CES를 주관하는 CTA(Consumer Technology Association)에서는 매년 주목해야 할 만한 기술 트렌드를 정해 발표한다. 전 세계 테크 기업들이 모이는 자리이다 보니 누구보다 정보가 많을 것이고, 이를 토대로 발표하는 내용은 나름 현실성이 있고 들어 볼 만한 얘기들이다. 하지만, 올해는 코로나 19 영향 때문인지 전년도와 크게 다르지 않은 내용을 언급했다. 5G, 디지털 트랜스포메이션 같은 내용은 몇 년 전부터 지속적으로 등장하는 주제다. 단지 코로나 19를 겪으면서 변화 속도가 빨라진 정도는 있을 것 같다.
CES (Consumer Electronics Show, 소비자 가전 전시회) 해마다 1월이 되면 네바다 라스베이거스에서 열리는, 대중에게는 공개가 되지 않는 견본시이다. 주로, 미국의 소비자 기술 협회로부터 지원을 받는다. 이 전시회에서 수많은 제품 프리뷰가 쏟아지며 새로운 제품들이 들어선다. 이 전시회는 라스베이거스 컨벤션 센터에서 열린다. CES는 컴덱스가 취소된 뒤로 주된 기술 관련 견본시 가운데 하나로 여겨지고 있다.
CTA (Consumer Technology Association, 소비자 기술 협회) 미국에서2,200 개 이상의 소비자 기술 회사를 대표하는 표준 및 무역 조직이다. CTA는 공공 정책에 영향을 미치고, 소비자 가전 박람회(CES) 및 CES 아시아와 같은 행사를 개최하고, 시장 조사를 수행하며, 회원 및 규제 기관이 기술 표준을 구현하는 데 도움을 준다. CTA는 사장 겸 CEO인 게리 샤피로가 이끌고 있다.
CTA가 이번에 꼽은 기술 트렌드는 디지털 헬스, 디지털 트랜스포메이션, 로봇, 5G, 자동차 기술, 스마트 시티 등 총 6가지이다. 전년도 기술 키워드는 디지털 치료, 플라잉카, 미래 식품, 안면 인식, 로봇이었다. 미래 식품이 빠진 것을 제외하면, 전체적인 키워드가 상위 카테고리로 묶인 것이라고 볼 수 있다. 기술은 진화되지만, 매년 새로운 것이 등장하는 것은 무리가 있을 것이다. 매년 키워드를 선정해야 하는 CTA의 고민도 이해되지만, 그렇다 하더라도 1가지 정도는 완전히 새로운 키워드가 되어야 하는데, 그렇지 못했다는 점에서 신선함이 떨어진다.
CES가 사상 처음으로 온라인으로 진행됨에 따라 발표하는 기업이나 이를 보는 참관객 모두 어색한 것은 사실이다. 미중 갈등으로 인해 중국 기업들이 대거 불참하다 보니 참가 기업 수가 거의 절반으로 줄어들었고, 그나마 단골 참가 기업들도 준비한 내용물이 기존에 개발된 것들을 짜집기 한 수준이 많았다. 라스베거스 내 대형 극장에서 발표했던 키노트 스피치를 동영상으로 전달받으니 현장감도 떨어지고, CEO의 어마어마한 카리스마는 온데간데없고 동네 아저씨가 얘기해주는 정도에 그친다. 결국 언택트 문화가 아무리 발달해도 이런 대형 컨퍼런스는 역시나 현장에 모여 보고 듣는 것이 전달하는 입장이나 듣는 입장에서나 모두 효과적일 것으로 판단된다. 아무쪼록 코로나 19가 종식되어 내년부터는 다시 예년의 CES 행사가 되기를 기대해 본다.
미중 갈등으로 인해 중국 기업들이 대거 불참 ■ 中 기업 참가, CES 2020 대비 85% 감소
CES 2021 공식 홈페이지에 따르면 미국은 531개, 한국이 263개, 중국이 199개(홍콩특별자치구 25개사 제외), 대만 129개 순으로 CES 2021에 참가했다. 지난 CES 2020에는 CES 2021보다 많은 390여 개 한국 기업이 참가했다.
하지만 CES 참가기업 수도 4500여개로 많았던 점을 고려하면 참여 기업 국가별 비율로는 올해 한국 기업 수가 가장 많은 셈이다. 반면 중국 기업의 수는 크게 줄었다. 올해 중국은 1368개 업체가 참여했다. 하지만 CES 2021은 199개로 무려 85%나 감소했다. 중국 기업은 통상 CES 참가 기업 중 30% 이상을 차지했다.
CES는 전세계에서 가장 규모가 크고 매년 초인 1월에 개최되는 특성상 그 해 ICT 트렌드를 알 수 있는 가장 중요한 전자전시회다. 때문에 화웨이, 하이센스, TCL, ZTE, 오포, 레노버 등 중국 중요 ICT 기업들을 비롯해 1000여 곳이 넘는 스타트업들도 미국에 부스를 꾸렸다.
2019년부터 매년 빠지지 않고 등장하는 키워드는 5G다. 이번 기조연설 중에도 버라이즌 CEO인 한스 베스트버그가 등장해 5G의 미래가 다가오고 있음을 강조했다. 베스트 버그 CEO는 이번 연설에서 "CES 2019 기조연설 이후 우리 세계는 큰 변화를 경험하고 있다. 디지털 혁명이 극도로 가속화되고 있다. 일, 학습, 원격 건강, 소매, 스트리밍의 미래는 현재 우리의 현실이 됐다. 코로나 19 대유행으로 한 가지가 분명해졌다. 디지털 혁명으로부터 5∼7년 떨어져 살았지만 이 큰 변화는 재택근무, 원격 수업, 원격 의료의 도입을 가속화했다"고 말했다.
버라이즌 (Verizon Communications, Inc.) 미국의 통신산업 관련기업이다 자회사인 버라이즌 와이어리스(Verizon Wireless)는 미국에서 가장 큰 무선 전기 통신 네트워크를 운영한다. 버라이즌 와이어리스는 미국 최대의 무선 회사이자, 최대의 무선 데이터 공급 업체이다.
이처럼 통신사 CEO들은 저마다 5G의 필요성, 중요성을 강조하고 있다. 하지만, 현실은 어떤가? 5G 네트워크에 대한 투자가 제대로 이뤄지지 않고 있다. CTA가 보여준 전 세계 5G 투자 지형도는 거의 모든 국가에서 5G가 투자되고 있는 것처럼 보여주었지만, 실제 제대로 망이 갖춰지고 가입자가 의미 있게 늘어나는 나라는 한국, 중국 정도에 불과하다. 미국조차도 2019년 5G 서비스를 시작했지만, 주파수 여건 관계로 mmWave에 먼저 투자했다가 기술적인 한계와 애플리케이션 부재로 인해 투자 속도를 늦추고, 이제서야 3 GHz 대역의 주파수 경매를 마치고 Sub-6에 본격적인 투자를 앞두고 있다.
mmWave / Sub-6Ghz 5G NR (5G New Radio)는 6 GHz 미만의 반송파 주파수에 대해 최대 100 MHz 및 밀리미터 파 범위의 주파수에 대해 최대 400 MHz의 신호 대역폭을 지원합니다. 출처 : SKT Insight
5G가 처음 등장했을 때 기술적으로 강조되었던 부분은 바로 초연결성과 초지연성이라고 볼 수 있다. 사물인터넷 시대에 가능한 많은 디바이스와 연결해야 하고, 또 그렇게 연결된 디바이스와 통신할 때 지연 없이 실시간으로 데이터를 주고받아야 한다는 의미다. 그런데, 5G 서비스가 시작된 지 2년이 지나도록 우리가 체감적인 변화를 느끼는데 한계가 있다. 이런 서비스가 상용화되려면 mmWave 대역과 SA 방식의 5G가 필요한데, 아직 이 정도로 진화하려면 2~3년의 시간이 더 필요해 보인다. 현재 대부분의 통신사들은 스마트폰 단말을 LTE에서 5G로 바꾸는 정도에 그치고 있고, 스마트 팩토리, 스 마트 시티, 원격 의료, 자율 주행 등 이상적인 5G 서비스를 구현하려면 인프라 투자와 함께 고객들의 인식 전환이 요구된다.
사물인터넷 (Internet of Things, IoT) 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. 모든 사물이 바이러스와 해킹의 대상이 될 수 있어 사물인터넷의 발달과 보안의 발달은 함께 갈 수밖에 없는 구조이다.
정보 기술 연구 및 자문회사 가트너에 따르면 2009년까지 사물인터넷 기술을 사용하는 사물의 개수는 9억여개였으나 2020년까지 이 수가 260억 개에 이를 것으로 예상된다. 이와 같이 많은 사물이 연결되면 인터넷을 통해 방대한 데이터가 모이게 되는데, 이렇게 모인 데이터는 기존 기술로 분석하기 힘들 정도로 방대해진다. 이것을 빅 데이터라고 부른다. 따라서 빅 데이터를 분석하는 효율적인 알고리즘을 개발하는 기술의 필요성이 사물인터넷의 등장에 따라 함께 대두되고 있다.
시스코 시스템즈의 조사에 따르면 2013년부터 2022년까지 10년간 사물인터넷이 14조 4천억 달러의 경제적 가치가 있을 것이라고 예상한다.
SA NSA(Non-Standalone) 5G와 LTE를 동시에 쓰는 기술이다. 이러한 5G 상용화 초기, 커버리지가 부족할 때 데이터가 끊길 것을 대비해 LTE망도 함께 사용하도록 설계된 표준 기술. 무선 구간은 5G, 유선 구간은 기존 망을 사용.
SA(Standalone) LTE망 없이도 5G 망만으로 통신할 수 있는 표준 규격. 유무선 구간 모두를 5G 망을 이용한다는 게 특징.
우리는 진정한 5G 시대가 오는데, 3년 정도가 필요하다고 판단한다. 스마트폰의 한계에서 벗어나 수요자와 공급자가 B2B 서비스의 필요성을 동시에 느끼려면 말이다. 빈익빈 부익부인 전세계 통신 산업 지형도 5G 투자에 걸림돌이 되고 있다. 한국, 미국, 일본, 중국 정도를 제외하면 큰 이익을 창출하는 시장이 부재하다. mmWave 인프라를 제대로 투자하기 위해서는 초기 투자했던 5G에 비해 1.5~2배 정도의 투자금이 필요한데, 유럽 같은 경우는 Sub-6조차 본격적으로 시작하지 못했다. 국내 통신 3사도 28 GHz 대역 주파수를 받아만 놓고 투자에 나서지 못하고 있어 당분간 투자 지출이 정체될 것으로 전망되며, 미국은 이제 설비투자를 조금씩 늘려나가는 단계에 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.
III. 반도체: Intel 왕조의 몰락, 재건 가능성은?
반도체에서는 전통적인 CPU 기업인 인텔과 AMD의 치열한 경쟁이 눈길을 끌었다. 20년 넘게 PC와 서버 시장에서 독주를 해왔던 인텔이 최근 몇 년 사이 급속도로 경쟁력을 잃어가고 있다. 그 밑바탕엔 제조 공정의 더딘 진화 속도가 발목을 잡고 있는 모습이다. 과거 무너져가던 AMD는 2010년대 들어 글로벌파운드리에 위탁 생산을 시작하면서 팹리스 회사로 변신한 바 있다. 7나노부터는 주력 파운드리를 TSMC로 바꾸면서 인텔 CPU의 성능을 따라잡더니 작년 CES에서 인텔의 성능을 뛰어넘었다고 발표한 바 있다. 그사이 인텔은 10 나노 공정이 계속해서 지연되어 10세대 아이스레이크 기반 서버 용 제온 CPU는 올해 2분기에나 양산이 가능하다. 이번 CES에서도 인텔은 그나마 공정 수율이 확보된 노트북용 CPU 제품들을 주로 홍보했고, 결국 CEO 교체를 발표했다.
인텔 (Intel Corporation) 반도체의 설계와 제조를 하는 미국의 다국적 기업이다. 세계에서 가장 큰 반도체 제조사로 본사는 캘리포니아주 샌타클래라에 있다.
AMD (Advanced Micro Devices, Inc.) 미국의 집적회로 설계 기업으로, 캘리포니아주 샌타클래라 카운티 서니베일에 위치하고 있다. 1969년 페어차일드 반도체 출신들이 주축이 되어 세워진 AMD는, 인텔에 이어 두 번째로 큰 x86 아키텍처 호환 프로세서 제조사이며 플래시 메모리 분야에서도 주도적인 위치에 서 있다.
팹리스 (fabless semiconductor company) 반도체 칩을 구현하는 하드웨어 소자의 설계와 판매를 전문화한 회사이다. 팹리스는 반도체 파운드리나 "팹"이라고 불리는 전문화된 반도체 제조사로부터 소자의 아웃소싱 제조를 하는 장점을 지닌다. 선구적인 팹리스 개념에서 신뢰는 자이링스의 버니 본더슈미트와 칩 엔 테크날러지스의 조던 A. 캠벨에 의하여 확립되었다.
파운드리 (fab, foundry, semiconductor fabrication plant) 반도체산업에서 외부 업체가 설계한 반도체 제품을 위탁받아 생산·공급하는, 공장을 가진 전문 생산 업체를 지칭한다. 반대 개념으로, 공장이 없이 파운드리에 위탁생산만을 하는 방식을 팹리스 생산이라고 한다.
TSMC (Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Limited. 대만적체전로제조주식유한공사) 중화민국의 반도체 파운드리이다. 세계에서 가장 큰 관련 업체로 알려져 있으며, 2020년 4월 6일의 시가총액은 2,469.75억 달러이다.
TSMC는 다양한 웨이퍼 생산라인(고전압, 혼합신호, 아날로그)을 제공할 뿐만 아니라, 논리 생산라인에서 최고로 알려져 있다. ATI 테크놀로지스, 브로드컴, 코넥산트, 마벨, 엔비디아와, VIA 테크놀로지스 같은 다수의 팹리스 첨단기술 회사는 TSMC의 고객이다.
CEO 교체 발표가 이뤄지기 전부터 시장에서는 인텔이 팹라이트(Fab Lite) 전략을 가져갈 것이라는 얘기가 많았다. 이미 경쟁력이 도태된 10 나노 공정과 차일피일 미뤄지고 있는 7 나노 양산 일정을 고려하면 늦었다고 볼 수 있지만, 지금이라도 외부 전문 파운드리에 최신 공정을 맡기는 것이 무너진 왕조를 일으켜 세우는데 도움이 될 것이다.
팹라이트 (Fablite) 설계 전문 업체가 소규모의 제조 공정을 갖춘 형태다. 반면 IDM은 설계부터 제조까지 전 과정을 모두 갖춘 반도체 업체를 뜻한다.
그동안 모든 고객사들이 인텔의 CPU를 가져다 썼지만, 이제는 서버 고객, 자동차 고객들이 자사 제품에 최적화된 CPU를 자체 설계하는 ASIC(주문형 반도체) 시장이 확대되고 있다. 대표적인 사례가 애플이다. 애플은 지난해 새롭게 선보인 맥북 프로에 인텔 CPU를 쓰지 않고 자체 설계한 M1 칩을 탑재했다. 현재까지 벤치마킹 데이터나 사용자들의 피드백을 보면 기존 인텔 CPU 성능을 능가했다는 평가도 나온다. 물론 OS와의 최적화로 인해 가능한 일이겠지만, 이 사례는 앞으로 다수의 IT 제조사가 ASIC을 검토할 수밖에 없게 했다. 단편적으로, 제조원가 측면에서 기존 인텔 CPU와 애플이 설계한 M1 칩을 비교해 보면 30~50% 칩 가격이 차이 날 수 있다. 기존 노트북 완성 업체들은 이런 원가 차이를 뛰어넘기가 쉽지 않다. 결론적으로, 향후 ASIC 시장이 확대될 수 있어 파운드리 기업들의 몸값은 천정부지로 오를 것으로 전망된다.
ASIC (에이식, Application Specific Integrated Circuit, 특정 용도용 집적 회로) 범용 용도가 아닌 특정 용도에 맞게 맞춤 제작된 집적 회로를 말한다. 주문형 반도체라고도 한다. 예를 들어 디지털 음성 녹음기 또는 고효율 비트코인 채굴기에서 실행되도록 설계된 칩은 ASIC이다.
기능 크기가 줄어들고, 설계 도구가 개선됨에 따라 ASIC에서 가능한 최대 복잡성은 5,000개의 논리 게이트에서 1억 개 이상으로 증가했다. 현대 ASIC에는 종종 마이크로프로세서 전체, ROM, RAM, EEPROM, 플래시 메모리 및 기타 대형 빌딩 블록이 포함된다. 이런 ASIC은 종종 SoC(시스템 온 칩)으로 불린다. 디지털 ASIC를 설계할 때 대개 ASIC의 기능을 설명하기 위해 Verilog나 VHDL과 같은 하드웨어 기술 언어(HDL)를 사용한다.
주로 양산되는 제품에 사용된다.
M1 (Apple M1) 애플이 자사의 매킨토시 컴퓨터용으로 설계한 최초의 ARM 기반 SoC이다. 4세대 맥북 에어, 5세대 맥 미니, 13인치 5세대 맥북 프로에 선보였다. 5 나노미터 공정을 사용하여 제조된 최초의 개인용 컴퓨터 칩이다. 애플은 저전력 실리콘의, 세계에서 가장 빠른 중앙 처리 장치(CPU) 코어, 그리고 세계 최고의 CPU 성능 대 와트를 갖추고 있다고 언급한다.
IV. 로봇: 실생활에 필요한 작은 것들부터 하나씩
아직은 멀었다는 평가를 받았던 로봇 시장은 차츰 실생활에 다가오고 있다는 느낌을 주는 제품들이 개발되고 있다. 물론 아직까지 인간을 대체할 수 있는 수준의 제품이 엿보이진 않는다. 하지만, 기존 제품 영역을 진화시켜 시장성이 있는 제품들이 출시되기 시작하면서 인간이 할 일을 하나씩 대체할 수 있는 영역은 충분히 시장 잠재력이 있다고 판단된다.
지난해 사람의 뒤를 쫓아다니는 AI 비서 로봇 ‘볼리’를 선보였던 삼성전자는 올해 로봇 청소기 형태의 ‘제트봇 AI’를 선보이며 실용적인 측면을 강조했다. 기존 로봇청소기 사용자들이 가장 불편하게 느꼈던 주행 성능을 개선하기 위해 딥러닝 기반의 사물 인식 기술을 적용하고, 라이다(LiDAR) 센서와 3D 센서를 탑재했다. 제트봇 AI는 딥러닝 기반으로 100만 장 이상의 이미지를 사전에 학습하고 주요 장애물과 가전제품, 가구 등을 인식한다. 사물을 인식하게 되면 흡입구 막힘을 유발하는 물건을 피해 간다던가 “냉장고 주변을 청소해줘”라는 명령을 수행할 수 있다.
딥러닝 (deep structured learning, deep learning, hierarchical learning, 심층 학습) 여러 비선형 변환기법의 조합을 통해 높은 수준의 추상화(abstractions, 다량의 데이터나 복잡한 자료들 속에서 핵심적인 내용 또는 기능을 요약하는 작업)를 시도하는 기계 학습 알고리즘의 집합으로 정의되며, 큰 틀에서 사람의 사고방식을 컴퓨터에게 가르치는 기계학습의 한 분야라고 이야기할 수 있다.
어떠한 데이터가 있을 때 이를 컴퓨터가 알아들을 수 있는 형태(예를 들어 이미지의 경우는 픽셀 정보를 열벡터로 표현하는 등)로 표현(representation)하고 이를 학습에 적용하기 위해 많은 연구(어떻게 하면 더 좋은 표현기법을 만들고 또 어떻게 이것들을 학습할 모델을 만들지에 대한)가 진행되고 있으며, 이러한 노력의 결과로 deep neural networks, convolutional deep neural networks, deep belief networks와 같은 다양한 딥 러닝 기법들이 컴퓨터 비전, 음성인식, 자연어 처리, 음성/신호처리 등의 분야에 적용되어 최첨단의 결과들을 보여주고 있다.
라이다 (Light Detection And Ranging, LIDAR, 레이저 레이다) 레이저 펄스를 쏘고 반사되어 돌아오는 시간을 측정하여 반사체의 위치 좌표를 측정하는 레이다 시스템이다. 항공 또는 위성 탑재되어 지형측량에 사용되며 스피드 건, 자율이동로봇, 자율주행 자동차 등에도 활용되는데 이 시스템이 각광받고 있다.
또한, 이번 CES에서도 다양한 형태의 소셜로봇이 등장했는데, 미스티 로보틱스(Misty Robotics)의 지능형 안내 로봇 ‘미스티(Misty)’, 동물형 동반자 로봇을 제작하는 코다(Koda)가 개발한 AI 사족보행 로봇 ‘코다’, 케어클레버의 반려 로봇 ‘큐티(Cuti)’, 어린이의 정서 발달을 돕는 소셜로봇 ‘목시(Moxie)’ 등이 대표적인 사례다. 혼자 사는 어르신의 반려 로봇이 된다던가, 건강 상태를 측정한다던가, 주인과 상호작용이 가능하다는 점에서 코로나 19를 겪으면서 인간의 정서적 외로움을 해결해 줄 도구로 이런 형태의 로봇이 다수 개발되고 있다는 사실에 주목할 필요가 있다.
그 외에도 요리를 대신해 준다던가, 코로나 방역을 위한 살균 작업을 수행한다던가 하는 특정 애플리케이션 용도로도 개발되고 있지만, 시장성이 확보되기까지는 시간이 걸릴 것으로 보인다. 로봇 시장은 이와 같이 인간의 반려 형태인 소셜로봇과 특정 어플리케이션 용도의 시장으로 분화되고 있다. 단기적으로는 소셜로봇 형태가 사람들의 관심을 끌 것으로 보이지만, 중장기적으로 인간의 업무를 대신할 수 있는 비용이 절감된 어플리케이션 로봇이 등장한다면 그 시장이 급속도로 확산될 것으로 판단된다.
V. 디스플레이: 가성비의 끝판왕, MiniLED TV 시장 확대
한때 CES에서 참관객들의 가장 큰 이목을 끌었던 TV는 이제 더 이상 기술의 진화를 엿보기 어렵다. 현존하는 디스플레이 기술의 최고봉이라고 하는 OLED TV가 등장한지도 5년 이상 지났지만, 아직 시장 보편적인 기술은 아니다. 왜냐하면 TV 시장이 기술 경쟁을 추구하기보다는 가성비를 선호하기 때문이다. 소비자들도 OLED가 좋은 기술이라는 것은 알지만, LCD TV 보다 100~300만 원 더 주고 OLED TV를 사는 경우가 적다. 화질도 중요하지만 크기도 중요한데, LCD TV는 적은 비용을 들여 70인치대 이상을 생산하기 수월하다.
OLED(Organic Light-Emitting Diode, 유기 발광 다이오드) 빛을 내는 층이 전류에 반응하여 빛을 발산하는 유기 화합물의 필름으로 이루어진 박막 발광 다이오드(LED)이다. 발광 다이오드는 순방향으로 전압을 가했을 때 발광하는 반도체 소자이다.
LCD (liquid crystal display, 액정 디스플레이) 디스플레이 장치의 하나이며, 평판 디스플레이(FPD)의 한 종류이다. LCD는 광학적으로 수동형(Passive)으로, 스스로 발광하지 않기 때문에 전력을 거의 소비하지 않는다. 그렇기 때문에 백라이트가 없는 LCD를 주로 사용하는 휴대용 계산기의 경우, 작은 태양광 패널이나 저용량 배터리 만으로도 긴 수명을 갖는다. 스스로 빛을 내지 않기 때문에 대부분의 LCD의 경우 후면에 백라이트를 두고, 전면에 액정을 두어 액정이 전기신호에 따라 빛을 차단하거나 통과시키는 방식으로 빛을 낸다.
여기에 이번 CES에는 Mini LED TV가 하이엔드의 주력 제품으로 등장하면서 가성비 전략이 연장되었다. 삼성전자 기준으로 고가 라인업인 QLED TV 중 상위 2개 라인업에 Mini LED를 적용할 것으로 예상되니 아마 내년에는 QLED TV 전 라인업에 적용될 가능성이 높아 최소 2~3년 간은 Mini LED TV로 하이엔드 제품 경쟁력을 유지해 나갈 것으로 판단된다. 줄곧 OLED TV가 진정한 하이엔드 TV라고 강조해왔던 LG전자마저 TV 시장의 가성비 트렌드를 반영해 Mini LED TV를 선보였으니 당분간 TV 시장은 Mini LED TV가 대세가 될 것으로 보인다.
Mini LED TV 주요 TV 제조사들이 미니 발광다이오드(LED) TV 신제품을 출시하며 경쟁이 달아오르고 있다. 미니 LED TV는 기존 액정표시장치(LCD) TV에 백라이트로 쓰는 LED 소자보다 작은 미니 LED를 활용한다.
미니 LED는 칩 크기가 100~200 마이크로미터(㎛·0.001㎜)로 일반 LED 칩(300㎛) 보다 작다. 칩이 작을수록 광원(백라이트유닛·BLU)으로 사용하는 칩을 더 많이 탑재할 수 있다. 명암비를 높이는 것이 가능하다. 미니 LED는 검은색을 진하게 표현하는 '로컬 디밍'(Local Dimming) 효과를 높일 수 있다. 일반 LED보다 검은색을 더욱 진하게 표현할 수 있다.
지난주 진행된 CES2021에서 TV 제조사들은 대부분 올해 신제품으로 미니 LED TV를 선보였다. TV 시장 세계 1위 업체인 삼성전자는 CES2021 개막 전에 미니 LED를 탑재한 '네오 QLED' TV를 공개했다. 미니 LED 칩 개수와 로컬디밍 블록 개수 등 자세한 수치는 공개되지 않았지만 4K와 8K 해상도로 오는 3월 출시할 예정이다. LG전자는 미니 LED를 탑재한 'QNED' TV를 지난해 말 깜짝 공개했다. 86인치 크기에 8K 해상도 제품은 약 3만 개 미니 LED를 탑재했다. 화면분할구동(Local dimming, 로컬 디밍) 구역은 약 2500개에 달한다는 것이 LG전자의 설명이다. 86·90·95·99인치로 출시할 예정이다.
QLED (Quantum dot light-emitting diodes, QD-LED, 양자점 발광다이오드) 별도의 광원이 필요하지 않은 자발광 기술이다. QD-LED의 구조는 OLED 기술과 매우 유사하지만, 발광층이 양자점(Quantum Dot) 물질로 구성되어 있는 점이 다르다.
양쪽 전극에서 주입된 전자(Electron)와 정공(Hole)이 양자점 발광층에서 만나 여기자(Exciton)을 형성하고 여기자의 발광재결합을 통해 빛을 내는 구조이다. QLED의 양자점은 열과 수분에 취약한 것이 단점으로 자발광 OLED와 같은 증착 방식이 불가하여 잉크젯 프린팅 방식의 개발이 필요하다.
QLED 기술은 아직 미성숙한 단계로 신뢰성/효율성, 블루 소자 수명, Soluble 공정 개발 등의 이슈가 있어, 2020년 시점에서 상용화에는 최소 5년 이상이 소요될 것으로 업계는 예상하고 있다. 출시되어있는 소위 QLED TV는 기존 LCD 백라이트에 퀀텀닷 Sheet를 추가로 부착하여 색재현율을 향상시켰으나, 별도 광원이 필요한 비자발광 LCD TV로 자발광 QLED와는 구분되어야 한다.
Mini LED TV는 사실 국내 제조사가 먼저 선보이는 기술은 아니다. 중국 TCL이 2019년 세계 최초의 Mini LED TV인 8 시리즈 로쿠 TV를 출시한 이후 올해 벌써 3번째 개선된 제품을 선보였다. TCL의 자회사이자 패널 업체인 CSOT가 Mini LED 패널을 TCL 뿐만 아니라 창홍 등 다른 중국 TV 업체들에도 공급할 것으로 보여 중국에서도 Mini LED TV 수요는 확대될 것으로 전망된다.
TCL (TCL集團) 1981년에 세워진 중화인민공화국의 기업이다. 1980년, '후이양 전자 산업 회사'가 세워졌으나, 1981년과 1985년에 각각 'TTK 가전 기기 회사'와 'TCL 전자 장비 주식회사'를 병합하면서, 지금에 이르렀다.
CSOT 중화인민공화국의 디스플레이 제조사. TCL의 자회사이며, BOE에 이어서 중국 2위의 디스플레이 제조사이다.
이로써 QD디스플레이, QNED 패널 기술을 활용한 TV 제품은 또다시 1~2년가량 늦어질 것으로 판단된다. 삼성전자가 TV에 적용하는 패널 기술의 변화가 늦어지는 것은 업계 전반적으로 좋은 것은 아니다. 이미 수년간 침체기를 겪은 디스플레이 생태계가 조금 더 긴 시간 동안 어려운 상황에 직면한다면 다음 세대 기술 개발이 더디어 지기 때문이다. 삼성디스플레이는 당초 QD디스플레이에 총 120K/월 규모로 투자할 것으로 알려졌지만, 첫 라인의 램프 업 시기가 뒤로 늦춰지고 있고, Mini LED와 같은 과도기 기술이 등장하면서 추가 전환 여부는 일러야 올해 말 경에 결정될 것으로 판단된다.
QD (quantum dot, 퀀텀닷, 양자점) 크기가 수 나노미터(nm) 크기에 불과한 초미세 반도체 입자를 말한다. 밝은 부분은 더 밝게, 어두운 부분은 더 세밀하고 정교하게 표현한다. 발광하는 빛의 파장도 크기에 따라 달라져 기존에 접하지 못한 색을 구현할 수 있다.
또한 전력 소모량도 줄일 수 있다. 퀀텀닷 기술을 이용해 기존의 PDP, LCD, LED, OLED 등에 비해 색상이 더 선명하고 수명이 길며 가격도 저렴한 디스플레이 장치를 만들 수 있다.
QNED QD+나노LED를 뜻한다.
그나마 모바일 패널에서는 새로운 변화가 시도되고 있다. 플렉서블 OLED가 등장한지도 5년 이상 지나다 보니 이제 접는 형태에서 둘둘 마는 형태까지 진화되고 있다. 이번 CES에서는 LG전자와 TCL이 이런 형태의 스마트폰 제품을 선보였다. 기본적으로는 스마트폰 형태로 사용하되 큰 화면이 요구될 때는 미니 태블릿 사이즈로 확대해 볼 수 있는 형식이다. 물론 소비자들의 구매 욕구를 자극하기 위해서는 완성도가 충분히 높아져야 할 것이다. 양사 모두 실물이 아닌 티저 형식의 동영상만을 공개했다. 완성된 스마트 폰 제품이 나오기까지는 수개월의 시간이 걸릴 것으로 보인다.
플렉서블 디스플레이 (flexible display) 휘어질 수 있는 디스플레이 장치를 뜻한다. 휠 수 있는 디스플레이, 플렉시블 디스플레이라고도 불린다. 일반적으로 사용되는 유리 기판이 아닌 플라스틱 기판을 사용하기 때문에 기판의 손상을 방지하기 위해서 기존의 제조 프로세서를 사용하지 않고 저온 제조 프로세서를 사용한다.
다만, 폴더블 디스플레이 형태를 넘어서 롤러블디스플레이가 등장했다는 사실만으로도 현재 6인치 안팎의 단조로운 형태의 디바이스 디자인이 수년 내에 다양해질 가능성이 높아졌다. 디자인의 다양화는 과점화된 스마트폰 시장의 경쟁 상황을 뒤바꿀 수 있는 변곡점이 될 수 있을 것이다. 또한, 폼팩터 변화는 재차 스마트폰의 부가가치를 높일 수도 있고, 교체 수요를 일으킬 수 있다는 점에서 IT 전반적으로 긍정적인 영향을 미칠 것으로 판단한다. 내년 CES에서는 완성도 높은 롤러블 폰이 등장하길 기대해 본다.
롤러블디스플레이 플렉서블 OLED 기술이 집약된 형태로 폴리이미드 기판을 사용해 유연성을 확보하고, 디스플레이를 말 때 발생하는 스트레스를 최소화하기 위해 한층 더 얇은 형태로 구현. 둘둘 말거나 펼 수 있어 작은 부피로 대화면을 구현하거나 필요한 사이즈만큼 화면을 꺼내 쓸 수 있어 장차 다양한 용도로 사용될 것으로 기대되는 디스플레이 기술.
VI. 전기차: GM 의 전기차 All-In 전략 시동
2021년 CES의 11가지 주제 중 "Automotive"는 크게 Vehicle Technology와 SelfDriving Cars로 구분되었다. 주제에 맞게, 대부분의 업체들은 전장화, 무인 운송, 항공, 자율 주행 솔루션 등을 결합한 종합 모빌리티 솔루션을 제공하고자 했다. 2020년 CES와 비교했을 때 한, 중, 일의 자동차 기업들이 대거 불참했기 때문에 혁신의 다양성이 부족했던 것이 사실이다. 그러나, 전기차 중심으로의 사업 전환에 대한 자동차 OEM들의 강한 의지를 엿보기엔 충분했다.
2021 CES에서 가장 주목받은 자동차 OEM은 단연코 GM이었다. GM의 전기차 중심으로 사업 개편은 국내 2차 전지 업종에 긍정적이기에 점검할 필요가 있다. GM은 50년 만에 바뀐 로고를 공개하며 General Motors의 M이 배터리 플랫폼과 전기 플러그 모양을 상징한다고 밝혔다. GM 전략의 핵심은 단일화된 모듈식 차량 구동 시스템과 얼티엄 배터리를 다양한 차종에 적용하여 규모의 경제를 갖추겠다는 것이다. 2020년 연초만 해도 GM은 2025년까지 12개의 EV 차종 출시를 목표로 했으나, 최근 30개까지로 계획을 확대했다. 2025년까지 미국과 중국에서 연간 100만 대의 전기차를 판매할 계획을 수립했는데, 기존 2030년의 목표 판매량 달성 시기를 5년이나 앞당긴 공격적인 계획이다. 플래그쉽 모델 양산 일정 또한 상당 부분 앞당겼다. GMC Hummer 생산 일정을 2023년에서 2021년 말로, 캐딜락 Lyriq 역시 2023년 초에서 2022년 초로 재수정했다.
OEM (Original Equipment Manufacturer) 주문자의 의뢰에 따라 주문자의 상표를 부착하여 판매할 상품을 제작하는 업체를 의미한다. 대한민국에서는 Original Equipment Manufacturing이라고 쓰고 '주문자 상표 부착 생산'이라고 번역하는 경우가 많다. 짧게 위탁생산이라고 부르기도 한다.
GM (General Motors Corporation, 제너럴 모터스) 미국에 기반을 둔 자동차 제조 기업으로 뷰익, 캐딜락, 쉐보레, GMC, 홀덴, 복스홀을 포함해 전 세계적으로 자회사와 상표를 가지고 있으며, 과거에는 허머, 새턴, 사브, 폰티액, GM대우, 올즈모빌, 들로리언 등의 브랜드도 가지고 있었다. 제너럴 모터스의 본사는 미시간주 디트로이트의 르네상스 센터에 있다.
EV 별도의 연료 주입 없이 충전된 전기로만 움직이는 순수 전기차를 말한다.
GMC Hummer 오프로드 럭셔리 전기 자동차
캐딜락 Lyriq 새로운 EV 크로스오버 차량인 Lyriq 은 GM의 Ultium 장거리용 배터리와 새로운 플랫폼을 사용한 첫 번째 차량으로, 1회 충전 시 약 480km의 주행거리가 가능하며, 후륜구동 및 사륜구동을 옵션으로 선택할 수 있을 것이며, 50:50의 무게 배분으로 뛰어난 주행 감성을 보이게 될 것이라고 한다.
GM이 공개한 얼티엄 배터리는 LG에너지솔루션의 파우치 셀로 구성된 배터리팩을 차량 디자인에 따라 유연하게 적용할 수 있다. 양극재는 코발트를 최대 70% 줄이고 알루미늄을 늘린 NCMA를 적용할 계획이며, 향후 니켈 비중도 낮춰 현재 대비 최대 60%의 원가 절감을 계획 중이다. 이 밖에 최대 90% 이상의 차량 와이어링 하니스 감소 및 무선 배터리 모니터 시스템을 적용하여 배터리 퍼포먼스와 충전을 효율화하고자 한다. 결과적으로 GM은 1회 충전으로 최대 450마일의 주행거리를 확보함과 동시에, 원가를 40% 절감하고 중량을 25% 줄인 배터리 개발을 완료했다고 밝혔다. 또한 향후에는 리튬 금속 배터리 상용화를 통해 얼티엄 배터리의 두배에 달하는 에너지 밀도로 한 번 충전에 600마일의 주행거리를 달성할 것이라 밝혔다.
LG에너지솔루션 LG화학의 전지사업 부분에서 분사. 시장에서는 기업가치를 100조 원 안팎으로 보고 있다.
NCMA LG화학이 전기차(EV) 배터리 핵심소재 니켈·코발트·망간·알루미늄(NCMA)을 사용한 배터리 양산 준비에 나선다. 제너럴모터스(GM)에 공급할 물량으로 추정된다. 2020년 6월 30일 업계에 따르면 LG화학은 차세대 양극재인 NCMA를 적용한 전기차 배터리를 이르면 내년부터 양산할 것으로 전해졌다. 당초 계획인 2022년보다 1년가량 앞당긴다. 양극재는 일부 자체 생산하고 나머지는 포스코케미칼이 담당한다. 현재 양사 협상이 진행 중이다. 하반기 계약 체결과 함께 내년부터 본격적인 공급이 가능할 전망이다. 계약 규모는 유동적이다. 다만 NCMA가 LG화학-GM 합작사인 얼티엄셀즈가 주로 사용하는 양극재라는 점에서 규모가 상당할 것으로 보인다. 지난 1월 LG화학과 체결한 1조 8533억 원 이상도 가능하다.
다양한 차종에 활용될 것으로 전해졌다. GM 최초의 전기 픽업트럭도 포함됐다. 현재 얼티엄셀즈는 미국 로즈타운에 공장을 짓고 있다. 2022년 가동 예정이다. 이전까지 NCMA배터리는 다른 미국 거점인 미시건 공장이 담당할 것으로 관측된다. 6개월에서 최장 1년까지 미리 배터리를 생산하고 GM이 전기차에 적용하는 시나리오가 검토될 수 있다는 게 업계 전문가들의 분석이다. LG화학은 최근 양산을 시작한 NCM712(니켈·코발트·망간 비율 7:1:2) 배터리와 함께 NCMA 배터리를 투톱 체제로 꾸릴 계획이다. 그동안 주력으로 사용하던 NCM622(니켈·코발트·망간 비율 6:2:2)는 NCM712, NCMA, NCM811(니켈·코발트·망간 비중 8:1:1)과 같은 하이니켈 양극재에 자리를 내줄 것으로 보인다. NCMA는 희귀 광물인 코발트를 덜 쓰고 니켈 함량을 80% 이상으로 높인 것이 특징이다. 소량의 알루미늄을 더해 니켈이 가지고 있는 불안정성을 줄이면서 에너지 밀도를 향상시켰다. 원재료 가격 부담을 낮추면서 전기차 1회 충전 시 주행거리를 늘려준다.
반면, 파나소닉의 키노트 또한 많은 관심을 이끌었다. 파나소닉은 4680 배터리 개발을 시작했고 현재 시제품을 제작하는 단계라고 하였으나, 정확한 양산 시점에 대한 공개는 없었다. 향후 2~3년 내에 코발트가 제외된 배터리를 공개할 계획이라 밝혔으며, 단순 주행거리 경쟁에서 벗어나 다양한 스펙 개발의 유연성을 갖출 것이라 강조했다.
키노트 (keynote, 기조연설) 국회, 전당 대회, 학회 등에서 정당의 간부나 학회의 중요 인물이 국가 정책이나 학회의 기본 방침에 대하여 설명하는 연설.
4680 배터리 2020년 11월 5일 배터리 업계에 따르면 LG화학과 파나소닉은 테슬라 전기차에 탑재할 ‘4680(지름 46㎜ x 높이 80㎜)’ 원통형 배터리 개발에 돌입했다. 일론 머스크 테슬라 CEO는 배터리 데이 당시 LG화학, 파나소닉이 공급하는 원통형 배터리셀인 2170(21㎜ x 70㎜) 보다 두배 이상 큰 셀을 개발해 생산 비용을 낮출 것이라고 밝혔다. 4680으로 명명한 이 배터리셀은 기존 에너지의 5배, 파워 6배, 주행거리 16%를 늘려준다. 머스크 CEO는 이를 통해 18개월 뒤 전기차용 배터리 가격을 56% 낮출 것이란 목표도 제시했다.
GM과 같은 보수적인 미국 자동차 업체의 전기차 판매 확대 전략은 유럽 대비 많이 부진했던 미국 전기차 시장에 긍정적이다. 또한, 향후 바이든 행정부는 친환경 차량 정책을 공격적으로 전개할 것이므로 미국 전기차 성장을 위한 주요 유인책이 될 전망이다.
2020년 11월까지 집계된 주요 국가별 전기차 시장을 보면, 전년동기대비 유럽은 62% 성장한 반면에 중국과 미국은 각각 2%, 3% 성장에 그쳤다. 중국은 7월부터 판매량 회복이 가속화되어 4Q20부터는 60% 이상의 성장을 나타내고 있으나, 미국은 여전히 30%대에 머무르며 부진하다. 또한 미국의 2020년 연간 전기차 판매 비중은 5.3%로, 유럽 13.5%과 중국 6.3% 대비 현저히 낮은 상황이다. 글로벌 차량 판매의 18.5%를 차지하는 미국의 가세는 전기차 시장 성장을 위한 핵심 요소가 될 전망이다.
반면, 미국 내 2차 전지 셀 공장은 테슬라-파나소닉의 네바다 기가 팩토리를 제외하고 LG화학, SK이노베이션이 유일하다. 유럽의 경우 중국 CATL를 비롯한 많은 중국 셀 업체들이 2022년 이후 양산을 계획 중이나, 중국 업체들은 미중 무역 분쟁 이슈에 따라 미국 내 공장 건설이 쉽지 않을 것으로 판단된다.
CATL (Contemporary Amperex Technology Co. Limited) 2011년 설립된 중국의 배터리 제조업체. 푸젠성 닝더에 본사를 두고 있다. 중국 내에서 BYD와 경쟁관계이고 대외적으로 파나소닉, LG화학, 삼성SDI와도 경쟁한다.
LG에너지솔루션은 올해 하반기부터 미국 홀랜드 공장에서 배터리 생산을 시작하고, 오하이오 부지 추가 매입을 통해 60 GWh까지 캐파를 확대할 예정이다. SK이노베이션 조지아 1 공장 (9.8GWh)은 1Q22 양산을 목표로 하고 있고, 지난해 착공한 2 공장 (11.7GWh)은 2023년 양산 목표이다. 따라서 미국 자동차 OEM의 배터리 발주는 향후에도 국내 업체들에게 집중될 가능성이 높다고 판단한다.
1Q22 2022년 1분기
21/01/19 한화투자증권 Analyst이순학, 김준환
마치며
이번 CES 행사를 많이 아쉬워하는 연구원님의 마음을 느낄 수 있네요. 아무리 코로나 때문에 경기둔화가 되었더라도 예년과 특별함이 없는 점에 대해 저도 약간 아쉽게 느껴집니다.
그나마 건질 수 있는 건 미니 LED TV, 로봇, 파운드리, 전기차 정도인 듯합니다. 이 중에서 전기차는 아직도 관심이 뜨거운 걸 알 수 있네요. 변화를 꾀하는 GM이나 테슬라에 납품하는 파나소닉의 발표가 주목은 받은 점에서 말이죠.
규모가 작아지기 했지만 CES의 영향력은 무시할 수 없다 생각하기에 참고하셔서 포트폴리오 구성에 도움이 되셨으면 합니다.
