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TIS-05-26 2005. 7. 13. 1204 등록일: 1985 년 11 월 4 일 / 등록번호: 대전 다 01003 편집인 겸 발행인: 김태현 / ISSN 1225-6447 정보통신 기술, 정책 및 산업 주간기술동향 ◆ 무선 USB 표준 및 기술 동향 ◆ 유비쿼터스 사회 진입을 위한 대응 전략 ◆ 햅틱 인터페이스의 현재와 미래 ◆ 임베디드 소프트웨어: 임베디드 시험 자동화 도구 시장, 2006 년 1 억 3,780 만 달러 규모로 / 외 외 ◆ 주력 품목의 수출구조 변화 ◆ 나노입자 태양전지 특허 동향 ◆ 주간기술동향 논문 모집 IT 839 전략 IT 수출 유망품목 수출입 동향 IT 특허 정보 IT893 전략 BRIEF

정보통신 기술, 정책 및 산업 주간기술동향 - ITFINDkidbs.itfind.or.kr/WZIN/jugidong/1204/1204.pdfTIS-05-26 2005. 7. 13. 1204 등록일: 1985년 11월 4일 / 등록번호:

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TIS-05-26

2005. 7. 13.

1204

등록일: 1985년 11월 4일 / 등록번호: 대전 다 01003

편집인 겸 발행인: 김태현 / ISSN 1225-6447

정보통신 기술, 정책 및 산업

주 간 기 술 동 향

포 커 스 ◆ 무선 USB 표준 및 기술 동향

◆ 유비쿼터스 사회 진입을 위한 대응 전략

◆ 햅틱 인터페이스의 현재와 미래

◆ 임베디드 소프트웨어: 임베디드 시험 자동화 도구 시장, 2006년 1억 3,780만

달러 규모로 / 외 외

◆ 주력 품목의 수출구조 변화

◆ 나노입자 태양전지 특허 동향

◆ 주간기술동향 논문 모집

IT 839 전략

IT수출 유망품목 수출입 동향

IT 특허 정보

IT893전략 BRIEF

안 내

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● 포커스

- 1 -

무선 USB 표준 및 기술 동향

이현정* 김종원** 허재두***

USB는 사용의 편리성, 넓은 확장성을 목적으로 1993년 인텔, 컴팩, NEC, 마이크로소프트 등 4개 업

체가 주축이 되어 기술 개발 협의를 시작하였고, 이후 IBM, DEC, Northern Telecom 등이 추가로 참여하

여 총 7 개 업체의 공동 연구로 탄생된 기술이다. 이러한 USB 는 1996 년 USB 1.0 규격을 발표한 이후

2000년 USB 2.0 규격이 발표되기까지 기술이 빠르게 진화하면서 PC 역사상 가장 성공적인 접속 장치로

자리 매김하고 있다. 이와 같은 USB의 발전에 힘입어 유선의 속도와 보안성에 무선의 편리함을 추가한 무

선 USB 1.0 규격의 표준화가 최근 완료되었다. 본 고는 유선 USB 2.0 규격에 기반하고 무선 매체로서

UWB 를 이용하는 무선 USB 의 표준화 동향에 대하여 소개하고, 무선 USB 기술의 특징 및 국내외 연구

동향에 대하여 살펴보고자 한다. ▧

I. 서 론

USB(Universal Serial Bus)는 PC 역사상 가장

성공적인 접속 장치로서, 현재까지 10 억 개 이상이

이용되고 있고, 2006년까지 약 35억 개가 출하될 예

정이다[1]. USB는 새로운 기술로 계속 진화하여 PC,

PC 주변 기기, 가전 기기 및 이동통신 기기에 널리 사

용되고 있으며, USB-IF(USB Implementers Forum)

에서 표준화 및 제반 사항을 지원하고 있다.

무선 USB는 유선 USB의 성공을 발판으로 삼아,

미래의 무선 기술과 USB 기술을 결합한 기술로서,

유선 적용 분야와 마찬가지로 PC, PC 주변 기기, 가

전 기기 및 이동통신 기기에 적용된다. 무선 USB

규격은 유선 USB 2.0과 동일한 사용 모델 및 구조

를 유지하기 위하여 고속 Host-to-device 연결을

정의하고 있기 때문에, 현재의 유선 USB 솔루션으

목 차

* ETRI 센서네트워킹연구팀/연구원

** ETRI 센서네트워킹연구팀/책임연구원

*** ETRI 센서네트워킹연구팀/팀장

I. 서 론

II. 무선 USB 표준화 동향

III. 무선 USB 기술 동향

IV. 결 론

포포포///커커커///스스스

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- 2 -

로부터 쉽게 전이할 수 있다.

본 고는 II 장에서 무선 USB 관련 국제 표준화 기구인 무선 USB 프로모터 그룹(Wireless

USB Promoter Group), WiMedia(Wireless Multimedia) Alliance 및 MBOA(Multiband

Orthogonal Frequency Division Multiplexing Alliance)의 표준화 동향을 살펴보고, III 장에서

ETRI(Electronics and Telecommunications Research Institute), 삼성전자, 인텔 등의 국내외

연구소 및 기업체들의 무선 USB 기술 동향에 대하여 기술하고, 마지막으로 IV 장에서 결론을

맺는다.

II. 무선 USB 표준화 동향

무선 USB 는 어기어 시스템즈(Agere Systems, Inc.)[2], 휴렛 패커드(Hewlett-Packard

Company)[3], 인텔[4], 마이크로소프트(Microsoft Corporation)[5], NEC(NEC Corporation)

[6], 필립스(Koninklijke Philips Electronics N.V.)[7], 삼성전자[8] 등 7 개 회사가 주축이 되

는 USB-IF 산하 무선 USB 프로모터 그룹[9]에서 2004 년 9 월 규격을 개발하기 시작하여,

2005년 5월 무선 USB 1.0 규격을 표준화 하였다[10]. 이 규격은 전송 거리 10m 이내에서 고

속의 전송 속도를 제공하는 무선 USB 규격을 표준화한 것으로, 목표 전송 속도는 유선 USB

2.0 규격[11]의 속도와 같은 최대 480Mbps이다. 무선 USB는 광대역 멀티미디어 스트림과 데이

터의 전송이 가능한 최초의 무선 기술이고, 유선 USB에서 무선 USB로 쉽게 전환할 수 있도록

유선 USB의 Host-to-device구조, 사용 모델 및 단순함을 유지한다. 무선 USB 프로모터 그룹

은 2005년 5월 12일에 무선 USB 규격 1.0을 발표하였다[12]. 소비자들은 2005년 말경 최

초의 무선 USB 제품을 볼 수 있을 것이고, 2006년 상반기에는 좀더 많은 무선 USB 제품을 접

할 수 있을 것으로 전망된다.

무선 USB의 기본적인 전송 기술은 UWB(Ultra Wide Band)[13],[14] 무선 플랫폼 기반으

로서, WiMedia Alliance[15]에서 표준화가 진행되고 있다. UWB 의 플랫폼은 (그림 1)과 같이

공통적인 UWB 무선(Radio) 플랫폼과 다양한 응용(Application) 계층으로 구성된다. 무선 USB의

UWB 무선 플랫폼은 수렴 계층, WiMedia UWB MAC(Medium Access Control) 계층 및

WiMedia UWB PHY(Physical layer) 계층으로 구성되고 WiMedia Alliance에서 표준화를 진행

하고 있으며, 응용 계층 가운데 Wireless USB 는 무선 USB 프로모터 그룹에서, IP(WiNet,

WiMedia Network Protocol Adaptation Layer)는 WiMedia Alliance에서 표준화를 진행하고

있다.

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● 포커스

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1. 무선 USB 프로모터 그룹 표준화 동향

무선 USB는 USB-IF 산하의 무선 USB 프로모터 그룹에서 표준화를 진행하고 있다. USB-

IF 는 USB 규격을 개발한 여러 회사들이 설립한 비영리 단체로서, USB 기술의 진보와 채용을

위하여 표준화 조직과 포럼 등을 지원한다. 또한 이 포럼은 우수한 USB 디바이스의 개발을 촉

진하고, 적합성 시험을 통해 USB 제품의 품질을 증진시킨다. USB-IF가 지원하는 활동은 다음

과 같다.

- USB 적합성 워크샵 지원(Compliance workshops)

- USB 적합성 시험 개발 지원(Compliance test development)

- USB 웹 사이트 지원(www.usb.org)

- Comdex, PC Expo, World PC Expo 등과 같은 이벤트에서의 USB 전시관 지원

- 마케팅 프로그램 지원

- USB 판매에 관련된 부수적 자료 지원(Retail newsletters, retail salespeople training,

store end-caps)

- USB 개발자 컨퍼런스 지원

- 기타 USB 관련 활동 지원

무선 USB 프로모터 그룹은 기존의 유선 USB 를 무선으로 확장하기 위하여 형성된 그룹으

로서, 유선 기술의 속도와 보안 기술을 무선의 편리함과 결합시키는 데 목적이 있다. 이 그룹은

(그림 1) UWB 무선 플랫폼 구성

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- 4 -

시장 출시를 촉진하고, 기존의 USB 디바이스와 클래스 드라이버 인프라스트럭처를 보존하고 확

장함으로써 소비자가 빠르게 제품을 수용할 수 있도록 한다. 또한 이 그룹은 사용의 용이성, 호

환성, 가격의 저렴이라는 원래 USB의 원칙을 무선 USB의 모든 설계에 반영할 계획이다.

무선 USB 프로모터 그룹에서 표준화한 무선 USB 1.0 규격은 무선 USB 요구 사항을 이해

하는 데 필요한 기술적 세부사항을 제공하고, 무선 USB 솔루션을 구현할 회사들은 무선 USB

제조 면허를 승인받기 위하여 무선 USB 프로모터 그룹과 채용 협정(Adopters Agreement)을

맺어야 한다.

2. WiMedia Alliance 표준화 동향

최근에 관심이 집중되고 있는 UWB 기술은 단거리 무선 멀티미디어 네트워킹에 매우 적합

한 기술임이 점차 입증되고 있다. 새로이 창립된 WiMedia Alliance 는 무선 분야의 두 선도적

기구인 WiMedia와 MBOA-SIG(MBOA-Special Interest Group)가 결합된 단체로서, UWB 산

업 규격을 제정하고, 가전, 모바일, PC 응용 제품들의 검증을 수행한다.

2002 년에 설립된 WiMedia Alliance 는 물리 계층 이상 규격의 공동 개발 및 관리를 위한

개방적인 비영리 산업 협회로서, MBOA-UWB 스펙트럼을 공유하는 여러 산업체 기반 프로토

콜의 연결성과 상호 운용성을 지원한다. Wireless multiMedia 의 융합어인 WiMedia 는 UWB

기술과 장점에 대하여 산업적 인식을 제기함으로써 ‘무선의 극대화(The Ultra in Wireless)’를

지향하고, ‘PAN(Personal Area Network)상의 디바이스 간에 무선 멀티미디어 연결성과 상호

운용성의 증진’을 추구한다. 이러한 목표를 위해, WiMedia 에서 수행하고 있는 세부 활동은 아

래와 같다.

- MBOA MAC과 PHY 계층 상에서 동작하는 필수적인 두 프로토콜의 개발과 관리를 수행

한다: WiMCA(WiMedia MAC Convergence Architecture)와 WiNET.

- WiMedia 기반 제품을 위한 상호 운용성 시험 스위트(test suite)의 인증 생성 및 관리를

수행한다.

- UWB 브랜드와 향후 인증 로고의 마케팅을 수행한다.

- PC, CE, 모바일 시장 영역에서 고속 무선 멀티미디어가 가능하도록 개인 영역의 연결성을

지원하기 위하여 전세계적으로 UWB의 빠른 채용과 표준화를 증진하고 실현한다.

- 다양한 산업 부문을 위한 중립적이고 개방적인 포럼으로서, 사용 가능성과 상호 운용성을

위하여 요구 사항, 규격 및 최적의 시험 환경을 수립한다.

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● 포커스

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- 전세계적인 UWB 스펙트럼의 조정을 촉진한다.

- 다음과 같은 기술적 명세를 개발 및 관리한다.

* PHY와 MAC

* 무선 USB, 무선 1394, IP 등의 다양한 애플리케이션을 지원하고 이러한 애플리케이션

간에 공존과 공평성을 제공하기 위한 수렴 구조

* 인터넷 프로토콜을 위한 프로토콜 적응 계층

* IP 기반의 응용 프로파일

- 개인 네트워크상의 무선 멀티미디어 제품의 장점과 응용들에 대하여 기업들과 소비자를

교육한다.

- 제품과 서비스의 개발에 있어서 경쟁을 촉진하고 독점 금지법을 적용한다.

3. MBOA 표준화 동향

UWB에 기반한 기술의 시장 출현에 필요한 최상의 솔루션 개발의 지원을 위하여, MBOA[16]

는 2003년 6월에 형성되어 현재 170 개가 넘는 업체들이 회원으로서 참여하고 있다. 이 업체들

은 원래 TI(Texas Instruments)가 2003 년 3 월에 소개한 OFDM(Orthogonal Frequency

Division Multiplexing) 기술에 기반한 UWB 규격을 제안하였다. 이 규격은 응용이 가장 광범위

한 영역을 지원하도록 하고, 전세계적으로 사용자의 요구 사항과 규제 대행 서비스를 제공하도

록 하였다. MBOA는 UWB PHY 기술의 제정과 출판을 위한 공동의 전문 지식에 영향을 주기

위하여 면밀히 연구해 왔고, IEEE, WiMedia, 무선 USB 프로모터 그룹, 1394 TA(Trade

Association), CEA(Consumer Electronics Association) 등과 같은 UWB 표준 기구들과 조화

롭게 하여, 현재와 미래에 가능한 무선 서비스가 최대의 공존 특성을 가지도록 철저한 시험을

수행하고 있다. MBOA는 MBOA 기반 디바이스에 대한 승인을 증진하기 위하여 전세계적인 규

제 관련 업체들과 함께 일하고 있다. 또한 MBOA는 안테나 벤더를 포함하여 시험과 측정 벤더,

상위 계층 프로토콜 응용과 인터페이스 벤더 등의 모든 UWB 조직 참가자들이 공동 참여하는

포럼을 형성하고 있다. MBOA 에서는 수 십명의 엔지니어들이 MBOA 규격의 개발 및 향상을

위하여 다양한 기술 분과위원회에 활발하게 참여하고 있으며, 가전, PC, 홈 엔터테인먼트, 모바

일 폰, 반도체 및 디지털 이미징 분야의 영향력 있는 업체들이 회원으로 가입되어 있다. 이러한

업체들은 UWB 기술에 기반한 시스템의 설계와 구축, 실리콘 기술에 있어 세계적인 전문 기술

과 경험을 많이 보유하고 있으며, 지난 10 년간 갖가지 싱글 밴드와 멀티 밴드를 포함하여 다양

한 형태의 UWB 시스템을 설계하고 구축해 왔다. MBOA의 회원들은 다른 무선 서비스와 평화

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적 공존을 위하여 노력하였으며, 이러한 목적을 달성하기 위한 최상의 기술이 MB-OFDM

(Multiband OFDM)이라는 합의에 따라 MBOA를 형성하였다.

4. WiMedia Alliance 와 MBOA-SIG 의 결합

상호보완적인 두 그룹인 WiMedia Alliance 와 MBOA-SIG 는 2005 년 3 월 하나의 조직으

로 결합한다고 발표하였다. WiMedia Alliance, Inc.로 운영되는 이 조직은 고속 무선 및 멀티미

디어가 가능한 개인 영역의 연결을 위하여 UWB의 표준화와 채용을 지속적으로 추진하고 있다.

WiMedia Alliance는 표준화가 완료되어 MBOA-SIG 회원들에게 배포된 MBOA-SIG 물리

계층(PHY) 규격의 지적 재산을 검토하고 있고, 매체 접근 제어 계층(MAC) 규격도 곧 완성될

예정이다. 무선 USB, 무선 1394, 무선 IP와 같은 응용들은 MBOA-SIG의 PHY와 MAC 규격

에 기반한 WiMedia Alliance 의 공통 무선 플랫폼을 이용할 계획이다. 현재 WiMedia Alliance

에서는 WiMCA 와 WiNET 계층 규격의 표준화와 UPnP/IP 기술을 위한 응용 프로파일의 개발

을 동시에 추진하고 있다. 최근, WiMedia Alliance 는 인증과 상호 운용성 프로그램을 정의하기

시작하였고, 시험 스위트는 전체 무선 IP UWB 기술 스택 이외에 무선 USB와 무선 1394 응용

의 WiMedia Alliance 규격 사용을 다룰 것이다. WiMedia-MBOA의 회원 구조는 contributor,

adopter, supporter라는 세 가지 등급으로 이루어져 있다.

III. 무선 USB 기술 동향

1. 무선 USB 의 특징

무선 USB 는 유선 USB 의 성능과 보안 기능에 무선의 편리함을 추가한 기술로서, 무선

USB의 호스트와 디바이스의 관계는 (그림 2)와 같이 점대점으로 직접 연결되는 스타형 토폴로

지이다. 이러한 하나의 무선 USB 호스트와 여러 무선 USB 디바이스들을 일컬어 클러스터

(cluster)라 하고, 유선 USB와 달리 연결 구조에 허브가 없다. 무선 USB의 호스트는 127개의

디바이스들을 논리적으로 연결할 수 있고, 클러스터 내의 디바이스들과의 데이터 전달을 시작시

키며, 스케줄링을 하고, 각 연결된 디바이스에게 타임 슬롯과 대역폭을 할당한다. 클러스터들은

최소한의 간섭을 가지고 공간적 환경에서 중첩될 수 있으므로, 같은 무선 셀 내에 여러 개의 무

선 USB 클러스터들이 공존할 수 있다.

무선 USB는 무선 전송 매체로서 UWB를 이용하는데, UWB는 고속 전송이 가능하고, 소비

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전력이 낮으며, 도청이 어렵고, 보안성이 우수하며, 정확한 위치 인식이 가능하다는 특징을 가진

다. 무선 USB의 목표 전력은 초기에는 300mW 이하이고, 최종적으로는 100mW이하가 될 것

이다. 따라서, Sleep 모드에 있다가 요청 시 깨어나고, Idle 상태에서는 전력 소모를 중지할 수 있

는 창조적인 전력 관리 기술이 필요하다.

장치 연결과 관련하여 무선 USB 구현 시 주요 목표 중의 하나는 쉬운 설치와 동작이 가능

하게 하는 것이다. 이를 위하여 무선 USB 표준은 다음 특징을 지원하도록 설계되어 있다.

- 하향 호환성: 무선 USB 는 이미 동작 중인 10 억 개의 유선 USB 에 대하여 완전한 하향

호환성을 가진다. 그리고 현재의 USB 드라이버 및 펌웨어와 호환되고, 유선 USB 디바이

스들과 유선 USB 호스트들 간에 무선으로 통신할 수 있도록 중개 역할을 제공한다.

- 고성능: 무선 USB는 시작 시에는 유선 USB 2.0 표준과 호환되는 성능인 최대 480Mbps

의 전송 속도를 제공함으로써, 디지털 멀티미디어 프레임들을 무선으로 전송할 수 있도록

한다. 또한 UWB 기술과 처리 기술이 진화함에 따라서 대역폭이 1Gbps를 초과할 것으로

기대된다.

- 단순하고 저렴한 가격의 구현: 무선 USB는 개발 시간을 단축하고, 저렴한 가격과 사용의

용이성을 위하여 가능한 유선 USB 연결 모델을 따른다.

(그림 2) 무선 USB 토폴로지

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- 쉬운 이동 경로: 무선 USB 는 유선 USB 로부터의 쉬운 이동 경로가 가능하도록 유선

USB와 같은 사용 모델과 구조를 유지할 것이다.

- 보안: 무선 USB 는 유선 USB 와 같은 수준의 보안을 제공할 예정이다. 모든 무선 USB

장치들은 필수적으로 보안 기능을 제공하고, 호스트와 디바이스가 연결 시 인증 기능을 이

용한다. 암호화를 포함하는 상위 수준의 보안은 응용 계층에서 구현되며, 이러한 보안 관

련 사항들은 무선 USB의 성능 및 가격에 영향을 주지 않아야 한다.

- Host-to-device구조: 무선 USB는 유선 USB와 같이, 호스트와 디바이스 간에 점대점으

로 연결되며, 사용의 편리성을 위하여 복잡도를 호스트에 한정시키는 비대칭 호스트 중심

의 모델을 채용한다.

2. 국외 기술 동향

UWB 기술은 국제 표준 주도권 다툼이 치열한 분야로서, 현재 UWB 기술 표준을 선점하기

위한 국내외 업체간 이합 집산이 치열하게 전개되고 있다[17]. UWB 기술은 인텔이 주축이 된

MB-OFDM 기술과 모토로라 진영의 DS-CDMA(Direct Sequence-Code Division Multiple

Access) 방식이 각자 자사의 제안 기술을 표준으로 내세우면서 대립하고 있어 결과를 예측할

수 없는 상황이다.

본 절에서는 이 중에서 MB-OFDM 기술을 기반으로 제품을 개발하고 있는 인텔, Wisair, 알

레리온(Alereon), 스타카토(Staccato Communications), NEC 등 국외 기업체들의 동향에 대하

여 기술한다.

가. 인텔

인텔은 무선 USB 프로모터 그룹 및 WiMedia Alliance의 선도자로서 무선 USB 1.0 규격,

WiMedia의 WiNet 규격, WiMCA 규격, WiMedia MAC 규격 및 WiMedia PHY 규격의 표준화

를 주도하고 있다. 인텔은 또한 PC용 무선 USB PCI 카드 개발에 주력하여 마이크로소프트, 인

텔, 알레리온, Wisair, 스타카토와 연합하였다. 여기서, 마이크로소프트는 Windows XP 용 무선

USB 디바이스 드라이버를 개발하고, 인텔은 WiMedia MAC 을 개발하며, 알레리온, Wisair 및

스타카토는 WiMedia PHY를 개발하고 있다. (그림 3)과 같이, 인텔은 무선 USB PCI 카드의 프로

토타입 형태인 PDK(Peripheral Developers Kit)를 개발하고 있으며, 무선 USB 디바이스 제품과

의 상호 운용성 시험을 위하여 무선 USB 디바이스 제품을 개발하는 업체들에게 이 PDK 를

2005년 7월 경에 제한적으로 판매할 계획이다.

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나. Wisair

Wisair[18]는 UWB 기술에 기반한 고성능 무선 통신용 칩셋 솔루션을 개발하고 있다. Wisair

의 UWB 칩셋은 비디오/오디오, 데이터 통신을 위하여 홈/사무실에 빠르게 등장하고 있는 저가,

저전력, 고 비트율 통신 모듈 및 시스템 솔루션을 가능하게 한다. 이 칩셋은 DVD, PDA, TV, 캠코

더, 디지털 카메라 등과 같은 다양한 종류의 가전에 설치될 것이다.

Wisair는 1세대 MBOA UWB 칩으로서

BB531칩과 RF501칩을 개발하였고, 2세대

MBOA UWB 칩으로서 BB532 칩을 개발

중에 있으며, (그림 4)과 같이 RF502 칩을

출시하였다. 이 RF502 칩은 RF501 칩의

전력 소모와 다이 사이즈(die size)를 현저

히 감소시켰으며, 두 개의 안테나를 동시에

지원함으로써 안테나 다양성을 제공하고, MB-OFDM TFI 와 FFI 를 지원하며, 의무사항인

Band Group 1(3.1~4.8GHz)을 지원한다.

다. 알레리온

알레리온[19]은 UWB 기술의 업계 선구자들에 의하여 설립되었고, 200 개 이상의 특허 및

(그림 4) Wisair의 RF 502 칩

(그림 3) 인텔 PDK

40 pin 2×20 connector

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응용 제품을 보유함으로써 무선 주파수 기술에 대한 경험을 기반으로 2005년 4사분기에 AL4100

AFE(Analog Front End) 칩과 AL4200 BBP(Base Band Processor) 칩을 출시할 예정이다. 또

한 무선 USB Evaluation Kit 을 2005년 4사분기에, 무선 USB 디바이스 MAC 칩을 2006년

1사분기에 출시할 예정이다.

라. 스타카토

스타카토는 모바일 폰, 블루투스, WiFi 등의 상업용 솔루션을 성공적으로 제공한 무선 업계

의 베테랑들로 구성되어 MBOA UWB 용 Single-chip all-CMOS PHY 모듈과 (그림5)과 같이

RipcordTM UWB 개발 도구인 SC3100D 를 개발하고 있다[20]. SC3100D 는 MBOA PHY,

MBOA MAC, UWB 안테나, 관련 소프트웨어 등을 포함함으로써 무선 USB에 사용할 수 있고,

IP 및 기타 프로토콜을 위하여 확장될 수 있다. 이 개발 도구는 다음과 같은 특징을 가진다.

- WiMedia-MBOA UWB PHY과 MAC 포함

- 세계 최초의 단일 칩 all-CMOS PHY 모듈 내장

- 무선 USB와 IP over UWB 지원

- 여러 가지의 고속 데이터 전송 모드 지원

- SDIO 1.1 디바이스, USB 2.0 호스트 및 디바이스 인터페이스 지원

- 소형의 플랫폼(10×15×4cm(4×6×1.5inches))

- FPGA를 위한 시리얼 플래시 메모리 카드 내장

- 32bit ARM9 RISC 프로세서 코어 내장

- UWB 안테나 지원

(그림 5) 스타카토의 UWB 개발 도구

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● 포커스

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마. NEC

NEC는 고속 USB를 PC 역사상 가장 성공적인 접속 장치로 만든 선도적인 회사로서, USB

2.0 표준 및 USB 2.0 칩의 개발을 추진하였다. 현재 NEC는 USB 시장의 50%를 점유하고 있

고, 무선 USB 프로모터 그룹, MBOA 및 IEEE에서 활발하게 활동하고 있으며, 지난 5월 완료

된 무선 USB 규격의 표준화를 위하여 인텔 및 여러 회사들과 밀접하게 공조하여 왔다.

NEC는 2004년 3월에 열린 인텔 개발자 포럼(Intel Developer Forum)에서 한 개의 USB

하드 드라이브로부터 비디오 스트림과 데이터 파일 전송이라는 두 가지 형태의 무선 USB 서비

스를 처음으로 시연하였다. 또한, 2004년 9월에 열린 인텔 개발자 포럼에서는 (그림 6)와 같이

무선 USB 호스트 컨트롤러 보드와 디바이스 와이어 어댑터 보드 형태의 무선 USB 프로토타입

을 전시하였다. NEC는 첫번째 무선 USB 제품들을 PCI 인터페이스를 통하여 호스트에 연결하

는 호스트 컨트롤러와 기존의 유선 USB 디바이스들을 위한 디바이스 어댑터로 구성할 예정이

고, 향후 컨트롤러와 PHY를 통합한 단일 칩 무선 USB 솔루션들을 시장에 출시할 계획이다.

3. 국내 기술 동향

본 절에서는 MB-OFDM 기술 기반의 WiMedia Alliance의 회원인 ETRI, 삼성전자, LG전

자 등 국내 연구소 및 기업체들의 기술 동향에 대하여 기술한다.

가. ETRI

ETRI[21]는 2003 년 2 월부터 MB-OFDM 과 DS-CDMA 방식의 UWB 칩을 개발하고 있

(그림 6) NEC의 무선 USB 호스트 컨트롤러와 디바이스 와이어 어댑터

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고, 이 가운데 MB-OFDM 방식의 UWB 칩은 삼성종합기술원과 공동 연구를 추진하고 있다. 또

한 2004년 12월부터 UWB 기반 무선 USB 기술을 개발하고 있고, USB-IF의 무선 USB adopter

회원 및 WiMedia Alliance-MBOA 의 adopter 회원으로 가입하여 표준화 동향을 파악하고 이

를 개발에 적용하고 있다.

나. 삼성 전자

삼성전자는 지난 2 월에 열린 ‘3GSM 세계 회의’에서 모토로라에 이어 세계에서 두 번째로

개발한 UWB 폰을 전시하였다. 삼성전자의 UWB폰은 모토로라의 자회사인 프리스케일이 개발

한 DS-CDMA 방식의 UWB 칩을 탑재했으며, 조만간 인텔의 MB-OFDM 방식의 UWB 폰도

추가로 선보일 계획이다.

삼성전자는 USB-IF의 무선 USB 프로모터 그룹의 창립 회원과, WiMedia Alliance-MBOA

표준화 포럼의 창립 회원으로 활동하고 있으며, 삼성전자의 디지털미디어 연구소, 텔레커뮤니케

이션 연구소, SoC 연구소 및 종합기술원이 연계하여, MB-OFDM 방식의 UWB 칩 및 UWB 폰

등의 무선 USB 제품을 개발 중에 있다.

다. LG 전자

LG 전자[22]는 2005 년 말까지 상용제품 출시를 목표로 UWB 폰 개발을 진행 중이다. LG

전자가 선보일 UWB 폰은 전력소모가 적고 고속 데이터 전송이 가능한 중고가 제품인 것으로

알려졌으며, 종전 블루투스나 적외선데이터통신(IrDA) 등을 장착한 휴대폰보다 훨씬 경쟁력이

있어 매출확대에 크게 기여할 것으로 전망하고 있다.

LG 전자는 WiMedia Alliance-MBOA의 contributor 회원 및 USB-IF의 회원으로서 다양

한 무선 USB 제품을 개발 중에 있다.

IV. 결 론

무선 USB 는 유선 USB 의 성공을 발판으로 삼아, UWB 기반의 무선 기술과 USB 기술을

결합한 기술로서, PC, PC 주변 기기, 가전 기기 및 이동통신 기기 등의 다양한 분야의 수많은

디바이스에 적용될 예정이다. 무선 USB 규격은 유선 USB 2.0과 동일한 사용 모델과 구조를 유

지하고 있기 때문에, 현재의 유선 USB 솔루션으로부터 쉽게 전이할 수 있으며, 하향 호환성을

제공함으로써 기존의 유선 USB 제품을 수정없이 사용할 수 있도록 한다.

무선 USB는 공통적인 UWB 무선 플랫폼상에서 동작하는 최초의 상업적 응용 제품이 될 예

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● 포커스

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정이고, 무선 USB 규격은 2005 년 5 월에 버전 1.0 이 완료되었다. 최초의 무선 USB 구현 제

품은 여러 가지 형태를 갖는 개별 칩과 확장 카드 및 어뎁터들이 될 것으로 예상되며, 2005년

최초의 제품이 선보인 후, 2006년부터는 제품이 대량으로 출시될 예정이다. 무선 USB의 목표

는 데스크탑 PC, 모바일 PC, PC 주변 기기, 가전 기기 및 이동통신 기기들을 무선으로 연결하

여 쉬운 연결과 고속 데이터 교환이 가능하도록 하는 것이다. 이러한 무선 기술의 발달로 인하

여 선이 없는 디지털 홈 및 오피스 환경의 구축이 가까운 미래에 가능해질 전망이다.

<참 고 문 헌>

[1] USB-IF, http://www.usb.org/developers/wusb/docs/wirelessUSB.pdf

[2] Agere Systems, http://www.agere.com/

[3] HP United States, http://www.hp.com/

[4] Intel, http://www.intel.com/

[5] Microsoft Corporation, http://www.microsoft.com/

[6] NEC Electronics, http://www.necel.com/

[7] Koninklijke Philips Electronics N.V., http://www.philips.com/

[8] Samsung Electronics, http://www.sec.co.kr/

[9] Wireless USB Promoter Group, http://www.usb.org/developers/wusb/

[10] Agere, Hewlett-Packard, Intel, Microsoft, NEC, Philips, Samsung, “Wireless Universal Serial Bus

Specification Revision 1.0,” USB-IF, May 12, 2005.

[11] Compaq, Hewlett-Packard, Intel, Lucent, Microsoft, NEC, Philips, “Universal Serial Bus

Specification Revision 2.0,”USB-IF, April 27, 2000.

[12] Paul Kallender, “Wireless USB Devices May Appear This Year,” IDG News Service, April 11, 2005.

[13] UWB Forum, http://www.uwbforum.org/

[14] 김종원, 최상성, “무선 홈네트워킹 기술, 제품 및 표준화 동향,” 정보통신설비, Vol.3, No.1, 2004. 3,

pp.116-125.

[15] WiMedia Alliance, http://www.wimedia.org/

[16] MBOA, http://www.multibandofdm.org/

[17] 최상성, 신철호, 강법주, “무선 홈네트워크 실현을 위한 고속 UWB 기술 및 표준화 동향,” 전자통신동

향분석, 제19권 제5호, 2004. 10, pp.87-94.

[18] Wisair, http://www.wisair.com/

[19] Alereon, http://www.alereon.com

[20] Staccato Communications, Inc., http://www.staccatocommunications.com

[21] ETRI, http://www.etri.re.kr/

[22] LG Electronics, http://www.lge.co.kr/index.jsp

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유비쿼터스 사회 진입을 위한 대응 전략

이주연*

유비쿼터스 사회가 성큼 다가오고 있다. 우리는 명실공이 IT인프라가 탄탄한 자타가 인정하는 IT강국이

다. 아울러 급속한 기술 발전은 새로운 비즈니스의 기회를 제공하기도 하지만 소홀히 대처하면 자칫 기술

후진국의 나락으로 떨어지고 말 것이다. 블루오션 전략으로 새로운 기술개발에 올인하면 또 한번 IT강국의

신화를 이어갈 수 있을 것이다. 요즈음 유비쿼터스의 화두로 RFID 기술이 떠오르고 있고 IPv6는 이를 해

결할 보완 기술로 다가왔다. 향후 RFID는 유비쿼터스 사회를 앞당기는 견인차 역할을 할 것이다. ▧

I. 서 론

우리 나라는 전세계가 부러워할 만큼 훌륭한 IT

인프라와 인적자원을 갖추고 있어 지난 10 년 동안

자타가 공인하는 IT 강국을 이루었다. 특히 이웃 일

본이 주춤거리는 동안 과감한 투자를 통해 눈부신

발전을 이룬 건 사실이다.

그동안 초고속 인터넷망 구축을 위해 ISDN 에

쏟아 부은 실패를 경험으로 ADSL을 구축하고 이를

통해 초고속망 가입자 수와 인터넷 이용자 수가 2005

년 4 월 현재 각각 1,270 만, 3,158 만 명에 육박하

고 있는데 이것은 인터넷 확산기에 기회를 잘 포착

하여 과감하게 올인한 결과라 하겠다.

게다가 미국형 이동통신 표준인 CDMA 를 선택

하여 종주국으로 우뚝 선 쾌거를 이루었고 비록 퀄

컴에게 막대한 부를 안겨 주었지만 우리 또한 단말

목 차

* 한전 KDN 전력 IT 연구원/부원장

I. 서 론

II. 유비쿼터스 사회와 IT산업

의 역할

III. 유비쿼터스 컴퓨팅

IV. 유비쿼터스 사회 진입 전략

V. 결 론

포포포///커커커///스스스

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● 포커스

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기 수출을 통해 적잖은 부를 공유할 수 있었다. 이와 같은 선택은 IT산업 활성화로 이어졌고 벤

처의 탄생을 가능하게 하여 IMF 경제위기를 극복하는 계기가 되었다.

하지만 IT시장은 향후 5년 이내에 중국이 우리를 추월하는 단계로까지 발전할 것이라는 분

석이 나오고 있다. 한순간 방심하여 기술 추세를 읽지 못하거나 소홀히 하면 현재의 1등이 순식

간에 꼴찌로 전락할 만큼 빠른 속도로 기술이 발전되고 있다. 여기에 새로운 화두로 등장한 유

비쿼터스(Ubiquitous)는 지난 10 년 동안의 IT 부흥기를 뒤이을 새로운 패러다임으로 자리매김

하고 있다. 하지만 안타깝게도 유비쿼터스 분야는 미ㆍ일 등 선진국과 비교해 볼 때 2 년 이상

뒤져 있어 불리한 입장에 놓여 있다. 따라서 본 고에서는 유비쿼터스 사회로 진입하기 위한 대

응 전략을 살펴보고자 한다.

II. 유비쿼터스 사회와 IT산업의 역할

1. IT 산업의 시장 동향

IT 산업은 이제 우리 경제를 이끌고 갈 주력 산업의 하나로 부상하고 있다. 특히 높은 성장

세를 지속하여 국내 총생산(GDP)에서 차지하는 비중이 15%를 넘어 섰다[5]. 수출비중 역시

2005년 3월 말 현재 전년 동기 대비 5.8% 증가하여 전체 수출의 27%를 차지하고 있다. <표

1>과 (그림 1)에서 보는 바와 같이 IT 산업이 전체 산업에서 차지하는 비중은 완만하지만 지속

적으로 점증하고 있음을 알 수 있다.

하지만 2005년 5월 말 현재 수출이 63억 7천 달러로 오히려 줄어들고 있다. 이는 휴대폰,

반도체 등 수출주력품목이 전세계적으로 수요 감소에 따른 것이기도 하지만 앞으로는 레드오션

에서 피나는 싸움을 중단하고 블루오션 전략을 펼 시기가 서서히 다가오고 있음을 보여주는 것

이기도 하다.

<표 1> 정보통신산업 수출입 동향 (금액: 억 달러, %: 전년 동월 대비)

전체 산업 IT 산업 구분

2005. 2. 2005. 3. 1~3월 2005. 2. 2005. 3. 1~3월

수출 209.2 (6.7)

241.9 (14.2)

670.4 (13.0)

56.8 (0.6)

66.5 (5.8)

185.2 (6.5)

수입 182.5 (4.5)

226.2 (18.3)

601.7 (14.0)

29.8 (-6.5)

38.2 (5.9)

102.8 (4.4)

수지 21.7 15.7 68.6 27.1 28.3 82.4

<자료>: (정보통신부, 2005.4) 정보통신산업 수출입 동향(잠정)

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2. IT 산업의 가치사슬

IT산업의 한 분야로 인식되는 정보통신산업의 Value Chain(가치사슬)을 살펴보자. 정보통신

산업의 가치사슬은 (그림 2)에서 보는 바와 같이 크게 4 계층으로 구성되어 있다.

최상위 계층인 서비스 계층은 다양한 서비스를 생산, 제공함으로서 IT소비를 유도하는 견인

차 역할을 하고 있다.

두 번째 계층인 네트워크 계층은 상위 계층에서 생산한 정보를 하위 계층에 뿌려주는 전달

(그림 1) 수출입 동향 비교도

출 수

수지

출수

입 수지

전체산업 수출입 및 수지

IT 분야

600

500

400

300

200

100

(억 달러)

<자료>: 21세기 IT강국의 새로운 비전과 세계화 전략(2004.11. 허운나)

(그림 2) 정보통신산업의 가치사슬

응용 서비스

방송 음성 전화

영화 상거래 금융 GIS

Open API

Broadband Converged Networks (BCN)

QoS Security IPv6

홈네트워크 , 융합형 정보단말 홈ㆍ단말 계층

서비스 계층

네트워크계층

전달망 계층

가입자 망 계층

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● 포커스

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계층으로 이루어진다. 먼저 전달망 계층은 대용량의 멀티미디어 정보를 전달하기 위한 기간망이

라 할 수 있으며 현재는 초고속망이 그 역할을 담당하고 있으나 향후에는 대용량 멀티미디어를

전달할 수 있는 BcN(Broadband connectivity Networks)이 그 역할을 담당할 것이다. 아울러 가

입자망 계층은 각 가정에 정보를 배분하기 위한 지선망으로 지금의 HFC(Hybrid Fiber Coaxal)망

및 향후 FTTH(Fiber To The Home)망 등을 일컫는다.

마지막으로 가치사슬의 최하위 계층인 홈ㆍ단말 계층은 고객이 원하는 정보를 다양한 단말기나

홈네트워크를 이용하여 가정에서 서비스 받을 수 있는 계층을 의미한다. 여기에서 네트워크 계층

의 역할이 지대한 바 향후 유비쿼터스 사회진입을 위한 중요한 인프라로 자리매김할 것이다.

3. 기술진화 추세

지금까지의 가치사슬을 눈여겨보면 네트워크 계층을 단순히 BcN만으로 국한시키기 보다는

사물간의 통신을 통한 새로운 시각으로 그 영역을 확장하여 볼 필요가 있다. 먼저 유비쿼터스

컴퓨팅과 밀접한 관계를 갖고 있는 RFID에 대해 살펴보자. (그림 3)에서 보이는 바와 같이 passive

RFID는 5년 내에 생산 단계에 이를 것이며, 아울러 active RFID는 5~10년 내에 양산 단계에

도달할 것임을 나타내고 있다.

출처 :

(그림 3) 제조 기술별 추세

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반대로 (그림 4)에서는 우리를 먹여 살려 왔고 그동안 효자 종목이었던 CDMA2000 1xEV-

DO등이 장막 속으로 사라지고 말 것임을 시사하고 있다. 즉 수없이 뜨고 지는 기술들을 파악하

여 미래를 대비하지 않으면 곧 뒤쳐질 수밖에 없음을 나타내고 있으며 차세대 핵심 기술로서

RFID 기술을 끊임없이 연구 개발하여 유비쿼터스 사회에 대비하여야 할 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같이 새로운 기술과 상품에 대한 기회 포착과 선택은 또 한번 중요한

결정을 기다리고 있다.

III. 유비쿼터스 컴퓨팅

1. 유비쿼터스 컴퓨팅의 개념

유비쿼터스란 “신은 언제 어디서나, 동시에 존재한다.”라는 어원에서 유래한다. 즉 물리 공간

에 존재하는 모든 사물들에 다양한 기능을 갖는 컴퓨터와 장치들을 심어 네트워크로 연결한 후

기능적ㆍ 공간적으로 사람ㆍ컴퓨터ㆍ사물이 하나로 연결될 수 있도록 한 개념을 말한다.

맨 처음 유비쿼터스 컴퓨팅이라는 개념을 발표한 것은 미국 제록스사 팔로알토스 연구소의

Mark Waiser 였다. 1991 년 발표한 그의 논문에서1) 어디에서나 컴퓨터에 접근이 가능한 환경

1) “The computing for the 21st century”(Mark Waiser, Scientific American ('91.9))

(그림 4) 모바일 및 무선 네트워킹 추세

출처 :

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이라고 정의를 했다. 유비쿼터스 컴퓨팅은 5A 즉 Any-where, Any-time, Any-network, Any-

device, Any-service를 근간으로 인간과 컴퓨터가 보다 밀접한 관계를 유지하고자 하는 것이다.

그 등장 배경을 살펴보면 정보 혁명이 전자 공간을 창조하고 그곳에 전자 도서관과 쇼핑몰

등을 집어넣음으로써 어느 정도 시공을 초월할 수 있었으나 여전히 물리 공간 속에 남아 컴퓨터

속으로 들어갈 수 없는 대상들이 더 많이 존재하고 있다. 따라서 그 해결 대안으로 전자 공간과

물리 공간을 통합한 새로운 유비쿼터스 공간의 창조와 언제, 어디서나 제한 없는 상호 접속

(ubiquitous access)을 지향할 필요성에 따라 자연적인 진화 과정을 밟고 있는 것이다.

2. 공간의 진화 과정

본 절에서는 유비쿼터스 환경을 이해하기 위해 공간의 진화 과정을 살펴보고자 한다. (그림

5)에서 보는 바와 같이 제 1 공간인 재래 공간 즉 물리적 공간이 제 2 공간인 전자적 공간으로

진화하고 지금은 제3 공간인 유비쿼터스 공간으로 진화하고 있다[3].

공간이란 인간의 다양한 삶을 담아내는 그릇이며 물질과 정보흐름의 토대가 되는 보편적 자

원으로 기하학적이다. 하지만 공간은 고정되어 있지 않고 물질적이면서도 권력과 가치를 내포하

고 있는 것을 일컫는다. (그림 5)에서 보는 바와 같이 4차례의 공간 혁명이 일어나고 그때마다

사회구조는 다향하게 변해 왔다.

제 1 차 공간 혁명인 도시 혁명을 살펴보면 원시적 평면인 물리 공간을 도시적 방식으로 창

조해 내고 식량 수송과 같은 시간적인 제약을 극복하기 위해 도시를 건설하여 공간을 축소하는

과정을 말한다.

두 번째 공간 혁명인 산업 혁명을 살펴보면 도시 공간을 중심으로 물리 공간의 생산성을 향

상시키는 역할을 수행하였으며 대량생산 체제를 통해 물리 공간의 한계를 벗어나려 하였으나 수

(그림 5) 공간의 진화 과정

제1 공간

(물리적 공간)

제2 공간

(전자적 공간)

제3 공간 (물리ㆍ전자 융합 공간)

농경사회 정보화사회 산업사회 지식사회

도시 혁명 디지털 혁명 산업 혁명 유비쿼터스 혁명

e코리아 u코리아

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확 체감의 법칙을 벗어나지 못하는 한계가 있었다.

세 번째 혁명인 디지털 혁명은 물리 공간의 개념을 뛰어넘어 땅 한평 없이도 거대한 쇼핑몰

을 운영할 수 있는 공간 개념의 변화를 이끌어 냈다. 이때는 물리 공간을 전자 공간으로 집어넣

는 패러다임의 변화가 있었고 지금은 네 번째 혁명인 유비쿼터스 혁명이 진행되고 있다.

유비쿼터스 혁명은 전자 공간으로 빨려 들어가 죽어버린 물리 공간을 부활시키는 개념으로

언제 어디서나 물질과 정보의 흐름을 통합할 수 있는 새로운 공간으로 컴퓨터를 물리 공간에 집

어넣는 혁명을 말한다. 따라서 e-비즈니스가 물리적 공간에 네트워크 인프라를 접목시켜 책상

위의 나 홀로 컴퓨터를 정보의 바다로 끄집어내는 것이라 한다면 u-비즈니스는 물리 공간에 존

재하는 사물에 컴퓨터를 집어넣어 사람, 컴퓨터, 사물이 하나로 연결되는 사회를 의미한다. <표

2>에서는 제2 공간의 진화 단계 즉 전자 공간의 진화 단계를 도식화해 놓은 것이다[3].

다음으로 제3 공간의 개념을 살펴보자. 제3 공간이란 제1 공간인 물리 공간과 제2 공간인

전자 공간의 결합으로 창출되는 새로운 공간으로 간 공간(間空間: Inter-Space) 또는 초 공간

(超空間: Hyper-Space)이라고도 한다.

제 3 의 공간은 크게 다섯 가지의 기본 이념(5C Every)을 갖고 있으며 그 각각은 컴퓨팅

(Computing), 커뮤니케이션(Communication), 접속(Connectivity), 콘텐츠(Contents), 조용함

(Calm) 등 5C 로 구성되며 그 구성 요소들이 시간(time), 장소(where), 네트워크(network), 미

디어(media), 단말기(device)의 한계를 뛰어넘어 전방위성(Every)을 보장받을 수 있어야 한다.

<표 2> 제2 공간 진화 단계별 특징

단계 내용

1단계 IT혁명

- 1980년대를 전후해 발생한 컴퓨팅 혁명 - 무어의 법칙에 의한 데이터 처리 속도의 혁신과 컴퓨터의 저렴화와 소형화 - 네트워크가 빠진 나홀로 PC(stand alone)에 의한 점(Point)에서의 IT혁명

2단계 IT혁명

- 컴퓨터들을 연결시키는 네트워크에 초점을 맞춘 네트워크 혁명 - 인터넷의 탄생 및 핵심적인 국가 인프라로 부상 - Point로 존재하는 PC들이 새로운 공간으로 발전 * 하지만 콘텐츠가 없는 비어 있는 공간

3단계 IT혁명

- 인터넷이라는 2차원 공간(면)에 각종 콘텐츠가 집적됨으로써 3차원 공간으로 발전 - 전자공간을 창출하는 인터넷 호스트 컴퓨터가 1억 대를 넘어서면서 전자 공간이 빅뱅 단계로 진화- 인터넷으로 사람이 모이면서 e비즈니스 등장 - 물리 공간을 중심으로 수행되던 경제적 활동이 전자공간을 통해 디지털 경제라는 새로운 경제체제로 진화를 시작

4단계 IT혁명

- 전자 공간과 물리 공간의 융합으로 전자 공간과 물리 공간의 경계 파괴

<자료>: 유비쿼터스IT혁명과 제3공간(전자신문사, 하원규외 2인)

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● 포커스

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3. 유비쿼터스 사회구축을 위한 해외 동향

미국은 유비쿼터스 컴퓨팅에 관한 한 거의 모든 분야의 기술을 주도하고 있다[1]. 그들은 부분

적인 조기 응용개발에 중점을 두고 있으며 특히 일상생활 공간과 컴퓨터간의 자연스러운 통합이

가능한 HCI(Human Computer Interface) 기술과 표준개발을 핵심 요소 기술로 인식하고 있다.

미국 정부는 지난 2000 년까지 차세대 인터넷(NGI) 등 네트워킹 연구 분야를 중시하였으나

2001 년부터는 고성능 컴퓨팅에 관한 연구개발 투자비중을 다시 늘리고 있다. 2004 년 부시행

정부의 유비쿼터스 컴퓨팅 관련 예산은 약 18억 6,700만 달러로 증가하고 있다.2) 미국의 기술

개발 전략을 분야별로 살펴보면 하드웨어 분야에서는 Peta급 고성능 컴퓨팅 기술개발을 목표로

하고 있다.

다음으로 네트워킹 기술을 살펴보면 페타급 통신 기술 확보를 통해 최첨단 컴퓨팅과 초고속

네트워크 간 컨버전스 기술 분야에서 세계적인 리더십 확보를 지향하고 있다. 아울러 全光通信

技術(All-Optical Networking)을 기반으로 유ㆍ무선 망을 언제, 어디서나, 연결할 수 있는 하이

브리드 통신 기술개발을 추진하고 있고 수십억 개의 임베디드화된 센서를 연결하기 위한 센서

네트워크 기술개발을 추진하고 있다.

소프트웨어 분야는 다시 3개 분야로 추진하고 있다. 사용자 인터페이스 기술, 컴포넌트 소프

트웨어, 임베디드 응용 소프트웨어 개발이 그것이다.

이웃 일본의 동향을 살펴보면 유비쿼터스 컴퓨팅의 역사에서는 가장 앞선 나라라고 말할 수

있다. 1984년 사카무라 겐 교수가 트론 프로젝트에서 사람과 사람(P2P, Person to Person) 사

람과 물체(P2O, Person to Object)를 뛰어넘어 물체와 물체(O2O Object to Object)간의 유기적

인 인터페이스 기술을 주장했다.3)

2001년부터 정부 주도로 전문가들로 구성된 조사연구회를4) 발족하여 종합적인 추진계획을

수립하였다. 연구회에서 추진하는 주요내용은 첫째 ‘초소형 칩 네트워크 프로젝트’이다. 의복, 서

류, 유가증권, 브랜드 제품에 마이크로 칩을 내장시켜 100억 개 단위의 단말 간에 협조 및 제어

가 가능한 네트워크 기술을 개발하는 것이고 두 번째는 ‘무엇이든 My 단말 프로젝트’로 비접촉

식 카드를 통하여 순식간에 어떠한 단말이라도 마치 자신의 단말처럼 사용 가능케 하는 기술개

발을 목표로 하고 있다.

2) 2002년도 연구개발 투자비 18억3,000만 달러 중 고성능 컴퓨터 관련 기술에 7억8,900만 달러를 투자하였고 2003년에는 8억4,700만

달러를 투자 함

3) 사카무라 겐, ‘유비쿼터스 혁명,’ 동방미디어, 2002.

4) 총무성 정보통신정책국 주도로 2001년 11월에 학계, 산업계, 공공기관의 전문가들로 구성된 ‘유비쿼터스 네트워크 기술의 미래전망에 관한

조사 연구회’를 구성

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마지막으로 ‘어디서든 네트워크 프로젝트’로 언제 어디에서라도 네트워크에 연결되어 사무실

과 동일한 통신 서비스를 실현할 환경을 구현한다. 결국 e-Japan 전략을 달성하기 위해 미국과

는 달리 마이크로 센서 기술에 전력을 집중하고 있다.

유럽연합(EU)의 유비쿼터스 추진 동향은 2001 년에 IST(정보화사회기술계획)의 일환으로

FET(미래기술계획)가 자금을 지원하는 형태로 시작되고 있다. 대표적인 계획인 ‘사라지는 컴퓨

팅 계획(Disappearing Computing Initiative)’을 중심으로 16개의 프로젝트를 통해 유비쿼터스

혁명에 대처하고 있다.

본 프로젝트의 목적은 첫째 일상 사물에 스마트한 기능을 내장하는 도구나 방법을 개발하는

것이고, 둘째는 일상 사물들 간의 상호작용에 대한 새로운 기능과 용도를 연구하는 것이고, 마지

막으로 인간생활이 스마트 사물 환경에 밀착되고 조화롭게 생활할 수 있는지를 연구하는 것이다.

EU의 유비쿼터스 대응 전략은 일상 사물에 센서, 구동기, 프로세서 등을 탑재하여 사물 고유의

기능에 정보처리 및 정보교환기능이 증진된 情報人工物(Information artifacts)을 개발하려 하는

것이다. 세계 각국이 추진하고 있는 내용을 요약하면 <표 3>과 같다.

4. 유비쿼터스 사회를 구현하기 위한 요소 기술

지금까지 살펴본 유비쿼터스 컴퓨팅을 기반으로 한 u-비즈니스 개념에서는 기본 인프라가

광대역 네트워크(BcN)로 압축됨을 알 수 있다. 하지만 광대역망 외에도 간과할 수 없는 것이

RFID 를 이용한 기술이다. 우선 BcN 이 대용량의 멀티미디어 데이터를 전송하는 간선망으로서

의 역할을 담당한다면 종단부의 단말 또는 사물과 사물간, 사람과 사물간의 통신은 RFID를 이

<표 3> 유비쿼터스 개념과 기술개발 분야 비교

구분 미국 EU 일본 싱가포르 한국

표현

방식

Ubiquitous computing, pervasive computing

Disappearing computer, Ambient

computing

Ubiquitous Network

Pervasiveinfra Ubiquitous Appliance

서비스

유형

자율형 컴퓨팅 장치에 의한 서비스

정보, 인공물에 의한 자율적 협업

소형칩, 스마트카드, 컨텍스트 로밍에 의한 장소무관 네트워크

접속

무선랜, 이동전화, 브로드밴드 인터넷을 연결하는 통합망 구축

- 근거리 무선 통신으로 자기 조직화 기능을 가진 네트워크 콘텐츠

- 소비용 분산 정보 가전

집중 개발

분야

컴퓨터 장치 (Computer device)

일상적 사물 (Everyday object)

네트워크 (Network)

국가정보 인프라 (infra)

가전 (Appliance)

<자료>: 한국전산원, 유비쿼터스 환경 분석에 대한 국내외 동향, 2004. 6.

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● 포커스

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용한 지선망 역할을 담당해야 한다.

그럼 RFID에 대한 기술적인 내용을 개관해 보자. 우선 RFID란 태그에 저장된 데이터를 전

자기파를 이용하여 리더기에서 수신 후 정보를 인식하는 자동인식 기술 분야 중 하나다. RFID

는 무선주파수를 이용하여 정보교환이 가능한 태그로 자신의 고유한 ID 를 보유하고 있으며 아

울러 소량의 정보를 저장할 수가 있다. RFID는 크게 능동형(Active)과 수동형(Passive)으로 나

누며 능동형은 태그 자체가 전원(Power)을 보유하는 형태로 스스로 정보를 내보내는 기능을 갖

고 있다. 반대로 수동형은 외부의 무선전파에 의해 유도되어 기전력을 발생시키는 형태로 값이

저렴하여 향후 활용도가 급속히 증가할 것으로 예상된다. RFID 구성도는 (그림 6)과 같다.

(그림 6)에서 보는 바와 같이 태그는 칩과 유도 코일로 구성되어 있으며 수동형의 경우 리더

기에서 안테나를 통해 주파수 시그널을 전송하면 유도 코일에 기전력이 발생하여 동작하고 그때

자신이 보유한 정보를 리더기가 받아 갈 수 있도록 활성화 되는 것을 말한다.

IV. 유비쿼터스 사회 진입 전략

1. 유비쿼터스 사회 건설을 위한 SWOT 분석

유비쿼터스 사회 건설을 위해 우리 나라의 강점을 내ㆍ외적으로 나누어 보자. 우선 우리 나

라는 지리적으로 동북아시아의 중심축에 위치하고 있어 일본이 대륙으로 진출하기 위한 교두보

(그림 6) RFID 구성도(Passive 형)

데이터

Chip

태그 리더기

HOST ~

Power

에너지

유도코일

안테나

펌웨어

API응용

프로그램

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로 지리적 강점을 갖고 있다[2].

외적인 두 번째 강점은 중국, 인도, 러시아 등 신흥시장을 선점하여 다른 경쟁국들로 하여금

진입장벽을 칠 수 있는 장점을 갖고 있다.

세 번째 강점은 우리 문화의 경쟁력이 완만하게 상승하고 있어 IT산업 발전에 승승의 효과

를 안겨 주고 있다. 특히 韓流熱風은 우리 상품, 그중에서도 IT 관련 상품의 수출에 큰 역할을

담당하고 있다.

아울러 우리의 내적인 강점을 살펴보면 먼저 IT 기반의 경쟁력을 충분히 확보하고 있다. 그

것은 곧 디지털 테스트베드로서의 훌륭한 인프라를 구비하고 있다는 것을 의미하고 두 번째로는

세계적인 수준의 기업으로 IT 분야 기업이 늘어간다는 것이다. 세 번째로는 풍부한 인적자원 즉

엔지니어링 기술 인력들을 보유하고 있고 높은 교육열기로 인해 향해 IT 강국을 유지시키는데

큰 역할을 할 수 있다고 본다. 그러면 유비쿼터스 사회에서 필요로 하는 필수 기술은 무엇인지

살펴보고 강ㆍ약점 및 기회와 위험 요인을 살펴보자[2]. 먼저 필수 요소 기술은 광대역 무선네

트워크 기술, 반도체ㆍ나노소자 기술, 지능형 네트워크 기술, Wearable 컴퓨터 기술, 칩 및 센서

기술을 손꼽을 수 있다. SWOT 분석 내용은 <표 4>과 같다.

2. 기술적인 측면에서의 추진 방안

먼저 유비쿼터스 사회를 구현하기 위한 기술을 핵심 요소 기술과 보완재 역할을 하는 기술로

나누어 보자. 핵심 요소 기술에는 센서 기술과 MEMS(Micro Electro Mechanical System) 등이

있고 보완재 기술로는 위치추적 기술과 IPv6 등으로 나눌 수 있다. 아울러 상호보완재 기술로는

부족한 주소를 해결할 IPv6와 사물의 이동경로를 추적할 수 있는 GPS 기술이 필요하다.

<표 4> SWOT 교차분석에 의한 u-코리아 전략 메트릭스

외부환경 요인

내부 요인

[기회] - UT관련 거대시장 출현 예상 - 홈네트워크 시장 창출 효과 - UT환경 도입에 대한 전세계적인 공감대 형성

[위협] - 선진국의 RFID 사용 의무화 증가 - 국제적인 기술 표준화 경쟁 - 중국 등 후발국가의 약진

[강점] - 세계 최고 수준의 IT 인프라

- 밀집된 주거환경

[고도화 전략=적극적 대응] <슈퍼네트워크> 한국의 IT 강점인 네트워크 기반을 활용한 발전 전략

[차별화 전략=조기 대응] <슈퍼인더스트리> 기초 산업과 유비쿼터스 IT가 접목하여 시너지 효과를 창출하는 산업 육성

[약점] - 세계시장에서 후발주자 - 선진국과 기술격차와 요소부품의 해외의존도 - 공급중심의 시장 전략

[보완 전략=조기 대응] <슈퍼테크놀러지> 전방위적 기술개발을 통해 슈퍼 테크놀러지 형성 및 기술개발 전략

[극복 전략=장기 대응] <슈퍼인프라스트럭쳐> 유비쿼터스 IT 시대를 대비한 슈퍼인프라 확보 전략

<자료>: 전자신문(2004.12.13. u 코리아 SWOT 분석)

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● 포커스

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첫 번째 기술적인 추진목표로는 상기 기술을 활용하여 가장 손쉬운 물류 분야에 최우선 적용

하여 확산을 꾀해야 한다. 물론 미국의 월마트나 국방 분야에서 요구하는 RFID 태그를 최대한

적용하되 표준화 관점에서 조심스럽게 목표를 세워 접근해야 한다.

두 번째로 단계적인 추진방안을 제시하면 리더기, 태그, 칩 개발 순으로 추진함이 바람직하

다. 우선 리더기를 상용화하고 그 다음에 외산 칩을 활용하여 RFID 태그를 개발하되 핵심 칩은

병행하여 개발하는 것이 바람직하다.

세 번째로 추진 전략을 살펴보면 정부는 산업 활성화를 위해 공공부문에 RFID 적용을 의무

화하여 민간부문의 투자를 유도해야한다. 새로운 기술의 적용을 위해서 일부 위험감수가 불가피

한 만큼 민간의 부담을 최소화 하는 것이 바람직하기 때문이다.

3. 정책적인 측면에서의 추진 방안

지금까지는 선진국에서 개발한 신기술을 베껴 쓰는 것이 그런대로 먹혀 들어 갔다. 하지만

기술개발에 소홀하면 영원히 2 등일 뿐만 아니라 생산기지도 중국이나 후발국들에 빼앗겨 결국

은 우리가 설 땅을 잃게 된다.

먼저 정책적인 차원에서 추진방안을 살펴보면 휴대폰, 반도체, PDP 등의 후속 성장 엔진을

발굴하기 위해 적극적인 투자를 유도해야 한다. 그러기 위해서는 IT 뉴딜정책과는 별개로 정부

차원의 시범사업을 지속적으로 유도해 나가야 한다. 특히 주파수 배분 등 산업발전에 저해가 되

는 법령정비를 통해 민간기업들이 마음 놓고 투자할 수 있도록 해야 한다.

두 번째로 추진 전략을 살펴보면 먼저 산ㆍ관ㆍ학ㆍ연의 역할분담을 통해 유기적인 관계를

정립해야 한다. 외국의 사례를 보더라도 미국이나 일본, 유럽 등은 산ㆍ관ㆍ학ㆍ연구소의 유기

적인 협력체계와 역할분담을 통해 활발하게 연구를 진행하고 있다.

세 번째로 전문 기술인력 확보가 시급하다. 그 동안 연구 인력들에 대한 홀대와 푸대접은 결

국 이공계 기피현상이라는 신조어를 낳게 했고 과학고 수재가 의대를 지원하는 아이러니컬한 일

이 벌어지고 말았다. 이를 해결하기 위한 대안으로 특화된 후원과 관심이 필요하다.

네 번째로 정부 부처간의 협력체계 강화가 무엇보다 중요하다. EU는 각 나라별로 강점을 갖

고 있는 기술을 바탕으로 공동추진하고 있어 우리와 같은 단일국가가 그들과 경쟁한다는 것은

사실 가능성이 매우 낮다. 하물며 부처간의 협력체계마저 이루어지지 않는다면 결국 우리 스스

로 멸망의 길을 자초하는 꼴이 되고 말 것이다. 부처간의 이기주의를 버리고 똘똘 뭉쳐 유비쿼

터스 사회건설에 매진하기 위해 먼저 국가과학기술자문위원회에서 U-코리아 건설을 위한 로드

맵과 청사진을 제시하고 과기부총리 산하에 가칭 ‘u-코리아추진단’을 신설하는 것도 검토할 필

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요가 있다

4. 민간투자의 활성화를 위한 추진 방안

지금 정통부에서 추진하는 IT839 전략이 시사하는 바는 매우 크다. 그것은 민간기업이 투자

하기를 기다리지 않고 투자할 수 있는 환경을 정부차원에서 주도적으로 조성했다는 측면에서 높

이 평가할 만하다. 어차피 민간기업은 이익이 보장되지 않는 사업을 추진할 이유가 하등에 없다.

따라서 정부에서 유비쿼터스와 관련된 서비스, 인프라를 제공하고 기업은 관련된 산업을 발전시

키도록 해야 할 것이다.

먼저 민간기업의 투자유도 방안을 살펴보면 정부의 확고한 의지와 서비스를 발굴하는 것이

무엇보다 중요한 요소다. 그 대안으로 유ㆍ무선 네트워크 및 IPv6 는 정부 주도로 인프라를 구

축하고 관련된 서비스는 정부 및 공공기관에서 의무적으로 도입하도록 혁신차원에서 접근하는

것도 고려해 볼만하다. 민간기업들이 장래가 불투명한 비즈니스에 투자를 유도하기 위한 최선의

대안은 투자에 따른 최소한의 회수가 가능하도록 정부에서 유도해야만 하기 때문이다.

두 번째로 정책적인 강제를 들 수 있다. 공기업 및 정부기관에 대해 경영평가 항목으로 신

기술 육성 실적을 계량화하면 활성화가 이루어진다. 즉 공공기관은 유비쿼터스 사회 건설을 위

해 피동적인 움직임이라 할지라도 평가가 수반되면 목표달성을 위해 프로젝트를 창출하고 투자

를 유도하게 될 것이다. 결국 유비쿼터스 사회 건설의 성패는 정부나 공공기관의 선도 여하에

따라 달라지기 때문에 정부의 정책적인 지원이 필요하다.

V. 결 론

지금까지의 유비쿼터스 선진사례를 살펴보고 유비쿼터스 사회진입을 위한 추진 전략에 대해

살펴보았다. 앞으로 우리가 나아가야할 방향은 신기술과 새로운 사회의 도래에 대비한 치밀한

전략과 계획을 수립하여 대처하는 것이며 기회를 놓치면 영원히 후진국을 면치 못할 것이다. 우

선 신성장 동력 엔진중 RFID를 이용한 기술개발에 적극적인 지원과 투자가 필용한 시점이다. 우

리 나라는 불과 10년 이내에 초고령화 사회로 진입하게 될 것이며 먹여 살려야 할 인구가 그만

큼 늘어나는 만큼 미래 성장 동력을 성공리에 구축해야만 한다. 결국 고령자들이 젊은이들의 도

움을 최소화시킬 수 있도록 새로운 일자리를 창출하여 실질적인 삶의 질을 향상하기 위한 수단

으로 유비쿼터스 컴퓨팅이 더욱 필요하다. 이는 곧 사회통합을 이루는 지름길이다. 아울러 성공

적인 유비쿼터스 사회를 구현하기 위해서는 정부에서 확실한 비전을 제시할 필요가 있다. 아울

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● 포커스

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러 정부 및 공공기관에서 우선적으로 유비쿼터스 컴퓨팅 시범사업을 전개해 나가야 할 것이며

초기 단계에서 부딪치게 될지도 모르는 실패를 탓하지 않는 지속적인 관심과 후원이 필요하다.

<참 고 문 헌>

[1] “유비쿼터스 환경구축에 대한 국내외 동향 분석,” 한국전산원, 2004. 6.

[2] “유비쿼터스 혁명은 계속된다,” 전자신문 연중기획. 2004. 12. 13.

[3] 하원규, 김동환, 최남희 공저, “유비쿼터스 IT 혁명과 제3 공간, 전자신문사. 2002. 11. 5.

[4] “Emerging technology Hype cycle,” 가트너 그룹, 2002.

[5] 허운나, “21세기 IT강국의 새로운 비전과 세계화 전략,” 2004. 11.

[6] 한국통신학회지, VOL.21, 2004. 6.

[7] http://epic.kdi.re.kr/nara/200310/20031002.pdf(미래성장 잠재력의 확충, 10 대차세대성장동력 산업

발전 전략, 윤종연)

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햅틱 인터페이스의 현재와 미래

1. 개요

햅틱(Haptic)이라는 단어의 어원은 ‘만지다’라는 의미의 그리스어 ‘Haptesthai’에서 유래되었

으며, 햅틱 감각은 손을 사용하여 느끼는 모든 지각을 의미하는 단어로 정의되어 사용되어졌으

나, 최근에는 인체의 모든 촉감 기관을 사용하여 느끼는 지각으로 의미가 넓혀지고 있다. 인간의

햅틱 시스템은 주의 환경과의 상호작용을 쉽고 정밀하게 해주는 것으로 일상 생활에서 운전을

하거나 글을 쓰는 등의 햅틱 감각이 없으면 매우 불편한 작업이 많다.

햅틱 인터페이스는 인간의 햅틱 감각을 활용하는 인터페이스로 정의될 수 있으며, 영상 및

음성 등 시청각을 이용하는 모니터, 스피커 등과는 구별될 수 있다. 햅틱 인터페이스는 촉감이라

는 새로운 미디어의 출현과 사용자 인터페이스의 실감화라는 부분에서 큰 역할을 할 수 있다.

가. 촉감이라는 새로운 미디어

지구상의 생명체 중 인류가 가진 가장 큰 특징 중의 하나가 미디어의 사용이다. 인류 역사상

미디어의 시작은 선사시대의 벽화로 볼 수 있으며, 그 후 문자(文字)라는 추상화 또는 함축화 과

정을 거치면서 다양한 형태의 미디어를 탄생시켰다. 초기의 미디어는 정보의 전달 및 기록에 초

점이 맞추어져 발전하였다면, 현재의 미디어는 인간의 감정이나 보다 현실적인 정보의 전달을

목적으로 구현되는 특징을 가지고 있다고 할 수 있다.

19세기까지의 미디어는 문서, 그림 등 대부분 시각에 의존하는 형태를 가지고 있었으나, 20

IT839 전략

* 본 컬럼은 비엔비넷㈜에서 작성한 내용입니다. 본 내용과 관련된 사항은 비엔비넷㈜의 김봉오 연구원(☎ 031-609-

4531)에게 문의하시기 바랍니다.

1. 개요

2. 햅틱 인터페이스의 원리 및 기술 동향

3. 햅틱 인터페이스의 응용

4. 향후 전망 및 결론

김민철

비엔비넷㈜ 대표이사

[email protected]

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● IT839 전략

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세기 들어 축음기의 개발과 전파 기술의 발전으로 음성 또한 미디어의 전달 수단으로 급속하게

발전하였다. 현재도 시각과 청각을 통한 정보 전달은 가장 대중적인 미디어의 방식이다.

정보전달을 위해서는 인간과 미디어 사이에 매개체가 필요하며, 이런 도구는 인터페이스라는

용어로 정의될 수 있고, 컴퓨터의 모니터, 스피커 등은 가장 보편적인 인터페이스 장치의 요소라

할 수 있다. 이런 이유로 미디어와 인터페이스는 불가분의 관계에 있으며, 인터페이스는 인간의

오감에 의존하는 형태를 가질 수 밖에 없다. 최근 들어, 공학 기술의 발전으로 시청각에만 의존

하던 인터페이스 기술이 후각, 촉각을 활용하는 인터페이스 기술로 진화하고 있으며, 햅틱 인터

페이스는 촉감이라는 미디어의 출현을 위한 요소 장치로서 활용될 수 있다.

나. 사용자 인터페이스의 실감화(새로운 가상현실 기술)

성능 향상과 저가격화에 힘입어 오늘날의 컴퓨터는 보다 복잡한 형태로 인간과 상호작용을

도모할 수 있게 되었다. 이런 상호작용에 있어서, 가장 중요한 요소는 인터페이스의 실감화이며,

이를 위해 모니터 등의 디스플레이는 고해상도/대형화의 길로 발전하고 있으며, 음성의 경우 스

테레오 음향 장치를 거쳐 입체 음향을 위한 장치가 보편화되고 있다. 인터페이스의 실감화를 위

해 새롭게 등장한 대표적인 파라다임이 가상현실이며, 3 차원 그래픽, 입체 음향, 냄새나 맛, 촉

감 등과 같이 여러 종류의 정보를 적절히 조합하여 사용자에게 현실성을 제공하는 것이 가상 현

실 기법의 궁극적인 목표가 된다. 이런 의미에서 가상환경은 (그림 1)과 같이 몰입(immersion),

상호작용(interaction), 상상(imagination)의 세가지 요소로 구성되어 작용한다고 볼 수 있다[1].

가상현실의 목적인 현실감 제공은 사용자가 몰입이라는 상태에 도달되도록 함으로써 달성될 수

있으며, 몰입 순간까지의 과정을 얼마나 쉽고 빠르게 이끌어 가는 가가 가상현실의 기술적 정도

(그림 1) 가상현실의 세가지 요소 및 작용

Immersion

Interaction Imagination

I3Human Brain

Human Senses

Final Goal of VR

Technology

User Interfacing Hardware +

Related Software

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주간기술동향 통권 1204호 2005. 7. 13. ●

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를 대변한다 할 수 있다. 그림에서 보듯이 상상과 몰입의 과정은 인간의 뇌에서 이루어지는 것

으로, 이러한 일련의 과정을 효율적으로 진행시키기 위해서는 발전된 형태의 상호작용 도구가

필요하다. 현재의 보편화된 상호작용 수단은 시청각 인터페이스이지만, 인간이 현실 생활에서

느끼는 지각 능력은 시청각에만 국한되지 않고, 물리적인 힘이 관여되는 상황이 많기 때문에, 햅

틱 인터페이스는 촉각을 통한 상호작용의 효율화라는 측면에서 질 높은 가상환경 구축에 중요한

도구로 활용될 수 있으며. 게임 등의 엔터테인먼트 산업 분야에서 이미 보편화되고 있는 단계이다.

이 외에도 햅틱 인터페이스는 시청각 인터페이스가 용이하지 않은 사용자(시/청각 장애인

등)을 위한 대안적 인터페이스(alternative interface)로 사용될 수 있다.

2. 햅틱 인터페이스의 원리 및 기술 동향

가. 햅틱 인터페이스의 원리 및 종류

햅틱 인터페이스는 (그림 2)와 같이, 인간에게 자극을 전달하고, 인간의 운동(조작위치)정보

를 감지하는 양방향성 구조를 기본적으로 채용하고 있으며, 활용도에 따라 후자의 운동정보 감

지 장치가 없는 단방향의 햅틱 디스플레이(Haptic display) 형태로 제공되기도 한다.

햅틱 인터페이스는 사용자에게 전달되는 촉감의 종류에 따라 질감형 햅틱 인터페이스와 역

감형 햅틱 인터페이스로 나눌 수 있다. 질감형 햅틱 인터페이스의 경우는 표면의 거칠기 등 질

감을 제공하는 햅틱 인터페이스이며 대부분 위치정보의 피드백이 없는 단방향형 햅틱 디스플레

이로 제작 사용되며, 최근에는 질감 외에 온도 정보도 제공하는 햅틱 인터페이스가 개발되고 있

다. 역감형 햅틱 인터페이스는 인간과 물체사이의 작용력을 표현하는 햅틱 인터페이스로, 일반

적으로 (그림 3)과 같은 형태를 가진다.

역감형 햅틱 인터페이스는 그 형태 및 힘전달 구조에 따라, 직렬형/병렬형, 데스크탑형/휴대

형/착용형 등으로 나누어진다. 직렬형의 경우, 병렬형에 비하여 표현할 수 있는 힘의 크기가 상

(그림 2) 햅틱 인터페이스의 동작 개념

Real/Virtual

Environment

Human

Haptic Interface

Interaction

Motion

Tactile/Force Display

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● IT839 전략

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대적으로 작지만, 넓은 운동영역을 가지는 장점이 있다. 세부적으로는 구동장치(actuator) 등에

따라서 다양한 형태로 분류될 수 있다.

기본적으로 다른 인터페이스 장치에 비하여 다양한 형태를 가지는 근본적인 이유는 모든 종

류의 촉감을 한꺼번에 제공할 수 있는 햅틱 인터페이스는 현재의 기술로는 불가능하기 때문인

것으로 판단되며, 제품의 가격적인 측면을 고려하더라도 다양한 형태의 인터페이스로 개발이 진

행될 것으로 예측된다.

나. 기술개발 동향

햅틱 인터페이스는 기본적으로 원격조작(teleoperation)에서 그 기술적 시작이 이루어졌다.

원격조작은 인간이 접근하기 어려운 핵시설 내부, 우주, 해저 등의 위해 환경 등에서 기계를 조

작하기 위하여 기술 개발이 시작되었으며, 원격조작 시스템은 사용자에 의하여 조작되어지는 슬

레이브 장치(slave device)와 사용자의 조작 입력이 가해지는 마스터 장치(master device)로 구

성된다. 여기서 마스터 장치가 햅틱 인터페이스에 해당되기 때문에 많은 사람들이 햅틱 인터페

이스의 근원을 원격조작 시스템으로 간주하고 있다. 최초의 원격조작 시스템은 기구적 링크로만

연결된 형태를 가졌으며, 이로 인해 마스터 장치와 슬래이브 장치는 아주 가까운 위치에 설치될

수 밖에 없었다. (그림 4)에 도시된 장치는 전기적인 신호/파워를 가지고 만들어진 초기의 원격

제어 시스템이다.

햅틱 인터페이스를 위한 요소 기술은 촉감 반영을 위한 하드웨어 기술과 햅틱 렌더링(haptic

rendering)이라 불리는 촉감 재현을 위한 관련 소프트웨어 기술이다. 햅틱 인터페이스를 위한

하드웨어는 다시 구동장치, 제어기, 센서, 기구 해석관련 세부 기술로 나누어지며 사용자의 기능

(그림 3) 역감형 햅틱 인터페이스의 구조

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과 한계(ergonomics)가 고려되고 햅틱 인터페이스 장치 자체의 물리적 특성(관성력, 마찰 등)은

촉감 표현에 장애물이 되기 때문에 최소화되도록 설계된다. 또한 인간과 결합된 형태로 사용되

어지기 때문에 기구적 안정성(safety)을 포함한 제어의 안정성(robustness)이 매우 중요한 설계

요소가 된다. 햅틱 렌더링은 가상환경과 피드백된 사용자의 위치 정보를 고려하여 힘 출력을 결

정하는 소프트웨어로서 시각 디스플레이에서 3차원 그래픽 렌더링 소프트웨어에 해당된다고 할

수 있다. 아래에서는 상기의 기술적 배경을 고려하여 햅틱 인터페이스의 개발 현황을 살펴본다.

(1) 질감형 햅틱 인터페이스 개발 현황

미국의 immersion 사는 18 개의 센서를 가진 CyberGlove 에 손바닥 및 손가락에 진동자를

장착한 CyberTouch라는 햅틱 인터페이스를 개발하여 상용화 하였다[3].

(그림 5) CyberTouch [Immersion Co. USA]

(그림 4) 초기의 원격조작 시스템[Argonne National Laboratory, 1954]

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● IT839 전략

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미국의 VirTouch 사는 기존의 마우스 상단에 질감형 햅틱 인터페이스 기능을 추가하여 컴

퓨터 화면상의 경계선이나 문자를 굴곡이나 점자의 형태로 제공하여 시각장애인들이 손쉽게 컴

퓨터를 사용할 수 있는 방법을 제공하였다[2].

(2) 역감형 햅틱 인터페이스 개발 현황

역감형 햅틱 인터페이스 분야에서 최고의 경쟁력을 가지고 있다고 알려진 미국의 센서블사

(SensAble Technology, Inc.)는 1990년대 중반에 PHANTOM 시리즈를 개발하였다. 센서블사

는 특허기반의 동력전달 메케니즘 채용을 통해 하드웨어의 관성력과 마찰력 등을 최소화 하였다

한국과학기술원의 Telerobotics & Control 연구실에서는 2자유도의 햅틱 인터페이스에 질

감표현을 위한 Tactile Mouse 를 결합한 형태의 햅틱 인터페이스를 개발하여 질감구현을 위한

물리량을 대부분 구현할 수 있는 시스템을 개발하였다[5].

(그림 6) 센서블사의 PHANTOM Series

(그림 7) 한국과학기술원의 Tactile Display Mouse

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(3) 햅틱 렌터링 소프트웨어 개발 현황

VirtualHand SDK 는 미국의 Immersion 사의 제품으로 손을 이용한 역감장치, 실시간 충돌

감지, 손으로 물건을 잡는 알고리즘이 포함된 소프트웨어이며, 진동, 충격, 펄스 등의 역감효과

를 제공하도록 개발되었다. 센서블사의 GHOST SDK는 그래픽 렌더링과 햅틱 렌더링을 동시에

구현할 수 있도록 개발되어졌으며[4], 25만 개의 삼각형으로 이루어진 모델에 대하여 실시간으

로 역감 렌더링이 가능하다. 그 외에도 보잉사(The Boeing Com.) 등 연구소, 학계에서 다양한

형태의 햅틱 렌더링 툴을 개발하거나 연구 중이다.

3. 햅틱 인터페이스의 응용

가. 원격조작 분야 및 의료 분야

원격조작 분야에서 햅틱 인터페이스는 현실감 제공이라는 측면에서 1950 년대부터 그 필요

성이 부각되어 왔다. 원격 조작에 있어서 원격 현실감(tele-presency)은 조작성능에 지대한 영

향을 미친다. 카메라나 음성 정보만으로는 원격 장치에서 발생하는 조작력을 알 수 없기 때문에,

시청각에 의한 현실감에는 한계가 있다. 이의 극복을 위해 힘정보 표현이 가능한 햅틱 인터페이

스의 활용은 원격조작에 있어서 필수의 기술 요소가 되었다.

의료 분야에서는 주로 진료와 수술 분야에서 활용 가능성이 있으며, 최소절개 수술 등 미세

한 조작이 필요한 수술의 경우에 로봇을 사용하는 기술이 최근들어 개발되어지고 있으나, 원격

조작과 마찬가지로 로봇과 대상물체(인체) 간의 작용력에 대한 정보를 로봇 조작자에게 전달시

켜 주지 못할 경우, 시술의 속도 및 정확성에 한계가 있어, 햅틱 인터페이스를 수술로봇의 조작

장치로 개발 활용하고 있다. 원격진료와 원격수술 분야에 대한 연구 진행도 다양하게 진행 중이

지만, 통신의 안정성, 기타 기술의 한계로 인해 현실화에는 시간이 필요할 것으로 사료된다.

나. 교육 분야

실습이 필요한 대부분의 학습은 재료적인 측면에서 소모적 금전 부담을 동반하고 있는 경우

가 많고, 일부 특수한 경우는 실습이라는 것이 위험을 안고 있는 상황이 많다. 운전 교육의 경우,

실습시의 실수는 금전적 신체적 손상의 위험이 있고, 보다 특수한 예로 의사의 봉합수술, 간호사

는 정맥 주사의 경우, 인체와 비슷한 재료로 많은 실습을 하지만, 실제의 경우와는 차이가 있기

때문에 학습에는 한계가 있다. 이런 작업들은 모두 힘반영을 제공하는 햅틱 인터페이스와 가상

환경 구축을 통해 실제와 거의 비슷한 학습 상황을 재현할 수 있고, 이를 통한 학습은 교육의 속

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● IT839 전략

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도와 질을 높을 수 있다. 파이럿 교육을 위한 모의 비행 환경 구축은 이미 현장에 적용된 상태이

며, 다양한 교육 분야에서 관련 햅틱 인터페이스의 개발이 진행 중에 있다.

다. 엔터테인먼트 분야

앞서 언급하였듯이 햅틱 인터페이스는 촉감이라는 새로운 미디어 수단을 제공할 수 있으며,

과거의 사례로 유추할 때, 새로운 미디어는 엔터테인먼트 분야에서 가장 먼저 상용화의 길로 진

행한다. 시청각 미디어인 TV, 라디오 등의 발전은 정보 전달의 개념보다는 엔터테인먼트를 위

한 콘텐츠로 현재의 발전이 이루어졌다고 해도 과언이 아니다. 햅틱 인터페이스도 미국의 로지

텍사[6] 등에서 게임 인터페이스로 다양하게 개발되어 시판 중이다.

라. 기타 분야

위에서 언급한 분야 외에도 컴퓨터상에서 가상 조각을 활용한 3 차원 제품 설계 도구, 착용

형 햅틱 인터페이스를 이용한 재활훈련장치, 미세 세포 조작 등을 위한 micro manipulation 및

바이오 산업 등에 응용될 수 있을 것으로 판단된다. 또한, 가장 커다란 산업 분야 중의 하나인

자동차 분야에서도 햅틱 인터페이스 기능이 추가된 운전 조작 장치의 개발로 안전운전을 위한

보조 수단으로서 활용도가 증대될 것으로 판단된다.

4. 향후 전망 및 결론

자동차의 안전 운전 수단, 핸드폰 진동의 패턴화, 게임 인터페이스 등으로 일반인의 생활에

스며들고 있는 햅틱 인터페이스는 보다 복합적이고 상세하며 현실에 가까운 미디어를 원하는 일

(그림 8) Logitech® Force™ 3D와 Logitech® Formula™ Force GP

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주간기술동향 통권 1204호 2005. 7. 13. ●

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반인들의 욕구를 충족시키는 수단으로서 지속적인 발전을 이룩할 것으로 판단된다. 또한 복잡해

지고 고속화되는 IT 환경상에서의 햅틱 인터페이스는 사용자에게 보다 손쉽고 빠른 Man-

machine 인터페이스로서 성장할 것이다. 특히, 게임 인터페이스 등의 엔터테인먼트 분야에서는

시장 초입 단계를 지나 가까운 시일내에 성숙 단계에 이를 것으로 예측된다. 하지만, 콘텐츠의

부족, 가격적 문제로 인해 햅틱 인터페이스는 1990년대 초반의 기술개발 초기 단계시의 예측에

비하여 시장 성숙이 늦어지고 있는 것 또한 현실이다. 시청각 콘텐츠가 길게는 인류의 역사와

비교될 만큼 긴 시간 동안 축적되어 왔던 것과 비교하여 촉감용 콘텐츠는 최근 들어 개발되기

시작한 점을 고려하면 너무나 당연한 결과이지만, 게임 인터페이스와 고도로 발전하고 있는 IT

산업과 기계문명에서 햅틱 인터페이스의 역할이 분명한 상황에서 햅틱 인터페이스 관련 산업의

발전은 기대가 아닌 현실로 다가올 것으로 판단된다.

<참 고 문 헌>

[1] Grigore C. Burdea, “Force and touch feedback for virtual reality”, John Whiley & Sons, 1996.

[2] VirTouch Ltd, http://www,skerpel.com/vts

[3] Immersion Corporation, http://www.immersion.com

[4] Sensable Technology, http://www.sensable.com.

[5] 한국과학기술원, Telerobotics & Control Lab, http://robot.kaist.ac.kr.

[6] 로지텍사, http://www.logitech.com

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● IT839 전략 BRIEF- 임베디드 소프트웨어

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김정환 선임연구원, 기술정책정보단 정보조사분석팀

(042) 710-1374, [email protected]

임베디드 시험 자동화 도구 시장, 2006 년 1 억 3,780 만 달러 규모로

□ 세계 임베디드 시험 자동화 도구 시장은 2003 년부터 2006 년까지 23% 이상의 복합연

평균 성장률로 약 1억 3,780만 달러 규모에 이를 전망

시험 자동화 도구는 업계의 전반적인 침체에도 불구하고 각광을 받고 있는 개발 도구

중 하나로 지속적인 성장세를 보이고 있음

- 임베디드 시험 자동화 도구 시장에는 임베디드 애플리케이션의 복잡성 증가에 따라

품질보증을 위한 보다 엄격한 시험에 대한 요구, 임베디드 엔지니어 수의 증가, 시험

자동화 대한 OEM 들의 필요성 인식 확산, 군사/항공 및 안전성을 우선으로 하는 프

로젝트에서의 시험 요구 증대, 소프트웨어 오류에 의한 법정소송 위협 증대 등이 촉

진요인으로 작용

- 그러나 규제기관 내부의 오래된 시험표준, 모델 체커와 같은 설계 자동화 도구로의

시험 통합 확산으로 전용 시험 환경의 필요성 감소, 시험 프로그램 구축에 필요한 막

대한 시간과 자금, 개발팀 내에서의 시험 엔지니어들의 낮은 지위로 개발 과정에서의

우선성 하락 등은 여전히 억제요인으로 작용하고 있음

IT839 전략 BRIEF- 임베디드 소프트웨어

<자료>: VDC, 2004. 7.

(그림 1) 세계 임베디드 시험 자동화 도구 및 관련 서비스 시장

63.773.9

90.3

111.3

137.8

0

20

40

60

80

100

120

140

2002 2003 2004 2005 2006

(단위: 백만 달러)

CAGR(’03~’06): 23.0%

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주간기술동향 통권 1204호 2005. 7. 13. ●

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- 현재 진행 중인 임베디드 소프트웨어 개발 프로젝트의 25% 정도가 시험 도구를 이

용하고 있는 것으로 추산되어 앞으로 시장 확산은 계속 진행될 것으로 전망

군사/항공 분야가 26.8%의 비중(약 2,000 만 달러)으로 시험 자동화 도구 시장의 최대

소비 시장이며, 그 뒤를 통신, 가전, 자동차, 의료 분야가 잇고 있음

- 2006 년에 군사/항공 3%, 가전 1.1%, 자동차 분야 1% 증가, 의료 1.8% 감소 등이

예상되지만, 현재의 애플리케이션별 시장 규모 구도가 거의 유지될 것으로 전망

- 군사/항공 분야에서는 보다 복잡한 소프트웨어로 제어되는 무기들이 개발되고 있기

때문에 성장을 지속적으로 촉진할 것임

□ IBM Rational, 임베디드 시험 자동화 도구 시장을 지속적으로 주도

2001년 프랑스의 Attol을 인수하여 시장에 진출한 Rational은 2002년 말 IBM에 흡

수 되었고, Test RealTime 제품을 통해 임베디드 시험 자동화 도구 시장을 계속 주도하

고 있음

- Test RealTime은 Windows NT 4.0 SP6, Windows 2000 Pro, Windows XP Pro,

Red Hat Linux 7.2, 7.3, 8.0, SuSE Linux 8.1, AIX 4.3, 5.1, 5.2, HP-UX 10.20, 11,

그리고 Solaris 2.6, 2.7, 2.8, 2.9 등의 OS를 지원하며, 컴포넌트 시험, 메모리 프로

파일링, 성능 프로파일링, 쓰레드 프로파일링, 커드 커버리지 분석, 런타임 기록, 시스

템 시험 등과 같은 특성을 가지고 있음

<자료>: VDC, 2004. 7.

(그림 2) 애플리케이션별 임베디드 시험 자동화 도구 및 관련 서비스 시장 비중

2006년 시장규모: 약 1억 3,780만 달러 2003년 시장규모: 약 7,390만 달러

통신

16.8%

군사/항공

29.8%

가전18.0%

자동차

16.8%

의료

8.2%

산업자동화

4.4%

정보자동화2.4%

사무자동화

1.7%

가계자동화

1.0%기타

1.0%

통신

16.9%

기타

1.2%

가계자동화1.4%사무자동화

2.3%

정보자동화2.9%

산업자동화6.1%

의료

9.7%

자동차15.8% 가전

16.9%

군사/항공26.8%

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● IT839 전략 BRIEF- 임베디드 소프트웨어

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Metrowerks는 현재 Freescale Semiconductor의 독립 자회사로 그 동안 비즈니스 측

면에서 답보 상태를 걸어 왔으나, CodeTEST를 통해 컴백을 노리고 있음

- CodeTEST는 이용자가 CodeTEST Native, SWIC(Software In-Circuit) 및 HWIC

(Hardware In-Circuit) 중 어느 것을 이용하는지에 관계없이 개발 환경을 연속적으

로 통합하도록 설계된 소프트웨어 분석 도구임

- CodeTEST Native는 개발 초기 단계에서 목표 하드웨어가 없더라도 임베디드 소프

트웨어 개발을 개시하도록 해주며, CodeTEST SWIC는 애플리케이션 소프트웨어와

<자료>: VDC, 2004. 7. 재구성

(그림 3)세계 임베디드 시험 자동화 도구 시장 업체별 점유율

TestQuest

9.9%

기타

27.7%

Poly Space

6.1%

Programming

Research

9.5%Vector

5.4%

Parasoft

5.3%

Telelogic

4.7%

Rational

16.9%

Metrowerks

10.1%

LDRA

4.3%

2003년 시장규모:

7,390만 달러

<자료>: Metrowerks, 2005.

(그림 4) CodeTEST 를 이용한 애플리케이션 개발 사이클

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주간기술동향 통권 1204호 2005. 7. 13. ●

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목표 하드웨어를 통합해주는 이상적인 솔루션이고, CodeTEST HWIC 는 일련의 실

시간 측정 및 분석 도구를 가지고 마지막 시스템 시험과 검증을 지원해 줌

모바일 장비 시험을 위한 생산 라인을 지속적으로 확충하고 있는 TestQuest는 많은 핸

드헬드 장비 업체들에게 시험 기술을 공급하면서 성장세를 보이고 있음

- 1998 년 TestQuest 가 TestQuest Pro™ 시험 플랫폼으로 독특한 비-침투적 자동

시험 접근법을 선보인 이후, 현재 AT&T Wireless, Motorola, Symbol, T-Mobile,

Sun, Hewlett-Packard, Philips, Siemens, Nokia, Verizon Wireless, Comcast, Scientific

Atlanta, Sony, Fujitsu 및 Samsung 등 전세계 수 많은 업체에서 TestQuest의 포괄

적인 시험 자동화 솔루션을 이용

고정 코드 분석을 위한 시험 자동화 도구의 강력한 공급업체로 급부상한 Polyspace는

최근 공급업체, 컨설팅 업체 및 다른 도구 업체들과의 파트너십을 통한 마케팅 활동을

모색 중이며, 지속적으로 보다 폭 넓은 분야의 개발자들이 선호하는 시험 도구를 제공할

것으로 전망됨

기업용 애플리케이션을 위한 시험 자동화 도구의 주도적 공급업체인 Parasoft 는 비록

비즈니스 비중은 작지만 강력한 브랜드와 오류방지를 위한 자사의 규칙-기반 코딩 기술

을 통해 통신, 군사/항공 등 다양한 임베디드 버티컬 시장에도 제품을 공급하고 있음

미국과 유럽에서 시장을 확장하고 있는 Programming Research 는 1986 년 설립되어

매출의 대부분을 시험도구와 관련된 서비스에서 올리고 있음

<자료>: TestQuest, 2005.

(그림 5) TestQuest Pro 를 이용한 시스템 검증 과정

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● IT839 전략 BRIEF- 임베디드 소프트웨어

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Linux, 서버시장 공략 본격화

□ 상대적으로 저렴한 Linux 서버 구축 비용과 Linux 전문가 수의 증가가 시장 성장의 촉진

요인으로 작용

Linux 서버, 클라이언트 및 소스코드 라이선스 등이 다른 OS 에 비해 상대적으로 저렴

하여 시장을 촉진

- 리눅스 전문가 수의 증가, Dell, HP, IBM 및 Sun 등 주요 서버업체에 의한 Linux 마

케팅 및 지원, 고성능 컴퓨팅 클러스터에서의 Unix 이용, Windows 보안 이슈에 대

한 우려 등을 성장 촉진요인으로 꼽을 수 있음

- 최근 Fujitsu의 PRIMEQUEST 400 시리즈, HP의 Integrity Superdome, Unisys의

ES7000, IBM 의 전 서버 제품 등 주요 업체들이 Intel 아키텍처 기반의 고급형

Linux 서버를 잇달아 출시하고 시장 경쟁에 나서면서 Linux 열풍이 가속화 되고 있

는데, 그 동안 Microsoft Windows OS를 전적으로 수용해왔던 Intel 아키텍처 서버

가 Linux 지원에 적극적인 모습을 보임에 따라 Intel 아키텍처 서버 시장에도 커다란

판도 변화가 예상됨

Windows 나 고급 Unix 와 같은 다른 OS 들의 풍부한 특성은 아직도 Linux 서버 시장

성장에 억제요인으로 작용

- 또한 현재 Windows 구축 기반이 방대하고 세계 일부 지역에서 다른 OS 전문가에

비해 Linux 전문가가 부족한 현실도 억제요인임

□ 2010년 Linux 서버가 전체 서버 매출의 20.7%를 점유할 전망

2005년부터 2010년까지 Linux 서버 출하대수는 11.7%의 복합 연평균 성장률을 기록

하면서 여러 OS 서버 중 가장 급격히 성장할 전망

- Windows 서버도 3.6%의 복합연평균 성장률을 보이겠지만, UNIX 서버는 1.5% 그리

고 기타 OS 서버는 4.1% 정도의 성장 감소가 예상됨

- 2010 년 Linux 서버는 240 만 대 이상 출하되어 Windows 서버(590 만 대)에 이어

2 위를 차지하고 UNIX 서버는 겨우 53 만 대, 기타 OS 서버는 32 만 대 수준이 될

것으로 전망

2005년부터 2010년까지 Linux 서버 매출은 12.2%의 복합 연평균 성장률을 기록하면

서 115억 달러를 넘어설 전망

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주간기술동향 통권 1204호 2005. 7. 13. ●

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- 2010년 Windows 서버 매출은 2.3%의 복합연평균 성장률로 208억 달러, UNIX 서

버는 1.7% 감소로 151억 달러 그리고 기타 OS 서버는 4.3% 감소로 82만 달러 수

준이 될 것으로 예상됨

한편 국내 서버용 Linux의 신규 라이선스 출하, 업그레이드, 유지/보수 매출은 2005년

부터 2009년까지 31.2%의 복합 연평균 성장률을 기록하면서 1,380만 달러 규모를 형

성할 전망

- 국내 OS 시장도 세계 OS 시장의 전개 동향과 맥을 같이하여 Linux와 Windows를

제외한 대부분의 OS 매출이 하락할 것으로 보이며, 2004년 서버용 OS 시장에서 6%

비중에 불과했던 Linux는 2009년 두 배 이상 증가한 13.2%의 비중을 차지할 전망

□ Linux와 Windows Server 2003, 새로운 서버 OS로 각광

2001년과 2002년 신규 서버 도입이 하락세를 보이다가 2004년부터 회복세로 돌아서

4/4분기에는 20% 이상의 증가율을 기록

<표 1> Linux 서버 출하 및 매출 규모

구분 2005 2006 2007 2008 2009 2010

출하대수 1,399,024 1,665,585 1,853,297 2,059,672 2,256,534 2,432,050

연 성장률(%) 29.9 19.1 11.3 11.1 9.6 7.8

시장 비중(%) 18.9 21.2 22.5 26.8 25.0 26.2

매출(백만 달러) 6,489 7,821 8,879 9,947 10,833 11,548

연 성장률(%) 32.8 20.5 13.5 12.0 8.9 6.6

시장 비중(%) 12.5 14.8 16.5 18.2 19.6 20.7

<자료>: Gartner, 2005. 4. 재구성

<표 2> 국내 OS 별 신규 라이선스 출하, 업그레이드, 유지/보수 매출 (단위: 백만 달러)

구분 2004 2005 2006 2007 2008 2009 CAGR(%) ’05~’09

서버용 Linux 4.7 5.6 7.1 8.9 10.9 13.8 31.2

메인프레임, OS/400 등 5.3 4.5 4.0 3.5 3.2 2.9 -15.5

UNIX(통합) 22.8 18.0 19.5 21.0 19.4 20.2 -7.2

Windows(통합) 44.4 40.5 43.8 50.3 58.9 67.3 8.5

Novell Netware 1.2 0.9 0.8 0.7 0.7 0.7 -12.7

서버용 OS 소계 78.2 69.5 75.2 84.3 93.1 104.9 3.2

클라이언트용 OS 소계 104.8 106.7 107.3 117.3 123.3 128.0 2.0

합계 183.0 176.2 182.5 201.6 216.4 232.9 2.4

<자료>: IDC, 2005. 4. 재구성

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● IT839 전략 BRIEF- 임베디드 소프트웨어

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- 현재 세계적인 서버 출하대수는 분기당 약 150만대에 이르고 있는데, 이들 신규 서버

중 약 90%은 Intel이나 AMD 프로세서를 장착한 x86 기반의 서버로 보통 Windows,

Linux 또는 NetWare를 구동함

- 현재 하드웨어 업체간 그리고 다양한 OS간 경쟁이 치열하게 전개되고 있는 서버 시

장에서 Windows가 OS로서 가장 폭 넓게 이용되고 있음

- 신규 서버 출하의 약 70%가 Windows 기반이며, 가장 빠르게 성장하고 있는 Linux

는 신규 서버 출하의 15%를 넘고 있음

작년 하반기 Gartner가 미국과 유럽의 약 500개 대형 기관을 대상으로 조사/분석한 결과

에 따르면, 구식 서버 OS를 Linux와 Windows Server 2003으로 대부분 교체할 전망임

- 설문에 참여한 기관들은 Windows 2000 Server를 가장 많이 이용하는 것으로 나타

났으며, 현재 60%는 Windows NT를 이용하고 있지만 86%가 이에 대한 투자를 삭

감할 것이라 응답함으로써 1년 이내에 대부분 신규 OS로 교체될 전망됨

<표 3> 미국과 유럽 대형 기관의 서버용 OS 전개 현황 및 2 년 내 투자율 (단위: %)

구분 구축 비율 투자 증가 투자 감소 동일 투자

Windows 2000 Server 68 34 37 29

Windows NT 60 7 86 7

Windows 2000 Advanced Server 30 28 43 29

Windows Server 2003, Standard Edition 27 85 5 9

Windows Server 2003, Enterprise Edition 19 78 5 16

Windows 2000 Datacenter Server 7 30 42 27

Microsoft

Windows Server 2003, Datacenter Edition 4 70 10 20

Solaris 24 35 20 45

AIX 23 29 22 49

HP-UX 12 36 25 39

Tru64 UNIX 3 7 43 50

SCO Unix 3 6 56 38

Unix

기타 Unix 6 32 32 35

Red Hat Linux 23 70 10 20

Novell SUSE Linux 8 53 5 42

Debian Linux 2 75 13 13 Linux

기타 Linux 6 58 0 42

Novel NetWare 17 17 48 35 기타 OS

IBM OS/400 9 16 39 45

<자료>: Gartner, 2004. 9. 재구성

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주간기술동향 통권 1204호 2005. 7. 13. ●

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- 대형 기관들은 Microsoft 의 최신 OS 인 Windows 2003 Server 에 대한 투자를 대

폭 늘릴 것으로 보여 앞으로 2년 내에 Windows OS 중 가장 빠르게 성장할 것으로

전망되며, 현재 Linux 사용자 중 약 90%는 Linux 에 대한 투자를 늘리거나 유지할

것이라고 응답하였음

- 한편 2년 내에 현재 구축되어 있지 않은 OS를 새로 도입할 기관은 약 58%(282개

기관)로 나타났는데, 이중 Windows Server 2003 이 167 개(59.2%) 기관으로 가장

많았고, Red Hat Linux를 포함한 Linux가 89개(31.6%) 그리고 단지 1%의 기관만

이 Unix를 도입할 것으로 보임

무료 Linux, 개발자 선호도에서 상용 Linux 추월

□ 무료 Linux와 상용 Linux에 대한 Linux 개발자들의 선호도는 각각 33.9% 및 27.7%로

나타남

EDC(Evans Data Corporation)가 2005년 2월 400여 명의 Linux 개발자를 대상으로

실시한 조사 결과에 따르면, 무료 Linux에 대한 개발자들의 선호도가 상용 Linux를 앞

지르는 것으로 나타남

- 2003년 1차 조사에서 상용 Linux에 대한 선호도는 무료 Linux의 2배 수준이었으

나, 2004년 하반기에는 거의 같은 수준으로 간격이 좁혀지고, 2005년 초에는 무료

Linux 33.9%, 상용 Linux 27.7%로 역전되었음

<자료>: EDS, 2005. 4.

(그림 6) 상용 및 무료 Linux에 대한 선호도 조사 결과

19.1%

15.0%

24.4%

33.9%

29.3%

38.4%36.4%

38.8%

27.7%

30.3%

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2003. 1차 2003. 2차 2004. 1차 2004. 2차 2005. 1차

무료 Linux

상용 Linux

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● IT839 전략 BRIEF- 임베디드 소프트웨어

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오류 탐지 도구(error detection tool)와 디버거(debugger) 등 Linux 개발 도구에 대한

중요성과 만족감 간에 상당한 차이를 보임

- 약 50%의 개발자들은 오류 탐지 도구가 매우 중요한 도구로 믿고 있으며, 25%는 만

족스럽게, 그리고 23%는 필요한 작업으로 인식하고 있음

- 그러나 디버거에 대해서는 단지 40%의 개발자만이 뛰어나다 혹은 매우 좋다는 응답

을 보여 중요도 순위에서 3위를 차지함

□ 무료 Linux에 대한 선호도 상승은 Linux OS의 전반적인 성숙에 의한 결과

Linux는 상용과 무료라는 두 가지 형태의 채널을 통해 이용할 수 있는데, 이러한 분배

방식 간에는 전통적으로 전문성과 비용 간의 trade-off가 존재함

Red Hat, Mandrake, SuSE, Lindows 등과 같은 상용 업체들은 주문형 Linux 커널, 개

별 애플리케이션 튜닝 및 고객 프로그램 첨가 등을 통해 오픈소스 코어 Linux 에 가치

를 부여하는 모델을 채택

- 그러나 Linux에 대한 일반적인 지식 기반이 확대됨에 따라 개발자들이 온라인 상에

서 솔루션을 찾을 가능성이 점점 늘어나게 되어 상용 Linux 업체들의 공식적인 지원

모델에 덜 의존하게 되는 추세임

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주간기술동향 통권 1204호 2005. 7. 13. ●

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주력 품목의 수출구조 변화

기술의 진전 속도가 매우 빠르고 제품수명주기(PLC)가 짧은 IT 산업의 특성상 시장을 선

도할 수 있는 제품의 적시개발과 보급이 수출 경쟁력으로 이어짐

- 성숙기에 접어든 품목을 대체해 나갈 후속제품 개발, Blue Ocean 을 창출하는 선도적

제품개발 등이 요구됨

- 우리 IT 수출 주력제품 중에는 이러한 경향을 대변해 주는 적지 않은 사례가 존재

- 이처럼 대체/신규 창출되는 IT 품목에 대한 정확한 수출입통계가 생성, 포함되지 않아

정확한 IT 수출 규모, 추이 등을 분석하지 못하는 경우도 있어, IT 산업이 전산업 수출

에서 차지하는 비중이 축소되는 경향으로 나타남

광저장장치(CD에서 DVD로 대체)와 소형컴퓨터(PC에서 노트북)는 후속제품 개발과 성

공적인 세대교체를 통해 지속적으로 수출주력품목의 위치를 이어감

IT 수출 유망품목 수출입 동향

* 본 컬럼은 정보조사분석팀에서 작성한 내용입니다. 본 내용과 관련된 사항은 정보조사분석팀 이선미(☎ 042-710-

1379)에게 문의하시기 바랍니다.

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CD Drive DVD Drive(단위: 백만 달러)

<자료> : IITA 정보조사분석팀, 한국관세무역연구원

(그림 1) 광저장장치 수출 동향

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● IT 수출 유망품목

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- CD Drive 수출은 2004년 이후 아예 전무한 수준으로 하락했으나, DVD Drive 수출 확

대로 예년 수준의 수출 규모를 기록, 후속제품의 완벽한 수출 대체를 보여줌

- 소형 컴퓨터는 2002년 중반부터 PC에서 노트북 중심의 모바일 컴퓨팅 단말로 주력제

품이 전이

* 하지만, 2004년 노트북의 수출을 이어갈 후속제품의 부재로, 수출이 겨우 명맥만 유

지하는 선으로 추락하여 세계 시장에서 경쟁력 상실

* 현재 정부가 IT839 전략으로 추진 중인 Post PC 가 이를 이어줄 차세대 주자라 할

수 있음

액정모니터와 패널, 디지털 TV, CDP와 MP3P, 2차전지는 기존제품에서의 시장 규모와

경쟁력은 일정 수준 유지하면서 신규 품목 발굴을 통해 수출 증가를 유인, 달성

- 디스플레이 산업의 수출은 2000 년대 들면서 CRT 모니터에서 액정모니터로 제품교체

가 이루어짐

* 동시에, CRT 모니터는 저개발 혹은 신흥개발국을 중심으로 일정 수준의 경쟁력과 수

출 규모는 지속: Target Market의 차별화

* 여기에 새롭게 패널 및 모듈을 추가, 2003 년 하반기 이후 폭발적인 수출 증가세와

함께 디스플레이 산업의 수출 규모를 대폭적으로 확대

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데스크탑(서버포함) 노트북(단위: 백만 달러)

<자료> : IITA 정보조사분석팀, 한국관세무역연구원

(그림 2) 컴퓨터 수출 동향

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주간기술동향 통권 1204호 2005. 7. 13. ●

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- 2002년 이후 TV 산업은 디지털 TV 중심으로 세대교체가 이루어져, 수출 규모뿐만 아

니라 높은 수출증가율을 기록 중

* 현재 디지털 TV는 초창기 프로젝션 TV 위주에서 점차 LCD나 PDP TV 등 제품계

열의 확대가 이루어지고 있음

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액정모니터(LCD) CRT 패널 및 모듈(단위: 백만 달러)

<자료> : IITA 정보조사분석팀, 한국관세무역연구원

(그림 3) 디스플레이 산업의 수출 동향

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LCD TV PDP TV

Projection TV CRT TV

아날로그 CRT TV

(단위: 백만 달러)

<자료> : IITA 정보조사분석팀, 한국관세무역연구원

(그림 4) 디지털 TV 수출 동향

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● IT 수출 유망품목

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- 휴대용 오디오기기는 CDP 가 점차 감소하는 가운데, MP3P 수출 증가에 힘입어 수출

규모를 일정 수준 유지

- 2차전지는 2001년 이후 매월 3천만 달러 대의 수입 수요를 유지하고 있으나, 제품개

발을 통한 경쟁력 확보로 수출이 증가하기 시작하면서 2004년 하반기부터 흑자수지로

전환하였음

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리튬이온전지 리튬폴리머전지 기타 2차전지 수입(단위: 백만 달러)

<자료> : IITA 정보조사분석팀, 한국관세무역연구원

(그림 6) 2 차전지 수출 동향

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CDP MP3P 오디오(단위: 백만 달러)

<자료> : IITA 정보조사분석팀, 한국관세무역연구원

(그림 5) 휴대용 오디오기기 수출 동향

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주간기술동향 통권 1204호 2005. 7. 13. ●

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나노입자 태양전지 특허 동향

1. 서론

태양 전지는 깨끗하고 무궁무진한 태양 에너지를 에너지원으로 하기 때문에 석유 또는 석탄

등의 화석 연료처럼 고갈의 염려가 없으며, 지구 온난화의 주범인 이산화탄소나 지구 환경을 오

염시키는 물질을 배출하지 않아 환경오염을 최소화한 에너지원으로서 각광받고 있다.

각종 환경오염으로 인한 대체 에너지 개발이 요구되는 지금, 태양전지는 대체 에너지로서 개

발 중인 태양광 발전에 응용되어 실용화되고 있으며, 태양광이 미칠 수 있는 곳이면 어디에서나

전기 에너지로 변환이 가능하고 다양한 규모의 발전에 이용 가능하기 때문에 산꼭대기의 무선

중계국이나, 등대처럼 사림이 쉽게 갈 수 없는 장소에서의 각종 전기 설비용 독립전원, 전자계산

기, 라디오, 손목시계 등의 전자제품 및 주택 전력용으로 응용되어 실용화되고 있다.

현재 태양전지의 변환 효율이 낮고 생산원가가 높기 때문에 실용화 수준은 낮은 편이나, 박

막 태양전지와 다접합 태양전지 등 태양전지의 효율을 높이고, 생산원가를 낮출 수 있는 태양

전지 제조 기술이 꾸준히 개발됨에 따라 그 이용 범위는 늘어날 것이다.

2. 태양전지의 정의

가. 태양전지의 역사

1839년 프랑스의 과학자 Edmond Becguerel은 전해질에 담근 두 금속 전극으로 만들어진

실험에서 빛을 받았을 때 전류가 흐르는 것을 발견하였으며, 1873년 Willoughby Smith는 셀레

늄의 광전도성을 발견하였다. 또한, 1876년 Heinrich Hertz가 같은 현상을 발견하고 사진 노출

계에 사용하였다.

이러한 광전효과(Photovolteic effect)를 발견하고 1883년 미국 발명가 Chales Fritts는 처

음으로 셀레늄 웨이퍼로 만든 태양전지를 기술하였다.

1905 년에 Albert Einstein 은 상대성 이론에 따른 광전효과를 발표하였으며, 1918 년에 이

IT 특허 정보

* 본 내용과 관련된 사항은 한국특허정보원ㆍFORXㆍ특허정보조사서비스ㆍKipris 온라인 서비스 홈페이지: http://www.kipi.or.kr

담당자 ☎ 02-3452-8144(교532), Fax: 02-3453-2966, email: [email protected]에게 문의하시기 바랍니다.

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● IT 특허 정보

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르러 폴란드 과학자 Jan Czochralski가 단결정 실리콘의 성장 방법을 개발하였다.

세계대전을 치른 후 1954년에 미국의 벨연구소에서 Daryl Chapin 등에 의해 실리콘 태양전

지가 만들어졌다.

이 때까지 전환 전류 효율이 1~6%인 것을 1957년 Hoffman Electron사가 8% 효율을 달

성하였으며, 1960 년에 14%의 효율에 다다르게 되었다. 1964 년에 미국 NASA 는 인공위성

(Nimbus)에 470w 용량의 태양전지를 탑제하였고, 이후 1973년 화석연료의 에너지 위기에 직

면하여 효율이 높은 상업화에 대한 연구와 생산에 박차를 가하게 되었다.

1976년에는 RCA연구소의 David Carlson 과 Christopher Wronski에 의해 비정질(Amorphous)

실리콘 태양 전지가 개발되어 실리콘 결정질보다 저렴한 생산을 가능케 하였다. 1980년에 들어

서, ARCO SOLAR 사는 연간 1 Megawatt 의 태양전지를 생산하게 되었으며, 계속된 연구로

1985년에 South Wales대학에 의해 20%의 변환 효율에 다 달았다. 1992년 South Florida 대

학에서는 Cadmium Telluride로 만들어진 Thin-Film 태양전지의 효율을 15.9%까지 개발하였

다. 1996년 독일에서는 고효율의 태양전지를 날개와 꼬리 부분에 설치한 비행기를 제작하였으

며, 1999년 Spectrolab사에 의해 32.3%의 효율을 달성하기도 하였다.

최근에 이르기까지 태양전지의 새로운 재료와 연구가 활발히 진행되어 여러 화합물 반도체

가 탄생하였으며, 특히 티타늄 산화물을 이용한 연료감응 나노입자 산화물 태양전지가 개발되어

투명하게 제조가 가능하며 생산원가도 저렴하게 시도되고 있다.

근래에 이르기까지 매년 세계적으로 태양전지 생산은 평균 30% 씩 증가하고 있는 실정이며,

소재나 공정 기술의 개발과 연구가 활발히 진행되고 있다.

나. 태양전지의 원리

태양전지의 에너지 변환은 광전효과로 일어나게 되는데, 보통 N형 반도체에서 큰 전자 밀도

와 작은 정공밀도를 가지고 있고, P형 반도체에는 반대로 되어 있다. 이때 열적 평형상태에서 P

(그림 1) 태양전지의 원리

N형 반도체

P형 반도체

태양광

-holes

electrons

전류

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주간기술동향 통권 1204호 2005. 7. 13. ●

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형 반도체와 N 형 반도체의 접합으로 이루어진 다이오드에서는 캐리어 농도 구배에 의한 확산

으로 전하의 불균형이 생기고 이 때문에 전기장이 형성되어 더 이상 캐리어의 확산이 일어나지

않는다. 이러한 다이오드에 빛을 가해주면, 전자들이 가전자대에서 전도대로 여기되어 접합 다

이오드의 양극단에 기전력이 발생되게 되고, 이 다이오드의 양극단에 외부 회로가 연결되면 태

양전지로 작동하게 된다.

다. 나노입자 태양전지의 분석기준

1970년대 초부터 출원되기 시작한 태양전지를 기준으로 최근 각광받고 있는 분야인 나노입

자를 이용한 태양전지로 한정하여 한국 25건, 일본 16건, 미국(등록 및 공개 포함) 225건을 분

석하였으며 2004년 11월 이전에 출원되어 최근까지 공개된 자료를 중심으로 출원인을 분석하

여 특허출원 동향을 알아 보았다.

3. 특허 동향

가. 한국 특허 동향

(1). 연도별 특허 동향

1996 년부터 나노 태양전지에 관한 출원을 하기 시작했으며, 2000 년 이후 출원이 계속 증

가하는 추세이다.

1996이전1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004

2

0 0

1 1

5

9

6

10

1

2

3

4

5

6

7

8

9

(그림 2) 한국 연도별 출원 동향

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● IT 특허 정보

- 53 -

2003년을 기점으로 그래프가 급감하는 이유는 출원량이 감소한 것이 아니라, 출원된 후 아

직 공개되지 않은 자료가 통계에서 누락되었기 때문이다.

(2) 출원인별 특허 동향

국내에서는 한국전자통신연구원이 최다 출원을 하고 있으며 2000년 이후 한국전자통신연구

원의 출원이 증가하고 있다.

나. 미국 특허 동향

(1) 연도별 특허 동향

미국에서는 1976년 나노 태양전지에 대한 출원이 있었으며, 2000년 이후 나노 태양전지의

출원이 꾸준히 증가하고 있다.

2003년을 기점으로 그래프가 급감하는 이유는 출원량이 감소한 것이 아니라, 출원된 후 아

직 공개되지 않은 자료가 통계에서 누락되었기 때문이다.

(그림 3) 한국 출원인별 출원 동향

엘지

8%

소니

16%

한국전자통신연구원

28%기타48%

1996이전1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004

37

108 11

26

50 50

22

110

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

출원건수

연도

(그림 4) 미국 연도별 출원 동향

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(2) 출원인별 특허 동향

Micron Technology 와 Motorola 등이 최다 출원을 보이고 있으며, Tiwan Semiconductor

등 많은 업체가 나노 태양전지에 관한 출원을 보이고 있다.

다. 일본 특허 동향

(1) 연도별 특허 동향

일본의 나노 태양전지에 관한 출원은 매우 적은 편이며, 2002년 7건으로 최다 출원을 보이

고 있다.

2003년을 기점으로 그래프가 급감하는 이유는 출원량이 감소한 것이 아니라, 출원된 후 아

직 공개되지 않은 자료가 통계에서 누락되었기 때문이다.

Frommerlawrence

2%

Microntechnology

13%

Motorola9%

TiwanSemiconductor

4%

RCACorporation

3%

Tung &associates

2%

기타67%

(그림 5) 미국 출원인별 특허 동향

1996이전1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004

1 1

0 0

2 2

7

3

0

0

1

2

3

4

5

6

7

(그림 6) 일본 연도별 특허 동향

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(2) 출원인별 특허 동향

일본의 최다출원인은 한국전자통신연구원이었으며, 일본의 내국인 출원은 매우 적은 것으로

나타났다.

라. 전체 특허 동향 및 분석

(1) 전체 특허 동향

나노 입자 태양전지의 출원은 한국ㆍ일본에 비해 미국이 많은 출원을 하였으며, 최다 출원

인은 미국의 Micron technology, Motorola, Tiwan semiconductor와 한국의 한국전자통신연구

원 등인 것으로 나타났다.

(2) 분석

나노 입자 산화물 태양전지 관련 기술은 1976 년 미국에서 출원되기 시작하여 미국특허를

중심으로 1990 년대 초반 적은 수의 출원을 보이다가 2000 년 이후로 급격하게 출원이 증가하

는 추세이다.

4. 결론

국제 유가가 오르고 이산화탄소 배출에 대한 규제가 강화되면서 태양전지에 대한 관심이 높

아지고 있다. 지금까지 살펴본 바와 같이 태양전지는 1970 년대 초반에 최초 출원되어 현재에

이르기까지 꾸준한 출원을 보이고 있으며, 나노 입자를 이용한 태양전지의 제조 기술은 태양전

지의 단점이었던 가격적인 부분이 해결되고, 변환 효율을 향상시키는 기술로 주목받고 있다. 또

한 나노입자를 이용한 태양전지의 대량 생산과 공정 자동화를 통한 원가 절감으로 나노 입자를

이용한 태양전지가 상용화되면 2010년의 모듈 가격은 약 1.2달러/Wp까지 하락하여 상용전원

과의 경쟁이 가능한 수준까지 도달할 것으로 기대된다.

기타49%

JAPAN SCIENCE&amp13%

KOREAELECTRONICSTELECOMMUN

25%

SEIKO EPSON CORP13%

(그림 7) 일본 출원인별 특허 동향

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주주주간간간기기기술술술동동동향향향 원원원고고고 모모모집집집

정보통신연구진흥원에서는 주간으로 발행하고 있는 정보통신 전문동향지인 주간기술동

향에 게재할 원고를 모집합니다. 주간기술동향은 1981 년 6 월에 국내 최초의 정보통신기

술동향지로 발간된 이후, 매주 발간되고 있는 국내 최장수 전문동향지입니다.

주간기술동향 게재원고를 한국전자통신연구원 소속 연구원으로 한정하였으나, 2003 년

10 월부터 국내 관련 분야 종사자들에게 원고 투고를 개방하게 되어 보다 많은 연구소에

계신 전문가 여러분으로부터 원고게재를 받을 수 있게 되었습니다. 많은 투고 부탁드립니

다.

제출 분야 : 유선통신, 무선통신, 방송/위성, 컴퓨터HW, SW/콘텐츠, 정보가전, 정보보호,

인터넷, IT부품, IT산업, IT정책

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등 록 년 월 일 : 1985년 11월 4일

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