2000억 달러 글로벌 센서 시장을 잡아라
2025년 100억 달러 매출…글로벌 4대 강자 등극
“센서 산업 매출 100억 달러 달성과 2만5천 개 일자리를 창출한다.” 이는 정부가 오는 2019년까지 3338억 원 규모를 투입해 세계 수준의 센서 중견기업 20개를 육성한다는 센서 산업 육성전략의 궁극적인 목표 수치이다. 관련 10대 핵심 센서 기술도 확보하고 상용화 제품 개발과 원스톱 서비스 지원 등이 핵심을 이루고 있다. 국내외 센서 산업의 현황과 전략의 내용을 살핀다.
“2000억 달러 시장을 잡아라.” 오는 2025년이면 글로벌 센서 시장이 2000억 달러에 달한다. 관련 기업과 정부가 이 시장 선점을 위해 전방위적 공격에 나선다. 우선 눈에 띠는 것이 정부의 전략.
정부가 구랍 발표한 ‘센서 산업 발전전략’은 세계 4대 센서 산업 강국 도약을 비전으로 해 10대 핵심 센서 기술 확보·유망 센서 상용화 제품 및 신뢰성 평가 기반 구축을 통한 원스톱 서비스 지원 등 내용이 주요 골자를 이루고 있다.
인간과 기기 간의 상호작용의 심화로 모든 기기가 지능화·첨단화되면서 센서가 대부분 산업의 혁신 제품 개발과 신시장 창출을 위한 핵심 부품이자 원동력이 되고 있는 추세를 정확히 짚은 전략이라는 평가이다.
2000억 달러 시장을 잡아라
전문가들은 물론 정부에서도 그간 세계 센서 시장이 센서 사용 급증과 첨단화 추세에 있으나, 국내는 기술력 부족과 신뢰성을 위한 인프라 부족 등으로 국제 경쟁력이 매우 취약한 수준이라고 진단하고 있었다.
오는 2025년 2,000억 달러에 이를 것으로 전망되는 글로벌 센서 시장의 4대 강자로 부상하기 위해서는 센서 핵심 원천 기술 확보 등 센서 산업의 고도화가 매우 중요하다는 인식이 전략의 바탕에 있다는 게 지식경제부 관계자의 설명이다.
전략의 주요 내용은 다음과 같다.
먼저, 첨단 센서 핵심 기술 확보 및 유망 센서 상용화 등 전략적인 기술개발을 위해, 자동차·바이오 등 수요시장의 요구와 센서 산업의 성장 기여율이 높은 10개 핵심 센서 분야를 선정·지원한다.
여기엔 자기센서, 입력센서, 관성센서, 영상센서, 레이더센서, 화학 및 광학센서 등 7개 핵심 소자와 2개 기반 기술 지원이 포함된다. 또한, 10대 기반 기술 개발과 연계해 자동차, 모바일, 로봇, 보안, 바이오·의료, 환경, USN 등 7대 산업 분야에 필요한 미래 유망 센서를 60개 선정·지원한다.
둘째, 센서 산업의 성장 기반 조성을 위해, 전국적 센서 네트워크 구축을 통해 설계에서 양산까지 원스톱 서비스 지원체계를 구축하고 관련 기업을 적극 지원한다. 이를 위해 스마트센서 발전포럼을 통해 센서 기업과 수요 기업 등 산·학·연 네트워크 강화를 통한 혁신 역량을 강화한다는 것이다.
셋째, 센서 관련 고급 인력 양성을 위해, R&D 참여형 교육 등 신규 교육 프로그램 개발과 기존 사업에 센서 분야를 신규로 추진하는 등 매년 100명의 최고급 인력을 배출한다는 전략이다.
이 전략을 구체적으로 추진하기 위해 오는 2014년부터 향후 6년간 약 3,300억 원의 자금을 R&D와 산업 육성에 투입할 계획이다. 이 계획이 제대로 추진될 경우, 오는 2025년 센서 산업 매출이 세계 시장의 5% 수준인 104억 달러 수준에 올라가고, 2만5천 개 이상 일자리 창출도 가능한 것으로 기대하고 있다.
왜 첨단 센서인가?
전문가들은 이 시장에 대한 육성의 필요성을 두 가지로 요약한다. 첫 번째가 센서의 첨단화, 둘째는 국내 관련 시장의 취약성이다.
이들 전문가는 인간과 기기간의 상호작용 심화에 따라 모든 기기가 지능화·첨단화되고, 센서 사용도 급증하고 있다고 진단한다. 자동차의 경우, 지난 2005년 100여 개에 불과하던 센서 사용이 최근 200여 개로 확대되고 있으며, 대형 건물은 약 2만 개의 센서를 사용하는 등 그 규모가 급성장하고 있다는 설명이다.
인간과 기기, 기기 간의 상호작용 증가로 그 매개체 역할을 하는 센서의 기능도 지능화·첨단화·소형화를 요구하고 있으며, 이에 따라 반도체·MEMS 등의 공정기술, 아날로그 회로기술 등 다양한 기술을 접목해 센서의 첨단화가 급속 진행되고 있다.
이들에 따르면, 세계 센서 시장은 센서 사용의 급증과 첨단화 추세에 따라 급성장하고 있지만, 국내 산업의 경쟁력은 취약하다고 지적한다. 국내 기업은 첨단 센서에 대한 기술력 부족과 일반 센서의 가격 경쟁력 취약으로 샌드위치 상태에 머물고 있다고 우려한다.
지난 2011년 세계 시장 규모는 722억 달러로 매년 9%에 달하는 성장을 거듭하고 있지만, 국내 기업의 시장 점유율은 11억5천만 달러에 불과하다. 이는 글로벌 시장의 1.6%에 그치는 실적이다.
미국이나 일본 등 일부 국가는 대부분 센서의 기반 기술을 확보하고 있으나, 국내 기술 수준은 선진국 대비 약 63%에 불과하며, 특히, 수요가 급증하는 첨단 센서는 낮은 기술력으로 국내 수요의 80% 이상을 수입에 의존하고 있는 사정도 이 분야를 육성해야 할 당위성에 힘을 더하고 있다.
관련 업계와 정부는 이처럼 센서가 대부분 기기의 핵심 부품으로 자리매김해 센서 산업의 경쟁력 확보가 국가 산업 경쟁력 강화의 필수 요소가 되고 있는 가운데, 국내 센서 산업 현황, 높은 기술 진입 장벽, 센서 기술 보호주의 강화 등을 감안, 시장기능만으로는 한계가 있어 국가의 적극 지원 필요하다는 공감대를 형성하고 있다.
특히, 장기간의 센서 개발기간, 선진국의 집중적인 지원 등으로 기술격차의 심화가 우려되어 전방위적 역량 결집이 시급하다는 지적이다. 이미 시장을 선점하고 있는 국가에서 센서에 대한 지원을 강화하고 있어 기술격차가 더 심화될 것으로 전망되고 있다.
세계 시장은 이미 ‘저만치’
세계 센서 시장은 지난 2011년 약 722억 달러 규모로, 메모리 반도체 시장 규모인 685억 달러 수준이며, 연평균 9% 이상 급속한 성장이 전망되고 있다(표 1 참조).
센서 시장은 소비자의 안전성·편의성 등의 요구 증대로 첨단 센서 비중이 높아가고 있으며, 향후 더욱더 가속화될 것으로 예상되고 있다. 첨단 센서 비중은 지난 2010년 19%에서 오는 2020년엔 49% 수준으로 급확대될 것으로 전망되고 있다.
특히나 최근의 자동차 전장화 비율 확대, 스마트폰의 급속한 보급, 로봇 산업의 발전 등으로 첨단 센서의 수요가 급증하고 있다(그림 1 참조). 또한, 미국 등 일부 국가의 기업이 세계 시장의 약 70%를 점유하고 있으며, 향후, 첨단 센서 중심의 시장 형성으로 더욱더 집중될 것으로 예상되고 있다. 실제 하니웰이 365억 달러, STMicro가 98억 달러, OSCH가 74억 달러 시장을 점유하고 있는 상황이다.
센서 기술은 미국·독일 등 일부 선진국을 중심으로 디지털 센서 단계를 지나 스마트 센서에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 지난 90년대 중반, 집적 센서의 양산 이후 반도체·MEMS 등의 제조기술이 접목되면서 본격적으로 첨단 센서 개발이 활발하게 진행되고 있으며, 미국·독일·일본 등이 최고 수준을 보유하고 있다. 세계 각국은 또한 첨단 센서의 경쟁력이 타산업 분야 경쟁력의 핵심 요소로 인식하며 집중 지원하고 있다.
이들 국가는 첨단 센서 개발에 필요한 공공 R&D 인프라와 상용화 파운드리를 구축·운영하고 있다. 상용 파운드리 업체 수를 보면 미국 5개 기업, EU 6개, 일본 2개 회사이다.
국내 시장은 아직도 ‘거기’
국내 시장은 이에 반해 총체적 난국을 보이고 있다. 시장 규모의 경우, 지난 2011년 약 48억 달러 수준에 머물고 있으며, 향후 세계 시장보다 높은 성장률이 예상되지만, 국내 기업의 국내 시장 점유율은 23%에 불과한 실정이다.
국내 수요 기업은 국내 제품의 신뢰성, 첨단 센서의 성능 문제 등으로 센서 수요를 해외 기업으로부터 주로 조달받고 있다. 센서 수요 기업은 성능·신뢰성 등을 이유로 해외 제품을 사용하고 있으며, 센서 기업은 영세성과 기술력 부족 등으로 혁신을 회피하는 악순환이 계속되고 있다는 게 전문가들의 지적이다.
지난해 6월 관련 기업 57개를 대상으로 실시한 조사에 따르면 300억 원이상 센서 매출 기업은 전체의 14%인 8개, 평균 R&D 투자는 평균 매출액인 175억 원의 1.5%인 2억7천만 원에 불과한 실정이다.
또한, 신제품 개발 시에도 신뢰성 평가 기반 부재, 마케팅 역량 부족으로 시장 진입이 곤란하다. 센서 제품·기술의 신뢰성 평가를 위한 시험·테스트 지원이 가능한 국내 기관이 없어 해외 기관에 의존하고 있는 상황.
물론 최근 들어 국내 스마트폰, 자동차 산업 성장에 따라 일부 센서 생산 업체의 매출이 동반 성장하는 효과가 발생되고 있다. 하지만, 생산 제품의 핵심 소자, IC 등은 수입에 의존하고 있어 신제품 개발과 고부가가치 창출은 여전히 곤란한 형국이다. 또한 수요가 증가하는 첨단 센서의 경우 거의 100%를 수입에 의존하고 있는 실정이다.
센서 개발을 위해서는 생산 기업과 수요 기업, 산·학·연 간 협업 등 네트워킹이 매우 중요하지만, 국내 센서 산업은 협업 생태계가 부재한 상황.
수요 기업과 협력 업체 간 납품 구조가 아닌 새로운 UI/UX와 연계한 센서 개발을 위해 세트 기업과 부품 기업 간 공동 개발 체계가 필요하다는 지적이 그래서 나오고 있다.
기반 없고 확보 기술도 미흡
국내 센서기술은 전반적으로 낮은 수준이며, 현재 수요가 급증하고 있는 첨단 센서에 대한 기술 수준은 더욱더 미흡한 상황이다.
국내 센서 업계의 기술 수준은 선진국 대비 65% 정도이며, 첨단 센서에 대한 기반 기술 부족 등으로 혁신 제품 개발에 한계를 노정하고 있다. 특히, 첨단 센서의 가장 중요한 분야인 소자나 아날로그 방식 신호처리부에 대한 기술은 거의 전무한 실정이다.
전문 인력 상황도 좋은 편이 아니다. 지난 2011년 기준 센서 기업의 종사자는 약 6,000명으로 추정되며, 주로 검사장비·생산직에 종사하고 있다.
기업의 신규 인력 수요는 매년 약 450명 정도 필요하다는 게 조사 결과이지만, 대학 등에서 배출되는 대부분의 인력은 반도체 등 다른 분야로 진출하고 있으며, 이에 따라 자체 기술개발을 위한 애로 사항 중 고급 전문인력 부족이 가장 큰 문제로 파악되고 있다.
다른 분야로 진출하는 인력의 대부분은 센서 산업에 대한 비전 부재로 센서 분야 종사를 기피하고 있으며, 교육기관의 관심도 미흡한 것에서 비롯된다고 입을 모으고 있다.
정부의 R&D 지원 현황도 좋은 상황은 아니다. 최근 5년간 센서 관련 R&D 지원 규모는 총 940개 과제, 3,810억 원 규모인 것으로 파악된다.
이중 70%를 차지하는 교육과학부 과제 711개는 대부분 선행연구 중심으로 평균 사업비 1억4천만 원이며, 지식경제부·중소기업청의 사업화 과제도 대부분 타 과제의 센서 애로 해결을 위한 부속 과제 형태를 띠고 있어 실효성이 떨어진다는 지적이다.
소재·소자 등 원천 기술보다는 주로 모듈화 등 단기 애로 기술 개발 지원이 첨단 센서 등 원천 기술 확보의 애로 사항으로 꼽히고 있다.
센서 개발에 활용할 수 있는 인프라는 설계부터 양산장비까지 상당한 수준으로 구축되어 있지만, 대부분 장비가 전국에 산재되어 있어 체계적 지원·활용이 곤란한 것도 산업 발전의 걸림돌로 작용하고 있다는 게 전문가들의 지적이다.
여기에 인프라 운용이 자체 연구 등에 집중되어 있고, 업계의 센서 개발이나 시험 평가를 위한 시설 제공에 소극적이라는 점도 지적되고 있다.
7대 전략은?
정부는 이와 관련 첨단 센서의 핵심 기술을 전략적으로 개발하기 위해 7개 전략으로 접근한다는 방침이다.
■10대 핵심 센서기술 확보 = 미래 IT와 전자산업의 트렌드 변화와 우리의 강점을 최대한 발휘할 수 있는 유망 10대 핵심 센서 기반 기술 개발에 주력한다. 이를 위해 자동차·바이오·로봇·스마트폰 등 수요 시장에서 요구하는 공통 기반 기술 중 센서 산업의 성장에 기여 가능성이 높은 분야를 선정할 예정이다.
국내 센서 산업 발전의 핵심 애로영역인 자기센서, 압력센서, 관성센서, 영상센서, 레이더센서, 화학센서, 광학센서 등 소자 개발, 아날로그식 신호처리 분야의 기술 확보에 집중한다. 또한 세부 기술분야 선정과 R&D 예산 지원은 예비 타당성 조사를 거쳐 2014년부터 집중 지원된다.
■시장 진출 유망 센서 개발 = 10대 핵심 센서기반기술의 개발과 연계해 자동차, 모바일, 로봇, 보안, 바이오·의료, 환경, USN 등 7대 산업분야에 필요한 미래 유망 60개 센서의 제품화 기술을 개발한다.
톱다운(Top Down)과 버텀업(Bottom Up) 과제를 적절히 배분해 시장 선도형과 시장 수요형 센서 제품의 사업화 지원을 통해 센서 산업을 질적으로 고도화한다. 특히, 경쟁력이 가장 취약한 회로분야의 설계·공정 등에 대한 정부의 적극적인 지원을 통해 제품의 경쟁력을 제고한다.
오는 2025년 센서 중견기업 10개 육성을 목표로 R&D 사업화, 수요 창출 등을 유기적으로 연계한다. 이와 관련 제품 개발단계부터 수요 기업을 참여시켜 제품의 신뢰성·활용도를 극대화한다.
■중장기 R&D 지원체계 구축 = 센서의 다양성, 다학제 전문성 요구, 개발 기간의 장기화 등을 고려해 중장기 R&D 지원이 가능한 사업 관리체계를 구축한다.
과제 성격에 따라 과제기간, 추진 절차·방법과 평가 방법을 다양화할 예정이다. 또한, 기획단계에서 최대한 기존 기술의 활용, 수요기업의 참여를 통해 예산의 효율적 집행과 성과 산출을 극대화한다. 신규 기술개발을 위해 센서와 타분야의 기존 연구결과에 대한 DB를 구축해 활용한다.
■신제품 설계·시험생산 = 센서 개발을 위한 설계에서 양산까지 원스톱 서비스 체계 구축을 위해 전국적 센서 네트워크를 구축한다. 센서 설계, 공정, 시험 생산 등을 지원할 수 있는 나노팹, G-MEMS, 반도체·MEMS 등 센서 관련 장비 보유기관 등 전국의 9개 기관을 스마트센서사업단 지정, 이를 유기적으로 연계한다. 기관별 장비·기능 등을 종합평가해 기관별로 설계 등 기술 지원, 시험·테스트 등을 특성화하여 지원한다.
중소기업 제품의 글로벌 시장 진출을 위해 시급하게 보완이 필요한 센서 제품에 대한 신뢰성 평가 기반을 확충한다. 전자부품 신뢰성 평가 기반이 구축된 전자부품연구원(KETI)을 중심으로 신뢰성 평가에 필요한 장비·인력을 보강해 신제품의 시장 진출을 지원한다.
스마트센서사업단은 센서 전문가 중 연구 수행, 경영관리 능력을 가진 전문가를 공모로 선임한다.
네트워크 강화하고 인재 육성
■대·중소기업 간 네트워킹 강화 = 세트 업체 등 수요 기업, 종합부품업체와 센서 전문기업이 함께 참여하는 가칭 스마트센서 발전 포럼을 설립·운영한다. 이를 통해 국내외 기술정보 공유, 휴대전화, 가전, 자동차, 보안 등 수요 산업을 포괄해 센서 산업의 혁신 역량을 극대화한다.
수요 기업과 센서 기업 간 공동 R&D를 발굴하고 국가 R&D를 통해 공동 연구를 지원한다. 수요 기업이 개발 완료 후 즉시 사용할 수 있도록 기술 개발단계에서 신뢰성 확보 방안을 마련해 추진한다.
■해외진출 기반 강화 = 대기업·종합부품기업 등의 브랜드, 마케팅 역량을 활용해 센서 전문기업의 글로벌 진출을 확대한다.
또한 스마트센서사업단을 중심으로 해외 동향, 마케팅 전략 등을 수립·지원하고, 국내 기업의 해외 생산 제품에 활용하는 경우 재정적 지원 방안을 적극 마련한다. 수출 경쟁력 강화를 위해서는 국제 전시회 참가, 바이어 초청 등을 지원한다.
■융합형 산업인력 육성 = 체화 기술 성격이 강한 센서기술의 특성을 감안, 장비 활용 등 현장 중심의 센서 고급인력 양성을 통해 인력난을 완화한다.
프로젝트 참여형 교육의 경우, 대학 졸업자 등을 R&D 과제의 위촉 연구원 등의 형식을 통해 전문적인 교육 후 기업 채용을 유도한다.
정부 R&D 과제 수행 시 별도 선발한 교육생을 과제에 참여시켜 전문 교육을 실시한다. 기반 과제 당 매년 5명의 위촉 연구원을 교육시켜 50명의 고급 인력을 양성한다.
고용 계약형 교육의 경우, 대학과 기업이 공동으로 학생을 선발해 지원기관의 특화 장비 활용 등을 통해 기업의 필요 인력을 양성하고 기업에 공급한다. 정부가 80% 범위 내에서 교육비를 지원하고 기업과 대학은 20% 부담하는 구조이다. 오는 2014년부터 수행 대학 2개를 선정·추진하고, 순차적으로 증가시켜 평균 100명 이상의 센서 고급 인력을 양성한다.
ITRC 연계교육은 센서 분야를 IT 연구센터 지원사업에 신규로 지정해 기업에 필요한 고급 인력을 양성하는 제도이다. 프로젝트 수행 능력을 갖춘 고급 인력을 양성하기 위한 사업으로 4년간 40억 원을 지원하며, 올해 25개 대학에서 운영한다.
