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중소기업 기술로드맵 조회결과

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센서 및 화상처리 기술
* 발행 년도 : 2017년
1. 기술로드맵

센서 및 화상처리 기술 기술로드맵

2. 개요
가. 정의 및 범위
  • 정의 : 스마트센서는 스마트한 제조환경을 가능하게 하는 제조업에서의 다양한 정보를 감지할 수 있는 센싱소자와 신호처리가 결합하여 데이터 처리, 자동보정 자가진단, 의사결정 기능을 수행하는 ‘소형, 경량, 다기능, 고편의성, 고부가가치의 센서’를 의미
  • 범위 : 화상처리 기술은 영상카메라를 활용하여 제조환경에서의 모니터링, 생산라인에서의 제품 위치 파악, 제조 환경 조절을 통하여 생산에서의 문제를 최소화하고 생산제품의 불량률을 최소화하기 위한 기술을 의미
나. 주요 제품

[ 제품분류 관점 기술범위 ]

주요제품 분류표
기술개발테마제품분류 관점세부기술
센서 및 화상처리 기술 기반기술 MEMS 기술
  • 각속도, 가속도, TPMS, 압력 센서 등
  • 미세전자기계시스템
SoC 기술
  • CIS(CMOS image sensor), 온습도, 조도센서 등
Nano 기술
  • 바이오 센서, 셀기반, 나노모터, Nano-FET 가스센서
  • 물질을 10억 분의 1미터 단위로 제작, U-헬스케어의 핵심 기반
임베디드 소프트웨어
  • 센싱 기능에 데이터 처리, 의사 결정, 통신 기능 등이 결합
  • 자동 보정, 상황 판단, 네트워킹 등이 가능
물리센서
  • 압력센서, 가속도센서, 각속도센서, 온도센서 등
화학센서
  • 가스센서, CO2센서, 스모크센서 등
바이오센서
  • 혈당센서, 단백질센서, DNA센서, 세포칩 등

[ 공급망 관점 기술범위 ]

주요제품 분류표
기술개발테마공급망관점세부기술
센서 및 화상처리 기술 스마트공장
  • 스마트공장 내의 다양한 센서 및 디바이스 정보 수집, 분석을 통하여 이벤트를 처리하고, 가상시스템 설계를 통한 시뮬레이션 환경 구축, 고장 예지 보전, 실시간 모니터링이 가능한 스마트공장 구축에 필요한 핵심 센서들과 관련 기술
자동차
  • 거리 및 공간 스캔 기능을 갖는 센서를 융·복합화하여 3차원 공간을 정밀 스캐닝하며, 높은 거리 분해 능력을 가지는 광학 시스템 설계 기술
  • 장애물 검출을 위한 고속 영상처리 기술 등의 융합 기술이 집적된 첨단 센서
모바일/게임디바이스
  • 모바일 기기용 복합 모션 감지가 가능한 10축(3축 가속도·자이로·지자계 + 1축 압력) 초소형 저전력 스마트 콤보 센서로 최근 스마트 모바일 기기 인터페이스 구현의 핵심 센서
헬스케어
  • 생체정보 인식, 환자상태 실시간 센싱, 동작센싱 등의 정보를 유무선 통신 기능을 통하여 전달하고 분석하여 서비스에 활용하는 데 사용되는 관련 센서
보안
  • 소형화된 스마트 센서의 등장으로 언제 어디서나, 전문가가 아닌 개인도 쉽게 사용할 수 있는 진단·검사 기기의 개발이 가능하며, 바이오·나노 기술과의 융합은 센서의 민감도(sensitivity) 및 측정의 정확도를 향상시켰고, 반도체 및 MEMS 기술의 도입으로 초소형의, 독자적 판단력을 지닌 센서가 등장
3. 시장현황 및 전망분석
(1) 세계시장

전 세계 센서 시장은 2016년 51억 달러에서 2021년 약 63억 달러로 성장 전망

(단위: 백만달러,%)

전 세계 센서 시장은 2016년 51억 달러에서 2021년 약 63억 달러로 성장 전망
구분‘16‘17‘18‘19‘20‘21CAGR
세계시장 5,100 5,330 5,569 5,820 6,082 6,356 4.5

* 출처 : Markets and Markets analysis (2014), KISTI 마켓리포트 스마트팩토리 (2016)

(2) 국내시장

센서 관련 국내 시장규모는 2016년 799억 원에서 2021년 1,316억 원으로 성장 전망

(단위: 억원,%)

스마트 환경 센서 국내 시장규모 및 전망
구분‘16‘17‘18‘19‘20‘21CAGR
국내시장 799 883 976 1,078 1,191 1,316 10.5

* 출처 : KISTI 마켓리포트 스마트 환경 센서 (2017)

4.기술분석
(1) 기술개발트렌드

센서기술은 크게 시스템의 요구사항에 따라 발전하여 왔으며, 기존의 산업용 센서는 벌크형 센서(Discrete)로 크기에 상관없이 특정 기능만 구현함

모바일 IT시대가 도래하면서 무엇보다도 초소형 센서(CMOS, MEMS)가 요구됐으며, 이후 벌크형 센서와 초소형 센서가 하나의 반도체 칩 안에 집적화된 iMEMS센서, 하나의 칩으로 동시에 구현하거나 두 가지 센서를 하나로 통합하는 융복합 센서(Combo, Multi)로 발전

센서들은 기계 조작과 창고 관리, 공정 제어 등 제조업에 중요한 역할을 담당하고, 기계 조작 및 창고 관리에 있어서 충돌사고와 위험 지역 예방용으로 센서 기술의 수요가 높음

최근 자동차, 모바일, 웨어러블 등에 활용되는 대표적인 핵심 8대 센서에 대한 관심이 집중되어 있고 국가적 차원의 지원과 산업화가 집중적으로 진행 중

센서 기술의 주요 이슈는 센서와 회로, 시스템 기술로 구분할 수 있고, 센서는 감지방식과 감지구조가 핵심으로, 주요 이슈로는 고성능화(기계/전기식, 광/전자 센서), 소형화(MEMS 센서), 다기능화(복합 센서), 저전력화(나노 센서) 등이 있음

우리나라의 스마트센서 기술수준은 영상 센서를 제외하고 선진기업과 큰 차이를 보이며, 대부분 저가의 단순 센서 위주의 생산 활동을 펼치고 있는 것으로 판단

(2) 기술환경 분석

스마트센서의 응용분야 중 가장 큰 비중을 차지하는 것은 스마트폰임

자동차 분야에서도 스마트센서의 비중이 커지고 있고, 크게 파워트레인과 안전, 바디로 구성되며 그 중에서도 안전 분야가 스마트센서의 주 타깃임

제조업 분야에서 90년대 공장자동화에서 발전하여 현재의 스마트제조에 이르기까지 스마트센서에 대한 관심과 중요도가 증대

산업통상자원부는 「 제조업혁신 3.0전략 」 실행의 일환으로 센서산업을 미래 주력산업으로 육성하기 위해 산·학·연·관을 포함한 ‘첨단센서 2025포럼’을 발족함

센서산업의 경제적 기대효과를 분석한 결과, ‘15년 기준 4조 원의 생산유발, 1조 1천억 원의 부가가치 유발 및 13,800명 정도의 고용유발효과 창출 전망

5.핵심요소기술 선정

확정된 요소기술을 대상으로 중소기업에 적합한 핵심요소기술 선정

[ 센서 및 화상처리 기술 분야 핵심요소기술 ]

핵심기술 선정결과
분류핵심요소기술개요
기반기술 실시간 센싱 데이터 수집 및 연관매칭 기술 센서를 이용한 부품 및 장비의 상태 데이터를 실시간으로 수집하고 실제 상태와 매칭/확인하는 기술
센싱 정보융합 기반 가상 센서기술 다양한 센서들의 정보를 융합하여 필요로 하는 정보만을 추출하여 제공하는 기술
이종 센서간 통합 및 연결기술 다양한 이종 센서들 정보의 수집/처리/분석 및 외부로 전송하는 통신기능을 통합한 IoT센서 플랫폼 기술
응용 기술 비파괴 결함 센싱 및 자가진단 기술 고주파 전기신호 등을 이용하여 제품의 내부적인 결함을 비파괴적으로 탐지하고 고장 여부를 스스로 진단하는 기술
화상처리기반 제품 품질 모니터링 및 위치관리 센싱 기술 화상처리기반 제품 품질 모니터링 및 위치관리 센싱 기술
스마트 디바이스 및 센서용 내장형 OS 기술 다양한 센서의 통합 및 센싱 데이터 수집/분석/처리가 가능한 경량 OS 개발