5G 통신장비주의 흐름이 지지부진한 가운데 최근 공매도 영향으로 하락폭이 더욱 커졌죠. 이쪽에 투자하고 계신 분들은 희망고문이라도 당하는 느낌일 듯합니다. 이런 흐름은 언제까지 이어질까요?
I. 통신장비 모멘텀 진단
통신장비 업황 점검: 실적 회복 시점 지연 중
미국 주파수 경매 종료 이후 모멘텀 상실 지속, 업황 회복 확인이 중요 연초 미국 주파수 경매를 전후로 글로벌 투자 회복과 삼성전자의 수주 기대감이 증폭됐다. 관련 서플라이체인의 수혜 확대에 대한 기대감으로 통신장비 업종 전반의 주가가 견조한 모습을 보였다. 그러나 시장에서 기대했던 AT&T와 T-mobile향 삼성전자의 수주 소식이 불발되면서 이후 삼성 서플라이체인 뿐만 아니라 통신장비 전반의 모멘텀이 상실됐다.
주파수 경매
서플라이체인 (supply chain, 공급사슬) 공급망은 기업의 공급사슬은 원재료를 획득하고, 이 원재료를 중간재나 최종재로 변환하고, 최종제품을 고객에게 유통시키기 위한 조직 및 비즈니스 프로세스의 네트워크다. 공급사슬은 제품 및 서비스를 원천에서 소비에 이르도록 공급하기 위해 공급업체, 제조공장, 유통센터, 소매할인점, 고객을 연결한다. 공급사슬상에서 물질, 정보, 지불은 양방향으로 흐른다. 공급사슬의 상류(Upstream)지역에는 공급업체와 그 공급업체의 공급업체가 있으며, 업체간의 관계를 관리하기 위한 프로세스가 포함된다. 하류(downstream)지역은 최종 고객에게 제품을 유통하고 전달하기 위해 조직과 프로세스로 구성된다.
AT&T Inc. (AT&T 주식회사) 미국의 다국적 복합 지주회사이다. AT&T는 세계 최대 통신 기업이다. 미국의 최대 유선 전화 서비스와 제2위의 이동전화 서비스 제공자이다. 또한 시가총액 기준으로 세계 2위 미디어그룹이다.
T-Mobile International AG (T-모바일 인터내셔널 AG) 유럽과 북미에서 이동통신 서비스를 제공하는 독일의 무선 서비스 제공 회사이며 독일에 본사를 두고 있다. 1990년에 설립되었으며 도이치 텔레콤의 자회사이다. GSM과 UMTS방식을 이용하는 휴대전화를 지원하며 현재는 약 1억 100만명의 가입자를 가지고 있다.
모멘텀 (Momentum) 주가 상승 또는 하락 정도를 표현할 때 사용하는 용어로써, 주가 상승 또는 하락 추세(경향) 및 그 원동력을 표현할 때도 사용하는 용어이다.
통신장비 업종 단기 모멘텀은 주로 삼성전자의 수주 소식으로 결정됐다. 통신사 직납 공급사들의 수주 흐름은 빠르게 확인이 어렵기 때문이다. 삼성전자의 수주소식은 투자자들이 상대적으로 확인이 가능하기 때문에 업황 판단의 척도로 사용된다.
향후 모멘텀 회복을 위해서는 1) 삼성전자의 기존 수주 외 추가적인 수주 소식 또는 2) 업황 회복 확인이 필요하다. 다만 업황 회복이 확인 되지 않는 상황에서의 수주 소식은 유의미하지 않다. 작년 9월 버라이즌 수주 소식 이후에도 코로나 19 여파가 지속되는 등 근본적인 업황 회복에 대해 신뢰하기 어려웠고, 주가는 단기간 상승에 그쳤다. 최근 삼성전자의 일본 NTT Docomo, 캐나다 SaskTel 수주 소식에도 주가 반등이 요원한 것도 같은 맥락이다. 결국 현재 국면에서는 ‘업황 회복 확인’에 대한 중요도가 더 크다.
버라이즌 커뮤니케이션스 주식회사(Verizon Communications, Inc.) 미국의 통신산업 관련기업이다.
NTT DOCOMO, INC. (NTTドコモ, エヌ・ティ・ティ・ドコモ, 주식회사 NTT 도코모) 일본 및 괌, 사이판, 북마리아나 제도의 휴대전화 및 무선통신 서비스를 제공하는 기업 그룹 및 그 상표명이다. 1985년 나카소네 내각 당시 NTT에서 분리되어 민영화되었으며, 1991년 8월 14일에 NTT 도코모로 독립하였다. 일본의 휴대전화 사업자 중 가장 압도적인 점유율을 차지하고 있으며, 주력 사업인 이동전화 사업을 중점적으로 각종 사업을 전개해가고 있다. 미국 시장에는 괌과 사이판. 북마리아나 제도연방을 잠식하고 있다.
SaskTel (사스크텔) 캐나다 서스캐처원 주정부가 운영하는 유무선 통신사로 1908년 설립됐다.
업황의 완전 회복은 아직, 시점은 통신사 직납 공급사들의 실적이 회복될 때 1분기를 지난 시점에서, 통신장비 업황의 완전한 회복은 아직 확인되지 않고 있다. 지역별로 봤을 때, 미국을 제외하면 여전히 투자 재개 흐름이 더디다. 미국에서는 버라이즌 등 메이저 대형 통신사들의 투자 움직임이 확인된다.
당사는 업황이 완전히 회복되었다고 결론 내릴 수 있는 시점은 ‘통신사 직납 공급사들의 실적이 회복됐을 때’라고 판단한다. 1) 직납 공급사들 실적은 통신사 투자 움직임의 직접적인 결과물이다. 2) 국내 통신사 직납 공급사들의 고객사는 국내를 포함한 글로벌 각지의 통신사들이다. 해외의 중소 지역 통신사들까지 투자가 진행될 시점이면 완전히 회복됐다고 보는 것이 무방하다.
직납 공급사들의 실적 회복 시기는 빠르면 3분기 또는 보수적으로 4분기가 될것으로 전망된다. 최근 다시 우려가 커지고 있는 글로벌 코로나 확산 여부가 중요한 변수가 될 것으로 보인다.
삼성전자 서플라이체인, 실적/주가 매력도↑ 작년 12월부터 삼성전자의 버라이즌향 장비 공급이 시작됐다. 초도 물량 공급 이후 1분기부터 유의미한 수준의 물량 공급이 본격화됐다. 평균적인 공급 리드타임(2~3개월)을 고려 시 2분기부터 가파른 실적 회복이 기대된다.
리드타임 (lead time) 상품의 주문일시와 인도일시 사이에 경과된 시간을 말한다. 생산 리드타임은 생산을 계획하여 공정에 착수하는 시점부터 제품이 완성되어 완제품 창고에 입고되는 시점까지의 기간을 의미함.
통신장비 부품인 기지국 안테나, 필터, 트랜지스터/증폭기, 케이스, 광트랜시버 협력사들에서 수혜가 확인된다. 다만, 삼성전자 내에서 공급시기, 점유율 등에 따라 협력사들의 실적 개선 속도는 차별화될 전망이다.
업황 회복이 확인되지 않은 현시점에서 삼성전자 서플라이체인의 실적, 주가 매력도가 돋보인다. 하반기부터 삼성전자의 인도 및 일본향 장비 공급도 시작될 전망이다. 2021년 내내 YoY, QoQ 실적 개선 흐름이 이어질 수 있다.
YoY (Year on Year) 전년 대비 증감률
QoQ(Quarter on Quarter) 전분기 대비 증감률
통신장비 업종 투자에 대한 근원적 고민
불신 가득한 5G, B2B 수요 개화가 해결책 2019년 국내 통신사들은 대규모 5G 투자를 집행했다. 한국의 최초 상용화와 함께 선점을 위한 노력이었다. 이와 함께 통신장비사들은 가파른 매출 성장을 달성했고 주가는 급등했다. 하지만 높은 기저 속에서 코로나19로 2020년 내내 투자가 지연되면서, 시장에서는 5G 자체의 필요성에 대한 근원적 고민이 시작됐다.
5G (fifth generation technology standard, 5세대 이동 통신) 2018년부터 채용되는 무선 네트워크 기술이다. 26, 28, 38, 60 GHz 등에서 작동하는 밀리미터파 주파수를 이용하는 통신이다. 2017년 12월의 3GPP 릴리스 15가 5G의 가장 일반적인 정의이다. 일부는 더 엄격한 ITU IMT-2020 정의를 더 선호하지만 훨씬 더 빠른 속도의 고주파수 대역만 포함하고 있다.
결국 5G 수요의 문제다. B2C 영역에서는 5G 서비스에 대한 필요성을 체감하기 힘들기 때문에 국내 통신사들도 투자 확대에 소극적이다. 4차 산업혁명의 인프라로서, B2B 시장이 개화될 때 5G에 대한 의심과 불신은 해소될 수 있다.
B2C (Business to Consumer, 기업과 소비자간 거래) 기업과 고객 간 서비스로 자주 비교되는 개념으로는 B2B가 있다. 이의 예로는 옥션, G마켓 등이 있다.
B2B (business-to-business, 기업 대 기업) 기업과 기업 사이의 거래를 기반으로 한 비즈니스 모델을 의미한다. B2B와 반대되는 개념으로는 하나의 기업이 다수의 개인을 상대하는 B2C(business-to-customer)가 있다. 기업이 필요로 하는 장비, 재료나 공사 입찰 같은 것들이 B2B의 예가 된다.
향후 B2B 수요 창출과 통신사 투자 촉진 역할을 Private 5G(민간 주파수 할당)가 할 것으로 예상한다. 해외에서는 여러 산업에서 이미 적용 중인 사례가 있으며, 국내도 정부 주도로 사업 추진을 준비 중이다. Private 5G를 통한 기대효과는 1) B2B 컨텐츠 개화 촉진, 2) 경쟁 유발을 통한 통신사들의 투자 유도를 들 수 있다. 5G에 대한 근원적 고민의 해답을 제시해 줄 것으로 기대된다. 관련하여 자세한 내용은 챕터Ⅲ에서 다시 기술할 예정이다.
Private 5G 5G 기술과 여타의 통신기술 및 시스템이 통합되어 특정 구역 내에서 최적화된 서비스 및 안전한 통신을 보장하는 5G 기술 기반의 LAN(Local Area Network)으로, private wireless network의 일종이다. 기업이나 대학 등 특정 주체가 5G 네트워크를 직접 구축하거나 MNO(Mobile Network Operator)의 설비를 이용하여 자신들만 사용할 수 있는 배타적 목적의 사설 네트워크로, MNO들이 전 국민을 대상으로 서비스하며 누구나 사용이 가능한 public 5G와는 상반되는 개념이다. 이러한 private 5G는 local 5G, 5G LAN(Local Area Network), enterprise 5G, non-public 5G 등 다양한 용어로 사용되기도 한다.
<Private 5G의 특징> Private 5G는 특정 구역 내에서 네트워크를 구성하는 LAN과 같은 기능을 담당하지만, 다음과 같은 기술적 차이점 및 특징을 가지고 있다. • 이동성: 유선기반의 이더넷 장비를 도입하지 않고도 많은 소형 디바이스 및 장치를 무선 연결할 수 있어 네트워크와 연결할 설비의 배치가 자유롭다. • 초저지연·광대역: 밀리미터파 기반의 초저 지연 및 광대역 서비스를 제공하는 public 5G과 동일한 서비스 특성을 가지므로 초정밀 제어와 방대한 자료 전송이 가능하다. • 네트워크 슬라이싱: 5G에서 사용되는 네트 워크 슬라이싱 기술을 사용하여 이용자의 요 구와 용도에 맞는 다양한(논리적) 네트워크를 생성할 수 있다. • 커스터마이징: private 5G provisioning은 네트 워크 소유 기업/기관이 수행하므로, 보안 정 책뿐만 아니라 다양한 리소스의 할당 및 트 래픽 처리 우선순위 등과 네트워크 정책을 자체적으로 결정하여 운용할 수 있다. • 높은 신뢰성: private 5G는 외부망과 분리되어 있어 public 5G의 장애 시에도 생존성을 높일 수 있으며, private 5G 장애 시에는 public 5G로의 우회 접속을 통해 장애를 최 소화할 수 있다. 또한 자체 보안정책의 수립 및 데이터 로컬 저장으로 데이터 보호에 유리하다.
출처: 한국전자통신연구원
Ⅱ. 투자전략 – 최선호주의 자격
통신장비 전반의 업황 회복이 확인되지 않은 시점에서, 실적 개선 가시성이 높은 삼성전자 서플라이체인에 대한 선별 작업이 필요하다. 삼성전자 체인 내에서 최선호주를 선정한 조건은 다음의 3가지다.
1) 버라이즌향 공급 참여, 2) 과점적 점유율(50%↑), 3) 통신장비 외의 사업 영위
위 3가지 조건을 동시에 충족하는 최선호주와 중장기적 관점의 관심종목을 다음과 같이 제시한다.
RFHIC 동사는 유무선 통신용 Power Transistor 및 방산용 Power Amplifier의 제조 및 판매를 목적으로 1999년 8월 20일에 설립됨. 주력 제품은 GaN 트랜지스터와 GaN 전력증폭기이며, 동사 매출액의 90% 이상 차지함. 동사의 가장 큰 경쟁력은 국내에서 유일하게 GaN 트랜지스터를 생산하고 있다는 것임. GaN on Diamond 소자를 사용한 고출력 반도체 전력증폭기를 개발하여 사업영역 확대하고 있음. 출처 : 에프앤가이드
RF머트리얼즈 동사는 2007년 12월 28일에 법인 형태로 설립되었으며, 2019년 12월 24일 코스닥시장에 기업공개를 실시함. 광화합물 반도체인 인듐인과 갈륨비소, RF화합물 반도체인 질화갈륨과 갈륨비소를 트랜지스터와 전력증폭기에 안착시킬 수 있는 패키지를 제조 판매하는 사업을 영위. 화합물 반도체용 패키지를 제조해오면서 확보해온 핵심 요소기술과 히트싱크 소재기술, 적층세라믹 기술을 활용하여 5G 시장 및 다양한 분야에 진출할 계획. 출처 : 에프앤가이드
기가레인 동사와 연결기업의 사업부문은 RF통신 사업, 반도체 장비 사업, 중고 반도체 장비 사업으로 구분. 반도체 장비 사업부문은 LED공정에 사용되는 ICP 식각장비, Micro/Nano LED 및 Display 공정에 사용되는 나노 임프린터, 그리고 반도체 공정에 사용되는 DRIE 식각장비 사업을 수행. RF 통신 사업부문은 국내외 고객을 위한 5G 이동통신용 기지국 안테나 및 RF 커넥터의 제조 시설을 구축을 완료하고 양산 공급중. 출처 : 에프앤가이드
오이솔루션 2003년 8월 7일에 설립되어 전자, 전기, 정보통신 관련 제품의 연구개발, 제조 및 판매업을 영위하고 있으며 2014년 2월 27일 코스닥시장에 상장함. 주력 제품은 광트랜시버로 대용량 라우터 및 스위치 등의 광통신 장치에서 전기신호와 광신호를 변환시켜 광통신이 가능하게 하는 핵심부품임. 광통신은 유무선 데이터 트래픽의 증가와 함께 성장하고 있으며, 광트랜시버의 시장도 응용분야별 연평균 2~21%의 성장을 지속 중임. 출처 : 에프앤가이드
에치에프알 무선복합시스템 개발을 주된 사업으로 하고 있음. 동사는 코스닥 시장 상장을 위해 하나금융7호기업인수목적 주식회사와 2018년 5월 29일 합병계약을 체결하였음. 2018년 11월 2일을 합병기일로 하여 합병을 완료하였음. 법률적으로 상장법인인 하나금융7호기업인수목적 주식회사(합병회사)가 비상장법인인 주식회사 에치에프알(피합병회사)를 흡수합병하였으며, 합병 이후 2018년 11월 2일 회사명을 주식회사 에치에프알로 변경함. 출처 : 에프앤가이드
이노와이어리스 유무선 자동측정 및 제어 시스템 개발 및 제조 등을 영위할 목적으로 2000년에 설립되어 2005년 2월에 코스닥시장에 상장함. 지배회사와 연결실체는 통신용 시험/계측기 및 SmallCell 등의 개발,제조,판매 및 서비스를 주요 사업으로 영위하고 있음. 당기말 현재 큐셀네트웍스 등 8개의 연결대상 종속회사를 보유하고 있으며 모두 비상장으로 국내를 비롯 일본, 영국, 미국 등에 분포되어 있음. 출처 : 에프앤가이드
쏠리드 1998년 11월 5일에 설립되어 이동통신 및 유선통신 관련 네트워크 장비의 제조 개발 등의 사업을 영위하고 있음. 국내 이동통신 3사를 모두 고객으로 확보하고 유무선 통신의 액세스 및 코어 영역에 속하는 장비인 중계기와 유선전송장비를 주로 공급함. 주력 수출 품목인 DAS의 시장 규모는 2016~2026년 사이 CAGR 12.1%의 견조한 성장 추세가 이어질 것으로 전망됨. 출처 : 에프앤가이드
최선호주의 자격①: 버라이즌향 공급 참여 벤더
2021년 통신장비사 실적을 좌우하는 가장 큰 요인은 버라이즌 공급이다. 4Q20부터 삼성전자는 버라이즌향 장비 공급을 시작했다. 초도물량 공급 후 1분기에 본격적으로 장비 공급이 진행됐다. 삼성전자 서플라이체인 내에서 4분기 초도물량 공급에 참여한 벤더와 아닌 벤더로 분류할 수 있다. 버라이즌 프로젝트에 포함된 벤더들은 리드타임을 감안했을 때, 2분기부터 유의미한 실적 개선이 가능하다. 4Q20 공급에 참여했던 벤더는 각 제품군별로 다음과 같다.
에이스테크 2006년 에이스테크놀로지에서 인적분할해 에이스안테나로 설립 후, 2010년 에이스테크놀로지와 분할합병을 통해 현재 사명으로 변경. 사업분야는 모바일 네트워크 관련 장비사업으로, 기지국 안테나, 기지국용 RF장비, 모바일 디바이스용 안테나 그리고 RF 커넥터 등임. 신규사업으로 레이더, 유도무기체계,지휘통신체계,위성통신,데이터링크등의 방산용안테나 부문에 2008년부터 개발업체로 참여하여 매출이 지속적으로 발생하고 있음. 출처 : 에프앤가이드
서진시스템 동사는 2007년 10월 설립되어 2017년 3월 코스닥시장에 상장한 통신부품 제조업. 주요사업은 금속가공 기술 및 시스템 설계 역량을 바탕으로 각종 통신장비, 핸드폰, 반도체장비 등의 함체, 구조물, 전기구동장치 등을 제조, 판매하고 있음. 종속회사를 통하여 베트남 공장 및 설비 투자로 인해 자동차 및 전기자동차 부품을 일부 양산하고 있으며, 추가적으로 개발 및 양산을 준비 중임. 출처 : 에프앤가이드
최선호주의 자격②: 과점적 점유율
삼성전자는 버라이즌 외 하반기와 2022년까지 다수의 지역 통신사향 통신장비 공급이 예정돼 있다. 삼성전자 내 여러 협력사들 가운데, 높은 점유율을 바탕으로 공고한 입지를 가지고 있는 업체들의 수혜가 클 전망이다. 해당 업체들은 여타 협력사들과의 점유율 경쟁 리스크가 작다.
1) GaN 트랜지스터/증폭기 – RFHIC, RF머트리얼즈 (M/S 70%↑) 5G에서는 4G 대비 높은 3GHz 이상의 중/고대역 주파수 대역을 사용한다. 고대역 주파수에서는 RF 트랜지스터/전력증폭기에 LDMOS 소재를 사용하기 무리가 있다. 온전한 성능을 위해 LDMOS 대신 GaN 소재(GaN on SiC)를 채택하는 것은 선택이 아닌 필수다.
M/S (market share, 시장 점유율) 경쟁 시장에서 어떠한 상품의 총 판매량 가운데 한 기업의 상품이 차지하는 비율을 말한다. 곧, 특정 산업, 가령 선철 등의 제품 시장에서 취급되는 전 거래량 중에서 한 기업이 정하는 비율을 가리킨다.
RF (Radio Frequency, 무선주파수) 파장 0.1mm 이상의 범위, 즉 진동수 3 THz이하의 전자기파이다. 무선주파수에 해당하는 전자기파는 방송에 사용되는 전파와 각종 무선 통신의 신호를 송수신하는 교류 전류 진동수로 활용되고 있다.
LDMOS (Lateral MOSFET) 주로 이동통신용 전력증폭기의 최종출력증폭단에 사용되는 트랜지스터이다.
GaN on SiC (갈륨나이트라이드온실리콘) 전자이동성을 높이고 고전압과 고열에 버틸 수 있도록 두 와이드밴드갭(WBG) 소재를 결합한 기판 재료다.
화웨이는 2019년부터 사용하기 시작했고, 삼성전자와 노키아도 2021년부터 본격적으로 채택 계획을 가지고 있다. 삼성전자는 GaN 트랜지스터 채용률을 20년 10%(추정) → 21년 50~60%를 계획하고 있는 것으로 파악된다.
화웨이 기술 유한 공사 (华为技术有限公司) 중화인민공화국의 통신 장비 및 스마트폰 제조 업체이다. 본사는 광둥성 선전시 룽강구에 있다.
노키아 (Nokia Corporation, Nokia Osakeyhtiö) 핀란드에 본사를 둔 글로벌 통신 네트워크 솔루션 회사이다.
GaN 트랜지스터는 글로벌 시장 내에서 RFHIC와 Sumitomo가 70~80% 독과점하고 있는 제품이다. 배경은 기술력이다. 후발주자들과의 기술격차가 지속되면서 점유율 우위가 이어질 전망이다. RFHIC는 삼성전자 내에서 70% 이상 점유율을 차지하고 있다. 트랜지스터/증폭기는 기지국 초기에 스펙 세팅이 필요한 핵심 제품이다. 트랜지스터를 변경 시, 기존 기지국 철거 후 새로 구축해야 한다. 초기 선점 업체의 높은 점유율이 지속될 수밖에 없다.
Sumitomo (住友商事株式会社, 스미토모 상사) 스미토모 그룹의 종합상사이다. 미쓰비시 상사 (三菱商事株式会社), 미쓰이 물산 (三井物産), 이토추 상사 (伊藤忠商事), 마루베니 (丸紅)와 함께 일본을 대표하는 종합상사로 소위 5대 상사의 하나다. 업계에서는 4위이다.
RFHIC의 자회사인 RF머트리얼즈는 GaN 트랜지스터에 필요한 패키지를 공급 중이다. 현재는 RFHIC 4G 트랜지스터향 세라믹 패키지를 단독 공급 중이며, 삼성전자의 승인 이후 5G 증폭기에도 단독 공급할 예정이다.
세라믹스 (ceramics, 세라믹) 열과 냉각 활동으로 마련된 무기 화합의, 비금속 고체이다. 점토 등 천연의 원료를 사용해서 만들며, 용기로 사용되어 왔다. 이에 대하여 파인 세라믹스(fine ceramics)는 고순도의 인공 원료를 사용해서 만들며, 전자재료, 정밀기계 재료 등 다양한 용도에 쓰인다. 세라믹스는 금속과는 반대로 전기를 잘 전도하지 않을 뿐 아니라, 유기 재료와는 달리 고온에도 잘 견딘다는 것이 특징이다.
2) 커넥터/케이블 – 기가레인 커넥터/케이블은 기지국 안테나 모듈(AFU)에 들어가는 제품으로 AFU BoM Cost의 15%를 차지한다. 공헌이익률이 50% 이상인 고마진 제품이다. 과거 케이엠더블유의 자회사인 텔콘이 독점하고 있었다. 텔콘이 제약 회사에 인수되는 과정에서 사업 경쟁력이 약화됐고, 해당 점유율을 기가레인이 확보했다. 기가레인은 AFU 공급이 탈락된 고객사의 수주 지역에도 커넥터/케이블은 공급한다.
AFU (Antenna Filter Unit, 안테나필터유닛) 안테나와 필터를 통합한 제품으로 5G 기지국의 무게를 줄일 수 있다.
BOM (Bill of material) 특정 제품(Item)이 어떠한 부품(Item)으로 구성되는지에 대한 정보와 Item 간의 관계(Relationship)를 정의하는 데이터.
Cost (비용)
케이엠더블유 1991년 1월에 설립되어 1994년 법인전환 후 2000년 3월에 코스닥시장에 상장한 무선통신장비 전문 제조 기업임. 동사 및 종속회사는 무선통신 기지국에 장착되는 각종 장비 및 부품류 등을 생산, 판매하는 RF사업과 스포츠조명, 실외조명, 실내조명등을 생산, 판매하는 LED사업을 영위하고 있음. 당기말 현재 12개의 연결대상 종속회사를 보유중이며 RF사업은 5G 투자에 따른 수주 선점, LED사업은 경영 정상화를 목표함. 출처 : 에프앤가이드
텔콘 케이엠더블유의 자회사로 기지국 내부에 들어가는 전자주파수케이블과 커넥터를 생산해 왔다. 케이엠더블유가 2016년 매각해, 현재는 텔콘RF제약으로 사명변경. 무선 통신장비제조에 쓰이는 커넥터와 케이블 어셈블리 등의 제조 및 완제의약품 제조업을 주요 사업으로 영위하고 있다.
커넥터/케이블은 기지국 장비의 효율성을 좌우하는 중요 부품이다. AFU 모듈의 폭, 무게 등이 커넥터/케이블의 개선을 통해 효율화가 가능하다. 기가레인이 고객사의 수주 프로젝트 선행과제를 다수 함께할 수 있었던 배경이다. AFU 공급 점유율 확보에 있어서도 시너지를 통해 경쟁 우위가 가능하다.
신규 경쟁자 진입 리스크는 0에 가깝다. 고객사 입장에서 커넥터/케이블 교체의 이득이 크지 않다. BoM Cost 측면에서 원가 절감이 중요한 부품이 아니기 때문에 교체 비용이 오히려 더 크다. 현재 고객사는 이원화 계획을 가지고 있지 않다.
3) 광트랜시버 – 오이솔루션 (M/S 60%↑) 광통신 네트워크의 특징은 광케이블 구간은 광신호로, 장비에서는 전기신호로 이동한다는 점이다. 광 ↔ 전기 신호의 전환을 위해 광트랜시버가 필수적이다. 기지국 장비(RU)가 많이 건설될수록 기지국사(DU)까지 연결하는 광케이블은 늘어난다. 광트랜시버 수요도 함께 증가하게 된다.
RU(Radio Unit) 기지국의 무선 신호 처리 부분으로 DU로부터 수신한 디지털 신호를 주파수 대역에 따라 RF 신호로 변환하며 안테나로 송/수신하는 변환장치와 RF 증폭기로 구성된다.
DU (Digital Unit) 기지국의 디지털 신호 처리 부분으로 무선 디지털 신호를 암호화, 복호화하는 채널카드로 구성되며 RU와는 광케이블을 이용해 연동하고, 교환국사에 DU 집중 센터로 운용된다.
국내 광트랜시버 업체는 오이솔루션 포함 총 3개사 정도다. 기술력을 바탕으로 경쟁사 대비 과점에 가까운 점유율을 확보 중이다. 삼성전자 내에서 전체 공급 물량의 60% 이상을 차지하고 있는 것으로 추정된다.
최선호주의 자격③: 통신장비 +α
통신장비 업체들 중 통신장비 외 사업까지 제품 포트폴리오가 다각화된 경우가 있다. 이는 업황 회복의 불확실성 속에서 실적 안정성을 높여주는 역할을 할 수 있다. 경쟁력 있는 기술력을 보유하고 있는 업체들만이 가능하다.
RFHIC – 방산/의료/산업용 GaN 트랜지스터, 나아가 전력반도체까지 GaN 트랜지스터는 통신 외에 방산 부문에서 주로 쓰이고 있다. 현재 레이더 등 주요 방산 장비는 진공관 방식으로 돼 있다. 진공관 방식은 열이 많이 발생하고 수명이 짧다는 측면에서, 고주파를 사용하는 방산 부문에 적용하기엔 한계가 크다. 대안으로 반도체 방식(GaN 트랜지스터)의 필요성이 부각되고 있다. 2020년 기준 전체 매출에서 방산이 차지하는 비중은 21%였다. 방산과 더불어 의료와 산업용 장비에서도 반도체 방식으로의 전환 흐름이 관측된다.
방산 (방위산업체, Defense contractor company) 국가가 필요로 하는 국가 방위 관련 장비/시설 등 일체 관련된 기업들을 의미한다. 한국법에서는, 방위산업물자를 생산하는 업체로서 산업통상자원부장관으로부터 지정을 받은 업체를 말한다(방위사업법 제3조 제9호). 산업통상자원부장관은 방산업체를 지정함에 미리 방위사업청장과 협의하여야 한다(같은 법 제35조 제1항 후문). '방위사업법' 역시 "방위산업체"를 "방산업체"로 약칭하고 있다.
"방위산업물자"(약칭 방산물자)라 함은 군수품 중 방위사업청장이 안정적인 조달원 확보 및 엄격한 품질보증 등을 위하여 필요한 물자를 지정한 것을 말한다(같은 법 제3조 제7호).
GaN 반도체 시장의 성장이 전망된다. RFHIC는 GaN을 웨이퍼 위에 성장시켜 모듈링하는 기술력을 보유 중이다. 국내 최고 수준이며, 글로벌 기준으로도 탑티어에 속한다. 해당 기술을 바탕으로 2022년 국내의 글로벌 반도체 회사와 JV를 설립해 전력반도체 사업을 진행할 예정이다. 향후 추가적인 매출처(전방산업) 다변화가 기대된다.
JV (joint venture, 합작투자) 2개국 이상의 기업·개인·정부기관이 영구적인 기반 아래 특정기업체 운영에 공동으로 참여하는 국제경영방식으로 전체 참여자가 공동으로 소유권을 갖는다. 공동소유의 대상은 주식자본·채무·무형고정자산(특허권·의장권·상표권·영업권 등)·경영노하우·기술노하우·유형고정자산(기계·설비·투자 등) 등에 이르기까지 다양하다.
합작에 참가하는 기업들이 소유권과 기업의 경영을 분담하여 자본·기술 등 상대방 기업이 소유하고 있는 강점을 이용할 수 있고 위험을 분담한다는 점에서 상호이익적 해외투자방식이다. 합작투자는 신설방식으로 이루어질 수도 있고, 기존 현지법인의 일부 소유권을 취득하는 방식으로 이루어질 수도 있다. 다국적기업이 현격한 기술격차를 이용하여 해외에 진출했던 1950~1960년대에는 합작투자보다 단독투자방식이 많이 이용되었지만, 경쟁이 격화되고 신기술이 지연되는 등 독점적 우위의 확보가 어려워짐에 따라 최근 들어 합작투자를 통한 해외진출을 많이 이용하고 있다.
합작투자방식이 선호되는 경우는 첫째 현지 정부의 제한 때문에 단독투자방식을 이용할 수 없는 경우, 둘째 필요로 하는 원료 및 자원을 현지파트너가 생산하고 있어 원료 및 자원의 입수가 현지진출을 위한 전제조건이 되는 경우, 셋째 다각적인 제품을 취급하는 기업의 경우 현지 마케팅 노력이 요청되는 경우, 넷째 해외사업운영에 필요한 자본 및 경영능력 부족을 해결하고자 하는 경우, 다섯째 해외사업경험이나 협상력이 부족한 경우 등이다.
외국기업은 합작투자방식을 이용함으로써 위험부담의 축소, 규모의 경제 및 합리화 달성, 상호보완적인 기술 및 특허 활용, 경쟁 완화, 현지정부가 요구하는 투자 또는 무역장벽 극복 등의 전략적 이점을 활용할 수 있다.
전방산업 - 전방산업: 어떤 재료나 소재 따위를 이용하여 특정 제품을 생산하거나 판매하는 산업을 통틀어 이르는 말. 최종 소비자가 주로 접하는 업종. - 후방산업: 특정 제품의 재료나 소재 따위를 생산·판매하는 산업을 통틀어 이르는 말. 제품 소재를 주로 만드는 업종.
RF머트리얼즈 – 방산/의료/산업용 패키지, 수소차/전기차용 히트싱크 모회사 RFHIC의 GaN 트랜지스터는 방산, 의료, 산업용 장비에서도 채택 확대 중이다. GaN 트랜지스터의 소재인 GaN on SiC의 케이스 역할을 하는 적층 세라믹 패키지를 RF머트리얼즈가 단독 공급 중이다. RFHIC 뿐만 아니라 여타 방산회사 향으로도 패키지를 공급 중이다. 통신 외의 적용 분야가 확대되고 있다.
국내 완성차 업체와 수소차, 전기차 파워 모듈용 히트싱크 소재를 개발 중이다. 2021년 중에는 샘플 테스트가 마무리될 것으로 전망된다. 일본 업체들이 장악하고 있는 시장으로 최종 양산 성공 시 향후 국산화가 가능하다. 2차 벤더로 25~30% 점유율로 공급이 예상되며, 매출은 25년 약 58억(20년 매출액 기준, 비중 32%)에 달할 것으로 예상된다.
히트싱크(heat sink) 열 접촉을 직간접적으로 사용하여 다른 물체로부터 열을 흡수하고 발산하는 환경이나 물체를 가리킨다. 히트 싱크는 효율적인 열 발산이 필요한 곳이면 어디든지 널리 응용되어 쓰이고 있다. 이를테면 냉장고, 열기관, 냉각기, 레이저를 들 수 있다.
기가레인 – 반도체 장비 LED 공정 ICP 식각장비와 나노 임프린터 장비 사업을 영위 중이다.
LED(light-emitting diode, 발광 다이오드) 순방향으로 전압을 가했을 때 발광하는 반도체 소자이다. 발광 원리는 전계 발광 효과를 이용하고 있다. 또한 수명도 백열등보다 더 길다.
ICP 식각장비 (inductive coupled plasma etcher, 고주파 유도 결합 플라즈마 식각장비) LED 소자의 발광효율을 향상시키는 PSS(Patterned Sapphire Substrate) 식각공정 장비로, GAS를 이용 Plasma 유도방식을 사용하여 웨어퍼를 정밀하게 깎아내는 기능을 한다. 이에 LED 칩 대량생산화의 핵심장비로 꼽힌다. -식각(etching, 에칭): 화학약품의 부식작용을 응용한 소형(塑型)이나 표면가공의 방법이다. 사용하는 소재에서 필요한 부위만 방식(防蝕) 처리를 한 후 부식시켜서 불필요한 부분을 제거하여 원하는 모양을 얻는다.
임프린터 패턴을 형성시킨 몰드를 wafer에 임프린팅(각인) 시켜, 식각 또는 이후의 공정을 위한 패턴을 그려주는 장비
TV, 태블릿 등 여러 어플리케이션에서 미니LED 채택이 확대되고 있다. 전방 수요 확대에 따른 국내 및 중화권 주요 LED 업체들의 캐파 확대 및 장비 발주 증가가 예상된다. 동사는 2012년부터 LED용 ICP 식각장비는 글로벌 점유율 60% 이상을 차지하고 있다. 수혜가 기대된다.
미니 LED (Mini LED) LCD의 한 종류다. LCD 백라이트에 들어가는 LED 크기를 줄인 디스플레이를 일컫는다. 미니LED는 100~500마이크로미터(µm) 크기다. 미니 LED는 마이크로 LED와는 전혀 다르다. 마이크로 LED는 백라이트 없이 LED가 픽셀 역할을 해서 자발광하는 TV이다. 다만, LCD에 들어가는 백라이트의 크기를 미니 LED 수준으로 줄인것으로 보면 된다. 간단하게 기존 백라이트를 크게 개선한 게 미니 LED다.
캐파 (capacity, 생산능력)
식각장비 기술력을 바탕으로 나노 임프린터 장비 개발에 성공했다. 나노 임프린터 장비는 마이크로/나노 LED 제작용 포토공정에 사용되는 대체 장비다. 기존 포토공정 장비 대비 웨이퍼당 생산 단가를 절감할 수 있고, 장비 자체의 가격도 최대 20배 저렴하다.
마이크로LED (MicroLED, micro-LED, mLED, µLED) 새로 출현하는 평판 디스플레이 기술이다. 이름에서 알 수 있듯이 마이크로LED 디스플레이는 개개의 화소 요소를 이루는 마이크로 픽셀의 LED 배열로 구성되어 있다. 보편화된 LCD 기술과 비교할 때 마이크로LED 디스플레이는 더 나은 대비, 응답 시간, 에너지 효율성을 제공한다. OLED와 함께 마이크로LED는 스마트워치, 스마트폰과 같이 크기가 작고 에너지가 적은 장치에 주 목적을 둔다.
OLED와 마이크로LED는 전통적인 LCD 시스템에 비해 에너지 요구량이 상당히 더 적은 편이다. OLED와 달리 마이크로LED는 전통적인 GaN LED 기술에 기반을 두고 있어서 OLED가 내는 총 광량 대비 30배 이상 더 밝은 밝기를 제공할뿐 아니라 lux/W 면에서도 효율성이 더 좋다. 또, OLED의 짧은 수명으로 인한 문제가 없다. 2018년 기준으로, 마이크로LED 디스플레이는 대량 생산되거나 상용화되지는 않았으나 삼성은 CES에서 프로토타입을 선보였으며 애플은 직접 마이크로LED 화면의 자체 개발을 시작했다.
나노LED (1㎚=10억분의 1미터) 마이크로LED보다 작은 소자 크기
중국 LED 업체향으로 장비 한대를 이미 공급 완료했고, 1월에 글로벌 탑티어 디스플레이 업체로부터 1대 PO를 받았다. 하반기에도 추가 주문이 예상된다. 현재 신규 장비 도입 초기라는 점에서, 글로벌 선도 업체들에 공급했다는 점이 의미가 크다. 해당 레퍼런스를 바탕으로 향후 추가적인 고객사 확대가 기대된다.
PO(Purchase Order) 바이어 측에서 물품의 구매 주문을 하는 계약서
오이솔루션 – 레이저 다이오드 레이저 다이오드는 광트랜시버의 주요 부품 중 하나다. 레이저를 쏘는 광모듈의 핵심 소자로 원가의 30~40%를 차지한다. 기존의 레이저 다이오드 주요 생산처는 일본과 미국에서 주로 이뤄졌다. 스미토모, 미쓰비시, 브로드컴 등이 과점하고 있다. 2020년 처음으로 양산을 시작하며 국산화에 성공했다.
레이저 다이오드 (Laser Diode, LD, 반도체 레이저) LASER는 "Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation (유도 방출에 의한 빛의 증폭)"의 이니셜을 조합한 것이다. 파장 및 위상 등의 성질이 완벽히 동일한 빛을 출력할 수 있어, 간섭성이 높다 (coherent)는 점이 최대의 특징이다. 전류를 주입함으로써 발생한 빛이 2개의 거울 사이를 왕복하는 사이에 증폭하여 레이저 발진이 일어난다. 즉, 레이저 다이오드는 반사경을 통해 빛을 증폭하여 발광하는 LED라고 할 수 있다.
미쓰비시 그룹 (三菱グループ, Mitsubishi Group) 1870년에 창립된 복합기업이다. 제2차 세계 대전 종전 후 해체된 "미쓰비시 재벌"의 계보에 있는 기업들을 중심으로 활동 중으로, 미쓰비시UFJ은행과 미쓰비시 상사, 미쓰비시 중공업의 3사가 미쓰비시 그룹의 핵심 기업이다. 재벌의 연장선상에 있는 기업 연합 중 가장 결속력이 강하다는 의미에서 ‘조직의 미쓰비시’라고도 불린다. 미쓰이 그룹, 스미토모 그룹과 함께 일본의 3대 재벌 그룹이다.
브로드컴 코퍼레이션 (Broadcom Corporation) 광대역 통신용 집적 회로를 판매하는 미국의 기업이다. 1991년에 (회장이자 CTO인) 헨리 사무엘리와 헨리 T. 니콜라스 3세가 공동창립하였다. 브로드컴은 1998년에 상장되었고 전 세계에 5,000명이 넘는 직원을 두고 있다. 또한, 브로드컴은 라즈베리 파이를 후원하기도 하면서 세계적인 반도체 기업에 포함되는 기업이다.
오이솔루션은 상반기 중 수율 안정화 작업을 마무리할 계획이다. 하반기부터 중국 고객사로 공급을 위해 본격 양산을 계획 중이다. 대량 생산을 통해 부품 품질신뢰성 검증이 충분히 진행된 후 올해 말부터는 자체 내재화를 위한 작업을 진행할 예정이다. 자체 내재화 시 의미 있는 원가 절감이 가능하다.
레이저 다이오드 제작 관련 원천기술을 확보했다. 해당 기술은 광트랜시버용 외에도 가전, 의료기기, 자율주행 LiDAR용 제품에서도 사용되는 기술이다. 광트랜시버용 사업의 안정화 이후 장기적으로 새로운 어플리케이션용 제품을 준비할 가능성도 존재한다.
LiDAR(Light Detection And Ranging, 빛을 통한 검출과 거리 측정) 근적외광 및 가시광, 자외선을 사용하여 대상물에 빛을 비추고, 그 반사광을 광센서를 통해 검출하여 거리를 측정하는 리모트 센싱 (떨어진 위치에서 센서를 사용하여 검출) 방식을 뜻한다. Laser Imaging Detection And Ranging (레이저 화상 검출과 거리 측정)이라고도 하며, 대부분은 근적외 레이저 광을 펄스 상태로 조사 (照射)하고, 대상물에 닿아 반사될 때까지의 시간차를 계측한다. LiDAR는 대상물까지의 거리뿐만 아니라, 위치 및 형상까지 정확하게 검출할 수 있는 것이 특징이다.
+ 중장기적 관심종목: 5G 구조적 성장 아이템
Private 5G – 에치에프알 Private 5G는 해외에서 이미 시작되고 있다. 독일, 일본, 영국, 미국 등에서는 주요 기업들의 자체망 활용이 활발하다. 국내에서도 정부 주도하에 본격화가 예고되고 있다. 일반 기업이 Private 5G를 구축하기 위해서는 장비부터 솔루션까지 공급처가 필요하다. 국내에서 전 부문을 한 번에 턴키 공급이 가능한 업체는 에치에프알이 유일하다.
턴키 (turnkey) 제품을 구매자가 바로 사용할 수 있도록 생산자가 인도하는 방식이다. 디자인-빌드(Design-Build)라고도 한다.
스몰셀/중계기 – 이노와이어리스, 쏠리드 4G → 5G에서의 변화는 고주파수 대역 사용이다. 고주파수를 사용할 경우, 전파의 직진성은 강하나 회절성이 약하다. 이전 대비 동일 구역 내 많은 수의 기지국이 필요하다. 비용 특성상, 기지국(매크로셀) 대신 스몰셀과 중계기의 수요가 늘어날 수밖에 없다. 미국 버라이즌 공급 물량에도 스몰셀이 포함돼 있는 것으로 확인된다. 스몰셀/중계기에 대한 수요가 점차 발생하고 있는 상황으로, 구조적 성장이 예상된다.
회절성 직역하면 꺾이는 성질이다. 회절성이 강하면 장애물이나 건물 벽 등을 만날 때 휘어 피하거나 뚫고 들어갈 수 있다. 반대로 약하면 장애물 등을 피하지 못하고 충돌해 사라진다.
스몰셀 (Small Cell) 통상 수 km의 광대역 커버리지를 지원하는 매크로셀(Macro Cell)과는 달리 10~수백m 정도의 소출력 커버리지를 갖는 기지국을 말한다.
Ⅲ. Private 5G, 5G 근원적 고민에 대한 해답
2020년을 기점으로 5G 투자가 필요한가에 대한 고민과 논란이 증폭됐다. 이는 결국 5G 수요에서 비롯된 문제다. B2B 시장이 개화되지 않은 시점에서, B2C 영역에서는 5G 서비스에 대한 필요성을 체감하기 어렵다. 국내 통신사들이 투자확대에 소극적인 이유다.
B2B 시장이 개화될 때 5G에 대한 의심과 불신은 해소될 수 있다. 결국 B2B 수요의 주체인 민간 기업들이 5G 활용 사례를 만들고 확대해 나가는 것이 중요하다. 해외 사례의 경우를 봤을 때, 산업별 주요 선도 기업들이 적극적으로 활용하려 나서고 있다. 주류로 자리 잡을 가능성이 높다. 방향성에 대한 고민의 해답은 Private 5G에서 찾을 수 있다.
5G 수요 창출의 핵심, Private 5G
독일, 영국, 일본을 중심으로 Private 5G 사업이 진행되고 있다. 과학기술정보통신부가 밝힌 계획에 따르면, 한국도 2021년 상반기 중 5G 특화망 주파수 공급을 시행할 예정이다.
B2B 수요의 주체인 민간 기업이 자체적으로 5G 특화망을 구축하게 함으로써, 2가지 순기능이 기대된다. 1) B2B 수요 창출 촉진, 2) 5G 투자 관련 이통사의 경쟁유발이 가능하다.
Private 5G란 무엇인가 Private 5G(Local 5G)는 기존에 통신사가 하던 망 구축 및 운영 권한을 민간 기업에 별도의 전용망을 부여하는 것을 말한다. 기업은 통신사처럼 정부로부터 주파수를 할당받아 직접 기지국 등의 통신장비를 설치해 단독으로 네트워크를 사용할 수 있다. 공장, 의료, 항공, 물류 등 여러 산업 현장에서 활용이 가능하다.
주체, 방식에 따라 총 3가지 유형으로 나뉜다.
민간 기업들의 Private 5G 수요 민간 기업들의 Private 5G에 대한 수요는 1) 보안, 2) 속도, 3) 비용 때문이다. 통신사가 구축해놓은 전국망을 끌어와 사용하는 것과 달리 기업이 특정 구역 내에 자체 네트워크를 구축한다. 보안이나 속도 측면에서 우수하다. 초기 구축 비용은 크게 발생한다. 다만 장기적으로 운영 비용은 절약할 수 있다.
삼성전자, 네이버, 한국전력 등 각 산업의 주요 기업들이 관련하여 관심과 계획을 보이고 있다. 산업을 선도하는 기업들의 움직임은 산업 전반의 5G B2B 컨텐츠 확산으로 이어질 수 있다.
국내외 추진 현황 및 사례 해외에서는 이미 활발히 진행되고 있다. 독일, 일본, 영국 등의 국가들에서 선제적으로 Private 5G가 시작됐다. 해외는 중대역 주파수 할당으로 시작했으며, 고주파 대역도 추가로 할당할 예정이다. 한국도 추진할 계획 중에 있으며 관련 정책을 발표할 예정이다.
독일 2019년 11월 처음으로 시작했으며 현재까지 사업이 가장 활성화된 국가다. 정책추진 초기, 이통사들의 반발이 심했다. 이에 이통사가 신청 기업과 함께 협업해 Private 5G를 구축하는 방식의 사업 모델로 추진했다. 3.7GHz의 중대역 주파수를 할당했으며, 향후 24GHz 이상의 고주파대역까지 할당할 계획이다.
일본 2019년 12월부터 면허 신청을 받기 시작했으며 Local 5G라고 부른다. Private 5G의 3가지 유형 모두 발전할 양상을 보이고 있다. 4.6~4.9GHz를 처음 할당했으며, 이후 28.2~29.1GHz를 순차적으로 추가 할당했다. 누적 주파수 할당 승인 건수는 20년 6월 6건 → 21년 2월 23건으로 증가했다. 21년 4월 이후 5G 주파수 추가 발급을 진행할 계획이다.
영국 2020년 4월 면허 신청이 시작됐다. 1.8~4.2GHz 사이 중대역 주파수를 할당했고 향후 24.25~26.50GHz의 고대역 주파수까지 할당할 예정이다. 정부 주관으로 총 2억 파운드(한화 3,100억원) 규모의 5G Trials Package를 시행 중이다. 2018년 1차 선정에 이어 2020년 2월에 2차 선정도 이어졌다.
한국 2021년 1월 처음으로 정책방안이 수립됐다. 과학기술정보통신부는 이르면 5월 중 정책 세부 시행방안을 발표할 계획이다. 28.9~29.5GHz 대역을 우선 공급할 예정이다. 6GHz 이하의 중대역 주파수도 할당 대상을 선정했다.
과학기술정보통신부 (Ministry of Science and ICT, MSIT, 과기정통부) 과학기술정책의 수립·총괄·조정·평가, 과학기술의 연구개발·협력·진흥, 과학기술인력 양성, 원자력 연구·개발·생산·이용, 국가정보화 기획·정보보호·정보문화, 방송·통신의 융합·진흥 및 전파관리, 정보통신산업, 우편·우편환 및 우편대체에 관한 사무를 관장하는 대한민국의 중앙행정기관이다.
해외 사례를 통한 산업별 기대효과 분석 독일, 일본, 영국을 중심으로 Private 5G는 선제적으로 진행됐다. 5G를 기반으로 비용 효율화 등을 통해 제조업의 한계를 개선하려는 목적이다. 국가별 초기 실행단계에서 시범 진행 이후, 현재까지 지속적으로 신청하는 기업이 증가하는 추세다. 5G에 대한 B2B 측면의 수요가 있다는 것은 증명됐다.
국가별 주요 제조업체들의 참여도가 높다. 각 회사가 기존 대비 개선하고 싶었던 부분에 대한 한계가 5G를 기반으로 극복 가능해졌다. 정부의 민간 주파수 할당을 통해 B2B 컨텐츠의 주체인 기업은 적극적으로 컨텐츠 개화에 앞장설 수 있다. 5G에 대한 수요의 지속적인 확대가 기대된다.
스마트 팩토리 현 단계에서 가장 개화한 B2B 부문은 스마트 팩토리다. 각 산업 내 메이저 회사들이 Private 5G를 기반으로 적용하는 중이다. 5G 이전까지 공장에서 스마트 팩토리로 전환할 수 없었던 이유는 무선 연결의 한계 때문이었다. LTE 까지는 무선 방식이 연결성과 안정성 측면에서 완벽하지 않아 유선 방식이 사용되었다. 초고속, 초저지연, 초연결이 가능한 5G가 인프라로서 필요한 이유다.
스마트 팩토리(Smart Factory) 설계 및 개발, 제조 및 유통 등 생산과정에 디지털 자동화 솔루션이 결합된 정보통신기술(ICT)를 적용하여 생산성, 품질, 고객만족도를 향상시키는 지능형 생산공장으로 공장 내 설비와 기계에 사물인터넷(IoT)을 설치하여 공정 데이터를 실시간으로 수집하고, 이를 분석해 스스로 제어할 수 있게 만든 미래의 공장이다.
LTE(Long-Term Evolution, 롱텀 에볼루션) 단순히는 HSDPA 보다 한층 진화된 휴대전화 고속 무선 데이터 패킷통신규격이다. HSDPA의 진화된 규격인 HSPA+와 함께 3.9세대 무선통신규격으로 불린다. 3세대 비동기식 이동통신기술 표준화 기구 3GPP(3rd Generation Partnership Project)가 2008년 12월 확정한 무선 고속 데이터 패킷 접속규격인 Release 8을 기반으로 하고 있으며, 핵심기술인 OFDM과 MIMO를 이용하여 HSDPA보다 12배 이상 빠른 속도로 통신할 수 있다. 다운로드 속도는 최대 173Mbps이다.(2x2 MIMO 기준)
LTE는 휴대전화 네트워크의 용량과 속도를 증가시키기 위해 고안된 4세대 무선 기술(4G)을 향한 한 단계이다. 현재 이동통신의 세대가 전체적으로 3G(3세대)라고 알려진 곳에서, LTE는 4G로 마케팅된다. 표준화 기구가 설정한 규격과 비교하여 LTE는 IMT 어드밴스 4G 요구사항을 완벽하게 만족시키지 못하기 때문에 3.9G이다. 미국의 버라이즌 와이어리스와 AT&T 모빌리티 그리고 몇몇 세계적 통신사는 2009년 시작되는 네트워크의 LTE 변경 계획을 발표했다.
사례1 – Mercedes Benz 독일 완성차 업체 벤츠의 ‘Factory 56’ 사례가 대표적이다. 이를 위해 7억 3,000만 유로(한화 약 1조 350억원)의 자금을 투입했다. Factory 56의 목표는 3가지(유연성, 효율성, 디지털화)다.
1) 유연성: 수요에 따라 한 공장 내에서 소형차, SUV, 내연기관차, 전기차 등을 유연하게 변경할 수 있다. 2) 효율성: 5G 통신이 생산 시스템과 설비를 연결시켜 효율성이 증대되고 작업정확도가 향상된다. 기존 공장에서의 S-class 어셈블리에 비해 25%의 효율성이 향상되는 결과를 확인했다. 3) 디지털화: 초고속, 초저지연 환경 속에서 다양한 테스트 시나리오를 위한 데이터가 빠르게 처리된다. 글로벌 각지에 있는 30개 이상의 공중 주요 정보도 실시간으로 확인 및 처리가 가능하다.
이산화탄소 중립적 방식으로 생산하는 탄소 제로 공장으로, 벤츠는 향후 공장 적용을 확대해 2039년까지 완전 이산화탄소 중립을 달성할 계획이다.
탄소 제로 (carbon zero, carbon neutrality, 탄소 중립) 개인이나 회사, 단체가 이산화탄소를 배출한 만큼 이산화 탄소를 흡수하는 대책을 세워 이산화 탄소의 실질적인 배출량을 '0 (zero)'으로 만든다는 개념이다. 탄소 중립화(炭素中立化)와 순 배출 영점화(純排出零點化, net zero) 라고도 한다. 온실가스 배출량을 계산하고 배출량 만큼을 상쇄하기 위해 나무를 심거나 석탄, 화력 발전소를 대체할 에너지 시설에 투자하는 등의 활동을 통해 이산화 탄소 배출량을 상쇄하는 방식을 말한다. 기후 중립(climate-neutral)은 기후 변화의 주요 원인인 이산화탄소뿐만 아니라 다른 온실가스에 대한 규제까지도 포함하는, 탄소중립보다 포괄적인 개념이다.
사례2 – e.Go 독일 신생 전기차 회사인 e.Go는 e.Go Life 모델을 만드는 'Factory 1'에 Private 5G망을 설치했다. 8,500 스퀘어 미터 규모의 설비에 36개의 안테나를 설치했다. 차량 부품별로 실시간 추적이 가능하도록 하기 위해 모든 부품에 RFID 태그 시스템을 부착했다.
스퀘어 미터 (Square meter, 제곱미터, 기호 ㎡ 또는 m²) 국제단위계의 면적의 단위 (SI 유도 단위)로 한 변의 길이가 1미터인 정사각형의 면적이다. 면적의 SI 단위계의 SI 유도 단위다.
RFID (Radio-Frequency Identification) 주파수를 이용해 ID를 식별하는 방식으로 일명 전자태그로 불린다. RFID 기술이란 전파를 이용해 먼 거리에서 정보를 인식하는 기술을 말하며, 전자기 유도 방식으로 통신한다. 여기에는 RFID 태그(이하 태그)와, RFID 판독기(이하 판독기)가 필요하다. 태그는 안테나와 집적 회로로 이루어지는데, 집적 회로 안에 정보를 기록하고 안테나를 통해 판독기에게 정보를 송신한다. 이 정보는 태그가 부착된 대상을 식별하는 데 이용된다. 쉽게 말해, 바코드와 유사한 기능을 하는 것이다. RFID가 바코드 시스템과 다른 점은 빛을 이용해 판독하는 대신 전파를 이용한다는 것이다. 따라서 바코드 판독기처럼 짧은 거리에서만 작동하지 않고 먼 거리에서도 태그를 읽을 수 있으며, 심지어 사이에 있는 물체를 통과해서 정보를 수신할 수도 있다.
차량 자동생산라인에서의 지연은 10ms 이하로 개선됐다. 공정 및 시설 전환(스틸 → 알루미늄)은 3개월만에 마무리되면서 기존대비(18개월 소요) 15개월 앞당길 수 있었다. 차량 개발 비용과 기간도 4년 2.8억유로 → 2년 0.7억유로로 기존 대비 절감하는 결과가 확인됐다.
스마트 인프라 (물류, 항공, 항구 등) 물류 산업에서는 5G와 IoT의 접목을 노력 중이다. 물류의 디지털화를 목표한다. 공급망 내에서 제품의 위치를 실시간으로 추적하고 온도, 습도 등의 상태를 모니터링할 수 있다. 방대한 연결과 오류 및 지연을 없애기 위해 5G가 필요하다.
IoT (Internet of Things, 사물인터넷) 각종 사물에 센서와 통신 기능을 내장하여 인터넷에 연결하는 기술. 즉, 무선 통신을 통해 각종 사물을 연결하는 기술을 의미한다. 인터넷으로 연결된 사물들이 데이터를 주고받아 스스로 분석하고 학습한 정보를 사용자에게 제공하거나 사용자가 이를 원격 조정할 수 있는 인공지능 기술이다. 여기서 사물이란 가전제품, 모바일 장비, 웨어러블 디바이스 등 다양한 임베디드 시스템이 된다. 사물인터넷에 연결되는 사물들은 자신을 구별할 수 있는 유일한 아이피를 가지고 인터넷으로 연결되어야 하며, 외부 환경으로부터의 데이터 취득을 위해 센서를 내장할 수 있다.
기존 항구의 자동화는 와이파이, 유선 연결 등을 통해 이용된다. 관리 비용이 높고 안정성 등에서 문제가 있다. 향후 5G를 통해 항구 내에서 자율 운항 선박, 스마트 물류체계 등을 확립해 나가는 것이 목표다.
사례1 - Bristol Port 서부 잉글랜드 연합(WECA)이 주도한 5G 물류 프로그램의 일부로 2021년 1월에 시작됐다. 영국 정부의 300만 파운드(한화 3,100억원) 규모 5G Create 프로젝트가 지원했다. 향후 1) 개별 상품에 대한 항구 내 실시간 추적, 2) 물류 수송차량 등에 대한 교통 통제 효율화, 3) 전반적 업무 자동화를 목표한다.
사례2 – 중국 칭다오 항
Private 5G를 활용해 전반적인 항구 작업을 모두 자동화한 대표적인 사례다. 2017년 5월 시작되어 현재는 완전 자동화되어 운영되고 있으며, 지속적으로 5G의 추가 적용을 위한 개발이 이뤄지고 있다.
현장에서의 테스트 결과, 5G 자동화 시스템의 도입으로 70%의 노동비용을 절감할 수 있었다. 주요 자동화 설비로는 STS(Ship-to-shore) 크레인의 중앙관제시스템, 30대의 고성능 카메라를 활용한 데이터 트래픽 로직 컨트롤러 등이 있다.
STS 크레인 (Ship to Shore Crane, Container Crane, 컨테이너 크레인) 안벽 크레인(Quay Crane), 갠트리 크레인(Gantry Crane)으로도 부른다. 부두에 접안하는 컨테이너 선박에 컨테이너를 싣고 내리는 실질적인 작업을 하는 장비이다.
2020년 7월 공개한 Dongjiakou 구역에서는 연간 1,420만 달러의 비용절감을 할 수 있을 것으로 예상되며, Tianjin과 Guangzhou 항에서도 5G 스마트 항구에 대한 개발이 진행 중이다. 현재 칭다오 항을 모델로 하여 LGU+가 부산항에 스마트 항구 건설을 추진 중이다.
LGU+가 부산항에 스마트 항구 건설을 추진 중 2021년 4월 29일 오전 부산 남구 신감만부두 컨테이너 야적장. 폭 30m, 높이 25m의 크레인이 40피트(약 12m) 길이 컨테이너를 약 4분에 1개씩 운반 차량으로 옮기고 있었다. 크레인 꼭대기에 있는 조종석 자리는 텅 비어 있었다. 대신 부두에서 1km 떨어진 동원부산컨테이너터미널 사무실에서 직원이 모니터를 보며 조이스틱(막대 모양 조작 장치)으로 원격 조종을 하고 있었다. 모니터에는 크레인에 부착된 카메라 15대가 현장 상황을 실시간으로 끊김 없이 보여줬다. 수많은 컨테이너가 오가는 항만에서 사고 없이 이런 ‘스마트 항만’을 운영하려면, 대용량의 고화질 화면과 정보를 끊김 없이 실시간 주고받아야 한다.
부산 신감만부두의 스마트 항만 시스템을 위해 LG유플러스와 부산항만공사가 함께 5G(5세대 이동통신) 네트워크를 구축했다. LG유플러스는 크레인 2대를 원격 운영으로 전환해 시범 운영하고 있다. 지금까지 컨테이너를 옮기려면 사람이 25m 위 조종석에서 고개를 숙인 채 아래를 바라보며 8시간 동안 직접 작업해야 했다. 눈으로 볼 수 있는 각도에 한계가 있어, 컨테이너도 3층까지밖에 못 쌓았다. 하지만 5G 기술을 활용해 사무실에서 조종사 한 명이 최대 3~4대의 크레인을 동시에 조종할 수 있다. 또 사람 눈 대신 카메라 15대로 작업 현장을 보며 4층까지 적재가 가능해졌다. 여기에 사용된 핵심 기술은 ‘저지연 영상 전송 설루션’이다. 초고화질 영상을 최대한 압축시켜 전송하는 기술이다. LTE 대비 영상 전송 시간이 84% 단축된다.
LG유플러스 관계자는 “초고화질 영상을 지연 없이 실시간으로 보내주기 때문에 순간의 조작 실수를 미연에 방지할 수 있다”고 말했다. 실제로 현장에서 동일한 화질의 영상을 4세대 통신 기술인 LTE망을 통해 보니, 영상이 실제보다 2초가량 늦게 전송됐다. LG유플러스는 올해 부산항 신선대 터미널과 전남 광양항에도 이 같은 스마트 항만을 구축한다. 크레인뿐 아니라 자율주행 컨테이너 운반 차량, 인공지능 CCTV, 드론 같은 5G 특화 설루션을 도입해 스마트 항만 사업에서 경쟁력을 확보하겠다는 계획이다. LG유플러스는 “국가 보안시설인 항구를 드론이 순찰하고, AI(인공지능) CCTV를 통해 24시간 감시하는 기술 개발도 추진할 계획”이라고 했다.
