스마트 센서 개요 및 최신 기술 동향
매년 10% 성장 … 헬스케어·자동차에 주목
박효덕 전자부품연구원 본부장
센서는 외부환경(빛, 압력, 가스, 온도, 진동, 힘)을 인식하여 데이터 처리, 자동보정, 자가 진단, 의사결정 등의 신호처리로 변환해 준다. 1990년대의 센서가 반도체를 기반으로 하는 마이크로 센서인 반면, 최근 부상하고 있는 스마트 센서는 단순한 소자 개념을 넘어섰다.
즉, 디바이스나 모듈이 되던 당시의 제한적 개념을 넘어서 주위 환경에 영향을 받지 않고 센서 자체가 판단하는 지능 직접화 센서로 그 정의가 달라졌다. 다시 말하면 이전의 기능이 정확한 정보만을 제공해 주는 것으로 끝나는 단순화하고 정밀도가 낮은 단순 센서의 모습이었다면, 스마트 센서란 센싱 소자와 지능형 신호처리가 결합, 진화된 다양한 정보를 송·수신하는 기능을 포함한 첨단 센서라 말할 수 있다. 스마트 센서의 응용분야는 상상 이상이다. 사람이 어떠한 것을 원하는지를 이해하고 관련 기기에 적용하려는 시도가 많은 산업분야에서 이뤄지고 있다. 특히 센서에 융합기술을 접목하면서 새로운 성장동력의 가능성을 점치고 있다. 대표적인 사례가 의료기기 분야이다.
이처럼 센서는 기술 간의 연관 관계를 바탕으로 기술을 이해하고 보완하며 산업 전반에 이르는 기술로 매우 중요한 역할을 할 것으로 기대받고 있다.
센서의 발전 과정을 보면 단순 센서로 시작하여 최근 스마트 센서로 진화하고 있는 모습을 흥미진지하게 나타내고 있다. 향후에는 기술 및 제품의 고집적화 및 고기능화에 따라 하드웨어, 소프트웨어, UX 등 기술 간의 융합을 통해 빠르게 발전할 것으로 기대된다.
NIPA에서 조사한 결과에 따르면 국내의 센서 기술 수준은 선진국 대비 약 65% 수준이다. 단순 센서 또는 모듈화 중심으로 전체 시스템 개선에 치중해 다양한 기술을 접목한 첨단 센서에 대한 국내의 혁신적 역량이 부족하다는 지적이다. 한마디로 핵심 기반기술 확보가 미흡한 실정이다. 특히 소재 및 핵심 소자 부분 기술 수준은 선진국 대비 55% 정도로 매우 취약하다. 관련 센서 기술은 미국, 일본, 유럽이 가장 앞서 있다.
세계 시장 규모는 722억 달러에 이른다(2011년 현재). 국내 시장은 자동차(상용차 포함 43만대에 센서가 들어가는 것)와 스마트폰(이미지 센서를 포함한 가속도 센서, 위치이동, 지자기 센서 포함) 등 분야를 모두 합해 48억 달러에 이른다. 연평균 10.5%씩 성장을 거듭하고 있다.
전통 시장에서 스마트 센서로 진화하면서, 산업 간 융합에 중요한 역할을 제공하고 있다. 자동차와 의료기기 산업처럼 사람을 중심으로 하는 시장에서 더욱 중요한 역할을 수행하고 있다. 이처럼 안전하고 편리하고 안전한 스마트 센서의 중요성이 더욱 커져갈 것으로 전망하고 있다.
주력 산업의 고도화, 지능화 추세에 따라 스마트 센서가 경쟁력을 높이는 중요한 핵심 부품으로 부상하고 있는 만큼, 미래 기술 선점을 위해서는 반드시 융합산업의 핵심 기반기술 확보를 통해 신영역 및 신시장 진출과 블루오션 창출에 노력을 해야 한다. 안전하고 바람직한 미래 사회 구현을 위해서는 센서가 필수 요소임을 고려하여야 하며, 무한경쟁의 글로벌 시장에서 생존하기 위해서는 기술 간, 산업 간 융합을 통한 미래 기술 확보에 주력해야 한다.
미래 기술 확보를 위해서는 창조적인 아이디어, 다학제 간 연구, 핵심소자 및 부품에 대한 기술력 확보가 필요하다. 특히, 센서기술은 인간과 기계의 인터페이스를 주도하는 기술로서 인간 중심 사회의 진화 촉진에 따라 더욱더 필요하게 될 것이다.
유비쿼터스 산업 등 정보통신기술의 획기적인 발전으로 폭발적인 수요 증가가 예측되며 주요 핵심산업인 자동차, 모바일, 보안, 로봇, 바이오/의료 등 전통 및 신수종산업의 핵심부품으로 제품을 결정하는 분야와 원자력, 항공우주, 국방 등 극한 환경용 센서에 대한 수요도 증가할 것으로 예상된다.
