[소재부품칼럼]웨어러블 시대를 활짝 열려면

영화 아이언맨 주인공 토니 스타크는 하이테크 슈트를 입으면 무적이 된다. 그가 쓴 헬멧은 주변 상황을 살피고 전투에 필요한 정보를 제공한다. 인공지능으로 작동되는 슈트는 인간이 지닌 체력적 한계를 뛰어넘어 초인적 힘을 내게 해 준다.

영화에서 가능한 이야기 같지만 현실화될 날도 머지않았다. 무서운 속도로 진화를 거듭하는 웨어러블 기술 때문이다. 웨어러블 기기를 활용하면 아이언맨 만큼은 아니겠지만 일반인도 신체 활동을 극대화할 수 있다. 현재 개발 중인 입는 로봇은 센서를 통해 수집한 인체 데이터를 처리해 걸음이 불편한 이들도 문제없이 걷게 하는가 하면 수십㎏ 장비 중량감도 없애준다.

전망도 밝다. 시장조사업체 IDC는 오는 2018년 세계 웨어러블 기기 시장 규모를 약 32조원으로 전망했다. 헬스케어와 피트니스(스포츠) 분야가 장밋빛이다. 현재 나오는 웨어러블 기기 가운데 61%가량이 건강과 스포츠와 관련돼 있다. 지난 9월 열린 국제가전박람회(IFA)에는 ‘피트니스&스포츠’라는 특별공간이 마련돼 큰 관심을 끌었다. 웨어러블 기기를 통해 스포츠 선수나 일반인은 운동 중 부상을 예방하고 자신의 신체상태와 기량을 점검할 수 있다. 예로 골프에서 팔찌형 웨어러블 GPS 스포츠 시계는 스윙 동작 개선에 큰 도움을 준다.

2020년 웨어러블 기기는 2013년에 비해 약 세 배 증가한 4.1개 센서가 내장될 것으로 전망된다. 웨어러블 기능이 다양해지면서 센서와 같이 더 많은 부품이 사용된다. 그러나 소비자 요구는 늘 그렇듯 더 작은 것을 원한다. 웨어러블 기기는 입거나 착용하기 때문에 더욱 그렇다. 결국 다양한 기능을 작은 크기 패키지에 통합해 효율적으로 만들어야 한다. 관건은 반도체 기술 통합력이다.

전력 소모도 적어야 한다. 내 몸처럼 항상 지니고 다니려면 배터리 지속시간이 길고 충전이 빨라야 한다. 웨어러블 기기 배터리는 일반적으로 기기가 실제 작동하는 데 50%, 대기 상태에서 25%, 외부신호를 감지(센싱)하는 데 25% 전력을 사용한다. 따라서 대기모드에서 전력 사용을 최소화하고 센싱과 실제 작동에 사용되는 전력을 효율적으로 관리하는 반도체 기술이 필요하다.

웨어러블 기기는 보안에 취약한데 반도체 기술은 보안 향상에도 도움을 준다. 개인 심박 수나 체온, 혈압 등 건강 상태를 실시간으로 측정하는 웨어러블 기기는 사용자 건강과 신체 정보를 안전하게 보호해야 한다. 웨어러블 기기에 내장되는 고유 알고리즘과 같은 지식재산(IP)을 보호하기 위해서도 강력한 보안이 필수다. 이 같은 보안 문제는 반도체 설계 시 다계층 암호와 물리 보안을 마이크로컨트롤러(MCU) 아키텍처에 구현하는 방법으로 해결할 수 있다.

반도체, 특히 아날로그 반도체 기술은 사람과 직접 만나는 접점에서 생활을 풍요롭게 바꾸는데 큰 공헌을 해왔다. 미래 웨어러블 시장은 높은 수준의 혁신적 통합 기술을 누가 더 잘 이해하고 활용하느냐에 따라 달라질 것이다. 웨어러블 기기 핵심은 전력 관리와 보안임을 기억해두자.

김현식 맥심인터그레이티드 아태지역 세일즈 부사장 hs.kim@maximintegrated.com