4차 산업혁명에 대비하여 검사장비 시장에 주목해야하는 이유

4차 산업혁명은 자동화에서 시작된다고 해도 과언이 아닐 것이다. 검사장비의 자동화, 전장화, 고도화 등으로 산업 분야에서 중요성이 부각됨은 물론 사용 분야가 점점 확대되고 있다. 이에 따라 산업 분야별로 검사장비 시장에 주목해야하는 이유에 대해 알아보고자 한다.

검사장비의 기본, 머신비전 시스템
머신비전을 쉽게 설명하자면, 기계에 인간의 시각과 판단 능력을 불어 넣는 것과 마찬가지이다. 사람이 눈을 통해 인지하고 뇌로 판단하는 기능을 소프트웨어와 하드웨어 시스템을 통해 구현하는 기술이다. 생산제품의 외관에 대한 검사나 측정을 카메라와 영상 보드, 소프트웨어 등이 사람 대신 수행하는 것이다. 따라서 머신비전은 하드웨어, 광학계 및 소프트웨어 모두의 기능을 통합시켜 구현되기 때문에 전문성 및 높은 기술력을 필요로 한다. 특히 최근의 머신비전시스템은 단순한 측정에서 벗어나 영상의 처리, 판단의 과정 등을 상황 및 용도에 맞게 조절할 수 있도록 진화하고 있다.

머신비전의 소프트웨어는 하드웨어를 통해 측정된 데이터를 가지고 판단하는 종합적인 역할을  수행한다. 즉, 측정된 데이터 값들을 통합하고, 분석을 통해 판단을 내리는 두뇌의 역할을 하는 것 이다. 소프트웨어의 경우, 사용자가 원하는 사양에 맞춰 커스터마이징이 가능하기 때문에 최종 사용자의 사용용도에 딱 맞춘 서비스 제공이 가능한 것이 특징이다. 소프트웨어는 알고리즘을 통해 원데이터(Raw-Data)를 분석하고, 전체 기계를 제어하는 중요한 역할을 담당하기 때문에 기술적인 장벽이 높다.

검사장비 시장이 주목받는 이유
검사장비 시장이 주목받는 이유는 다양하다. 우선 스마트기기 보급 확대로 인한 안전성 검사시장의 확대가 주요 이유 가운데 하나라고 할 수 있다. 스마트 폰은 물론, 다양한 스마트기기가 출시되고 다양한 전자기기들이 우리 생활의 곳곳에 스며들고 있다. 특히 스마트기기가 사회 전체에 보급되는 스마트시티를 구축하기 위해서는 24시간  우리의 주변에 있을 각종 기기의 안전성이 중요하다.
예를 들어, 미래의 필수 교통수단이 될 것이라는 기대를 한 몸에 받고 있는 자율주행 자동차의 경우 인간의 생명과 직결된다 해도 과언이 아닐 것이다. 완벽한 자율주행 자동차의 시대로 진입하기 위해서는 자율주행 자동차에 사용되는 기술 및 부품에 대한 100%의 안전성이 필수적이다. 자율주행차가 믿음직스러운 운송수단으로 자리매김 하기 위해서는 0.1%의 오류라도 용납될 수 없기 때문이다.
검사장비 시장이 주목받는 또 하나의 이유는 검사장비가 스마트 팩토리 구현의 기반이기 때문이다. 4차 산업혁명의 키워드는 ‘자동화’라는 사실에 반박할 사람은 아마 없을 것이다. 검사장비는 단순한 자동화를 넘어, 스마트 팩토리로 진화하기 위한 발판이다. 스마트 팩토리란, 물품의 주문부터 발주, 생산까지 전 단계에 걸쳐 인공지능에 기반을 둔 솔루션을 통해 무인으로 운용되는 산업현장을 말한다.
스마트 팩토리로 진화하기 위해서는 기계설비 이외에도 인공지능 솔루션, 인식 및 감지를 위한 센서 기술, 완제품의 검수를 위한 검사장비 등 다양한 기기 및 장치들을 필요로 한다. 또한 검사장비는 완성품을 단순히 검수하는 단계에서만 사용되는 것이 아니라, 기계장치들을 생산하는 과정에서도 필수적이다. 이와 같은 이유로 4차 산업혁명의 기반에 검사장비 수요는 불가피할 것으로 판단된다.

검사장비 전방 산업별 현황
위의 표와 같이 머신비전이 활용되는 분야는 매우 다양하다. 이에 본지는 검사장비 시장의 큰 부분을 차지하는 디스플레이 산업, 반도체 산업, 카메라모듈 산업, PCB 산업에 초점을 맞춰 시장 동향에 대해 알아보고자 한다.

–디스플레이 산업
디스플레이는 다양한 전자기기에서 화면 표시장치로 사용되는 산업 분야를 일컫는다. OLED 제조공정 중 원가의 가장 큰 부분을 차지하는 것은 OLED 패널 제작이다. OLED 패널 제작시 높은 수율을 달성하기 위해서는 공정 및 검사 기술을 반드시 필요로 한다. 또한 패턴이 보다 더 미세해지고 커버글라스와 같은 부속품에 대한 수율도 향상되었기 때문에 제조공정에서 검사장비에 대한 중요성이 더욱 부각되고 있다. 특히 OLED 패널의 경우 특성이 LCD 패널과 다르기 때문에 신규 검사장비에 대한 수요가 발생할 수밖에 없다.
디스플레이 분야는 국내의 LG디스플레이와 삼성디스플레이가 전 세계 디스플레이 시장에서 기술적인 우위를 바탕으로 시장을 선점하고 있는 만큼 OLED와 Flexible 디스플레이 기술은 한국이 주도하고 있는 상황이다. 국내 패널업체들은 OLED 기술을 지속적으로 개발 중에 있으며, 향후에도 OLED 라인에 대한 투자가 예상되고 있어 꾸준히 성장할 것으로 전망된다. 따라서 국내 생산 업체들의 기술 및 공동연구개발 검사장비 시장에서도 국내 업체들의 기술적 우위가 지속될 것으로 기대된다.

–반도체 산업
반도체 업체들의 투자 확대로 인해 자연스럽게 장비 및 설비에 대한 투자가 확대되고 있다. PC와 스마트 폰용 반도체수요 확대와 함께 성장해온 반도체 시장은 인공지능(AI), 증강현실(AR), 사물인터넷(IoT), 가상현실(VR) 등 신규시장의 등장으로 인해 수요가 다시 한 번 증가하고 있다. 인공지능과 빅 데이터의 활용이 증가하고 있는 시장의 흐름에 따라 데이터의 저장과 더불어 고속 탐색 등 일련의 과정에 대한 중요성이 부각되고 있다. 저장매체의 고성능화와3D NAND 에티어 신뢰성이 확대됨에 따라 플래시메모리 기반의 저장매체가 부각되고, 반도체의 고사양화가 지속됨에 따라 반도체를 점검하는 테스트 시장의 성장할 것으로 판단한다.

– 카메라모듈 산업
듀얼 카메라가 등장함에 따라 검사장비는 한 대의 기기에서 보다 많은 카메라모듈 검사가 필요해졌다. 또한 3D 카메라라는 신규 기술이 적용되어 관련 검사장비의 고기능화가 지속적으로 요구되고 있다. 카메라 모듈을 활용한 다양한 기능이 확대되면서 점차 관련 검사장비 시장도 확대될 것으로 기대된다.
카메라모듈 시장은 국내 기업들이 시장을 주도하고 있지만 최근 중국 업체들 시장에 새로이 진입함으로써 경쟁이 가속화될 전망이다. 따라서 시장을 선도하고 있는 업체들은 차세대 카메라모듈을 개발하여 경쟁력을 높이는 것이 필수적이다. 글로벌 스마트 폰 업체인 애플및 삼성전자도 카메라 화소 경쟁을 위해 듀얼 카메라, 3D 카메라 등 카메라모듈 관련 최신 기술을 탑재하는 경향을 보이면서 관련 검사장비 시장도 더불어 확대될 전망이다.

– PCB 산업
PCB(인쇄 회로 기판, Printed Circuit Board)는 시대의 흐름에 따라 SLP(Substrate Like PCB)라 불리는 차세대 기판과 HDI 등 다양한 기술로 변화를 거듭하고 있다. 하지만 회로 기판이라는 넓은 의미로는 모든 전자기기의 기반이 되는 부품이다. 따라서 PCB의 수요 증가는 전자기기 시장의 확대에 따라 지속적으로 성장할 수밖에 없기도 하다. PCB 테스트 공정도 소형 부품의 실장여부 확인 및 고밀도의 기판의 불량 여부를 검사하기 위해서 보다 정밀한 테스트장비를 요구할 것으로 전망한다.
스마트폰을 비롯한 IT기기들의 소형화 및 대용량 배터리 탑재를 위해서는 공간 확보가 중요하다. 따라서 IT관련업체들은 기판의 크기를 축소시키면서, 고성능 부품을 실장할 수 있도록 PCB 기술개발을 지속하고 있다. PCB 기판에 실장되는 부품은 지속적으로 소형화될 것으로 예상되고, PCB 랜드의 밀도는 기하급수적으로 증가할 것으로 예상된다.

검사장비 시장전망
2008년 27억 8천만 달러 수준에 머물렀던 전 세계 비파괴검사 장치, 기기 시장은 매년 6% 이상의 성장률을 보이고 있으며, 2014년에는 39억 4천만 달러 규모까지 성장했다. 글로벌 경기침체 시기가 있었던 2008년의 상황을 생각해보면 아시아 등 새로운 국가의 인프라 투자와 유럽의 환경규제를 이유로 수요가 꾸준히 증가해온 것으로 보인다. MEMS(Micro Electro Mechanical Systems) 센서 및 광섬유 센서 시장은 모니터링과 데이터 수집 등을 위해 급격히 성장해왔으며, AOI(Automatic Optical Inspection) 및 SPI(Single Point Injection) 검사 시장도 꾸준한 성장세를 보여왔다. 특히 AOI, SPI 시장은 2D와 3D 시장 모두 지속적인 성장세를 보이고 있다. 시장규모 측면에서는 여전히 2D의 비중이 압도적으로 높은 상황이지만 정밀화, 고도화되어 가는 산업의 변화에 따라 3D 시장 성장률이 앞으로 부각될 것으로 전망된다.