[경제경영] 세계는 반도체 센스에 주목한다

반도체 인사이트 센서전쟁 - 11가지 키워드로 읽는 반도체 산업의 미래
주병권 외 지음, 한국반도체산업협회 엮음 / 교보문고(단행본) / 2023년 3월

인류의 역사는 여러 관점에서 바라볼 수 있다. 조금 엉뚱한 관점에서 바라보면 어떨까. 바로, 인류가 욕망을 확대하고 충족시키기 위해 세상을 측정하고 인식하는 능력을 발전시키는 과정으로 보는 것이다. 세상을 측정하는 도구를 통틀어 센서라고 하는데 측정의 관점에서 보면 인류의 역사는 센서 발전의 역사가 된다. - ‘머리말’ 중에서

센서는 나와 세상이 관계를 맺는 방식이다. 센서는 단순한 기술 그 이상이다. 거기엔 인간의 본원적 욕망이 녹아 있다. 센서는 세상을 측정해서 삶을 구성하는 요소들, 즉 사고와 제도 그리고 상품의 형태로 변화한다. 그것이 숨 쉬듯 자연스럽게 일어나는 사회가 바로 센서 사회다. 센서 사회는 이미 시작됐다.

개인의 활동이 다양해지고 사회가 복잡해질수록 센서의 활용은 증가한다. 세계 반도체 센서 시장 규모는 2023년 2,800억 달러에서 2050년엔 8조 달러로 급증할 것으로 예상되는 가운데, 센서를 제외한 반도체 시장은 2023년 3,000억 달러에서 2050년 2조 달러로 늘어날 것으로 전망된다.

이처럼 센서 시장의 성장세가 반도체 시장의 성장세에 비해 다섯 배 이상 크다는 사실이다. 이에 현재 많은 기업들이 센서 시장에 주목하고 있다. 그럼에도 불구하고 국내 산업계는 센서의 중요성을 제대로 인식하지 못해서 안타깝다고 한국반도체산업협회 이창한 부회장은 이를 지적하고 있다.

반도체 센서

센서는 감각을 인지하는 기술로, 주변의 온도, 빛, 전류 등의 물리적 신호를 전기적 신호로 변환하는 변환기를 가르킨다. 반도체 센서는 사람들의 오감五感처럼 오묘하다. 이런 오묘함은 어디에서 올까? 바로 핵심 기능을 담당하는 소재(재료)인 것이다.

재료는 소리를 듣고, 이미지를 보고, 맛을 느끼는 과정에서 첨단적인 ‘촉觸’의 역할을 담당하므로 현재 재료의 개발과 연구는 매우 치열하며, 거대한 반도체 시장에서는 마땅히 소재를 독점하는 기업이 많은 파이를 가져간다. 지금으로선 기초 재료 연구의 역사가 오래된 선진국 기업들이 혜택을 누리고 있지만, 최근 우리 기업과 대학, 연구소에서도 재료 연구에 박차를 가해 ‘소부장(소재·부품·장비)’ 개발이 힘을 받으면서 서서히 실적도 쌓이고 있는 실정이다.

4차 산업혁명의 미래

4차 산업혁명의 화두는 디지털화 또는 디지털 전환이다. 아날로그 정보를 디지털 정보로, 아날로그 장비를 디지털 장비로 바꾸는 것을 말한다. 이처럼 정모나 장비를 디지털로 바꾸려는 근본적인 이유는 빅데이터, 클라우드 컴퓨팅, AI 등의 디지털 수단과 효과적인 융합을 통해 스마트 공장을 구현하려는 목적 때문이다. 그런데, 약 10년 정도 지난 4차 산업혁명이 아직 초기 단계임에도 이젠 5차 산업혁명을 거론하는 사람들이 점점 늘고 있다.

5차 산업혁명으로의 추구는 단순히 산업 부문의 효율을 향상시키는 데 그치는 게 아니라 보다 더 나은 사회, 즉 사회적 웰빙에 필요한 통합 솔루션을 찾는 것이다. 산업적으로는 자동화를 통한 효율성 향상에 감성을 더함으로써 사람과 로봇이 공존하고, 환경적으로는 자연친화적인 공정으로 대체함으로써 사람과 자연이 함께 공존하는 지속 가능한 패러다임으로 전환하는 것이다. 즉 사람을 이해한 로봇과 로봇을 신뢰한 사람의 협력으로 인해 시너지가 생김으로써 사람은 창조적인 일에 더욱 집중 가능하므로 삶의 질은 높아질 것이다.

센서로 달라질 일상

센서가 없었다면 어두운 방에서 너무 밝은 스마트폰 화면을 보게 됨으로써 눈이 아파 수동으로 화면 밝기 조절을 위해 버튼을 눌러야 했을 것이다. 또 집을 따뜻하게 해 줄 히터나 보일러도 귀가해서 수동으로 조절해야 할 것이다. 하지만 센스가 발달하면 이 모든 것이 스마트 시스템으로 작동 가능해진다.

반도체 센서를 통해 만들어진 데이터는 기계나 장치를 가동시키는 데 활용되면서 대용량 데이터를 제공할 수도 있다. 센서가 활용되는 분야가 확대되면서 데이터도 덩달아 증가되는데, 생성된 데이터를 유용한 ‘정보’로 만들려면 초연결·초지능을 가능케하는 AI, 빅데이터, 디지털 트윈 등 4차 산업혁명을 대표하는 기술들이 필요하다. 역으로 이런 기술들 역시 센서가 공급해 주는 데이터가 없으면 무용지물이다. 한편, CES 2023에서의 보쉬 그룹 타냐 뤼케르트 이사의 발언을 감안할 때 센서 수요의 급성장을 충분히 느낄 수 있다.

“우리는 MEMS 센서를 1995년에 생산하기 시작했다. 지난 5년간 우리는 과거 전체 기간의 센서 생산량을 달성했다.”

유통의 신新미래, 베타 스토어

기존 리테일 매장들과는 달리 베타 스토어는 물건을 팔지 않는 대신 고객 데이터 수집에 집중한다. 베타 스토어에서는 AI 카메라를 활용해 고객 행동 패턴의 분석, 제품에 대한 고객 반응 데이터의 수집 등을 통해 소비자 데이터를 매장의 입점 기업에 전달한다. 입점 기업은 전달받은 데이터로 자신의 제품을 좋아하는 소비자가 누구고, 이들이 제품에 대해 어떤 경험을 하는지 분석해 이를 기반으로 제품 개선과 마케팅으로 연결시킨다.

궁극의 모빌리티

미래 모빌리티는 다양한 이동 수단이 서로 긴밀하게 연결돼, 최적의 이동 경로를 통해 시간을 단축시키는 방향으로 진화하고 있다. 이를 뒷받침하려면 무엇보다 안전이 최우선이며, 이동 환경에 대한 감지가 정확하고 신속해야 한다.

지상에는 전기 자율주행차가 위성항법 신호를 받아 차량에 장착된 다양한 센서로부터 외부 상황을 감지하면서 목적지를 향해 운행하고, 하늘에는 자율비행 수직이착륙 전기비행기가 저궤도통신 위성을 통해 인터넷에 연결돼 통신을 하며, 고속도로에는 연료 전지 트럭이 군집 자율주행으로 화물을 수송하는 모습을 곧 만날 수 있게 될 것이다. 꿈이 현실로 바뀌는 순간이 점점 빨라질 듯하다.

미래 바이오 테크

구글의 최고경영자였던 에이드리언 어운이 최근 미국에 설립한 의료기관 고포워드는 AI를 이용한 원격 의료기관인 테크노클리닉이다. 이같은 의료 서비스는 미국뿐 아니라 전 세계적으로 큰 반향을 불러일으켰는데, 미래의 병원이 치료보다 예방 중심으로, 직접 진료보다 원격 진료 방식으로 전환될 것임을 상징적으로 보여 주었기 때문이다. 이런 서비스를 위해 사람들의 생체 정보는 부지불식간에 어딘가로 전달되고, 분석, 진단, 처방될 것이다.

기술이 바꾸는 미래 교육

최근 교육 플랫폼의 실습 과목에서는 가상·증강·혼합 현실 기술을 접목하려는 노력을 많이 하고 있다. 이 기술의 가장 중요한 목표는 현실 세계 수업과 가상 세계 수업의 차이를 줄이는 것이다. 실습형 강의 혹은 체험형 강의의 경우 몸으로 배워야 하기 때문에 가상 세계 수업 시 그 효과를 오프라인 수준까지 올리는 게 쉽지는 않다.

이를 위해서는 콘텐츠 개발 및 관련 기술 개발이 필요한데 그 비용이 다소 높은 편이라 상용화에 어려움을 겪고 있다. 그런데 최근 이 시장의 중요성과 시장 규모가 커짐에 따라 대학 연구소, 기업 연구소, 스타트업 기업 등에서 현실성 높은 체험형 VR·AR·MR 환경 구축을 위한 기술 연구들을 시행하고 있다.

센스 네트워크 사회의 촉진 요소들

지능화의 진전

생산의 효율화와 상품의 감각화

아날로그 네트워크의 형성

한계 극복을 위한 도전

담대한 상상의 실현

이밖에도 최첨단 센스는 국방을 위한 무기에 장착될 것이며, 미래 예측에까지 활용된다. 미국 하와이미래학연구소의 미래학자 짐 데이터는 “미래는 존재하지 않으니 존재하지 않는 것을 공부할 수 없다. 그 대신 미래학은 사람들이 상상하고 있는 미래에 대한 이미지를 공부하는 것이다.”라고 말했다. 어쩌면 미래는 예측이 아니라 만드는 것인지도 모르겠다.

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