keit pd(16 06)-전체

ISSN 2234-3873

VOL 16-6

2016.6

FOCUSING ISSUE

사람이 접근하기 어려운 재난 환경에서 필요한 국민안전로봇 프로젝트 추진

PD 기술 이슈

ISSUE 1 창조경제시대의스마트감성디바이스 - 창조적 디자인 인문 기술 융합을 통한 감성 UX 디자인 방법론 및 사례 중심으로

ISSUE 2 심해계류시스템설계설치엔지니어링동향

ISSUE 3 텍스트로닉스섬유(전자섬유)의동향과기술개발방향

ISSUE 4 『SID2016(DisplayWeek)』를통해본디스플레이산업동향

ISSUE 5 3D프린팅산업현황및시장동향

ISSUE 6 대기환경센서기술동향

특집

특집 헬스케어산업에서의3D프린팅혁신사례

➊ [ FOCUSINGISSUE ] 인류편익을높이는컴퓨팅 07

➋ [ PD기술이슈1 ] PACS(PictureArchivingandCommunicationSystem) 13

기술및산업동향

➌ [ PD기술이슈2 ] 고령친화형정보서비스의현황과시사점 39

➍ [ PD기술이슈3 ]유동안정성확보기술및발전전망 57

➎ [ PD기술이슈4 ] 북극항로개방현황및관련조선산업기술동향 73

➏ [ PD기술이슈5 ] 스마트홈미들웨어기술동향및산업융합전략 85

➏ [ PD기술이슈5 ] 건축물의안전관리를위한IT융합기술동향 131

➑ [ 특집1 ]2013년도정보통신기술진흥투자방향및계획 145

➑ [ 특집2 ]전문가-논문-특허-시장관점에서바라본S/W, 165

시스템반도체분야기술수준

VOL 16-6 2016.6KEIT PD ISSUE REPORT

➊ [ FOCUSING ISSUE ] 사람이 접근하기 어려운 재난 환경에서 필요한 국민안전로봇 프로젝트 추진 07

➋ [ PD 기술 이슈 1 ] 창조경제 시대의 스마트 감성 디바이스

- 창조적 디자인 인문 기술 융합을 통한 감성 UX 디자인 방법론 및 사례 중심으로 13

➌ [ PD 기술 이슈 2 ] 심해 계류시스템 설계 설치 엔지니어링 동향 33

➍ [ PD 기술 이슈 3 ] 텍스트로닉스 섬유(전자섬유)의 동향과 기술개발 방향 43

➎ [ PD 기술 이슈 4 ]『SID 2016(Display Week)』를 통해 본 디스플레이 산업동향 53

➎ [ PD 기술 이슈 5 ] 3D프린팅 산업현황 및 시장동향 69

➏ [ PD 기술 이슈 6 ] 대기환경 센서 기술 동향 79

➐ [ 특집 ] 헬스케어 산업에서의 3D 프린팅 혁신 사례 103

VOL 16-6

2016.6

ISSN 2234-3873

FOCUSING ISSUE

사람이 접근하기 어려운 재난 환경에서 필요한 국민안전로봇 프로젝트 추진

PD 기술 이슈

ISSUE 1 창조경제시대의스마트감성디바이스

-창조적디자인인문기술융합을통한감성UX디자인방법론및사례중심으로

ISSUE 2 심해계류시스템설계설치엔지니어링동향

ISSUE 3 텍스트로닉스섬유(전자섬유)의동향과기술개발방향

ISSUE 4『SID2016(DisplayWeek)』를통해본디스플레이산업동향

ISSUE 5 3D프린팅산업현황및시장동향

ISSUE 6 대기환경센서기술동향

특 집

특집 헬스케어산업에서의3D프린팅혁신사례

▶ KEIT PD ISSUE REPORT VOL 16-06

FOCUSING ISSUE사람이 접근하기 어려운 재난 환경에서 필요한

국민안전로봇 프로젝트 추진

KEIT PD Issue Report Focusing ISSUE 사람이 접근하기 어려운 재난 환경에서 필요한 국민안전로봇 프로젝트 추진

사람이 접근하기어려운 재난 환경에서 필요한 국민안전로봇 프로젝트 추진

8 한국산업기술평가관리원

PD ISSUE REPORT JUNE 2016 VOL 16-06KEIT PD Issue Report

지구온난화, 인공구조물의 대형화로 인해 자연 혹은 인재에 의한 사고가 빈발하고 있으며

피해 규모도 커지는 추세다. 또한 화재, 붕괴, 폭발, 유독가스 누출 등이 복합적으로 발생하는

복합재난 환경에서는 인력 투입이 어려워 로봇기술을 활용하는 등 새로운 대응 수단이

필요하다. 이러한 상황에서 국민안전로봇 프로젝트가 추진되고 있다.

< 과제 핵심기술 및 주요 연구내용(예정) >

분류 개발 플랫폼 개발 내용 제품 개요

복합재난로봇

실내 정찰용로봇 시스템

복 합 재 난 현 장 에 서 실 내 정 찰 을 위 한 비행·주행 로봇 및 무선통신 시스템

장갑형로봇 시스템

실내 진입대원의 인명 보호 및 구조 지원, 방재작업 보조를 위한 장갑형 로봇

다중로봇 통합관제운용 시스템

재난 현장에서 다수의 복합 재난 로봇을 효율적으로 관제·운용하기 위한 시스템

핵심부품

농연 가시화 센서화재·붕괴·가스사고 현장의 짙은 연기(농연)를 극복해 가시거리를 확장하기 위한 센서

인명탐지 센서화재·연기·장애물 뒤 생존자 유무 및 위치 추정을 위한 인명탐지 센서

극한 재난 발생

무엇이필요한가?

극한 재난 환경 분류

극한 재난 상황 분석

•인간의 접근 및 구조/복귀 활동 범위 초과•초동대처 미흡시 대형 인명/재산 피해•구조자의 2차 인명피해 유발

고온 극한 유해가스 방사선 고중량

후쿠시마 원전사고 구미 불산 유출 사고 울산 현대중공업 폭발 사고

국민안전로봇 프로젝트를 통해 개발될 핵심기술 및 주요 연구내용을 간략히 정리하면 다음과 같다. 우선

복합재난 상황에서 이용할 실내 정찰용 로봇 시스템 개발과 관련해 비행을 통한 실내 진입 및 실내 이동(비행

혹은 주행)을 할 수 있는 로봇 시스템으로 재난뿐만 아니라 국방, 치안, 산업용 등 다양한 분야에 활용 가능하게끔

모듈화 설계를 하고 재난 현장의 고온·다습한 환경에서 내열·내습 기능을 보유한다. 주요 개발 기술로는 자율·원격

주행 및 비행제어, 임무 수행기술이 있다.

다음으로 복합재난 사고 현장에서 실내 진입대원의 인명 보호 및 방재작업을 지원하기 위한 장갑형 로봇 시스템

개발과 관련해 내열·방수·내충격 구조의 탑승형 차체를 개발해 화염 환경에서 운용이 가능한 내열 방수 방진 구조

차체와 붕괴물 낙하, 폭발 충격 등으로부터 탑승자를 보호할 수 있는 장갑형 차체를 개발한다. 더불어 유해가스

누출 시 탑승자 보호기술(양압유지, 공기정화기술 등) 개발도 포함된다. 또한 복합재난 사고대응 지원용 다중

로봇 통합관제 운용 시스템 개발과 관련해서는 차량형 통합 운용 시스템을 개발, 실내 정찰 로봇 및 장갑형 로봇을

탑재해 운반할 수 있는 기능과 통제 지휘관 및 3명 이상의 직접 조종자용 다중 로봇 통제 및 조종 환경을 구축한다.

더불어 다중 로봇 다중 센서 정보 통합 및 임무 통제 기술을 개발한다.

이외에도 화재 현장의 농연 환경 내 가시거리 확장을 위한 영상센서 모듈 개발과 관련해 최적의 농연 가시화를

위한 이종 다중 센서 설계기술을 개발하고 농연 환경 가시화 알고리즘 및 융합신호처리 모듈을 개발한다. 레이더

기반 비가시영역 인명탐지 센서 개발과 관련해 비가시영역 인명 탐지 레이더 센서 모듈을 개발한다. 더불어 소형,

경량화 및 인명 탐지 해상도 확보를 위한 다채널 광대역 레이더 센서칩 설계, 잔해물·벽체 투과를 위한 Front-

End(안테나, 전력증폭) 설계 및 인명 탐지 알고리즘을 개발한다.

전 세계적으로 재난에 대응하기 위해 개발된 로봇기술은 현재 초기 단계로 완성도 높은 재난 로봇기술을 개발해

관련 분야 글로벌 리더로 자리매김할 수 있을 것으로 기대되고 있다. 또한 높은 신뢰성을 요구하는 재난구조

로봇기술은 국방, 건설 등 다양한 분야로 확장이 가능하다. 더불어 본 사업을 통해 개발되는 핵심 부품은 소방대원

인명 보호용 첨단장비에도 적용할 수 있을 것으로 예상되고 있다.

Focusing ISSUE 사람이 접근하기 어려운 재난 환경에서 필요한 국민안전로봇 프로젝트 추진

9Korea Evaluation Institute of Industrial Technology

최근 복합재난 환경에서는

인력투입이 어려워져 로봇기술 활용이 새로운 대응 수단이 되고 있는 바,

전 세계적으로 재난에 대응하기 위해 개발된 로봇기술은

현재 초기 단계로 완성도 높은 재난 로봇기술을 개발해

관련 분야 글로벌 리더로 자리매김할 수 있을 것으로 기대


PD 기술 이슈

ISSUE 1창조경제 시대의 스마트 감성 디바이스 -창조적 디자인 인문 기술 융합을 통한 감성 UX 디자인 방법론 및 사례 중심으로-

- KEIT 지식서비스 PD실

ISSUE 2

심해 계류시스템 설계 설치 엔지니어링 동향

- KEIT 조선 PD실

ISSUE 3

텍스트로닉스 섬유(전자섬유)의 동향과 기술개발 방향

- KEIT 섬유의류 PD실

ISSUE 4

SID 2016(Display Week)』를 통해 본 디스플레이 산업동향

- KEIT 디스플레이 PD실

ISSUE 5

3D프린팅 산업현황 및 시장동향

- KEIT 홈정보가전 PD실

ISSUE 6

대기환경 센서 기술 동향

- KEIT 임베디드SW PD실

ｌ저자ｌ 조준동 교수 / 성균관대학교 휴먼ICT융합학과

한형상 PD / KEIT 지식서비스 PD실

SUMMARY

주요 현황

IoT(사물인터넷)시대가 열렸음. IDC에 의하면 2019년에 손목형, 안경형, 모듈형, 의복형, 귀고리형 등 다양한

형태로 1억6천만 개의 웨어러블 기기가 출하될 것이며, 2020년까지는 500억 개의 기기가 서로 연결될

것으로 예측됨(Broadcom, 2013). 그러한 휴대용 기기에 편안함과 즐거움 같은 가치를 더하기 위해서는 자기

정량화(QS; Quantified Self)를 통해서 사람이 가진 다양한 데이터의 분석이 필요함. QS란 자신의 행동, 태도,

건강상태 등의 측정을 위해서 스스로 데이터를 정량화 하는 것을 말함. 다시 말하면 휴대용 진단장치를 가지고

다니면서 다양한 센서를 통해서 자신이 먹는 음식과 공기의 오염도를 측정하거나 기분, 혈압, 운동량, 정신상태

등을 측정하여 수치화하는 것을 의미함. QS의 실현에 필요한 요소기술로는 센서, 빅데이터, 모바일앱, 데이터

시각화(Visualization), 게임화(Gamification) 등이 있음

시사점 및 정책 제안

이러한 QS의 획득을 위한 HW와 무선장치를 가진 디바이스는 단순한 HW 장치에 지나지 않음. 시장개척을

위해서는 데이터로부터 가치를 찾아내는 비즈니스 모델(BM)의 발굴이 추가되어야함. 2014년에 웨어러블의

미래에 대해 조사한 바에 의하면 웨어러블이 운동능력 향상에 기여할 것으로 본 사람은 42%, 비만 감소에

기여할 것으로 본 사람은 46%, 그리고 친구나 가족보다 웨어러블에 더 의존하게 될 것으로 본 사람은 57%에

불과했음(www.pwc.com). 웨어러블을 이용하여 운동능력 향상, 비만 감소 등의 서비스가 지속적으로 제공되기

위해서는 디바이스와 사람이 상호 연결되는 사용자 경험(UX: User eXperience)의 가치를 높이는 것이 매우

중요함. 이를 위하여 인문, 공학, 디자인의 초학제적인 융합연구를 통하여 기기, 사람, 정보, 공간이 총체적으로

연결되는 IoT 시대의 감성적 플랫폼 개발이 필요함.

창조경제 시대의 스마트 감성 디바이스



1. 초다학제적 융합(Transcendent Convergence) 연구

사용자 경험(UX;User eXperience)이란 사람의 제품, 시스템, 서비스에 대한 사용 기대감의 결과로 나타나는 직감과

반응을 말함. 사용자의 제품에 대한 긍정적인 참여를 이끌어내기 위해서는 제품에 특정 아이디어를 제공해서 사용자에게

감성적인 영향을 주는 것이 필수적임. 이러한 사용자 경험과 감성적 참여는 스마트 디바이스의 사업화 성공 여부 결정에

큰 영향을 미침.

| 그림 1. Seductive interaction design, focus on people, activities, context, Anderson [12] |

그와 같은 인간의 원초적인 욕구 충족을 위해서 디자인은 무엇을 추구해야 할까? 이에 대해 우선 고려되어야 할 사항들을

그림 1의 매력적인 인터랙션 디자인이 갖추어야 할 요소들을 통해서 살펴보겠음. 즉, 매력적인 디자인은 기능(설계된 대로

작동), 신뢰성(정확성), 사용성(어려움 없이), 편리성(사용이 쉽고 생각하는 대로 작동)을 뛰어 넘어 즐거움(나눌 수 있는

기억에 남는 경험)과 의미(개인적인 의미성)를 부여하는 것이 궁극적인 목표임.

MEANINGFULHas personal significance

PLEASURABLEMemorable experience worth sharing

CONVENIENTSuper easy to use, works like I think

THIS IS THE "CHASM" THAT IS DIFFICULT

FOR ORGANIZATIONS TO CROSS

USABLECan be used without difficulty

RELIABLE Is available and accurate

FUNCTIONAL(USEFUL)Works as Programmed


ISSUE 1창조경제 시대의 스마트 감성 디바이스 - 창조적 디자인 인문 기술 융합을 통한 감성 UX 디자인 방법론 및 사례 중심으로

그림 1의 피라미드 최상위 단계인 “유의미”한 결과를 만들어 내기 위해서는 집단적 창의성(Collective Creativity)을

극대화하기 위한 고도의 초학제적 UX 디자인 연구 방법론이 필요하다고 생각됨[7]. 따라서 본고는 이 같은 디자인 철학을

바탕으로 IoT를 구성하는 스마트 디바이스의 성공적인 개발에 필요한 초학제적(Transcendent Disciplinary) UX 디자인의

핵심요소를 소개하고자 함.

초학제성이란 사회생활 영역의 문제 해결을 위한 목적으로, 학제적 패러다임의 초월과 통합, 참여적 연구, 학제를

넘어선 지식 통합의 추구를 의미함. 주요원칙에는 초월(정보, 데이터, 이론, 방법론을 혼합한 부분합보다 큰 프레임워크),

출현(새로운 경험 및 공간이동), 통합, 혁신과 유연성이 포함됨. 초학제적 연구방법은 학제가 아니라 이슈나 문제에서

시작됨(Krimsky, 2000). 즉, 여러 학제들의 전문성을 통합하여 현실세계의 문제에 총체적으로 대응하는 사회정의 중심적인

연구방법임. 디자인 중심의 초학제적 연구는 연구 참여자(즉, 과학자, 예술가, 인문학자, 그리고 대중) 간의 반복적인

의사소통 과정을 통하여 개방적이고 유동적이며 성찰적인 특징을 갖게 됨. 즉, 과학자들과 非과학자들이 협력과 소통으로

미래 인류사회를 준비하기 위한 주요 쟁점을 도출하기 위한 개념적(Conceptual), 상징적(Symbolic) 사고를 통하여

직관력과 유연성을 갖추는 것이 연구 성공을 위한 가장 중요한 요소임[5].

이와 같은 초학제적인 연구를 성공으로 이끌기 위해서는 IT(정보와 컴퓨팅), BT(의과학과 신체능력 향상), CT(인지과학과

지적능력 향상), DT(디자인과 감성능력 향상), 그리고 MT(마켓특성 분석능력 향상)의 학제 간의 균형적인 수평적 융합과

참여가 필요하다고 생각됨

초학제적 융합연구를 통한 스마트 IoT/웨어러블 기기의 개발 사례로 MIT Media Lab의 Tangible Interaction Lab과 Affective

Computing Lab 등을 들 수 있음. 국내에서는 산업통상자원부가 지원하는 “창의산업융합인재양성사업”을 수행 중인

성균관대 ‘휴먼ICT융합학과’의 H-랩을 들 수 있음. 이 학과는 스마트 인재 양성이라는 목표 아래 디자인,인문학,공학의

융합적 소양을 갖춘 휴매니어(휴먼과 엔지니어의 합성어)들이 초학제적 융합연구를 하고 있음. 디자인·공학·인문학

전공인 학생 3~4명으로 팀을 구성하여 팀 내부에서 본인의 경험 및 지식을 교류하는 과정에서 시너지 효과를 낼 수

있음. H-랩의 H자는 왼쪽으로 누운 T자와 오른쪽으로 누운 T자 두 개가 합해져 있음. 즉, IT와 BT의 좌뇌형 T자형 인재와

CT와 DT의 우뇌형 T자형 인재 두 분야의 협력(Hug)을 통해서 H-자 형 인재로의 육성을 추구하고 있음. 온라인 사진 및

비디오 공유 어플리케이션 Instagram을 만든 2인(각기 MIS와 Symbolic System 전공)의 예에서 알 수 있듯 H-자 형태의

구성원으로 구성된 벤처의 성공사례는 많음. 이와 같은 융합연구를 수행하는 H-랩에서 수행된 사용자의 감성적 개입을

가능하게 하는 Tangible Interaction UX 연구 사례를 3장에서 소개하겟음.

2. 스마트 감성 디바이스 UX 방법론

스마트 라이프스타일과 헬스케어 제품의 성공을 위해서 사용자 경험과 감성적인 참여의 중요성이 주목받고 있음. 다시

말해서 사용자의 강한 긍정적인 참여를 유도하여 행동변화를 이끌어내기 위해서는 기기와의 감성적인 결속을 만드는

것이 가장 중요함. 소비자의 구매요인이 기능 중심에서 감성 중심으로 이동함에 따라, 소비자의 감성을 자극하여 스토리를

통한 간접적인 접근을 통해 그 안에 담긴 이야기에 가치를 심는 기술이 핵심으로 부상함.



이와 같은 스마트 케어 제품 디자인을 위해서는 다음과 같은 다섯 가지 영역의 융합연구가 필요함[그림 2]; 1) 디자인

휴매니어링, 2) 체화된 인지 3) 사용자 경험, 4) 행동경제학, 5) 게임화. 여기에서는 이를 휴먼 ICT(Information, Cognition,

and Technology) 융합으로 정의하겠음[7].

| 그림 2. 스마트 케어 제품 디자인 융합 연구를 위한 다섯 가지 영역 |

1) 디자인 휴매니어링

“디자인 휴매니어링”이란 미국의 제품 디자이너 Egmont Arens가 1946년에 쓴 “Industrial Humaneer" 라는 글에서 사용한

용어임. 제품을 디자인 할 때 사람의 오감에 얼마나 편하게 느껴질지에 주안점을 두고 디자인 한다는 의미임. 그럼 디자인

휴매니어링을 위해서 필요한 디자인 요소 중 특히 디자인적 상상력, 자연친화적 디자인, 비평적 디자인의 세 가지 측면에

대해 살펴 보겠음

(디자인적 상상력) 다음 세 유명 인사들의 명언에서 알 수 있듯이 기존의 틀에서 벗어나 디자인적 상상을 통하여 기억에 남는 사용자 경험을

만드는 것이 중요함.

Albert Einstein : “상상은 지식보다 중요하다”

Henri Matisse : “ 나는 그림을 손재주 연습이 아니라 표현에 단순함과 자연스러움을 담을 수 있도록 간소화하는

수단으로 간주하였다”

Jacob Jensen : “ 기술적인 한계가 당신의 디자인 상상력을 제한하지 않는다. 당신의 생각이 옳다면 항상 방법을 찾을 수

있다”

(자연친화적 디자인) 북유럽의 자연친화적 디자인의 사례는 성공적인 디자인 휴매니어링을 이해하는데 도움이 될 것임. ‘자연’은 북유럽

디자인을 나타내는 가장 핵심적인 단어이자 원천임. 오래 전부터 자연과 공존하는 삶을 중시하고 자연에 대한 깊은

존경심을 가진 덕분에 북유럽 디자인은 대부분 자연에서 영감을 얻어 탄생했음. 북유럽의 지형이 숲과 호수로 둘러싸여

있어 일상을 자연 속에서 지내야 하는 생활방식 또한 반영됐다고 할 수 있음. 북유럽 디자이너들의 기본적인 사고는

HUMAN ICT CONVERGENCECREATING PLAYFUL, FUN, AND MEANINGFUL USER EXPERIENCE

DESIGN HUMANEERINGEgmont Alens, 1946

ease to use, feel, look, perception

EMBODIED COGNITIONGeorge Lakeoff, 1998

Metaphors We Live By

USER EXPERIENCEDonald Norman, 1990

User centeredemotional design

CAPTOLOGYB.J.Fogg, 2000

behaviors, attitudes, emotions

GAMIFICATIONNick Pelling, 2002

fun, Pleasure,efficiency



자연을 보는 시각에서 비롯되어 자연에서 영감을 얻어 제품을 만드는 경향이 강함. 꽃, 식물, 새, 동물 프린트는 기본이고

고드름, 눈꽃 같은 유기적 형상에도 관심을 가짐. 1차원적인 디자인에 그치지 않고 자연을 유심히 관찰하고 응용해서 보다

심도있는 디자인으로 연결함.

그림 3은 세계적인 제품 디자이너인 야콥 옌센(Jacob Jensen)의 디자인 회사가 위치한 호에슬레브 지역의 풍경임. 그는

이러한 자연에서 영감을 받아 “Less is more”라는 Minimalism에 기반한 새로운 디자인 언어를 창출하였고 그림 4와 같은

시계 디자인을 탄생시켰을 것으로 생각됨. 분침은 디스크가 돌아가게 만들었고 시침만 기존의 바늘 형태로 되어 있음.

| 그림 3. Jacob Jansen Design 회사의 인근 풍경 |(Courtesy: Photo by Daniel Cho, Jacob Jensen Design, Hoejslev, Denmark, Nov. 2015)

| 그림 4. Curve 250, Jacob Jensen의 시계 디자인 |



또한 그림 5의 수평선이 있는 풍경이 그림 6과 같은 형태의 시계 디자인을 만들어낸 모태가 되었을 것으로 생각됨. 가운데

수평선의 위는 밤과 어둠을 의미하고 아래는 낮과 밝음을 의미함.

(비평적 디자인) 비평적 디자인[1]이란 미래를 예측하여 현재의 일상생활 제품들에게 가정과 예상의 능력을 부여하는 디자인 시도를

의미함. 이와 관련된 디자인 전환(Speculative Design)이란 개념은 현세의 디자인에서 영감을 얻어 향후의 변화된 세상을

디자인하는 것을 말함. 이와 관련된 듄 교수 랩의 작품을 소개함.

| 그림 5. Jacob Jansen Design 회사 인근의 Lovns Bredning 호수 풍경 |(Courtesy: Photo by Daniel Cho, Jacob Jensen, Hoejslev, Denmark, Nov. 2015)5)

| 그림 6. Classic 510 & 520, Timothy Jacob Jensen, 1985 |



| 그림 7. 감성적인 인터랙션, Anthony Dunne [1], RCA |

그림 7은 커피를 엎지르면 자기 보호를 위해서 사람처럼 스스로 다리를 세워 피하는 하드디스크 드라이버임. 이 예는

사물이 사람과 같이 주변 환경에 스스로 적응하는 미래 세계를 예측하여 발상된 아이디어임. 즉, 우리는 사물이 보고,

듣고, 말하고, 생각하고 행동할 수 있게 되는 세상을 꿈 꿀 수 있음.

또 다른 예로 그림 8은 +HUMANS 프로젝트 중 하나로 지구상의 인구 과밀이 극심해 질 때를 상정한 디자인 프로젝트임.

그림은 사람이 지상의 천연물과 나무 위의 자연식물을 그대로 섭취하는 증강된 외부 소화기관을 보여줌.

| 그림 8. Redesign ourselves: 외부 소화기관이 추가된 인간(Foragers, Dunne + Raby)



| 그림 9. Taste of Light, Hypervital, International Design Biennale Saint Étienne 2015 |

그림 9는 우리가 미래에 햇빛으로부터 에너지를 받아들여 더 이상 음식의 섭취가 필요 없게 된다면 맛의 감각을 어떻게

느낄 수 있을까 하는 생각에서 발상된 아이디어임. 나노, 바이오, 정보, 인지 과학기술의 급속한 발전에 힘입어 미래의

어느 지점(특이점 : Singularity)이 되면 완전하게 증강된 능력을 가진, 인간 이후의 존재자인 +HUMAN이 나타나며, 그

이후 기존의 과학이나 철학의 틀로는 상상할 수 없는 신세계를 펼쳐내게 될 것이란 상상에 기초하고 있음.

이러한 예들에서 볼 수 있듯 비평적 디자인의 가장 큰 목적은 현대 디자인에게 화두를 던지는 것에 있음. 그 외에도

의식을 제고하고, 추정된 것들을 드러내고, 행동을 자극하고, 논쟁을 유발하는 목적도 있음. 디자인이 기술에 미학적인

가치를 추가하는 것도 중요하지만 추상적인 콘셉트, 유형, 의제들을 도출하는 것도 매우 중요함. 이 행위를 통해서 우리가

미래를 예측하여 진정한 필요가 무엇인지 탐구하게 한 후 이를 성취하도록 도와줌으로써 더 나은 사회가 되도록 함.

이러한 비평적 디자인의 산물들이 복합적으로 작용하여 우리 일상과 미래에 엄청난 반향을 일으킬 것으로 생각됨.

2) 체화된 인지

우리의 마음은 우리와 강한 정서적 연결관계에 있는 사람, 사물, 환경과 연결되어 있음. 체화된 인지(Embodied

Cognition)란 환경, 몸과 두뇌가 하나의 형태로 결합된 단위(넥서스)를 말하며, "체화 상호작용”이란 생성, 조작, 사물과

개입된 상호작용을 통한 의미의 공유를 의미함.(2004년 Dourish)

미국의 심리학자 William James는 "행복해서 웃는 것이 아니라 웃어서 행복합니다."라는 말을 남겼음. 이는 행동이 생각과

느낌을 낳는다는 것으로 해석할 수 있음. 사람의 행동과 생각을 분석하여 높은 가치의 UX를 제공하는 도구를 개발하는

것이 인간의 삶을 풍요롭게 하고, 소통이 원활한 건강한 사회를 만든다는 것임. 그림 10은 체화된 인지에 대한 여러 가지

사례[3,4]를 보여주고 있음.



| 그림 10. 메타포를 활용한 체화된 인지 사례 |

따뜻한 손이 따뜻한 마음을 만듦. 따뜻함과 차가움은 물리적인 온도와 심리적 온도를 함께 표현하는 말임. 따뜻함이나

무거움 등 구체적인 물리적 특성을 표현하는 개념들이 활성화 될 때, 활성화된 신체 감각기관도 함께 반응한다고

이야기됨(Barsalou, 2008). Science지에 게재된 Williams와 Bargh(2008)의 연구에서 실험에 참여한 사람이 잠시 따뜻한

커피잔을 들고 있었던 것만으로도 대상을 좀 더 긍정적으로 평가한다는 결과가 나왔음. 실제로 따뜻함을 느끼는 신체적

자극이 타인에 대한 신뢰를 관장하는 뇌의 부분(Insular Cortex)을 활성화 시키기 때문임(Kang et al, 2010).

이외에 바나나 미끄럼 주의 표지판, 수저가 연상되는 요구르트 패키지 덮개, 손가락을 넣어 잡아당기기 쉽게 설계된

플러그, 아래로 떨어뜨리게 한 토스터, 시각적인 효과로 맛을 느끼게 하는 디자인 등이 시각적, 감각적, 인지적 행동을

유발하게 하는 체화된 인지를 이용한 디자인 사례들임.

| 그림 11. Ford사의 자동차 계기판 | | 그림 12. 아이폰의 둥근 모서리 |

또한 그림 11은 운전자에게 운전 속도에 따라 디지털 식물이 피거나 시들거나 하는 피드백을 제시하여 적정 속도를

유지하도록 경험을 체화한 사례임. 그림 12는 부드럽다는 메타포(은유)를 통해서 스마트폰 케이스의 모서리를 둥글게

디자인하면 내부의 SW가 부드럽게 수행된다고 느끼게 만드는 효과가 있음. 이같이 체화된 인지의 개념이 포함된

디자인은 무의식적으로 별도의 노력없이 제품과의 감성적 교류로 이어지게 되는 효과를 나타냄.



3) 사용자 경험(UX)

사용자 경험(UX)은 사람의 제품·시스템·서비스에 대한 사용 기대감의 결과로 나타나는 직감과 반응을 말함. UX

디자인은 사용자가 제품·시스템·서비스를 이용하면서 접하게 되는 모든 측면의 산업디자인, SW공학, 심리학, 마케팅

등의 관점에서 고객을 매료시키고 가치를 높이기 위한 총체적인 접근을 말함. 따라서 UX 연구는 사용자의 바램과

인지·감성적으로 형성된 태도를 관찰하여 사용자의 내적인 상태(성향·기대·요구·동기부여·분위기 ·생체신호),

설계된 시스템의 특성(안전성·복잡성·시인성·신뢰성·목적·유용성·기능성 등), 그리고 상호작용이 발생되는

물리적 Context(잡음·빛·온도·공간)와 사회적 Context(조직/사회 설정·활동 의미성·사용의 자발성 등)의 관계를

탐구하는 것임.

감성디자인 전문가인 Donald Norman은 사람이 아름답고 재미있는 물건을 좋아하는 이유로 심미적으로 즐거움을 주는

것이 실제로 작업을 더 잘 할 수 있게 해 준다는 것과 좋다고 느끼는 상품이 사용성 면에서도 만족을 주기 때문이라고

하였음. 따라서 그는 감정을 움직이는 것이야 말로 UX를 의도한 곳으로 이끄는 가장 근본적인 방법이라고 말했음.

사용자에게 감성적인 참여방안을 제공해야 자연스러운 행동변화를 유도할 수 있다는 것임.

또한 그는 수준 높은 UX를 위해서는 엔지니어링, 마케팅, 그래픽 디자인, 상품 디자인, 인터페이스 디자인과 같은 다양한

분야의 서비스들이 매끄럽게 통합되어 제공되어야 한다고 하였음. 이를 위하여 다음과 같이 세 가지 측면에서 사용자의

반응을 관찰해야 한다고 제안함.

① 본능적(Visceral) 반응 - 인간은 디자인이 좋은지 나쁜지를 자동적, 무의식적으로 순식간에 판단, 즉 본능적으로 반응함

② 행동적(Behavioral) 반응 - 행동적 반응은 일상생활에서 물건을 직접 다루거나 가까이에서 경험할 때 발생하는 느낌

및 반응을 말함

③ 반성적(Reflective) 반응 - 반성적 반응은 제품에 대한 분석·숙고·결정 등의 사고과정을 한 단계 거쳐서 일어나는

반응을 말함

그림 13은 그 예로 금붕어 보호를 위해 물을 절약해야 한다는 행동유발 동기를 제공하는 사례임.

그림에서 알 수 있듯 UX를 통한 사물과의 소통에 따른 사용자의 행동변화는

다음과 같은 3 단계로 진행됨.

- 감각적 참여는 제품이 사용자의 감각과 결합할 때 발생

- 물리적 참여는 제품이 사용자로 하여금 사용하게 할 때 발생

- 감성적 참여는 제품이 특정 아이디어를 통하여 사용자에게 감성적 영향을

미칠 때 발생

또 다른 예는 설치된 Interactive Screen에 북극곰 아바타의 행동을 보여 주는

것임. 해당 건물 내 전기소비가 늘어날 수록 Screen 속 온도계의 온도가

올라가 빙산은 녹아 내리고 북극곰은 털 색깔이 변하고 생기를 잃게 됨.

| 그림 13. Save water: Poor Little Fish |



새로운 UX를 창출하기 위한 스마트 도구를 만들기 위해 사용되는 사용자 연구 방법은 다음의 네 가지가 흔히 사용됨.

(브레인 스토밍) 브레인 스토밍은 다음과 같은 세 가지 다른 성격의 참여자로 구성된 월트 디즈니적 접근방법을 사용하여 창의적이면서도

실용적이며 비판적인 쟁점들을 찾아냄.

- 몽상가 : "모든 것이 가능하다면 나는 무엇을 할 수 있습니까?"

- 현실가 : "내가 어떻게 할 수 있습니까?"

- 스포일러 : "잘못되는 것 아니야?"

(공감 매핑) 생각과 감정, 고통과 이익(Thoughts, Feelings, Pains and Gains)에 초점을 맞추어 인터뷰를 통해 말하고 행동한 결과를

분류하는 것.

(미래의 기억) 당신의 제품은 미래에 무엇을 할 수 있는가? 라는 질문을 통해 답을 구하는 과정으로 진행.

(자기 정량화) 개인의 일반적인 평일의 하루 생활을 관찰하여 문제를 찾아 냄.

4) 행동 경제학

사용자의 습관 및 행동은 동기부여와 촉발(Triggering)에 의해서 변화를 유도할 수 있음. Fogg, B.J.[2]에 의하면 행동은

동기, 능력 및 촉발에 따라서 변화가 이루어 짐. 행동변화가 일어나지 않는다면 이들 세 요소 중 적어도 하나는 빠져

있다는 것을 의미함. 디자이너는 이러한 행동모델을 사용하여 사용자의 행동수행을 저해하는 것이 무엇인지 식별할 수

있음. 예컨대 사용자가 여행 웹사이트의 호텔 등급평가 같은 목표동작을 수행하지 않을 경우, 설계자는 이 행동모델을

통해서 부족한 심리적 요소가 무엇인지 찾을 수 있음.

사용자의 행동변화를 유도하는 촉발은 다음과 같은 넛지(Nudge) 방법이 효과적임. 넛지는 타인의 행동을 유도하는

부드러운 개입을 뜻하는 말로, 똑똑한 선택을 유도하는 ‘선택설계의 틀’을 의미함. 행동경제학(Behavior Economics)적

의미로는 경제적 인센티브를 변경하지 않고 예측 가능한 방식으로 사람들의 행동을 변화시키는 것을 의미함.

행동경제학이란 인간이 결정을 할 때 얼마나 비합리적일 수 있는지, 어떤 방식으로 경제활동을 하는지를 연구하는 학문임.

행동경제학자인 Cass R. Sunstein과 Richard H. Thaler 공저의 <넛지>[11]에 의하면, 팔을 잡아 끄는 것처럼 강제와 지시에

의한 억압보다 '옆구리를 슬쩍 찌르는 것' 같이 부드러운 개입으로 특정 행동을 유도하는 것이 더 효과적임.

넛지로 불리는 행동변화의 촉발 방식에는 다음과 같은 세 가지 원칙이 있음.

- 제안의 원칙 : 기회가 좋은 순간에 제안하고 그에 따르도록 요청함. 물을 마시도록 사용자가 물 생각이 나게 함 (Waterlogged).

- 자체 모니터링 원칙 : 자체 모니터링을 통해 사람들이 바람직하지 않은 행동을 바꾸게 함. 예컨대 수면과 신체활동

추적기가 있음. HAPIFork 모니터는 당신의 식사습관을 추적함. 사용자가 너무 빨리 먹는 경우에

경고를 발함.

- 감시의 원칙 : 사용자끼리 서로의 행동을 관찰하게 함. 자신이 감시받고 있음을 인식하는 것은 더 잘하게 하는 강력한

동기가 됨. Quit Pro는 소셜 미디어 플랫폼에서 금연의 진행상황을 공유하는 금연 앱임. Eatery 앱은 당신이

아침, 점심 또는 저녁 식사의 사진을 업로드 하면 다른 사용자가 그 식사의 영양가치에 따라 점수를 줌.



5) 게임화(Gamification)

게임화는 非게임적 상황(Non-game Contexts)에 보상과 재미요소를 가미해서 인간의 행동유발 동기를 촉진시키는 것임.

게임화 마케팅은 게임의 이러한 동기부여 요소를 상품과 서비스에 적용해 소비를 촉진하는 것을 말함. 다시 말해서

상품과 서비스에 놀이와 도전, 성취와 포상 같은 게임 요소를 가미해 소비자들이 자발적으로 상품과 서비스를 이용하게

만들고, 소비행위를 일종의 게임 플레이어들 간의 경쟁으로 치환시켜 지속적인 소비가 일어나도록 유도하는 것을 의미함.

재미와 즐거움을 통해 게임화된 제품은 메시지와 지식을 제공하고 사용자 선택을 변화시켜 사용자 행동에 영향을 주게

됨. 또한 당면한 도전을 통하여 새로운 것을 발견하고, 다른 사용자와의 사회적 결속을 만들어 특별한 어떤 것을 얻을 수

있는 가능성을 제공함. 한 가지 유의할 점은, 흥미있는 과제에 게임화를 적용하면 오히려 부정적 효과를 발생시키지만

지루한 과제에 게임화를 적용하면 긍정적 효과가 발생하게 됨.

미래학자인 Bertalan Mesko[17]는 헬스케어의 변화를 주도하기 위해 필요한 기술로 건강의 게임화를 강조하고 있음. 이는

Shine, Fitbit, Lumosity 등과 같은 게임화를 적용한 제품에서 미국 성인의 63% 이상이 재미와 보상의 필요성에 공감한다는

통계를 통해서도 확인할 수 있음.

표 1은 이 같은 감성적 스마트 디바이스가 갖추어야 할 다섯 가지 요소별 세부 평가항목을 정리한 것임.

UX 디자인 평가항목 세부 평가항목

디자인

휴매니어링

상상력을 통해 문화를 재해석하고 기존의 틀을 깨는 의제와 쟁점을 도출하였는가?즉, 가정과 예상의 목적들을 부여하는 행위를 부여 했는가?

자연과 인간 친화적인 메타포를 사용하였는가?

표현의 단순함과 자연스러움을 제공할 수 있도록 간소화하였는가?

기억에 남을 만한 감성·가치·이야기가 들어 있는가?

체화된 인지

나와 강한 정서적 연결관계에 있는 사람, 사물, 환경과 연결되어 있는가?

사람의 행동과 생각에 감성적 UX를 제공하여 제품에 대한 만족감을 높였는가?

체화된 메타포를 적용하여 시각, 감각, 인지에 대한 긍정적 평가를 만들었는가?

사용자 경험

사용자의 일상을 관찰하여 제품사용 시의 생각, 감정, 불편과 이익을 분석하였는가?

사용자의 감각을 자극하는 스토리를 통해 감각적, 물리적 참여가 이루어 졌는가?

사용자의 감성에 영향을 주어 지속 가능한 사용자 경험을 만들어 냈는가?

행동 경제학

사용자의 동기, 능력 및 촉발 요소를 고려하였는가?

타인의 행동을 유도하는 부드러운 개입을 위한 옵션을 제공하였는가?

행동변화를 유도하기 위한 자체 모니터링, 감시기능 및 피드백 기능을 제공하였는가?

게임화재미와 보상의 메커니즘을 활용하였는가?

사용자의 몰입이 일어나도록 사용자의 역량에 적합한 과제를 부여하였는가?

| 표 1. 감성적 스마트 디바이스의 UX 디자인 평가항목 |



3. 사용자 경험 (UX) 감성 인터랙션 디자인 사례

지금까지 높은 수준의 라이프스타일 창출을 위한 UX 디자인의 다섯 가지 요소, 즉 디자인 휴매니어링, 체화된 인지,

사용자 경험, 행동경제학, 게임화에 대해 살펴 보았음. 이장에서는 이러한 요소를 고려한 디자인 사례로서 성균관대학교

휴먼ICT융합학과 H-랩에서 수행한 웨어러블/UX 디자인 사례를 소개하겠음.

3-1 라이프 스타일

① 스마트워치 어플리케이션: Take Out

- 실제 그림을 그리는 행위를 할 때는 캔버스를 두고 팔레트와 붓으로 그림을 그리게 됨. 이러한 실제 환경을 디지털

드로잉 환경에 적용하여 아날로그적 드로잉 감성을 경험할 수 있도록 함. 스마트폰 드로잉 앱의 경우 툴 팔레트로 인해

화면을 온전히 활용하지 못하는 제약이 발생함. 이러한 시각적 화면 제약을 극복하기 위하여 스마트워치를 이용하여

스마트폰의 화면을 확장시킨 페어링 어플리케이션을 개발했음. 즉, 스마트폰을 캔버스로 스마트워치를 팔레트로

분리하여 인터랙션 하는 드로잉 어플리케이션임. 스마트워치는 갤럭시 기어S2를 사용하여 원형 디스플레이로 디자인

하고, 컬러나 붓 굵기 선택 시 회전형 베젤을 통해 인터랙션에 재미를 더하였음.

- 또한, 팔레트에서 붓을 회전하며 물감을 섞는 아날로그적 모션을 디지털환경에서 구현하기 위해 갤럭시 기어S2

스마트워치의 회전형 베젤을 활용함. 드로잉 어플리케이션이 가진 기본적인 툴로 Brush, Color, Eraser을 Control 할 수

있음. 붓은 1px~30px까지 선택이 가능하고, 컬러는 기본 24색과 명도를 조절하면 추가로 색을 만들어 사용할 수 있음.

확장된 원형 UI로 팔레트 내에서 화면 이동을 최소화함.

| 그림 14. Take Out [18] |



② WearLove

- 웨어러브는 연인끼리 사랑을 표현하고 사랑을 키워가는 감성 웨어러블 밴드와 스마트폰 앱을 포함하는 IoT기반

웨어러블 밴드임. 팔찌형태 웨어러블 밴드의 햅틱 장치를 이용하여 사랑을 많이 표현할 수록 아름답게 성장하고

서로에게 소홀할 수록 시들어 가는 LoveTree로 시각화 피드백을 제공함. 웨어러브는 사용자 간 Emotion Care를

추구하기 위해서 Love Touch, Emotion Sharing, LoveTree 기능이 있음.

| 그림 15. 웨어러브의 세 가지 기능 [21] |

③ ChefWatch (요섹남)

- 셰프워치는 스타 셰프들의 특별한 레시피를 알려주는, 스마트워치 및 스마트폰 연동 실시간 요리 가이드 앱으로 누구나

샘킴, 백종원과 같은 요리사가 될 수 있음. 셰프워치는 스마트워치를 이용하여 아이콘 형태의 레시피와 제스처 및

음성으로 메뉴 넘김, 조리시간 타이머 같은 기능에 심플하고 편한 사용성을 제공함. 또한 스마트폰 앱과 연동한 다양한

기능을 확장하여 상세 조리법 영상, 완성 요리 포스팅 ‘좋아요’, 셰프 배지 보상 등을 제공함.

| 그림 16. Chefwatch (요섹남) [16] |

Expression

Love Touch

연인의 손목을 만지는 듯한슬라이드 터치 방식

Love U 터치로 하트 전송, “사랑해/ 쪽” 음성 전송 가능

Sharing

Emotion Sharing

터치 방식으로 현재의감정 상태 공유

Sliding - Love U, 사랑해Long Press- Hate U, 미워

Growth

LoveTree

함께 키워가는 사랑의 나무!Love U를 많이 할 수록

나무가 크고 아름답게 성장



3-2 헬스 케어

① Healthy Tableware

- 그림 17에 소개된 Healthy Tableware[14]는 야채에 대한 거부감이 최고조에 이르는 4~5세 영유아들의 야채 식습관

개선을 위한 교육용 인터랙티브 서비스임. 동기 부여를 위해서 뚜렷한 목표 의식과 보상체계 등의 요소를 제시함.

부모와 함께 그날 도전할 야채의 종류와 양을 선택하면 선택한 야채의 효능을 애니메이션을 통해 학습하게 되고, 식판

위의 야채를 한 조각 먹을 때마다 식판의 중량센서와 수저의 제스처가 앱 서비스 상의 야채 캐릭터와 실시간으로

연동되어 자동으로 몸 속의 세균이나 변비를 해결하는 것을 보여주는 방식의 게임화 플랫폼 시스템임.

| 그림 17. Healthy Tableware [14] |

아이는 자신이 방금 먹은 야채가 몸 속에서 어떻게 작용하는지 실시간 애니메이션을 통해 재미있게 학습할 수 있고

야채를 먹어야 하는 목적의식을 거부감 없이 가지게 됨. 또한 식탁에서 부모와 자녀간의 대화에도 변화를 줄 수 있음.

이전에는 많은 부모들이 자녀의 야채섭취를 일방적으로 강요하거나 직접 떠먹여 주는 방식을 사용했지만, 본 게임화

플랫폼을 통해 자녀의 야채섭취 의사와 먹을 양을 스스로 결정할 수 있도록 유도하여 아이가 능동적으로 야채먹는 습관을

형성할 수 있게 도와 줄 수 있음.

② Slowee

- Slowee[15]는 그림 18과 같이 목과 턱 부분에 센서를 밀착시키는 형태의 웨어러블 기기로 환자의 먹는 속도를 측정하고,

이를 조명형태의 오브제를 통해 시각적 피드백을 제공하며, 손목에 찬 밴드로 진동 피드백을 제공하여 식도암 환자가

식사하는 동안 실시간으로 피드백을 받아 식사속도를 조절하도록 하는 시스템임. 천천히 먹으면 더 적은 양으로

포만감을 느낄 수 있고, 소화도 더 잘됨. 또한 천천히 먹는 습관은 역류성 식도염, 비만 등의 예방에도 도움이 됨.



| 그림 18. Slowee [15] |

- 잘못된 식습관은 식도암 환자의 위험을 증가시킴. Maslow의 인간욕구 단계의 가장 하위단계인 물리적 욕구단계에서

음식 섭취는 삶의 질을 향상시키기 위한 가장 기본적인 행동임. 식도암 수술 후에는 정상적인 삶을 영위하기가

어려워지므로 그러한 환자는 식사 습관을 고쳐서 음식물을 천천히 먹어야 함.

③ Wdiary

- 폐경기 이행단계 진단과 단계에 따른 건강상태 및 위험요인 관리를 위한 시스템으로 중년여성들이 폐경 단계를

거치면서 발생하는 신체 및 정신건강의 변화를 관찰하고 만성질환의 발생과 원인을 규명해 줌. 여성의 폐경 단계별

전환 시점을 명확히 파악하는 데 주안점을 두고 있으며, 여성의 월경 주기에 대한 명확한 데이터를 추출함. 이를 통해

사용자의 폐경 단계를 폐경 전, 이행기 전기, 이행기 후기와 같이 3단계로 진단할 수 있음. 이를 통하여 폐경에 대한

정확한 지식을 갖게 하고, 기존의 폐경기 중년 여성들이 폐경에 대해 갖는 부정적인 태도와 인식을 긍정적으로 바꿀 수

있다는 결론을 얻음.

| 그림 19. Wdiary [21] |



④ 플라워 아바타(Flower Avatar)

- 플라워 아바타는 그림 20과 같이 FSR, 근접센서, 플라워 아바타 및 앱으로 구성된 자세 교정 시스템으로(10-2014-

0163600 특허등록) 자세를 측정하여 플라워라는 시각적 메타포를 통해 자세를 교정하도록 도와 주는 스마트

디바이스임. 사용자의 앉은 자세가 나쁘면, 사용자 등이 굽은 정도에 따라 디스플레이상의 꽃의 줄기도 휘어지고,

줄기의 컬러가 바뀌면서 사용자의 자세가 좋지 않음을 경고함.

- 기존의 자세교정 시스템은 자세 위치를 센싱하기 위하여 EMG, Accelerometer, 자이로 센서, Strain 게이지 센서를

사용하며 햅틱, 시각, 촉각 피드백을 제공함. 그러나 진동 및 터치와 같은 햅틱을 이용해서 자세 교정에 대한 피드백을

주는 방법은 외부적인 동기를 제공하지만 사용자의 작업 흐름을 방해하기 때문에 부정적인 사용자 경험을 제공함.

따라서 플라워 아바타는 디지털 아바타와 같은 형태를 사용하여 긍정적인 사용자 경험을 제공하며, 심리적인 동기 유발

요소로 게임화 디자인을 적용함.

| 그림 20. 플라워 아바타[19] |

⑤ 릴리 키키(Lily Kickkee)

- 릴리 키키는 임산부복에 부착된 릴리 패드 아두이노, 전도성 실, 압력 센서, LED를 사용하여 태아의 움직임을 감지하고,

그 상태를 시각적으로 보여주는 웨어러블 디바이스임. 태아의 움직임은 초음파기에 의해서 7~8주 후에 감지되며,

18~20주가 되면 산모가 그 움직임을 감지할 수 있음. 그러한 태아의 움직임은 태아와 부모 간의 결속뿐 아니라

태아의 건강상태를 알 수 있는 주요한 역할을 담당함. 따라서 태아의 움직임을 시각화하여 부모와 감성적 결속(MFA :

Maternal Fetal Attachment)을 늘리기 위해 개발된 웨어러블 기기임.

| 그림 21. 릴리 키키(Lily Kickkee) [22] |



4. 결론

본고에서는 1) 디자인 휴매니어링, 2) 체화된 인지, 3) 사용자 경험, 4) 행동경제학, 5) 게임화의 다섯 가지 기술요소를

통해 사용자에게 감성적 결속감과 즐거움을 주면서 사용자의 자발적인 행동변화를 유발하는 동기를 제공하는, 높은

수준의 사용자 경험을 제공하는 스마트 디바이스 UX 디자인 방법에 대해 알아 보았음. 또한 이와 같은 방법론을 사용한

성균관대 휴먼ICT융합학과 H-랩에서 수행한 인터랙션 디자인 사례들을 살펴 보았음. 결론적으로, 몸에 부착하는 웨어러블

형태 또는 책상이나 벽 등 실내공간에 설치할 수 있는 텐저블(Tangible) 한 형태의 IoT 디바이스들, 그리고 그 디바이스들

사이에서 교류되는 감성적 스토리텔링을 통해서 사용자들의 라이프 스타일의 혁신을 유도할 수 있을 것으로 생각됨.

한편 산업부는 제조업의 경쟁력 강화 지원정책의 일환으로 제조업 소프트파워 강화를 위한 R&D 사업을 전개하고 있음.

특히, 선진국 대비 기술 경쟁력 향상이 시급한 국내 디자인 산업의 역량 강화를 위하여 인지·감성·UX 등 창의적인 선진

디자인 기술 및 도구개발과 보급·확산을 지원하고 있음.

1) 지식서비스 부문은 인지·감성·UX 등 비정형적 디자인 요소들의 과학적인 측정·공유·활용 기술과 체계적인

창의적 디자인 지원도구의 개발 및 보급·확산을 지원하고 있음. 2015년부터 ‘제조기업 대상의 사용자 경험(UX) 평가

프로세스 지원 서비스 플랫폼 개발’ 사업과 ‘인지 및 감성정보 기반의 제품설계 지원 시스템 개발’ 사업을 진행하는

한편, 2016년에도 창의적 디자인의 기술적 실현 가능성 제고를 위한 ‘중소기업의 신상품 개발을 위한 발명·디자인

아이데이션 협업지원 서비스 시스템 개발’ 사업을 진행하고 있음.

2) 디자인 부문은 중소 제조 및 서비스 기업들의 디자인 개발을 지원하는 사업을 전개하고 있음. 중소·중견기업의

新시장 창출을 견인할 디자인 전문기업의 역량개발과 제품 및 서비스디자인 기술개발 지원을 목적으로 2015년부터

‘디자인혁신역량강화사업’ 으로 개편하여 진행중임. 내역사업으로는 크게 4가지로 구분하여 지원하고 있음.

① 디자인전문기술개발사업:경쟁력 있는 중소·중견기업의 유망기술 및 BI를 바로 사업화하기 위한 디자인기술개발 지원

② 글로벌디자인전문기업육성사업:중소·중견기업의 디자인 혁신을 견인할 글로벌 디자인 전문기업으로 도약하기 위한

핵심기술 개발 지원

③ 차세대디자인핵심기술개발사업:중소·중견기업의 제품개발 시 차용할 수 있는 다양한 Concept의 실험적인 미래 선행

및 융합디자인 기술개발 지원

④ 서비스 디자인기반 제조업 신생태계 구축사업:서비스 디자인을 활용하여 서비스 확장이 가능한 제품기반의 新서비스

생태계 구축 지원



[참고문헌]

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16. 2015 앱센터 주관 제3회 대학생 앱 개발 챌린지(K-해커톤), 우수상, 조영래(제품디자인), 정범택(신소재공학), 박기혁(기계공학), 김진황(정보통신), H-Lab, 휴먼ICT융합학과

17. Bertalan Mesko, The Guide to the Future of Medicine: : Technology and The Human Touch, 2014

18. 2015년 행자부 주관 글로벌해커톤 <WEARABLE CHALLENGE> 최우수상 수상, 이광재(의료IT), 이만경(생명공학), 천혜림,김주희(S/W), 노우리(시각디자인), H-Lab, 휴먼ICT융합학과

19. Jeong-Ki Hong, Bon-Chang Koo, So-Ryang Ban, Jun-Dong Cho, Andrea Bianchi, beuPo: A Digital Plant that You Can Raise and Customize with Your Current Posture, ISWC 2015, Osaka, Japan, September, 2015

20. Yeong Rae Joi, Beom Taek Jeong, Jin Hwang Kim, Ki Hyuk Park, Taehyun Lee, Jundong Cho, WearLove: Affective Communication via Wearable Device with Gamification, CHI PLAY 2015, London, United Kingdom, Oct. 2015

21. Mirim Lee, Bon-chang Koo, Hee-seok Jeong, Joongsin Park, Juhee Cho, Jun-dong Cho, Designing mHealth intervention for Women in Menopausal Period, 9th International Conference on Pervasive Computing Technologies for Healthcare, May 20-23, 2015 | Istanbul, Turkey

22. Been Jeon, Ji Hwan Ryu, Jaewon Cho, Byung-Chull Bae, Jun-Dong Cho, Smart Maternity Clothes for Visualizing Fetal Movement Data, ISWC 2015, Osaka, Japan, September, 2015

′



( 저자소개 )

조준동 교수

●학력 및 경력

1993 전산학박사 Northwestern University, IL

1987 - 1994 삼성반도체통신㈜ 연구원

2010 - 2011 미국 IBM T.J. Watson Research Center 초청과학자

1995 - 현재 성균관대학교 정보통신대학 전자전기공학부 교수

2013 - 현재 성균관대학교 정보통신대학 휴먼ICT융합학과 학과장 (H-랩 지도교수)

2016 - 현재 성균관대학교 삼성융합의과학원 디지털헬스학과 교수

2012년~현재 한국연구재단 비상근 PM

2012년 지식경제부장관상 (반도체 헬스케어 기술 개발 유공자)

2013년 미래창조과학부 장관상 (융합우수사례 "휴먼ICT융합학과")

2013년~현재 한국디자인학회 이사

●휴먼ICT융합학과 소개

휴먼ICT융합학과(H-랩)는 2013년 산업자원통상부의 산업융합 특성화 인재양성사업의 지원으로 설립된 일반대학원 학과임. ICT, 디자인, 인문·사회, 공학 융합의 초학제적 프로젝트 수행을 통하여 차세대 리더(휴매니어)를 양성하고 있음. 특히 IoT 시대의 라이프스타일과 스마트 헬스케어 UI/UX의 새로운 가치를 만들어 내는 연구를 진행하고 있음.

●연구분야 키워드

Human Computer Interaction, Healthcare, Wearable Device, User eXperience, Tangible Interaction Design, Emotional Design

ｌ저자ｌ 김종현 PD / KEIT 조선PD실

김봉재 수석연구원 / 삼성중공업

SUMMARY

심해 해양플랜트 계류시스템의 설계, 설치 엔지니어링 국내 자립화 진행 중

최근의 해양플랜트 프로젝트는 엔지니어링, 구매, 건조와 함께 설치까지 EPCI 턴키 계약으로 발주되는

추세이며, 이에 따라 계류시스템의 설계 뿐만 아니라 설치 엔지니어링의 국내 수요도 증가하고 있음.

국내 해양플랜트 프로젝트에서 계류시스템 엔지니어링 부분은 자체 기술과 경험 부족으로 해외

엔지니어링사에 전량 외주를 주고 있으며 국내 조선업계의 수익성 약화의 원인임과 동시에 해외 의존도가

높음으로 인한 설계, 건조 공정상의 큰 리스크 요인이 되고 있음.

계류시스템 엔지니어링 기술 역량 확보가 정부 지원, 대기업 주도의 연구개발 과제로 활발히 진행 중임.

시사점 및 정책제안

계류시스템 엔지니어링 기술 확보를 통해 해양플랜트 산업의 국가적 이익을 극대화 할 필요가 있으며,

해양플랜트 EPCI 공사의 계류시스템 설계 및 설치엔지니어링을 대형 조선소와 중소엔지니어링사가 직접 혹은

공동, 위탁 수행하는 산업 생태계 조성 필요.

해외 엔지니어링사가 시장을 독점하고 있는 현 상황에서 단기적으로는 기술 역량과 실적 확보를 통한 시장

진입을 꾀하고, 기자재 및 설치 관련 후방 산업의 육성과 함께 중장기적으로는 초심해 해양플랜트 등 신규

시장의 주도권 선점을 위한 선행 기술 개발을 추진하는 전략적 접근이 필요함.

심해 계류시스템 설계 설치 엔지니어링 동향



1. 개요

지속적인 에너지 수요 증가와 연근해 자원 생산 감소로 인하여 점진적으로 심해에서의 시추 및 원유/가스 생산이 시도

되고 있음. 심해에서의 혹독한 해양 환경 조건 하에서 다양한 작업 공정을 포함하는 해양플랜트는 수심에 따른 고정식

플랫폼의 설치비용이 급격히 증가하므로 대부분 부유식으로 설계됨.

부유체의 운동에 직접적인 영향을 미치는 계류시스템은 해양플랜트의 안정성과 작업 성능 확보를 위한 핵심 장치로

인식되고 있음. 그러나 국내 해양플랜트 산업은 하부 선체 건조 분야에 집중되어 있고, 고부가가치 영역인 계류시스템

설계 및 설치 등은 주로 해외 엔지니어링 업체에 의존하고 있는 실정임.

본 보고서에서는 심해 계류시스템의 설계, 설치 엔지니어링 항목들을 열거하고 본 기술 분야의 국내외 동향 및 시장 전망,

그리고 이에 연관된 R&D 정책 제안에 대하여 기술하고자 함.

2. 계류시스템 설계 기술

계류 해석

부유식 해양구조물의 해상 위치 유지를 위해 바람, 조류, 파도 등의 해양 환경에서 견딜 수 있도록 계류시스템이 설계,

제작되어야 함.

계류 해석은 주어진 환경 조건에서 선박 및 해양구조물이 안정한 위치 유지를 할 수 있는 계류시스템을 설계하고

검토하기 위한 엔지니어링 항목임.

| 그림 1. 부유식 해양구조물의 계류시스템 |

계류시스템 설계를 위한 환경하중 기준을 선정하고, 계류삭의 제원, 개수 및 배치 등을 결정, 부유체의 이격거리와

계류삭의 장력이 허용범위 내에 있는지를 극한 환경조건 및 운용조건에서 확인, 계류삭 손상조건에 대해서도 안전한지

평가함.


ISSUE 2심해 계류시스템 설계 설치 엔지니어링 동향

피로 해석

피로 파괴는 반복적인 하중 작용에 의한 손상 누적으로 구조가 파단되는 현상임.

T-T(Tension-Tension) 피로는 해상에 설치된 해양구조물의 거동에 따라 계류선에 작용하는 장력(tension)의 변화로부터

유발되는 현상임.

- 계류시스템이 경험하게 되는 설치해역의 모든 해상 상태, 각 해상 상태별 계류선의 장력변화 그리고 실제 시험을 통해

장력 크기별 수명을 도출한 피로선도(T-N curve) 등을 종합하여 설계된 계류선의 피로수명 적절성 여부를 검토함.

OPB(Out of plane bending) 피로는 부유체의 거동에 따른 계류선 간의 굽힘 변형으로 인해 유발되는 현상임.

- 2001년에 설치된 Girassol 해양구조물의 계류선이 설치 8개월 만에 파괴되면서 OPB 피로라는 문제가 처음 대두됨.

- 오일메이저, 엔지니어링사, 건조사 등의 장기간에 걸친 검토를 통해 OPB 피로해석 방안이 제안되었으며, 각 해상상태별

유발되는 계류선 간의 굽힘 변화, 굽힘에 따른 응력변화, 피로시험을 통해 응력크기별 수명을 도출한 피로선도(S-N

curve) 등을 종합하여 OPB 피로수명을 도출함.

| 그림 2. 계류삭의 피로 파괴: T-T 피로, OPB 피로 |

모형 시험

해양구조물의 정도 있는 설계를 위해서는 해석과 시험이 병행되어야 하는데, 수심 1,000m 이상에 투입되는 구조물의

경우는 실제 수심 전체를 모사하는 실험은 수조의 수심 제약으로 인해 한계가 있음.

따라서 계류시스템의 특성을 실제 수심과 동일하게 유지하면서 그보다 얕은 시험수조의 수심에서 실험할 수 있는

truncation 기법이 필요함.

장력(tension)변화

T-T 피로 OPB 피로

굽힘(bending)변화INTERLINK FRICTION

Out of Plane Bend



1. 개요

| 그림 3. 모형시험 |

(a) 심해구조물 (original depth) (b) Truncation 모델

| 그림 4. 구조물 및 모델[1] |

앵커 설계

해양구조물을 계류선에 연결하여 해저에 고정하기 위한 앵커 시스템의 설계는 크게 지반설계, 구조설계, 방식설계로

구분할 수 있음.

- 지반설계에서는 계류삭의 매설 영향을 고려하여 산정된 앵커의 설계하중과 현장지반조사로부터 얻은 지반특성을

바탕으로 앵커의 직경, 길이, Padeye 깊이 등을 결정함. 결정된 앵커 형상으로 계산된 인발력은 설계하중을 견딜 수

있어야 하고 설치공법에 따른 관입력을 추정하여 설치 가능성도 검토함.

- 앵커의 구조적 안전성을 평가하기 위해 운반/인양/하강/관입에 대한 FE해석을 수행함. 특히, 목표심도까지 설치된

앵커에 대한 극한강도 및 피로강도를 평가하여 설계하중을 견딜 수 있는지 검토함.



- 또한, 설치된 앵커 및 계류삭의 부식을 방지하기 위한 방식(Cathodic Protection) 설계를 통해 부착되는 anode의 크기,

수량, 위치 등을 결정함.

| 그림 5. 앵커 형상, 관입 해석 |

3. 계류시스템 설치 설계 기술

Pre-laying analysis

조선소에서 건조된 부유식 해양구조물은 예인 선박으로 견인되어 계획된 설치 지점으로 이동된 후 계류삭으로 연결하여

해양 설치 작업을 마치게 되는데, 해양 설치 시간을 줄이기 위하여 해양구조물이 도착되기 전에 계류삭을 미리 해저면에

설치함.

사전 설치(Pre-laying) 단계는 계류시스템의 앵커가 해저면에 설치된 이후 앵커와 계류삭을 연결하고, 해저면 계류삭 배치

계획에 따라 설치선의 위치 유지와 계류삭 장력 조절 기술이 동반되어야 정확한 계류삭 해저면 배치가 가능함.

사전 설치 해석에서는 해저면으로 포설되는 계류삭의 정확한 접점 계산과 함께 향후 수행될 인양 연결(hook-up) 단계를

대비한 계류삭 배열 계획을 검토, 결정함.

| 그림 6. 계류삭 사전 설치(Pre-laying) 예시 도면 |



Mooring line hook-up analysis

건조된 해양구조물은 설치 해역으로 예인된 후 사전 설치된 계류삭이 충분한 개수로 연결될 때까지는 예인선의 도움을

받아야 위치 유지를 할 수 있음.

인양 연결(Hook-up) 해석은 해양구조물이 도착하기 전, 해저면에 사전 설치된 계류삭을 집어 올려 해양구조물에

연결하기 위한 제반 기술적 검토를 목적으로 함.

일반적인 작업 절차는 해양구조물로부터 연결 작업을 위한 안내줄을 설치선으로 건네고, 설치선은 해저면에서 집어올린

계류삭을 안내줄과 연결한 후 다시 해양구조물로 계류삭을 전달하는 순서임.

인양 연결 해석에서는 해상에 떠있는 두 부유체간 계류삭을 전달하는 과정에서 하중 전달에 어떤 문제가 있는지

시뮬레이션을 통해 검토함.

| 그림 7. 계류삭 인양 연결(Hook-up) 시뮬레이션 예시 |

Storm safe mooring analysis

해양구조물은 보통 20년 전후의 수명이 다할 때까지 장기간에 걸쳐 해양에 설치되어야 하기 때문에 다수 개로 이루어진

대용량 계류삭에 연결하여 설치됨.

이러한 계류삭은 해양구조물이 현장에 도착하여 하나씩 차례로 인양 연결되는데, 계류삭이 일정 개수 이상 연결이 되면

해양구조물은 위치유지를 돕는 예인선 없이 자체적으로 계류됨.

Storm safe mooring 해석은 해양구조물이 설치되는 과정에서 맞이할 수 있는 극한 환경(Storm condition) 조건에서

예인선의 도움 없이도 안전한 위치 유지가 가능한 계류삭의 연결 개수를 밝혀내는 작업임.

해양구조물 생애주기를 견디는 계류삭의 설계 개수보다 작은, Storm safe mooring을 위한 계류삭의 개수를 구하기

위해서는 기준이 되는 환경 조건을 정한 뒤, 극한 및 손상 상태 각각에 대한 최대허용장력과 이격거리를 산출하고,

계류삭의 해저면 접촉 상태를 검토함.



| 그림 8. 계류삭 개수에 따른 해양구조물의 이격거리 검토 예시 |

Position keeping analysis

해양구조물 건조가 완료된 뒤에 설치해역까지 해양구조물을 인양하는 예인선은 설치에 필요한 계류시스템이 연결될

때까지 해양구조물 위치를 유지하는 역할을 맡게 됨.

| 그림 9. Position keeping simulation 예시 |

Operational Environmental Condition - Taut Leg Mooring Line Intact Maximum Vessel Offsets

(% Wellhead Water Depth)

8 lines - Water Depth = 2,000m8 lines - Water Depth = 2,500m12 lines - Water Depth = 2,000m12 lines - Water Depth = 2,500m12 lines - Water Depth = 3,000m

Operational Environmental Condition - Taut Leg Mooring Line Damaged Maximum Vessel Offsets

(% Wellhead Water Depth)

8 lines - Water Depth = 2,000m8 lines - Water Depth = 2,500m12 lines - Water Depth = 2,000m12 lines - Water Depth = 2,500m12 lines - Water Depth = 3,000m



추진 동력을 가진 예인선은 해양구조물과 로프로 연결되어 일정 거리 떨어져 있으므로, 다양한 해양환경에서 예인선의

추력, 해양구조물에 대한 상대 위치 등이 매우 중요한 검토 요소가 됨.

위치 유지(Position keeping) 해석에서는 각각의 예인선이 제한된 범위 내의 특정각도로, 해양구조물을 끌어당기는 힘의

크기, 그리고 그 합력이 해양구조물을 일정한 위치에 유지시킬 수 있는 지를 검토하며 이를 통해 설치 작업에 동원되는

예인선의 대수와 추진 및 예인 장비의 사양을 결정함.

Anchor pile lifting and lowering analysis

부유식 해양구조물을 해역에 계류하기 앞서 가장 먼저 앵커를 해저면에 설치하게 됨.

앵커는 수십~수백 톤의 무게가 되는데, 이 앵커를 해저면에 무사히 내려놓기 위해서는 2 가지의 해석을 반드시 수행해야

함.

- Lifting 해석: 앵커는 제작이 되면 barge선에 의해 설치해역으로 이동하여 설치선에 접안을 하게 되고 이후 설치선에

있는 크레인을 이용하여 앵커를 들어 올리는데, 이 때 안전한 작업을 위해 크레인의 용량과 와이어의 장력에 대한

해석이 필요함.

- Lowering 해석: 앵커를 해저면에 설치를 하기 위해 해수면에서부터 해저면까지 와이어로 내리게 되는데 해상의 경우는

육상과 달리 파도와 해류에 의한 설치선의 상하방향의 운동이 존재함. 이에 대한 설치 공사 안정성을 확보하기 위해

상하운동 보상장비(Heave Compensator)를 보유한 설치선을 활용하며, Lowering 해석은 이 장비의 사양과 설치 작업이

가능한 해상조건을 결정하는 해석임.

| 그림 10. Heave compensator를 이용한 lowering 개념도 |

MainWinch

Motion Reference

Unit

Moog Digital Controller

Moog Valve

Passive Cylinders

Active Cylinders

Deck

Load



4. 국내외 동향 및 전망

국내 연구개발 동향

국내에서는 해양플랜트에 대한 관심이 높아진 2010년 이후, 미래산업선도기술개발사업, 산업융합원천기술개발사업,

산업기술혁신사업 등 정부지원 사업으로 해양플랜트 EPCI 프로젝트를 수행하는 대기업 주도의 관련 연구개발이 진행되고

있음 [표 1.]

현재 진행되고 있는 계류시스템 관련 국내 연구 개발은 국제적인 기술 수준을 따라잡기 위한 “기술 확보”가 목표인

경우가 대부분이며 독창적이고 혁신적인 기술의 신규 개발은 활성화되어 있지 못함.

연구기관명 프로젝트명개요

(계류관련 항목만)연구기간

대우조선해양심해 석유 생산망 FEED 설계 및 부유체 핵심 기술 개발

Turret mooring type의 계류시스템 설계 기술 개발

2012.07-2016.09(미래산업선도기술개발사업)

현대중공업심해자원 생산용 해양플랜트 진출을 위한 해저장비 및 URF 설치용 3,000m급 심해설치 공사기술 개발

Subsea URF 및 해저 기초 설치 기술 개발 및 실증

2012.07-2018.09(미래산업선도기술개발사업)

삼성중공업설계 유의파고 15m 해역의 Oil & Gas 생산을 위한 100만 배럴급 FPSO용 Turret system 설계 기술 개발

Turret 설계와 관련된 계류해석 기술 확보

2012.06-2017.05(산업융합원천기술개발사업)

삼성중공업심해용 부유식 해양플랜트의 다점 계류시스템 설계, 설치 핵심 기술 및 설계 패키지 개발

Spread mooring type의 계류 시스템 설계 및 설치 기술 개발실 설계 수행, 검증 및 Track record 확보

2015.12-2018.12(산업기술혁신사업)

| 표 1. 계류시스템 설계 설치 관련 국내 연구개발 과제 |

국외 기술 동향

지금까지 설계되었고, 현재 진행 중인 해양 프로젝트의 계류시스템 설계와 설치 엔지니어링은 MCS Kenny, McDermott,

Heerema, DORIS, SOFEC, SBM Offshore, InterMoor 등의 소수 해외 엔지니어링사에서 독점하고 있음.

해양플랜트의 설치 영역이 점차 심해로 확대되는 점을 감안하여, 심해 계류시스템 관련 산업 기술을 선점하고자 세계

각국은 적극적인 연구개발 투자를 하고 있음.

- 미국에서는 심해 유정 개발을 위한 선행기술 공동개발 국제 컨소시엄인 DeepStar 프로젝트[2]를 1991년에 시작하여

매 2년마다 지속적으로 갱신, 현재 Phase XII 단계임. 오일 메이저와 엔지니어링사, 기자재업체들의 공동연구로 심해

해양플랜트 기술 개발을 선도하고 있음.

- 노르웨이도 Deepwater R&D 프로그램을 20년 이상 지속, 심해 해양플랜트 기술을 축적하고 있으며, 현재는 Ultra-

Deepwater R&D를 진행 중임.



계류시스템 엔지니어링 시장 동향 및 전망

Offshore Mooring System 시장은 2014년 928 백만불에서 지속적으로 성장하여 2021년 1,160 백만불 규모 예상[3]. 이

중 엔지니어링 시장은 2,500억 규모로 추정됨.

계류시스템의 설계 및 설치 엔지니어링 비용은 프로젝트 당 약 50억~100억이며 국내 대형 조선사들의 수요는 연간

400억 규모(3~4기)임. 최근에는 시기적으로 개발 정체 추세이나 중장기적으로 필연적 유정 개발이 기대되며, 시황이

개선된 후 2021년에는 연간 1,000억 규모로 성장 전망.

5. 시사점 및 정책 제언

국내 계류시스템 엔지니어링 시장 육성 필요

최근의 해양플랜트 프로젝트는 구매, 건조와 함께 설치까지 EPCI 턴키 계약으로 발주되는 추세이며, 이에 따라

계류시스템의 설계 뿐만 아니라 설치 엔지니어링의 국내 수요도 증가하고 있음.

국내 해양플랜트 프로젝트에서 계류시스템 엔지니어링 부분은 자체 기술과 경험 부족으로 해외 엔지니어링사에 전량

외주를 주고 있으며 국내 조선업계의 수익성 약화의 원인임과 동시에 해외 의존도가 높음으로 인해 설계, 건조 공정상의

큰 리스크 요인이 되고 있음.

계류시스템 엔지니어링 기술 확보를 통해 해양플랜트 산업의 국가적 이익을 극대화 할 필요가 있으며, 해양플랜트 EPCI

공사의 계류시스템 설계 및 설치엔지니어링을 대형 조선소와 중소엔지니어링사가 직접 혹은 공동, 위탁 수행하고 관련

기자재는 국내 업체를 육성하여 조달하는 산업 생태계 조성 필요.

중장기 로드맵에 따른 체계적 육성 정책 필요

보수적인 시장 특성 상, 소규모 연구개발을 통한 중소 업체의 진입이 어렵고 대형 실증 프로젝트를 통한 기술 개발과 실적

확보가 필요함.

해외 엔지니어링사가 시장을 독점하고 있는 현 상황에서 단기적으로는 기술 역량과 실적 확보를 통한 시장 진입을

꾀하고, 기자재, 설치 관련 후방 산업의 육성과 함께 중장기적으로는 초심해 등 신규 시장의 주도권 선점을 위한 선행

기술 개발을 추진하는 전략적 정책이 필요함.

[참고문헌]

1. Byoung Wan Kim, Hong Gun Sung, Jin Ha Kim and Sa Young Hong, “Comparison of linear spring and nonlinear FEM methods in dynamic coupled analysis of floating structure and mooring system,” Journal of Fluids and Structures, Vol.42, pp.205-227, 2013

2. DEEPSTAR - Technology Development for Deepwater Research, http://www.deepstar.org 3. Offshore Mooring System Market - Global Industry Analysis, Size, Share, Growth, Trends and Forecast 2015 - 2021),

Transparency Market Research, 2015.

ｌ저자ｌ 김익수 PD / KEIT 섬유의류PD실

양회창 교수 / 인하대학교 유기응용재료공학과

장미 박사 / 포항공과대학교 소프트 일렉트로닉스 연구단

SUMMARY

목적

미래 성장동력 산업으로 주목받고 있는 텍스트로닉스(전자섬유 ; Textronics)의 현황을 살펴보고 기술개발

프레임을 제시

텍스트로닉스 섬유 시장과 기술

세계시장은 2014년 31억$에서 2020년 208억$로 연평균 25.2% 증가할 전망

텍스트로닉스 사업의 핵심 성공요소는 ① 전자·S/W·섬유소재·제품디자이너의 긴밀한 사업협력, ② 고객

가치 창출 Biz. Model 개발, ③ 표준 및 평가인증 체계 구축, ④ 산업간 기술간 융합R&D

소재, 소자, 부품, 모듈 등 표준 정번품과 고객 맞춤형 텍스트로닉스 패션 완제품으로 제품시장이 이원화 될

것으로 예상되며, 텍스트로닉스를 활용한 서비스 산업이 크게 성장할 것임

텍스트로닉스 소재 핵심기술은 성능, 내구성, 내세탁성, 신축·유연성, 접합·연결 신뢰성, 양산성, 보수

용이성, 편안한 착용감을 갖춘 전도성 섬유, 트랜지스터 섬유, 발광섬유, 센서섬유 등

텍스트로닉스 부품 또는 모듈 제조 핵심기술은 ① 유연하고 집적화된 회로기술, ② 접합·연결기술, ③ 소자와

부품을 고정시키는 실장기술

선진국과 한국의 텍스트로닉스 소재와 제조기술 수준 차이는 매우 작음

시사점

실리콘 반도체기반 전자기기 산업이 유연하고 얇으며 가벼운 텍스트로닉스 신산업으로 진화될 가능성이

높으므로 고객가치ㆍ시장기반의 산업전략과 투자계획 수립 및 실행이 시급

세계적으로 상품화 시작단계이고 선진국과 기술격차가 작으므로 민간부문이 고객가치 창출 지식서비스

사업개발과 섬유ㆍ전자산업 융합 기술 및 제품개발을, 공공부문이 의료 및 개인정보보호 관련 기술과 제도

보완을 추진한다면, 텍스트로닉스 산업은 미래 주력수출 산업으로 성장할 가능성이 높음

텍스트로닉스 섬유(전자섬유)의 동향과 기술개발 방향



1. 텍스트로닉스의 개요

“텍스트로닉스(Textronics, 전자섬유)”란 전기 또는 광(Light) 신호를 생산, 저장, 전달할 수 있는

섬유형태의 전기전자 소재, 부품 및 제품을 일컬음

실, 직물, 편물, 부직포 형태의 섬유소재는 신축성, 구김 복원성, 유연성 등이 금속, 세라믹, 필름·시트에 비해 월등히

우수하므로 다양한 모양·용도·색상의 전기전자 제품을 제공

섬유소재 고유의 감성과 착용감, 전자소자 구현을 위한 전기·광 신호의 생산, 저장, 전달 등의 기능성을 갖춘 섬유제품

| 그림 1. 섬유기술과 전자기술의 융합; 텍스트로닉스 |

텍스트로닉스 기술은 섬유기반의 전자소자, 회로, 접합·연결, 실장, 콘텐츠로 구성

| 그림 2. LED 소자, 회로, 접합·패키징 기술이 구현된 광기능성 섬유제품 |


ISSUE 3텍스트로닉스 섬유(전자섬유)의 동향과 기술개발 방향

센서, 발광, 스피커, 마이크, 트랜지스터, 저항, 컨덴서, 반도체, 광전소자, 안테나, 전도성 소재 등 섬유기반의 소자 설계,

제조기술

소자 - 전원 - 입출력 - 처리장치를 연결하는 회로설계 제작기술

부품·소자를 연결하여 시스템을 만드는 접합·패키징기술

디자인과 응용 콘텐츠 S/W

의류, 침장, 인테리어 등 의류·생활용 웨어러블 스마트 섬유제품과 서비스가 미래 성장동력

산업으로 주목

건강, 안전, 위험 대응, 스포츠·레저, 여행, 엔터테인먼트, 광고, 교육훈련 등이 유망 수요 분야

| 그림 3. 건강관리용 웨어러블 스마트 패션제품 |

memorymonitoring vital sign

signal processing

piezoelectric generator

battery



2. 텍스트로닉스의 시장전망

세계시장은 2014년 31억$에서 2020년 208억$로 연평균 25.2% 증가할 전망

※출처 : IDTechEx, 2014

| 그림 4. 텍스트로닉스 제품 및 서비스 공급망 |

21세기에 진입하면서 텍스트로닉스에 대한 기대가 임계점을 돌파하면서 경쟁적인 연구개발·사업화 투자가 이루어

졌으나, 섬유산업과 전자산업의 융합이 미흡했고 킬러상품과 건실한 Biz. Model을 개발하지 못해 상업적으로는 기대에

미치지 못함

센서, 입출력 단말장치 등 소자·부품 시장과 헬스케어, 피트니스 의류 등 고부가가치 전문시장으로 분할

초연결 및 고령화 사회로의 변화가 가속화됨에 따라 텍스트로닉스 시장이 급속히 성장

건강관리, 전쟁과 전투, 안전 및 범죄예방, 각종 수송기기와 기계장비 모니터링, 통신 등 주요 시장에서 텍스트로닉스를

활용한 글로벌 대형 서비스 사업개발이 예측되며 AI(인공지능)기술 발전이 시장성장을 촉진

텍스트로닉스 사업의 핵심 성공요소는 ① 전자·S/W·섬유소재·제품디자이너의 긴밀한

사업협력, ② 고객가치 창출 Biz. Model 개발, ③ 표준 및 평가인증 체계 구축, ④ 산업간 기술간

융합R&D

주요 상품개발 분야로는 ① 헬스케어, 피트니스, 스포츠레저, 취미생활과 관련한 소비재, ② 의료, 안전보호,

자동차·항공기, 건축·토목, 기계 등의 산업자재, ③ 패션, 디자인, 엔터테인먼트, 이벤트 관련 맞춤제품

원사업체 제·편직업체 IT 및 모듈 업체 IT·섬유·패션업체의 완제품 및 서비스

전도사 전도사�직물편성 e-Fabric 모듈 의료 및 서비스산업

의류 및 패션산업

스포츠 아웃도어산업 안전 복지산업

전자패션

디지털의류

ICT 섬유

헬스케어

일상생활

안전보안

산업환경

직물 결합형웨어러블

Ag

Av

Cu

전도사 삽입 3D 직물 편성 기술

전도사 삽입이 가능한 완편기/횡편기 제조 기술



소재, 소자, 모듈은 표준 인터페이스 아래 대량생산 품목으로, 웨어러블 스마트 패션제품은 고객

맞춤형 제품으로 진화할 것으로 예상됨

웨어러블 스마트 패션의류는 정보화 기기를 장착할 수 있는 제품, 헬스케어 의류, MP3 의류, 방한복 등 의류뿐만 아니라

인테리어, 산업자재 섬유로 품목 확대

글로벌기업이 주도하는 인터페이스 표준 환경을 따르는 전도성 섬유소재, 센서 및 전자 기능성 섬유 모듈, 섬유형태의

입출력 모듈, 통신 및 정보처리 모듈 등이 기존 전자부품 시장을 잠식하는 것과 함께 신규수요 창출 가능성 높음

특히, 스포츠, 피트니스, 헬스케어, 안전보호 분야에서부터 먼저 수요시장이 형성될 것이며, 2021년부터는 건축분야에서도

센서를 내장한 건자재, 발열재, 안전보안 바닥재 등이 상품화

2021년에는 의류/헬스케어 분야가 패션소품/엔터테인먼트 분야를 제치고 가장 큰 시장을 차지할 것으로 예상되며,

텍스트로닉스를 활용한 진단과 약물주입 의료서비스가 나타날 것으로 예측됨

소비자는 표준 플랫폼 기반의 텍스트로닉스 모듈을 활용하여 데스크 탑 컴퓨터와 같이 벽지, 바닥재, 침장, 타올, 패션의류,

가방 등을 만들거나 서비스 공급자의 앱(App)으로 맞춤형 가치를 창출

섬유·전자·정보 기술이 융합된 텍스트로닉스 생활용품이 보편화

또한, 텍스트로닉스 기술은 제조, 유통, 공공서비스, 통신, 국방, 교육훈련, 장애자의 커뮤니케이션과 생활도구 등 다양한

제품과 서비스를 제공

3. 텍스트로닉스의 기술현황

텍스트로닉스 섬유제품은 편리, 안전, 패션, 유비쿼터스(Everywhere Technology, Every Wear

Technology!)를 추구

기존 전기전자제품의 구리선 역할을 하는 전도성 섬유는 텍스트로닉스 제품의 기본 소재이므로

내구성과 전도성 향상 기술개발이 시급

전도성섬유는 ① 금속(혹은 전도성)섬유와 절연성 섬유를 Core-Sheath 형태로 연사 또는 커버링, ② 금속(혹은

전도성)소재와 절연성 소재를 Core-Sheath 복합방사, ③ 금속(혹은 전도성)섬유 표면에 절연막을 코팅, ④ 나일론 등

일반섬유의 표면에 은, 니켈 등 금속 피막과 절연막을 순차적으로 코팅하여 제조

| 그림 5. 전도성 섬유 |



전도성 섬유를 제직, 편직 및 자수법으로 직편물과 부직포 위에 도전성 회로를 구현

전도성 고분자인 PEDOT:PSS로 만든 섬유는 내구성과 전도성이 낮고, 그래핀이나 금속 나노와이어를 분산시킨 섬유는

품질 수율 확보를 위해 고도의 생산기술이 요구되나 망상구조의 CNT 집합 섬유는 전도성이 우수하며 상업화 가능성이

높음

텍스트로닉스 부품 또는 모듈 제조기술은 ① 유연하고 집적화된 회로기술, ② 접합·연결기술,

③ 소자와 부품을 고정시키는 실장기술로 구성

(회로기술) 텍스트로닉스 회로는 전도성 섬유를 제직, 편직, 자수하거나 전도성 잉크를 프린트하여 제작되며 신축 및

구김변형에서 전도도 변화가 거의 없어야 하고 소자·부품의 연결부위가 파손되지 않아야 함

- (제직회로) 2차원 또는 3차원 제직으로 전자회로 구현이 가능하나 인장강도 1.2gf/de 이상, 신도 5% 이상의 기계적

물성을 갖추고 제조공정 중 마찰과 꼬임 등 외력에 견딜 수 있는 전도성 섬유가 필요

- (편직회로) 신축성이 높은 텍스트로닉스 회로에 적합하지만 제조과정에서 전도성 섬유가 하나라도 끊어지면 전후

부분을 분리하여 사용해야 함

| 그림 6. 직물 및 편물회로 |

- (자수회로) 컴퓨터자수기를 사용하여 다양하고 정밀한 전자회로를 비교적 쉽게 만들 수 있으며, 공정 자동화가

유리하며 픽셀방식의 텍스트로닉스 제품 제작이 용이

- (프린트회로) 전도성 또는 반도체성 잉크를 직물·부직포 표면에 인쇄하여 전자회로 패턴을 제작하므로 잉크가 잘

흡수되고 번지지 않으며 내열성이 좋은 섬유소재가 요구됨

| 그림 7. 텍스트로닉스 회로기술 |

전자섬유 원사 전도성사 자수기법 전도성 잉크, 자수 직물회로보드

스크린 프린팅 다중 직물 회로보드 동박전사 기법 직물전사소자 패키징



(텍스트로닉스 소자·부품) 최근, 섬유기반으로 트랜지스터, 메모리, 센서, 콘덴서, 액츄에이터, 발전기, 배터리 등의

부품개발, 전도성 섬유를 이용한 전극, 데이터 송수신을 위한 버스라인, RFID 통신용 안테나 개발이 활발

- 센서 : 광센서, 비접촉 정전용량(Capacity)센서, 압전센서, 온도 및 습도센서

- 전원 : 태양전지(OPV), 열전지, 마찰(압전)전지, 배터리

- 통신 및 시스템 기술 : 수 kbps ~ 10Mbps의 근거리 무선통신 기능이 필요

(연결기술) 전도성 섬유와 소자·부품을 접합·연결(Interconnection)하는 기술은 착용성, 유연성, 내구성, 조립 작업성을

확보하는 핵심요소이나 연구개발이 미흡한 분야임

- 솔더링, 본딩, 리본커넥팅, 플랫케이블, 재봉, 자수, 스냅 단추, 지퍼 등의 연결기술들이 적용되고 있으나 착용성,

내세탁성, 신축성, 양산성을 향상하는 기술개발이 필요

| 그림 8. 소자·부품과 전도성 섬유의 연결기술 |

- 미국 조지아공대에서는 직물형 인터페이스를 개발하였고, 카네기멜론 대학에서는 ATM 및 자동차 대쉬보드에 적용이

가능한 버튼 인터페이스를 개발

(실장기술) 실, 직물, 편물, 부직포 등의 섬유회로에 소자, 센서, 액추에이터 등의 부품을 고정시키는 기술로 기존

소자·부품을 초소형화 하거나 섬유소재기반의 소자·부품 개발이 필요

| 그림 9. 직물조직 내에 실장된 다양한 전자부품 예시 |

- 독일 Fraunhofer IZM 연구소는 소자·부품을 직물에 집적화하는 SoT (System on Textile) 연구를 진행 중

a b c



(콘텐츠) 서비스 Biz. Model에 따른 텍스트로닉스 제품개발

- 미국은 30개 이상의 생체신호를 모니터링 하는 셔츠, 직물 키패드가 부착된 재킷, 온도조절 카시트, 운동량 모니터링 및

자세교정 신발 등을 개발

- 미국은 2016년 MIT에 3.2억$를 투자하여 섬유 반도체를 비롯한 텍스트로닉스 원천기술 개발을 추진하는 Advanced

Functional Fabrics of America Institute를 설립

- 유럽은 미아방지용 아동복, 영유아의 돌연사 방지를 위한 생체신호 모니터링 Vest, 유방암 진단 브라, 발열복,

텍스트로닉스 패션제품 등을 개발

- 독일은 2013년부터 3년간 DFKI(독일인공지능연구센터)에 60억원을 지원하여 클라우드 컴퓨팅 기반의 웨어러블

스마트 의류를 개

- 일본은 생체신호 모니터링 셔츠, 노령자 또는 장애인의 보행보조 타이즈, 디스플레이 기능의 의복, 세계 최고 수준의

각종 섬유센서와 텍스트로닉스 부품을 공급

4. 텍스트로닉스 기술개발 방향

기술개발의 기능성 목표는 세탁 내구성, 신축·유연성, 접합·연결 신뢰성, 양산성, 내구성과

보수 용이성, 편안한 착용감, 사용 후 리사이클 용이성

소비자 가치 창출 Biz. Model 수립, 섬유·전자·디자인 기술융합, 스트림·이업종간 사업

협력을 통한 기술 개발

사회변동과 산업발전 예측을 바탕으로 소재·부품기술개발 전략을 수립하여 장기적이고

체계적인 지원

사업화 코디네이터를 중심으로 정부지원 연구개발 컨소시엄을 운영



[참고문헌]

1. KEIT PD 이슈리포트 2012-08호, 2012, 2016-03호, 2016

2. “웨어러블 컴퓨팅 환경에서의 센서의 역할 및 활용방향”, 정보통신기술진흥센터, 2014

3. Kyung Cheol Choi, et. als, “High Luminance Fiber-Based Polymer Light-Emitting Devices by a Dip-Coating Method”,

Adv. Electron. Mater. Vol 1, 2015

4. Leah Buechley et. als, “Textile Messages: Dispatches From the World of E-Textiles and Education”, Peter Lang, 2013

5. Gerhard Troster et. als, “Woven Thin-Film Metal Interconnects”, IEEE Electron. Dev. Lett. Vol 31,p 740~742, 2010

6. www.izm.fraunhofer.de

7. www.ethlife.ethz.ch

8. www.newscientist.com

[국내 주요 기술개발 현황]

연구기관명 프로젝트명 개요 연구기간

전자부품 연구원· 특수복(소방, 경찰, 국방,특수작업복)용

직물형 플렉시블 플랫폼 기술 개발· 소방, 경찰, 국방, 특수작업 등

특수복용 전자 섬유 기술 개발2012-2016

한국패션산업연구원· 섬유기반 센싱 기술 및 인터페이스

기술 개발· 기능성 섬유 기반 센서 기술 및

인체친화적 인터페이스 기술 개발2009-2011

ETRI· 생체정보 기반의 웨어러블 시스템 기술

개발· 생체 신호 감지 센서 기술 및

웨어러블 시스템 기술 개발2007

인하대학교· 직물형 집적회로 구현을 위한 섬유형

트랜지스터 개발· 섬유 기반 트랜지스터 및 직물형

소자 어레이 기술 개발2015-2020

ｌ저자ｌ 박영호 PD / 산업기술평가관리원

임성신 전임 / 산업기술평가관리원

이정익 부장 / 한국전자통신연구원

SUMMARY

목적

Society for Information Display(SID)에서 주관하여 개최한 Display Week 2016은 세계 각국 디스플레이

전문가들이 한자리에 모이는 행사로 R&D 및 산업동향의 전반적인 상황을 유추해 보고자 함

주요현황

미국에서 개최된 `SID 2016'에는 최근 이슈가 되고 있는 OLED, Flexible Display, AR/VR 디스플레이,

Wearables, Digital signage를 포함한 융복합 디스플레이 등 다양한 응용분야, 신기술에 대한 300여 편의

구두발표와 200편 이상의 포스터 발표, 다양한 신제품을 확인해 볼 수 있는 전시회가 함께 개최됨


주요 메이저업체의 전시 키워드는 ‘초고해상도’, ‘OLED’와 ‘3차원 디스플레이’로, LCD의 고부가가치화,

OLED의 산업화, 디스플레이의 다양한 응용에 대한 제품들이 소개되었으며, 중국 디스플레이 산업의 역량 및

경쟁력을 이번 SID 2016을 통하여 확인할 수 있었음

디스플레이산업의 ‘융합’ 트렌드로서, SID2015와 마찬가지로 자동차, 의료/건축 분야에 이어 가상·증강현실

기기에 디스플레이를 접목시킨 융·복합 제품들을 볼 수 있었음

우리나라는 기존 디스플레이 산업의 경쟁력을 바탕으로 중국과의 경쟁에서 우위를 점할 수 있는 새로운

모멘텀으로 ‘융·복합 디스플레이’, ‘미래디스플레이(Stretchable 디스플레이 등)’ 핵심기술 확보 및 시장

확대를 꾀하는 정책지원이 필요함

SID 2016(Display Week)를 통해 본디스플레이 산업동향



1. SID(Display Week) 2016 개요

행사개요

• 행 사 명 : Society for Information Display(SID) Display Week 2016

• 일시 및 장소 : 2016. 5. 22(일) ~ 5. 27.(금) / 미국 San Francisco / Moscone Center

• 주관기관 : Society for Information Display(SID)

• 프로그램 : Exhibition, Business Conference, Short Course, Seminar, Keynote, Investors Conference, Symposium(81개의

세션에서 291개의 구두 발표와 211개의 포스터 발표)으로 구성되어있음

2. 기조연설 및 심포지엄

기조연설 주요내용

Display Week 2016의 첫 번째 기조연설은 Microsoft의 Steven Bathiche가 “Devices of Today and the Future”라는

주제로‘컴퓨터와 이에 특화된 디바이스’라는 컴퓨터와 인터랙션을 하는 다양한 디바이스에 대해 발표하였다.

- 컴퓨터는 새로운 디스플레이와 인터랙션의 조합으로 혁신을 이루어 왔고, 컴퓨터의 다양화가 증가하고 있으며 동시에

특화된 디바이스는 서로의 상호작용으로 부가가치를 창출한다고 하였다. 마이크로소프트의 대화형 표면 컴퓨팅

플랫폼인 PixelSense를 이용한 Surface Table과 Surface Book은 16:9 디스플레이에 필기구인 연필 대신 펜으로

자연스럽고 종이와 같은 느낌을 가지는 하드웨어와 글씨와 그림을 보정해주는 소프트웨어로 구성되어 정보 입력과

인터넷을 결합하여 자료 검색 등을 통해 데이터 처리를 할 수 있는 기술을 선보였다.

| 그림 1. Microsoft의 Steven Bathiche가 Pen으로 컴퓨터와 Interaction 시연모습 |

- 이외에도 마이크로소프트는 다양한 디바이스를 개발하고 있으며, 예를 들어 84”디스플레이에서의 PixelSense,

스마트워치(SmartWatch), 홀로렌즈, 이미지 센서 등을 활용하여 모든 surface가 디스플레이, 컴퓨터가 되는 세상을

꿈꾸고 있다.


ISSUE 4SID 2016(Display Week)를 통해 본 디스플레이 산업동향

일본 Japan Display Inc.의 Hiroyuki Ohshima는 “Opportunities and Challenges in Mobile Displays”라는 제목으로 모바일

디스플레이에서 미래의 기술에 대해 발표하였다.

- 디스플레이는 노트북, PC 모니터, TV, 모바일 디스플레이 순으로 새로운 시장을 창출하며 성장하고 있으며, 모바일

디스플레이는 IoT, Big Data, 5G wireless era와 같은 새로운 응용을 창출하며 성장할 수 있다고 하였다.

| 그림 2. Hiroyuki Ohshimad의 모바일 디스플레이 기술 혁신과 요구사항 발표 내용 |

- 모바일 디스플레이에서 기술적으로는 성능, 모양, 전력소모, 터치기능 등이 중요하며 이를 위해서는 LTPS-TFT, IPS-

LCD, In-cell Touch 및 저전력을 위한 시스템 기술이 중요하다고 하였다. 모바일 디스플레이는 장기적으로는 integrated

live interface로 발전할 것으로 예상하였다. 또한 자동차 분야에서 디스플레이 사용량이 증가하여 새로운 LTPS

디스플레이 응용의 가능성을 제시하였다.

마지막 기조연설은 삼성디스플레이의 김성철 부사장이 “AMOLED : Critical Technical Issues and the Future”라는

제목으로 플렉서블 디스플레이의 핵심기술과 미래에 대해 발표하였다.

- 김 부사장은 디스플레이는 개인, 가정과 사무실, 대중의 디스플레이에서 가상현실로 점점 확대되어 가고 있으며

이에 따라 기술도 플렉서블 고도화, 다양한 기능성에서 영상의 가상화로 발전해 나갈 것이라 하였다. 개인형은

모바일, 웨어러블 기술, 가정과 사무실은 정보통신과 다양한 곳의 디스플레이, 공공 디스플레이는 통신기능과 다양한

환경에서의 정보제공, 가상현실은 효과적이고 복합적인 경험을 표현하는 기술에 중점을 둘 것이라 하였다.

- 미래의 디스플레이는 기존 기업이 주도하고 있는 OLED의 폴더블, 롤러블, 변형형 등의 플렉서블 디스플레이와

사용자의 다양한 경험을 제공하는 자동차/건축, 디지털 사이니지, 가상/증강 현실 디스플레이로 나아 갈 것으로

예측하였다.

| 그림 3. 삼성디스플레이 김성철 부사장의 AMOLED 발표내용 |



심포지엄 주요내용

심포지엄은 키노트를 포함하여 19개 분야(Active-Matrix Devices, Applications, Applied Vision, Augmented Reality

and Virtual Reality(AR/VR), Digital Signage, Display Electronics, Display Manufacturing, Display Measurement, Display

Systems, Emissive Displays, e-Paper and Flexible Displays, Lighting, Liquid-Crystal Technology, OLEDs, Projection,

TFTs on Flexible Substrates, Touch and Interactivity, Vehicular Displays, Wearable Displays) 81개 섹션에서 291개의

발표와 211개의 포스터 발표로 진행되었다.

이중 대표적인 분야로 LCD에서 11개 섹션이, OLED가 8개, Flexible/Waerable에서 9개, AR/VR이 7개, Automotive가 8개,

Quantum Dot이 5개, Touch가 4개로 예년에 비해 AR/VR과 Quantum Dot 분야에서 많은 발표가 있었다.

심포지엄에서 주목할 만한 내용으로, 일본 SEL에서는 지난해 보다 완성도가 높은 타일형 AMOLED 디스플레이를

발표하였다. SEL은 지난 해 기와형태의 연결 방식으로 13.5인치 제품을 6x6개 연결하여 81인치 대형 8k급 'Kawara type

AMOLED multi display'를 전시하여 많은 주목을 받았었는데, 올해는 플렉서블 AMOLED 패널간 겹치는 부분의 광학특성을

보완하여 패널간 겹치는 영역이 눈에 띄지 않도록 개선하였다. 즉, 광학적으로 비등방성이 없는 필름을 기판으로

이용하고, 상부에 원편광 필름을 적용하게 되면 반사특성이 패널내부와 베젤부분이 거의 같아지게 되어 패널이 겹쳐지는

부분이 눈에 잘 띄지 않게 된다. 본 기술을 적용하여 13.5인치 패널이 4장 타일링된 27인치 WQHD 멀티 디스플레이를

시연하였다.

| 그림 4. SEL이 발표한 기와 연결 방식의 AMOLED 멀티 디스플레이 |

또한, SEL에서는 지난 해 1058 ppi rigid AMOLED를 발표한 데 이어서 올해에는 1058 ppi 플렉서블 AMOLED

디스플레이를 발표하였다. 1000 ppi 이상의 해상도를 얻기 위해서 전면발광 백색 OLED와 컬러필터의 조합을

이용하였으며, 고해상도에서 발생하는 화소간 크로스톡을 해결하기 위한 기술을 개발하였다고 한다. 화소간 크로스톡은

텐덤 백색 OLED의 전하생성층(Charge Generation Layer, CGL)의 전기저항과 컬러필터와 OLED와의 갭과 관련이 있으며,

CGL의 전기저항을 낮추고 컬러필터와 OLED와의 갭을 최소화함으로써 극복할 수 있었다고 한다. 그 결과물로서 2.78인치

WQHD(2560x1440) 해상도의 플렉서블 AMOLED 디스플레이를 시연하였다. 픽셀의 크기가 8 ㎛ x 24 ㎛ 로서 매우 높은

해상도를 자랑하고 있다. 개발된 디스플레이는 1 mm 반경의 벤딩 테스트에서도 문제가 없었으며, 특히 2 mm 반경에서는

100,000회 벤딩도 견뎌낼 수 있다고 발표하였다.

External light

EPC

Upper panel

Display area

Adhesive

Lower panel

Circular polarizer



| 그림 5. SEL이 발표한 1058 ppi 플렉서블 AMOLED 디스플레이 |

올해의 특별세션 중 하나인 AR/VR 디스플레이 시스템은 최근의 트렌드를 반영하듯 많은 관심을 받았다. 이 분야의

발표는 크게 Head Mounted Display (HMD)와 3D interaction 으로 나눌 수 있었는데, 아직은 다양한 기술적 접근방법이

연구되고 있는 상황으로 판단되었다. 디스플레이 엔진으로는 아직은 액정디스플레이 기반의 LCoS (Liquid Crystal on

Silicon)가 주로 사용되고 있으나, 향후에는 고속동작 및 고명암비 특성을 갖는 OLEDoS (OLED on Silicon)가 주목을

받을 것으로 예상된다. 일반적으로 OLEDoS는 백색 OLED와 컬러필터의 조합을 통하여 컬러를 구현하게 되는데, 올해

eMagin사에서는 다이렉트 패터닝 방법으로 컬러를 구현한 결과를 발표하였다. 해상도가 높아지게 되면 개구율이

낮아지면서 최대 휘도가 낮아지는 문제점이 있는데, 컬러필터를 제거함으로써 해상도를 높여도 최대휘도에서는 손실이

적어지게 되어 고휘도가 필요한 AR 영역까지도 응용이 가능해 질 것으로 기대된다.

| 그림 6. eMagin이 발표한 다이렉트 컬러 패터닝된 OLED 마이크로 디스플레이 |

CathodeETL / EIL

Red Emission Layer Green Emission Layer

Intermediate Layer Blue Emission Layer

HIL / HTL

CF substrateC.F.

Reflective-Anode with microcavity FET substrate



OLED 재료 분야에서는 용액공정용 재료에 대해서 머크, 스미토모, 듀폰에서 최신 결과를 발표하였다. 머크에서는 ink-jet

프린팅용 재료에 대해서 발표하였다. 특히, 모든 재료를 공기 중에서 프린팅하는 등 패널 공정환경과 유사한 조건에서의

소자 결과를 발표하여 보다 현실적인 결과로 인정되었다. 또한, 적색과 녹색은 프린팅으로 화소를 형성하고 청색

발광층은 전면 증착방식을 적용하였다. 아직 효율과 수명 측면에서 개선과 청색 발광층의 프린팅 공정 적용 등의 개선이

필요하지만 상용화 측면에서 의미 있는 결과들을 보고한 것으로 판단된다.

IJP OLEDsPrinted in Air

All data at 1000 cd/㎡

CIE 1931(x,y)

Luminous efficacy (cd/A)

EQE (%)

Voltage (V)

Lifetime to LT95(hrs)

RED (0.65, 0.34) 18.3 16.4 6.5 2000

GREEN (0.31, 0.62) 68.2 18.7 5.5 8000

BLUE (0.14, 0.08) 6.0 7.5 4.8 500

| 표 1. 머크의 잉크젯 OLED 소재의 특성 |

일본의 스미토모에서는 발광 고분자 재료의 개발 결과를 발표하였다. 발광 효율을 개선하기 위한 고분자의 구조와

특성 간의 상관관계를 규명하고 이를 통해서 특성이 향상된 소재 개발과 소자 구조의 개선을 통해서 효율과 수명을

향상시켰다. 소자 특성은 앞선 머크사의 결과와 유사하거나 좋은 수준이지만, 스미토모사의 소자 결과는 스핀코팅법을

이용하여 소자를 제작한 것을 고려해야 할 것이다. 듀폰에서는 잉크젯 프린팅 및 건조 공정과 이에 따른 잉크 포물레이션

요구조건에 대해서 발표하였고, 최적화된 소자들의 최근 결과를 발표하였는데 수치적으로는 앞선 2개사에 비해서 좋은

결과들로 판단되었다.

Spin/BE device ITO/HIL/IL/LEP/NaF/Al

Xylene ink

Dec/2015Achieved

2016 Our Target

R

Efficiency cd/A 24 28

CIE-x,y 0.66, 0.34 0.66, 0.34

T95 hrs @1000nt 5800 6000

G

Efficiency cd/A 75 90

CIE-x,y 0.32, 0.63 0.32, 0.63

T95 hrs @1000nt 9700 12000

B

Efficiency cd/A 8.0 10.0 10

CIE-x,y 0.14, 0.10 0.14, 0.12 0.14, 0.10

T95 hrs @1000nt 300 700 750

| 그림 7. 스미토모(좌)와 듀폰(우)의 용액공정 OLED 소재 특성 |

Effic. (cd/A) 1000n

Volt(V)

1000nCIE x CIE y

T95*(h)

1000n

Blue 5.3 5.1 0.14 0.09 1700

Green 80 4.7 0.27 0.67 6000

Red 22 5.5 0.65 0.35 9500



3. 국내·외 디스플레이 주요기업별 전시동향

LG디스플레이

LG디스플레이는 대형 OLED 위주의 첨단 제품을 전시하여 대형 OLED 부분에서 기술적으로 선두임을 과시하였다.

- 특히 UHD급의 77인치 대형 OLED TV, 55인치 투명 OLED, 65인치 곡면 OLED등 다양한 형태의 대형 OLED를

전시하였으며, 중국이나, 일본 등 타사의 전시 제품에 비하여 상용화된 수준의 높은 완성도를 보여주었다.

| 그림 8. 55” 투명 OLED(좌), 31.5“ 8K4K 디스플레이(중)와 65”곡면 OLED(우) |

또한 중소형 디스플레이로써 Clear Black, 플라스틱 OLED를 적용한 pOLED, 독자적인 내장형 터치기술인 AIT(Advanced

In-cell Touch) 기술 제품들을 전시하였다.

삼성 디스플레이

삼성디스플레이는 LCD뿐만 아니라 소형에서 저전력 디스플레이 등 다수의 OLED 제품, 롤러블, Light Field Display,

홀로그램 등 차세대 디스플레이를 전시하여 전 세계 디스플레이 선두회사라는 것을 보여주었다.

| 그림 9. 삼성디스플레이, (좌)저전력 모바일 AMOLED, (우) 롤러블 AMOLED |



특히, 차세대 디스플레이 기술로 선보인 3D 입체 홀로그램과 라이트필드(Light Field) 디스플레이를 직접 체험할 수 있도록

부스를 마련하여 기존보다 완성도 있게 표현한 영상을 눈으로 확인할 수 있었다.

| 그림 10. 가상현실(VR) 및 홀로그램 디스플레이 |

중국 - BOE

중국 최대 디스플레이 제조사 BOE는 98인치 UHD 8k, 82인치 UHD 10k 등 다양한 LCD TV 제품을 전시하였으며,

응용처로 자동차용 디스플레이, 플렉서블 디스플레이 등 디스플레이 종합회사임을 알리고 있었다. 아울러 모바일용

4.35인치 폴더블 OLED를 처음 공개하고, 중소형 OLED 패널 양산 계획에 따라 중소형 디스플레이 제품들을 전시하였다.

| 그림 11. BOE의 98인치 UHD 8K과 82인치, 8k 110인치 대형 LCD |



중국 - 티안마

중국의 티안마 사는 TV, 의료, 산업용(건설, 해양), 자동차 등 LCD의 다양한 응용처를 소개하였으며, 특히 의료용

디스플레이 전시를 많이 하였다. 또한 빛을 받는 외부환경에서도 화면을 선명하게 유지시킬 수 있는 Outdoor Viewable

디스플레이를 선보였다.

| 그림 12. 타안마 사의 다양한 디스플레이 |

일본 - 샤프(Sharp)

일본의 Sharp사는 TV, 자동차용 디스플레이뿐만 아니라 원형, 타원형 등 비정형 디스플레이를 전시하여 전시장의

참자들의 관심을 끌었다.

| 그림 13. 일본 Sharp사의 다양한 모양의 디스플레이 |



일본 - J.D.I

Japan Display Inc.는 5.2인치 크기에, 1,080×1,920의 해상도를 지원하는 휘어지는 플라스틱 OLED 디스플레이를

전시하였다. 아울러 5.46인치 고해상도 4K2K와 17.3인치 8K4K LCD 모듈을 전시하여 LCD 기술력을 향상시켰으며,

중소형 디스플레이와 차량용 디스플레이, 무안경 3D 디스플레이 등을 선보이며 차세대 디스플레이 기술에 대한 개발도

진행단계에 있음을 알 수 있었다.

| 그림 14. Plastic OLED 디스플레이 |

기타 전시회 모습

Narrow Bezel은 스마트폰과 TV등에서 디자인 자유도를 가질 뿐만 아니라 타일 형태로 제작하면 대형 디스플레이 등이

가능하여 퍼블릭 디스플레이로서 중요한 기술이다. 최근 JDI는 0.5mm, 티안마는 0.15mm까지 제품을 전시하였다.

| 그림 15. JDI 사(좌)와 티안마 사(우)의 Narrow Bezel 디스플레이 |



OLED와 더불어 새로운 발광체로 떠오르는 양자점(Quantum Dot) 소재에 대해서는 나노시스와 3M 등에서 소재에 대해

전시를 하였다. 나노시스는 WOLED와 카드뮴프리 퀀텀닷 TV를 나란히 배치하여 비교 전시하였고, 퀀텀닷의 우수성을

드러내는데 집중하였다.

| 그림 16. 3M(좌)과 나노시스(우)의 Quantum Dot 소재 |

| 그림 17. VR용 안경형태의 디스플레이와 eMargin사 micro-OLED |



4. Award로 본 디스플레이 산업 변화

올해의 디스플레이로 애플의 iPad Pro, 일본의 JDI사에서 17.3인치 화면에 8K4K 디스플레이가 선정되었다. 2015년에는

모두 OLED가 선정되었지만 올해의 경우 고부가 가치를 추구한 TFT LCD 분야이며 우리나라는 수상을 하지 못하였다.

Class 2016년 2015년

Display of the Year

• Apple iPad Pro 12.9-in. Display with Variable Refresh Rate

• Japan Display Inc. 17.3-in. 8K x 4K LTPS TFT-LCD module

• Samsung’s YOUM Bended Display (Samsung’s Galaxy Note Edge device, 5.59" WGXGA panel, 6.9R)

• LG Display’s 65-in. UHD Curved OLED TV Panel

Display Component of the Year

• Corning Iris Glass Light-Guide Plate

• Asahi Glass Company XCV Glass Substrate for a Light-Guide Plate

• Nitto Denko Ultra-Thin Polarizer

• Merck KGaA’s L iqu id -Crys ta l Materials for Ultra-Brightness FFS-LCDs

• Intel’s RealSense Technology

Display Application of the Year

• Apple Watch with Retina Plastic OLED

• Microsoft Surface Book Laptop Computer

• Apple’s iMac with 5K Retina Display• LG Display’s 1.3-in. Circular Plastic

OLED for the G Watch R

| 표 2. 2016 SID Display Industry Award |

애플의 iPad Pro의 디스플레이는 12.9인치의 5.6M 픽셀(264ppi)로 낮은 누설전류를 갖는 oxide TFT 기판을 사용하여

빠른 동작속도와 밝기 균일도를 구현하였다. 특히 variable refresh rate (VRR)라는 새로운 형태의 전력절감 기술을

사용하였는데 이것은 화면의 내용에 따라 리플레쉬 속도를 60Hz에서 30Hz로 조절하는 기술이다.

Japan Display Inc. (JDI)사가 출품한 디스플레이는 17.3인치 화면에 8K4K(7680 ×4320 pixels)해상도에 빠른 프레임

속도(120-Hz)를 갖는 LTPS LCD 모듈로 넓은 시야각, 높은 명암비, 칼라 변화를 최소화 하였다. 이러한 디스플레이는

수년 내 표준으로 생각하는 방송뿐만 아니라 의료, 게임 등에도 적용 가능할 것이다.

소재와 부품 부분은 Corning사의 Iris Glass라는 Light-Guide Plate(LGP), 아사이 글라스의 LGP인 XCV글라스, 니또덴코의

ultra-thin polarizer가 선정되었다. iris Glass는 폴리머 LGP대신 글라스를 사용하여 치수안정성을 개선하였으며, 아사이

글라스도 글라스를 사용하여 강성(stiffness)은 20배, 열팽창 계수는 1/8, 열과 습기에 강하기 때문에 얇은 디스플레이

제조뿐만 아니라 narrower bezel 가능하다. 니또덴코의 ultra-thin polarizer는 기존의 폴라라이저의 두께가 12 ~ 25 ㎛인

것을 고온 수축력을 개선하여 5 ㎛두께, 수치변화를 60% 줄임에도 광학특성은 더욱 개선하였다.



| 그림 18 올해의 디스플레이로 선전된 애플의 iPad Pro(좌)와 JDI사가 출품한 17.3인치, 8K4K 디스플레이 |

올해의 “Best in Show Award”에서는 대형에서 LG 디스플레이의 77인치 UHD OLED TV, 중형에서는 E-ink사의

e-paper와 아사이 글라스사의 showcasing integrated display 기술, 소형에서는 DigiLens사의 홀로그램 head-up

display(HUD) 기술, MY Polymers의 고강도 낮은 RI(Refractive Index)를 갖은 액상 OCA가 선정되었다.

Exhibit Category 2016년 2015년

Large • LG Display for its high-dynamic range 77-inch UHD OLED TV

• BOE for i ts 82- inch 10K display

Medium

• E Ink for its breakthrough color e-paper display

• Asahi Glass Co. for its unique booth presentation showcasing integrated display technologies

• AUO for its 1.4-inch full-circle AMOLED

• Nippon Electric Glass for its ultra-thin G-leaf glass

Small

• DigiLens for its unique presentation of highly efficient, holographic head-up display technology

• MY Polymers for its low-refractive- index liquid optically clear adhesive with high-bonding strength

• Fogale Sensat ion for i ts simultaneous touch and high-range hovering technology

• Nanosys for its quantum dot TVs

| 표 3. Best in Show Award of SID |



| 그림 19. 올해 Best in Show Award로 선정된 LG 디스플레이의 77인치 UHD OLED TV와작년에 선정된 BOE의 82인치 10K 디스플레이 |

주요 메이저업체의 전시 키워드는 ‘초고해상도’, ‘OLED’와 ‘3차원 디스플레이’로, LCD의 고부가가치화, OLED의 산업화,

디스플레이의 다양한 응용에 대한 제품들이 소개되었으며, 중국 디스플레이 산업의 역량 및 경쟁력을 이번 SID 2016을

통하여 확인할 수 있었다.

디스플레이산업의 ‘융합’ 트렌드로서, SID2015와 마찬가지로 의료/건축, 자동차분야에 이어 가상·증강현실 기기에

디스플레이를 접목시킨 융·복합 제품들을 볼 수 있었다.

우리나라는 기존 디스플레이 산업의 경쟁력을 바탕으로 중국과의 경쟁에서 우위를 점할 수 있는 새로운 모멘텀으로

‘융·복합 디스플레이’, ‘미래디스플레이(Stretchable 디스플레이 등)’ 핵심기술 확보 및 시장 확대를 꾀하는 정책지원이

필요하다라는 것을 이번 SID를 통해 알 수 있었다.

5. 결론 및 시사점

대화면과 초고해상도, AMOLED, 3차원 디스플레이의 키워드 속, 중국 디스플레이 산업의 약진

수년 전부터 등장하기 시작한 초고해상도를 가진 디스플레이가 대거 소개되면서 이에 대한 관심이 어느 때보다 높았다.

2015년 Best in Show Award에서 BOE의 82인치 10k와 함께 98인치 UHD 8K 디스플레이를 전시하였으며, JDI는

17.3인치의 소형에서도 8K4K 디스플레이를 전시하는 등 향후 8K 이상 급의 제품의 산업화를 예고하였다. AMOLED

제품은 LG의 77인치 UHD OLED TV, 롤러블, 스마트 와치 등 다양한 제품이 소개되었으며, 플렉서블 디스플레이에 대한

전시도 함께 이루어졌다. 3D 디스플레이도 Light Field Display, 홀로그램, 다시점, eye-tracking 등 다양한 기술이 선보이는

것으로 보아 3차원 디스플레이에 대한 연구가 많이 진행하고 있는 것으로 보인다.

- 소재 부분에서는 투명전극, metal mesh, 등 금속소재와 코닝사의 아이리쉬 글라스, 나노시스와 3M사의 Quantum Dot

소재, FPCB, 유기소재 등 다양한 분야에서 전시를 하였지만, 국내에서는 코오롱 등 몇 개 회사만 전시를 하였다.

- Innovation Zone에서는 독특한 아이디어를 가진 제품들이 출시되어 있었으며 새로운 제품에 대한 소개나 고객의

반응을 볼 수 있는 장이 되었다.



중국 디스플레이 산업의 역량 및 경쟁력은 이번 SID 2016을 통하여 더욱 두드러졌다. BOE는 대형, 초고해상도

디스플레이를 중심으로 많은 TFT LCD를 전시하였으며, 티안마는 의료용, 수송용 디스플레이를 포함한 많은 디스플레이를

전시하였다. 일본의 경우 차세대 디스플레이 전시보다는 TFT LCD의 고부가가치화에 중점을 두는 전시회였다.

디스플레이산업의 트렌드인 ‘융·복합’으로 AR/VR과 자동차 디스플레이

이번 SID2016 전시회에서 보여준 주요 경쟁국의 동향은 SID2015와 마찬가지로 의료 및 자동차분야에 디스플레이를

접목시킨 융·복합 제품들을 다양하게 선보이고 있다는 것이다.

- 자동차용 디스플레이는 특히 일본회사의 전시품이 많았으며 기존 LCD를 이용한 계기판, HUD를 이용한 전방정보

표시용 디스플레이 제품들이 소개되었다.

- AR/VR용 디스플레이는 심포지엄의 정규트랙에 편입하여 확대할 정도로 많은 관심을 갖고 있으며, 초고해상도

디스플레이, LCoS나 OLEDoS 등 마이크로디스플레이 뿐만 아니라 광학 부품에 대한 기술 개발 등으로 실감형

디스플레이 기술 개발들이 이루어지고 있었다.

기존 TFT LCD의 시장정체와 중국의 추격에 따른 경쟁력을 확보하기 위해서는 우리나라도 기존 디스플레이 산업의

경쟁력을 바탕으로 융·복합 디스플레이 시장을 창출 및 리드하기 위한 전략을 마련하여야 할 것이다. 융복합

디스플레이는 단순히 기존 디스플레이의 활용이란 측면보다는 융합된 기술개발로 신산업에 더 나은 부가가치를 창조하는

기술 개발이 더불어 이루어져야 할 것이다.

디스플레이 새로운 가치 창출시대

디스플레이는 SID2016의 기조연설에서 마이크로소프트의 PixelSense와의 입력과 디스플레이 상호작용, 자동차용 HUD와

같이 실시간 데이터 처리를 통한 정보표시, 가상현실에서의 경험하지 못하는 새로운 세계에 대한 정보표시와 같이

단순한 정보표시에서 능동형 정보표시 소자로 발전하고 있다. 또한 다양한 형태의 비정형 디스플레이, 굽히고 말수 있는

플렉서블 디스플레이 등 다양한 곳에서 디스플레이를 표시하는 소자로 발전하고 있다.

우리는 이러한 새로운 기술 도입으로 기존의 탁상형, 모바일용에서 언제 어느 곳에서도 디스플레이를 통한 정보를 접할

수 있게 되고 있다. 새로운 환경은 기존의 TFT LCD에 머물지 않고 차세대 디스플레이 즉 OLED, 플렉서블 디스플레이,

마이크로 디스플레이, 홀로그램 등 다양한 디스플레이 기술개발과 함께 입력장치, 출력장치뿐만 아니라 정보를 만들고

가공하는 소프트웨어 기술의 융합화가 이루어져야 새로운 미래 가치를 창출할 수 있을 것이다.

( 참고문헌 )1.“2016 SID Display Industry Awards”, Jenny Donelan, 2016( Vol. 32), No.3, Information Display, SID

ｌ저자ｌ 전기영 PD / 한국산업기술평가관리원

이재득 책임연구원 / 한국산업기술평가관리원

강승철 차장 / KEA

SUMMARY

목적

3D프린팅은 기존 산업의 패러다임을 변화시켜 제조업 혁신 및 창조경제 신시장을 창출할 핵심기술이나

스트라타시스(Stratasys)와 3D시스템즈 양사가 전체시장의 65% 이상을 점유할 정도로 소수 상위기업이 시장을

독점하는 상황임

본 보고서에서는 국내외 3D프린팅 산업현황 및 시장동향을 분석하고 국내 3D프린팅 산업의 경쟁력을 높이기

위한 정책방향을 제시하고자 함

주요현황

3D프린팅 관련시장은 ‘09년 이후 큰 성장을 경험하고 있으며, 최근 5년 동안 시장크기가 4배로 성장하여,

2015년에 약 51.6억 달러 규모를 기록

산업용 3D프린터 제조업체 중 2015년 판매량에 따른 시장 점유율은 스트라타시스(5,166대), 3D시스템즈

양사가 전체 판매량의 65% 이상을 차지하며, 매출액 기준으로도 50% 내외(약 14억 달러) 점유

현재 국내에서 3D프린팅 관련 사업을 영위하고 있는 기업은 190여개 내외로 추정되며, 2014년도 국내 3D

프린팅산업 총매출액은 1,562억원으로 조사되었음


글로벌 선도기업이 3D프린팅 장비 관련 핵심 원천기술(SLS, SLA 등)을 주도 중이며, 국내는 고부가가치 장비

개발을 위한 기술력이 미흡한 상황임

기업 활용여건에서도 기구축된 장비를 기업들이 활용하기에 전·후처리 장비가 부족하고, TP·연구기관은

산발적으로 장비 구축·운영 중이어서 효율성이 떨어짐

국내 기술력수준 및 시장흐름 등을 고려하여, 단기적으로 산업용 프린터 기술개발과 시장조성을 위한 수요창출

중점 추진이 필요함

3D프린팅 기술 활용이 적합하고, 그에 따른 파급효과가 클 것으로 기대되는 분야(의료기기, 조선부품 등)를

선정하여 우선 지원

조선·항공 등 부품 산업의 경우 최종제품 생산이 가능한 지속적인 기술개발 추진 및 시장수요 창출을 위한

기업지원·홍보, 품질인증지원 체계 구축 필요

3D프린팅 산업현황 및 시장동향



1. 3D프린팅 개요

3D프린팅은 기존 산업의 패러다임을 변화시켜 제조업 혁신 및 창조경제 신시장을 창출할

핵심기술

3D프린팅은 3차원으로 디자인된 디지털 도면 정보를 3D프린터에 입력하여 입체적인 형태로 출력하는 기술이며,

플라스틱, 금속, 석재, 종이 등 대부분의 소재와 색상을 구현할 수 있음

- 3D프린팅은 재료를 자르거나 깍아 생산하는 절삭가공과 대비되는 개념으로 공식적인 용어는 적층제조(AM, Additive

Manufacturing) 또는 쾌속조형(RP, Rapid Prototyping)임

| 그림 1. 3D프린팅을 통한 제조 프로세스 |

3D프린팅은 소재형태(액체, 필라멘트, 분말, 시트 등)와 출력방식(압출, 소결, 경화, 분사 등)에 따라 크게 7가지 기술방식이

존재

기술 정의 방식 재료

광중합 방식(Vat Photopolymerization)

빛을 조사하여 플라스틱 소재의 중합반응을 일으켜 선택적 고형화시키는 방식

SLADLP

Photopolymer

재료분사 분식(Material jetting)

용액형태의 소재를 Jetting으로 토출시키고 자외선 등으로 경화시키는 방식

PolyjetMJM

Photopolymer, wax

재료압출 방식(Material extrusion)

고온 가열한 재료를 노즐을 통해 압력으로 연속해서 밀어내며 위치를 이동시켜 물체를 형상하는 방식

FDMFFF

Clay, food, metals, Ceramics, metal

분말적층용융 방식(Powder bed fusion)

가루형태의 모재위에 고에너지빔을 주사하며 조사해서 선택적으로 소재를 결합시키는 방식

DMLSEBMSLS

Metal alloy, Steel,Aluminum,/Metal/Ceramic Powder

접착제분사 방식(Binder jetting)

가루 형태의 모재 위에 액체형태의 접착제를 토출시켜 모재를 결합시키는 방식

3DPPP

Plaster

고에너지직접조사방식(Direct energy deposition)

고에너지원(레이저, 전자빔 등)으로 원소재를 녹여 부착시키는 방식

DMTLMD

Metal

Sheet Lamination얇은 필름형태의 재료를 열, 접착제 등으로 붙여가며 적층시키는 방식

LOMUC

Paper, metal foil, Metal foil

스캐닝/모델링 (3차원 설계) 프린팅 (3D 구조제작) 후공정(지지물 제거) 제작완료


ISSUE 53D프린팅 산업현황 및 시장동향

2. 3D프린팅 글로벌 시장규모

3D프린팅 관련시장은 ‘09년 이후 큰 성장을 경험하고 있으며, 최근 5년 동안 시장크기가 4배로

성장하여, 2015년에 약 51.6억 달러 규모를 기록

(3D프린팅 제품) 전세계 매출은 2015년 약 23.6억 달러($2.365 billion)이며, 2014년($1.997 billion)에 비해 18.4% 성장

- 장비, 시스템 업그레이드, 재료, 애프터마켓 제품(소프트웨어, 레이저 등) 등

(3D프린팅 서비스) 전세계 매출이 2015년 약 28억 달러($2.800 billion)로 성장했으며, 2014년($2.105 billion)에 비해

33.0% 증가

- AM으로 제작한 부품, 유지보수 계약, 교육, 세미나, 컨퍼런스, 전시회, 광고, 출판물, 컨설팅 서비스, 연구용역 등

구분 2011년 2012년 2013년 2014년 2015년

3D프린팅 시장 29.4 32.7 33.4 35.2 25.9

제품시장 28.0 28.8 41.3 31.6 18.4

서비스 시장 30.7 36.4 26.3 38.9 33.0

※출처 : Wohlers Report 2016 가공 (단위 : % )

| 표 1. 글로벌 3D프린팅 시장 성장률(2011년∼2015년) |

※출처 : Wohlers Report 2016

| 그림 2. 글로벌 3D프린팅 시장 매출(단위:백만불) |

$5,500

$5,000

$4,500

$4,000

$3,500

$3,000

$2,500

$2,000

$1,500

$1,000

$500

$093 94 95 96 97 98 99 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15

제품 서비스



3. 3D프린팅 세부 시장동향

산업용 시장

산업용 3D프린터 제조업체 중 2015년 판매량에 따른 시장 점유율은 스트라타시스(5,166대), 3D시스템즈 양사가 전체

판매량의 65% 이상을 차지하며, 매출액 기준으로도 50% 내외(약 14억 달러) 점유

- 금속 부품제작을 위한 메탈 3D프린팅 기술의 수요가 증가하고 있으며, 808대의 금속 3D프린터가 2015년에 판매되어

2014년(550대)에 비해 46.9% 증가

| 그림 3. 산업용 3D프린터 제조사 판매량에 따른 시장 점유율(2016년) |

3D프린팅은 소재형태(액체, 필라멘트, 분말, 시트 등)와 출력방식(압출, 소결, 경화, 분사 등)에 따라 크게 7가지 기술방식이

존재

주요기업 ‘14 매출 ‘15 매출 ‘16 매출(예측)

‘17 매출(예측)

‘16 성장률(예측)

3D Systems 654 666 678 737 2%

Stratasys 750 696 714 778 3%

ExOne 47 40 51 63 26%

Arcam AB 339 576 736 936 28%

Voxeljet 19 25 33 43 30%

SLM Solutions 34 64 89 22 40%

Materialise 98 111 132 157 19%

Proto Labs 210 264 335 406 27%

※출처 : Factset

| 표 2. 해외 주요기업의 매출액 현황 |

Envisiontec10.0% EOS

2.9%3D Systems

15.3%Mcor5.6%

Others25.1%

Stratasys41.1%

(단위 :백만불 )



※출처 : Wohlers Report 2016

| 그림 4. 금속 3D프린팅 시장 연도별 성장추이(판매량) |

개인용 시장

개인용 3D프린터(Desktop 3D Printer)는 5천 달러 이하의 RepRap 및 RepRap에서 파생된 FFF 방식의 장비 시장으로

정의함

- 메이커봇(MakerBot), Beijing Tiertime, 3D시스템즈(3D Systems) 외 전세계 수많은 회사가 제품을 개발·공급하고 있음

- 개인용 3D프린터 판매량은 해마다 급증하고 있으며, 2015년에도 전년도 대비 69.7% 성장한 278,385대가 판매된

것으로 추정되며,

- 최근 3년간 급속한 성장률을 보이고 있으며, 2012년부터 4년간 판매량 평균 성장률은 87.3%에 이름

※출처: Wohlers Report 2016

| 그림 4. 전세계 개인용 3D프린터 판매량 |

900

800

700

600

500

400

300

200

100

000 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15

16 27 31 47 77101

139115 114 125 135

177 202

353

550

808

320000

280000

240000

160000

120000

80000

40000

02007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015

66 355 1816 5978 24265 35708

87253

163999

278385



2015년 시장매출은 약 2.9억 달러($293.6 million) 규모이며, 이 수치는 전체 3D프린팅(산업용, 개인용) 장비 매출에서

19.4%를 차지

- 2014년 개인용 3D프린팅 시장은 1.8억 달러($181.4 million) 규모이며, 전체 3D프린팅 장비시장의 14.0% 수준

기술의 활용분야

3D프린팅 산업 전문 조사기업인 Wohlers Report(2016)에 따르면 3D프린팅 기술의 주요 활용분야는 산업용 기계(19.9%),

항공우주(16.6%), 소비재/전자제품(13.1%), 자동차(13.8%), 의료산업(12.2%) 등으로 나타남

- 산업용 기계는 주요 활용분야로, 2014년~2015년에 2.4% 증가하였고, 항공우주 분야는 2014년에 비해 1.8% 증가,

의료/치과 분야도 지난 10년간 꾸준히 활용

- 교육기관 및 정부/군사 부문의 활용도 성장하고 있으며, 기타(Other) 부분은 석유·가스, 비소비자 스포츠 용품, 상업용

해양 제품 등 넓은 범위의 산업을 포함

※출처: Wohlers Report 2016

| 그림 6. 3D프린팅 기술의 활용 분야 |

Academic institutions 10.5%

Medical/dental12.2%

Government/military5.9%

Architectural3.1%

Motor vehicles 13.8%

Aerospace16.6%

Industrial/business machines

19.9%

ConsumerProducts/Electronics

13.1%

Other4.9%



4. 국내 3D프린팅 산업현황

국내 3D프린팅 주요 업체 현황

현재 국내에서 3D프린팅 관련 사업을 영위하고 있는 기업은 190여개 내외로 추정되며, 이중 주요기업의 분포는 아래

표와 같음

구분 서울 경기 충북 충남 경북 경남 전북 전남 강원 제주 계

장비 32 27 2 4 7 4 2 0 0 0 78

소프트웨어 7 1 0 0 0 0 0 0 0 0 8

소재 3 5 1 0 1 0 0 0 0 0 10

활용 34 12 0 4 3 7 3 3 3 1 70

계 76 45 3 8 11 11 5 3 3 1 166

| 표 3. 국내 3D프린팅 주요 업체 현황 |

- (장비) 국산 제조사와 외산제품 판매사로 구분되며, 국산 제조사는 48개사 정도로 추정됨. 이 중 25개사 정도가

지속적인 제품판매를 진행하고 있으며, 나머지는 기술개발 및 시장상황을 관망하는 것으로 조사됨

- (소프트웨어) 인텔리코리아, 로이비즈, 3D TADA와 같은 국산 소프트웨어 개발사와 외산 소프트웨어 판매사로 구분됨

- (소재) 대림화학, 쓰리디코리아와 같은 FFF용 필라멘트 개발사와 SK케미칼, LG화학 등 원재료 개발사 및

스트라타시스코리아, 3D시스템즈코리아와 같은 장비와 연계하여 재료를 판매하는 외산장비 판매사 들로 구분

- (활용) 관련 기술활용 기업은 3D프린팅 대행, 피규어 제작, 교육 등으로 구성

| 그림 7. 주요 3D프린팅 관련 기업 분포 현황 |

서울 76개사

장비 S/W 소재 활용

32 7 3 34

경기 45개사

충남 8개사

전북 5개사

전남 3개사

강원 3개사

충북 3개사

경북 11개사

경남 11개사

제주 1개사


27 1 5 12


4 0 0 4


2 0 0 3


0 0 0 3


0 0 0 3


2 0 1 0


7 0 1 3


4 0 0 7


0 0 0 1



국내 3D프린팅 분야별 매출 현황

2015년 실시한 국내 3D프린팅 산업 실태조사 결과 2014년도 국내 3D프린팅산업 총매출액은 1,562억원으로

조사되었으며 분야별로는 다음과 같음

| 그림 8. 2014년도 국내 3D프린팅 산업 분야별 매출액 |

국내 3D프린팅 장비 판매 현황

2013년도 대비 2014년도의 장비 판매량은 국산장비의 경우 192% 성장, 외산장비는 858% 성장을 보임에 따라 평균

235%의 성장률을 달성

- 국산제품에 비해 외산제품의 판매량 성장률이 4배 이상인 이유는 장비개발에 소요되는 시간과 비용문제로 인한

국산제품의 신제품 개발 빈도 저하 및 외산제품에 대한 선호 등이 주요한 요인으로 조사됨

2014년도 국산제품의 수출은 110대 규모로 총 판매대수의 약 2%에 불과함.

| 그림 9. 2014년도 국내 3D프린팅 장비 판매량 |

140,000

120,000

100,000

80,000

60,000

40,000

20,000장비 소프트웨어 소재 서비스

126,632

2,381

21,522

5,659

8000

7000

6000

5000

4000

3000

2000

1000

0국산 외산 계

2118

4072

315

27042433

67762013 2014

(단위 :백만원 )

(단위 :대 )



국내 3D프린터 유형별 매출액 현황

2014년도 3D프린터 매출액을 구분하면 국산 11.6%, 외산 87.7%로 구분되며, 가장 매출액이 많은 유형은

재료분사방식(MJ, 39.7%)이며, 그 다음은 재료압출방식(ME, 28.9%)으로 조사됨

국산제품은 PP, ME에 한정되어 있으며 BJ, MJ 등의 유형은 매출이 전혀 없음

구분 광중합방식(PP)

재료압출방식

(ME)

접사방식(BJ)

재료분사방식

(MJ)

분말적층 용융방식 (PBF)

고에너지 직접조사방식

(DED)

Sheet Lamination

계

국산 1.6% 4.7% 0% 0% 0% 0.6% 0% 6.9%

외산 10% 24.2% 17.1% 39.7% 1.7% 0.2% 0.2% 93.1%

계 11.6% 28.9% 17.1% 39.7% 1.7% 0.8% 0.2% 100%

| 표 4. 국내 3D프린터 유형별 매출액 비중 |

5. 결론

선도국 대비 취약한 국내 기술역량

(장비) 글로벌 선도기업이 핵심 원천기술(SLS, SLA 등)을 주도 중이며, 국내는 고부가가치 장비 개발을 위한 기술력 미흡

* 선택적레이저소결(SLS; Selective Laser Sintering), 광조형(SLA;Stereo lithography)

- 캐리마, 인스텍 등 일부기업이 독자기술을 보유 중임에도 불구, Stratasys(美) 등 해외 선진기업 대비 기술경쟁력은 취약

* 디지털광학기술(캐리마, DLP; Digital Light Processing), 레이저 금속성형기술(인스텍, DMT; Direct Metal Tooling)

(소재) 플라스틱 등에서 고부가가치 소재(세라믹, 바이오, 복합소재 등)로 활용분야가 다양화되고 있으나 국내 관련

연구개발은 미흡

- 3D Systems(美), EnvisionTEC(獨) 등 글로벌 선도 장비업체는 전용 소재만 사용가능(RFID 탑재)하여 고부가소재*

시장의 종속 우려

* (티타늄분말) $700/kg, (코발트·크롬 합금파우더) $545/kg, (포토폴리머레진) $175-225/kg 등

기업 활용여건 미흡

旣구축된 장비를 기업들이 활용하기에 전·후처리 장비가 부족하고, TP·연구기관은 산발적으로 장비 구축·운영 중

- 3D프린팅 장비는 있으나, 메탈제품의 서포터를 제거하는 후처리 장비 등이 종합적으로 구축되어 있지 않아 유휴설비 많음

- 대부분 시제품 출력 위주로 사용되고 있으며, 구축된 장비의 종류·적용범위 등 정보 파악도 어려운 상황



제도 기반 미비

(표준화·품질평가) KS규격 등 표준화 전략 및 품질 평가 체계 미흡

- 3D프린팅 관련 국제표준이 제정되고 있으나, 이에 대응한 KS규격이 없어 표준화된 국산 장비·소재 개발 지연

- 국내 생산 장비·소재의 성능, 안전성 등 품질평가체계 부재로 국산 제품의 공신력 확보 애로

국내 3D프린팅 산업 경쟁력 제고를 위한 정책방향 제언

국내 기술력수준 및 시장흐름 등을 고려하여, 단기적으로 산업용 프린터 기술개발과 시장조성을 위한 수요창출 중점 추진

필요

- 3D프린팅 기술은 금형을 통한 기존 대량생산 방식과 달리 맞춤형 또는 복잡구조 제작방식의 소량생산 분야에 적합

산업분야 3D 프린팅 응용 분야

조선 • 소량 생산되는 선박용 대형 프로펠러·실린더 등 부품 생산• 유연한 금형 변경

항공우주• 일반 제조기법으로는 불가능한 복잡한 기하학적 부품 생산• 부품의 성능을 다양한 정도로 조절• 부품 경량화

자동차 제조업• 여러 부품을 조립하는 대신 하나의 복잡한 부품생산• 고장 시 대체할 부품 생산• 제품 개발 주기 단축

의료• MRI나 CT를 바탕으로 정교한 해부 모델을 응용, 수술 선계획• 개개인에 맞는 보형물이나 인공장기 생산• 해부 실습에 인공 시신 활용

※출처 : pwc 보고서, The road ahead for 3D printers

| 표 5. 3D프린팅 적합 산업 분야 |

3D프린팅 기술 활용이 적합하고, 그에 따른 파급효과가 클 것으로 기대되는 분야(의료기기, 조선부품 등)를 선정하여 우선

지원

- (맞춤형) 의료산업은 개개인의 특성에 따라 차별화된 서비스가 필요하여 맞춤형 제품의 효용성이 크며, 시장 수요도

존재

* 인체맞춤형 치료물 적용 예시 : 인공관절, 임플란트, 보청기, 인공기도 등

* 딜라이트 맞춤형 보청기(100~180만원), 일반 보청기(34~92만원)

- (소량생산) 복잡한 구조, 대형 사이즈, 고비용, 제품 단종 등의 원인으로 소량 생산되는 조선·항공·자동차 등

부품산업 분야

조선·항공 등 부품 산업의 경우 최종제품 생산이 가능한 지속적인 기술개발 추진 및 시장수요 창출을 위한

기업지원·홍보, 품질인증지원 체계 구축 필요

ｌ저자ｌ 이규택 PD / KEIT 임베디드SW PD실

양우석 박사 / 한국전자통신연구원

김효원 전임 / KEIT 전자전기팀

SUMMARY

목적

대기환경 센서는 대기오염 피해 예방과 환경 관리 서비스 등 공공 및 산업적 요구로 기술개발 필요

대기환경 센서의 세부기술 이해를 바탕으로 국내외 기술 동향 및 수준과 시장 동향을 파악하여 향후 관련 산업

발전을 위한 기술개발 방향성 조망

주요 현황

개별센서(가스센서, 먼지센서, 자외선센서 등) 및 복합환경센서(온습도센서 등)가 반도체 기술을 기반으로

MEMS 및 나노 기술 도입을 통하여 저가격화, 저전력화, 고성능/고신뢰성화, 소형화 및 디지털화를 목표로

발전하고 있음

대기환경 센서 기술은 환경 모니터링뿐만 아니라 자동차, 소비가전, 공정산업, 의료·헬스케어 등 타산업에도

활용도 및 파급효과가 높음

국내 산업의 글로벌 경쟁력은 전반적으로 매우 약한 편이나 화학식 가스센서를 비롯한 일부 품목에서 소수

중소기업이 선전하고 있음

시사점

(시장) IoT 기반 환경 모니터링, 소비가전 등의 신흥시장 공략에 중점 투자

(기술) 반도체·MEMS·나노 융합 기반의 신제품 개발 및 가격 경쟁력 확보를 위한 양산성 향상 기술개발

병행

(정책) 유망 중소기업 육성 및 산·학·연 기술협력 강화를 위한 지속적 R&D 지원

대기환경 센서 기술 동향



1. 대기환경 센서 기술 개요

기술 개발의 개요 및 필요성

대기오염 피해의 심각성

- 세계보건기구(WHO)가 2016년 5월 발표한 ‘세계 도시 주변 공기 데이터베이스’ 보고서에 따르면 전 세계 빈민국가

도시의 98%, 고소득 국가 도시의 56%가 WHO 기준에 미치지 못하는 공기질을 보이며, 전 세계 도시 5개 중 4개꼴로

대기오염이 심각한 것으로 나타남. 또한 대기오염으로 매년 300만명이 넘게 숨지고 있으며, 특히 미세먼지를 건강을

위협하는 가장 큰 대기오염 문제로 지목함

- WHO가 2014년 4월 발표한 ‘2012년 실내외 대기오염으로 인한 질병 부담’ 보고서에 따르면 대기오염으로 인한

사망자는 700만명으로서 전세계 사망자 8명 가운데 1명에 해당하며, 수질오염으로 인한 사망자 180만명의 4배에

가까움. 또한 실내 공기오염으로 인한 사망자는 430만명으로 실외 공기오염으로 인한 사망자 370만명보다 많으며,

실내외 오염에 모두 노출되어 중복 계산된 사망자는 100만명임

각국의 공기질 관리기준 운영

- 세계 여러 나라에서는 대기오염 피해를 예방하고자 실내 공기질 관리 권고기준을 마련하고 있는데, 주요 국제기구 및

국가의 기준은 아래와 같음 [표 1]

관리 대상(단위)

WHOEU

(환경청)한국

(환경부)미국

(냉난방공조학회)일본

(후생노동성)독일

(환경청)

PM2.5(㎍/㎥) 10 25 - - - 25

PM10(㎍/㎥) 20 40 150 50 150 40

NO2(㎍/㎥) 40 40 94(50ppb) 100 - 40

CO(㎎/㎥) 10(8h) 10 10(ppm) 9(ppm·8h) 10 1.5

CO2(ppm) - - 1000 1000 1000 1000

HCHO(ppb) 80 - 80 100 80 100

TVOC(㎍/㎥) - - 500 - 400(잠정치) -

SO2(㎍/㎥) 20(24h) 125(24h) - 80(1Y) - 125(24h)

O3(㎍/㎥) 100(8h) 120(8h) 0.06(ppm) 100(8h) - 120(8h)

Rn(Bq/㎥·year) 100 - 4(pCi/L) 4(pCi/L) - 250

Pb(㎍/㎥·3month) 0.5 0.5 - - - 0.5

※TVOC(Total Volatile Organic Compounds)

| 표 1. 국제기구 및 주요국가의 실내 공기질 관리 권고기준 |


ISSUE 6대기환경 센서 기술 동향

대기환경 모니터링 모바일 제품의 증가

- 소득수준이 높은 선진국을 중심으로 소비자들의 쾌적한 생활환경에 대한 요구가 증가하면서 벤처기업를 중심으로 개인

휴대형 공기질 측정 제품의 시장출시가 증가하는 추세임. 2009년 CubeSensors(슬로베니아)에서 온도 / 습도 / 압력

/조도 / 음향 / VOC, CO2 가스 측정용 제품을, 2011년 Netatmo(프랑스)에서 온도 / 습도 / 압력 / 음향 / CO2 가스

측정용 Urban Weather Station 제품을, 2014년 Elgato(독일)에서 온도 / 습도 / VOC, CO2 가스 측정용 Eve Room

제품을, 2015년 SK텔레콤에서 CO2 가스 / 미세먼지를 측정하는 에어큐브 제품 등을 출시함

| 그림 1. 최근 출시된 공기질 모니터링 모바일 제품 예시 |

세부 기술 설명

온도센서

- 온도센서는 동작원리에 따라 IC(Integrated Circuit), 서미스터(Thermistor), RTD(Resistive Temperature Detector),

열전대(Thermocouple)로 구분되며 [표 2], 모두 접촉식으로 센서와 측정 대상물과의 접촉에 의해 열평형을 이루어

온도를 측정함. 온도에 따라 방출되는 적외선(IR)을 측정하는 비접촉식 온도센서인 적외선 센서도 있으나 주로 재실

감지용으로 사용되며, 대기환경 측정용으로는 거의 사용되지 않음

- IC 온도센서는 저가격 및 초소형의 장점이 있고 다른 센서와 통합하여 복합환경센서로 발전시키기에 용이하여

소비가전, 대기환경 측정 등의 중·저온 응용분야에서는 서미스터와 더불어 시장을 석권하고 있음

온도센서 IC 서미스터 RTD 열전대

제품 사진

동작원리온도에 따른 p-n 접합 다이오드 또는 바이폴라 접합 트랜지스터의 I-V 특성 변화

온도에 따른 금속산화물의 저항 변화

온도에 따른 백금 박막의 저항 변화

이종 금속 접합에서 발생하는 기전력(Seebeck 효과)의 온도 의존성

측정 범위 -40∼125℃ -80∼150℃ -250∼600℃ -200∼1260℃(K-type)

측정 정밀도 중(±0.5℃) 상(±0.1℃) 중(±0.3℃) 하(±2℃ @-100∼300℃)

선형성 중 하 상 중

반응시간 빠름 보통 느림 느림

가격 저 저 고 중

크기 초소형 소형 소형 중형

| 표 2. 주요 접촉식 온도센서의 개요 |



습도센서

- 습도센서는 유무기 박막의 수분 흡수에 따른 저항 또는 정전용량의 변화를 감지하는 원리로 동작하는데, 최근에는

정전용량형이 주로 사용됨. 정전용량형은 저항형에 비해 고가격의 단점이 있지만, 성능(감도, 동작온도 범위, 선형성,

히스테리시스, 동작온도 범위 등) 면에서 우수하고, 반도체 공정으로 제조 가능하여 소형화가 용이한 장점이 있음

먼지센서

- 먼지센서는 외부에서 유입된 먼지가 히터의 발열에 의한 상승기류를 타고 측정영역을 지나가게 되면 LED로부터

조사되는 적외선이 먼지에 의해 산란되고 그 일부가 적외선 검출기에서 감지되는 원리로 동작함. 먼지센서 기술은

저가격화, 저전력화 및 소형화를 위하여 발전하고 있으나, 그 속도는 느린 편임

가스센서

- 가스센서는 매우 다양한 원리로 동작되나, 시장점유율이 높은 종류로는 반도체식, 전기화학식(Electrochemical),

접촉연소식(Catalytic Combustion), 광학식 등이 있음. 반도체식과 전기화학식은 MEMS(Micro Electro Mechanical

Systems) 마이크로 히터 도입을 통한 소형화 및 저전력화와 나노 감지소재 도입을 통한 고감도화 등의 기술적 발전이

급속히 진행되고 있음

가스센서 반도체식 전기화학식 접촉연소식 광학식

모식도

동작원리가 스 와 의 반 응 에 따른 금속산화물의 저항 변화

가스와의 반응에 의한 반응 및 기준 전극 간의 기전력 변화

가연성 가스와의 발열 반응에 의한 열선의 저항 변화

가스에 의한 적외선 흡수도 변화

대표 감지가스CO, NO2, SO2, H2S

VOC(알콜, HCHO 등) CO, CO2, O3, SO2,NO, NO2, VOC

가연성 가스(H2, CH4, C3H8, C4H10 등)

CO, CO2, NO, NO2,SO2, O2, CxHy

감지가스 선택성 하 중 하 상

민감도 상 상 하 중

반응시간 빠름 빠름 중간 느림

소모전력 중 중 대 저

가격 저 저 저 고

크기 소형 소형 중형 대형

| 표 3. 주요 가스센서의 개요 |

기타 환경센서

- 포토 다이오드(PD: Photodiode) 방식의 반도체 칩 형태인 조도센서 및 자외선(UV) 센서와 정전용량식 MEMS 칩 형태인

압력센서가 모바일 및 웨어러블 스마트기기에 탑재되어 사용되고 있음. 조도센서와 압력센서는 대기환경 모니터링

보다는 디스플레이 밝기 조절과 고도 측정의 목적으로 주로 사용됨



복합환경센서

- 초소형화, 저가격화 및 저전력화를 위하여 SiP(System in Package) 또는 SoC(System on Chip) 형태의 복합환경센서가

활발히 개발되고 있음. 온습도 센서 및 온도/습도/압력 센서는 이미 사용되고 있으며, 온도/습도/가스 센서 및 온도/

습도/압력/가스 센서 제품이 조만간 상용화될 전망임

- 온습도 센서는 IC 온도센서와 신호처리회로 위에 정전용량형 습도센서가 SoC 형태로 일체화되고, 다른 복합환경센서는

모두 온도센서가 내장된 신호처리용 ROIC(Read-Out Integrated Circuit) 칩과 개별센서 칩이 SiP 형태로 일체화됨

2. 대기환경 센서 기술 동향

국외 기술 동향 및 수준

IC 온도센서

- TI, Analog Devices, Maxim Integrated와 같은 글로벌 시스템반도체 회사가 기술을 주도하고 있음. 제품 경쟁력은 측정

정밀도, 소모전력 및 패키지 크기에 의해 좌우됨. 기술발전은 성숙단계로 고성능화 보다는 저가격화 중심으로 진행되고

있음

제조사(국적) Texas Instruments(미국) Analog Devices(미국) Maxim Integrated(미국)

모델명 TMP112 ADT7516 MAX6577

제품 사진

패키지 SOT, 1.6×1.2×0.6㎣ QSOP, 4.9×3.9×1.5㎣ SOT, 2.9×1.6×1.25㎣

공급전압 1.4~3.6V 2.7~5.5V 2.7~5.5V

소모전력 15㎂(4변환/초, 400kHz), 0.5㎂(대기) 10㎽(동작, 3.3V), 33㎼(대기, 3.3V) 571㎽(연속 동작)

측정범위 -40~125℃ -40~120℃ -40~125℃

ADC 12bit 12bit -

측정 정밀도±0.25℃ @0~65℃,

±0.5℃ @-40~125℃±0.5℃ @0~85℃,

±2℃ @-40~120℃±1.1℃ @-20~125℃

인터페이스 I2C, SMBus, 2-Wire I2C, SMBus, 2-Wire PWM, 1-Wire

※ SOT(Small Outline Transistor), I2C(Inter-Integrated Circuit) SMBus(System Management Bus), QSOP(Quarter-size Small-Outline Package), PWM(Pulse Width Modulation)

| 표 4. IC 온도센서의 주요 제품 및 성능 |



습도센서

- 온습도센서에 의해 시장이 잠식당하고 있는 추세로 기술경쟁이 치열하지 않음. 제품 경쟁력은 가격, 반응시간,

측정값의 히스테리시스 및 장기 안정성에 의해 결정됨

제조사(국적) E+E Electronik(오스트리아) IST AG(스위스)

모델명 HC109 P14 Rapid

제품 사진

패키지 SMD, 4.2×1.0×0.3㎣ SMD, 6.4×2.5×0.4㎣

공급전압 최대 5V 최대 12V

측정범위 0~100RH% 0~100RH%

동작온도 -40~120℃ -80~150℃

정전용량 80±12pF @30℃ 180±50pF @30℃

민감도 0.27pF/%RH 0.3pF/%RH @15~90%RH

반응시간 τ90% <6초 τ63% <1.5초

선형성 오차 <±1.5%RH @0~98%RH <±1.5%RH @15~90%RH

히스테리시스 1.7±0.15%RH <1.5%RH

장기 안정성 <1.5%RH/년 @20~30℃, 20~98%RH

※SMD(Surface Mount Device)

| 표 5. 정전용량형 습도센서의 주요 제품 및 성능 |

- 습도센서의 수분을 흡수하는 감지소재로 현재까지는 폴리이미드와 같은 유기물을 사용하고 있으나, 반응시간 감소를

위하여 그래핀산화물 등의 무기 감지소재에 대한 연구가 최근 활발히 진행되고 있음. (ACS Nano, 2013) 이런

고속 반응(<0.1초) 습도센서는 대기환경 측정 보다는 스마트기기의 침수 여부 모니터링, 입으로 부는 동작을 통한

스마트기기의 제어와 같은 터치리스 사용자 인터페이스 등의 응용을 주목적으로 개발되고 있음



| 그림 2. 그래핀산화물 감지소재 기반 고속 습도센서 |

온습도센서

- 온습도센서는 IC 온도센서와 정전용량형 습도센서가 SiP 또는 SoC 형태로 일체화된 제품으로 개별 센서, 특히

습도센서의 시장을 빠르게 잠식하면서 성장하고 있음. 현재도 저가격화 및 초소형화에 유리한 SoC형이 주류를 이루고

있으며, 향후 SiP형은 시장에서 점차적으로 퇴출될 것으로 전망됨. SoC형 온습도센서의 제품 경쟁력은 측정 정밀도,

반응시간, 디지털 인터페이스의 다양성 및 가격에 의해 결정됨

제조사(국적) Sensirion(스위스) Silicon Labs(미국)

모델명 SHT25 Si7034

제품 사진

패키지 DFN, 3.0×3.0×1.1㎣ QFN, 2.0×2.0×0.75㎣

공급전압 2.1~3.6V 1.7~2.0V

소모전류 300㎂(측정), 0.15㎂(대기) 337㎂(측정), 0.05㎂(대기)

온도 측정범위 -40~125℃ -40~125℃

온도 정밀도 ±0.2℃ @5~60℃, ±0.7℃ @-40~120℃ ±0.3℃ @-8~88℃, ±0.9℃ @-40~120℃

온도 반응시간 τ63% 5~30초 τ63% 5초

온도 장기안정성 <0.02℃/년 <0.01℃/년

습도 측정범위 0~100RH% 0~100RH%

습도 정밀도 ±2%RH @10~90%RH, ±3%RH @0~100%RH ±3%RH @3~83%RH, ±4.5%RH @0~98%RH

습도 반응시간 τ63% 8초 τ63% 18초

습도 선형성 오차 <0.1%RH -

습도 히스테리시스 ±1.0%RH ±1.0%RH

습도 장기안정성 <0.25%RH/년 <0.25%RH/년

인터페이스 I2C, PWM, SDM I2C

※DFN(Dual Flat No-Lead), QFN(Quad Flat No-Lead), SDM(Sigma-Delta Modulation)

| 표 6. SoC형 온습도센서의 주요 제품 및 성능 |



먼지센서

- 먼지센서의 제품 경쟁력은 내구성, 동작 안정성 및 가격에 의해 결정되는데, 다른 환경센서에 비해 상대적으로 동작

성능 사양은 단순한 편임 [표7]

제조사(국적)Sharp(일본)

Shinyei Technology(일본)

Amphenol Advanced Sensors(미국)

모델명 GP2Y1010AUOF PPD42NJ/PPD60PV SM-PWM-01A

제품 사진

크기 46×30×18㎣59×45×22㎣ (PPD42NJ)88×60×22㎣ (PPD60PV)

59×45×18㎣

공급전압 5V 5V 5V

동작온도 -10~65℃ 0~45℃ -10~60℃

소모전류 최대 20㎃ @5V90㎃(PPD42NJ),

최대 150㎃(PPD60PV)100㎃

측정먼지 PM1.0, PM2.5, PM10PM0.5(PPD60PV),

PM1.0, 2.5(PPD42NJ)PM1.0, P2.5, PM10

민감도 0.5V/(0.1㎎/㎥) - -

인터페이스 디지털 디지털 아날로그(PWM)

| 표 7. 먼지센서의 주요 제품 및 성능 |

가스센서

- 이산화탄소(CO2) 가스센서는 일부 전기화학식이 사용되고 있지만, 광학식인 NDIR(Non-Dispersive Infrared) 방식이

시장을 석권하고 있음. NDIR 방식은 전기화학식에 비해 높은 측정 정밀도, 빠른 반응시간, 낮은 소모전력 등의 장점이

있음. [표 8] NDIR 방식 CO2 가스센서의 소형화 및 저가격화를 위하여 Vaisala(핀란드)에서는 광원으로 기존의 LED

대신 MEMS 마이크로히터를 이용하는 새로운 제품, ‘CARBOCAP’을 상용화하였으나, [그림 3] 기술 최적화 미흡 등의

이유로 아직 제품 경쟁력이 우수한 편은 아님. 전기화학식 CO2 가스센서도 초소형화, 저전력화 및 저가격화를 위하여

MEMS 마이크로히터, 나노 감지소재 및 신호처리용 ROIC 칩을 도입하는 연구개발이 진행 중임



제조사(국적) CO2Meter(미국) Figaro(일본)

모델명 COZIR GC-0010/11/12 CDM4161A

제품 사진

감지방식 광학식(NDIR) 전기화학식

크기 직경 43㎜, 높이 19㎜ 45×26×15.6㎣

공급전압 3.25~5.5V 5V

소모전력 3.5㎽ (초당 2회 센싱),<220㎽ (예열 및 센싱) 300㎽

측정범위 0~2k/5k/10k ppm 0.4~4k ppm

측정 정밀도 ±50ppm / ±3% ±20%

비선형성 <1% -

반응시간 0.5~3분 (예열시간 <10초 포함) 2시간 (예열 포함)

동작조건 -25~50℃/0~95%RH/950~1050mbar -10~50℃/5~95%RH

인터페이스 아날로그 아날로그

자동보정 주1회 @fresh air @fresh air, 400ppm CO2

| 표 8. 이산화탄소(CO2) 가스센서의 주요 제품 및 성능 |

| 그림 3. Vaisala의 새로운 이산화탄소 가스센서 제품(CARBOCAP) 개념도 |

IR source

Mirror surface

CO2 IR absorption

Detector

Fabry-PerotInterferometer Filter

Protective window



- IAQ(Indoor Air Quality) 모니터링 용도로 VOC 가스 등을 측정하는 반도체식 가스센서가 최근 시장에서 각광받고

있는데, 소형화 및 저전력화를 위하여 대부분 MEMS 마이크로히터를 사용함. 감지소재인 금속산화물 반도체의 특성상

유사 종류의 여러 가스에 반응하는데, 인체 유해성이 매우 적은 VOC 가스인 에탄올(C2H5OH)에도 민감한 단점이 있음.

그러나 이런 낮은 가스 선택성을 역이용하여 VOC 이외에 실내 공기질을 좌우하는 이산화탄소를 동시에 측정 또는

유추하는 기술이 개발됨. 또한 빠른 반응시간을 위한 펄스 동작, 장기 동작 신뢰성 확보를 위한 자동 베이스 라인 보정

등의 기술이 개발되고 있음

제조사(국적)

Ams(오스트리아)

SGX Sensortech(영국)

Figaro(일본)

모델명 IAQ-Core C/P MiCS-VZ-86/89 TGS8100

제품사진

패키지 SMD, 17.8×15.2×4.3㎣ COB, 22.9×14.3×3.2㎣ 세라믹, 3.2×2.5×1.0㎣

소모전력 66/9㎽ (연속/펄스 동작) 150㎽ (연속 동작) 15㎽ (연속 동작)

측정가스(측정범위)

TVOC(125~600ppb), CO2(450~2000ppm)

isobutylene(0~1000ppb), CO2(400~2000ppm)

ethanol, CO, isobutane 등

측정 정확도(정밀도,선형성)

반응시간1/11초(연속/펄스),5분(초기 안정화)

<5초(isobutylene),NDIR과 유사(CO2)

1시간(초기 안정화)

인터페이스 I2C PWM(VZ-86), I2C(VZ-89) 아날로그

비고 자동 베이스라인 보정동작조건 -0~50℃

/0~95%RH시험조건 20±2℃

/65±5%RH

※COB(Chip on Board)

| 표 9. 반도체식 MEMS형 IAQ 가스센서의 주요 제품 및 성능 |



- 반도체식 가스센서는 감지가스의 다양성, 제조의 용이성 및 큰 시장규모의 장점으로 학계에서 가장 활발히 연구되고

있음. 금속산화물 감지소재는 센서의 핵심 성능을 좌우하는 가장 중요한 요소인데, 전하 운반체(charge carrier)가

전자인 n형 반도체(SnO2, ZnO, TiO2, WO3, In2O3 등)가 정공인 p형 반도체(CuO, NiO, CO3O4 등) 보다 반응속도가

빨라서 많이 이용되고 있음. [그림 4] 또한 센서의 고감도화, 초소형화 및 저전력화를 위하여 와이어, 로드, 튜브, 리본

등의 다양한 1차원 나노 감지소재가 개발되고 있음. [그림 5] (Chemosensors, 2015) 반도체식 나노 가스센서는 멀티

가스센서, 전자코(e-nose) 등의 차세대 가스센서를 위한 가장 유망한 기술로 인식되고 있으나, 실제적인 상용화를

위해서는 타겟가스 선택성, 환경 신뢰성, 동작 안정성 등의 해결해야할 이슈도 산재해 있음

| 그림 4. 반도체식 가스센서의 금속산화물 감지소재 종류 |

| 그림 5. 반도체식 가스센서에 사용되는 1차원 나노 감지소재 종류 |

Nanowires40%

Nanorods22%

Nanotubes20%

Nanobelts &nanoribbons

18%

TiO2(12.81%)

WO3(8.65%)

In2O3(6.64%)

Fe2O3(4.27%)

ZnO(20.83%)

SnO2(37.39%)

p-type(9.41%)

CuO(42%)

NiO(35%)

CO3O4(12%)

Cr2O3(10%)

Mn3O4(1%)



자외선센서

- 자외선은 장(315∼400㎚)/중(280∼315㎚)/단(100∼280㎚) 파장에 해당하는 A/B/C 대역으로 구분되는데, 파장이

작을수록 인체 유해성이 높음. 햇빛에 포함된 자외선의 95%를 차지하는 UV-A는 과도한 노출시 피부 노화와 색소

침착을 유발함

- 자외선센서는 제조기술에 따라 집적 및 간접 측정방식으로 구분되는데, 전자는 고가의 SOI(Silicon on Insulator) 기판을

사용하는 CMOS 포토 다이오드인 반면 후자는 가시광 및 적외선을 감지하는 일반 Si CMOS 포토 다이오드를 이용함.

최근 스마트폰 및 스마트밴드에 탑재되고 있는 자외선센서는 거의 모두 저가격의 간접 측정방식 제품임. 이런 제품은

가시광 PD 신호를 적외선 PD 신호로 보정하여 단파장 가시광에 의한 신호를 추출하고, 이를 이용하여 UV-A 광량을

유추하는 알고리즘을 이용함. 또한 UV-A 광량을 정량적인 수치 보다는 정성적으로 WHO에서 표준화한 11단계 UV

지수(1∼2: Low, 3∼5: Moderate, 6∼7: High, 8∼10: Very High, 11: Extreme)로 표시함

제조사(국적) Silicon Labs(미국) LAPSIS Semiconductor(일본)

모델명 Si1132 ML8511

제품 사진

측정파장 Visible 및 IR(보정용) UV-A/B

제조기술 일반 CMOS PD SOI CMOS PD

패키지 QFN, 2.0×2.0×1.0㎣ QFN, 4.0×3.7×0.7㎣

공급전압 1.7~3.6V 2.7~3.6V

소모전류 1.2㎂(1Hz 측정), 0.5㎂(대기) 300㎂(측정), 0.1㎂(대기)

출력신호 UV 지수(1~11) 1.0~3.0V @365nm, 0~10㎽/㎠

동작온도 -40~85℃ -30~85℃

인터페이스 I2C 아날로그

| 표 10. 자외선센서의 주요 제품 및 성능 |

복합환경센서

- Bosch Sensortec(독일)에서는 온도 / 습도 / 압력을 동시에 측정하는 제품(모델명: BME280)을 판매하고 있으며,

온도 / 습도 / 압력 / VOC 가스 측정용 시제품(모델명:BME680)도 개발하고 있음. Sensirion(스위스)에서는 VOC,

알콜, CO 가스를 동시에 측정하는 멀티 가스센서 시제품(모델명: SGPC10)을 개발하고 있으며, 현재 생산하고 있는

온습도센서와도 통합하는 기술개발도 추진할 것으로 전망됨. Ams(오스트리아)는 자체 생산하고 있는 VOC 가스센서와

2015년 인수한 NXP Semiconductors(네덜란드)의 CMOS 센서 사업부의 온습도센서를 통합하여 온도 / 습도 / VOC

가스 측정용 복합환경센서를 개발하고 있음



센서 신호처리 ROIC

- 대기환경 센서를 비롯한 대부분의 센서들은 주로 저항 및 정전용량 형태로 신호를 출력하는데, 이런 아날로그

출력신호를 증폭 및 디지털 변환 처리하고 또 내장된 온도센서 및 DSP(Digital Signal Processor)로 보정하는 ROIC

칩이 별도의 제품으로 판매되고 있음. 이런 신호처리 ROIC는 여러 업체에서 생산하는 다양한 아날로그 센서 소자와

통합하여 디지털 센서 모듈로 제품을 업그레이드하는데 많이 이용되고 있어서 시장 수요가 급격히 증가하고 있음.

ZMDI(독일), TI 등의 글로벌 시스템반도체 업체가 기술 및 시장을 주도하고 있음

제조사(국적) ZMDI(독일)

모델명 ZSSC3218 ZSSC3123

제품 사진

설계 구조도

패키지 PQFN24(3.9×3.9×0.8㎣)/Die TSSOP14(6.4×5.0×1.2㎣)/Die

구동전압 1.68~3.6V 2.3~5.5V

소모전류 1.0㎃(동작), 0.1㎂(대기) 60㎂(동작), 1㎂(대기)

센싱신호(처리범위)

저항(1~50㏀)

정전용량(4채널: 2~8/8~32/32~130/130~260pF)

센싱 정밀도 ±0.1% ±0.25%

샘플링 속도 ~270Hz ~1kHz

ADC 18bit 8~14bit

온도 보정 Yes (온도센서 내장) Yes (온도센서 내장)

디지털 보정 offset, gain, temp. gain & offset drift

(DSP 내장)temp. gain & offset drift

(DSP 내장)

인터페이스 I2C, SPI I2C, SPI, PWM, Alarm

※PQFN(Power Quad Flat No-Lead), TSSOP(Thin-Shrink Small Outline Package), SPI(Serial Peripheral Interface)

| 표 11. 센싱신호처리 ROIC의 주요 제품 및 성능 |



국내 기술 동향 및 수준

산업계 생산 및 상용화 동향

- 대광센서는 열전대, 서미스터, 바이메탈 방식의 온도센서를 생산하고 있는데, 2015년 매출액은 30억원 정도로 추정됨.

외국계 국내업체인 암페놀센싱코리아는서모파일(Thermopile) 형태의 적외선 온도센서를 생산하고 있음

- 삼영에스앤씨는 습도센서(저항형 및 정전용량형), 온습도센서 및 먼지센서를 생산하고 있음. 온습도센서는 자체 생산한

정전용량형 습도센서 소자와 외국업체에서 수입한 온도센서 내장 정전용량 센싱신호처리 ROIC칩을 SiP 형태로

모듈화한 제품임. 2015년 기준으로 습도센서 및 온습도센서 매출액은 80억원, 먼지센서 매출액은 40억원(약 80만개)

정도로 추정됨

센서 종류 정전용량형 습도센서 온습도센서 먼지센서

모델명 HCPV-201 HumiChip DSM 501

제품 사진

크기 27.3×11.9×10.0㎣ 6.0×4.0×1.9㎣ 59×45×17㎣

공급전압 5V 2.3~5.5V 5V

소모전류 1.5㎃ 750㎂(측정), 0.6㎂(대기) 90㎃

측정범위 0~100RH%0~100RH%,-40~125℃

PM1.0, P2.5, PM10(15,000pcs/283㎖)

측정 정밀도 ±5%RH ±2.0℃, ±4%RH -

동작환경 -40~85℃ - -10~65℃, 0~95%RH

반응시간 τ63% 7초 τ63% 5초(온도), 7초(습도) -

선형성 오차 <±3%RH <±2%RH -

히스테리시스 ±2.0%RH ±2.0%RH -

장기 안정성 - <0.05℃/년, <0.5%RH/년 -

인터페이스 아날로그(PDM) I2C, PDM 아날로그(PWM)

※PDM(Pulse Density Modulation)

| 표 12. 삼영에스앤씨의 습도센서, 온습도센서 및 먼지센서 제품 성능 |



- 센텍코리아는 국내 최고의 반도체식 가스센서 회사로 알콜, LPG/LNG, VOC, CO 등을 측정하는 반도체식 가스센서와

이를 응용한 음주측정기 및 가스경보기 제품을 생산하고 있으며, 2015년 매출은 117억원임. 특히 알콜센서의 제품

경쟁력은 세계적 수준으로 평가됨

- 센코는 국내 최고의 전기화학식 가스센서 회사로 O2, CO, NO2, H2S, H2 등을 측정하는 전기화학식 가스센서를 중심으로

다양한 가스센서와 이를 응용한 휴대형 및 고정식 가스검지기를 생산하고 있으며, 2014년 매출은 71억원임

- 이엘티센서는 국내 최고의 NDIR 방식 가스센서 회사로 이산화탄소 및 메탄 가스센서를 생산하고 있는데, 2015년

매출은 11억원임

- 와이즈산전은 반도체식 MEMS형 VOC 가스센서, IR 방식 온도센서 및 MEMS 마이크로히터를 광원으로 사용하는

광학식 가스센서를 상용화 개발하고 있음. 알앤에스랩은 전기화학식 MEMS형 이산화탄소 가스센서를 상용화 개발

중임

| 그림 6. 센텍코리아의 반도체식 가스센서(左) 및 센코의 전기화학식 가스센서(右) 제품 사진 |

대학 및 연구소 연구개발 동향

- 고려대, KAIST, 서울대, 성균관대, UNIST 등 다수 대학에서 반도체식 가스센서 응용을 위한 다양한 나노 감지소재에

대한 기초연구가 매우 활발히 진행되고 있음. 그러나 특정 타겟가스를 감지하는 가스센서의 종합적인 성능을

지속적으로 개선해 나아가지 못 하여 상용화와는 거리가 있는 실정임

- 대학에서 가스센서 이외의 다른 환경센서에 대한 연구는 매우 미진한데, 고려대는 65㎚ CMOS 기반 초소형 초저전력

IC 온도센서를 연구 중이나 온도정밀도(±2.9℃)는 매우 낮음

- 전자부품연구원(KETI)에서는 SoC형 온습도센서를, 한국전자통신연구원(ETRI)에서는 SiP형 온도/습도/가스

복합환경센서를 연구시제품 수준으로 개발하여 중소기업에 기술이전을 통한 상용화를 추진하고 있음. 특히 ETRI의

복합환경센서는 자체 개발한 반도체식 MEMS형 폼알데하이드(HCHO) 센서, 전기화학식 MEMS형 이산화탄소(CO2)

가스센서 및 온도센서가 내장된 ROIC 칩을 이용함

| 그림 7. KETI의 온습도센서(左) 및 ETRI의 온도/습도/가스 복합환경센서 연구시제품 |



정부 R&D 추진 현황

- 정부투자로 수행된 환경센서 관련 최근 연구과제를 살펴보면 환경/소비가전/자동차 응용 가스센서가 가장 많고, 그

외에 자동차용 온도센서, 환경용 습도센서 및 먼지센서가 있음. 산업통상자원부와 중소기업청에서 출연한 중소기업

주관의 상용화 개발 과제가 대부분을 차지함. 가스센서 개발과제가 많은 것은 대학을 비롯한 국내 연구역량이

우수하고, 다품종 소량생산으로 중소기업에 적합한 품목으로 글로벌 기업의 참여가 적어서 시장경쟁이 상대적으로

용이하기 때문으로 사료됨

출연처 사업명 과제명연구기관(연구비)

주관기관 연구내용

산업통상자원부

글로벌전문기술개발

그린환경 지원용 온도센서 기술개발

2012.02∼2017.05(3.3억원 @2014년)

래트론자동차용 서미스터

온도센서


소재부품기술개발

가솔린 자동차 엔진용 고응답 광대역(-70℃~1,000℃)급 Pt-type 선형 온도센서 개발

2012.09∼2015.08(4.5억원 @2014년)

동양센서자동차용 RTD

온도센서


클린디젤자동차 핵심부품

산업육성

클린디젤 자동차용 고진동내구 NTC타입 온도센서 기술개발

2014.09∼2016.08(3.7억원 @2014년)

프로텍코리아

자동차용 서미스터온도센서

중소기업청

중소기업기술혁신개발

기상관측용 정전용량형 정밀 습도센서 및 고분자 감습막 소재 개발

2013.11∼2015.10(1.9억원 @2013년)

지비엠아이엔씨

정전용량형습도센서



수분흡탈착 히스테리시스 제어를 통한 유무기 하이브리드 습도센서 개발

2014.11∼2017.10(5.4억원 @2014년)

지비엠아이엔씨

저항형 습도센서

미래창조과학부

선도연구센터지원

고기능의 휴대형 환경계측용 가스센서 개발

2008.09∼2015.02(2.8억원 @2012년)

경북대 색변환 광학식VOC 가스센서

환경부차세대핵심

환경기술개발유해가스 측정용 고정밀 /고감도 가스센서 개발

2009.03∼2011.08(2.7억원 @2010년)

조선대 CO2, NO2,

HCHO 가스센서


글로벌프론티어사업

환경센서2011.09∼2020.08(8.6억원 @2014년)

KAIST헬스케어/

환경용가스 센서, 환경용 중금속 센서



출연처 사업명 과제명연구기관(연구비)

주관기관 연구내용


연구개발특구육성

미세가공을 이용한 후막형 반도체식 가스센서 사업화

2011.09∼2013.08(4.7억원 @2012년)

센텍코리아

반도체식MEMS형 알콜

가스센서

중소기업청


가스연료 차량용 저소비전력형 접촉연소식 가스센서 모듈

2011.06∼2013.05(2.5억원 @2012년)

전자부품연구원

접촉연소식CNG/LNG가스센서

중소기업청


CO-CH4 선택적 검지가 가능한 일체형 듀얼 가스센서 및 모듈 개발

2012.06∼2014.05(2.2억원@2013년)

맥콘CO/CH4

가스센서



산업현장 유해가스 및 대기오염 물질 누설여부 감지를 위한 5%미만 상호간섭성과 10%미만 정밀도의 전기화학식 가스센서 기술개발

2013.10∼2016.09(6.4억원 @2014년)

센코 전기화학식

HF, NO2, SO2

가스센서



운전자 음주여부를 3초 이내로 감지하기 위한 반도체식 가스센서 어레이 및 복합센서모듈 개발

2013.11∼2016.10(6.9억원 @2014년)

센텍코리아

반도체식MEMS형

알콜 가스센서


에너지자원융합핵심기술개발

고분자화합물 코팅 소재 및 필름형 LNG LPG 가스센서 개발

2013.12∼2016.09(4.0억원 @2014년)

유민에쓰티

반도체식LNG, LPG가스센서



칼코지나이드 나노구조체 기반 상온구동(25℃) 초저전력 H2 및 H2S 감지 가스센서 개발

2014.11∼2017.10(5.1억원 @2014년)

가스트론H2, H2S 가스센서

중소기업청


휴대단말기용 근접센서 및 조도센서 일체형 Chip 개발

2014.12∼2015.12(2.5억원 @2014년)

엔아이디에스PM2.5

먼지센서


센서산업고도화전문기술개발

다종 나노소자 기반 초소형 유해가스 센서 시스템 기술 개발

2015.07∼2019.06(10억원 @2015년)

UNIST 반도체식

나노 가스센서

| 표 13. 환경센서 관련 정부 R&D 과제 추진 현황 |



3. 대기환경 센서 시장 동향

환경 모니터링 시장 현황 및 전망

전체 환경 모니터링 서비스

- 전체 환경 모니터링 서비스의 세계시장은 2014년 132억불에서 연평균 5.9% 성장하여 2019년 176억불에 도달할

것으로 전망됨. 이중 환경센서의 비중은 2014년 52.4억불로 40% 정도를 차지함 (BCC Research, 2014)

실내 환경 모니터링 및 관리

- 스마트 빌딩 등으로 최근 부각되고 있는 실내 환경 모니터링 및 관리 서비스의 세계시장은 2014년 33억불에서 연평균

8.8% 성장하여 2019년 52억불에 도달할 것으로 전망됨. 세부 기술별 시장 점유율은 열회수형 환기 시스템(ERVS:

Energy Recovery Ventilator Systems) > 치환 환기(DV: Displacement Ventilation) > CO2 센서 ≈ 외기전담시스템(DOAS:

Dedicated Outdoor Air Systems) > 수요기반 환기량 조절(DCV: Demand-Controlled Ventilation) ≈ 자외선 살균

조사(UVGI: Ultraviolet Germicidal Irradiation) ≈ 바닥 급기(UFAD: Underfloor Air Distribution) 순서임. [그림 8] 건물

용도별로는 전체의 65% 정도를 교육, 상점 및 사무실이 서로 대등하게 차지하고, 나머지는 호텔·음식점, 공공시설

등이 차지함 (Navigant Research, 2014)

| 그림 8. 실내 환경 모니터링 및 관리 서비스의 세계시장 규모 및 세부기술별 점유율 |

2013

$6,000

$5,000

$4,000

$3,000

$2,000

$1,000

$-

($M

illio

ns)

2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020

CO2 SensorsERVs

UVGIUFAD

DCVDOAS

DV



환경센서 시장 현황 및 전망

환경센서

- 환경센서 세계시장은 2014년 52.4억불로 전체 센서 시장의 약 15%를 차지하며, 전체 센서 시장의 성장률 9.4% 보다

낮은 4.9%의 성장세를 보여 2019년 66억불에 도달할 것으로 전망됨. 측정 대상 환경에 따라 시장을 세분화하면

2014년 기준으로 육상환경 30.3억불(58%), 대기환경 16.6억불(32%), 해상환경 5.5억불(10%) 정도임 (BCC Research,

2014)

온도센서

- 온도센서 세계시장은 2016년 51억불에서 연평균 4.8% 성장하여 2022년 67.9억불에 도달할 것으로 전망됨.

(MarketsandMarkets, 2016) 응용분야별 시장점유율은 자동차 > 기타 > 소비가전 > 공정산업 > 의료·헬스케어 > 환경

순서임 (Grand View Research, 2015)

| 그림 9. 온도센서의 응용분야별 시장점유율 |

- 감지방식에 따른 종류로는 가장 큰 시장점유율을 보이는 열전대 이외에 서미스터, RTD, IC, 바이메탈, 적외선,

광섬유(Fiber optics) 등이 있음. 주요 제조사로는 TI, Analog Devices, ABB(스위스), Honeywell International(미국),

Maxim Integrated, Siemens(독일), TE Connectivity(미국), Emerson Electric Company(미국), Panasonic(일본), General

Electric(미국), STMicroelectronics(프랑스·이탈리아), Microchip Technology(미국), NXP Semiconductors 등이 있음

가스센서

- 가스센서 세계시장은 2013년 17.8억불에서 연평균 5.1% 성장하여 2018년 22.8억불에 도달할 것으로 전망됨.

타겟가스 종류별 시장 점유율은 CO2 26.8%, CO 16.6%, O2 12.0%, NOx 8.2 %, 기타 36.4% 정도임. (Grand View

Research, 2014) 또한 감지방식별 시장 점유율은 전기화학식 21%, 반도체식 20%이고, 접촉연소식, 적외선식,

PID(Photoionization Detector), 고체물리식 등이 나머지를 차지함. 응용분야별로는 산업계측 20%, 자동차 16%이고,

석유화학, 제조공정, 환경 모니터링 등이 나머지를 차지함 (Transparency Market Research, 2015)

AutomotiveEnvironmentalProcess Industries

Consumer ElectronicsHealthcare/MedicalOthers

2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020



IoT 응용

- 최근 다양한 IoT(Internet of Things) 응용서비스를 위해 화학센서(가스센서 등), 온도센서, 광센서(조도센서, 적외선센서

등), 압력센서, 습도센서 등과 같은 환경센서의 수요가 증가하고 있음 (Yole Development, 2014)

| 그림 10. IoT 응용분야별 요구되는 센서 종류 |

Industrial

Pressure

Light(IR, Optical) Chemical

Temperature

Environment

Chemical

Temperature

Light(IR, visible)

Pressure

Humidity

Security & Public Safety

Gyro

Accelero

Magneto

Chemical

Light(IR, X-Ray, THz)

Retail & Logistics

Light(IR/Optical)

Pressure

Temperature

Chemical

Magneto

Building Automation

Light(IR,visible)

Temperature

Chemical(CO2)

Accelero

Contact

Consumer & Home automation

SENSORS OF

OF

THE

INTERNET THINGS

Gyroscope

Accelero

Magneto

Pressure

Transportation

Gyroscope

Accelero

Magneto

Chemical

Healthcare & Life science

Pressure

Temperature

Chemical

Light(IR, X-Ray)

Bio Sensors

Inertial

Temperature

Chemical

Pressure

Temperature

Hall Effect

Accelero

SensorLegend :

Level of demand▲



4. 시사점

공기오염에 의한 직간접적 피해에 대한 인식이 높아지고 쾌적한 생활환경에 대한 요구가 증가하면서 대기환경 센서 및

모니터링 기기에 대한 시장 수요가 지속적으로 증가하고 있음. 특히 최근 스마트 홈/빌딩/공장 구현을 위한 IoT 기반의

환경 모니터링 및 관리 기술이 부각되면서 향후 대기환경 센서에 대한 수요가 더욱 커질 것으로 전망됨

- 대규모 시장을 형성하고 있는 스마트폰과 스마트밴드에 조도센서, 온습도센서 및 자외선센서와 같은 IC 센서들이

탑재되고 있으나 다른 대기환경 센서들은 소모전력, 가격 및 크기의 제약으로 모바일 응용을 위해서는 기술혁신이

요구됨

- 최근 급증하고 있는 개인 휴대형 공기질 모니터링 제품은 대기환경 센서의 새로운 수요를 창출할 것으로 기대되고

있음

- 대기환경 센서는 경제·산업적 뿐만 아니라 공공·사회적 중요성이 높은 기술로 미래 복지사회 구현을 위해 필요함

대기환경 센서 기술은 저가격화, 저전력화, 고성능/고신뢰성화, 소형화 및 디지털화를 목표로 개발되고 있는데, 발전을

위한 핵심 기반기술은 다른 센서의 경우와 마찬가지로 반도체, MEMS 및 나노 기술임. 특히 여러 종류의 개별센서를 칩

또는 패키지 레벨에서 일체화한 복합환경센서가 차세대 제품으로 주목받고 있음

- 가스센서는 반도체, MEMS 및 나노의 융합기술 기반으로 가장 활발히 연구되고 있으며, 반도체 및 광학 기술 기반의

온습도센서 및 먼지센서에 비해 발전 가능성이 매우 높음

- 차세대 제품 개발을 위해서는 센서 소자뿐만 아니라 신호처리용 ROIC 기술의 중요성이 날로 커지고 있는데, 글로벌

기업의 범용제품 대량공급을 통한 생태계 장악에 대한 우려가 높음

대기환경 센서 분야의 국내 기술 및 산업 경쟁력은 전반적으로 매우 낮은 수준이나, 화학식 가스센서는 국제적 경쟁력을

갖춘 전문 중소기업들이 선전하고 있고 또 신제품 개발도 활발히 추진되고 있음

- 산업 경쟁력 향상을 위해서는 산·학·연 간의 긴밀한 기술협력이 요구되며, 특히 MEMS, 나노 등 신기술의 적극적

도입을 위해서 논문 중심의 기초기술에 집중된 대학의 연구역량을 상용화를 염두에 둔 응용기술로 일부 유도할 필요가

있음

[참고문헌]

1. Stefano Borini, Richard White, Di Wei, Michael Astley, Samiul Haque, Elisabetta Spigone, Nadine Harris, Jani Kivioja, and Tapani Ryhänen, “Ultrafast Graphene Oxide Humidity Sensors”, 2013, ACS Nano

2. Giovanni Neri, “First Fifth Years of Chemoresistive Gas Sensors”, 2015, Chemosensors


특 집

특집

헬스케어 산업에서의 3D 프린팅 혁신 사례

- 프로스트 앤 설리번

ｌ저자ｌ 최재호 팀장 / 프로스트 앤 설리번

([email protected], 02)6710-2035)

이종현 연구원 / 프로스트 앤 설리번

([email protected], 02)6710-2031)

SUMMARY

목적

헬스케어 산업에서 활용된 3D 프린팅에 대한 획기적인 사례들을 살펴보고 3D 프린팅의 핵심 역량과 과제,

그리고 앞으로 헬스케어 산업에서 나아가야 할 방향에 대해 상세히 언급함.

주요현황

3D 프린팅은 의료산업에서 의수와 인공뼈, 이식용 혈관 등, 광범위한 분야에서 활용되고 있으며, 머지않아

높은 수준의 혁신을 이뤄질 것으로 기대됨.

3D 프린팅은 적층가공 기술을 기반으로 하여, 위의 언급된 기능성 인공 기관에 적은 비용의 설계와 개발이

빠르게 이뤄지고 있음.

하지만 3D 프린팅에 사용되는 재료들이 제한적이고, 사람의 생명과 연관되어 있기 때문에 이에 최적화된

설계와 광범위한 연구가 여전히 필요함.


3D 바이오 프린팅 기술은 항공우주와 가전제품, 헬스케어, 자동차 등, 다양한 산업분야에서 활용할 수 있으며,

기술융합을 통한 새로운 혁신과 응용 기회들을 만들어 낼 수 있기 때문에 광범위한 기술 연구가 필요함.

헬스케어 산업에서의 3D 프린팅 혁신 사례



1. 3D 프린팅 의수

오픈 바이오닉스(Open Bionics)-가격이 저렴하고, 무게가 가벼운 ‘Ada 의수’

�� 기술�소개

- 3D 프린팅 의수는 손의 움직임을 신호로 전환하는 첨단 전자 시스템으로 구성되어 있음.

- 의수는 폴리락타이드(PLA, polylactide)와 ABS(Acrylonitrile-Butadiene-Styrene), 닌자플렉스(Ninjaflex)와 같은 재료들을

사용해 프린팅을 함.

- 사용자 스스로 의수를 프린팅 할 수 있는 선택권을 제공함.

혁신성

- 3D 프린팅 의수는 덮개, 손바닥, 손의 윗부분과 아랫부분에 있는 PCB(Printed Circuit Board) Tray, 이렇게 4가지 구성

부품으로 이뤄져 있음.

- 기타 구성 부품들은 오픈 바이오닉스의 온라인 포털 시스템을 통해 구입할 수 있음.

- 구성 부품들을 프린팅 하는데 28시간이 걸림.

- 사용자는 제조사로부터 제공되는 정확한 정보를 바탕으로 각각의 구성 부품들을 납땜해야 함.

경쟁력

- 3D 프린팅 의수는 무게가 300 그램 이하로 가볍고, 가격이 저렴함.

- 사용자들은 ‘Ada 의수 키트’를 주문할 수 있고, ‘Makerbots Thingverse’ 또는 ‘YouMagine’의 웹페이지를 통해 부품

들을 직접 프린팅 할 수도 있음.

- 손에 장착되어 있는 전자 부품들은 경쟁 제품들과 비교했을 때 의수 기능을 개선시킴.

시장진입�전략

- 3D 프린팅 의수는 현재 시장에서 구매가능하며 48시간 이내에 만들어질 수 있음.

- 가격이 저렴하며 다른 경쟁 제품들에 비해 효율성이 높음.

- 2015년 의수와 로봇 손의 상업화가 시작돼, 2017년 초 쯤 광범위하게 도입될 것으로 전망됨.

시장기회

- 군수, 자동차, 전자공학, 정보 통신, 항공 우주, 우주, 로봇, 가전제품

기술융합

- 로봇과 가전제품과의 융합에 힘입어, 다양한 분야들에서 해당 기술의 도입률이 높아질 것임.

- 특히나 군수산업과 우주산업에 많은 영향을 미칠 것으로 기대됨.


특집 헬스케어 산업에서의 3D 프린팅 혁신 사례

2. 3D 프린팅 인공뼈

톰스크 폴리테크닉 대학(Tomsk Polytechnic University) - 생체 적합한 생분해성 인공뼈


- 용융증착모델링(FDM, Fused Deposition Modelling)을 활용해 인공뼈 조직이 프린팅되며, 인산칼슘 복합 생체 적합

물질(calcium phosphate compound biomaterial)로 구성되어 있음.

- 3D 프린팅 인공뼈는 인체 골밀도 및 강도와 비슷하며, 다공성 구조로 골 이식술에도 활용될 수 있음.

혁신성

- 기존의 인공뼈 생산 방식과 비교해보면, 적층가공기술(재료를 층층이 쌓아서 만드는 방식)을 이용해 인공뼈를 생산하는

과정이 매우 간편하고 가격도 합리적이라, 소요 시간과 비용을 크게 절감할 수 있음.

경쟁력

- 3D 프린팅으로 만든 인공뼈는 생체에 적합하며 생분해성임.

- 천연 뼈와 함께 재생될 수 있는 골 유착이 가능함.

- 어떠한 흔적을 남기거나 부작용 없이 환자의 몸속에서 분해되는 경향이 있음.

- 생체 적합한 재료들로 인공뼈를 프린팅하기 때문에 인체에서 인공뼈에 대한 거부반응이 일어나지 않음.

�� 시장진입�전략

- 현재 해당 기술은 개발 및 시험 단계에 머물러 있음.

- 기존의 인공뼈보다 3D 프린팅으로 만든 인공뼈는 더 많은 이점들을 가지고 있기 때문에 의료 산업에 많은 영향을 미칠

것으로 예상됨.

광범위한�채택

- 현재 시베리아 주립 의학 대학교(Siberian State Medical University)의 과학자들은 비독성 테스트를 시행하고 있으며

2016년 3분기에 동물 실험에 착수할 계획임.

- 2020년 말까지는 의료산업 시장에 진출할 수 있을 것으로 예상됨.

�� 시장기회

- 헬스케어, 군수, 3D 프린터, 재료 제공기관

�� 기술융합

- 3D 프린팅 인공뼈의 혁신 기술은 위의 시장 기회에서 언급된 산업분야에서 다양하게 응용할 수 있음.

- 의료산업에 적층가공기술을 도입한 것 자체가 이미 막대한 이점들을 가져왔음.

- 여기에 의료 산업 개선을 위한 다양하고 새로운 혁신들은 물론, 효율적이고 새로운 방식들과 기술들을 구현할 수 있는

기반을 닦음.



3. 3D 프린팅 혈관 이식

메릴랜드 대학교(University of Maryland)- 선천성 심장병을 위한 3D 바이오 프린팅 혈관 이식

기술�소개

- 메릴랜드 대학교의 연구원들은 PPF(Poly Propylene Fumarate)와 DEF 재료들과 같은 생체에 적합한 생분해성 재료들을

사용해 관상 동맥성 심장병(coronary heart disease) 환자들을 위한 비세포 혈관의 초안을 3D 바이오 프린팅할 수 있는

기술을 개발함.

혁신성

- 이 연구팀은 독일 Envision TEC사의 퍼펙토리 P4 (EnvisionTEC Perfactory P4) 3D 프린터를 통해 이식용 혈관을

프린팅할 수 있는 입체 인쇄술(SLA, stereolithography) 기술을 사용함.

- 미국 SolidWorks사의 CAD 디자인 도구로 이식용 혈관을 디자인하는데 MRI와 CT 스캔 이미지 데이터를 사용함.

경쟁력

- 연구팀은 이식용 혈관의 복잡한 구조와 커브, 다공성, 표면 거칠기 등을 최적화 시키기 위해 ‘vivo’라고 불리는 디자인

플랫폼을 사용하고 있음.

- 실험쥐 심장에 해당 이식용 혈관을 시험했으며, 이 시험에서 이식용 혈관이 세포 구조를 따른다는 것을 증명함.

- 이 이식용 혈관은 기존의 이식 과정에 사용된 실제 혈관과 비슷한 역학적 특성들을 보여줌.


- 해당 기술 승인을 위해 정부와 주요 의료 기관들과의 협력을 계획하고 있음.

- 3D 프린팅 이식용 혈관이 관상 동맥성 심장병을 해결할 수 있다는 것이 증명만 된다면 머지않아 의료산업에 큰 영향을

미칠 것으로 기대됨.

광범위한�채택

- 연구팀은 최근 동물들을 대상으로 3D 프린팅 이식용 혈관을 테스트하고 있음.

- 연구팀은 이식용 혈관에 대한 설계와 프린팅 과정을 최적화하고 개선하는데 주력하고 있음.

- 해당 기술은 2017년 말이면 상용화 돼, 2018년 말까지 의료산업에 큰 영향을 미칠 것으로 기대됨.

시장기회

- 의료 산업, 3D 프린터, 재료 산업

기술융합

- 적층가공기술을 활용한 의료산업은 다양한 질환들을 효율적으로 치료하기 위해 새로운 기술 및 방법들을 시도하고

있음.

- 기술융합은 의료산업에 새로운 응용 기회들을 창출할 것임.



4. 3D 프린팅 뼈 이식

노팅엄 트렌트 대학(Nottingham Trent University)-사고 환자와 암 환자들을 위한 뼈 이식


- 노팅엄 트렌트 대학 연구팀은 이식용 뼈의 강점을 개선하고, 뼈대의 내구력과 다공성, 구조, 골밀도 향상을 위한 방법을

연구 중에 있음.

- 이식용 뼈를 프린팅하는데 사용되는 재료의 성장결정을 조절하고 유지시킬 수 있음.

경쟁력

- 이식용 뼈와 척추, 흉골에 대한 3D 프린팅 연구 사례들이 많이 있지만, 해당 기술로 내구력을 유지시키고 환자의

몸속에 있는 뼈들과 비슷한 구조의 다공성 레벨을 보유하기 위해서 더 많은 연구들을 필요로 함.

- 하지만 노팅엄 트렌트 대학 연구팀에 의해 개발된 혁신적인 방식은 뼈대의 전반적인 내구력과 구조를 향상시킨 것으로

나타남.

�� 혁신성

- 미세 구조 단계에서 재료의 성장 결정을 유지시키고 조절함으로써 연구원들은 인공뼈 개발에 소요되는 시간과 비용을

크게 줄이고, 인공뼈의 전반적인 특성을 개선시킬 수 있음.

�� 광범위한�채택

- 노팅엄 트렌트 대학 연구팀은 최근 3D 프린팅 방법과 결정 세포들을 유지하고, 조절 과정을 최적화시키는 연구를 수행

중임.

시장기회

- 의료 산업, 3D 프린터, 재료 산업


- 해당 기술이 이식용 뼈와 관련해 많은 이점들을 주고 있어, 고강도에서의 기술 개선과 구현을 위한 정부 기관 및

병원과의 협력을 계획하고 있음.

기술융합

- 기존에 사용된 재료들과 호환이 가능한 3D 프린터가 개발되면서 의료 산업과 관련된 새로운 혁신 및 응용이 조만간

실현될 것으로 기대됨.



5. 애널리스트 관점

의료산업에서의 3D 프린팅

혁신�생태계�영향력

- 현재 3D 프린팅 기술은 의료 산업에서 막대한 영향을 미치고 있음.

- 여러 연구기관과 대학교, 주요 정부기관, OEM 업체들이 의료산업과 관련한 새로운 응용을 실현시키기 위해 협력하고

있음.

- 의료산업에서 3D 프린팅 기술을 광범위하게 활용하고 있어, 조만간 고도의 혁신이 이뤄질 것으로 기대됨.

단기�및�중장기�목표�시장

- 3D 바이오 프린팅이 곧 전자 설계 및 생산에도 큰 영향을 미칠 것으로 예상됨.

- 이 3D 바이오 프린팅은 중단기적으로 항공우주 산업과 전자제품, 헬스케어, 자동차 산업에 쓰이는 전자 설계 장비에 큰

영향을 줄 것임.

- 이 3D 프린팅 전자의 최신 방식은 위의 산업들에서 구성 요소 및 기기 설계와 개발, 신속한 프로토타입, 상대적으로

한정된 부피 생산을 위해 활용될 것으로 보여짐.

원동력

- 적층가공 기술을 도입하게 되면 의료산업의 기능성 삽입물과 인공 기관 설계 개발이 신속하게 이뤄질 것으로 기대됨.

- 전통적인 개발 방식에 비해 적층가공 기술이 시간과 비용을 절약할 수 있고, 기존에 불가능했던 다양한 응용 연구들이

가능해짐.

진입�장벽

- 현재 3D 프린터는 의료산업에서 전통적으로 사용되는 재료들과 호환이 어려움. 다양한 재료들로 프린팅 하기 쉽지

않아, 이에 대한 많은 연구가 필요함.

- 사람의 생명과 연관되어 있기 때문에 본격적인 시행 이전에 적합한 설계와 수많은 테스트가 필요함.

- 적층 가공 기술과 관련해 지켜야할 많은 규정들과 FDA 승인이 의료산업에서 해당 혁신 기술을 광범위하게 도입하는데

있어 걸림돌이 되고 있음.

경쟁�구도

- 미국, 일본, 중국이 의료산업의 3D 프린팅과 관련된 특허를 가장 많이 가지고 있는 나라들임.

- 특히나 북미 지역이 3D 프린팅 기술 개발에 매우 활발하게 참여하고 있으며 광범위하게 도입하고 있는 것으로 나타남.

- 유럽 지역에서도 3D 프린팅을 활용한 의료산업의 새로운 응용 분야들을 꾸준히 연구하고 구현하고 있음. 기술 개발 및

대규모적인 도입률도 높음.

- APAC 지역도 해당 기술에 대한 많은 특허들을 가지고 있는 것이 사실이지만, 북한, 인도와 같은 나라들의 참여

부족으로 인해 기술 개발 및 채택률이 저조함.

PD운영지원팀 ▶ 봉충종 팀장 | 042-712-9300 | [email protected]

▶ 이 호 수석 | 042-712-9301 | [email protected]

▶ 한경수 책임 | 042-712-9305 | [email protected]

▶ 백승철 책임 | 042-712-9302 | [email protected]

▶ 임문혁 책임 | 042-712-9303 | [email protected]

▶ 박지웅 사무원 | 042-712-9307 | [email protected]

창의산업 PD그룹

바이오 분야 ▶ 최수진 PD | 053-718-8260 | [email protected]

▶ 권소현 선임(053-718-8223) ▶ 양승락 전임(053-718-8235)

지식서비스 분야 ▶ 한형상 PD | 053-718-8263 | [email protected]

▶ 박경환 책임(053-718-8241) ▶ 주동건 전임(053-718-8240)

엔지니어링 분야 ▶ 한형상 PD | 053-718-8263 | [email protected]

▶ 박경환 책임(053-718-8241) ▶ 추광호 전임(053-718-8242)

나노 분야 ▶ 고병철 PD | 053-718-8262 | [email protected]

▶ 조동현 책임(053-718-8225) ▶ 전영건 선임(053-718-8233)

디자인 분야 ▶ 허 석 PD | 053-718-8261 | [email protected]

▶ 김종대 책임(053-718-8217) ▶ 장광진 전임(053-718-8215)

작성자/문의처

표준정책 분야 ▶ 박성유 PD | 042-712-9312 | [email protected]

특허 분야 ▶ 이경홍 PD | 042-712-9313 | [email protected]

소재부품산업 PD그룹

생산기반 분야 ▶ 김희국 PD | 053-718-8372 | [email protected]

▶ 신용관 책임(053-718-8363) ▶ 임문수 책임(053-718-8352)

금속재료 분야 ▶ 장웅성 PD | 053-718-8376 | [email protected]

▶ 장경미 선임(053-718-8398) ▶ 임문수 책임(053-718-8352)

화학공정 분야 ▶ 한정우 PD | 053-718-8378 | [email protected]

▶ 장동규 책임(053-718-8312) ▶ 최진호 전임(053-718-8313)

섬유의류 분야 ▶ 김익수 PD | 053-718-8377 | [email protected]

▶ 이주영 선임(053-718-8353) ▶ 장윤영 전임(053-718-8358)

세라믹 분야 ▶ 정봉용 PD | 053-718-8371 | [email protected]

▶ 양미성 책임(053-718-8395) ▶ 황수언 수석(053-718-8351)

시스템산업 PD그룹

스마트카 분야 ▶ 문종덕 PD | 053-718-8379 | [email protected]

▶ 하종현 책임(053-718-8472) ▶ 이형기 선임(053-718-8487)

그린카 분야 ▶ 손영욱 PD | 053-718-8373 | [email protected]

▶ 박진용 책임(053-718-8473) ▶ 김형철 전임(053-718-8489)

조선 분야 ▶ 김종현 PD | 053-718-8370 | [email protected]

▶ 정지홍 책임(053-718-8423) ▶ 이희수 선임(053-718-8462)

산업용 기계 분야 ▶ 남성호 PD | 053-718-3357 | [email protected]

▶ 이민규 선임(053-718-8422) ▶ 이호준 선임 (053-718-8417)

생산장비 분야 ▶ 남성호 PD | 053-718-8374 | [email protected]

▶ 이호준 선임(053-718-8417) ▶ 이민규 선임(053-718-8422)

로봇 분야 ▶ 박현섭 PD | 053-718-8372 | [email protected]

▶ 박효준 책임(053-718-8414) ▶ 권철민 선임(053-718-8413)

의료기기 분야 ▶ 허 영 PD | 053-718-8375 | [email protected]

▶ 정해근 책임(053-718-8452) ▶ 이준형 전임(053-718-8457)

작성자/문의처

반도체공정/장비 분야 ▶ 손광준 PD | 053-718-8315 | [email protected]

▶ 김 짐 선임(053-718-8454) ▶ 고정관(강오구) 전임(053-718-8456)

시스템반도체 분야 ▶ 손광준 PD | 053-718-8315 | [email protected]

▶ 김 짐 선임(053-718-8454) ▶ 고정관(강오구) 전임(053-718-8456)

디스플레이 분야 ▶ 박영호 PD | 053-718-8397 | [email protected]

▶ 김서균 수석(053-718-8451) ▶ 임성신 전임(053-718-8455)

임베디드SW 분야 ▶ 이규택 PD | 053-718-8385 | [email protected]

▶ 김효원 전임(053-718-8444) ▶ 이준형 전임(053-718-8457)

산업융합 분야 ▶ 이규택 PD | 053-718-8385 | [email protected]

▶ 이건재 책임(053-718-8448) ▶ 이준형 전임(053-718-8457)

LED/광 분야 ▶ 전기영 PD | 053-718-8270 | [email protected]

▶ 이재득 책임(053-718-8441) ▶ 김기철 전임(053-718-8447)

홈/정보가전 분야 ▶ 전기영 PD | 053-718-8270 | [email protected]

▶ 이재득 책임(053-718-8441) ▶ 김기철 전임(053-718-8447)

발간호 발간분야 이슈제목

10-1호

SW 모바일 산업 환경에서의 SW발전 및 육성 방향

로봇 웨어러블 로봇의 개발현황 및 전망

IT융합 차량용 S/W 플랫폼 표준화 동향

10-2호BcN Mobile Backhaul 장비의 시장동향 및 기술개발 전략

RFID·USN 화물컨테이너용 보안장치 기술동향 및 국제 표준화 이슈

10-3호

DTV 방송용 카메라시장 및 연구개발 동향

차세대컴퓨팅 모바일 클라우드 기술현황 및 전망

지식정보보안 스마트폰 보안 및 모바일 산업 활성화

홈/정보가전 홈네트워크 상호운용성 확보를 위한 한국형 표준 플랫폼

10-4호로봇 수술로봇의 개발 현황 및 전망

이동통신 모바일 산업 동향 및 분석

10-5호

IT융합 조선산업의 e-Navigation 현황 및 대응방안

BcN 패킷-광 통합 전달망 장비 기술동향 및 시장전망

DTV 국내 모바일방송 기술의 해외진출 현황 및 추진전략

홈·정보가전 실감·감성형정보가전기기의 현재와 미래

기획총괄 특허정보를 활용한 IT기술수준조사

10-6호

SW 모바일 인텔리전스 현황 및 발전방향

차세대컴퓨팅 감성 ICT산업 현황 및 전망

지식정보보안 국가안전관리를 위한 홈랜드 시큐리티 현황 및 대응방안

10-7호

로봇 로봇 SW 플랫폼의 현황과 발전 방향

RFID·USN 국내ㆍ외 USN용 센서산업 동향 및 활성화 전략

표준PD 표준 특허 분쟁과 대응방안

10-8호

DTV·방송 스마트TV 현황 및 발전전략

IT융합 IT와 주력산업의 융합 사례

이동통신 차세대 이동통신 현황 및 발전방향

기획총괄 2009년도 IT산업원천 기술수준조사 방법론 및 결과

PD이슈리포트 발간목록


10-9호

SW 가상제조 기술의 현황 및 발전방향

차세대컴퓨팅 CPS(Cyber-Physical Systems) 기술현황 및 전망

지식정보보안 금융 IC카드 위협, 부채널 공격 현황 및 대응방안

10-10호

IT융합 인체기반 에너지 하베스팅 기술 현황 및 전망

RFID·USN USN과 M2M(Machine to Machine)

기획총괄 Backcasting을 활용한 기술예측방법론

10-11호

이동통신 국내 융·복합 모바일 통신기기 종합시험 현황 및 시사점

DTV·방송 디지털 라디오방송 기술 및 정책 동향

BcN 서비스 전달 플랫폼 기술현황 및 시장전망

홈·정보가전 제로 에너지 하우스 현황 및 전망

10-12호

SW 동향분석 및 예측 기술 현황과 발전방향

차세대컴퓨팅 매니코어 시스템 기술 현황 및 전망

지식정보보안 프라이버시보호 및 사이버보안 이슈와 대책 방안

11-1호기획총괄 2011년 IT 핵심이슈 및 트랜드 분석

IT분야 PD 전체 IT 기술 분야별 2010년 주요성과 및 2011년 연구계획

11-특집호

기획총괄 2011년도 IT기술진흥시행계획

기획총괄 2010년도 IT기술수준 조사 결과

기획총괄 2010년도 IT특허경쟁력 분석 결과

기획총괄 IT융합 미래기술예측조사 2025

11-3호

로봇 재난대응 로봇의 개발 현황 및 전망

RFID·USN NFC 국내ㆍ외 동향 및 발전 방향

홈/정보가전 Digital Holography 기술 동향 및 전망

IT융합 X-ray 검사 시스템 기술 현황 및 전망

IT분야 PD 전체 [부록] IT분야 주요 이슈 및 타산업간 융·복합 필요 사항


11-4호

나노융합 탄소나노튜브(CNT)의 상용화 현황 및 시장 전망

디스플레이 OLED 조명 기술 동향 및 전망

반도체 차세대 반도체 공정/소자 개발 동향

LED·광 LED 시스템 조명 기술의 전망

11-5호

차세대컴퓨팅 그린 IDC 기술 동향과 인증제 추진 방안

SW 빅 데이터 산업현황 및 대응방안

BcN 캐리어 이더넷(Carrier Ethernet) 기술동향 및 시장 전망

지식정보보안 지능형 영상보안 기술 현황 및 전망

차세대이동통신 한·중·일 차세대 이동통신 정례 표준협력 회의

11-6호

DTV·방송 UHDTV 기술동향과 산업 전망

바이오 바이오화학산업의 현황과 전망

의료기기 초음파 의료기기의 기술 및 산업동향

생산기반 제조업의 원천, 뿌리산업의 현황과 발전전략

플랜트엔지니어링 플랜트안전설계 기술개발 현황 및 전망

IT기획운영PD·IT분야 2012년 산업융합원천기술개발사업 정보통신분야 R&D 기획방향

11-7호

반도체 차세대 TV 칩셋 개발 동향

디스플레이 3D 디스플레이 기술 동향 및 전망

LED·광 가시광 통신(VLC) 기술 및 산업전망

나노융합 차세대 나노바이오의료융합기술의 개발 동향

SW 다국어 자동통번역 기술 현황 및 대응 방안

표준 산업융합기술 분야 표준화 동향

11-8호

로봇 인간로봇상호작용(HRI) 기술의 현황과 발전 방향

IT 융합 농업·IT 융합 기술의 동향 및 전망

RFID·USN RFID기반 물류정보 동기화 기술 및 산업전망

차세대이동통신 이동통신 트래픽 증가와 주파수 확보 방안

BcN 광대역 가입자망을 위한 차세대 Optic 액세스 및 부품 기술현황 및 전망



11-9호

SW 공개SW 기반 국가 R&D 추진 및 글로벌 R&D 능력향상 전략

홈·정보가전 WPAN기술 표준화 동향

로봇 클라우드 기반 로보틱스의 현황과 발전방향

DTV/방송 스포츠와 방송기술 동향

바이오 유전자치료제 개발의 현황 및 전망

의료기기 X선 의료영상기기 기술 및 산업동향

기획총괄 특허분석을 통한 지식정보보안분야 메가트랜드

11-10호

플랜트엔지니어링 해양 시추시스템 기술현황 및 전망

차세대컴퓨팅 클라우드 컴퓨팅 이슈 및 현황

SW 국가 SW R&D 품질관리 적용 현황 및 향후 추진방향

지식정보보안 인터넷 트래픽 분석의 기술동향 및 발전방향

생산기반 주요 제품서비스화 사업에 대한 성장가능성 평가와 시사점

12-특집호 18대 분야 2011년 연구개발 주요성과 및 2012년 추진계획

12-2호

기획총괄 2011, 25대 기술 분야 기술수준조사 결과

신산업 IT 융합 섬유패션·IT 융합 기술의 현황 및 확산 발전 전략

시스템 반도체 SSD(Solid-state Drive) 기술 및 시장동향

반도체 공정·장비 반도체 웨이퍼 450mm 대구경화 동향

기획총괄 IT 미래기술예측 2025

12-3호

FOCUSING ISSUE 지식기반 서비스 산업으로의 발전, 플랜트 - IT 융합

나노융합 그래핀 응용 기술 연구개발 동향 및 사업화 전망

스마트카 지능형 자동차 연구 동향 및 지식경제부 R&D 지원현황

그린카 그린카 기술의 현재와 미래

디스플레이 동북아 디스플레이 산업현황

주력산업 IT 융합 조선·IT 융합 기술의 현황과 발전방향


12-4호

FOCUSING ISSUE 굴뚝 없는 황금 시장, 줄기세포치료제의 미래

의료기기 재활의료기기 기술 동향 및 전망

로봇 로봇 콘텐츠 저작환경 기술의 현황과 발전방향

조선 선박 수중소음 기술동향과 산업전망

생산기반 자연에서 얻은 지혜, 자연모사기술(Nature Inspired Technology)의 현재와 미래

금속재료 에너지 산업 전망에 따른 4G 금속소재 개발 전략

DTV·방송 디지털라디오 기술 동향

홈네트워크·정보가전 스마트가전 현황 및 발전방향

LED·광 초강력 레이저 기반 펨토과학기술의 동향과 발전 전망

12-5호

FOCUSING ISSUE 의료기기 강국으로 도약하는 대한민국

표준기술 FTA 시대의 국가 R&D와 표준화 전략

지식서비스 지식서비스 시대의 인재상과 교육지식서비스

화학공정 석유화학 산업의 현황과 발전방안

BcN 네트워크 운영체제에 대한 국내ㆍ외 기술동향과 R&BD 성공전략

RFID·USN 유통정보 공유를 위한 공통 표준플랫폼 기술 동향

특집 융합기술 R&BD 활성화 추진전략

12-6호

FOCUSING ISSUE 동반성장의 시금석, 나노융합산업

산업용기계 친환경 난삭재 가공기술 개발동향

차세대이동통신 모바일 기기용 무선충전 기술 및 표준화 동향

시스템반도체 모바일 CPU 기술 동향 및 산업 전망

SW 증강현실과 스마트안경 기술 및 제품 동향

차세대컴퓨팅 터치기반 스마트 단말 UX 기술

지식정보보안 클라우드 컴퓨팅 보안 기술동향과 산업전망

특집 2013년 산업융합원천기술개발사업 과제기획 추진계획



12-7호

FOCUSING ISSUE 시스템 반도체 연구개발 패러다임 변화해야

생산기반 지식경제 R&D PD가 바라보는 유망 뿌리기술과 정책제언

섬유의류 고성능 섬유소재의 시장현황과 발전방안

디스플레이 터치 산업 기술 현황 및 전망

LEDㆍ광 특수 광섬유의 연구동향 및 발전 전망

신산업 IT 융합 촉감(햅틱, haptic) 기술 현황과 IT로의 응용 전망

특집 1 u-Healthcare 융합기술 활성화 방안

특집 2 그간의 지식경제 R&D 정책 추진현황 및 전략

12-8호

FOCUSING ISSUE 우리는 미디어 생태계의 퍼스트 무버

나노융합 나노코리아2012를 통하여 본 나노기술 R&D 및 산업 동향

로봇 로봇 자율주행기술의 현황과 발전방향

플랜트엔지니어링 비전통 자원 개발 기술 및 발전 전망

스마트카 지능형 자동차 주요 안전시스템 기술 개발 현황

그린카 전력기반 그린카 표준화 동향 및 과제

홈네트워크·정보가전 가전제품 접근성 향상기술 동향

주력산업 IT 융합 섬유IT 융합 기술의 현황과 발전방향

특집 중국의 12.5(十二五) 통신업 중장기 발전계획 조사

12-9호

FOCUSING ISSUE 대형 OLED 성패 가격�성능에 달려

바이오 개량신약 개발 현황 및 전망

의료기기 레이저광의료기기 기술 및 산업동향

차세대이동통신 한국의 ETRI와 대만의 ITRI

네트워크 엔터프라이즈망과 클라우드 연결형 가상사설클라우드(VPC) 기술 현황 및 전망

반도체 공정·장비 반도체산업 구조혁신을 위한 파운드리산업 현황 및 현안

특집 최근 4년간(2009-2012)의 지식경제 R&D 추진성과


FOCUSING ISSUE 융합기술 강국이 되는 선결 조건

12-10호

지식서비스 불확실성을 고려한 물류네트워크 최적화를 위한 Stochastic Capacity ptimization기술 개발동향

산업용기계 굴착용 천공장비의 기술개발동향 및 건설기계산업의 발전방향

조선 조선산업에서의 클린쉽 기술 현황

금속재료 한국 금속산업의 현황분석과 대응전략

화학공정 디스플레이 소재의 발전동향

섬유의류 섬유·의류 산업의 표준화 전략

DTV·방송 클라우드 방송 기술 동향

SW 가상 데스크톱 인프라 기술의 현황과 전망

차세대컴퓨팅 클라우드 컴퓨팅 기술 스택 및 산업 현황

지식정보보안 사용이 편리한 모바일 인증 기술 동향

RFID·USN 개방형 IoT 플랫폼 기술 동향

특집 국가 R&D와 표준연계 정책

13-특집호 28대 분야 2012년 연구개발 주요성과 및 2013년 추진 계획

13-2호

FOCUSING ISSUE 지식정보보안 산업에 대한 단상

그린카 주요 국가별(미·일·독) 그린카 분야 R&D 지원 정책

생산기반 청정생산 3.0, 진화하는 청정생산의 미래

화학공정 셰일가스와 화학산업의 대응 방안

시스템반도체 실감 멀티미디어 UI/UX와 고성능 컴퓨팅을 위한 GPU 기술 및 산업 동향

신산업 IT 융합 건축물의 안전관리를 위한 IT융합 기술동향

특집 1 2013년도 정보통신 기술진흥 투자방향 및 추진계획

특집 2 전문가-논문-특허-시장 관점에서 바라본 S/W, 시스템반도체 분야 기술수준



13-3호

FOCUSING ISSUE 반도체산업 견인하는 스타 팹리스 기업 더욱 육성해야

바이오 바이오기반 작물보호제의 개발 현황과 전망

스마트카 2013 CES를 통해 살펴본 스마트카 기술 개발 동향

디스플레이 OLED 주조명 신산업화 전략

반도체 공정ㆍ장비 극자외선 리소그라피기술의 현황

주력산업 IT 융합 조선 해양산업에서의 IT융합을 위한 국제표준의 통합 데이터 모델

특집 1 고위험(High Risk)에 대한 R&D 투자 활성화 방안

특집 2 산업별 산업융합원천 R&D전략(2013-2017)

13-4호

FOCUSING ISSUE 소재부품 키워야 무역적자 던다.

로봇 생체신호 인터페이스 및 재활보행로봇에의 적용기술

나노융합 나노기업의 기술혁신역량 조사분석 결과

DTV·방송 스마트 실감미디어 산업동향

네트워크 PD 세이프네트워크 (Safe-Network) 기술

특집 기획단계 R&D과제 경제성분석 방법론 및 사례

13-5호

FOCUSING ISSUE 스마트카가 달린다

의료기기 PACS(Picture Archiving and Communication System) 기술 및 산업 동향

지식서비스 고령친화형 정보서비스의 현황과 시사점

플랜트엔지니어링 유동안정성 확보 기술 및 발전 전망

조선 북극항로 개방현황 및 관련 조선 산업 기술동향

홈네트워크·정보가전 스마트홈 미들웨어 기술 동향 및 산업 융합 전략

LED·광 레이저산업의 부활 (I. 통신용 레이저)


13-6호

FOCUSING ISSUE 인류 편익을 높이는 컴퓨팅

산업용기계 원심 및 사류펌프 설계기술 개발동향

금속재료 3D 프린팅 제조혁명에 대한 한국 금속산업의 대응전략

차세대컴퓨팅 웨어러블 컴퓨터의 현황과 전망

지식정보보안 산업 제어시스템 보안기술 동향과 산업전망

RFID·USN 개방형 시맨틱 USN 서비스 플랫폼 기술 동향

특집1 국가표준코디네이터 분야 R&D 연계 표준화 트렌드

특집2 세계 LED 시장 전망 분석

13-7호

FOCUSING ISSUE 새로운 패러다임, 지식서비스

섬유의류 Techtextil 2013 전시회를 통해 본 고성능·고기능성 섬유 기술개발 동향

그린카 차량용 배터리 기술개발 및 시장 전망

차세대이동통신 통신사별 주파수 할당과 LTE 주파수 재분배

SW 진화형 지식처리 인공지능 기술의 동향과 산업전망

신산업IT융합 농식품 위해인자 관리를 위한 IT융합 기술동향

13-8호

FOCUSING ISSUE 창조경제, '서비스R&D'가 견인한다

바이오 개인 맞춤형 암유전체 연구 동향 및 전망

스마트카 “교통사고 제로”를 위한 자율주행 자동차의 기술 개발 동향

시스템반도체 자동차용 시스템 반도체 기술 및 산업 동향

산업융합 2014년 산업핵심기술개발사업 과제기획 추진계획

특집1 농식품 위해인자 관리를 위한 IT융합 기술동향

특집2 모바일 기기와 의료산업:What's New, What Fits, and How Do You Decide?

13-9호

FOCUSING ISSUE 창조기술 새롭게 디자인 하자

나노 거시적 관점에서 본 나노물질 및 제품의 관리 동향

생산기반 자동차 경량화를 위한 유망 뿌리기술

화학공정 국내 세라믹원료산업 동향과 전망

홈/정보가전 스마트홈기기 표준화 현황 및 KAS인증제 운영방안



13-10호

FOCUSING ISSUE R&D는 지속가능한 성장동력

지식서비스 인간친화형 모빌리티 서비스 육성 추진방안

로봇 원격조종로봇 및 원격제어기술과 응용분야

조선 조선기자재산업의 특성 및 현황분석

디스플레이 플렉서블 디스플레이 기술 현황 및 전망

임베디드SW IFA ’2013 및 IBC ’2013으로 본 ICT융복합 동향

특집 1 R&D Portfolio Management

특집 2 미래의 자동차 주차

13-11호

FOCUSING ISSUE 생산장비 산업은 제조업의 토대

바이오바이오테크니카 2013 : 의약바이오 패러다임 전환, 개인맞춤의료 지속가능한

바이오경제, 바이오화학산업

디자인 창조경제 시대 新시장 창출형 R&D혁신의 핵심조건「디자인 중심의 미래가치 예측」

LED/광 레이저산업의 부활(II. 산업용 레이저)

의료기기 개인건강기록(PHR) 서비스 기술 및 산업 동향

섬유의류 코스메틱섬유(입는 화장품)

특집 반도체장비산업 현황 및 발전 방안

13-12호

FOCUSING ISSUE R&D와 히든챔피언

디자인 소비자 관점의 3D 프린팅의 활용

플랜트 해저생산 플랜트 산업현황 및 전망

산업용기계 메탈 적층 제조기술 및 응용제품 동향

LED/광 LED 융합 산업(두바이 국제건축기자재전 참가기)

금속재료 국내외 철강산업 동향과 향후 대응전략

임베디드SW 자동차 안전지능주행 전장시스템의 동작신뢰성 향상을 위한 SW-SoC 기술 동향

특집 전기차 및 하이브리드 차량의 리튬이온 배터리 활용 부상(리튬을 공급하는 남미 국가들의 역할이 중요해짐)

14-특집호FOCUSING ISSUE 2020년 세계시장을 선도할 대한민국 이차전지 산업

22대 분야 2013년 연구개발 주요성과 및 2014년 추진 계획


14-2호

FOCUSING ISSUE 철강산업의 지속성장을 위한 R&D전략

지식서비스 가상훈련 시스템 현황과 전망

로봇 국방로봇 기술의 현황과 발전방향

홈정보가전 CES'2014, 콘텐츠와 기기의 만남

의료기기 치과의료기기의 기술 및 산업동향

특집1 중국의 한국 추격, 기술수준에서 드러났다

특집2 특허전략과 접목된 R&D가 답이다

특집3 새로부상하는 스마트 펌프 산업

14-3호

FOCUSING ISSUE 블루오션 창출하는 퍼스트 무버로 가는 길

바이오 바이오센서 신기술 소개

산업융합 해양플랜트 통합 운영 및 유지보수를 위한 IT융합기반 예지보전 시스템

생산기반 특허관점에서 바라본 미래 유망 청정생산기술

그린카 수소연료전지차 기술 현황 및 전망

산업용기계 프리프레그(Prepreg) 생산시스템 기술동향

특집 한국형 선도전략 수립을 위한 탐색( I ) - 일본의 선도전략 벤치마킹

14-4호

FOCUSING ISSUE 스마트카 산업, 계속 손놓고 있다면…

나노 광결정 소재의 다양한 응용분야 및 상용화 가능성

반도체공정장비 실리콘 광 인터커넥트 (Optical Interconnect) 기술의 현황

시스템반도체 모바일 CPU코어 기술개발 동향

플랜트 극한환경 해양플랜트 기술개발 현황 및 전망

특집1 R&D와 함께하는 특허 성공스토리

특집2 Big Data 및 N-S Chain 분석을 활용한 기술예측조사 방법론(바이오분야 적용사례)

특집3 3D 프린팅의 도약



14-5호

FOCUSING ISSUE 소재·부품 산업 육성해야 경제 도약

디자인 기술개발-디자인 융합 프레임워크의 이해

화학공정 화학산업 동향 및 선진기업들의 대응 전략 사례

디스플레이 스트레쳐블 디스플레이 기술개발 동향

LED/광 레이저산업의 부활 (III. IT 컨슈머용 레이저)

특집 한국형 선도전략 수립을 위한 탐색(Ⅱ) - 새로운 기회의 창 그린 패러다임

14-6호

FOCUSING ISSUE 특허전쟁 승리 위한 R&D전략

지식서비스 빅데이터 분석의 현황과 발전 전략

금속재료 국내 타이타늄 산업생태계 현황 및 발전 전략

섬유의류 JEC Europe 2014 전시회를 통해 본 탄소섬유강화 복합재료 기술개발 동향

조선 선박안전 및 해양환경보호를 위한 IMO(국제해사기구)의 동향

홈/정보가전 무선전력전송 기술동향 및 전망

특집 웨어러블 전자기기 시대가 도래하다

14-7호

FOCUSING ISSUE 자율주행 자동차는 위기이자 기회다

나노 『나노코리아 2014』를 통해 본 나노융합 R&D 및 산업 동향

의료기기 최신의료기기 기술 및 산업동향

시스템반도체 전력반도체 신산업 창출 및 육성 전략

임베디드SW 에너지 최적화 서비스를 제공하는 클라우드 환경 기반 통합 빌딩 자동화 시스템 기술

특집 한국형 선도전략 수립을 위한 탐색(Ⅲ) - 미국 주도의 글로벌분업구조 구축전략 분석

14-8호

FOCUSING ISSUE 시스템반도체 생태계가 필요하다

바이오 미래 소비자 중심의 헬스케어의 방향을 제시하는 웨어러블 기기

스마트카 “교통사고”를 줄이기 위한 의무장착, NCAP 등의 글로벌 안전규제 동향

화학공정 3D 프린팅 고분자 소재의 현황과 연구방향

디스플레이 『SID 2014(Display Week)』를 통해 본 디스플레이 산업동향

반도체공정/장비 집적회로 제작을 위한 압축모델 기술 동향 - 설계와 공정의 소통 방식

특집1 특허 빅데이터를 활용한 R&D 전략과 특허분쟁

특집2 바이오 배터리, 미래 소형 전자기기 휴대용 전지로 부상


14-9호

FOCUSING ISSUE 바이오 꽃을 따려면 산업 생태계를 살려라

디자인 신상품 기획을 위한 이종간 협업 아이데이션 방법

로봇 무인항공기의 활용현황 및 발전방향

금속재료 사용후핵연료 저장 현황 및 소재기술 동향

LED/광 레이저산업의 부활 (IV. 광계측/센서용 중적외선 레이저)

산업융합 웨어러블, 패션과 융합하다

특집 2015년 산업핵심기술개발사업 과제기획 추진계획

14-10호

FOCUSING ISSUE 자동차 기술 혁신과 산업 간 융합

지식서비스 인지공학의 응용과 최근 기술 동향

조선 LNG 연료 추진선과 벙커링 기술 동향

플랜트 연료전지 하이브리드 발전기술 현황 및 전망

생산장비 스마트공장의 국·내외 현황과 전망

생산기반 핵심뿌리기술, 과거와 현재의 만남(Part I. 금속활자와 방짜유기)

섬유의류 PAN계 탄소섬유산업의 동향과 기술개발 방향

홈ㆍ정보가전 스마트홈 무선화를 위한 광역 WPAN 솔루션 개발 동향

특집 1 R&D & Business, DNA를 공유하다

특집 2 나노제조 : 첨단 제조를 위한 나노기술의 혁신

14-11호

FOCUSING ISSUE 이제는 가벼운 OS와 가벼운 AP이다

바이오 초고감도 분자 및 세포 측정용 분광 이미징 장비

그린카 전기자동차 시대에 대비한 R&D 전략

산업용기계 액체식 제습기술 개발동향

임베디드SW 주력산업지원을 위한 시스템 재구성 기반 공통 활용형 임베디드 플랫폼 기술

의료기기 체외 진단기기 (In Vitro Diagnostics) 현황 및 전망



14-12호

FOCUSING ISSUE ‘밀크런’으로 의료기기 생태계 구축하자

나노 인쇄전자용 나노잉크 기술 동향

스마트카 산업부의 자율주행 자동차 기술개발 방향

로봇 공연로봇기술의 활용현황 및 발전방향

반도체공정/장비 Advanced Packaging Technologies for the System Level Integration

디스플레이 교육용 디스플레이 기술개발 동향

LED/광 OLED 조명의 시장기회 창출 방안

특집 원격진료 - 미래형 의학 및 진단 기술

15-1호FOCUSING ISSUE 産·硏 융합R&D, K테크 웃거름


15-2호

FOCUSING ISSUE 중소·중견기업 세계로 뻗어가야

스마트카 2015 CES의 자율주행 기술 동향 및 시사점

플랜트 부유식 해양 발전플랜트 기술 현황 및 전망

로봇 농업로봇 기술동향과 산업전망

홈정보가전 CES 2015, Expect the Unexpected(상상도 못할 신기술을 기대하라)

특집 1 아이디어를 자산화하자

특집 2 스마트 병원-미래 병원 구현 기술

15-3호

FOCUSING ISSUE 정부 R&D의 새로운 도전

산업융합 자동차 증강현실 기술 현황과 전망

바이오 3세대 Digital PCR platform을 이용한 분자진단기술

지식서비스 인간공학의 현황과 전망

그린카 엔진열효율 60%를 위한 차세대엔진연소기술 개발

조선 무인선 기술 개발 동향 및 산업 현황


15-4호

FOCUSING ISSUE 투명한 연구비 사용, 인식 전환이 우선

반도체공정/장비 Monolithic 3D Integration 최신 기술 동향

임베디드SW 스마트공장 기술 동향

의료기기 스마트 헬스케어 기술동향과 산업전망(IoT, 빅데이터, SNS를 중심으로)

나노 나노융합산업 통합정보시스템(나노인)과 NT융합분야 KC(Killer Contents) Report

산업용기계 재난대응 관련 장비의 연구개발 및 기반구축 현황

생산장비 워터젯을 이용한 탄소섬유복합소재(CFRP) 가공기술 동향

특집 1 사회적 책임 표준의 동향과 시사점

특집 2 헬스케어 바이오 센서의 미래

15-5호

FOCUSING ISSUE 자율주행차 연구개발 집중 투자를

시스템반도체 차세대 스마트 디바이스를 위한 지능형 가속기의 현황과 발전방향

디스플레이 디스플레이 산업의 표준화 전략

LED/광 LED 광원 산업의 시장현황 및 전망

디자인 서비스디자인과 제조업 혁신

플랜트 플랜트 핵심시스템 산업 동향 분석

소재부품산업 산업엔진 프로젝트와 첨단뿌리기술과의 연계성 조사·분석

화학공정 일괄 인쇄 공정을 통한 OLED 화소 형성 기술의 필요성 및 현황

특집 창조경제시대 창의 비즈니스 모델 탐색

15-6호

FOCUSING ISSUE 웨어러블, 플랫폼화에 집중하자

홈ㆍ정보가전 3D 프린터 최근 개발동향

지식서비스 The Internet of Things(IoT기술개발 동향)

조선 중소형 조선 현황과 생산성 개선

금속재료 국내 항공소재 산업생태계 현황과 육성 전략

섬유의류 탄소섬유강화 복합재(CFRP)산업의 동향과 기술개발 방향

특집 첨단 제조 기술과 3D



15-7호

FOCUSING ISSUE ‘스마트 공장’제조업 패러다임 바꾼다

임베디드SW CPS 현황 분석

의료기기 내시경 의료기기 기술 및 산업동향

산업융합 무인항공기(드론) 기술동향과 산업전망

나노 나노기반 회절광학소자 응용 및 발전전망

그린카 수소연료전지차의 시장 도래

산업용기계 엇회전 펌프수차 설계기술 개발동향

생산장비 ICT 융합 스마트 가공시스템 기술동향 및 개발방향

생산기반 GIFA/METEC/THERMPROCESS/NEWCAST 2015 박람회에서 본 주조 및 열처리 기술 동향 및 시사점

15-8호

FOCUSING ISSUE 연구장비 공유로 중소기업 R&D 경쟁력 강화

반도체공정/장비 반도체 제조공정의 신기술

시스템반도체 차량용 반도체 산업 육성을 위한 국내 기반 구축 방안


바이오 바이오기반 부틸고무로 친환경 타이어제품을 견인

화학공정 정밀화학 기능성 첨가제 산업 동향과 기술개발 방향

세라믹 세라믹 3D 프린팅 기술현황과 육성 전략

15-9호

FOCUSING ISSUE 소재부품산업, 제조업의 활로

산업융합 해양플랜트산업, 다각화 전략 고려할 때

LED/광 LED 광원 산업의 기술개발 현황 및 전망

지식서비스 최적 자원 및 운영관리를 지원하는 제조 데이터 분석시스템 라이브러리

스마트카 자율주행 자동차 기술 동향 및 시사점

로봇 소프트 로보틱스 기술의 현황과 발전방향

금속재료 수송기기 경량화를 위한 R&D 혁신 전략

특집 1 중국 진출기업의 특허 대응방안

특집 2 2016년도 산업핵심기술개발사업 과제기획 추진계획


15-10호

FOCUSING ISSUE 반도체 장인(匠人)은 연장을 탓하지 않는가?

시스템반도체 녹색 성장을 위한 차세대 신산업, 파워반도체 산업현황 분석 및 투자방향

홈ㆍ정보가전 스마트TV 기술 동향

디자인 디자인소재 트렌드와 개발 동향

조선 조선 3D CAD 개발과 관련 동향

산업용기계 Low GWP(Global Warming Potential) 냉매 이용 기술 동향

생산장비 탄소섬유강화 복합재(CFRP) 생산장비 및 자동화 기술 동향

특집 2025년으로의 여행 : 모바일 로봇(Mobile Robots)의 미래

15-11호

FOCUSING ISSUE 녹색 성장을 위한 차세대 신산업, 파워반도체 산업 육성에 힘을 모을 때다

임베디드SW 스마트공장 R&D로드맵 소개

의료기기 영상유도 고강도집속초음파(HIFU) 치료기기의 기술과 산업동향

바이오 친환경 신물질 작물보호제로 글로벌 시장 진출

그린카 전력기반차(xEV) 구동용 모터의 기술 현황 및 전망

화학공정 고기능성 접착소재 현황과 기술 개발 방향

섬유의류 산업안전보호 섬유산업의 동향과 발전방안

15-12호

FOCUSING ISSUE 곱셈의 시너지 창출 '나노 융합'

나노 나노에미터 기술 동향

디자인 패키징 기술 분야 주요 이슈와 최근 동향

스마트카 유럽의 자율주행 자동차 기술 로드맵(EPoSS, ERTRAC) 분석

로봇 안전로봇 기술 현황과 향후 전망

금속재료 신기후체제 대응 금속산업의 친환경 혁신전략

세라믹 융합바이오세라믹소재산업 및 최신 기술 동향

반도체공정/장비 초저전력 차세대 반도체 소자 기술 동향

디스플레이 플렉서블 디스플레이용 기판 기술개발 동향

LED/광 마이크로 LED 기술 동향

특집 자동차 분야 ITS(지능형 교통 시스템)의 역할과 기대



16-특집호FOCUSING ISSUE 실패경험 축적이 성공의 디딤돌


16-2호

FOCUSING ISSUE LED 시스템조명 기술 주도권 잡으려면

로봇 국·내외 지능형 로봇 분야 표준화 동향 및 시사점

시스템반도체 차세대 신산업 창출을 위한 차량용 반도체 산업 육성 전략

홈ㆍ정보가전 CES 2016, Technology Changing the World(기술이 세상을 변화시킨다)

특집 1 특허관점 R&D를 위해 연구자가 알아야할 특허침해 지식

특집 2 부품산업 육성 정책에 대한 논의

특집 3 모든 것을 변화시키는 빅데이터

16-3호

FOCUSING ISSUE 고령화시대 필수 의료서비스‘스마트 헬스케어’

바이오 고속 항생제 감수성 검사 기술 현황과 개발 방향

지식서비스 미래 지식기반 사회의 예측과 인공지능(AI) 기술

그린카 전기자동차(EV/PHEV) 구동용 이차전지 기술

조선 통합 모델을 이용한 해양플랜트 공정 설계

세라믹 첨단세라믹 원료소재 산업 현황과 육성 전략

시스템반도체 빅데이터 처리 및 인공지능 구축을 위한 컴퓨팅 아키텍처 기술 동향

산업융합 웨어러블 스마트 기기 기술동향과 산업전망

16-4호

FOCUSING ISSUE ′15년 바이오분야 기술수준 향상 및 성과홍보를 위한 언론기고

나노 인체이식 생체재료 나노표면개질 기술 발전전망

산업용기계 지능형 건설기계 기술동향과 산업전망

생산장비 첨단공구 핵심기술 동향 및 산업현황

의료기기 Big data of medical imaging for customized smart healthcare

반도체 IoT용 경량 SoC 시장 및 기술 동향

임베디드S/W 뉴메모리 기술 동향

특집 1 제4차 국가표준기본계획의 추진방향 및 과제

특집 2 국가 R&D기획시스템에서 기술로드맵 활용사례와 개선방안


16-5호

FOCUSING ISSUE 국내 항공기 소재부품기업 미국 보잉사와 조달협력 추진으로 수출에 날개 달다

디자인 UX Design Innovation: Ethnography를 활용한 사용자행동 관찰기법

생산기반 뿌리기술기반의 고기능 마그네슘 합금 개발 동향

화학공정 기능성 화학소재산업의 현황과 전망

산업융합 라이다(LiDAR) 기술동향과 산업 전망

특집신산업 육성을 위한 기술전략 기획체계에 대한 논의- 지능형 서비스 로봇 기술기획 사례 중심으로 -

FOCUSING ISSUE 사람이 접근하기 어려운 재난 환경에서 필요한 국민안전로봇 프로젝트 추진

지식서비스창조경제 시대의 스마트 감성 디바이스 - 창조적 디자인 인문 기술 융합을 통한 감성 UX 디자인 방법론 및 사례 중심으로

조선 심해 계류시스템 설계 설치 엔지니어링 동향

16-6호 섬유의류 텍스트로닉스 섬유(전자섬유)의 동향과 기술개발 방향


홈정보가전 3D프린팅 산업현황 및 시장동향

임베디드SW 대기환경 센서 기술 동향



| 발 행 일 | 2016년 06월

| 발 행 처 | 한국산업기술평가관리원(KEIT)

| 주 소 | (대구본원) 41069 대구광역시 동구 첨단로 8길 32(신서동 1152번지) TEL. 053-718-8114

(계룡사옥) 35262 대전광역시 서구 문정로 48길 48(탄방동 647) 계룡빌딩 3층 TEL. 042-712-9300~5

| 홈페이지 | www.keit.re.kr

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ISSN 2234-3873

KEIT PD Issue Report

keit pd(16 06)-전체

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