사물인터넷(IoT) 응용 프로그램은 최근 몇 년간 소비자와 산업 수요가 모두 급증하면서 빠르게 인기를 얻고 있습니다. 스마트 스피커와 같은 일반적인 IoT 장치부터 의료, 자동차, 항공우주 분야에서 사용되는 첨단 센서에 이르기까지, 이 모든 것은 이러한 제품을 작동하게 하는 반도체 부품을 통해 가능합니다. 당연히 IoT 제품의 성장은 반도체 산업에 큰 영향을 미쳤습니다.
IoT 제품과 응용 프로그램이 반도체 산업을 어떻게 변화시키고 있는지, 그리고 반도체 제조업체가 이러한 변화에 어떻게 초점을 전환하고 있는지 알아보겠습니다.
글로벌 IoT 시장 전망
반도체 장치에 대한 수요 증가는 모바일 장치, 게임, 빅데이터 분석, 반자율주행 차량, 사물인터넷(IoT)으로 연결된 스마트 장치 등 다양한 응용 분야에서 비롯됩니다. 글로벌 IoT 생태계는 2021년에 약 100억 개의 IoT 연결 장치로 성장하고 있으며, 예측에 따르면 2030년 말에는 250억 개를 넘을 것으로 예상됩니다.
IoT 반도체 시장은 2020년 3,920억 달러 규모였지만 2025년에는 5,254억 달러에 이를 것으로 예상됩니다. 가장 인기 있는 소비자 IoT 장치로는 스마트워치와 같은 웨어러블 기술과 무선 액세서리가 있습니다. 또한 현대 스마트 하우스에 설치할 수 있는 수많은 IoT 장치가 있습니다.
그러나 연결된 장치는 소비자 시장에만 국한되지 않으며, 의료, 자동차, 산업, 에너지 부문과 같은 산업들도 IoT 하드웨어를 자사 시스템에 통합하려고 하고 있습니다. 스마트 제조와 같은 산업 4.0 방식이 도입됨에 따라 이러한 산업 고객들은 현재 생산 라인을 최적화하고, 수율을 개선하며, 비용을 최소화하기 위해 IoT 장치를 사용할 계획입니다.
인공지능(AI) 칩, 마이크로컨트롤러 유닛(MCU), 보안 및 연결 칩셋은 IoT 반도체 성장의 가장 큰 동력입니다. IoT 칩 시장에 대한 글로벌 전망은 매우 유망해 보이지만, 전 세계적으로 연결된 장치의 빠른 채택은 반도체 기업들이 극복해야 할 몇 가지 새로운 과제가 있음을 의미합니다. 초저전력 소비, 내장형 보안, 점점 더 작아지는 폼 팩터는 그들이 집중해야 할 영역 중 일부입니다.
IoT 장치가 반도체 산업을 형성하는 방식
점점 더 복잡하고, 더 작으며, 더 많은 기능으로 가득 찬 IoT 장치에 대한 높은 수요가 반도체 산업을 형성하고 있습니다. 연결된 장치의 이러한 기하급수적 성장 외에도, 더 전통적인 기술의 쇠퇴, 분산 컴퓨터 처리 기술의 부상, 더 나은 보안 표준에 대한 수요 등 다른 요인들도 IoT 칩 시장에 영향을 미칩니다.
전통적인 기술 응용 분야의 쇠퇴
스마트 차량, 스마트 스피커, 스마트 TV와 같은 새로운 기술이 더 인기를 얻으면서, 이들의 더 전통적인 대응 제품들은 판매 감소의 징후를 보이고 있습니다. 스마트 TV는 불과 얼마 전만 해도 시장의 작은 부분을 차지했지만, 현재는 TV 시장의 약 절반을 차지합니다. 그 결과 인터넷 연결 기능이 이제 기본으로 제공되며, 전통적인 TV는 시장에서 더 작은 부분을 차지하고 있습니다.
마찬가지로, 스마트 스피커만의 수익은 2022년에 170억 달러를 넘을 것으로 예상되어 이를 만드는 데 사용되는 IoT 반도체의 수요가 높아지고 있습니다. 이는 IoT 장치용으로 만들어지지 않은 반도체는 예전만큼 가치 있게 여겨지지 않는다는 것을 의미합니다.
스마트폰 시장도 하락세를 보여 2020년 글로벌 판매량이 12.5% 감소했습니다. 최신 출시 제품들은 작년 모델에 비해 큰 개선을 제공하지 않으며, 소비자들은 점점 더 오래 휴대폰을 보유하고 있습니다. 게다가 다른 스마트 장치들이 자체적으로 더 풍부한 기능을 갖추게 되면서 소비자들이 최신 휴대폰을 구매해야 하는 압박이 줄어들고 있습니다. 그 결과 반도체 산업의 가장 큰 동력 중 하나였던 스마트폰은 쇠퇴하는 반면, IoT 반도체가 더 많이 기여하기 시작하고 있습니다.
틈새 시장의 IoT 장치
IoT 시장에는 가능성을 보여주는 다른 영역들도 있습니다. 이러한 틈새 응용 분야는 특화된 제품을 필요로 하며, 이러한 세그먼트를 대상으로 하고자 하는 반도체 제조업체에게 새로운 기회를 제공합니다. 반도체 산업의 소규모 기업들에게는 이미 포화 상태인 소비자 IoT 칩 시장에서 경쟁하기보다는 틈새 IoT 반도체 장치를 생산하는 것이 더 쉬울 수 있습니다.
의료 산업은 IoT 장치가 규정으로 인해 많은 조사를 받는 그러한 틈새 시장 중 하나입니다. 창고 산업은 재고 수량 정확도를 개선할 수 있는 RFID 태그와 같은 IoT 장치가 필요한 또 다른 분야입니다. 이러한 틈새 시장은 특화된 IoT 반도체 제품을 필요로 하며 성장 잠재력을 보여줍니다. 그러나 다른 시장 세그먼트만큼 경쟁적이지 않아 반도체 제조업체에게 진출할 수 있는 많은 기회를 제공합니다.
엣지 컴퓨팅
엣지 컴퓨팅은 현재 중앙 서버와 데이터센터에서 수행되는 처리를 네트워크의 가장자리나 최종 사용자에 더 가까운 연결된 장치의 분산 네트워크로 이동시키는 방법입니다. 네트워크 기술의 최신 개선 사항이 있더라도 데이터는 데이터센터로 이동하고, 처리된 후 결과를 반환해야 하므로 응답 시간에 문제가 발생합니다. 이는 엣지 컴퓨팅이 가능한 IoT 장치에 의해 개선될 수 있습니다.
스마트 차량은 현재 첨단 운전자 보조 시스템을 처리하기 위해 IoT 반도체 장치가 필요합니다. 그러나 진정한 잠재력을 발휘하고 무인 운전을 하기 위해서는 엣지 컴퓨팅을 가능하게 하는 IoT 집적회로도 필요할 것입니다. 스마트 시티에 연결된 무인 스마트 차량은 공상 과학처럼 보일 수 있지만, 반도체 산업은 이미 언젠가 엣지 컴퓨팅을 통해 이러한 응용 프로그램을 실행할 중요한 IoT 반도체 부품 개발에 착수하고 있습니다.
보안 문제
IoT 제품의 광범위한 채택으로 사이버 범죄자들도 느슨한 보안 프로토콜을 이용하여 게임에 뛰어들었습니다. 이는 IoT 장치의 해킹에 국한되지 않고 반도체 생산의 다양한 단계에서 감염될 수 있는 손상된 IoT 반도체 장치로 인해서도 발생합니다.
반도체 제조 기업은 제품에 내장형 보안과 엄격한 품질 관리 방법을 도입해야 할 뿐만 아니라 주요 보안 위협이 될 수 있는 위조 IoT 칩과도 경쟁해야 합니다. 가짜 칩에는 멀웨어가 포함될 수 있으며 이를 포함하는 IoT 제품의 무결성을 손상시킬 수 있습니다. 반도체 공급망의 모든 주체는 정품 칩만 IoT 제품에 들어가도록 협력해야 합니다.
반도체 제조업체부터 IoT 제품 제조업체, IoT 응용 프로그램 개발자까지 모든 사람이 보안에 대해 인식해야 합니다. 가젯 자체와 이러한 IoT 장치에서 실행되는 소프트웨어 응용 프로그램 모두 외부 공격에 대한 복원력을 가져야 합니다. 테스트 중인 새로운 접근 방식 중 하나는 최종 사용자가 수행하는 종종 혼란스러운 보안 프로비저닝 프로세스를 공장 수준으로 이동하는 것입니다. 사용자 자격 증명이 제조업체에 의해 IoT 장치에 직접 추가되어 소비자의 장치 온보딩을 간소화합니다.
교육 및 기술
IoT 칩 시장에서 공급이 수요를 충족하도록 보장하려면 특화된 인력도 필요합니다. 그 결과, 필요한 기술 세트와 교육 자격을 갖춘 전기 엔지니어에 대한 반도체 산업의 요구는 2020년에서 2021년 사이에 78% 증가했습니다. 2022년 3월, 반도체 산업 리더 중 하나인 Intel은 2,500개 이상의 채용 공고를 냈습니다.
반도체 산업의 주요 기업들은 젊은 인재를 찾고 있으며, 졸업과 동시에 가능한 한 빨리 채용할 방법을 점점 더 모색하고 있습니다. 많은 반도체 제조업체는 대학과 같은 교육 기관을 위한 과정과 실험실 시설을 후원합니다. 경우에 따라 반도체 기업들은 자사의 반도체 제조 공정과 제품을 다루도록 교육 과정에 영향을 미치기도 합니다.
제조업체는 또한 대학생을 위한 유급 인턴십을 제공하여 이후 반도체 회사에 정규직으로 합류할 때 필요한 기술을 갖추게 합니다. 이러한 경험을 통해 학생들은 졸업 시 반도체 산업의 기업에 직접 채용될 수 있습니다.
칩 부족
2020년에 처음으로 눈에 띄게 된 공급망 문제는 소비자뿐만 아니라 제품 개발자에게도 영향을 미치는 칩 부족으로 이어졌습니다. 이러한 개발자들은 부족으로 인해 오래된 IoT 장치에서도 펌웨어와 소프트웨어 응용 프로그램이 작동하도록 해야 합니다. 많은 경우, 응용 프로그램을 테스트하는 데 필요한 최신 IoT 칩을 제공받지 못해 작업이 지연됩니다.
이 기간 동안 처음에 예상되었던 엄청난 성장 중 일부는 많은 제품 개발자가 완성된 IoT 응용 프로그램을 제때 납품하는 데 어려움을 겪으면서 다소 미치지 못했습니다. 이는 물론 IoT 칩 시장의 제조업체와 공급망 기업들이 문제를 해결해야 하는 더 큰 압박으로 작용합니다.
반도체 기업들이 새로운 제조 방법으로 전환하는 방식
반도체 산업은 글로벌 IoT 칩 시장에 안정적인 공급을 보장하기 위한 새로운 기술을 찾고 있습니다. 디지털 트윈의 사용은 IoT 기술 개발자가 물리적 IoT 반도체를 보유하지 않고도 새로운 제품을 실험하고 개발할 수 있도록 도와줍니다. Arm 사가 만든 이 디지털 트윈은 기본적으로 개발자가 클라우드 플랫폼에서 액세스하고, 테스트하고, 응용 프로그램을 구축할 수 있는 IoT 반도체 장치의 시뮬레이션된 가상 버전입니다.
다른 반도체 제조업체들은 디지털 트윈의 시뮬레이션 기반 접근 방식을 사용하고 있지만 이를 제조 공정 자체에 직접 적용하여 IoT 회로가 제작 전에 가상 환경에서 설계되고 테스트될 수 있도록 합니다. 이러한 산업 4.0 방식은 반도체 제조업체가 IoT 시장의 많은 과제를 극복하는 열쇠가 될 수 있습니다. 산업 4.0 방식이 하드웨어 부품과 반도체의 제조를 어떻게 개선하고 있는지 더 알아보려면 계속 읽어보세요.
자주 묻는 질문
IoT란 무엇인가요?
사물인터넷(IoT)은 센서, 소프트웨어, 처리 기능 및 다양한 기타 기술로 구성된 IoT 장치의 네트워크로, 인터넷을 통해 데이터를 연결하고 교환합니다.
IoT 장치란 무엇인가요?
IoT 장치는 사물인터넷(IoT)을 형성하는 상호 연결된 무선 장치입니다. 이들은 스마트 스피커와 가전제품과 같은 소비자 전자제품이거나 산업 제조 응용 분야에서 사용되는 첨단 센서일 수 있습니다.