4차 산업혁명의 최전선, 한국 센서 산업을 말하다

센서 기업들이 말하는 센서 산업의 현 주소와 문제점
  • 2017-12-05
  • 신윤오 기자, yoshin@elec4.co.kr


기초 기술에 투자, 단품 아닌 고부가가치 센서 개발 한 목소리


4차 산업혁명에서 센서의 역할이 굉장히 중요해졌다. 센서가 어떤 역할을 할 것이냐에 따라서 4차 산업혁명의 방향도 달라질 것이다.

지난 11월 16일~17일, 양일간 “4차 산업혁명 시대를 여는 센서”라는 주제로 2017년 한국센서학회 종합학술대회가 대전 KAIST KI빌딩에서 열렸다. 한국센서학회 주최로 열린 이번 학회는 나노종합기술원과 KAIST, ETRI 주관으로 개최되었으며 첨단센서 인력양성 및 연구센터(ERCAST)와 반도체융합기술연구원(ISFT)이 공동 주최 기관으로 대전광역시, 한국반도체연구조합 등이 후원했다.

이번 학회에서는 플래너리 토크 연설자로 인피니언테크놀로지스 코리아의 박병권 이사가 ‘4차 산업혁명과 스마트센서’에 대해 강연한 가운데 학회 기간 동안 센서 관련 기업들이 제품을 전시하는 행사도 함께 열렸다. 둘째날 개회식 행사 일환으로 열린 정책 토론회에서는 <센서산업 현안 및 발전 방안>에 대해 심도 있는 토론이 있었다.

<토론정리: 신 윤 오 기자>

사회
윤석진 박사(KIST)

패널
박상익 대표(삼영S&C)
최병일 대표(나노람다)
서호철 이사(세종공업)
유도준 대표(센텍코리아)
남용현 대표(트루윈)



윤석진 박사(KIST): 이번 토론회 주제가 ‘4차 산업혁명과 스마트센서’이다. 지난해 알파고와 이세돌과의 바둑대결에서 인공지능 알파고가 이긴 이후, 인공지능에 대한 중요성 대두되었고 4차 산업혁명이라는 개념이 우리 생활에 더 밀접하게 들어오게 되었다. 4차 산업혁명은 빅데이터, IoT 3D 프린팅 등이 있는데, 이 분야에서 결국 센서의 역할이 굉장히 중요하다고 말할 수 있다. 과연 센서가 어떤 역할을 할 것이냐에 따라서 4차 산업혁명의 방향도 달라질 것이다. 새로운 정부가 들어서면서 4차 산업혁명 통한 일자리 창출이 화두가 되었다. 그래서 이번 센서 산업에 대한 정책 토론회가 큰 의미가 있을 것 같다. 4차 산업혁명 시대의 센서 기업의 역할과 대학, 출연연의 역할에 대해 논의해 주고 국내 센서 산업의 현황에 대해서도 발언해 주길 바란다.

박상익 대표(삼영S&C): 지금은 어딜 가나 ‘4차 산업혁명’이 이슈가 되면서 그와 관련해서 센서 얘기도 많이 나오고 있다. IoT, 빅데이터, 자율주행차 등에서 어떤 게 4차 산업혁명을 말하는지 또 언제 오는지도 잘 모르겠다. (4차 산업혁명은) 이미 와 있고, 그 얘기가 나왔을 때는 이미 지나간 게 아닌가 생각한다. 4차 산업혁명의 실체를 말하기 보다는, 저희 회사가 걸어온 과정을 말하는 자체가 그것을 설명해준다고 할 수 있겠다.

삼영S&C는 자체 개발한 특허 폴리머로 저항형 습도센서와 용량형 습도센서를 생산 판매하고 있다. 처음에 소자를 만들다보니까, 매출이 잘해봐야 1년에 10억, 20억 원이었다. 그래서 매출을 높이고자 거기에 정전용량식 습도센서를 만들었다. 생산량을 높이기 위해, 팹까지 만들어서 웨이퍼레밸에서의 소자 셀을 만들었다. 이 셀을 하니웰, GE 같은 곳에 ODM으로 팔았다. 그래도 매출이 50억 원 수준 이상으로 오르지 않았다.

경쟁사들이 소자에서 벗어나 캘리브레이션이나 신호처리가 다 되어있는 스마트센서를 팔기 시작하면서 우리도 경쟁에서 뒤처지지 않기 위해 SiP 기반의 스마트 센서를 개발하게 되었다. 현재 1년에 약 천 만개 이상의 온습도 센서를 생산하게 되었지만 이것을 다 팔아도 매출이 150억 원 밖에 안된다. 센서 업체가 여기에 더 매출을 늘리기 위해서는 부가가치가 높은 센서를 개발해해야 한다. 최근에 통신 기능이 들어간 모듈을 만들어 IoT 시장을 위한 센서를 개발하고 있다. (이처럼 4차 산업혁명은) 수많은 분야에서 융합이 일어나면서 기술의 변화뿐만 아니라, 사회의 변화를 일으키는 거대한 것들을 말하는 것 같다.

기간이 오래 걸리고 실질적으로 쉽게 바꿀 수 없는 센서 소자 부분을 잘 하는 것이 4차 산업혁명 시대의 기업이나 학회가 해야 할 일이다. 4차 산업혁명 시대에는 다른 것을 쳐다보는 것보다는 ‘백투베이직(Back to Basic)’이 중요하다.

그럼, 여기서 우리가 해야 될 일은 무엇인가. 우리가 처음에 습도센서 폴리머를 개발하는데 거의 10년이 걸렸다. 거기에 ROIC를 붙이는 데에는 2~3년도 안 걸리다. (참고: 2009년 삼영S&C는 국내 최초로 ROIC와 정전용량형 습도센서를 이용한 plug & play 형태의 온/습도 센서 HumiChip 을 개발) 그 다음에 소프트웨어를 바꾸는 것은 우수한 엔지니어가 붙으면 2~3개월 안에 개발한다.

예전에는 전자 재료, 화학과 출신들이 센서를 개발했지만 팹을 만들면서 반도체 공학에, 전자공학 출신들이 뒤를 이었다. 최근에는 엔지니어들의 대부분이 소프트웨어 엔지니어다. 이런 일련의 변화가 4차 산업혁명 혁명 속에 나타난 기업의 현상이다.

여기서 기술의 융합과 관련해서 말씀 드리고 싶은 것은, 지금 센서 분야에서 융합해야 한다니까, 재료 기술을 하던 사람들이 다른 쪽에 관심을 갖는 일이 있다. 그보다는 기간이 오래 걸리고 실질적으로 쉽게 바꿀 수 없는 센서 소자 부분을 잘 하는 것이 4차 산업혁명 시대의 기업이나 학회가 해야 할 일이다. 4차 산업혁명 시대에는 다른 것을 쳐다보는 것보다는 ‘백투베이직(Back to Basic)’이 중요하다. 우리도 습도 센서와 먼지 센서를 (중심으로)하고 있는데, 이 두 가지를 충실히하는 것이 회사의 가치를 높이는 방법이라고 생각한다.

사회: 융합이라는 중요한 말을 했다. 4차 산업혁명은 이미 지나갔다는 말은 무서운 말인 것 같다. 사실 우리는 1~3차 산업혁명은 없었다. 4차 산업혁명은 똑같은 출발선상에서 레이스를 하는 것이다.


최병일 대표(나노람다): 미국에서 창업했고 5년 후에 코리아를 설립했다. 4차 산업혁명 화두에서 센서의 역할이 무엇인지 생각하게 된다.
저희 회사가 개발한 제품은 디지털 분광 센서다. 예를 들어, 슈퍼에서 사과를 고를 때 어느 것이 단 사과인지 빛으로 알아내고, 혈압이 얼마인지 혈당이 어떻게 되는지 피를 뽑지 않고도 안다. 또한 수돗물에 중금속이 들어있는지 미세먼지가 들어있는지 빛으로 알 수 있는 것이 분광기술이다. 스마트폰에 들어갈 수 있는 아주 작은 분광 센서를 개발하고 있다. 창업하게 된 첫 번째 동기는 융합에 의거한 산업이 온다고 생각했다. 그중에 가장 중요한 것은 데이터와 소프트웨어다. 소프트웨어 데이터 경쟁력을 확보하기 위해서는 나름 생각한 게 가장 기초 물질, 소재 같은 원천 기술에 의거한 소프트웨어와 데이터를 하면 거기서 나오는 기술은 남들이 쉽게 못할 것이라고 생각했다.

센서 산업은 먹이 사슬에서 가장 바닥에 있다…산업의 가장 밑단 분야를 가지고 시작해서 같이 가면, 산업 경쟁력이 생길 것이라고 생각한다. 센서 하나로 보면 별것 아니지만 그 폭발력이 대단할 것이다.

센서 산업은 먹이 사슬에서 가장 바닥에 있다. 기초 과학에서 바탕으로 생기는 물리현상을 전자신호나 디지털로 바꿔 디바이스에 응용하고, 그 데이터를 가지고 여러 가지 산업에 응용하게 된다. 그래서 센서 그 자체를 가지고는 100억, 1000억 원 밖에 되지 않지만 거기서 나오는 폭발력은 백배 천배 만배가 될 수 있다.

물론 소프트웨어 비즈니스에 밝은 구글, IBM과 같은 거대 업체에서는 데이터를 가지고 있기 때문에 그들과 경쟁하는 것은 거인하고 싸움하
는 것과 같다.

다행히 그 중간이라 할 수 있는 디바이스 만들고, 앱을 만드는 산업은 국내 산업이 굉장히 발전된 상태이다. (소프트웨어 거인들과 경쟁하기 보다는) 산업의 가장 밑단 분야를 가지고 시작해서 같이 가면, 산업 경쟁력이 생길 것이라고 생각한다. 센서 하나로 보면 별것 아니지만 그 폭발력이 대단할 것이다.

사회: 최 대표의 말을 들어보면 4차 산업혁명에 대해 잘 준비가 되어 있는 것 같다. 센서가 먹이사슬의 가장 밑바닥에 있다는 말은 맞다. 모든 정보를 센서가 모아서 구글 같은 업체들이 부가가치를 창출하는 것이다. 사실은 센서가 어렵기도 하지만 소량다품종이다 보니 애로사항이 많다. 거기에 대한 해결책 찾아야 할 것이다.

서호철 이사(세종공업): 세종공업은 자동차 부품을 주로 생산한다. 10년 전부터 명예 회장님이 에너지 패러다임 변화에 대해 준비하고 역설했다. 그때부터 본격적으로 센서를 했고 지금은 사업 인프라가 넓어져서 센서 사업에만 1500억 매출을 하고 있다.


4차 산업혁명을 말하면 기업 측면에서는 이미 와 있는 상태라고 할 수 있다. 스마트 팩토리와 맥을 함께하고 있기 때문이다. 제조업체 입장에서는 스마트 팩토리가 생산력이나 경쟁력 향상과 직접 관련 있다. 예를 들어, 저희 공장에 조립공정 등에 쓰이는 비전 장비가 있다. 거기에 들어가는 센서 시스템이 개당 수 천만 원이다. 하지만 그 장비를 들여다보면 재료비는 수 백만 원에 불과하다. 우리 한 공장만 해도 200군데가 넘게 쓰이는데 그 정도면 자체 개발만 해도 (비전 시스템) 사업 규모 만들어진다, 해외 공장과 협력사까지 확대하면 사업의 범위가 엄청 커진다. (이런 경우를 보면) 센서를 개발하는 사람들이 좀더 집중해야 하고 정책적으로도 뿌리산업에서 경쟁력을 가질 수 있도록 지원해야 한다.

수 백억 원을 투자해서 파운드리를 구축하려고 해도 경쟁력이 없다. 1억 개 칩을 만드는 회사하고 경쟁해야하는데, 국내 전체 시장 규모를 놓고 보면 경쟁이 안 되기 때문이다. 이것을 해결하기 위해서는 중요하게 가져가야할 몇 개 칩 베이스를 큰 규모로 갈 수 있도록 정책적으로 만들어줘야 한다.


우리가 수소 센서와 압력 센서를 양산하고 있는데 수소 센서는 칩을 사올 수 없어서 어쩔 수 없이 파운드리를 임대해서 운영하고 있다. 수 백억 원을 투자해서 파운드리를 구축하려고 했는데, 그거 깔아도 경쟁력이 없다. 왜냐하면 1억 개 칩을 만드는 회사하고 경쟁해야하는데, 국내 전체 시장 규모를 놓고 보면 경쟁이 안 된다. 그래서 이런 부분들은 해결하기 위해서는 중요하게 가져가야할 몇 개 칩 베이스를 큰 규모로 갈 수 있도록 정책적으로 만들어줘야 한다. 이것이 산업계에 있는 우리들의 바람이다. 큰 규모가 만들어지면, 기업들도 경쟁력있는 제품을 수입하지 않고 국내에서 센서 IC를 수급할 것이다.


사회:
맞는 말이다. 센서의 90%는 전부 수입이다. 정책 결정이나 R&D할 때 부가가치가 있는 것을 해야 한다.

유도준 대표(센텍코리아): 센서 하나만 가지고 창업했다가 굉장히 어려움을 많이 겪었다. 다행히 운이 좋아서 센서를 가지고 음주 측정 시스템을 만들었다. 소재 기술을 기반으로 센서를 개발했다. 지금은 음주측정기 말고 센서 소자를 해보자해서 5년 넘게 가스 멤스 센서를 개발 중이다. 타깃에 따라 가스 센서도 종류가 많은데, 우리가 가진 핵심 소재기술은 공기오염과 관련한 기술이다.


어려운 점을 몇 가지 말하겠다. 소재기술을 가지고 패키징하려면 팹을 이용해야하는데 팹 쓰는데 상당히 많이 고생했다. 지금은 좀 나아졌지만 예전에는 팹에 접근하기가 상당히 힘들었다. 국내에서 팹 문제를 해결해 줄 수 있는 원스톱 서비스가 필요하다. 어디 가서, 어떻게 하면 된다는 길을 가르쳐 주면 좋겠다.

그 다음으로 센서 단품만을 판다는 것은 (경쟁이) 불가능하다고 생각한다. 워낙 세계적인 경쟁회사 많다.
단품만 가지고는 살아남을 확률이 적다. 그래도 (센서를) 팔기 위해서면, 정부에서 인증해 주는 제도가 있어야 대기업에서도 관심을 가질 것이다. 대기업 도움을 받아야 양산할 수 있다. 작은 기업이 원천 기술과 소프트웨어 기술만 가지고 센서를 생산할 수 있으려면 정부가 인증해주는 제도가 있어야 한다.

우리가 자동차 센서와 가전 기기에 납품할 수
있었던 이유는 기업에서 요구하는 문제를 해
결해 주었기 때문이다. 소재 기술이 정말 중요
한 게, 우리가 소재기술을 가지고 있기 때문에
문제를 모두 해결할 수 있었다.


우리도 센서만 납품한다. 우리가 자동차 센서와 가전기기에 납품할 수 있었던 이유는 기업에서 요구하는 문제를 해결해 주었기 때문이다. 소재 기술이 정말 중요한 게, 우리가 소재기술을 가지고 있기 때문에 문제를 모두 해결할 수 있었다.

이렇게 납품을 하고 있지만 센서 단품 매출의 수준은 매우 열악한 정도이다. 저희 매출이 140~50억 원이 되는데, 센서 단품의 경우 약 2억 원 정도 밖에 되지 않는다. 현실이 그렇다. 센서 기업이 활성화되려면 많은 정책적 지원이 필요하다.


사회:
팹 원스톱 서비스에 대해 말했다. 인증 사업도 중요한데, 학회가 할 수 있는 사업이 아닌가 생각한다.

남용현 대표(트루윈): 요즘 들어 4차 산업혁명이라고 해서 이제야 센서가 빛을 보는구나 하는데, 현실은 그렇지 않다.
어떤 센서를 만들면 되겠다 싶어 창업했는데 국내에서는 투자해주는 곳이 없었다. 어떤 기회로 포드 자동차에 자동차 센서를 납품하게 되니까 한국 투자자들이 돈을 달라는 대로 주었다. 그냥 센서하는 회사라고 하면 관심이 없는데, 포드같은 유명 자동차 회사에 납품하는 자동차 부품회사라고 하면 달라진다.

센서 산업을 바이오 산업과 비교해 볼 때,
만들기도 개발기간도 긴 센서가 바이오 산업보다 시장 가치가 떨어지는 것으로 평가받는다...이유는 표준화가 안 돼 있기 때문이다. 이런 센서의 프로토콜은 바로 이거야,
이거 갖다 쓰면 돼라고. 표준화하는 게
가장 중요하다.


센서 산업을 얘기할 때, 곧잘 바이오 산업과 비교한다. 100년 전에 만든 아스피린을 지금도 먹고 있는데 100년 전에 만든 센서 코어를 가지고 지금도 글로벌 회사들이 먹고 산다. 센서 코어를 하나 만드는데 기본적으로 10년이 걸린다. 내가 10년 전에 만든 코어 하나 가지고 500억 매출을 하고 국내에서 센서기업 최초로 상장까지 했다. 그런데도 우리 회사 시가 총액이 500억 원 밖에 되지 않는다. 1년에 개발비 적자가 300억씩 나는 바이오 회사들은 시가 총액이 3조원이 된다.


전체 시장 규모로는 센서 시장과 바이오 시장이 그렇게 많은 차이가 없다. 근데 시장에서 보기엔, 바이오 기업은 엄청난 가치를 가지고 있는데 센서 기업은 그렇지 못하게 본다. 사실 센서 만들기가 더 어렵다. 바이오에서는 한 10명한테 시험해서 2명한테만 효과가 있어도 승인을 내준다고 한다. 센서는 100만 개 중에 하나만 불량나도 치명적이다. 그렇게 만들기 어렵고, 개발기간도 비용도 많이 들어가는데도 바이오 기업에 비해 가치가 100분의 1에 불과한 이유가 과연 무엇일까.

이유는 한 가지다. 표준화가 안 돼 있기 때문이다. 인간이 만든 센서가 300종류가 넘는다는데 모두 프로토콜이 다르고 고객들도 제각각이다. 거기에 맞게 케이스별로 대응해야 한다.


결론적으로 학회에 말하고 싶은 것이 표준화이다. “이런 센서의 프로토콜은 바로 이거야, 이거 갖다 쓰면 돼”라고. 표준화하는 게 가장 중요하다. 그래야 센서 하나 하나의 볼륨이 커지고 사이즈가 커져서 우리가 발전할 수 있는 길로 갈 것이다.

사회: 표준화에 대해 말했는데, 센서 학회의 역할 더 중요해진 것 같다.

박상익 대표(삼영S&C): 산업 정책 관련해서 3가지만 더 말하겠다. 우선, 해외에서는 거대한 융합이 M&A 형태로 일어나고 있다. ST마이크로, ams, 보쉬와 같은 업체들이 수많은 센서 업체들을 인수 합병해서 종합 솔루션을 만들고 잇다. 또한 그것을 프로세스할 수 있는 멤스, CMOS 등 거대한 파운드리를 만들어 거대한 센서 그룹을 형성해가고 있다. 이런 것을 봤을 때, 센서가 중소기업 형태로 가는 것이 맞는지, 생각해 봐야 한다.

두 번째, 국내 센서 기업중 매출이 약 500억 원 정도를 하는 기업을 보면 대부분 센서 수입해서 모듈 만들어서 운 좋게 자동차나 가전에 납품하게 되면 500억 원매출, 스마트폰에 납품하게 되면 1천억, 2천억 원 매출을 하게 된다. 근데 매출 천억 원해서 센서 수 억 개를 만들었던 회사가 하루아침에 매출이 200~300억 원으로 줄어드는 현상이 벌어진다. 또 그런 회사에 소자를 공급하던 회사가 M&A를 시도하게 된다. 이처럼 소자를 납품하던 회사가 모듈하는 회사를 사들이고 있다.

마지막으로, 투자 문제. 독일 기업과 과제하면서 알았는데, 거기는 과제 평가 기준이 실패할 확률이 높은 데에 돈을 많이 준다고 한다. 사업성 평가해서, 성공할 확률이 높은 회사에 지원하는 국내와 다른 점이다. 과제 3년 안에 무슨 기술을 개발하는가를 생각해 봐야 한다. 기초 연구하는 쪽에 더 많이 투자되어야 한다.


사회:
펀딩도, R&D도 성공할 것만 같은 곳에만 돈이 지원되는 게 우리의 현실이다. 지금 혁신하겠다고 하는데, 옷만 바꿔서는 혁신이 아니다. 몸을 바꿔야 한다.

서호철 이사(세종공업): 자동차 산업의 생태계가 바뀌어 가고 있다. 과거에 전후방 제조 중심이었다면 앞으로 후방산업 더 커질 것이다. 센서 산업의 생태계가 만들어지려면 연구소나 학교뿐만 아니라 기업이 들어가야 한다. 기업이 들어가서 한 축을 만들어야 생태계가 숨을 쉴 수 있다. 그래야 살아있는 생태계가 만들어진다. 이런 점을 정책을 만들 때 고려해야한다.

사회: 오늘 토론을 통해서 융합 이야기가 나왔고 융합은 소통이 근간이라는 점에서 굉장히 중요하다. 또 표준화, 인증, 기업간 교류도 중요하다. 센서 학회는 센서의 특성상 기업과 긴밀한 관계를 맺어야한다. 나아가 정부가 생각하는 4차 산업혁명이 성공하기 위해서는 센서가 중요하다.
 

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