가트너, 2015 년 1 월 ) 스마트카 로대표되는자동차업계의 ICT 기술도입본격화로차량내부의기계적인기능들을전자적인기능으로전환, 교체하려는수요증가 운전자의안전확보가주목적이었던자동차용센서는점차차량내경험에대한사용자의기대를충족시키는방향으로목적과용도가세분화 시야확보및사고녹화, 램프조도조절등을위한이미지센서 (CCD: 전하결합소자, CMOS: 상보성금속산화물반도체 ) 와고유기능별비광학식센서채용모두증가세 - 2013 년기준, 이미지센서점유율상위업체는 Aptina, Sony 이며, 비광학식센서 1, 2 위업체는 Robert Bosch 와 Infineon technology 로관성, 자기, 압력, 센서를중심으로성장 정보통신기술진흥센터 33
주간기술동향 2015. 8. 5. 스마트카출시및관련서비스확대에따라새로운차량내경험에대한소비자의기대가점차상승, 이와관련된센서기술고도화요구 - 완전자율주행, 차량앞유리디스플레이 (HUD: Head Up Display) 등새로운경험을제공하기위해고정밀센서 ( 서라운드, 3 차원센서등 ) 개발및센서와증강현실접목기술등이필요 차량안전규정강화로차량용센서스마트화촉진, 센서융합수요증대 자동차 전자제어장치 (Electronic control unit: ECU) 증가및네트워크화로안전에대한중요성이강조되면서완성차업계의 자동차기능안전성국제표준 (ISO 26262) 준수요구확대 차량안전시스템의신뢰성확보를위해 ECU 의존없이센서스스로독립적인의사결정을내리고, 진단한정보를직접외부장치에전달할수있게진화할것으로예상 또한, 차량용센서의감지정확도를향상시키기위해센서별수집정보및위치기술범위통합솔루션에대한수요증가 - 각센서별진단정보 ( 색상, 거리, 위치, 압력등 ) 의통합역할을수행하는 센서허브 및 센서플랫폼 과애플리케이션을통해감지정보수정및진단의정교화가능 모바일헬스케어에대한소비자수요가의료산업내센서도입을촉진중, 향후시장성장잠재력에주목 헬스케어서비스를포함한의료시장의센서매출액규모는 2014 년 2,300 만달러에서 2020 년에는 9 억 3,500 만달러에이를전망 ( 출처 : 가트너, 2014 년 10 월 ) - 스마트폰또는웨어러블기기에내장된소형센서를통하여신체활동을기록하고심박, 심전도및혈압을측정하는등보다개인화된건강관리에대한수요확산예상 - 현재시계나피트니스손목밴드형으로생체정보를모니터링하고있는기기에포함된관성센서는 2020 년까지약 1 억 9,800 만달러의시장규모를형성할것으로예상 NYCE Sensors(2015.6.30.) 는 2015 년모바일헬스케어용센서가약 2,900 억달러의글로벌헬스케어비용 ( 전자의료기록생성및유지비용포함 ) 을절감할것으로전망 - 다수의센서로모니터링된생체활동데이터는클라우드서비스를통해국가보유개인건강기록및전자의료기록등과실시간으로결합되고, 의사또는의료전문 34 www.iitp.kr
최신 ICT 이슈 가에의해분석됨으로써보다신속한진단및종합적의료처방에기여 모바일헬스케어용주요센서는심박ㆍ심전도측정, 체내수분측정, 동작인식센서등 - 헬스 & 피트니스모니터링시장에서향후 2 년내대중화될센서기술은소비자용무선혈압측정및심박, 심전도측정이가능한센서기술이며, LG 전자와아이리버가 Valencell 사의심박계센서를적용한피트니스용이어폰을출시한바있음 - 5 년내피부부착형센서또는땀에강한문신형센서도상용화될것으로전망되며, 미스타트업 MC10 등이패치형피부수분측정센서를개발중 헬스케어서비스를위한센서기술발전및플랫폼구축방향 ( 센서및기기 ) 글로벌기업의의료용센서 R&D 및생산착수로시장경쟁강도가매우높으며, 안전승인, 오랜수명, 신뢰성, 정밀도, 가격등이주요경쟁요소 - 헬스케어용센서는인체에해가될수있는반도체물질을사용하지않는센서가대부분이므로아날로그 IC 의민감도향상이요구되며, 근접모니터링및동작인식지원을위해낮은주파수및적외선을활용한센서가확산될것으로예상 - 삼성전자가지난해공개한 심밴드 (SimBand) 의경우새로개발되는센서가쉽게추가될수있도록모듈화한것이특징 ( 플랫폼 ) 애플 (Healthkit) 과삼성전자 (SAMI), 구글 (FIT) 이센서를통하여수집된데이터를분석하고디스플레이할수있는헬스케어모니터링플랫폼을구축함에따라경쟁구도형성예상 - 삼성전자의심밴드를통해측정된데이터는모두 WiFi 및블루투스를통해플랫폼인 S.A.M.I 에전달되며, S.A.M.I 는수집된데이터의분석및처리를위한오픈 API 를제공 - 삼성전자는차세대헬스케어서비스의발전방향이애플 (Healthkit) 의비연속적 (Discrete) 또는누적 (Cumulative) 데이터처리방식과달리비침습적 (Non-invasive) 이고, 연속적으로데이터를수집할수있는센서에달려있다고주장하며, 연속적인데이터의수집및처리방식에서의우위를강조 정보통신기술진흥센터 35
주간기술동향 2015. 8. 5. 3. 센서의 IQ(IoT Quotient) 를높이는방법 스마트한 IoT 센서및비즈니스모델개발필요 센서제조업계측면에서는치열한가격경쟁에돌입함과동시에 틈새시장탐색및해당시장경쟁력을선점하고, 고객의수요에맞는지능화된센서를개발ㆍ공급, 수익성을확보하는것이관건 센서응용 IoT 제품및서비스개발업체에서는아이디어를현실화하고, 부가가치를극대화하기위해제품및서비스개발단계에서부터센서제조업체와의협업이필요 (solution #1) 틈새시장공략및선점 소니는 TV 사업분사, PC 사업매각이후가전에서도발을떼면서스마트폰과태블릿 PC 카메라에들어가는적층형 CMOS 이미지센서시장을장악 - 애플 ( 아이폰 6 시리즈 ), 삼성전자 ( 갤럭시 S6 및노트 4), 샤오미 ( 중상급스마트디바이스 ) 등에이미지센서를제공 - 2015 년자동차용이미지센서로사업을확대하며약 1 조원규모 (1,050 억엔 ) 를투자할계획 삼성전자는 2015 년신사업분야로스마트헬스와 IoT 를적극육성할계획, 최근센싱역량강화를통한의료시장진출을모색중 - 2015 년초삼성벤처투자를통해이스라엘의료용센서스타트업인 얼리센스 에 1,000 만달러 ( 약 100 억원 ) 가량을투자, MCU 제조사 아트멜, 비메모리제조사 프리스케일 에도관심 (solution #2) 스마트센서개발 센서자체에논리기능, 판단기능, 통신기능을갖춘지능화된신호처리 IC 가결합된 스마트센서 소자자체를개발 다품종소량생산이요구되는스마트센서수요특성에따라, 정부는다수의경쟁력있는스타트업과중소기업이스마트센서를개발할수있도록지원 - 산업통상자원부는 6 년간첨단센서분야에총 1,508 억원, 특히기술개발에 1,400 억원의예산을배정하고 2025 년까지센서 4 대강국진입, 세계센서시장점유 5% 36 www.iitp.kr
최신 ICT 이슈 의목표를설정 - 미래창조과학부는올해중소기업등을선발하여스마트센서사용제품제작 ( 센서설계보완, 센서-MCU- 통신모듈간인터페이스개발, 패키징개선등 ) 및품질개선, 평가ㆍ인증을지원할계획 (2015.4.3. 발표 ) 세계센서시장점유율 2 위인일본은기업ㆍ대학등에서신규센서기술개발을활발히추진하며 IoT 시대에대비, 센서시장선도를위한노력을지속 (solution #3) 센서융합 & 센서허브활용 센서융합 (Fusion) 은여러개의센서에서전송하는데이터를지능적으로결합하여애플리케이션이나시스템의성능을개선하는 SW 로, 일반적으로 HW 인 센서허브 와결합하여솔루션을구축 - 복수의센서에서나오는데이터를취합하여개별센서의결함을수정하고오차범위를줄여보다정교한정보를결과값으로연산 - 센서허브를통해다른센서들과의연결이용이, 데이터처리에필요한전력공급이가능하나단일센서나 MCU 에비하여전력소모량이많은편 2012 년센서업체인 프리스케일 은 32 비트 MCU 를사용하여기압, 온도, 주변광감지센서를융합한윈도우 8 OS 용센서플랫폼을공개 - 프리스케일은센서융합플랫폼에대하여 MS 로부터최초로윈도우 8 인증을받은회사가되었으며, 향후윈도우 8 용 IoT 응용프로그램, 임베디드프로세싱을수행하는데유리한위치를선점 (solution #4) 창의적인 IoT 형센서응용제품및서비스개발 ( 핀테크 ) 삼성전자는 2014 년 3 월생체신호를인식해결제할수있는인증기능관련특허를국내와미국특허청 (USPTO) 에출원 - 생체신호를이용하여사용자인증을수행하는착용형기기및그기기의인증방법 에관한특허로, 실제 기어 S 등스마트손목시계에심박수나산소포화도등을측정하는센서장착 ( 공간정보 ) 3D 기반실감 BIM(Building Information Modeling) 기술선도업체인 버츄얼빌더스 는국내최초비콘기술 ( 비콘센서 + 애플리케이션 ) 을적용하여보다정확도 정보통신기술진흥센터 37
주간기술동향 2015. 8. 5. 높은공간정보서비스를제공 (2015.6.3.) 미래창조과학부는창의적센서응용아이디어를보유한전통산업의중소기업을선발 하여제품개발ㆍ제작, 서비스개발, 현장테스트, 시장검증및고도화등을지원 4. 맺음말 센서산업은 IoT 및 ICT 융복합의기반이되는만큼 R&D 투자강화에대한시급성과필요성이큰분야 센서는우리나라가선점하지못한시스템반도체의한분야이며, 대표적인다품종소량생산제품으로서대기업과중소기업모두뛰어들기어려운분야 자동차및의료용스마트센서산업시장활성화가능성이있음에도불구하고, 국내센서산업기반이약해시장경쟁력확보및시장성장의수혜획득에난항우려 - 대량생산을통해가격경쟁이이루어지기때문에기업간제조설비와시제품제작설비등을공유하는것이중요하고표준화및공통화가필요한한편, 수익성확보를위해서는다품종생산, 맞춤형생산등의전략이필요 스마트센서는반도체, MEMS 기술이적용되는만큼나노설계, 초기투자, 공정개발, 신뢰성확보등에막대한시간과자본이요구됨 ( 출처 : NIPA, 2012. 8. 16.) - 국내 MEMS 센서기업에대한 NIPA 와 KETI(2014.12) 의조사결과, 미래유망분야는자동차시장으로꼽혔으며, 가장필요한생산요소는생산설비라고응답 ( 틈새 #1) 우리나라는의료기기와웰니스제품을구분하여관리할예정, 헬스케어관련센서개발, 제조업체들의시장진입부담완화효과기대 헬스케어용센서시장은선진국에서도아직의료법관련제한으로본격적인개화에이르지못한상황이나우리나라는 7 월부터웰니스제품을구분, 의료기기관리및규제대상에서제외할계획 ( 식품의약품안전처, 2015. 6. 23. 발표 ) 헬스케어관련센서개발, 제조스타트업또는중소기업에부담요소가감소되는효과가나타날것으로기대 - 다만시행초기유권해석에의존해야할가능성이존재하고, 규제완화로인한제품안전성및위해성기준약화또는외산의료기기및웰니스제품의국내시장잠식 38 www.iitp.kr
최신 ICT 이슈 등이우려되므로관리기준안정교화필요 ( 틈새 #2) 용도자유대역주파수 8GHz 폭이 IoT 및융합산업용으로제공될계획, 센서관련비즈니스기회가확대될것으로기대 미래창조과학부는 260MHz 초저대역, 244~246GHz 초고대역주파수등 5 개대역 8GHz 폭을 K-ICT 용도자유대역 (Free band) 으로공급 (2015. 6. 25.) 특히, 262~264MHz 대역 2MHz 폭은저용량데이터를전송하는데특화한스마트홈, 원격검침, 소물인터넷기술에폭넓게활용될것으로전망 - 소물인터넷은저성능기반의소물들이주변환경을능동적으로감지하는등주체가사람이아니라사물이연결되므로소량ㆍ저속네트워크여도무방 (IITP, 2015. 6. 26.) - 기타대역에대해서도무인자동차와도로위센서간초고속통신이포함된연구개발이진행되고있어스마트센서관련신산업창출기회가증가할것으로기대 센서제조업체와 MCU, 애플리케이션프로세서업체, ASSP( 특정용도표준형반도체 ) 업체등이모두협업하는생태계구축필요 IoT 시대에요구되는똑똑한센서는 가격이저렴하고원격의센서들와연결이가능한센서, 다양해진최종수요재 ( 만물 ) 별요구사항에최적화된센서, 스스로대용량의정보처리연산을수행하고, 정보분석결과를원격의센서, 또는제품의 SW 및플랫폼에전송할수있는센서 단일센서제조업체보다 MCU 전문가및다양한센서포트폴리오를확보한업체가시장선점에유리하며, SW 및애플리케이션등센서플랫폼과센서퓨전등을디자인할수있는역량또는아키텍처인력확보가필요 중소센서업체간협업및상생비즈니스방안마련 ( 예 : 멀티센서패키지구성, 공동 SW 및애플리케이션개발 ) 등협업형태의생태계구축을촉진하는정책지원필요 정보통신기술진흥센터 39