전방위적인 디지털화가 일어나는 4차 산업혁명이 시작되면서 센서 산업이 주목받고 있다.

센서는 아날로그 신호와 정보를 디지털화해 데이터로 축적하고, 새로운 서비스를 창출하도록 돕는다. 사물인터넷(IoT)이 활성화되면서 기계가 스스로 정보를 습득하고 학습해 자율주행자동차, 로봇, 건물 통합 관제와 같은 서비스를 제공하는데, 센서가 핵심 역할을 수행하면서 수요가 급증하는 추세다.

한국은 이미지 센서분야에서 강점을 보이지만, 나머지 분야는 기술 격차가 큰데다 소재 생산이 이뤄지지 않아 산업 육성을 위한 정책 지원이 뒷받침돼야 한다는 지적이 나온다.

세계 센서산업 시장 2023년 336조 원 규모로 성장

시장조사업체 BCC리서치에 따르면 세계 센서산업 시장은 2017년 1378억달러(약 163조 5000억원)로 집계되며, 오는 2023년까지 2834억달러(약 336조 2541억원)로 성장할 것으로 전망된다. 연평균 성장률을 살펴보면 12.8%다.

센서는 아날로그 신호를 디지털로 전환해 주는 장치다. 시각적인 정보를 비롯해 압력, 위치, 소리, 온도, 진동과 같은 다양한 정보를 데이터로 저장한다. 일반적으로 스마트폰 1대에는 15개 이상, 자동차 1대에는 30여종 이상, 200여개 센서가 탑재된다.

센서 시장 확산은 사물인터넷(IoT), 자율주행자동차, 스마트홈과 같은 새로운 4차 산업혁명 서비스 등장과 맞물린다. 인공지능(AI)과 머신러닝의 활성화로 데이터 수집과 이용이 폭발적으로 늘어나는 가운데 센서는 데이터를 수집하는 가장 핵심 부품이기 때문이다.

무엇보다도 5세대 이동통신(5G)의 상용화로 개념에만 머물러 있던 서비스들이 대거 실현될 수 있는 환경이 만들어지면서 센서 수요 역시 늘어날 것으로 전망된다. 도시의 정보를 실시간으로 공유하고 시민에게 도움을 주는 스마트시티, 운전자 개입 없이 고속으로 주행하는 자율주행차가 대표적이다.

센서별 비중을 살펴보면 이미지, 바이오, 화학센서가 가장 큰 규모를 차지하고 있으며, 이 3대 제품이 센서산업의 약 40%를 차지하고 있다.

특히 이미지센서는 스마트폰에 탑재되면서 수요가 높고 단가가 상대적으로 높아 가장 큰 시장을 형성하고 있다. 바이오센서는 혈당측정 센서가 시장을 이끌었지만, 최근 헬스케어 서비스의 발전으로 주목받고 있다. 아울러 스마트폰의 생체인식 관련 수요가 높아지면서 지문인식, 안면인식, 정맥인식에 동원되는 센서 수요도 커지는 추세다. 화학센서는 산소, 이산화탄소, 다양한 가스 농도를 감지하며, 산업 현장에서 수요가 높아지고 있다.

최근엔 자동차용 센서 시장이 급성장하는 추세다. 안전규제 강화와 자율주행차 도입으로 시장규모가 커지고 있다. 자동차에는 에어백, 차체자세제어장치(ESC), GPS, 첨단 운전자 보조시스템(Advanced Driver Assistance System, ADAS) 등에 센서가 활용된다.

이미지 센서만 강한 한국…산업 클러스터 조성 필요

한국 센서 산업은 이미지 센서, 특히 휴대폰 카메라 모듈 분야에 특화돼 있다. 세계 최대 스마트폰 생산업체 중 하나인 삼성전자가 있기에 수요가 높다. 휴대폰 이미지 센서 세계시장 점유율을 살펴보면 삼성전자와 소니가 각각 30%를 차지하며 1위 자리를 다투고 있다.

카메라 모듈 분야에서는 LG이노텍이 가장 높은 점유율(15.1%)을 차지하고 있다. 특히 애플 아이폰에 카메라 모듈을 납품하며 품질을 입증했다. 뒤이어 샤프(11%), 삼성전기(10%)가 추격하고 있다.

이 외에도 삼성전자 갤럭시 시리즈에 카메라 모듈을 납품하는 나무가, 파트론과 같은 중견기업들도 꾸준한 성장을 이어오고 있다.

자율주행차 확산으로 자동차 이미지 센서도 확산되는 추세다. 미국기업인 온세미컨덕터가 44%의 점유율로 1위를 기록하고 있으며, 옴니비전 25%, 소니가 9%를 차지하고 있다. 한국에서는 LG이노텍, 엠씨넥스, 파트론과 같은 업체 위주로 개발되고 있다.

다만 이미지 센서 이외의 분야에서는 상대적으로 경쟁력이 낮다는 지적이 나온다.

한국수출입은행에서 발간한 ‘센서산업 현황 및 경쟁력’ 보고서에 따르면 한국 센서산업의 기술경쟁력은 선도국 대비 65% 수준으로 분석된다. 특히 소재, 설계, 설비, 양산기술 수준이 낮아 센서산업 선순환 생태계 조성도가 낮다.

아울러 국내기업의 경우 단일 제품 중심으로 센서를 개발해오면서 수요산업과 연계한 시스템, 솔루션 개발은 미흡하다는 평가도 나온다.

보고서는 “스마트폰, 자동차 등 수요기업은 글로벌 기업으로 성장했으나 국내 센서 기업은 글로벌 수준의 제품을 생산하지 못해 수요기업과 센서기업간 연계가 약하다”면서 “센서의 부가가치가 신뢰성 있는 데이터 수집에서 데이터 활용으로 이동하면서 센서 알고리즘의 중요성이 높아지고 있으나 센서와 소프트웨어 기업간의 협력도 원활하지 못하다”고 지적했다.

센서산업 활성화를 위해 정책적으로 산업 클러스터를 조성하고 기술 개발을 지원해야 한다는 지적이 나온다.

이미지센서 업체 관계자는 “전문인력이 대부분 대기업으로 빠져나가면서 신생기업들은 인력이 부족한데다 투자여력이 없어 기술개발에 제약이 있다”면서 “기술보증기금의 지원을 확대하는 등의 정책자금을 늘리고 센서 관련 기업들을 지원하는 산업 클러스터를 조성해 활성화시키는 지원이 필요하다”고 말했다.

김태환 테크엠 기자 kimthin@techm.kr