[스마트 환경센서 실체를 짚는다③] 美 · 日 · 獨, 스마트 환경센서 개발에 '박차'

[뉴스비전e 박준상 기자] 미세먼지 엘리뇨 현상 등으로 인해 전세계는 보다 쾌적하고 안전한 환경을 만들기 위해 많은 노력을 기울이고 있다.

자연을 다시 회복시키기 위해 다양한 방법들이 시도되고 있는 가운데, 오염 상황을 모니터링하고 빠르게 대처할 수 있는 스마트 환경 센싱에 대한 관심이 높아지고 있다.

유수의 컨설팅 기관들은 전세계 스마트 환경센서 시장이 오는 2021년 43.6억 달러로 5년새 2배 가까이 성장할 것으로 내다보고 있다.

하니웰을 비롯, 미국·독일·스위스·일본 등의 정부와 기업은 복합센서 개발에 적극 나서고 있다. 

스마트 환경센서는 우리 삶에서 중요한 역할을 하고 있음에도 불구하고 어떤 종류가 있고 무슨 역할을 하는지, 연구방향은 어디로 나아가고 있는지 등 구체적인 실체에 대해 잘 알려지지 않았다.

온도와 습도 등 우리 주변 상황을 실시간 모니터링 할 수 있는 기술인 스마트 환경센서에 대해 심층 분석해 본다. [편집자 주]

[③ 선진국들, 스마트 환경센서 개발에 '박차'-바이오센서 투자 '급증' ]

미국과 일본 독일 등 선진국들은 이미 오래전부터 스마트 환경센서 개발에 힘쓰고 있다.

미국은 정부 주도하에 센서 기술을 핵심 아젠다로 선정해 개발을 강력하게 추진하고 있으며, 국방 및 우주개발과 의학용 센서 등에 집중적으로 활용하고 있다.

미국은 센서 관련 업체만 1천여개 이상으로 세계에서 가장 넓고 다양한 시장을 보유하고 있다.

일본도 센서의 핵심소재를 연구해왔으며, 현재 화학 센서의 종주국이라 할 정도로 각종 센서의 공급원으로 전세계 센서시장을 주도하고 있다. 특히 마이크로 머시닝 기술에서 상당한 진보를 이루고 있다.

지금까지는 온도센서, 습도센서 등 별개의 센서를 제작해 모듈화 해왔으나, 최근 스마트 환경센서에선 반도체 및 MEMS 공정 기술이 접목되어 여러가지 기능이 일체화 되고 있다.

온소센서 내장형 CMOS ROIC의 개발과 함께 습도센서를 일체화한 '원칩(One chip)' 또는 별도의 습도 센서를 패키징한 '투칩(Two chip)' 복합센서로 나오고 있다.

미국 허니웰(Honeywell)은 높은 정확도와 안정성을 갖는 온도와 습도를 결합한 센서인 '휴미디콘(Humidicon)'을 개발했으며, 실리콘랩스(Silicon Labs)는 195nA의 초저전력 'Si705x' 온도센서를 선보였다.

이 밖에도 스위스의 센시리온(Sensirion), STM, TI 등의 기업들이 원칩화 및 소형 복합화, 저전력화를 통한 센서 시스템화에 대한 연구개발 및 상용화를 추진하고 있다.

또 미국 CO2Meter, 독일 보쉬 센서텍 등의 기업들이 가스, 온도, 습도, 압력 등을 복합적으로 감지하는 복합센서 제품을 출시하고 있다.

가스센서 기업중 미국 허니웰은 40여년간 가연성 가스, 산소 · 유독성 가스 센서를 개발해 왔으며, 매년 200만개 이상의 가연성 가스센서와 100만개 이상의 전기화학식 센서를 생산하고 있다. 

허니웰은 세계 휴대용 가스 검출기 시장에서 독보적인 1위 기업으로 전세계 가스센서 시장의 30%를 차지하고 있다.

영국의 시티테크놀러지(City Technology)도 가스센서 선도기업으로, 28종류의 가스를 감지하는 300종 이상의 센서를 생산 · 판매하고 있다.

특히 최근 테러와 생물학전의 위협 속에 바이오센서 분야 투자가 크게 늘어나고 있다.

캐나다의 그래핀센서스(Graphene Sensors)와 인도의 메디텔테크놀러지스(Meditel Technologies)의 조인트 벤처인 싱글멤버LLC(Single Member LLC)가 그래핀 바이오센서의 개발과 상용화를 위해 3천600만 달러를 투자한 것을 비롯해 미국, 중국, 일본, 영국, 러시아 등과 주요기업들은 생물학 제제 및 병원균 탐지능력 향상을 위해 투자를 늘리고 있다.