● 포커스

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차세대 센서 IT 융합 반도체 기술 동향과 발전 전망

박승창*

최근 들어 휴대폰의 이동성, 개인성, 다매체 특성이 모두 인터넷을 기반으로 하는 정보통신방송 시장과

감시계측의료 시장으로 진입하고 있다. DMB-텔레매틱스폰에 이어 바이오 센서의 일종인 혈당 센서 모듈을

장착하여 즉석에서 당뇨증세를 자가 진단하는 도구로서 당뇨폰의 역할도 소비자들이 기대하고 있기 때문이

다. 그러한 차세대 융합폰들을 구현하는 반도체와 칩-IT 기술이 나노 신소재 기술, 바이오 신물질 기술과

융합하여 과거의 영화 같은 시장을 현실의 생활 시장으로 전환해 나아감으로써 세계 시장의 수 많은 기업들

이 미래 시장을 개척하는데 가장 필요한 확신과 전략을 더 많이 소유하고자 노력하고 있다. 본 고는 유비쿼

터스 모바일 컴퓨팅, 스며드는(Pervasive) 컴퓨팅 개념이 가까운 미래의 지구 상에 존재하는 모든 물리 공

간들을 최적의 전자 공간과 결합하는 매개체로서 지목되고 있는 ‘차세대 센서IT융합 반도체 기술’의 동향

을 분석하고 발전 방향을 전망한다. ▧

I. 서 론

2006년 5월 18일, 국내의 유비쿼터스 전문 연구

기관인 정보통신부 유비쿼터스컴퓨팅사업단은 2003

년 유비쿼터스 원천기술 확보를 목표로 시작한 제1

단계 유비쿼터스 컴퓨팅 사업이 성공적으로 마무리

됨에 따라 유비쿼터스 지능 공간(Ubiquitous Smart

Space: USS) 요소 기술 개발을 위한 제2단계 사업

을 5월부터 착수하는 일정과 내용을 발표하였다[1].

21 세기 프런티어연구개발사업의 하나인 ‘유비쿼

터스컴퓨팅ㆍ네트워크기반기술프로젝트’는 2012 년

까지 총 1,000 억 원의 정부자금이 투입되는 유비쿼

터스 분야 최대의 국책연구사업으로서 과제의 핵심

은 유비쿼터스 원천기술을 국산화하고 이를 민간부

문의 비즈니스모델로 연결하는 것인데, 사업단은 제

1 단계 사업(2003.9∼2006.3)에 이어 2009 년까지

목 차

* ㈜유오씨/수석연구원

I. 서 론

II. USN 시장의 요구

III. 센서 IT 융합 개념

IV. 국내 제품의 출시 동향

V. 국외 제품의 출시 동향

VI. 결 론

포포포///커커커///스스스

주간기술동향 통권 1318호 2007. 10. 17. ●

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총 386억 원의 예산을 투입하여 유비쿼터스 지능 공간을 구현하는 기반 기술과 스마트 오브젝

트 플랫폼, 유비쿼터스 시스템 설계, 그리고 통합 기술을 개발하는 제2단계 사업을 추진하였다.

세부적으로 보면, ① 에이전트 미들웨어 요소기술, ② 1Gbps 급 유비쿼터스 개인 통신망

uPAN(ubiquitous Personal Area Network) 기술, ③ 커뮤니티 네트워크 및 인프라 기술, ④

USS 모바일 오브젝트 기술, ⑤ USS 오픈 시스템 통합 플랫폼 등이 개발되고 있다. 더불어, 유

비쿼터스 IT 기술 개발의 시너지를 극대화할 수 있도록 주요 핵심 분야별 과제를 통합하고 기술

별 워킹그룹 및 자문위원회를 구성하였으며, 산-학-연 및 국제 연구협력도 확대하기로 정하여

제 3 단계 사업(2009∼2012 년)을 통해서 컴퓨팅과 통신, 네트워크 기술을 융합한 유비쿼터스

인터페이스 및 지능처리 기술을 개발하여 상용화할 계획을 가지고 있다.

한편, 2006년 4월 17일, 차세대 인터넷주소체계(IPv6) 기반으로 휴대인터넷(WiBro), 음성

통화, DMB(Digital Multimedia Broadcasting) 등의 서비스를 동시에 즐길 수 있는 융합형 휴대

단말기가 모다정보통신에 의해 개발되기 시작하였다. 이 회사는 정보통신부가 국가선도기반기술

개발사업의 일환으로 추진하는 ‘모바일 IPv6 기반 연동 융합단말 플랫폼 개발’ 과제의 수행기관

으로 선정되어 4 월부터 휴대인터넷 중심의 융합 휴대단말기 개발에 나섰는데, 휴대인터넷

(WiBro)을 비롯하여 위성/지상파 DMB, 무선인식 RFID(Radio Frequency IDentification)와 같

이 최근 상용화되기 시작한 각종 융합형 모바일 서비스를 제공할 수 있는 휴대단말기를 개발하

는 것으로 향후 3년간 총 116억 원 가량의 예산이 투입된다[2].

그에 따라, 소비자는 CDMA(Code Division Multiple Access) 음성통화와 DMB 방송 서비스

이용은 물론이고 무선 LAN(Loacal Area Network)이나 휴대인터넷(WiBro)을 통해서 인터넷에

접속한 다음 저렴한 가격으로 웹 서비스를 마음껏 이용할 수 있으며, 내려 받은 MP3 음악을 연

인끼리 블루투스로 동시에 감상할 수 있는 휴대단말기도 개발될 예정이다. 또한, 융합단말기에

내장되는 RFID 리더를 통해 영화 포스터에서 RFID 정보를 읽어 예고편을 보여주고 실시간 예

매까지 제공하는 새로운 비즈니스 모델도 가능해진다. 이 회사는 다양한 하드웨어를 통합적으로

제어하고 각종 응용 서비스들을 쉽게 지원할 수 있도록 차세대 인터넷주소체계인 모바일 IPv6

와 함께 새로운 WIPI(Wireless Internet) 플랫폼도 개발하여 활용할 계획이고, 그런 과제 관리

차원에서 융합단말기에 유무선 통합 브라우저와 IP Multimedia Subsystem을 적용할 방침이다.

그러한 와중에 최근 국내외 시장들을 보면, 휴대폰을 비롯한 거의 모든 융/복/결합 단말기에

탑재되어 내부의 무선인식 RFID와 다중 센서들에 의해 감지된 정보들을 무선 LAN, 무선 BAN

(Body Area Network), 무선 PAN과 같은 근거리 무선통신 채널과 이동통신 채널을 통하여 자

유 자재로 제공하게 될 UOC(Ubiquitous computing On Chip)를 비롯하여, 유비쿼터스 서버 컴

● 포커스

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퓨팅, 유비쿼터스 모바일 컴퓨팅, 유비쿼터스 웨어러블 컴퓨팅, 유비쿼터스 네트워킹 관련 기술

들이 개발되면서 디지털 컨버전스 흐름을 형성함으로써 소비자들의 미래 수요를 유도하고 있다.

어떤 UOC의 시제품을 보면, 인체의 피부에 초미세 RFIC로서 이식되거나 먹는 내시경이라

는 경구용 알약처럼 위장 속으로 물과 함께 투입되기도 하면서 사용자가 알고자 하는 병리 증상

이나 신체의 반응은 물론, 인체의 몸 주위와 바깥 공간에서 존재하는 정보들까지 전달하여 환자

자료를 분석하고 판단하기 위하여 병실 공간에 설치된 무선 통신 노드들로서 RFID Reader,

Sink Node, Gate Node, Access Point, Service Robot, Repeater, Gap Filler, Smart Phone,

Auto PC 등에 접속하려고 물리적인 매체를 다양화/합성화하는 기술들이 연구 개발되고 있다.

아마도, 2030 년 즈음에 보편적 생활로서 완성될 ‘유비쿼터스 유토피아’에서 다양한 계층의

사용자들이 다루게 될 단말기들 중에서 각종 장난감, 각종 놀이 기구, 각종 장신구, 각종 시설물,

그리고 각종 휴대 융/복합 정보단말기에 내장되는 유비쿼터스 컴퓨팅 온 칩(UOC)은 현재의 1

차원적 통신은 물론, 각 노드 집단 간의 2~3차원적 무선 전파/광 통신을 통하여 개인이나 집단

의 일상 생활과 업무가 요구하는 각종 기후, 환경, 날씨, 건강 상태, 존재 상황, 업무 정황, 오염

정보, 위험 정보와 같은 다양한 정보들을 생성하고 그것들을 폐기하는 일까지도 처리할 것이다.

그로 인하여, 현존하는 모든 유비쿼터스 개념의 정보통신방송-인터넷, 감시계측의료-인터넷,

위생교육가구-인터넷, 금융전자거래행정-인터넷과 같은 융/복/결합 성격의 다양한 u-IT 서비스

들이 시멘틱 온톨로지/웹 서비스, 홈네트워크/스마트 케어가전 서비스, 그리고 유/무선/휴대 인

터넷 서비스 등을 기반으로 자동 협동함과 동시에 개체의 ID식별 서비스와 위치 확인 서비스를

활용하여 항상 정확하게 개인 소비자 또는 사용자 그룹에게 제공될 것이다[3].

따라서, 유비쿼터스 모바일 컴퓨팅 또는 스며드는(Pervasive) 모바일 컴퓨팅 기술이 가까운

미래 인류 생활에 영향을 미치고 있는 지구 상에 존재하는 모든 종류의 물리 공간을 대응되는

전자 공간에 상황을 인지하는 방식으로 결합시키는 업무에 필요한 매개체로서 ‘차세대 센서 IT

융합 반도체’의 기술 동향을 분석하고 발전 방향을 전망한다.

II. USN 시장의 요구

미래로 시간이 가면 갈수록 인류의 사이버 공간을 현실에 연결하는 매개체의 하나로서 점차

각광을 받게 될 USN(Ubiquitous Sensor Network)은 (그림 1)과 같은 구성을 가지고 기업과

정부 간의 B2G(Business-To-Government), 기업과 기업 간의 B2B(Business-To-Business)

외에도 기업과 소비자 간의 B2C(Business-To-Customer) 부문에서 활용도를 넓혀 갈 것으로

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보인다. 사용자의 u-IT 습관 중에 요구되는 RFID Tag, Mobile Phone, IPTV, Home Server,

PC, Toy, e-Book & 학습도구, Telematics Navigator, Network Robot의 구성품으로서 IT부

품에 결합하거나 그 속에 내장되어 가고 있는 USN은 그 범위와 크기를 달리하면서 다양한 통

신 매체를 채용해 나아가고 있다.

한편, 차세대 USN 용 센서 노드의 핵심이 되는 유비쿼터스 센서는 자기 보정 지능을 가진

센서IT 융합 반도체들로서 다중 구조, 다 기능과 고 성능, 가변 유효 거리, 정확한 인식률, IPv6

주소 자원, 다 경로 정보량, 대상체의 작용 방향에 따라 생활 주거 공간이나 주위 환경 공간에

적용 능력이 확대될 것으로 전망된다. 다만, 아직까지 BINT기반의 센서IT융합 반도체 기술이

저조하게 발달함으로써 다양하고 틈새 상품들이 많은 USN 시장에 대형 기업이 등장하지 못하

고 있다.

그렇지만, 인터넷 기반의 모든 시장들이 Web 2.0과 Long-tail Law와 Mobility의 트렌드의

영향을 받으면서 디지털 컨텐츠(UCC/PCC/TCC)가 디카, 디카폰, 캠코더, 프로젝트, PDA,

UMPC, 노트북, 휴대형 계측기 등의 신모델 등장과 함께 가열차게 진화하고 있기 때문에 정보

통신방송-인터넷을 비롯하여 감시계측의료-인터넷이나 위생교육가구-인터넷의 융합 수요들이

차세대 센서IT융합 반도체와 융/복/결합형 UOC의 등장과 확산을 견인할 것으로 분석된다.

그 사례의 하나로서 지난 2006년 5월 29일, SK텔레콤이 (그림 2)와 같이 서울 동대문 지

(그림 1) USN, RFID, BcN 의 상관적 통신망 구성

물류 유통 환경 방재 교통 홈네트워크

RFID 센서 네트워크 센서 네트워크

센서 노드센서 노드

Passive Tag

Active Tag

Sensor Tag

USN 미들웨어

USN 응용서비스 계층

USN 미들웨어 계층

BcN 백본 및 액세스 네트워크 계층

USN 정보자원 계층

● 포커스

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역의 대학가 일대에서 휴대인터넷(WiBro) 시범 서비스를 선보였는데, SK텔레콤은 시범 서비스

직후부터 그 결과를 가지고 수요가 많은 대학가 위주로 휴대인터넷(WiBro) 상용 서비스에 돌입

했었고, 당시 SK텔레콤이 출시한 휴대인터넷 시범 서비스를 신청한 소비자나 사용자는 노트북

에 삼성전자가 공급하는 PCMCIA카드 단말기를 장착한 다음 서비스를 이용하였다. 또한, SK텔

레콤은 단일 PCMCIA 카드에 휴대인터넷과 제 3 세대 이동통신 WCDMA 를 사용할 수 있도록

통합 통신 카드를 개발하는 계획도 발표하였다[4].

2006년 11월, 롯데정보통신과 KTF 가 휴대폰과 RFID 태그를 이용하여 와인의 진품 확인

시범 서비스를 성공하였고, 2007년 3월에는 교보문고가 KTF의 모바일 RFID를 이용한 도서

의 정보 열람 서비스를 개시하였지만, 아직까지 휴대인터넷 서비스에는 USN 이 결합되지 않은

상태이기 때문에 센서가 활용된 컨텐츠의 부족이 심할 뿐만 아니라, 이대로 가면 휴대인터넷의

수요 요인이 떨어져서 과거나 현재와 같은 인터넷 포털 서비스나 전자상거래 수준에 그칠 수 밖

에 없을지도 모른다.

더군다나, 유행을 타고 있는 UCC(User Creation Contents) 역시 사용자들이 융/복/결합 센

서들의 도움을 받지 않고, 단순히 디카나 디카폰으로 촬영한 사진이나 영상을 저작도구를 이용

하여 작성하는 멀티미디어 오락성 컨텐츠는 많은 반면에, 여러 센서들의 도움을 받아서 저작도

구나 전송도구를 이용하여 사용자나 기계가 자동이나 수동으로 제작하는 상황인지 컨텐츠가 부

족하다. 따라서, USN의 수요에 따라 센서IT 융합 반도체들의 활약이 요구되고 있다.

예를 들어, ‘차세대 센서IT융합 반도체’가 개발된다면 개인의 환경과 공간이 보유하고 있는

(그림 2) SK 텔레콤의 휴대인터넷 시범 서비스

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정체, 규모, 상태, 상황, 이동, 위험, 위기를 감지할 수 있는 센서들의 종류로서 ① 온도, 습도, 가

속도, 접근, 고도, 위치, 진동과 같은 물리 센서, ② 인체에 유해한 CH4, CO, CO2, NH3, SO2, 페

놀, LPG, LNG와 같은 독극물 센서, ③ 파동의 세기가 일정 기준을 초과할 경우 인체에 유해한

가시광선, 적외선, 자외선, 방사선, 전기파, 자기파와 같은 전자기 센서, ④ AI, SARS, 독감바이

러스, 곰팡이, 결핵균과 같은 바이오 센서 외에도 특수약품, 병해충, 미생물 또는 위험동물에 반

응하는 센서가 대표적이다.

2006 년 5 월 1 일, 한국정보사회진흥원이 광대역 통합망(BcN)의 품질측정 도구 기술을 통

신사업자 및 중소ㆍ벤처 기업에 이전하였다. BcN의 음성ㆍ영상 서비스와 같은 종단 간 품질 측

정이 가능한 ‘BcN 품질측정 도구’를 최초로 개발한 데 이어서 상용 서비스 품질개선을 위해 중

소ㆍ벤처 기업에 관련 기술들을 이전하기로 정하였는데, 통신 사업자나 단말기 관련 중소ㆍ벤처

업체들이 BcN 상용 서비스의 출시를 앞두고 상용 단말기에 기본적인 단말 에이전트의 기능들

로 탑재할 수 있도록 국내 표준화를 요구해서 기술이전을 추진하였다[5].

한국정보사회진흥원의 BcN 품질측정 단말기(에이전트)는 영상전화뿐만 아니라 IP 전화ㆍ와

이브로 폰ㆍ PDA 및 노트북 PC 등 다양한 IP 서비스 단말기에 탑재되어 음성ㆍ영상전화 영상

회의 및 주문형 비디오(VOD) 서비스 품질관리를 실시간으로 할 수 있고, 윈도나 리눅스와 같은

운용체제별로 소스를 공개할 예정이어서 단말기 업체가 다양하게 활용 가능하다. 품질측정 도구

가 보급되면 070 인터넷전화 서비스, 인스턴트메신저, BcN 상용 서비스 등에 대한 종단 간 서

비스 품질과 구간별 망 품질수준을 쉽게 파악할 수 있다[3].

2006 년 5 월 27 일, 정보통신부는 광대역통합망(BcN)ㆍ인터넷전화(VoIP)ㆍ휴대인터넷과

연계하여 추진하고 있는 차세대 인터넷주소체계(IPv6) 시범사업의 주관 사업자로 KT와 데이콤

을 선정하였다. 그리고, IPv6 시범사업(KOREAv6)은 공공기관 VoIPv6(VoIP+IPv6, 차세대 인

터넷주소 기반 인터넷전화) 서비스(10억 원), IPv6기반 휴대 인터넷 망의 구축 및 시범 서비스

(16억 원), IPv6기반의 u행정시범 서비스(6억 원)로 나누어 추진되었다.

정보통신부는 정부와 민간 투자 각 15억 원으로 추진되는 그 시범사업을 통해 지금까지 국

내에서 개발된 IPv6 장비와 솔루션에 대한 성능 검증을 실시하여, 국내외 시장진출을 촉진하고

IPv6 기반의 서비스 제공으로 이용자를 지속적으로 확대해 나갈 계획이다. 이에 따라, 지난해

IPv6 장비 및 솔루션의 상용화와 이용자 10 만 명 확보를 목표로 하였으며, 오는 2010 년까지

이용자를 1,000만 명 이상으로 확대할 계획을 추진하고 있다[4].

● 포커스

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III. 센서 IT융합 개념

요즈음 유행하고 있는 ‘디지털 컨버전스’의 컨버전스는 수렴이라는 뜻으로서 양극화와 쏠림

현상이 두드러져 있는 디지털 경제체제 하에서 시장의 수요와 기술의 발전이 서로 Push-Pull

하면서 하나의 기기에 여러 가지 기능이 모이고 통합되는 현상을 통계적으로 정의한 개념이다.

또한, 생활 주위에 나타난 유선과 무선, 방송과 통신, 통신과 정보의 각종 단말 기기들이 새

로운 가치를 요구 받는 상황에서 기능적으로 복/결/통합되는 제품들이 (그림 3)과 같이 휴대폰의

새로운 모델에서 발생하고 있으나, 점차 다중 센서 IT융합 반도체를 채용하는 휴대기기, 의료진

단기기, 또는 정보가전기기에도 새로운 컨버전스 모델이 등장할 것이다.

하나의 휴대폰이나 디카를 비롯한 휴대 단말기에서 또는 USB Stick 을 비롯한 외장형 데이

터 저장기기에서 또는 차세대 지능형 자동차/로봇에서 USN이 연동됨으로써 사람들이 획득하게

될 소비의 가치가 거의 무한대로 펼쳐지려면 요소 핵심 부품으로서 다중 센서들이 기존의 무겁

고, 부피가 크며, 값이 비싼 단품 위주에서 벗어나 가볍고, 부피가 박막이며, 값이 저렴한 융합품

으로 진화해야 한다[6].

따라서, 융합의 사전적 의미 “다른 종류의 것들이 서로 녹아서 서로 구별이 없도록 하나로

합쳐지는 현상”과 같이, 센서 IT 의 융합 개념은 기존 또는 혁신적인 반도체 내부에서 신소재의

조합에 의하여 상이한 원리의 센서들이 하나의 목적인 검출과 변환을 기능하면서 얻어지는 생물

학 분야의 감각 신호, 화학 분야의 감각 신호, 전자기학 분야의 감각 신호, 광학 분야의 감각 신

호, 원자물리학 분야의 감각 신호가 하나의 목적을 위해서 하나의 반도체 패키지로 합쳐지는 기

술적 현상이라고 정의한다.

(그림 3) 제4세대 휴대폰의 디지털 컨버전스 서비스

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참고로, 정보통신부가 2005 년도에 정의한 IT-BT-NT 의 기술이나 제품들의 범주는 (그림

4)와 같다. 여기에서 BT+IT 분야에는 바이오인포매틱스, 바이오전자, 생체정보인터페이스, 생

체정보보호, 바이오컴퓨터가 있고, NT+IT분야에는 나노센서, 나노일렉트로닉스, 나노포토닉스,

양자컴퓨터가 있으며, BT+NT 분야에는 나노바이오센서, 인공조직, 약물전달, 친생체물질이 있

다. 나노 물질 중에서 탄소나 노튜브 CNT(Carbon Nano Tube)는 응용 제품으로서 플레서블 디

스플레이, 조명, 센서 등을 가지고 있다[7].

그러나, 이러한 융합 기술들이나 융합제품들 중에서 어떤 특정한 상품이 일상생활 속의 소비

자들이 선호하는 기기나 도구로서 정착하는 데에 현재 가장 유리한 기기가 바로 IT기기이기 때

문에 대표적인 휴대폰을 비롯하여 임시거치/휴대/임시부착/삽입/주사하는 방식으로 단말기들이

진화하고 있고, 거기에 통/복/결합되려면 다중 센서 들을 포함한 전자회로가 내부의 인터페이스

나 데이터/어드레스/제어버스(BUS)에 연결되어야 한다.

좀 더 자세히 살펴보면, 센서의 의미가 모든 정보 및 에너지를 물리적, 화학적, 생물학적 수

단을 사용하여 검출하는 장치인데, 특정 물질의 존재유무나 그 농도를 계량할 수 있도록 특정

물질에 대한 화학반응 또는 물리적 변화로 나타나는 전류, 전위차, 열, 저항과 같은 변화를 검출

하는 감각 부분과 검출된 신호를 전기 신호로 바꾸는 변환 장치(Transducer)로 구성된다. 이에,

화학반응을 이용하면 ‘화학 센서’라 부르고 물리적 변화를 이용하면 ‘물리 센서’라 부른다.

<자료>: 정보통신부, 2005.

(그림 4) IT, NT, BT 의 상호 융합된 기술 및 제품 분야

- 나노센서 - 나노일렉트로닉스 - 나노포토닉스 - 양자컴퓨터

- 나노신소재 - 나노구조체 - 나노공정 - 정보저장

- 나노바이오센서 - 인공조직 - 약물전달 - 진생체물질

- 유전공학 - 바이오장기 - 분자생물학 - 신약

- 바이오인포매틱스 - 바이오전자 - 생체정보인터페이스 - 생체정보보호 - 바이오컴퓨터

- 컴퓨터(H/W, S/W) - 반도체 - 유무선통신 - 정보보호

● 포커스

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최근 ‘바이오’라는 말이 첨단 기술에서 양말에 이르기까지 너무 흔하게 쓰임을 알 수 있는데,

바이오센서는 생체감지물질과 신호 변환기로 구성되어 분석하고자 하는 물질을 선택적으로 감

지할 수 있도록 한 장치로서 생체감지 물질로는 특정 물질과 선택적으로 반응하거나 결합할 수

있는 효소, 항체, 항원, 렉틴, Hormonereceptor 가 사용된다. 또한, 신호의 변환 방법으로서 바

이오 센서를 분류해 본다면 전기화학(Electrochemical), 형광, 발색, SPR(Surface Plasmon

Resonance), FET(Field-Effect Transistor), QCM(Quartz Crystal Microbalance), 열센서와 같

은 다양한 물리-화학적 방법이 사용되고 있다.

생체 물질 즉 효소, 균 및 생물 조직을 이용한 계측 센서, 생체계를 모델로 하여 그 메커니즘

을 모방한 계측 시스템을 채용한 센서, 또는 약물을 이용해서 생체계를 대상으로 하여 계측하는

센서를 모두 바이오센서라고 통칭한다. 요즈음, 바이오산업 분야에서 연구가 활발히 진행되고

있는 바이오센서는 미래 유망산업 가운데 하나로 각광받고 있으며 미국, 영국, 독일과 같은 선진

국을 중심으로 산업화가 활발히 진행되고 있어서 국내에서도 추격하고 있다.

이런 차원에서, 현존하는 IT(정보통신)의 모든 기술들을 센서 융합된 RFID반도체 기술에 결

합시키는 UOC 기술이 있다. 이 기술은 마이크로 프로세싱 능력의 고집적도 기술에만 의존했던

기존 SoC 기술보다 회로의 고집적화를 이룩한 SiP/SOP의 패키지 기술, 상황인식 미들웨어 기

술, Standby 제어기술, 그리고 Seamless 통신기술과 같은 유비쿼터스 컴퓨팅 요소 기술들을 내

장한 One-chip으로서 응용 서비스 분야가 물류 유통, 교통 환경, 보건 복지, 위생 안전 등과 같

이 아주 다양하다.

UOC를 구성하는 물리 센서, 화학 센서, 전자기 센서, 광학 센서 외에도 바이오 센서가 있는

데, 유전자나 단백질 및 효소의 상호작용을 원리로 하는 바이오센서의 연구개발에는 유전자와

단백질과 단백질 간의 상호 작용을 이용하고 있고 유전자, 암세포, 단백질, 글루코오스, 식중독

균, 신경가스, 환경 호르몬과 같은 질병과 관련된 물질을 효과적으로 검출하기 위해서 센서소재

및 센서 칩 공정 기술의 개발이 병행되어야 하므로 생명 공학, 화학 공학, 전기전자 공학, 무기

재료(세라믹) 공학의 융합적 산물이 된다.

또한, 바이오센서는 제작 과정이 간단하고 휴대형으로 만들 수도 있으므로 각종 센서의 소형

화, 다중 센서, 그리고 센서를 대량으로 생산하는 저비용 고감도의 공법들이 개발되고 있는데,

STMicroelectronics가 SARS, AI를 진단하는 LOC(Lab.-On-a Chip)를 개발하여 독점 공급하

고 있는 사례와 같이 세계적인 경쟁력을 가지는 바이오 센서를 개발하기 위해서 안정성, 선택성,

생체적 합성이 양호한 생체 표면을 개발하는 일에 더 많은 연구개발이 이루어져야 한다.

UOC 를 생활 환경 분야에 적용하여 휴대폰+공기오염 다중 센서+전용 S/W 가 융합함으로써

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칩 스스로 주변 환경과 공기 오염 상황을 인식하고, 그 상황에 따라 사람의 활동을 최적으로 예

측하며 사용자(주인, 관계인)가 원하는 상황에 맞게 스스로 작동하는 시스템을 설계할 수 있다.

또한, UOC는 유/무선 매체 접속 기능을 발휘하여 주변의 전자기기 부품에 대하여 적합성과 연

동성을 스스로 최적화하고 잘못된 부분을 치료하는 것은 물론 소프트 센싱 기술도 포함하고 있

다. 물론, 주변의 전자기기들이 공기정화살균기인 경우에는 UOC 가 휴대폰 리모콘에도 탑재되

고, 주위에 있는 중계기나 Access Point에도 탑재된다.

IV. 국내 제품의 출시 동향

차세대 센서 IT 융합 반도체로서 최근 출시되고 있는 제품들은 크게 UOC, LOC, POC

(Process On a Chip)로 분류된다. 최근, UOC의 일종으로서 900MHz 반능동형 RFID의 Semi-

Active Label과 먹는 내시경이 있고, LOC의 일종으로서 혈당폰이 있으며, POC의 일종으로서

CIS(Camera Image Sensor), DSP(Digital Signal Process), 또는 MPU(Micro Processor Unit)이

있다.

① Semi Active Label: 2006년 11월 1일, 한국전자통신연구원(ETRI)는 빅텍ㆍ대덕 GDSㆍ

아시아나 IDT ㆍ세연테크놀로지ㆍ한맥 ENG 와 공동으로 정보통신부의 선도기반기술개발

사업의 지원을 받아 ‘900MHz 대역 반능동형 센서태그 보드 및 리더 기술’을 개발하였다.

이 기술은 인식거리가 5∼6m 에 불과한 기존의 수동형 태그와 달리 인식거리가 2 배 이

상 개선되었다. 또 온도감지 기능을 탑재해 RFID 주변의 환경 정보를 수집, 저장할 수 있

다. 향후 온도정보가 필요한 혈액, 식ㆍ의 약품, 자동차, 교통 및 환경관리 등에 획기적인

관리방안을 제공할 수 있다[8].

② 캡슐형 내시경: 2006년 1월, 한국과학기술연구원(KIST) 지능형 마이 크로시스템사업단

이 (그림 5)와 같이 개발에 성공한 ‘미로(Miro Cam)’를 연세대의대가 신촌 세브란스 병원

과 인하대병원 소화기내과에서 임상시험을

한 결과, 2006 년 12 월 14 일에 진단 유용

성과 임상적 안전성 두 부문에서 합격점을

받았다. 진단 유용성 측면에서 캡슐형 내시

경의 평균촬영 시간이 9 시간 51 분으로 외

산 제품에 비해 최장 3시간 이상 길었고, 실

험대상자의 68.1%에서는 소장의 융모와 혈 (그림 5) 캡슐형 내시경 ‘MiroCam’의 외관

● 포커스

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관구조의 세부 형태가 명확히 관찰될 정도로 영상 품질이 좋았다[9].

③ 당뇨폰: 2006년 7월 2일, 헬스피아가 LG전자, ㈜인포피아와 공동으로 개발한 ‘당뇨폰’

이 미국의 식품의약국(FDA) 승인을 받았다. 이 제품은 휴대전화에 연결하는 엄지 손가락

크기의 혈당체 크기로써 환자가 제품을 이용해서 당뇨를 측정하면 해당 데이터를 병원과

환자 보호자에게 무선으로 전송해 준다. 헬스피아는 미국 인디애나주립대학교 병원에서

당뇨폰의 임상시험을 진행하였다[10].

V. 국외 제품의 출시 동향

2007년 5월 1일, 유럽의 대표적인 반도체 회사인 ST마이크로일렉트로닉스와 스위스 의료

장비 전문업체인 디바이오텍(Debiotech)이 공동으로 개발한 1 회용 인슐 린나노펌프를 비롯하

여 생명공학 기술과 반도체 생산기술의 융합으로 탄생한 제품들이 다양하다. 이러한 제품은 사

전에 당뇨 인구를 파악하고 마케팅 분석에 의하여 개발된 결과로써, 세계 당뇨병 환자는 약 2억

5,000 만 명이며, 인구 증가, 노령화 및 생활 패턴의 변화로 향후 10 년간 더욱 증가할 것으로

예상되며, 이와 함께 인슐린 펌프 치료를 위한 시장도 2004년 8억 달러에서 2009년까지 16

억 달러로 급속히 증 가할 것으로 전망되고 있다.

① RFID: 2007 년 3 월, 미국의 인텔은 가격을 크게 낮춘 초저가의 RFID 칩 ‘R1000’을 출

시하였고, 향후 이 제품이 일반 RFID 리더의 인쇄회로기판(PCB) 스페이스를 90% 가량

인하할 수 있을 것이라고 전망했는데, 이 제품은 가로 세로 크기가 8×8[㎜]의 초소형으

로 개발되어 소형 장비에서 장거리 인식이 가능한 고성능 장비에 이르기까지 다양한 RFID

(그림 6) STMicroelectronics의 Lab-on-a Chip

주간기술동향 통권 1318호 2007. 10. 17. ●

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리더로 사용할 수 있다. 기존 제품은 부피가 크고 복잡할 뿐 아니라 태그에서 신호를 송

수신하는데 수 많은 개별 부품을 사용하였지만, 이 제품은 이를 One-Chip 화하여 900MHz

UHF 주파수 대역을 사용 하는 리더용으로 개발되었으며, 리더기의 생산자는 좀 더 작고

전력 효율이 나아진 제품을 만들 수 있게 되었다.

② SARS, 조류독감 검출센서: 2006 년 1 월 18 일, Singapore 회사인 Veredus Laboratories

and ST Microelectronics는 SINGAPORE BIRD FLU KIT로서 (그림 6)과 같은 제품을

발표하였는데, 이것은 조류 독감 바이러스와 여타 인플루엔자 바이러스를 1 시간 이내에

검출하는 제품으로서 그 회사는 지난해에 임상시험을 종료하고, 현재는 양산중이다[11].

VI. 결 론

지금까지 본 고에서는 차세대 센서IT융합 반도체 기술의 진화를 전망하고 구상하기 위하여

USN 시장의 요구를 분석하였고, 센서 IT의 융합 개념을 정의하였으며, 최근 시장 동향을 검증

하기 위하여 국내외 최첨단 제품들 중에서 의료, 생활, 건강, 환경, 공간 부문의 USN과 관련이

깊은 Semi-Active Label, RFID, 먹는 내시경, 당뇨폰, SARS/AI 검출기기를 고찰하였다.

참고로, 국내에서 바이오센서에 관한 특허 출원은 2000 년까지 106 건에 불과하였으나, 2001

년부터 현재까지 327 건이 출원되는 것처럼 급속한 증가세를 나타냈다. 탄소나노튜브를 활용한

바이오센서(한국과학기술원)이나 산화아연계 나노 막대를 이용한 바이오센서(포항공대)와 같은

나노 관련 바이오센서 특허출원도 활발해서 바이오센서 기술이 어느덧 IT, BT, NT의 기술들을

활용하여 개발되고 있다는 사실들을 보여주고 있다.

이러한 바이오 센서들과 화학 센서들, 물리 센서들을 융합하는 시도들이 새롭게 등장하고 있

고, 원자력연구소 출신 기업인 지피엔이가 연세대 성백린 교수 연구팀과 공동으로 전세계에 유

행하는 3 종의 인체감염독감(A/H1N1 형, A/H3N2 형 및 B 형) 및 조류인플루엔자(A/H9N2 형)

모두에 공통으로 강력한 항바이러스 기능을 갖는 예방 제품 ‘지ㆍ솔(GㆍSOL)’을 2006년 12월

12일 개발하였다.

그 제품이 용도와 특성에 맞게 독감예방 스프레이, 독감예방 마스크, 소독 및 방역제(용액타

입), 독감예방 키트(마스크, 스프레이, 티슈) 그리고 공기청정기용 필터 및 차량용 에어필터 등의

항균성 필터에 적용이 가능하고, SARS 또는 코로나 바이러스에도 99.99% 이상의 항바이러스

기능을 나타내며, 각종 박테리아 및 곰팡이에도 99.9% 이상의 매우 우수한 살균 효능을 나타내

는 것으로 확인된 바와 같이 결국, 차세대 센서 IT 융합 반도체는 다양한 액츄에이터로서 어떤

● 포커스

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특수하면서도 센서가 필요한 문제의 해결 구동기기와 복/결/통합하면서 발전해 나아갈 것으로

전망된다.

<참 고 문 헌>

[1] 유비쿼터스 컴퓨팅 사업단, 2006년 5월 18일

[2] 전자신문, 2006년 4월 17일

[3] 박승창, 융복합 센서와 센서네트워크기술의 최근 동향 및 전망, 전남대학교 기술세미나, 2006 년 7 월

14일

[4] 전자신문, 2006년 5월 29일

[5] http://www.nia.or.kr, 2006년 5월 1일

[6] 매일경제, 2006년 8월 31일

[7] 정보통신부, 융합신산업육성전략, 2005년

[8] 전자신문, 2006년 11월 1일

[9] KIST 지능형마이크로사업단, 2006년 1월

[10] 전자신문, 2006년 7월 2일

[11] 박승창, 국내외 RFID기업들의 최근 동향, TTA기고서, 2007년 3월 16일

* 본 내용은 필자의 주관적인 의견이며 IITA의 공식적인 입장이 아님을 밝힙니다.