지속 가능성의 미래를 위한 디지털 인텔리전스와 산업 협업

2026-10-23 글│데이비드 샌디스(David Sandys), 기술 지원 및 협력 부문 선임 이사, DigiKey

DigiKey Sustainable Futures - 시즌 2 - Thought Leadership Byline

에너지, 운송, 산업, 항공우주, 제조 및 기타 다양한 분야에서 하드웨어, 소프트웨어, 부품 수준에 지능을 내장한 시스템을 기반으로 하는 새로운 엔지니어링 패러다임이 등장하고 있으며, 이를 통해 시스템은 전반적으로 더욱 똑똑해지고 있습니다.

첨단 AI 기반 전자 기술은 더 깨끗한 에너지, 더욱 스마트한 인프라, 더욱 지속 가능한 미래를 뒷받침합니다. 글로벌 전자부품 유통업체인 DigiKey는 효율성을 향상시키고, 전기화의 기반을 구축하며, 기술 간 원활한 융합을 통해 지속 가능한 혁신의 다음 장을 열어가는 디지털화의 흐름을 가까이에서 확인하고 있습니다.

앞으로의 과정은 엔지니어가 시스템을 바라보고 설계하는 방식, 기업이 공급망에서 협업하는 방식, 지속 가능성을 비즈니스의 핵심 요소로 통합하는 방식을 계속적으로 바꿔 나갈 것입니다.

시스템 수준에서 접근하는 지속 가능한 설계

지난 10년간 가장 큰 변화 중 하나는 부품 수준 최적화에서 시스템 수준 최적화로의 전환입니다. 지속 가능한 설계는 단순히 더 효율적인 부품을 사용하는 것이 아닙니다. 지속 가능한 설계란 에너지를 효율적으로 사용하고, 가동 중단 시간을 최소화하며, 사용 수명을 연장하고, 더 긴 시간에 걸쳐 가치를 제공하는 설계입니다. 많은 경우 지속 가능성을 가장 크게 향상시키는 것은 감지, 전력 관리, 통신, 소프트웨어 및 제어 시스템이 함께 작동하는 방식에서 비롯됩니다.

지속 가능한 설계는 시스템의 견고성을 높이고 평균 무고장 시간(MTBF)을 늘리는 것을 의미하기도 합니다. 오늘날 설계자는 고장이 발생하기 전에 이상 징후를 파악할 수 있도록 지원하고, 예측 유지보수를 구현하며, 문제가 시스템 전체에 영향을 미치기 전에 격리할 수 있는 최신 시스템 모니터링 솔루션을 활용하여 설계 초기부터 지속 가능성에 초점을 둔 로드맵을 마련할 수 있습니다.

시스템 수준의 관점은 이제 전체 생태계로 확장되고 있습니다. 한 예로 네덜란드 로테르담의 '플로팅 팜'은 지속 가능한 농업을 한 단계 더 발전시킨 사례입니다. 도심의 수상에 위치한 이 낙농장은 재생 에너지, 자동화, 순환형 자원 활용을 통해 환경 영향을 최소화하고 있습니다.

이 농장은 전적으로 태양광 에너지에 의해 전력이 공급되며 자동화 착유 시스템을 통해 효율을 높입니다. 무인 운반 차량(AGV)은 가축의 배설물을 수거하며, 이렇게 수거한 배설물은 수처리 및 담수화 등의 공정에 활용되어 가축을 위한 식수를 제공하는 데 사용됩니다. 소들은 방목을 위해 육지에 나갈 수 있지만, 사료의 대부분은 인근 축구장에서 깎은 잔디와 도시 제과점의 전날 남은 빵 등 버려지는 현지 자원을 활용해 조달됩니다.

플로팅 팜에서는 지속 가능성이 부가적인 요소가 아니라 운영의 모든 측면에 내재되어 있습니다. 에너지 생성 및 수자원 관리부터 사료 공급 및 폐기물 재사용에 이르기까지, 첨단 기술과 전자 시스템은 고도로 통합되고 지속 가능한 농업 모델을 구현합니다.

장기적인 성능을 위한 설계 전환

기존에는, 지속 가능성 이니셔티브가 이미 설계되어 사용 중인 제품이나 시스템을 개선하는 데 중점을 두어 왔습니다. 이러한 프로세스가 이제 반대로 바뀌고 있습니다. 지속 가능성이 가장 뛰어난 제품은 교체가 필요 없는 제품이라는 인식이 점점 확산되고 있습니다. 엔지니어들은 비용 및 기능뿐 아니라 제품의 수명과 수리 가능성도 성능 지표로 고려하기 시작했습니다. 이러한 변화는 향후 10년간 제품 개발 방식을 근본적으로 바꿀 수 있습니다.

더 많은 정보와 데이터를 손쉽게 활용할 수 있게 되면서, 보다 적극적이고 총체적인 설계 접근 방식은 수명이 길고 내구적이며 신뢰성이 높은 부품을 구현하는 동시에 폐기물과 자원 소비를 줄이고 있습니다.

디지털 도구의 성장으로 엔지니어, 공급업체, 제조업체 및 기타 파트너들은 개별적으로 분리된 부품을 개발하는 방식에서, 지능적이고 상호 연결된 시스템을 함께 구현하는 방향으로 전환하고 있습니다. 이러한 현상은 전 세계적으로 에너지 수요가 사상 최고 수준에 이른 에너지 분야에서 특히 두드러집니다. 전 세계 전력 수요는 증가율이 거의 3%에 달해 에너지 수요 증가율의 두 배 이상을 기록했으며, 이는 지난 10년간의 평균 증가율보다 약간 높은 수준입니다(IEA Global Energy Review 2026).

AI와 데이터 센터 구축이 계속되면서, 이를 개발하고 운영하는 데 필요한 에너지 수요도 증가하고 있습니다. 전기 차량과 데이터 센터 구축이 전체 수요에서 차지하는 비중은 작았지만, 이 두 부문은 2025년에, 특히 미국에서 빠르게 성장했습니다.

그러나 전문가들은 에너지 효율 개선, 세계 인구 감소, 화석 연료보다 높은 재생 에너지의 구조적 효율성 향상으로 인해 1차 에너지 소비가 2035년에서 2045년 사이에 정점에 도달한 후 그 수준에서 유지될 것으로 예측합니다.

지능형 에너지 시스템을 향한 질주

전력망의 현대화는 전력 변환, 실시간 감지 및 시스템 수준의 지능화에 대한 혁신 요구가 증가하면서 오늘날 가장 까다로운 엔지니어링 과제 가운데 하나가 되고 있습니다.

수요와 공급에 따라 계속적으로 변화하는 동적 전력망 시스템을 지원하는 기술을 제공하는 글로벌 반도체 선도 기업인 아나로그디바이스(Analog Devices)는 이러한 과제 해결의 최전선에 있습니다. 현재 전력망에 대한 부담으로 인해 실시간 기능, 대응성, 보안 및 최적의 운영을 지원하는 에지 지능이 요구됩니다.

노후화된 인프라, 지구 기온 상승, 급증하는 전력 수요로 인해 부담이 커지면서, 엔지니어들은 정전, 대규모 정전, 기타 장애를 빈번하게 일으키는 전력망 과부하를 줄이기 위해 시스템 차원의 솔루션을 빠르게 도입하고 있습니다.

에지 컴퓨팅, 고급 감지 및 실시간 데이터는 전력망이 에너지 생성, 저장 및 분배를 최적화하는 데 도움을 줍니다. 에너지 저장 시스템 및 기타 기술은 작고 점진적인 성능 향상만으로도 효율성과 전력망 안전성을 향상시키고 있습니다. 이는 시간이 지남에 따라 상당한 경제적 및 지속 가능성 이점을 제공합니다.

예를 들어, 전력 변환 효율이 1%만 향상되더라도 대규모로 도입될 경우 매우 큰 영향을 미칠 수 있습니다. 데이터 센터 전원 공급 장치, 태양광 인버터, 전기 차량, 전력망 규모의 에너지 시스템에 적용될 경우, 효율이 1%만 향상되어도 연간 수십~수백 테라와트시의 전력을 절약할 수 있으며, 운영 비용을 수백만 달러 절감하고 수백만 톤의 탄소 배출을 줄일 수 있습니다.

전력망과 전기화의 발전 가속

전력망에서는 전기화와 인프라가 두 가지 핵심 요소입니다. 차량은 이러한 더 큰 시스템의 일부에 불과하지만, 오늘날에는 모빌리티 트렌드가 가장 중요한 관심사입니다. 전기 차량, 자율 운송, 차량 공유 프로그램이 증가하면서 신뢰성 향상, 소형화 및 우수한 환경 내구성을 갖춘 커넥터에 대한 수요가 크게 증가했습니다. 이러한 문제는 48V 설계로의 전환으로 더욱 복잡해집니다. 48V 설계에는 전자기 간섭의 변동 증가, 더 높은 전압 과도 현상, PCB 공간 확보 등의 자체적인 새로운 과제가 있기 때문입니다. 2025년 전기 자동차 판매량은 전년에 비해 20% 이상 증가해 2,100만 대를 기록했으며, 판매된 자동차 4대 중 1대는 전기차였습니다(IEA Global Energy Review 2026).

이러한 성장에 더해, 모든 전기 차량(EV)의 이면에는 충전 인프라, 전력 전자 장치, 커넥터, 통신 시스템, 에너지 저장 장치, 전력 분배망, 제조 역량 및 디지털 도구로 구성된 광범위한 네트워크가 있습니다. 지금까지의 과제는 더 많은 사람이 전기화를 이용할 수 있고 비용 부담을 줄일 수 있도록 시스템을 확장하는 것이었습니다. 그러나 지속 가능한 충전 인프라를 구축하려면 충전소 자체를 설계하는 것 외에도 훨씬 더 많은 요소를 고려해야 합니다. 이를 대규모로 확대하기 위해서는 전력망 현대화와 전력 공급 등의 기술적 과제뿐만 아니라, 인허가 절차와 적절한 부지 확보 등의 사회적 과제도 해결해야 합니다. 이러한 과제는 어디에서 비롯되었든 높은 초기 비용과 오랜 개발 주기로 이어지며, 이는 충전 네트워크의 확장을 지연시킬 수 있습니다.

충전 네트워크가 더욱 외지고 열악한 위치로 확대됨에 따라, 높은 전력 밀도, 고속 충전 성능, 장기적인 신뢰성을 제공할 수 있는 견고한 기반을 구축하는 데 초점이 맞춰지고 있습니다.

상호 연결된 장치 및 PCB 하드웨어 제조업체인 Harwin에 따르면, 자동차를 직접 소유하는 방식에서 벗어나는 추세가 나타나고 있습니다. 이에 따라 특히 외진 지역의 EV 충전소에서 전력과 신호를 안정적으로 전송하기 위한 커넥터 설계의 중요성이 커지고 있습니다. 최종 목표는 커넥터의 크기와 무게를 줄이는 것이며 이와 관련해서도 상당한 진전을 이루고 있습니다.

태양광 전력, 배터리 저장, 스마트 그리드, 분산형 발전 및 지능형 전력 관리를 위한 다른 재생 에너지 추진도 EV 인프라와 함께 성숙 단계에 접어들고 있습니다. 이러한 시스템이 상호 연결되어 통합된 성능을 발휘하게 되면, 에너지 전환이 실제로 구현되는 모습을 확인할 수 있을 것입니다.

DigiKey는 전 세계 수백만 명의 설계 엔지니어를 지원하고 있기 때문에, 완성된 제품에 반영되기 훨씬 전부터 기술 전환의 움직임을 확인하는 경우가 많습니다. 엔지니어들은 점차 더 높은 효율성, 연결성 및 수명 주기 성능을 구현하는 부품을 우선적으로 채택하고 있으며, 이는 설계 단계부터 지속 가능성을 고려하는 것이 업계 전반의 새로운 방향이 되고 있음을 보여줍니다. 이러한 변화에서 나타나는 기술은 앞으로도 지속 가능한 제품과 혁신을 이끄는 원동력이 될 것입니다. 대표적인 예로 실리콘 카바이드(SiC) 및 질화갈륨(GaN)과 같은 와이드 밴드갭 전력 솔루션 채택을 들 수 있습니다. 이러한 기술은 더 높은 스위칭 주파수, 더 높은 전압 및 작동 온도, 더 작은 폼 팩터를 구현할 수 있도록 합니다. 그 결과, 더욱 안정적이고 효율적인 전력 설계가 가능해졌으며, 이는 지속 가능한 제품과 시스템을 구현하기 위한 핵심 요구 사항입니다.

지속 가능성을 위한 협력

디지털 혁명이 진행되고 있지만, 어떤 기업도 혼자서는 지속 가능한 기술의 미래를 구축할 수 없습니다. 이러한 미래는 실시간으로 사고하고, 적응하며, 진화하는 시스템에 의해 만들어질 것입니다. 오늘날 엔지니어링 과제의 복잡성은 부품 제조업체, 반도체 기업, 유통업체, 소프트웨어 개발업체, 시스템 통합업체 및 설계 엔지니어 간의 더욱 긴밀한 협력을 요구합니다.

기술 로드맵은 공동으로 개발되고 있으며, 디지털 도구는 부품 선택을 간소화하고 설계 속도를 가속화하고 있습니다. 또한 엔지니어들은 부가가치 솔루션과 부품을 더 빠르게 시장에 출시하기 위해 더욱 신속한 시제품 제작과 반복적인 개념 개선을 수행하고 있습니다. 그러나 함께 해결해야 할 과제가 아직 많이 남아 있습니다.

공급망은 거래 중심의 관계에서 지속 가능성이라는 공동의 목표를 기반으로 하는 연결된 생태계로 발전하고 있습니다. 이러한 통합된 접근 방식은 혁신을 가속하는 동시에 중복 작업, 개발 기간 및 불필요한 폐기물을 줄이고 있습니다. 이러한 공동의 노력이 본격적으로 확산되고 영향력을 발휘하는 모습을 보게 되어 매우 기쁩니다.

지속 가능성의 미래는 개별 기술보다 이러한 기술들이 얼마나 지능적으로 함께 작동하는지에 따라 결정될 것입니다. 앞으로 성공하는 기업은 부품에서 전력망에 이르기까지 시스템의 모든 계층에 효율성, 연결성, 복원력을 내재화하는 기업이 될 것입니다. 보다 지속 가능한 미래를 위한 기반은 하나의 획기적인 혁신이 아니며 오늘날 우리가 구축하는 기술에 통합된 집단적 지능입니다. DigiKey의 Sustainable Futures 동영상 시리즈 시즌 2를 통해 전자 산업의 지속 가능한 미래를 자세히 살펴보세요.

데이비드 샌디스(David Sandys)는 전 세계 전자부품 및 자동화 제품의 최첨단 커머스 유통 분야를 선도하고 지속적으로 혁신을 이끄는 DigiKey의 기술 지원 및 협력 부문 선임 이사이다. DigiKey는 약 3,000개의 유수 브랜드 제조업체에서 제공하는 1,740만 개 이상의 부품을 공급하고 있다.