오감 느끼는 스마트폰의 무서운 진화

스마트폰이 차세대 센서 기술의 총집합체로 주목받고 있다. 각종 첨단 센서로 스마트폰이 오감을 느끼기 시작한 셈이다.

31일 업계에 따르면 최근에는 주변 환경의 온도와 습도를 파악하는 온·습도 센서, 현재 위치의 기압을 파악하는 기압센서(Barometer) 등 환경센서가 새롭게 주목받고 있다. 각 스마트폰의 고유한 기능을 구현하는 센서 기술은 곧 제조사들의 마케팅 포인트로 연결되기도 한다.

이제 단말기 이동 상태를 측정하는 가속도 센서(Accelerometer), 광원의 세기를 측정해 화면 밝기를 조정하는데 쓰이는 RGB 센서, 자기장 세기를 감지해 방위를 측정하는 지자기 센서(Geomagnetic Sensor), 기기의 기울임을 인식하는 자이로 센서(Gyro Sensor) 등은 웬만한 스마트폰에는 기본으로 장착되고 있다.

여기에 지난달 출시된 삼성전자 갤럭시S4에는 최초로 온·습도 센서가 탑재됐다. 스마트폰 하단의 작은 구멍을 통해 주변 환경의 온도와 습도를 파악해 'S헬스' 등 애플리케이션에서 주변 환경의 쾌적도를 보여주는데 활용된다.

손바닥에 반사되는 적외선을 감지해 손동작을 인식하는 제스쳐 센서도 갤럭시S4에서 처음 구현된 '에어제스쳐' 기능에 응용돼 별도의 터치 없이 손동작 만으로 다양한 기능을 구현할 수 있도록 돕는다.

스마트폰 센서 시장은 2008년 애플 아이폰 등장을 계기로 급팽창했다. 초기 스마트폰에는 가속도 센서와 자이로 센서 등 기본적인 센서가 채택되기 시작했다. 가속도 센서는 사람의 움직임을 측정해서 만보계나 칼로리 계산기 등에 응용되며 자이로 센서는 X,Y,Z 3축의 회전각을 측정해 핸들링을 이용한 드라이빙 게임 등에 주로 활용된다.2010년부터 기압센서 등이 추가되고 최근에는 온·습도 센서 등 신기술들이 계속 추가되고 있다. 기압 센서는 주변 환경의 기압차를 측정해 경사도를 계산해 산을 오를 때나 계단을 오르내릴 때 칼로리 소모량을 정확하게 측정해준다. 또 높이에 따라 달라지는 기압의 변화량을 측정해 이용자가 위치한 층수까지 정확하게 측정이 가능하다.

배형준 ST마이크로일렉트로닉스 차장은 “스마트폰 제조사들이 기능적인 측면에서 차별화 포인트를 찾기 위해 다양한 센서들을 탑재하기를 원하고 있다”면서 “반도체 회사들도 이러한 수요에 맞춰 새로운 센서 개발에 나섰다”고 말했다.

이같은 스마트폰 센서는 미세전자기계시스템(MEMS) 기술을 이용해 구현된다. MEMS란 Micro Ellectro Mechanics System의 준말로 작은 반도체 IC 안에 기구구조물을 함께 탑재해 전기적인 신호와 물리적인 움직임의 변화를 전기 신호로 변환해주는 역할을 한다. 최근에는 스마트폰 부품 소형화가 중요한 이슈로 떠오르면서 가로·세로 1mm 수준까지 크기가 작아졌다.

지난해 기준으로 전세계 MEMS 시장은 60억달러 규모로 한화 7조원에 이르는 큰 시장이다. 오는 2016년에는 16조원 규모로 성장할 것으로 내다보고 있다. MEMS 시장에서는 ST마이크로일렉트로닉스가 50%에 육박하는 점유율로 선두를 달리고 있다. 각 분야에 특화된 센서를 생산하는 인벤센스, 보쉬에 비해 전분야를 아우르는 제품 라인업이 장점이다. 시장 진입장벽이 높다는 점도 선발업체에 경쟁력을 강화시키는 부분이다.

배 차장은 “MEMS 센서는 향후 바이오, 메디컬, 헬스, 에너지 하베스팅 등 다양한 분야로 무궁무진하게 확대될 수 있다”면서 “다양한 기능을 구현하는 센서 개발을 비롯해 실제 서비스 제공을 위한 인프라 구축과 함께 소형화가 중요한 이슈로 떠오르고 있다”고 말했다.