설계-생산-SW-수요업체 묶는 순환 구조 절실

모든 기기와 사물을 서로 인터넷으로 거미줄처럼 연결하는 사회에 접어들면서 스마트 센서 기술은 그 어느 때보다 주목받고 있다. 전문가들은 10년 내 전 세계에 1조개에 다다르는 트릴리언(trillion) 시대가 올 것으로 전망하고 있다. 그야말로 센서시장의 빅뱅이 시작되는 셈이다.

스마트폰에는 전후방 카메라에 이미지 센서 2개, 마이크로폰 센서 3개 외에 근접·터치·위치·가속도·압력·온습도 등 다양한 센서가 사용되고 있다. 향후 스마트홈·웨어러블·스마트카 등 다양한 사물인터넷(IoT) 기기들이 끊임없이 출시될 것이기 때문에 센서수요는 기하급수적으로 증가할 것이다.

2025년 이후에는 에너지·인프라·팩토리 등의 극한환경 분야에서도 수요가 증가하면서 센서 시대가 본격화될 전망이다. 고온·고압·다습한 극한환경에서는 센서로 취득한 데이터의 품질이 열악했기 때문에 센서보다는 숙련공의 오감에 의존했다. 하지만 숙련인력 고령화 가속, 제조업 생존전략에 따른 스마트화 전환 등의 영향으로 극한환경 분야에서도 센서 수요가 급증할 것이다.

센서 산업의 국내외 기술 경쟁력 확보를 위한 소재, 설계, 설비, 양산기술로 이어지는 선순환 생태계 조성이 필요한 시점이다.

■미래의 눈과 귀

센서는 다양한 전자기기로부터 압력, 온도, 빛, 생체신호 등의 정보를 취득하고 분석하는 등 전자기기의 감각기관 역할을 수행한다. 센서는 IoT의 핵심요소로 평가받고 있다. 기존 센서가 ‘검출기’가 어떤 특정한 물질을 ‘감지’하는 수준에 머물렀다면 현재의 센서는 데이터 처리, 의사결정, 통신 기능 등이 결합돼 필요한 정보를 얻고 스스로 의사결정 및 정보처리가 가능한 스마트 센서로 진화 중이다.

특히 자율주행차 상용화에 있어 센서 산업 육성은 필수적이다.

자율주행차의 상용화는 자동차용 센서 중 사람의 시각을 담당하는 카메라, 라이다, 레이더 센서의 성장을 유도하고 있다. 자율주행차용 카메라는 초고화질, 광각기술 확보를 목표로 성장하고 있으며, 라이다는 가격경쟁력 확보와 소형화를 위한 기술 개발이 적극 이뤄지고 있다. 레이더 센서의 경우 사물의 거리와 속도 등을 측정하며 라이다와 카메라 기술의 한계를 상호 보완하는 기술 성장이 이뤄지고 있다.

센서가 자동차 산업에서 중요하게 사용되는 것은 운전자의 안전성을 높일 수 있는 첨단보조주행장치(ADAS : Advanced Driving Assistance System)의 확산 때문이다. 주요 국가에서 ADAS의 의무화를 확대하고 있으며, 우리나라도 2017년부터 대형 승합, 화물차량에 대한 차선이탈경고시스템, 비상자동제어장치의 의무장착이 법제화 됐다.

■센서산업 경쟁력 격차

최근 센서기술은 미국, 독일, 일본 등을 중심으로 반도체, 초소형 정밀기계 기술(MEMS) 등의 제조기술이 접목된 스마트센서에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.

그러나 문제는 아직까지 국내 센서 기술은 초보 단계에 머물러 있다는 것이다. 국내 부품업체들이 스마트폰에 들어가는 이미지 센서는 대거 생산하지만 다른 분야는 제조 기술도 부족하고 대부분 외산 제품에 의존하고 있는 실정이다.

구체적으로 국내 센서 핵심기술 수준은 선진국 대비 매우 낮은 수준을 보이고 있다. 특히 스마트센서의 경우 낮은 기술력으로 인해 국내 수요의 대부분을 수입에 의존(약 80% 이상)하고 있는 것으로 나타났다.

국내 IT제조사, 자동차업체, 통신사업자들을 중심으로 빠르게 대응 중이지만 여전히 중소기업의 자발적인 움직임은 미흡해 보인다. 대기업을 비롯해 중견기업, 그리고 중소 제조기업에서 조차 성능과 신뢰성, 브랜드 등을 이유로 해외 제품을 선호하기 때문에 설계역량을 보유했다 하더라도 생산 인프라 부실로 인한 양산기회 부족, 제품 신뢰성 저하, 설계 경쟁력 하락의 악순환에 봉착해 있다.

국내 센서 내수시장의 경우 오는 2020년 99억달러 규모로 연평균 10.4% 성장 전망이다. 하지만 국내기업의 내수시장 점유율은 10.5% 수준으로 매우 낮은 수준이다.

뿐만 아니라 글로벌 센서시장에서 우리나라 점유율은 중국(2.9%)보다 낮은 1.7% 수준으로 미국(31.8%), 일본(18.3%), 독일(12.2%)에 비해 현저히 뒤처진 상태다. 센서 전문기업의 63%가 연간 매출액이 50억원에도 미치지 못하는 영세기업으로 구성돼 있다.

정부는 이런 상황을 타개하기 위해 ‘첨단 스마트 센서 육성사업’에 2015년부터 6년간 1508억 원을 투자하고 있으며, 2020년 기준 42억 달러 생산과 21억 달러 수출달성을 목표로 하고 있다. 또 2025년까지 센서 산업 고도화를 통해 센서 4대 강국에 진입하는 것을 목표로, 핵심 센서 10개 국산화, 세계 센서 시장점유율 5.0%, 세계 최고 수준의 중견 센서 기업 20개 육성을 비전으로 설정한 상태다.

■스마일 커브 경계해야

우선 생산은 외국에서 하고 우리는 설계 중심으로 가야 한다는 ‘스마일 커브(Smile Curve) 이론’에 대한 맹신은 경계할 필요가 있다. 자칫하면 센서 산업 생태계의 성장 방향타를 상실할 수 있기 때문이다.

포스코경영연구원 한 연구원은 “설계업체와 생산업체가 지리적으로 인접해 긴밀히 협업할 때, 생산원가가 낮고 시장성이 높은 센서 제작이 가능하다”며 “생산업체는 설계업체의 혁신을 가능하게 하는 테스트베드 역할과 동시에 설계업체로 하여금 시장성이 높은 최적설계를 하도록 유도하는 업계 리더 역할을 수행해야 한다”고 주장했다.

또한 그는 “센서산업 육성이 시급하며 산업재편이 일어나려는 지금이 진입 적기”라며 “생산업체를 주축으로 수요·설계·SW업체가 동반성장하는 산업 생태계 구축이 필요하다”고 지적했다.

최우선적으로 국내 생산 인프라 확충이 절실하다.

센서 상용 생산업체의 경우 미국 8개사, EU 8개사, 일본 3개사가 있는 반면 국내는 전무한 상황이다. 반도체 산업의 TSMC(대만)처럼 강력한 생산인프라를 주축으로 중소 설계 및 SW기업이 협업하는 모델을 강구해야 한다.

또한 센서산업을 측정하고자 하는 핵심기능을 중심으로 압축하고, 설계-생산-SW-수요업체들이 참여하는 중장기 마스터플랜을 설계해야 한다. 이를 위해 압력·관성·화학·적외선·자기·광학 ·영상·레이더·온도·이미지·음향·바이오·의료 등에서 육성하고자 하는 핵심기능을 선택하고 센서 생태계 육성할 필요가 있다.

이 연구원은 “향후 센서 경쟁력에서는 소프트파워 역량이 중요하기 때문에 생태계에 SW업체의 참여가 무엇보다 중요하다”며 “HW 경쟁에서 밀리더라도 가상센싱 등 SW 경쟁우위로 시장의 주도권을 확보할 수 있다”고 조언했다.

김연균 기자 다른기사 보기