반복영역 바로가기
주메뉴로 바로가기
본문으로 바로가기

유망기술찾기

유망기술검색

유망기술찾기 유망기술검색

중소기업 기술로드맵 조회결과

로드맵 분류표 보기    
반도체 센서
* 발행 년도 : 2017년
1. 기술로드맵

반도체 센서 기술로드맵

2. 개요
가. 정의 및 범위
  • 반도체 기술개발에 따른 단일센서 모듈에서 복합센서 모듈로, 더 나아가 하나의 칩으로 구성된 one-chip 복합센서를 의미함
3. 시장현황 및 전망분석
가. 세계시장

전 세계 센서 시장은 2017년 836억 달러에서 수요 급증으로 연평균 9.8% 성장하여 2020년 약 1,147억 달러 (CAGR+9.8%)로 전망됨

[ 반도체 센서 분야의 세계 시장규모 및 전망 ]

(단위 : 백만 달러, %)

반도체 센서 분야의 세계 시장규모 및 전망
구분‘15‘16‘17‘18‘19‘20CAGR
세계시장 67,700 75,300 83,600 92,900 103,200 114,70 9.8

* 출처 : 지식경제부, 센서산업 고도화를 위한 첨단센서 육성사업 기획 보고서, 2012.12

국가별 세계 센서 생산 규모에서는 미국, 일본, 독일이 70% 이상을 점유하며 세계 시장을 주도하고 있음. 한국은 중국에 이어 7위 수준이며, 2025년까지 시장 점유율 5%(생산액 5조원)를 목표로 하고 있음

반도체센서 비중은 2010년 14%에서 2020년 40%로 크게 높아질 것으로 전망됨 (2014 하반기 산업전망: 유진투자증권, 2014. 5)

  • MEMS 센서, CIS, 레이더 SoC 등의 반도체 센서가 전체 센서시장의 성장을 주도하고 있음

[ 반도체 센서 비중의 증가 ]

반도체 센서 비중의 증가

* 출처 : IC insights 2012, ICT standarizationRoadmap 2010, iSuppliMarket Tracker : MEMS 2009, Yole 2010

지역별로 센서시장의 규모를 살펴보면 2014년 기준으로 북미지역이 255억 달러 규모, 점유율 32%로 가장 크고, 유럽, 아시아-태평양 지역이 그 뒤를 잇고 있음

  • 센서시장의 성장률을 살펴보면, 아시아-태평양 지역이 2019년 기준으로 유럽시장을 제치고 북미에 뒤이어 두 번째로 큰 시장을 형성할 것으로 전망됨

[ 세계 지역별 센서 시장 전망 ]

(단위 : 백만 달러, %)

세계 지역별 센서 시장 전망
구분2012201320142019CAGR
북미지역 22,420 23,835 25,525 37,170 7.8
유럽지역 19,715 20,980 22,395 32,450 7.7
아시아-태평양지역 17,240 19,300 21,310 32,570 8.9
기타지역 8,805 9,625 10,310 13,910 6.2
합계 68,180 73,740 79,540 116,100 7.9

* 출처 : BCC Research, Global Markets and Technology for sensors, 2013

나. 국내시장

산업통상자원부(이하 산업부)의 보도에 따르면, 국내 센서 내수시장은 2017년 약 82억 달러 규모에서 연평균 성장률 10.5%로 성장하여 2020년 99억 달러 규모로 성장할 것으로 전망됨. 세계 시장에 비해 고속으로 성장 중임

[ 반도체 센서 분야의 국내 시장규모 및 전망 ]

(단위 : 억 원, %)

반도체 센서 분야의 국내 시장규모 및 전망
구분‘16‘17‘18‘19‘20‘21CAGR
휴대폰 18,590 21,912 25,198 28,977 29,176 33,552 15.0
자동차 40,481 45,935 49,931 51,275 52,385 56,942 8.78
기타 17,711 20,347 22,381 24,619 25,533 28,086 10.50
합계 76,782 88,194 97,510 104,981 106,989 118,580 10.50

* 출처 : 지식경제부, 센서산업 고도화를 위한 첨단센서 육성사업 기획 보고서(2012) 바탕으로 추정

  • 국내 내수시장은 세계 시장보다 높은 성장률이 예상되나 국내 기업의 내수시장 점유율은 10.5% 수준으로 매우 낮은 상황
  • 국내 기업의 생산액은 ’12년 기준 13.3억 달러 규모로 세계 시장에서 차지하는 비중은 1.9%로 매우 낮은 수준
  • 정부는 ‘첨단 스마트 센서 육성사업’에 ’15년부터 6년간 1,508억 원을 투자할 계획이며, ’20년 기준 42억 달러 생산과 21억 달러 수출을 달성할 것을 목표로 설정
반도체 센서 중 하나인 자동차용 센서는 2017년 43억 달러에서 2020년 48억 달러, 스마트폰용 센서는 2017년 20억 달러에서 2020년에는 27억 달러로 성장이 예상되며, 이 2가지 분야가 전체 센서 시장의 70% 이상을 차지하고 있음

반도체 센서 국내 생산은 2011년 11.5억 달러로 세계 시장 1.6%, 국내 시장의 24%에 불과함. 더욱이 센서시장은 IoT 시대의 도래에 따라 소비자의 안전성, 편의성 등의 요구 증대로 첨단센서 비중이 높아지고 있어 센서산업 육성이 필요함

[ 국내 센서산업 시장 규모 현황 및 전망 ]

(단위: 억 달러, %)

국내 센서산업 시장 규모 현황 및 전망
구분2012201320142020CAGR
국내 내수시장 54 60 65.7 99 10.4
국내 생산액 13.3 15.3 17.7 42 15.5
수출액 7.6 8.6 9.8 21 13.5
수입액 48.3 53.3 57.8 78 8.2
세계시장에서 국내생산 비중(%) 1.9 2.1 2.2 3.4 -
국내기업의 내수시장 점유율(%) 10.5 11.2 12.0 21.2 -

* 출처: 지식경제부(2012), “센서 산업 발전 전략” 보도자료를 기반으로 ETRI 산업 전략 연구부 추정

국내 기업은 기술력 부족으로 센서칩을 수입해 모듈화하는 수준임

  • 국내 센서 기업의 평균 매출액은 50억원 미만의 소규모 업체가 63%를 차지할 정도로 매우 영세함
  • 생산제품의 핵심소자, IC 등은 수입에 의존하고 있어 신제품 개발과 고부가가치 창출 곤란함
  • 특히, 수요가 증가하는 반도체 센서의 경우 이미지 센서를 제외하고 거의 100%를 수입하고 있어 국내기업의 시장 점유율은 더욱 낮아질 전망
4.기술분석
가. 기술환경 분석
반도체 센서를 만들 수 있는 파운드리와 팹리스는 50% 정도의 큰 비중을 차지하고 있는 산업이며, 최근 IoT 시장의 도래로 국내기업에도 새로운 성장의 기회가 도래함. 그러나 막대한 팹 건설비용과 설계 IP의 부족으로 중국, 대만 등에 추격당하고 있는 실정이며, 국내 센서기업의 지원인프라는 매우 미흡한 실정임
국내 유일의 MEMS 팹이었던 지멤스가 운영 어려움으로 문을 닫은 후 국내 MEMS 파운드리 인프라가 사라짐. DB하이텍(옛 동부하이텍)이 MEMS 센서 파운드리 사업을 소규모로 시작했지만, 센서 업체 대부분은 양산에 나서려면 수백억원을 들여 자체 팹을 구축하거나 대만이나 싱가포르 등 해외 파운드리를 돌아다닐 수밖에 없는 실정임
지멤스가 보유했던 장비를 대전 KAIST 나노종합기술원과 포항 포스텍 나노융합기술원, 수원 한국과학기술원으로 기증하고, 2018년 7월 나노종합기술원 내에 첨단센서 팹이 문을 열면 다소나마 숨통이 트일 것으로 보이지만 지속적인 인프라 확대를 위해서는 신규 장비 투자와 엔지니어가 절실한 상황
대전 KAIST부설 나노종합기술원은 기존에 셋업된 8인치 기반의 Si CMOS 180nm 반도체 공정 기술과 MEMS 공정을 한 번에 할 수 있는 국내 유일한 인프라 기관임

연구 개발 동향

  • 모바일 IT 시대가 도래하면서 무엇보다도 초소형의 반도체 센서(CMOS, MEMS)가 요구됐으며, 이후 벌크형 센서와 초소형 센서가 하나의 반도체 칩 안에 집적화된 iMEMS 센서, 하나의 칩으로 동시에 구현하거나 두 가지 센서를 하나로 통합하는 융복합 센서(Combo, Multi)로 발전해 옴
  • 시스템 분야는 소형화와 대량생산화 등의 패키지 분야의 이슈가 크며, 벌크 시스템 형태에서 SiP(System in Package), SoC (system-on-a Chip) 기술로 발전하고 있음
  • 반도체 센서 기술의 주요 이슈로는 고성능화(기계/전기식, 광/전자 센서), 소형화 (CMOS, MEMS 센서), 다기능화(복합 센서), 저전력화(나노 센서) 등이 있음

    [ 나노종합기술원 반도체 및 MEMS 장비 보유 현황 ]

    나노종합기술원 반도체 및 MEMS 장비 보유 현황

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

[ 8대 핵심 스마트 센서 분야 ]

8대 핵심 스마트 센서 분야
센서분야중분류주요기능 및 적용 제품(시스템)
레이더센서 2D 레이더 영상 레이더 전방충돌방지시스템 자동차, 군수, 보안
물체형상인식센서 PMD 라이더 FPA 라이더 3차원 거리 측정 첨단UI/UX 기술, 게임기, 로봇, 가전
자기IC센서 스마트 자기센서 회전속도, 각도측정 배터리 감시, 전력모니터링
자이로센서 MEMS 자이로센서 3축자이로센서,MEMS패키징,9축모션 SoC통합형
압력센서 MEMS 압력 반도체 압력 자동차용 압력센싱 나노센서 고압/고감도 반도체식 압력트랜스듀서
영상센서 다파장 영상센서 초소형 영상센서 WDR 영상센서 적외선/가시광 WDR 영상센서 로봇비전용 초소형 영상센서 초광대역 이종접합 영상센서
광센서 적외선 Optics Fiber Optics 바이오 Optics 적외선 감지건축물 안전진단, 전력기기 진단 산업, 항공, 전력, 의료
바이오메디컬센서 암진단 센서 마이크로 유체칩 모바일용 진단칩 Digital X-ray 폐암진단 마이크로유체칩 휴대형 저전력소모형 바이오센서 디지털 X-ray 바이오센서

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) 등

  • 시스템 분야는 소형화와 대량생산화 등의 패키지 분야의 이슈가 크며, 벌크 시스템 형태에서 SiP(System in Package)로 발전하여 패키지를 층층이 쌓는 MCP(Multi-Chip Package)가 등장
  • 앞으로는 SoC 형태의 MEMS와 CMOS를 직접 집적하는 iMEMS가 등장할 것이며, 나노 기술이 접목되면서 소형화 및 멀티 센서로 진행될 것으로 전망
5. 핵심요소기술 선정
  • 확정된 요소기술을 대상으로 산․학․연 전문가로 구성된 핵심요소기술 선정위원회를 통하여 중소기업에 적합한 핵심요소기술 선정
  • 핵심요소기술 선정은 기술개발시급성(10), 기술개발파급성(10), 단기개발가능성(10), 중소기업 적합성 (10)을 고려하여 평가

[ 반도체 센서 분야 핵심요소기술 ]

반도체 센서 분야 핵심요소기술
분류핵심요소기술개요
인지형 스마트 디바이스 생산공정 서비스/상황/이치 인지용 디바이스/센서 기술 공정별 상황과 생산품의 위치, 상태를 인지하는 기술 개발
자율교정을 위한 인지형 스마트 디바이스(영상)/센서 기술 비정형적 상황에 대한 센싱 모니터링 기술
스마트 디바이스(영상)/센서용 내장형 OS기술 다기능성 스마트디바이스 경량 OS기술
이벤트 처리 분석 수집 데이터 고속 필터링 연관매칭 기술 수집데이터 분류/ 매칭 기술 개발
메모리 기반의 비정형 데이터 고속 분석 기술 비정형 데이터 고속 처리 기술 개발
센싱정보 링크 이종센서 변환 및 연결기술 이종센서의 정보변환 및 연결기술개발
Factory-Thing 자원관리 소프트웨어 정의 FCM 제어기술 생산 디바이스의 유연성 확보 기술 개발