소비자의 안전성과 편의성 기능을 최전선 디바이스단에서 지원하는 첨단센서는 외부의 환경을 인식해서 상위시스템이 처리하기 쉬운 전기적 신호로 변환시켜주는 장치를 총칭한다. 일반적으로 반도체, 나노/MEMS 등 제조기술의 접목을 통해 외부 환경감지를 획기적으로 개선된 센서와 데이터처리, 자동보정, 자가진단, 의사결정 등의 신호처리가 유기적으로 내장된 지능형 센서를 통칭한다. 

 

센서는 일상생활의 편리성 및 IT의 지능화에 따라 소형, 복합, 지능화 되는 추세이며 산업간 융합화 및 인간과 기기간의 매개체로서 스마트 사회 구현에 핵심 요소기술로 각광받고 있다. 

 

센서의 지능화는 나침반과 지도, GPS센서 지도, 가상/증강현실 등에서 두드러지고 복합화는 

단일센서 모듈, 복합센서 모듈, 원칩(One-chip) 복합센서 등으로 나타나고 있다. 센서의 소형화 예로는 새를 이용한 가스감지, 후막공정을 이용한 가스센서, MEMS 기반 가스센서 등이 있다. 

 

센서가 얼마나 많이 쓰이고 있는지 자동차와 로봇의 사례에서 보면 확연해 진다. 

자동차에 적용되는 센서의 수가, 1980년 42개, 2010년 160개, 2015년에는 200개로 늘어났다. 1980년대는 산소, 압력, 유량, 배기가스, 온도센서 등이었다가 2010년대는 가속도, 온습도, 자이로, 조향각, 빛감지, 우적감지, AQS, GPS, 충돌방지, 에어백, TPMS, 이미지 센서가 주를 이루었다. 2015년대는 지능형 충돌방지, 레이더, 자율주행센서 등이 각광받고 있다.  

 

로봇은 2000년에 20개, 2010년에 56개에 이어 2020년 150개가 적용(휴보2 기준)될 전망이다. 1980년대는 하중, 힘 센서가 주로 들어갔고 2010년대는 가속도, 각속도, 자이로, 초음파, TOF 센서 등이 적용되었다. 2030년대에는 시각, 레이저 레이더, 촉각, 3D 비전센서 등이 적용될 전망이다. 

 

국내 기업은 대부분 모듈화 수준 

 

대부분의 산업에 활용되는 센서 산업은 칩, 패키지, 모듈의 단계를 거친다. 칩 생산이 매우 중요하며 패키지, 모듈은 활용산업의 혁신제품 개발에 큰 영향을 준다. 센서는 대부분 세트  제품의 기능을 다양화 및 첨단화의 매개체로서, 대부분 산업의 핵심부품으로 쓰인다. 편리 · 안전 · 인간과 기기의 원활한 소통을 위해서는 센서가 반드시 필요하고 그 기능도 첨단화되고 있다. 

 

센서는 또한 소량 다품종 생산특성과 대기업 중심의 수요기업간 상생협력이 중요한 분야이다. 박효덕 전자부품연구원 스마트센서사업단 단장은 “센서는 글로벌 전문부품업체 육성에 적합한 업종”이라며 “기반 산업적, 융합기술, 첨단지식산업 등의 특성은 양질의 일자리 창출 등 창조경제 생태계 조성에 적합한 업종이기도 하다”고 말했다.  

 

산업현황을 보면 그 중요성이 바로 확인된다. 센서의 세계시장 규모는 722억 달러(2011년)에서 2012년 796억 달러로 성장했으며 2020년 1,417억 달러로 예상된다. 매년 9.4%가 성장하는 셈이다. 전망이 좋은 만큼 센서산업은 기술진입 장벽이 높다. 미국, EU, 일본이 세계시장의 70% 점유하고 있는 등 선진국과 일부 기업이 산업 경쟁력을 과점하고 있다. 

 

 

국내업체 생산액은 11.5억 달러로 국내시장 24%, 세계시장 1.6%를 점유하고 있다. 대부분 모듈화 수준인 국내 기업은 영세성, 기술성 부족 등으로 센서칩을 수입하고 있다. 매출 50억 미만 센서 업체가 63%이며 R&D투자는 평균 매출액(175억 원)의 1.5%인 2.7억 원 수준이다(57개 조사기관, ‘12.6).

 

8대 핵심 센서제품 중 스마트폰의 이미지센서(국내자급률 약50%), 가스 및 수질을 측정하는 화학센서(5~10%), 광섬유를 이용하여 건물안전을 진단하는 등의 광학센서(5~10%)를 제외한 나머지 센서들(압력, 관성, 자기, 영상, 레이더)은 전량 수입에 의존하고 있다.

 

정부, 내년부터 향후 6년간 총 1,508억 원 투입

 

센서는 주력산업(자동차, 모바일기기 등)과 신성장산업(로봇, 의료기기 등)의 경쟁력 제고에 매우 중요한 역할을 하고 있다. 더욱이 IoT 시대의 특성상 센서 특히 첨단센서의 수요가 급증하고 있다. 사물과 주변 환경의 정보를 실시간으로 모으고, 통신기능을 이용하여 사물간 소통이 가능토록 하는 것이 사물인터넷의 핵심요소이기 때문이다.

 

이에 정부는 스마트센서 분야를 차세대 성장 동력으로 집중 육성해 나갈 계획이다. 산업통상자원부는 올해 예산확보를 통해 내년부터 향후 6년간 총 1,508억 원을 투입하여 첨단 스마트센서 원천기술과 유망제품을 개발하고 현장중심의 기업 맞춤형 고급인력양성 등을 통해 센서산업의 글로벌 경쟁력을 적극 제고해 나가겠다고 밝혔다.

 

산업통상자원부 관계자는 “이번 사업이 정부 차원에서 첨단 스마트센서를 본격 육성하기 위한 최초의 시도인 만큼, 향후 업계 및 학계의 의견을 적극 반영함으로써 사물인터넷 시대를 대비한 미래 먹거리 산업으로 발전시켜 나가겠다”고 강조했다.  <신윤오 기자>