제4차 산업혁명이 산업계의 화두로 부상하며 많은 글로벌 기업들이 새로운 시대를 주도하기 위한 기술 개발과 전략 수립에 힘을 쏟고 있다. 포스코경영연구원은 이런 추세에 발맞춰 '4차 산업혁명의 전개와 확산-산업용 로봇과 센서시장 중심으로'라는 보고서를 통해 4차 산업혁명의 배경과 전개 과정, 전망을 살폈다. 보고서를 바탕으로 4차 산업혁명의 전개 양상과 산업용 로봇, 센서시장의 동향 및 전망을 살펴본다.  

◇ 산업용 로봇의 수요와 전망

산업용 로봇은 미래 제조업의 핵심으로 평가받는다. 간단한 로봇팔에서 스마트로봇으로 진화하고 있다는 점도 특징이다. 

세계 산업용 로봇시장은 2010년 이후 성장세로 전환되는 중이며 중국과 선진국 자동차산업의 자동화가 주요 성장 동기가 되고 있다. 

세계 산업용 로봇 수요는 2003년 8만1000대에서 2010년 12만1000대로 연평균 6%의 성장율을 보였고, 2010년 이후 고성장세로 전환하면서 2015년 25만4000대로 연평균 16%를 나타내고 있다. 

2015년 기준으로 약 13조원 규모이며, 산업용 로봇과 관련된 소프트웨어, 주변기기, 시스템 엔지니어링 비용 포함시 시장규모는 약 세배 수준인 40조원 수준으로 추정된다. 

중국의 경우 2003년 기준으로 세계 9위 로봇 수요국이었으나, 임금상승과 고급 기능공 부족 해결을 위한 적극적인 공장 자동화를 추진한 결과 2015년 기준 최대 수요국으로 떠올랐다.

한국도 연평균 10%의 성장률을 보이고 있으며, 미국, 서유럽 등도 비슷한 성장률을 나타내고 있다. 

세계 산업용 로봇 시장은 최근의 성장세를 이어갈 것으로 전망된다. 

자동차 등 수요산업은 경쟁 심화 속에 원가 경쟁력 확보를 위한 자동화 요구 증대로 산업용 로봇 도입을 계속 확대해 나갈 것으로 예상된다. 

세계 산업용 로봇 수요는 2015년 25만4000대에서 2016년 29만대로 14% 증가한 것으로 추정되며, 2019년에는 41만4000대까지 성장할 것으로 예상된다. 특히 중국은 2019년에 세계 산업용 로봇 수요의 40%를 차지할 것이란 전망도 나온다. 

◇ 사물인터넷의 핵심 기기 센서 시장 현황과 전망

센서의 발전속도도 놀랍다. 자동차, 모바일기기, 가전기기, 의료기기 등 4차 산업혁명 핵심 기기 거의 대부분에 각종 센서가 탑재돼 정보를 수집한다. 

올해 정보기술업계의 최대 키워드로 '센서라이제이션(sensorization)'이라는 말이 나올 정도로 센서 혁명이 일어나고 있다. 

현재 약 30종, 200여개의 센서가 활용되고 있는 자동차산업의 경우 사물인터넷의 현실화와 향후 자율주행차의 진화를 고려하면 센서의 적용이 더욱 확대될 것으로 전망된다. 

대표적인 모바일용 센서로는 카메라센서, 조도를 감지하는 주변광센서, 거리를 감지하는 근접센서, 기울기를 인식하는 자이로센서, 지문인식센서, 온도나 습도 센서 등이 있으며, 향후 기술발전에 따라 센서가 더 많이 늘어날 것으로 보인다. 

냉장고의 경우 온도센서, 습도센서, 가스센서, 노크센서 등 가전제품에도 많은 센서들이 사용된다. 

센서시장은 시장의 예상보다 빠른 성장세를 보이고 있다. 2010년 기준 65조원에서 2016년 130조원으로 연평균 12%의 성장을 지속하고 있다. 

BCC Research는 2013년 보고서에서 2016년 전망치를 107조원으로 예상했으나, 이후 130조원으로 22% 상향 조정하기도 했다. 

센서의 적용 분야별 수요시장으로는 자동차산업과 장치산업이 각각 24%, 18%로 가장 높은 비중을 차지하고 있으며, 모바일 등 소비재 산업(17%)과 의료산업(11%)에 적용되는 센서 비중이 높아지고 있다. 

이외에도 기계 및 제조업, 건설산업, 항공기 및 선박건조 등 다양한 산업 분야에 센서 적용이 빠르게 확산되고 있다. 

사물인터넷(IoT)시대가 가시화되며 센서 수요는 더욱 확대될 전망이다. 

닛케이베리타스의 전망에 따르면, 2010년 후 세계 센서 수요는 현재보다 100배인 1조개로 늘어날 것으로 보고 있다. 이는 지구촌 인구가 약 72억명인 경우로 계산하면 한 사람당 약 140 개의 센서가 주변에 있다는 것을 의미한다. 

또한 센서는 각종 사물로부터 이미지 변화, 압력 변화, 온도 등의 다양한 아날로그 정보를 감지해 전기적 신호를 변환하는 장치로서 지능화, 복합화, 소형화의 트렌드가 확산될 것으로 보인다. 

세계 센서시장은 2016년 130조원에서 2021년 220조원으로 연평균
11%의 고성장을 지속할 전망이다. 

유형별로는 이미지와 화학관련 센서가 2016년 33조원에서 2021년 60조원으로 연 13%의 높은 성장이 예상되며, 바이오센서 및 지문인식 센서는 2016년 27조원에서 2021년 50조원으로 연 13%의 고성장이 예상된다. 

◇ 성장하고 있는 제4차 산업혁명 산업, 지속적 모니터링 필요

최근 글로벌 저성장을 돌파하고자 하는 각국 정부와 기업들의 노력의 일환으로 4차 산업혁명이 빠르게 진전되고 있으며, 4차 산업혁명의 첨병인 산업용 로봇, 센서 등 선행 산업들의 성장도 지속될 것으로 보인다. 

또 자율주행 트럭과 굴착장비, 사물인터넷, 산업용 로봇 등 많은
제조기술들이 기업들의 생산성 향상과 원가절감에 직간접적으로 기여하고 있다. 

다만, 현재 유망산업으로 분류되는 많은 성장산업들의 가시화 속도와 시장규모 추정에는 불확실성이 있는 것도 사실이기 때문에 다른 성장산업에 대해서 지속적인 모니터링이 필요하다.