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20 기계&자동화
국내외 MEMS 센서(sensor) 시장 최신 현황
MEMS(Micro Electro Mechanical System)는 ‘초소형 전자기계 시스템’을 일컫는 말로
마이크론 단위의 기계적 구조물과 전자회로가 집적화되어 결합된 시스템, 즉
전자기계 소자를 육안으로는 볼 수 없을 정도로 작게 만든 반도체의 일종을
의미한다. MEMS 기술은 크게 센서와 액추에이터로 분류할 수 있는데,
본고에서는 물체의 환경을 변경하지 않고 그 상태를 측정하는
것으로 움직임/가속도, 압력, 위치파악, 화학, 온/습도 센서,
Bio-MEMS 등의 MEMS 센서에 대해 집중적으로
다루었다.
<표 1> 세계 MEMS 센서 시장 규모 전망(단위 : 억 달러, %)
구 분 2012 2016(E) 2017(E) 연평균 성장률
세계 MEMS 센서 시장 110 185 210 13.8
세계 MEMS
모바일 디바이스 (휴대폰, 태블릿)
17 43 54 26.0
마이크로 유체 센서 16 39 48 24.6
콤보 센서 2 11 17 53.4
※ 자료 : Yole Development, “New MEMS opportunities in cell phones and tablets”, “MEMS Trends”, 2012. 4.
자료제공 : 전자부품연구원
정리 : 김기영 기자 [email protected]
1. 세계 산업 현황
글로벌 리서치 전문업체인 Yole Development의
발표 자료에 의하면, 세계 MEMS 센서 시장 규모는
2012년 110억 달러 수준에서 2017년에는 약 210억 달러로
연평균 13.8 %의 성장세가 전망되고 있다.
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2014 JANUARY 21
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특히, 휴대폰, 태블릿 PC 등의 모바일 기기에서의 꾸준한 수요 증가가 시장 성장의 견인차
역할을 할 것으로 기대되고 있으며, 모바일 디바이스 분야에서의 세계 MEMS 센서 시장
규모는 2012년 17억 달러로 전체 MEMS 센서 시장의 15.5 % 비중을 차지하고 있으나,
연평균 26.0 %의 성장률로 2017년에는 그 규모가 54억 달러에 달하며 전체 MEMS 센서
시장의 25.7 % 점유율을 차지할 것으로 예상된다.
또한, 마이크로 유체 센서와 콤보 센서 역시 2012~2017년까지 각각 연평균 24.6 %와
53.4 %의 비약적인 성장이 전망되어 2017년에는 마이크로 유체 센서 시장 규모가 48억
달러, 콤보 센서가 17억 달러에 달할 것으로 전망된다. 가격의 저가화, 제품의 고성능화,
새로운 고부가가치 기능 실현 등의 다양한 니즈에 대응하기 위해 센서 통합 및 센서 융합
등이 새로운 트렌드로 떠오르고 있는 만큼 단일 패키지 안에 많은 기능을 통합한 콤보 센서
시장 역시 향후 높은 성장세를 보일 것으로 기대되고 있다.
<그림 1> 애플리케이션별 MEMS 세계 시장 규모 현황 및 전망
※ 자료 : Semico Research Corp, “Opportunities in the MEMS Market”, 2012. 12.
<그림 2> 애플리케이션별 세계 MEMS 출하량 현황 및 전망
※ 자료 : Semico Research Corp, “Opportunities in the MEMS Market”, 2012. 12.
2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015
2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015
DisplaysOther ConsumerOther IndustrialOther Cell PhoneSmartphoneAutomotiveComputingVideo Game ConsoleGPSPMPMP3DVD PlayerDVD RecorderBlu Ray PlayerBlu Ray RecorderSet Top BoxDTVDigital Video CameraDigital CameraHandheld Video Game
$ 30,000
$ 25,000
$ 20,000
$ 15,000
$ 10,000
$ 5,000
$ 0
Millio
ns
of Dolla
rs
DisplaysOther ConsumerOther IndustrialOther Cell PhoneSmartphoneAutomotiveComputingVideo Game ConsoleGPSPMPMP3DVD PlayerDVD RecorderBlu Ray PlayerBlu Ray RecorderSet Top BoxDTVDigital Video CameraDigital CameraHandheld Video GameDigital Photo Frame
16,000
14,000
12,000
10,000
8,000
6,000
4,000
2,000
0
Millio
ns
of Units
22 기계&자동화
기술르포 | 국내외 MEMS 센서(sensor) 시장 최신 현황
Semico Research에서 발표한 “Opportunities in the MEMS Market” 보고서에서 역시
스마트폰 분야에서의 MEMS 센서 수요가 지속적으로 증가하면서 그 동안 MEMS 시장의
성장을 주도해왔던 자동차 분야의 비중을 추월할 것으로 전망하고 있다.
Yole Development에 의하면, 주요 업체별 2011~2012년 MEMS 분야의 매출 순위는
Bosch가 1억 4백만 달러로 1위를 차지하였으며, 그 다음으로 STMicroelectronics 9,400
만 달러, Knowledges Acoustics 7,800만 달러, Panasonic 5,000만 달러 등의 순으로
나타났다. 현재 휴대폰 및 태블릿 등의 모바일 디바이스 부문의 MEMS 센서 시장은
STMicroelectronics, AKM, Avago, Knowledges Acoustics 등이 시장을 장악하고 있는
과점 형태를 띠고 있다.
특히 전체 MEMS 센서 시장에서 약 40 %의 점유율을 차지하며 선두자리를 지키고 있는
STMicroelectronics의 경우 모바일 디바이스 부문 3축 가속도계 MEMS 센서 시장의 51.9
%, 모바일 디바이스 부문 3축 자이로스코프 MEMS 센서 시장의 78.1 % 점유율로 모바일
디바이스 부문의 MEMS 센서 시장에서 독보적인 위치에 있는 기업이다.
최근에는 고대역폭, 저소음, 기계적 안정성 및 열 안정성, 최대 ±18 g의 풀스케일을 제공하는
고성능 3축 MEMS 가속도 센서 ‘LIS344AHH’를 새롭게 선보여, 기존의 최대 ±16 g 풀스케일
범위를 제공하는 유사 칩보다 성능이 향상되었으며, 높은 데이터율과 저노이즈 구동을
통합하여 미세한 진폭의 움직임도 모니터링 할 수 있어서 모션 인식기반 제어 기기에서도
더욱 매끄럽고 뛰어난 대응력을 구현하여 버추얼 증강 현실과 같은 어려운 애플리케이션
지원도 가능하다. 새롭게 공개한
STMicroelectronics의 고성능 3
축 MEMS 가속도 센서는 산업용
제어나 충격 모니터링뿐만 아니라,
게임기, UI, 증강현실 등을 더욱
향상시킬 것으로 기대되고 있다.
한편, Invensense (인벤센스)사는
세계 시장에서 약 9 % 내외의 점
유율로 업계 4위를 차지하고 있는
MEMS 센서 전문업체로 스마트폰
과 게임기 등에 탑재되는 자이로,
가속도 등 MEMS 기반 모션 센서
를 주력 제품으로 취급하고 있다.
가속도 및 자이로스코프 기능이
<표 2> 2011~2012년 MEMS 분야 매출액 Top10 업체
(단위 : 백만 달러)
순위 업체명 매출액
1 Bosch 104
2 STMicroelectronics 94
3 Knowledges Acoustics 78
4 Panasonic 50
5 Invensense 43
6 Infineon 36
7 AAC 31
8 Triquint 28
9 Avago 25
10 MSI 19
※ 자료 : Yole Development, “Status of the MEMS Industry report”, 2013, 7.
2014 JANUARY 23
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통합된 인벤센스의 최신 6축 MEMS 센서 ‘MPU-
6500’은 최근 삼성전자가 출시한 전략 스마트폰
갤럭시노트3에 탑재되었으며, 삼성전자 등의 국내
대형 고객사 지원을 위해 2013년 10월 서울에 디
자인 연구개발센터를 개설, 국내에서 MEMS 시스
템온칩에 필요한 소프트웨어 및 솔루션 개발 역할
을 담당하게 될 것이라고 밝힌 바 있다.
2. 국내 산업 현황
글로벌 리서치 업체 Yole Development는 국내 MEMS 센서 시장 규모를 2012년 1,005억
원에서 2016년 1,748억 원 수준을 거쳐 2017년에는 2천억 원을 돌파할 것으로 전망하고
있다. 이처럼 2012~2017년까지 연평균 15 % 가량의 지속적인 성장세가 예상되고 있고,
시스템반도체 분야의 차세대 성장 동력으로 각광받고 있지만 국내 업체들은 시장진입조차
제대로 하지 못하고 사실상 거의 전량을 수입에 의존하고 있는 실정이다.
국내 중소기업들을 중심으로 MEMS 센서의 국산화 시도가 몇 번 있었지만 상용화에는
실패하여 MEMS 사업을 중단하거나, 뚜렷한 매출액을 내지 못하는 등 고전을 면치 못하
였으며, 삼성전자 등의 일부 대기업들 역시 다품종 소량생산이 중심인 MEMS 시장 진입
은 주저해왔다. 2005년 정부가 센서 중소기업 지원 방안 일환으로 중소 팹리스 업체들이
초도물량을 위탁생산 하도록 팹을 설립, 5년 이상 정부 지원을 받았지만, 이렇다 할 성과를
내지 못해 감사원 지적을 받기도 하였다. 2012년 1월에는 팹리스 업체 티엘아이가 MEMS
3축 가속도 센서 개발에 성공하며, 세계적인 수준에 못지않은 품질 및 성능으로 관련 업
계의 주목을 받은 바 있으나, 양산할 곳이 없어 경쟁력 있는 가격으로 제품을 상용화하기
에 어려움을 겪어왔다.
최근에는 정부 지원으로 설립되었던 국내 유일의 MEMS 센서 양산 팹이 2011년 지멤스라는
이름으로 민영화되어 본격적인 양산에 돌입하며 재도약에 나서고 있으며, 티엘아이와도
MEMS 시설 생산을 위한 전략적 협의를 통해 양산에 들어갈 것으로 기대되고 있다.
<표 3> 국내 MEMS 센서 시장 규모 전망(단위 : 억 원, %)
구 분 2012 2016(E) 2017(E) 연평균 성장률
국내 MEMS 센서 시장 1,005 1,748 2,010 14.9 %
※ 자료 : Yole Development, “New MEMS opportunities in cell phones and tablets”, “MEMS Trends”, 2012. 4.
<그림 3> STMicroelectronics의
MEMS 3축 가속도 센서
※ 자료 : STMicroelectronics
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국내 MEMS 센서 시장 동향
국내 MEMS 센서의 시장을 파악하기 위해 통계청의 “광업·제조업통계조사 보고서[품목
편]”와 “광공업 동태조사[품목별]”를 활용하여 센서와 자동차용 센서에 대한 연도별 시장
통계를 분석하였다.
<표 4> 국내 MEMS 센서 관련 품목 시장현황
품목별 구 분 2007 2008 2009 2010 2011전년대비 증감률
센서
사업체수(개소) 115 110 95 93 105 12.9 %
생산액(백만원) 708,769 642,848 406,063 437,909 498,160 13.8 %
출하액(백만원) 710,074 634,853 405,144 443,914 497,247 12.0 %
자동차용 센서
사업체수(개소) - - 13 23 26 13.0 %
생산액(백만원) - - 212,095 427,394 669,943 56.8 %
출하액(백만원) - - 211,400 428,486 668,323 56.0 %
※ 자료 : 통계청, “광업·제조업통계조사 보고서[품목편]”, 2013. 10.
<표 5> 국내 MEMS 센서 관련 품목 시장현황 분석
품 목 구 분
사업체수 생산액(백만 원) 출하액(백만 원)
연평균연평균 성장률
연평균연평균 성장률
연평균연평균 성장률
센서 2009~2011 98 5.13 % 447,377 10.76 % 448,768 10.79 %
자동차용 센서 2009~2011 21 41.42 % 436,477 77.73 % 436,070 77.80 %
※ 자료 : ㈜밸류애드, 2013. 10.
국내 센서의 2009년부터 2011년까지 시장통계 분석 결과, 2011년도 사업체 수는 105개
소로 감소 후 증가 추세, 생산액은 4,981억 원으로 지속적인 증가 추세, 출하액은 4,972억
원으로 지속적인 증가추세로 분석되었으며, 자동차용 센서의 경우, 2011년도 사업체 수는
26개소, 생산액은 6,699억 원, 출하액은 6,683억 원으로 사업체 수와 생산액 및 출하액
모두 2009년부터 2011년까지 지속적인 증가 추세로 분석되었다.
3. 기업 현황
㈜지멤스
지멤스는 2005년 정부가 센서 중소기업 지원 방안 일환으로 중소 팹리스 업체들이 초도
물량을 위탁생산 하도록 만든 인천 송도 제조 공장을 2011년 정부가 센서산업의 발전을
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지원하기 위해 정보통신산업진흥원(NIPA)이 574억 원을 현물 출자하고, 지멤스 컨소시엄
이 320억 원을 현금 출자해 만들어진 합작 법인이다.
공정 기술력 감소 및 고객사 미확보 등으로 적자난에 시달려왔으나, 대대적인 재정비에
나서며 재도약을 시도하고 있으며, 최근에는 국내외 MEMS 설계 회사 10곳과 외주생산
(파운드리) 계약 체결에 성공하였으며, 향후 양산을 위한 개발 단계 업체도 10군데
확보하였다. 지멤스는 8인치 웨이퍼 기준 월 3,000장 수준 생산능력을 보유하고 있어
MEMS 초기 국산화에도 도움을 줄 전망이며, 가속도 센서는 8인치 웨이퍼 팹 한 장에 각종
수율을 감안해도 1만 5,000개 이상 만들 수 있어 월 웨이퍼 1,000장을 사용하면 연간 2억
개에 달하는 센서 제작이 가능한 것으로 파악되고 있다.
㈜티엘아이
티엘아이는 1998년 10월에 설립되
어 LG 디스플레이에 공급하고 있는
Timing Controller, BOE-OT에 공
급하는 LCD Driver IC 등을 주력 제
품으로 사업을 영위하고 있는 반도체
설계 전문업체이다.
최근 MEMS 센서, LED Driver IC,
ROIC 등의 신규 사업 확장을 통해 새
로운 성장 동력을 확보하고 있으며,
특히 MEMS 3축 가속도 센서 개발 성
공으로 본격적인 양산에 돌입하면 국
내 시장의 수입 대체 효과뿐만 아니
라, 중국 등의 스마트폰 제조업체로의
수출 효과까지 기대할 수 있을 것으
로 보인다. 각속도 센서, 근조도 센서
등의 개발에도 박차를 가하며 MEMS
센서 라인업을 지속적으로 확대할
계획이다.
㈜파트론
파트론은 2003년 1월에 설립된 부품 전문업체로 사업부문은 크게 휴대폰용 부품과 기타
<표 6> ㈜티엘아이의 2013년 상반기 매출 현황
(단위 : 백만 원, %)
품 목 매출액 비 중
Timing Controller 31,331 93.17
LCD Driver IC 543 1.61
ROIC 1,435 4.27
임대료 외 318 0.95
합계 33,627 100.00
※ 자료 : ㈜티엘아이, “반기보고서”, 2013. 10.
<그림 4> ㈜티엘아이의 MEMS 3축 가속도 센서
※ 자료 : ㈜티엘아이
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비휴대폰용 부품(통신시스템, 가전,
내비게이션 등) 부문으로 분류되며,
주요 제품으로는 카메라 모듈, 안테
나, 수정디바이스, 유전체필터, 아
이솔레이터 등으로 최근 센서류, 마
이크, 광마우스, 진동모터, RF모듈
등의 신규사업을 추진하고 있다.
2012년 12월에는 국내 최초로 스마
트폰용 대기압력센서 모듈 개발에 성공하며, MEMS 센서 사업 분야에 본격 진출하였
다. 이 제품은 주변 대기압을 측정, 사용자가 위치한 장소의 높이를 인식하는 센서로
3.5×3.0×1.1 ㎜의 초소형 크기로 개발되어 스마트폰의 지도 애플리케이션에 적용함으로
써 사용자에게 건물의 층수나 해발 고도 등 정확한 위치 정보를 제공할 수 있도록 해준다.
해외 업체들과 기술제휴를 단행, MEMS 센서는 미국 GE가, 주문형반도체(ASIC)는 독일
의 ZMDi가 설계를 맡았으며, 파트론은 모듈 개발 및 생산, 판매를 추진한다.
또한, 40 ㎛ 크기의 음향 홀에 직접 발수 코팅을 처리해 성능을 끌어올리고, 국제전기기술
위원회(IEC)의 방수·방진 등급 IP57 인증을 획득한 MEMS 마이크로폰 개발을 완료하고
2013년 3분기 양산에 돌입할 계획이다.
<표 7> ㈜파트론의 2013년 상반기 매출 현황(단위 : 백만 원, %)
사업부문 품 목 구체적 용도 매출액 비 중
휴대폰용 부품 카메라모듈, 안테나, 수정발진기, 센서류 휴대폰 461,167 80.68
기타 부품 (비휴대폰용 부품)
카메라모듈, 안테나, 수정발진기, 유전체필터, 아이솔레이터, RF모듈, 관통콘덴서, 진동모터, 마이크폰, 센서류, LED, 초정밀
커넥터, BLU, LCD모듈
통신시스템, 가전, 내비게이션
110,451 19.32
합계 - - 571,618 100.00
※ 자료 : ㈜파트론, “반기보고서”, 2013. 10.
<표 8> ㈜파트론의 MEMS 센서 관련 매출 실적(단위 : 백만 원)
사업부문 품 목 구분 2011년 2012년 2013년 상반기
휴대폰용 부품카메라모듈, 안테나, 수정발진기, 센서류
수출 9,308 41,074 34,865
내수 266,877 652,182 426,302
합계 276,184 693,257 461,167
※ 자료 : ㈜파트론, “반기보고서”, 2013. 10.
<그림 5> ㈜파트론의 MEMS 대기압력센서
※ 자료 : ㈜파트론
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4. 국내 수출입 현황
MEMS 센서와 관련된 수출입 현황을 살펴보기 위해 수출입 코드를 검색하여 관련이 높거
나 유사한 품목으로 “HS Code 9024901000”로 한정하여 분석하였다.
<표 9> MEMS 센서 관련 국내 수출입 동향(단위 : 천불)
구 분 2010 2011 2012 2013(9)
수출금액 118 227 2,078 12,521
증가율 -52.99 % 92.37 % 815.42 % -
수입금액 1,105 3,488 2,896 1,673
증가율 80.26 % 215.66 % -16.97 % -
※ 자료 : 무역협회, “무역정보네트워크 서비스” 이용, ㈜밸류애드 재구성, 2013. 10.
<그림 6> MEMS 센서 관련 수출입 그래프
※ 자료 : 무역협회, “무역정보네트워크 서비스”, 2013. 10.
한국 MEMS 센서의 2010년부터 2013년까지 수출동향을 살펴보면, 2010년의 118천불이
가장 낮은 수출을, 2013년의 12,521천불이 가장 높은 수출을 기록하였고, 수입의 경우 2010
년의 1,105천불이 가장 낮은 수입을, 2011년의 3,488천불이 가장 높은 수입을 기록하였다.
최근의 수입과 수출을 비교해보면, 수출이 수입보다 648.42 % 높았다.
<표 10> MEMS 센서 관련 국가별 수출입 현황(한국-2012년)(단위 : 천불)
구 분수 출 수 입
국가명 금액 비중 국가명 금액 비중
1 홍콩 1,854 89.2 % 미국 1,282 44.3 %
2 미국 67 3.2 % 독일 1,028 35.5 %
(단위 : 천불)
수 출수 입
2010 2011 2012 2013(9)
14,000
12,000
10,000
8,000
6,000
4,000
2,000
0
28 기계&자동화
기술르포 | 국내외 MEMS 센서(sensor) 시장 최신 현황
구 분수 출 수 입
국가명 금액 비중 국가명 금액 비중
3 중국 52 2.5 % 일본 330 11.4 %
4 태국 33 1.6 % 영국 63 2.2 %
5 일본 16 0.8 % 대만 38 1.3 %
6 인도네시아 12 0.6 % 중국 29 1.0 %
7 대만 4 0.2 % 이탈리아 14 0.5 %
8 베트남 3 0.1 % 뉴질랜드 8 0.3 %
9 - - - - - -
10 - - - - - -
그외 기타 국가 37 1.8 % 그외 기타 국가 104 3.6 %
상위 8개국 합 2,041 98.2 % 상위 8개국 합 2,792 96.4 %
전체 2,078 100.0 % 전체 2,896 100.0 %
※ 자료 : ㈜밸류애드, 2013. 10.
수 출 국 수 입 국
<그림 6> MEMS 센서 관련 국가별 수출입 분석(한국-2012년)
※ 자료 : ㈜밸류애드, 2013. 10.
한국 MEMS 센서의 2012년 국가별 수출을 분석해보면, 전체 수출액은 2,078천불을 기록
하였고, 홍콩이 1,854천불로 2012년 전체 수출액의 89.22 %로 가장 높은 비중을 나타내었
으며, 미국 67천불(3.22 %), 중국 52천불(2.50 %)의 순으로 분석되었다.
2012년 국가별 수입을 분석해보면, 전체 수입액은 2,896천불 중 미국이 1,282천불로 2012
년 전체 수입액의 44.27 %로 가장 높은 비중을 나타내었으며, 독일 1,028천불(35.50 %),
일본 330천불(11.40 %)의 순으로 분석되었다.
미국3.2 %
미국44.3 %
독일35.5 %
중국2.5 %
기타5.1 %
기타8.8 %
일본11.4 %
홍콩89.2 %
