SMART CAR MARKET TECHNOLOGY BUSINESS GREEN CAR HEARING AID UAV SUPERHYDROPHOBIC
Vol. 2 Issue4 April 2012
contents
2012 KISTI MARKET REPORT
Vol. 2 Issue 4 April 2012자동차 운영 각종 정보와 엔터테인먼트 시스템, 네트워
크가 결합한 스마트 자동차
지능형 자동차(Intelligent Vehicle)라는 개념은 자동차 차 체 내부에 물리적 제어가 아닌 첨단 전기 전자 제어기술을 접목해 안정성과 주행 효율성을 높이는, 넓은 의미의 디지 털 자동차로 널리 알려져 있다. 이와 더불어 주목받고 있는 차세대 자동차 개념인 스마트 자동차(Smart Car)는 차량 내 정보를 통합 관리하여 안전과 편의성을 향상시키고 인포테 인먼트와 텔레매틱스 시스템을 기반으로 다양한 미디어 등 정보를 이용할 수 있도록 지원되는 자동차를 말한다. 이렇 게 자동차 운영 관련 각종 정보와 엔터테인먼트 시스템 및 네트워크가 결합한 모델이 바로 스마트카 혹은 스마트 자 동차다. 이러한 의미에서 스마트카는 네트워크와 결합한 ‘커넥티드(Connected)카’라고도 일컬어지고 있다.스마트 자동차
자동차도 이제 정보통신 디바이스,
자동차를 부팅한다!
ITS(Smart 교통)
자동차 기업 IT 기업 협력 내용
GM
모토로라 • 2011년 2월, 4G 기술이 적용된 텔레매틱스 서비스 OnStar 제공 구글 • 2011년 5월, 안드로이드 OS 사용 스마트폰 활용 OnStar 서비스 제공에 합의 버라이즌 • OnStar에 인터넷 기반 페이스북, 화상채팅 등 멀티미디어 서비스 제공(LTE Onstar)
포드
MS • Sync 및 음성인식·와이파이를 결합한 카 인포테인먼트 마이포드 터치 개발 • 스마트폰에 설치한 프로그램도 원격제어할 수 있도록 해주는 확장애플리케이션(앱링크) AT&T • 클라우드 기반 MyFord Mobile앱을 통한 전기자동차 환경 설정 및 변경 지원 소니 • 차량용 엔터테인먼트, 소니 오디오 장착, 차량용 정보단말기 공동개발
구글 • 운전자 주행 자료를 클라우드 컴퓨팅네트워크를 통해 저장, 최적의 차량운행가이드를 제공하는 API 개발 계획 벤츠
3)
3) DACS : Direct Acoustic Cochlear Stimulation(소리를 이용한 달팽이관 직접 자극방식), Cochlear Implant(달팽이관 이식), Bone Anchored Hearing Systems(귀 뒤쪽 두개골에 고 정시켜 소리를 전달(Conductive)하는 청음기)
청력 개선용 보청기는 BTE, ITE, ITC, RIC, CIC, IIC 등
으로 분류
보청기는 청력이 손실된 난청을 극복하거나 지원하기 위한 청력 보조기구로 청력 개선을 위한 의료기기1)다. 난 청 환자들은 청력을 개선하기 위해 보청기를 사용하거나 뼈에 이식하는 시스템을 사용한다. 난청의 종류는 소리전 달 이상이 원인인 전음성(Conductive) 난청과 소리전달은 정상이지만 달팽이관이나 청신경 이상이 원인인 감각신경 성(Sensorineural) 난청, 이 두 가지 원인이 모두 있는 혼합 1) 식품의약품안전청의 ‘전자의료기기 기준규격’에 적용되는 의료기기는 ‘개인이 신체 에 장착해서 내장전지를 전원으로 전기증폭을 하는 보청기’로 규정하나 골도형 보 청기는 제외보청기
스마트폰과 블루투스 기술은
기회요소인가 위협요소인가?
산업정보분석실 책임연구원 김유일 | Tel 02-3299-6026 e-mail yekim@kisti.re.kr
바이오제약(자원)·의료기기_ 의료기기
성(Mixed) 난청으로 구분할 수 있는데 난청의 원인에 따라 대응방안도 다르다. 보청기는 청각신경 문제로 생긴 난청 의 청력 개선에 주로 사용되며, 경도난청부터 고도난청2)까 지 대응 폭이 매우 넓다.3) 청력을 개선하기 위한 보청기는 크게 4개의 구성요소로 이루어져 있는데 사이즈나 착용 위치에 따라 BTE(behind-the-ear), ITE(in-BTE(behind-the-ear), ITC(in-the-canal), RIC(receiver-in-canal), CIC(completely-RIC(receiver-in-canal), IIC(invisible-in-canal) 등으로 분류되어 판매되고 있다. 2) 청력장애 정도는 26dB까지는 ‘정상’, 27~40dB ‘경도난청’, 41~55dB ‘증등도난 청’, 56~70dB ‘증등고도난청’, 71~90dB ‘고도난청’, 91dB 이상은 ‘농’(언어청취가 거의 불가능한 경우)으로 분류 3) ▶청력손실 정도별 청력 개선 방법▶자료：“Annual Report”, Sonova, 2010.11. Sensorineural
Mixed Conductive
Degree of hearing loss: Mild Moderate (40 to 70dB) Severe (70 to 90dB) Profound
Hearing instruments Cochlear implants DACS3)
보청기 최근 유럽에서 실시된 보청기 사용자의 만족도조사4)를 보면 보청기의 만족도를 좌우하는 요소로 네 가지를 들고 있다. 이 네 가지 요소는 ① 피팅과 같은 판매자의 전문성 과 청각 서비스, ② 소음 속 환경, 다자간 대화, TV 시청 등 청취환경에서 발생하는 소음제거 기술, ③ 자연에 가까운 소리를 재현하는 음질, ④ 건전지 교환이나 미용적인 측면 과 같은 제품특성 등으로 조사되었다.
4) Soren Hougaard and Stefan Ruf, “EuroTrak I: A Consumer Survey About Hearing Aids in Germany, France, and the UK”, 2011.02, (http:// www.hearingreview.com/issues/articles/2011-02_01.asp), 브라이언송의 Ear&Hearing(블로그, http://myaudiologist.kr/440, 449)에서 재인용 ▶보청기 구조와 구성요소별 기능▶ 후크(소리를 전달) 마이크 리시버(스피커) 증폭기 스위치 배터리 소리를 받아들여 전기신호로 바꾸어 주는 장치 증폭된 전기신호를 다시 소리신호로 변환시켜 내보내주는 장치 마이크로폰에서 들어온 전기신호를 증폭시키는 장치 요소 기능 마이크 음향에너지를 전기에너지로 변환(입력) 증폭기 입력신호를 증폭(음색을 결정) 리시버 전기에너지를 음향에너지로 변환(출력) 전원 보청기 작동에 필요한 에너지 공급 기타 볼륨, 톤, 음압 등의 Control, Telecoil 등 자료： 대한보청기 홈페이지(www.sebangmedi.co.kr/sub2_06.html) 년도 개요 시장 규모 연평균 성장률 2010 2011(E) 2012(E) 2013(E) 2014(E)
세계 시장 9,135 9,491 9,899 10,355 10,862 4.4%
국내 시장 44,538 53,445 62,958 72,717 82,316 16.6%
자료： 세계 시장_Frost & Sullivan, 2011.6, 국내 시장_2009, 2010, 2011 “의료기기산업 분석보고서”, 한국보건산업진흥원, 2011.12.
※ 산출근거 : 세계 시장은 Frost & Sullivan사 자료에서 제시된 서유럽시장의 성장률과 시장 점유율을 바탕으로 추정, 국내 시장은 “의료기기산업 분석보고서”의 최근 5년간 성장률 및 ‘SK증권 분석보고서’(2011.8) 등을 바탕으로 KISTI 추정 ▶보청기 시장 규모 전망▶ (단위 : 백만 달러, 백만 원)
보청기 시장은 베이비부머 세대 은퇴로 노령 인구가 늘
어나면서 지속적 성장 예상
보청기 세계 시장은 2007~2009년 사이 3%대의 비교 적 저성장을 하였으며, 2010년에는 성장률이 약간 증가하 여 91억 4,000만 달러 정도의 시장을 형성하고 있는 것으 로 보고5)되었다. 또한 시장은 경제력을 가진 베이비부머 세대가 노령 인구에 진입하면서 고객층이 한층 두터워져 향후에는 4% 중반대의 성장을 할 것으로 전망된다.『경제력을 가진 베이비부머 세대의 은퇴로
노령 인구가 늘어나면서
보청기 시장의 수요를 확대할 가능성이 높다.
전 세계 보청기 시장은 2010년 현재,
91억 4,000만 달러 정도의 규모를 형성하고 있고,
향후 4% 중반대 성장이 예상된다』
보청기의 지역별 시장은 유럽, 중동 및 아프리카가 45%, 아메리카가 35%, 아시아태평양이 20%를 차지하고 있다. 이는 일반적인 의료기기 시장에서 미국이 40~45%, 유럽이 25% 내외의 지역분포를 보이는 것과는 차이를 보 인다. 이는 보청기가 의료기관이 구매하여 사용하는 것이 아닌 개인이 사용하는 보정기기이기 때문이다. 의료를 공 공재로 보는 유럽지역이 개인보험에 의지하는 미국에 비 해 지원이 많아 난청인구의 보청기 사용률이 높게 나타난 결과로 해석된다. 한국보건산업진흥원 의료기기산업 분석보고서에 따르면 2010년 국내 보청기 시장은 445억 원 정도의 규모이고6),5) “Western European Hearing Aids Market”, Frost & Sullivan, 2011.6. 6) 국내 시장은 발표 자료에 따라 시장 규모에 큰 편차(2011년 중반, 1,000억 원
의료기기 2006년과 2010년에 시장이 큰 폭(연 61.8%, 40.2%)으로 성 장하여 연평균 22.3%(2005~2010년)에 달하는 높은 성장 세를 보였다. 코스트코가 올해 국내에서 보청기 사업을 시 작하는 등 외국계 기업들의 공격적인 참여를 감안할 때 향 후 5년도 이보다는 낮지만 비교적 높은 성장세를 지속할 것으로 전망되고 있다. 시장에는 노년층의 증가에 따라 수요가 증가하고 있는 긍정적인 측면과 세계 경제 불황, 유럽 재정 위기, 가계부 채 증가 등의 부정적인 측면이 공존한다. 업체 간 경쟁 심 화, 복지에 대한 수요 증가, 노년층 증가에 따른 의료재정 압박 등으로 보청기의 가격하락 요인이 증가하고 있다. 이 에 업체들은 특정고객을 위한 고가 제품을 출시하는 등 가 능한 많은 이익을 실현하기 위해 제품 종류를 다양화하는 추세를 지속적으로 이어갈 것으로 전망된다. 국내에서는 맞춤형 제품이 70%로 대세를 이루고 있으며, 국내 업체들 은 2010년 이후에 귀걸이형 제품에 이어 박스형, 블루투스 형, MP3형 등 저가제품을 출시하고 있으나 아직 미미한 수 준이다.
보청기 세계 시장은 6개 메이저 회사가 62% 차지, 국
내 시장은 외국계 메이저 회사가 대부분 점유
보청기 세계 시장은 6개 메이저 회사가 전체 시장의 62% 를 차지하고 있으며, 포낙(Phonak), 유니트론(Unitron), 리 릭(Lyric), 소나(Sona) 등을 자회사로 가지고 있는 소노바 (Sonova)가 점유율 16%로 1위다. 국내 시장은 점유율 정보 가 없는 상태로 상위 5개 업체는 스타키, 지멘스, 오티콘, 포낙, 와이덱스로 알려져 있으며, 그 외에 버나폰, 유니트론, 리사운드, 벨톤 등이 진출해 있다. 국내 시장에는 2011년 말 기준 보청기 제조사로 등록/신 고된 업체수가 34개이며 2009년 이후 외국계 메이저 제조 사가 3곳이나 추가로 투자 설립되어 현재 8곳이 등록한 상 태다. 국내 업체들은 주로 외국계 회사에서 핵심부품을 수 입하여 조립 생산하는 실정인데 몇몇 업체가 자체 제작하 여 판매를 시작한 것으로 보도되고 있다. 최근 자료7)에 따 르면 삼성종합기술원도 보청기 개발에 참여한 것으로 나 타나 있으나 시장에는 진출하지 않은 상황이다. 국내 시장 에서 외국계 메이저 회사 간 경쟁이 심화되고 있고, 시장 에 진출한 국내 대기업은 아직까지 없다. 7) “Health Industry 산업분석”, 하이투자증권, 2011.10.축적된 IT 기술을 바탕으로 한 IT 기업들의 보청기 시장
진출 가능성 높아져
보청기에 도입되고 있는 대표적인 무선통신 기술이 블 루투스 기술이다. 보청기 주요 제조기업은 블루투스 기술 을 도입하여 다양한 형태의 기능을 사용자에게 제공하고 있다. 특히 텔레비전, 전화기, MP3 플레이어 같은 음향기 기를 사용할 때 보청기의 음질을 향상시키기 위한 보조 장 치 형태로 블루투스 기술을 도입했다. 하지만 최근에는 블 루투스 기술을 이용해서 음향을 받아들이는 마이크 부분 을 별도로 분리하고, 리시버는 블루투스 이어폰 형태로 제 공하는 제품이 등장했다. 블루투스 보청기는 여러 가지 문 제점이 지적되고 있지만 기존 보청기에 비해 저가여서 경 증 난청자를 대상으로 제품이 판매되고 있다. 또한 급성장하고 있는 스마트폰에도 보청기 앱이 등장 했다. 보청기 앱에는 2가지가 있다. 하나는 블루투스 기술 이 도입됐던 것처럼 보청기 제조사들이 보청기의 기능을 지원하기 위해 도입한 앱(피팅, 보청기 음향세팅)이고, 스 마트폰(마이크와 프로세서, 전용 앱)을 보청기의 마이크, 앰프, 컨트롤러로 사용하고 이어폰을 리시버로 활용하는 스마트폰 보청기 전용 앱이 다른 하나다.『국내 업체들이 많이 참여하여
기술 개발이 활발한 IT분야의
블루투스 기기나 스마트폰 음성인식 기술 등이
보청기의 중요 기술과 연관성이 높다.
축적된 IT 기술을 바탕으로
▶보청기 세계 시장 업체 점유율▶자료： “Western European Hearing Aids Market”, Frost & Sullivan, 2011.6.
전기에너지 사용비중에 따라 HEV, PHEV, EV로 세분
화되는 전기차는 미국이 가장 큰 시장
전기시대의 핵심으로 주목받고 있는 전기차는 산업 전 반에 미치는 경제적 파급효과가 매우 큰 미래성장동력 원으로 인식되어 세계 주요 국가와 글로벌 기업들이 경 쟁력을 확보하기 위해 투자를 진행하고 있다. 미국 오바 마 정부는 자동차 산업의 부활을 위해 전략적으로 전기차 를 선정하였고 그린카를 포함한 녹색분야에 총 150조 원 (2009~2018년)을 투자하는 그린뉴딜정책을 시행했다. 전 기자동차는 일반 내연기관 자동차와 달리 배터리, 전기모 터, 인버터, 컨버터 등으로 구성되어 있으며, 이 중 배터리 는 전기차의 핵심적인 역할을 담당한다. 따라서 전기차는 전기에너지의 사용비중에 따라 하이브리드(HEV : HybridElectric Vehicle), 플러그인 하이브리드(PHEV : Plug-in Hybrid Electric Vehicle), 전기자동차(EV : Electric Vehicle) 로 나뉜다. 미국은 세계 HEV 시장의 70%를 차지하고 있으 며 PHEV와 EV의 주요 시장이면서 경제·정책적 기반이 잘 갖춰진 시장이다. 따라서 본 보고서에서는 미국 시장을 중심으로 전기차 시장의 동향을 살펴보고자 한다. 도요타의 Prius(1997)와 혼다의 Insight(1999)로 대표되 는 HEV 분야는 미국 시장을 중심으로 성장을 해왔다. 세 계가 고유가시대로 들어서면서 HEV가 2008년 누적판매 량 100만 대를 기록하였고 2011년에는 200만 대를 돌파하 였다. 그러나 미국 시장에서의 HEV의 높은 성장세는 정체 되는 모습을 나타내고 있다1). 미국의 대표적인 자동차완
1) “KISTI MARKET REPORT”, 지능형 그린 자동차, 2012.2.
전기차
위기에 처한 전기차 관련
중소기업을 위한 정부의 대안
산업정보분석실 연구원 김근환 | Tel 02-3299-6043 e-mail khkim75@kisti.re.kr
그린수송시스템_ 그린카
완성차 업체명 모델명 전기차 유형 (에너지용량) 출시연도 가격 (MSRP) 2011년 판매량 (미국) 비교 차량 Hyundai SonataHybrid HEV (1.4kWh) 2011 $25,795 17,366대 Volkswagen Jetta TDI ($22,995)
Toyota Prius HEV (1.3kWh) 2000 $23,520 ~ $28,790 1,091,600136,500대(누적)대 12 Toyota Camry($21,955)
GM Chevy Volt PHEV (16kWh) 2010.12 $40,280 7,671대 Audi A4 ($31,950 - $48,000)
Nissan Leaf EV (24kWh) 2010.12 $35,200 9,674대 Audi A3 ($27,270 - $30,850)
Tesla Model S EV (40kWh) 2012 $57,400 6,500대 예약(2011.11 기준) BMW 528i ($45,050)
주 : 세액공제액 - HEV 2,500달러, PHEV & EV 7,500달러
자료 : 신한 스몰캡 레이더, 신한투자, 2011.4, 전기차 완성업체의 미국 웹사이트(Hybridcars.com), KISTI 재구성
그린카 현재 전기차용 배터리는 kWh당 800~1,000달러의 생 산비용이 요구되는데 경제성을 달성하기 위해 300달러까 지 낮추려고 노력하고 있다. 파나소닉사는 LNO계열 18650 타입 3.1Ah를 테슬라 Model S제품에 공급하고 있고, 향후 3.4V/4.0Ah 셀을 개발하여 공급할 목표를 세웠다. 그러나 실리콘 계열의 음극활물질을 사용하기 때문에 가격이 크 게 떨어질 가능성이 낮다. 따라서 당분간 전기차 확대를 위한 300달러/kWh의 목표 달성 가능성은 희박하다고 판 단된다. 종합하면 기술의 한계성으로 전기차 확대의 저해요인 이 쉽게 해결될 기미가 보이지 않기 때문에 완성차 업체들 은 상당기간 전기자동차 시장 확대에 인내가 요구된다. 특 히 대기업 중심의 전기차 시장에서 완성차업체들은 기존 의 현금창출력과 정부의 대규모 지원을 바탕으로 시장생 존의 가능성이 높으나 부품소재를 공급하고 있는 중소기 업은 척박한 시장 환경을 견뎌낼 여력이 충분치 않은 상황 이다.
전기차 시장의 개화를 앞당기기 위해서는 중소기업들
의 응용분야 시장 형성 필요
전기자동차 시장은 높은 투자비, 브랜드 인지도, 가격 경 쟁력 등의 확보가 요구되는 시장이다. 따라서 중소업체는 다면 현재의 정부지원 수준으로 국내 대기업의 투자를 유 도해서 그린카 4대 강국에 진입한다는 계획은 다소 무리가 있어 보인다.핵심부품인 리튬이차전지의 기술적 한계와 높은 가격,
제품 성능 미달 문제 해결에 시간 소요 예상
전기자동차 산업의 핵심부품인 배터리를 중심으로 한 가 치사슬은 아래 그림과 같다. 앞서 살펴본 바와 같이 전기자 동차 시장 확대의 주요 저해원인은 높은 가격, 제품성능 미 달, 충전 인프라 부족이다. 높은 가격과 제품성능 미달 문제 는 전기자동차의 핵심부품인 리튬이차전지의 기술적 한계 에서 비롯되는데 무엇보다도 리튬이차전지 용량의 한계성 을 지적할 수 있다. 전지의 용량을 결정하는 양극활물질 부 분에서 현재 LNO, LMO, NMC, LFP 간의 고용량화 경쟁이 진행되고 있으나 일정 수준에서 한계점에 이르렀다. 일본 기업이 독점적 우위를 점하고 있는 음극활물질 부분은 주로 흑연계가 사용되고 있는데 용량의 한계성을 극복하기 위해 비흑연계 물질인 실리콘(Si) 또는 금속산화물계(LTO)를 이 용한 신소재 개발을 시도하고 있으나 현재까지 좋은 성과를 내지는 못하고 있다. 전기자동차용 전지의 소재는 최소 3년 이상의 시험 검증이 필요하기 때문에 향후 3년간 획기적인 고용량의 리튬이차전지를 기대하기는 어려운 상황이다. Cathode L&F(KR), Umicore(KR), Nichia(JP),Toda Kogyo(JP) xEVToyota(JP), GM(US), Ford(US), Honda(JP), Nissan(JP), HDM(KR), Tesla(US), VW(DE) 시장 규모 2009년 : 1조 원 2014년 : 12조 원 (CAGR : 19%) Anode Hitachi Chem(JP), Nippon(JP), JFE Chem(JP),
Mitsubishi Chem(JP), BTR(JP)
Electric Two-Wheel Vehicles
Currie(US), Brammo(US), BionX(CA), Sanyo(JP), Stromer(CH), Giant(TW) 시장 규모 2009년 : 0.6조 원 2014년 : 2.1조 원 (CAGR : 26%)
LiB Cell & Pack
삼성SDI(KR), Panasonic(JP), LG화학(KR), SONY(JP), BYD(CN), A123(US), 에너텍(KR) Separator SK Energy(KR), Asahi(JP), Tonen(JP), Celgard(US) Handset Apple(US), SAMSUNG(KR), HTC(TW), Motorola(US), Nokia(FI), LG(KR) 시장 규모 2009년 : 3.6조 원 2014년 : 4.3조 원 (CAGR : 4%) Electrolyte
Panax e-tec(KR), Ube(JP), Mitsubishi Chem(JP),
Tomiyama(JP)
Mobile PC
HP(US), DELL(US), ACER(TW), Toshiba(JP), Apple(US) 시장 규모 2009년 : 3.6조 원 2014년 : 4.6조 원 (CAGR : 5%) ▶리튬전지 중심의 가치사슬▶
전기차 국내 시장은 전기자전거보다 스쿠터 시장의 활성화가 예 상되기 때문에 해당시장을 전기스쿠터로 전환하는 정책을 보다 강력하게 추진할 필요가 있다. 다만, 과거 정부주도의 LED 조명사업과 같이 중국의 저가 배터리팩의 수입을 통 한 제품 공급보다는 미국처럼 국산화비율이 높은 제품에 만 인센티브 정책을 제공하여 국가경쟁력 향상을 이끌어 내야 할 필요가 있다고 판단된다. 이러한 시장 환경에서 생존할 자체능력이 매우 낮다. 노르 웨이 Think Global이 파산하였으며, 테슬라사도 매년 적자 를 기록하고 있다. 따라서 정부는 전기차 시장이 성숙해질 때까지 전기차의 바탕이 될 수 있는 분야에서 중소기업이 기술력을 확보할 수 있는 방안을 마련해야 할 것이다. 앞서 배터리 중심의 가치사슬에서 살펴본 바와 같이 전 기차를 포함한 노트북과 휴대폰 영역은 대규모의 수요가 충족되어야 수천억 원의 설비투자가 가능하다. 하지만 전 기자동차를 위한 핵심 기술인 배터리 기술 등 의 응용분야(Electric Two-wheel Vehicles) 에서 현재의 전지기술 을 이용하여 새로운 시 장이 창출되고 있다. 특 히, 전기자전거와 전기 스쿠터는 다양한 제품 을 대상으로 배터리팩 을 개발해야 하기 때 문에 관련 중소기업들 은 기존의 핸드폰과 노 트북 배터리 제조 기술 을 바탕으로 해외 시장 에서 경쟁력 확보가 가 능할 것으로 판단된다.
Model명 LiB Pack LiB Pack 스펙 단위 Cell Type Cell수추정 Cell 가격 (U$) 총 Cell 가격 추정 Pack 가격* U$/kWh kWh V V Ah
Chevy Volt 15.8 317 3.6 12.5 LIP 352 25 $8,800 $14,545 $920
Model S 40.0 375 3.6 3.1 18650 3,675 4 $14,700 $29,400 $740
Model S** 40.0 375 3.4 4.0 18650 2,997 4 $11,988 $23,976 $600
* 추정 Pack 가격은 전체 Pack에서 총 Cell 가격의 비중인 50~60%를 적용함 ** 파나소닉의 제품로드맵 적용 : 18650 Type 3.4V/4.0Ah cell 적용(cell 가격이 U$2.00까지 낮아지면 $300/kWh 달성 가능) 자료： 각 완성차 업체 홈페이지 및 업계 전문가 인터뷰를 통해 KISTI 작성
▶주요 차종별 배터리 팩 추정 생산비용▶
▶Electric Two-wheel Vehicles 분야의 주요 선진국 시장 전망▶
자료： “Electric Two-wheel vehicles”, Pike research, 2010. 2009 1,779,450 2,773,603 2010 2,645,296 2,985,241 2011 3,825,329 3,203,404 2012 4,760,481 3,404,054 2013 5,550,835 3,570,611 2014 6,420,772 3,744,372 7,000,000 6,000,000 5,000,000 4,000,000 3,000,000 2,000,000 1,000,000 -(단위 : unit)
Annual Electric Bicycle Sales (북미, 서유럽, 아시아(중국 제외))
무인항공기
유인항공기를 대체할
무인항공기
기술사업화정보실 선임연구원 임대현 | Tel 02-3299-6055 e-mail sunct@kisti.re.kr
로봇응용_ 지속가능 사회안전로봇 시스템
사람이 탑승하지 않은 상태에서 임무를 수행하는 비행
로봇, 무인항공기
무인항공기(UAV, Unmanned Aerial Vehicle)는 사람이 탑승하지 않은 상태에서 주어진 임무를 수행할 수 있는 비행로봇을 말한다. UAV는 일정 기간 동안 임무 수행에 적합한 장비(임무탑재체)를 탑재하고, 특정한 임무를 수행 할 수 있도록 설계/제작된 비행체로서 원격조종, 반자동, 자동 또는 이 세 가지 방식을 조합한 조종 방식을 채택할 수 있다. UAV를 운용하기 위해서는 단순히 비행기뿐 아 니라 이를 운용하기 위한 제반요소가 필요한데, 이를 통합 하여 UAS(Unmanned Aerial System)라 한다.
무인항공기는 유인항공기에 비해 상대적으로 저가이 며, 인간 파일럿이 하기 힘들거나 위험한, 장기간에 걸 친 첩보·감시·정찰(ISR : Intelligence, Surveillance and
무인항공기
■ 이스라엘
이스라엘은 UAV를 실제 군용으로 이용한 최초의 국가 이다. 1980년대부터 인근 국가와의 분쟁에서 아군의 희생 없이 정찰임무를 수행하기 위해 UAV를 이용한 것이다. 이 스라엘의 UAV 기업은 IAI(Israel Aerospace Industries)사, Elbit 등이 있으며, 미국이나 유럽 기업이 정치적 이유나 기 술 유출의 위험으로 군용 UAV의 해외 판매를 꺼리는 상황 에서 캐나다, 스페인, 호주 등에 다양한 형태의 정찰감시용 UAV를 납품하고 있다. 우리나라도 과거 IAI사의 정찰기인 Searcher를 운용했던 것으로 알려져 있다.
감시·정찰임무를 수행했던 UAV에서 무기를 탑재한
무인전투기(UCAV)까지 국가별 개발 동향
■ 미국
미국 공군과 해군은 2003년 공동으로 참여한 J-UCAS (Joint Unmanned Combat Air Systems) 프로그램이 2006년 중단된 이후 개별적으로 무인전투기(UCAV : Unmanned Combat Air Vehicle) 프로그램을 진행하고 있다.미 해군은 J-UCAS의 후속으로 UCAS-D(Unmanned Combat Air System Demonstration)를 진행하여 항공모함 에 탑재 가능한 무인전투기로 ISR, 목표 포착 임무 공격 미 션 변환이 가능한 노드롭 그루먼사의 X-47B를 채택하였으 며, 2011년 캘리포니아의 에드워즈 공군기지에서 시험비행 후 2013년 항공모함 착함을 목표로 하고 있다. 공군의 경우 J-UCAS가 종료되었지만 UCAV에 대한 관심은 지속되고 있는 것으로 보인다. 현재 미 공군에서 는 제네럴 아토믹스사의 무인정찰기인 MQ-1 프레데터 (Predator)를 개량해 무기를 탑재한 MQ-9 리퍼(Reaper)를 운용하고 있다. 미 공군의 차세대 UCAV로 주목받고 있는 것이 보잉사의 ‘팬텀 레이’다. 이는 보잉이 J-UCAS에서 추 진했던 X-45A의 기본 디자인을 바탕으로 개발한 스텔스 무인전투기로 2011년에 시험비행을 실시했다. 미 육군은 다양한 무인항공기 시스템을 기존의 무 기체계와 연계하여 운영하는 유인·무인시스템통합개 념(MUSIC : Manned/Unmanned Systems Integration Concept)을 도입해 관련 기술을 개발, 테스트하고 있다.
구체적으로는 MQ-1 프레데터의 무기탑재 개량형인 MQ-1C 그레이이글, 소형정찰용 RQ-11 레이븐과 MQ-5B 헌터, 그리고 RQ-7B 섀도우 등 UAV와 신형 공격헬기인 AH-64D Apache Block III와 정보를 교환하며 아파치 탑승 인원이 UAV 비행을 제어할 수 있는 통합시스템을 개발하 고 있다. 또한, 동맹국과 작전을 연계하기 위하여 UAV에 대한 분산공통지상시스템으로 NATO 동맹지상감시 시스템을 2007년부터 개발해 2014년까지 구현할 예정이다.
■ 유럽
유럽은 대표적인 스텔스 UCAV 프로그램으로, Dassault Aviation(프)을 중심으로 Alenia(이탈리아), SAAB(스웨덴), EADS(스페인) 등이 참여한 nEUROn 프로젝트의 실증기가 2012년부터 시험비행할 예정이다. 원래 nEUROn은 유럽의 공통된 차세대 UCAV를 목표로 진행되었다.지속가능 사회안전로봇 시스템
■ 한국
2002~2012년까지 국내 무인항공기 산업기반과 기술 확보를 위해 정부 주도로 ‘스마트 무인기 개발 사업’1)을 진 행해 수직 이착륙 및 고속비행이 가능한 틸트로터형 스마 트 무인항공기를 개발, 2011년 시험비행을 마쳤다. 개발된 무인항공기는 해군, 해병대 등 군용뿐 아니라 해안·도서 정찰, 산불 발생 감시 및 진압 통제 등 민수분야에서 실용 화를 목표로 하고 있다. 이와 별도로 국방부에서는 한국형 중고도 무인정찰기를 개발하고 있으며, 2012년에 시험비행 을 실시할 예정이다. 또한 개발된 중고도 무인정찰기의 개 량을 통해 고고도 무인기를 개발할 계획이다.■ 기타
현재 중국이나 러시아, 파키스탄 등에서는 자체적으로 UAV를 생산하기 위해 노력하고 있고 일부 성과가 있는 것 으로 알려졌으나 그 성능이나 실전 배치의 적합성에 대해 서 미국이나 유럽 등 선진국에서는 의문을 가지고 있다.『UAV는 주로
감시, 정찰임무를 수행했으나
최근 무기를 탑재한 무인전투기
(UCAV : Unmanned Combat Air Vehicle)가
개발되고 있다. 미국의 X-47B,
팬텀레이와 유럽의 nEUROn,
타라니스가 대표적이다』
UAV 세계 시장 규모는 연평균 2.8% 성장해 2016년
59억 달러, 국내 시장은 연평균 3.6% 성장으로 2016년
1,000만 달러 규모 예상
UAV의 세계 시장 규모는 2010년 50억 달러에서 연평 균 2.8% 성장해 2016년 59억 달러에 이를 것으로 전망되 고 있다. 그중 미국 시장 규모는 2010년 35억 달러에서 2016년 38억 달러로 세계 시장에서 각각 70%와 64%를 차지할 것으로 예상된다.2) 국내 시장은 2010년 810만 달 러에서 연평균 3.6% 성장하여 2016년에 1,000만 달러 규 1) 사업기간 : ’02.6.~’12.3.(9년 9개월) 참여기관 : 한국항공우주연구원(주관), 한국항공우주산업, LIG넥스원, 휴니드테크 놀러지스, 영풍전자, EATI(해외) 등 2) 또 다른 리서치기관인 Teal Group(2010)에 의하면 미국은 2020년까지 전 세계 UAV 관련 RDT&E(Research Development Test & Evaluation) 지출의 76%, 조달 의 58%를 차지할 것으로 예상 모의 시장을 형성할 것으로 추정된다.『UAV의 최대 시장은 미국으로
전 세계 시장의 60~70%를 차지하고 있고,
글로벌 호크의 Northrop Grumman이 38.7%,
MQ-1 프레데터의 General Atomics이 21.2%로
60%의 시장 점유율을 보인다』
세계 UAV 시장을 미국 기업이 장악하고 있는 상태다. 2009년에는 글로벌 호크의 Northrop Grumman이 38.7%, MQ-1 프레데터의 General Atomics이 21.2%로 전 세계 시장의 60% 정도를 차지했으며, 미국의 AAI, 프랑스의 Thales, 이스라엘의 IAI가 그 뒤를 따르고 있다.미래성장동력 무인기 산업에 대한 체계적 지원 필요
『우리나라는 스마트 무인기 사업을 통해
수직이착륙형 틸트로터형 무인기를 개발했고
중고도 정찰기를 개발 중이며
향후 고고도 정찰기를 개발할 계획이다.
미래성장동력 산업이라는 관점에서
무인항공기 산업에 대한
지속적인 관심이 필요하다』
▶UAV의 세계 시장 규모 전망▶ ▶UAV의 국내 시장 규모 전망▶자료： “Growth Opportunity in Global UAV Market”, Lucintel, 2011.
무인항공기
공업분야에 주로 활용되던 초소수성이 최근 전자부품
의 품질 및 성능 개선, 안정성 확보 등 응용분야로 확대
액체가 고체 표면과 만날 때 일어나는 현상을 젖음 (Wettability)이라고 하는데 이때 정도의 차이는 있지만 크 게 두 가지 현상이 일어난다. 즉, 액체가 표면에 젖어 퍼지 던가 아니면 표면을 싫어해 스스로 뭉치게 된다. 액체가 물 인 경우 표면에 젖게 되는 성질을 친수성(Hydrophilicity)이 라 하고, 젖지 않고 물방울이 생기게 되는 성질을 소수성 (Hydrophobicity)이라 한다. 친수성과 소수성은 실생활 응용 목적에 따라 중요한 성질이 된다. 기존 소수성 기술은 도료, 접착제, 섬유, 정밀화학, 전기전 자, 자동차 및 금속, 유리 등 각종 전통 산업에서 발수성(撥 水性), 발유성(撥油性), 방오성(防汚性), 윤활성, 비점착성, 저 표면장력 등 기능성 부여를 목적으로 주로 사용되었다. 초 소수성 특성을 지닌 고체 표면을 구현하고 응용하려는 노 력은 각종 산업분야에서 지속적으로 시도되었다. 초소수성 은 일종의 초발수, 초발유라는 개념으로 산업적으로는 제지 산업의 내유(Oil Repellent) 가공제, 화장품 산업의 기능성 무 기 분체, 섬유 및 피혁 산업 등과 같이 일상 생활용품의 제 조 기술로 활용될 뿐만 아니라 금속 소재의 부식 방지, 항공 기 운항 시 동체의 결빙 방지, 막대한 비용이 투자되는 토 목 및 건설 구조물의 풍화 방지, 조선공업에서 선박의 어패 류 부착 방지, 자동차 외장 코팅, 열 교환 기계류의 착상 방 지(Anti-frost), 고분자 가공분야의 정밀 이형 기술 등 다양하 게 응용되고 있다. 즉 대부분 건축, 기계, 조선 등 공업분야 에 응용되는 것이 일반적이었다. 그러나 최근 반도체, LCD, MEMS, 광학 등 초정밀 전기전자분야에 대한 초소수성 박 막의 중요성이 대두되면서 전자부품의 품질 및 성능 개선, 안정성 확보 등 그 응용분야가 더욱 확대되고 있다.장비, 소재, 코팅 산업 등 초소수성 표면처리 산업분야
유망 산업으로 떠올라
최근 유망하게 떠오르고 있는 초소수성 표면처리 산업분 야는 장비, 소재, 코팅 산업으로 구분할 수 있다. 장비 산업 에서는 반도체분야, 코팅 산업에서는 광학렌즈분야, 디스플 레이분야를 중심으로 분석하였다.■ 반도체분야
IT, BT, NT 등 첨단 산업 구조로 재편과 전기전자, 정보통신의 급속한 발전으로 MEMS, Display, PCB, Semiconductor, Optical 등 부가가치 높은 반도체 관련 제품 을 중심으로 초소수성 코팅의 적용이 확대되고 있는 상황 이다. 특히 평판 FPD 디스플레이, 인쇄회로기판(PCB), 발광 및 수광소자, 레이저 다이오드(Laser Diode, LD) 등을 비롯 해 최근에는 미세 공정이 필요한 각종 부품들(MEMS)의 제 조에도 적용이 확대되고 있다. 특히 불순물에 민감한 모든 반도체 패키징 공정 기술에서 초소수성 표면처리는 반도체 패키징 제품의 안정성과 신뢰성을 높이는 데 활용성이 매 우 높아 주목 받고 있다.초소수성 표면처리
렌즈부터 반도체분야까지
새로운 잠재 산업으로 성장
초소수성 표면처리
『반도체 초소수성 장비 시장은
연간 1,200unit의 수요가 발생할 것으로
예상되며, 당분간 급격한 성장이나 감소 없이
연평균성장률 2.96%, 연간 약 2억 달러대의
시장을 형성할 것으로 전망된다.
국내 시장은 2015년 세계 시장의 8%에
해당하는 212억 원에 이를 것으로 보인다』
반도체 초소수성 장비 시장이 반도체 패키징 장비 수요 와 유사하게 성장할 것으로 가정할 경우 초소수성 장비 시 장은 연간 1,200Unit(Unit : 반도체 패키징 장비 시장 단위) 의 수요 시장이 지속될 것으로 전망된다. 따라서 세계적으 로 2011년 2.27억 달러에서 2015년에 2.65억 달러의 시장 수 요를 가질 것으로 예측된다. 즉 반도체 초소수성 장비 시장 수요는 급격한 성장과 감소 없이 매년 약 2억 달러대를 유 지할 것으로 전망되며, 연평균성장률(CAGR)은 2.96%로 반 도체 패키징 장비의 성장률과 유사할 것으로 보인다. 국내 시장 수요는 세계 시장의 성장률과 동일한 비율로 추산할 경우 2015년 세계 시장의 8%에 해당하는 212억 원에 이를 것으로 예상된다. 그러나 반도체 산업의 폐쇄적 특성으로 시장 진입 장벽 이 매우 높기 때문에 단기간에 이들 시장을 점유하는 데는 반도체 후공정 장비의 안정성 확보와 품질에 대한 사전 검 증 및 홍보 과정이 필요할 것이다.■ 광학렌즈분야
미국에서 발표된 ‘Harnessing Light’라는 보고서는 광학 분야 시장이 전자분야 시장에 필적할 만한 성장을 할 것이 라고 발표하였다. 초소수성 표면처리기술은 광학기기 표면 의 초소수성 기능 코팅을 통해 세정 특성을 크게 향상 시킬 수 있으며 광학 특성의 향상 및 광신호 손실을 크게 감소시 킬 수 있어 산업적 응용은 더욱 확대될 것이다. 구분 반도체 패키징 장비(억 달러) 추정 Unit 수(대) 반도체 초소수성 장비 해외(억 달러) 국내(억 원) 2010 38.8 1,386 2.77 266 2011 31.8 1,136 2.27 218 2012 33.1 1,182 2.36 227 2013 34.4 1,229 2.45 235 2014 35.7 1,275 2.55 235 2015 37.1 1,325 2.65 254 ※ 반도체 패키징 장비 시장 연평균성장률 : 2.96%(VLSI) 자료： SEMI, WWSEMS, 2011, VLSI 자료를 기반으로 KISTI 재분석▶국내외 반도체 초소수성 장비 시장 규모 추이▶
• Packaging • Polymer • Military • Automobile, Ship, Aircraft
• Assembly • Ceramic • Medical Product • Home Appliances
MEMS
▶초소수성 코팅 적용분야▶
Nano / Bio Semiconductor PCB / FPCB Display
