[기고] 임베디드 소프트웨어의 산업 동향 분석

[테크월드뉴스=김경한 기자] 다양한 개인용 및 산업용 스마트기기, IoT(사물인터넷) 기기 등에 임베디드 소프트웨어(Embedded SW) 활용영역이 빠르게 확대되면서 연결성 및 복잡도가 증가하고 있다. 이에 따라 안전성을 확보하고, 보안위협요인에 효과적으로 대응할 수 있는 기반 환경이 요구되고 있다. 

이를 해결하기 위해 시스템 소프트웨어 및 OS(운영체제) 등에서 1차적으로 대응할 수 있는 복합기능을 갖는 임베디드 시스템 구축이 확산되고 있다. 이를 위해 위험도가 각기 다른 응용프로그램이 동일한 하드웨어에서 실행되고 있지는 않은 지를 파악할 수 있는 복합기능을 수행할 수 있어야 한다. 

복합기능을 수행할 수 있는 임베디드 시스템 구축은 자동차 산업에서 두드러지게 나타나고 있다. 자동차의 경우 AVN 시스템(오디오, 비디오, 내비게이션, 후방카메라, 계기판 등)을 스마트폰 및 IoT기기와 연동해 임베디드 하이퍼바이저 서비스(클라우드 및 차량 내부시스템의 모니터링·제어 서비스 등)를 제공할 수 있다. 이러한 임베디드 하이퍼바이저 서비스는 특성이 다른 응용프로그램들을 동일한 하드웨어에서 독립적으로 수행하게 함으로써 보안강화, 비용절감, 시스템 안전성의 효과를 낼 것으로 기대되고 있다.

특히 임베디드 시스템 및 기기의 보안기술은 특히 장기간(15~20년) 사용으로 인한 위협요인과 보호영역 밖에 설치돼 보안 시스템으로 보호할 수 없는 경우 임베디드 기기 자체의 보안기능까지 고려한 설계가 필요하다. 이에 ▲보안사고로 인한 기간시스템(교통, 통신, 항공 등)의 동작불능 상황에 대비한 중요한 기능성(Critical Functionality)의 강화 ▲하나의 임베디드 기기에서 나타난 보안취약점이 모든 기기에 침투하지 못하도록 하는 복제(Replication) 기능의 강화 ▲개인·산업용 스마트 및 IoT 기기 등에 설치된 임베디드 응용프로그램과 펌웨어의 손쉬운 업데이트 기능이 필수적으로 요구된다. 아울러 모든 임베디드 시스템 및 기기에 적용 가능한 단일 보안 솔루션은 사실상 없기 때문에 공격의 위험도에 따른 공격대응 수단 구현비용 등 다양한 측면을 고려할 필요가 있다. 

이번 기고문에서는 글로벌 메이저 ICT 기업들을 중심으로 확산되고 있으며 정부와 임베디드소프트웨어 업계에서 주력하고 있는 임베디드-AI 시스템 개발 이슈를 비롯해, 디지털 뉴딜 및 디지털 전환 이슈로 주목받고 있는 시스템반도체 및 디스플레이 분야의 핵심 기술개발 과제와 국내 기술개발 사례 등 핵심 기술개발 이슈를 중심으로 임베디드 소프트웨어 기술동향 분석정보를 제시한다. 

아울러 전통산업과 ICT 기업들이 활발히 추진하고 있는 전문 소프트웨어 기업의 글로벌 인수합병 이슈, 2024년 기준 각 산업부문별 국내 임베디드 소프트웨어 시장규모 추이 등 임베디드 소프트웨어 시장동향 분석정보를 제시한다. 이를 토대로 국내 디지털 뉴딜 및 디지털 전환 가속화를 위한 임베디드 소프트웨어 산업활성화 이슈를 진단하고 시사점을 제시한다.

임베디드 소프트웨어 기술동향 분석

임베디드-AI 시스템 개발 이슈

임베디드 소프트웨어(시스템) 산업활성화를 위해 임베디드 소프트웨어에 AI(인공지능)를 접목시킨 임베디드-AI 시스템 개발이 글로벌 메이저 ICT 기업들을 중심으로 빠르게 확산되고 있다. 이에 산업통상자원부(이하 산업부)와 임베디드 소프트웨어 업계는 4차 산업혁명과 AI 시대에 중요성이 더욱 부각되고 있는 임베디드 소프트웨어 산업발전 생태계를 구축하는 데 주력하고 있다. 

산업부에서는 ‘산업지능 내장형 임베디드 SW 기술 맵’ 구축을 추진하고 있으며, 업계에서는 임베디드 소프트웨어 생태계 구축에 소요되는 ‘1000억 원 규모의 예비타당성 조사’를 진행하고 있다. 특히 ‘산업지능 내장형 임베디드 SW 기술 맵’ 구축사업은 자율주행자동차, 지능형 로봇, 드론, 에너지 등 전 산업 분야에서 AI가 스마트기기와 산업현장에 빠르게 접목되기 시작하자 관련 핵심기술을 확보하기 위해 정부가 추진하는 전략사업이다. 구축된 기술 맵을 기반으로 향후 7년 동안 1000억 원 규모의 R&BD(Research and Business Development) 프로젝트를 추진할 계획이다. 다양한 산업용 스마트기기에 내장형 임베디드 소프트웨어를 설치하는 ‘산업지능 내장형 임베디드 SW 기술 맵’ 구축사업은 정부 차원의 역점사업이다. 이를 통해 AI기술의 산업현장 적용방식을 대규모 데이터분석에서 실시간 데이터처리로까지 전환하는 개선효과를 기대하고 있다.

임베디드 소프트웨어 핵심 기술개발 이슈

① 핵심 기술개발 과제
정부는 임베디드 소프트웨어 산업활성화를 위해 디지털 뉴딜 및 디지털 전환의 혁신기반으로 주목받고 있는 시스템반도체 및 디스플레이 분야의 핵심 기술개발 과제를 공식화했다. 이 과제들을 임베디드 소프트웨어 기술 분야별 10개 사업을 통해 2021년 R&BD 사업에 2321억 원을 투입하고 있다[표 1]. 

시스템 반도체 기술개발을 통해 성장 기반이 취약한 팹리스 기업의 경쟁력을 향상시키고자 한다. 아울러 디스플레이 기술개발은 기술난이도가 높은 과제를 다수 컨소시엄이 참여해 성과를 창출할 수 있도록 지원하는 경쟁형 R&BD 방식을 도입한다.

② 국내 기술개발 사례

2012년 국내 기술력으로 정보기기 및 산업기기용 리눅스 기반 임베디드 소프트웨어 공통 플랫폼을 개발한바 있다(정보기기용은 2012년 1월 말, 산업기기용은 2012년 2월 말). 개발 당시 해당 제품·서비스 동향을 보면 스마트폰 OS 분야는 iOS와 안드로이드의 점유율이 높은 시기였으며, 정보가전 분야는 해외기업들(Montavista Linux, TimeSys LinuxLink 등)이 시장을 주도하는 시기였다. 따라서 국내 임베디드 소프트웨어 솔루션(플랫폼)의 지원이 절실한 상황이었다. 이를 계기로 2008년 13.8%였던 국산 임베디드 소프트웨어 비중이 2013년을 기점으로 20%로 향상되는 결과로 이어졌다. 이는 국산 임베디드 소프트웨어에 대한 밀착지원 서비스를 통해 기술의 빠른 적용이 가능함을 보여주는 계기가 됐다.

임베디드 소프트웨어 시장동향 분석

글로벌 인수합병 이슈

세계적인 임베디드 소프트웨어 산업활성화와 전 산업 분야에서 IoT 기술의 확산은 임베디드소프트웨어의 중요성을 증가시키고 있다. 이에 자동차, 통신, 국방과 같은 전통산업과 하드웨어 기반 ICT 기업들의 전문 소프트웨어 기업 인수합병이 활발히 추진되고 있다[그림 1].

이런 글로벌 ICT 메이저 기업 간 인수합병 사례는 전통산업 분야에서 임베디드 소프트웨어의 중요성이 광범위하게 증가하고 있다는 방증이다.

국내 임베디드 소프트웨어 시장규모 추이

2024년 기준, 각 산업부문별 국내 임베디드 소프트웨어 시장규모를 보면 자동차산업이 9조 3700억 원으로 1위, 전자산업이 5조 9000억 원으로 2위, 기계·로봇산업이 2조 2800억 원으로 3위, 조선·해양산업이 1조 5700억 원으로 뒤를 잇는 대규모 시장을 형성할 것으로 전망된다. 아울러 국내 임베디드 소프트웨어 기업수도 2017년 2331개에서 2020년에는 2571개를 기록해 2017년 대비 240개 증가한 것으로 나타났다[표 2]. 

이처럼 전반적인 시장지수는 성장하고 있으나, 임베디드 소프트웨어 산업 전문인력은 2017년 5만5719명에서 2020년에는 4만 6117명으로 1만 명 이상 줄어든 것으로 나타났다.

임베디드 소프트웨어 산업활성화 이슈

임베디드 소프트웨어 산업활성화를 통해 디지털 뉴딜 및 디지털 전환을 가속화하기 위해서는 우선적으로 소프트웨어 융합지수와 업종별 소프트웨어 융합수준을 면밀히 진단할 필요가 있다. 소프트웨어 융합지수는 투자, 기술수준, 성과(매출) 측면에서 소프트웨어가 얼마나 기여하고 있는지를 분석하기 위해 만든 세부 지표다. 국내 제조산업의 소프트웨어 융합수준을 종합적으로 평가한 결과 통신기기 분야가 61.6점으로 1위, 전기전자 분야가 50.0점으로 2위, 의료기기 분야가 41.8점으로 3위로 나타났다. 그 뒤를 이어 자동차(34.5점), 기계/로봇(32.1점), 항공/국방(31.0점), 조선(28.5점)으로 평가되었다[그림 2].

소프트웨어 융합지수의 주요 구성요소인 소프트웨어 기여도(투자, 기술수준, 매출)를 세부적으로 보면 투자부문지표(인력, R&D투자 등)가 상대적으로 낮게 나타나는 것을 확인할 수 있다. 특히 소프트웨어 융합지수 1~3위권 밖에 있는 자동차 및 조선 업종의 소프트웨어 융합관련 투지지수가 낮은 것을 알 수 있다.

시사점 및 결언

정부는 임베디드 소프트웨어 산업활성화를 위해 ‘산업지능 내장형 임베디드SW 기술 맵’ 구축사업을 추진하고 있다. 이를 통해 신기술을 확보해 기술경쟁력과 전문기업의 수익성을 향상시키고, 핵심기술 인력양성을 통해 글로벌 시장선점을 준비하고 있다. 이를 위해 우선적으로 시급한 사항은 전문인력 감소라는 악순환을 끊고, 기술수준을 향상시키는 것이다. 특히 임베디드 소프트웨어 산업활성화를 위한 정부차원의 시스템반도체 및 디스플레이 분야의 핵심 기술개발사업은 국내 산업 인프라가 취약한 디스플레이 산업의 가치사슬 안정화를 위해 디스플레이 소재부품 및 핵심장비 개발 지원과제도 계속해서 추진할 필요가 있음을 시사하고 있다. 

임베디드 소프트웨어 산업활성화를 통한 디지털 뉴딜 및 디지털 전환을 앞당기기 위해서는 각 업종별 소프트웨어 융합수준 진단이 필요하다. 이를 통해 소프트웨어 융합지수의 주요 구성요소인 소프트웨어 기여도를 판단할 수 있기 때문이다. 국내 산업환경은 소프트웨어 융합지수 1~3위권 밖에 있는 자동차 및 조선업종의 소프트웨어 융합관련 투지지수가 낮은 것으로 나타났다. 이에 이 분야의 소프트웨어 융합수준을 향상시킬 수 있는 방안이 필요함을 시사하고 있다.

각 산업부문별 국내 임베디드 소프트웨어 시장규모도 대규모로 성장하고 있고, 관련 기업수도 꾸준히 증가하고 있는데 반해 전문인력이 줄어들고 있어 산업발전에 저해요인이 되고 있다. 이는 부족한 R&D 자금지원, 각종 시험 장비 및 인력부족, 신기술 동향이나 시장예측정보 부족 등이 주원인으로 지적되고 있다. 여기에는 임베디드 소프트웨어 산업 가치사슬(Value chain) 내 거래량 감소 및 수입품 증가 등으로 인해 개발인력 부족현상이 이어지고 있는 것으로 판단된다. 임베디드 소프트웨어 산업은 다양한 산업부품 및 장비에 공통으로 활용할 수 있는 산업용 AI 시스템과 이에 대한 조기상용화가 가능한 지능형 전자부품 기술개발을 견인하고 있다. 특히 임베디드 소프트웨어 산업활성화를 통해 포스트 코로나 시대를 대비한 경기회복에 크게 기여할 수 있을 것이다.

국가기간 산업 분야에서 임베디드 시스템 적용이 빠르게 확산되면서 임베디드 소프트웨어의 안전성이 주요 이슈로 부각되고 있다. 특히 임베디드 소프트웨어의 복잡도가 증가하면서 개발효율성과 편리성을 향상시킬 수 있는 개발도구 및 개발환경의 필요성이 증가하고 있다. 이에 전기전자 시스템의 오작동에 의한 불합리한 위험요소는 없는지를 면밀히 파악할 필요성이 있다. 이를 위해 ① 체계적인 개발 프로세스 수립을 위한 ALM 시스템 구축, ② 소프트웨어 결함을 미연에 예방하고 검출할 수 있는 분석시스템 구축, ③ 임베디드 소프트웨어 설계 요구사항을 검증할 수 있는 테스트베드 구축 등이 필수적이다. 이를 토대로 각 단계별 최적화 개발도구 및 개발환경이 구축될 때 안전한 기능 안전(Functional safety) 환경이 정착될 수 있을 것이다. 결론적으로 임베디드 소프트웨어(시스템)가 전체시스템(플랫폼)의 융합 핵심요소(서비스품질, 보안성, 안전성 등)로 작용해 차별화된 핵심가치를 제공할 수 있어야 한다. 이를 위해 개발계획 단계에서부터 시스템의 복잡도 증가에 따른 개발 효율성을 향상시킬 수 있는 개발도구 및 개발환경을 구축하는 데 주력할 필요가 있다.

글: 박세환 Ph.D

기술법인 엔펌 전문위원(Chief Consultant)

한국산업기술진흥협회-ReSEAT프로그램 전문위원

한국CCTV연구소(KCI) 영상보안CCTV산업발전연구회 회장

용인시정연구원 비상임연구위원

한국과학창의재단 과학기술분야진로컨설턴트

한국기술교육대학교 창업지원센터_자문위원

한국생산기술연구원 클린팩토리구축진단전문가

국가과학기술인력개발원 멘토(컨설턴트)

과학기술정보통신부 연구자권익보호위원회 위원

한국철도공사-철도차량부품개발사업 6분과 위원장