[테크월드뉴스=박응서 기자] 6G 이동통신 시스템에 특화된 새로운 스마트폰에 탑재할 수 있는 기술로 머신러닝·음성인식·패턴인식·제스처인식·생체인식·자연어처리 같은 다양한 인공지능(AI) 기술을 이용한 편의서비스, 빅 데이터 분석을 통한 고부가가치 정보서비스, VR(가상현실)·AR(증강현실)·MR(혼합현실)·XR(확장현실) 기능을 통한 사용자체험 서비스, 사용자 행동을 결합한 보안서비스 등이 주목받고 있다.
특히 AI 관련 애플리케이션들이 6G 스마트폰 성능을 획기적으로 향상시킬 수 있을 것으로 기대하고 있다. 이에 차세대 스마트 디바이스 기술시장은 6G 이동통신 시스템에 특화된 새로운 스마트폰 제조사의 획기적인 기술혁신을 요구하고 있다. 이러한 사용자 요구를 수용할 수 있는 사용자 중심의 하드웨어와 서비스 구현을 위한 관련 업계의 연구개발 노력, 정부 차원의 제도적 기반마련이 요구된다.
이에 따라 6G 스마트폰 중심의 차세대 스마트 디바이스 기술시장 진입전략은 어떤 애플리케이션을 언제 사용하는지와 같은 사용자 행동패턴을 면밀하게 파악하는 것이 매우 중요하다. 예를 들어 자주 사용하는 애플리케이션을 백그라운드에서 실행해 신속하게 재실행하거나, 사용하지 않는 애플리케이션 실행을 종료해 메모리와 배터리를 절약할 수 있는 방안이 필요하다. 아울러 AI 응용프로그램으로 컴퓨터 비전(Computer vision)을 활용해 사진을 분류하는 구글 포토와 같은 일부 클라우드 기반 서비스에서 자동으로 사진 분류 서비스를 상용화할 필요가 있다. 다만 이러한 기능을 탑재한 스마트폰은 사용자의 개인정보보호와 사생활 침해 같은 문제를 해결할 수 있는 방안도 준비해야 한다.
차세대 스마트 디바이스의 주요 트렌드인 AI 기능을 더 획기적인 사용자 중심으로 상용화하려면 하드웨어에서 머신러닝 추론기능을 실행할 수 있는 기술개발이 필요하다. 아울러 대기시간을 줄일 수 있는 저전력 기술과 보안기술도 필수다. 이러한 모바일 프로세서 기능은 곧 6G 스마트 디바이스의 성능을 좌우할 수 있는 핵심기술이 될 것이다.
여기서는 5G 스마트폰이 대세를 이루면서 스마트폰과 태블릿PC의 시장성장률이 큰 폭으로 감소하고 있는 상황에서 나타난 6G 스마트폰의 변화 동인과 사용자 중심 지향의 6G 스마트폰 개발동향(6G 표준특허 확보 이슈, 칩 설계기술과 3D 센싱기술 같은 핵심기술 개발 이슈 등)에 대해 설명한다. 이를 토대로 급성장하고 있는 중국과 인도의 스마트폰 시장상황, 스마트폰 전방위 기술시장인 웨어러블 디바이스 시장상황 등 차세대 스마트 디바이스 시장성 분석정보를 제시한다.
ICT 패러다임 변화를 초래할 6G 스마트폰
세계적으로 보면 4G 스마트폰 시장이 성숙기에 진입하고 5G 스마트폰이 점차 대세를 이루면서 지금까지 전자산업에서 시장성장을 주도했던 스마트폰과 태블릿PC 시장성장률이 큰 폭으로 감소하고 있다. 4G LTE 이동통신 서비스가 주를 이루던 2013~2014년 사이 스마트폰과 태블릿PC 영업이익률은 각각 27%에서 6%로, 30%에서 9%로 감소한 것으로 나타났다.
세계 스마트폰 판매 성장률이 2017년에 5%에 그쳤다. 하지만 5G 기반 스마트폰이 시판되면서 2021년까지 9000만 대 이상의 판매를 기록했다. 아울러 2020년 4월 한국이 세계 최초로 5G 서비스를 개시하면서 2020년 하반기부터 실질적인 매출액이 신장되기 시작했다. 대표적인 스마트 디바이스인 스마트폰과 태블릿PC 판매량 감소추세는 사물인터넷(IoT) 확산, 웨어러블 디바이스 등장, 플랫폼 전략, 오픈 하드웨어 등장과 같은 ICT 패러다임 변화를 견인하고 있다. 이러한 현상은 기존의 스마트 디바이스 역할과 서비스 가치 재정의가 새로운 소비시장을 창출하는 기회요인이 될 수 있음을 시사한다.
포스트 스마트폰 시대, 차세대 스마트 디바이스 산업경쟁력을 향상시키기 위해서는 집중에서 분산으로 스마트 디바이스 산업의 패러다임 변화를 주도할 수 있도록 ① 다양한 사용자 요구를 충족시킬 수 있는 개인 컴퓨팅용 다양한 콘텐츠 개발, ② 사용자 중심의 개인화 서비스와 끊김 없는 안정된 서비스 제공, ③ 하드웨어 초경량화를 위한 신소재 개발과 같은 개발 동인이 필요하다. 이를 통해 스마트 디바이스 경쟁력을 회복시켜 새로운 기회시장을 창출할 수 있을 것이다.
ITU(국제전기통신연합)를 중심으로 2021년 초부터 6G 이동통신시스템의 국제표준화 작업이 착수했다. 이에 따라 한국정부는 6G 비전수립, 요구사항 정의 같은 ITU의 국제표준화 단계별 선제연구와 아울러 표준경쟁에서 불확실성을 최소화해 우리 기술의 최종 국제표준선점을 견인할 계획이다. 이에 특허청과 협력해 표준특허 확보 가능성이 높은 기술을 집중해서 발굴하는 표준특허 전략맵을 구축한다.
이를 기반으로 IP-R&D 방식을 적용해 기업과 공공기관에 R&BD 자금과 표준특허 확보전략을 패키지로 지원한다. 아울러 표준 전문조직인 연구실 육성, 국제표준화회의 국내 유치, 우리 기업의 국제표준화 활동지원 등을 통해 국제표준화 시장에서 한국의 역할이나 기여도를 향상시켜 나갈 계획이다. 이를 간단히 요약하면 다음과 같다.
① 6G 핵심기술의 요구 성능을 검증해 핵심부품과 장비의 국산화에 활용할 수 있는 시작품인 하드웨어(HW)와 소프트웨어(SW), 플랫폼, 솔루션 등 개발한다.
② 이를 토대로 상용화 시점에는 유망 중소기업의 기술사업화를 위한 바우처 방식의 R&BD를 지원한다.
③ 나아가 재직자 대상 이론교육, 학생 대상 현장학습 같은 R&BD 참여대학과 기업간 연계를 강화하고 우수 온라인 교육 콘텐츠와 실시간 아이디어, 노하우 공유 플랫폼 제공 등을 통해 6G 전문인재양성에 주력한다.
고도화된 3D 센싱 기술로 경쟁할 6G
6G 모바일 프로세서에 탑재될 새로운 IP제품으로 Arm의 코어 프로세서(Cortex-A76 CPU)가 주목받고 있다. 이를 통해 AI와 VR 기능, 8K UHD 콘텐츠 기능이 강화될 것으로 예상된다. 이로써 연산용 칩에 탑재되는 그래픽 가속칩(GPU) 설계기술도 발전하고 있다.
차세대 글로벌 콘텐츠 이용환경이 4K를 넘어 8K UHD로 이동하고 있어, 이 제품은 스마트폰과 연동된 모든 디바이스에서 8K UHD 콘텐츠를 인코딩과 디코딩할 수 있을 것으로 예상된다. 디코딩은 60fps(초당 프레임)까지 지원하며, 8K 인코딩은 30fps까지 처리할 수 있다. 따라서 이 칩이 탑재된 스마트 디바이스는 8K 동영상 촬영을 지원하더라도 실제로는 30fps까지만 가능할 것으로 예상된다.
아울러 대역폭과 데이터 처리량이 증가하면서 4개의 4K 영상을 60fps으로 재생할 수 있다. 넷플릭스 같은 콘텐츠 제공업체는 최대 4개의 서로 다른 영상을 한 번에 UHD급 영상 미리보기로 제공할 수 있다. 또 최대 16개의 full-HD(1080p) 동영상을 동시에 재생할 수 있다.
6G 스마트폰의 핵심기술 중 하나로 5G보다 더 고도화된 3D 센싱 기술이 적용될 것으로 예상된다. 스마트폰 글로벌 기술시장을 주도하고 있는 주요 기업의 차세대 스마트폰용 주요 3D 센싱 기술 동향을 요약하면 <표 1>과 같다.
6G 스마트폰 기술시장에 화웨이와 샤오미 은 중국 스마트폰 업체들이 전략적으로 신기술을 개발하면서 글로벌 시장진입을 가속화하고 있다. 6G 스마트폰은 폴더블폰, 멀티 카메라, 3D 센싱, VR·AR·MR·XR 같은 첨단기술이 집약된 제품 등장에 관심이 집중되고 있다.
차세대 스마트폰 전방위 기술시장인 웨어러블 디바이스는 IoT, VR·AR·MR·XR, AI 기술과 융합해 애플과 삼성, 샤오미 같은 글로벌 ICT 메이저 기업 뿐만 아니라 의류업체, 시계업체, 전문 의료기기업체까지 관련 제품을 출시하면서 시장이 지속적으로 확대하고 있다.
세계 웨어러블 디바이스 출하량은 2016년 1억 240만 대에서 2018년 1억 2490만 대로 연평균 12.5%의 높은 성장을 지속했다. 2022년에는 1억 9980만 대라는 대규모 시장을 형성할 것으로 예상하고 있다. 최근에는 전문 의료서비스 같은 기능을 다양화한 고급형 스마트 워치가 개발되면서 고품질을 추구하는 경향이다.
실제와 같은 가상현실 이끌 핵심기술 필요
정부에서 2026년 6G 이동통신 시범서비스를 목표로 2025년까지 2000억 원을 투입하는 내용을 골자로 한 ‘6G R&D전략’을 수행하고 있다. 이를 통해 6G 국제표준 선점과 산업생태계를 강화해 글로벌 시장 주도권을 확보한다는 계획이다.
이동통신 인프라는 데이터산업의 핵심이며 산업발전을 위한 기반기술로서 통상 10년 주기로 세대가 전환되고 있다. 각 세대별 특화기술이 등장할 때마다 주요 기업들의 글로벌 시장주도권이 급변했던 점을 고려하면 한발 앞선 기술개발과 표준선점이 필수다.
6G 이동통신시스템 기술은 1Tbps급 전송속도, 저궤도 위성통신 기반 공중 10km까지 확대된 통신 커버리지 등 5G 서비스를 훨씬 뛰어넘는 기술적 진화를 통해 고도화된 융합서비스(실시간 원격수술, 완전 자율주행차, 플라잉카 등) 대중화를 가능하게 할 것으로 예상한다. 이에 핵심부품 국산화, 6G기반 융합서비스(B2B) 확산 등을 통해 6G R&BD 전략마련에 주력해야 한다.
스마트폰을 비롯한 다양한 스마트 디바이스들(태블릿PC, GPS, PDA, 다양한 웨어러블·IoT 디바이스, VR·AR·MR·XR 디바이스 등)이 대중화했다. 또 산업현장에서는 스마트 그리드, 스마트 팩토리 등을 통한 스마트화가 빠르게 진행되고 있다.
사용자 중심의 차세대 스마트 디바이스는 사용자가 편리하게 착용한 상태에서 물리적으로 교감할 수 있는 조작이 간편한 하드웨어 사양을 요구하고 있다. 아울러 손쉽고 유용한 UX(User Experience)와 UI(User Interface) 기능을 갖춘 스마트폰 애플리케이션 같은 초고성능 모바일 서비스를 요구하고 있다.
이러한 요구를 수용한 사용자 중심의 하드웨어와 서비스를 구현하기 위해서는 AI기술, 빅데이터 분석 기반의 VR·AR·MR·XR 기능 등을 탑재해 사용자에게 실제와 같은 가상환경을 제공해 자연스러운 반응을 이끌어 낼 수 있는 핵심기술이 필요하다.
이러한 스마트 디바이스와 산업현장 스마트화는 고성능 하드웨어와 사용자 중심의 편리성을 갖춘 플랫폼을 요구하고 있다. 이를 위해 관련 핵심기술 개발 경쟁도 치열하다. 6G 스마트폰 기술시장에서 해외 글로벌 기업들이 전략적으로 도전하고 있다. 국내 기업들의 중장기 전략과 방향성, 그리고 이러한 기술 트랜드 속에서 어떤 세부 기술 분야에 투자해야 하는지에 대해 정확한 분석과 의사결정이 필요한 시점이다.
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
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