삼영에스앤씨 사업보고서 (2021.12)
7. 기타 참고사항

가. 지적재산권 현황

번호	구분	내용	권리자	출원일	등록일	적용제품	출원국

1	특허권	정전용량형 습도센서 및 제조방법	㈜삼영에스앤씨	2005.03.23	2006.09.27	상대습도센서	한국

2	특허권	습도 및 온도의 복합 검출회로	㈜삼영에스앤씨	2011.08.17	2013.02.20	온습도센서	한국

3	특허권	정전용량형 습도센서	㈜삼영에스앤씨	2012.03.16	2014.02.20	상대습도센서	한국

4	특허권	습도 및 온도 통합센서 모듈	㈜삼영에스앤씨	2011.08.17	2013.09.05	칩형 온습도센서	한국

5	특허권	고분자막 습도센서	㈜삼영에스앤씨	2004.01.17	2005.11.11	상대습도센서	한국

6	특허권	광산란형 먼지센서	㈜삼영에스앤씨	2017.08.18	2019.07.01	먼지센서	한국

7	특허권	광산란형 먼지센서 교정방법	㈜삼영에스앤씨	2017.08.18	2019.07.01	먼지센서	한국

8	디자인	먼지센서용 광학챔버 형상	㈜삼영에스앤씨	2016.08.04	2017.03.31	먼지센서	한국

9	디자인	먼지센서 디자인	㈜삼영에스앤씨	2016.08.04	2017.03.31	먼지센서	한국

10	디자인	습도센서모듈용
인쇄회로기판 디자인	㈜삼영에스앤씨	2011.07.22	2012.11.13	차량용 습도센서	한국

11	디자인	먼지센서 디자인	㈜삼영에스앤씨	2018.06.11	2018.12.14	먼지센서	한국

12	디자인	먼지센서 디자인	㈜삼영에스앤씨	2018.12.11	2019.07.26	먼지센서	중국

13	디자인	먼지센서 디자인	㈜삼영에스앤씨	2018.12.11	2020.06.09	먼지센서	미국

14	디자인	차량용 김서림 감지 센서 디자인	㈜삼영에스앤씨	2018.09.21	2019.05.14	차량용 김서림
감지센서	한국

15	특허권	고습 및 고농도 먼지오염에 강건한 먼지센서 설계기술	㈜삼영에스앤씨	2020.07.24	출원중	복합센서	한국

16	상표권	칩형 온습도센서 상표	㈜삼영에스앤씨	2010.01.20	2011.11.15	칩형 온습도센서	한국

나. 시장여건 및 영업의 개황 1) 제품의 경기변동과의 관계, 계절적 요인, 라이프 사이클

가) 습도센서(1) 경기변동

습도 센서는 온도 센서 대비 적용분야가 적고 가격이 고가여서 제한적으로 사용되었습니다. 하지만 에너지 효율 증대를 위한 정확한 온도와 습도 측정이 동시에 요구되는 어플리케이션(소비자 가전, 자동차 등)의 증가와 칩형 온습도센서의 등장으로 가격도 저렴해지면서 온도와 습도 센서를 함께 적용하는 분야가 많아지고 있습니다. 아울러 최근들어 신선한 식자재 관리를 위한 콜드 체인 수요 증가 및 의료, 자동차, 산업 제품과 같은 어플리케이션과 기상 기후 변화에 따른 수요도 증가하고 있습니다. 소비자 가전과 자동차에 적용되는 센서는 기초 전자부품 시장과 연관된 경기 변동에 대한 영향이 있을 수 있습니다. 하지만 기초전자부품은 대체수요가 존재하고, 각 제조, 공급사별 호환될 수 있는 대체 품목을 보유하고 있기에 시기적으로 물량부족사태를 예견하여 방지하는 것이 가능합니다. 반면 산업용 센서 시장은 비교적 안정적인 수요를 유지하고 있습니다. 최근 발생한 COVID-19에 의해 상호 이동이 제한되면서 자동차 수요가 감소하고 있지만, 소비자 가전 및 의료, 산업용으로 적용되는 센서의 수요는 예년에 비해 증가하고 있습니다. 따라서, 경기변동보다는 대내외적인 환경변수 및 정부의 환경규제에 따른 정책 등이 더 큰 영향을 줄 수 있다고 판단하고 있습니다.

(2) 계절적 요인

소비자 가전을 중심으로 에어가전 및 냉장고의 경우 연중 수요가 많아지는 시기가 있기는 하지만 최근 환경 변화와 에너지 효율을 중요시 되고 있는 다양한 분야에서 온습도 센서의 수요가 증가하고 있어 계절적 수요가 뚜렷한 산업군으로 보기는 어렵습니다. 당사의 주요 매출처는 다양한 산업용품 및 자동차이기 때문에 해외의 다수 고객사에 꾸준히 물량을 공급하고 있으며, 환경 변화에 따른 COVID-19로 인공호흡기와 UV(자외선) 살균기의 생산량이 증가하면서 당사의 고정밀 고신뢰 온습도 제품의 수요가 추가적으로 증가하고 있으며, 향후에도 환경 변화에 따른 급격한 기후 변동과 관련 다양한 분야에서의 수요가 존재하여 계절적 요인에 의한 수요 변동은 미미한 편 입니다.

(3) 라이프 사이클

초기 용량형 습도센서 마켓은 유럽 몇개 사와 당사가 생산 공급하던 시장으로서 독과점 시장을 영위하였으나, 최근 반도체 글로벌 기업의 범용 온습도 센서 시장 진입에 따라 가격 경쟁이 심화되며 레드오션화 되고 있습니다. 당사는 산업용 스마트 어플리케이션 등의Niche 시장을 타겟으로 삼고 있으며 당사가 보유하고 있는 소재 및 제조 공정 원천기술을 바탕으로 지난3~4년 동안 꾸준한 기술 개발과 신소재 개발을 통해 신규 센서 셀과ROIC를 적용한 HumiChip® 2세대, 3세대를 개발하여, 경쟁사와의 차별화 된upgrade 제품을 개발해 온 바, 경쟁사의 범용 온습도 센서에 비해 두 배 이상 긴 제품 라이프 사이클을 유지하고 있습니다. 당사는20년 이상의 업력을 기반으로 창립 초기부터 상대습도 센서 소자 소재 기반 저향형/용량형 습도 센서를 개발, 양산하면서 다양한 해외의 고객들과15년 이상의 장기간 거래를 진행하고 있습니다. 당사 제품의 기술력을 기반으로 고객사 제품에10년 이상 적용되고 있는 제품들이 다양한데, 일례로 미국Acurite사의Weather station은15년 이상 당사의 저항형 습도센서를 다양한 모델에 꾸준히 사용하고 있으며, 대표 제품인Ford 자동차의 칩형온습도 센서는 누적 자동차 생산 수량1,200만대, 10년 이상 공급을 진행 중인 제품이며10년이 다 되어가는 지금에도 일부 신규 모델에 적용을 늘려가고 있어 하나의 전장 플랫폼에 진입한 센서 자체는 일반 부품과 달리 파생 모델에 계속 동일하게 적용되면서 매우 긴 경제적 수명을 갖고 있다고 볼 수 있습니다. 2006년부터 공급 중인Honeywell향 습도센서소자, 북미철도회사인AMTRACK에 지속적으로 공급중인 당사 습도센서소자의 경우를 보더라도 당사의 고정밀, 고신뢰성을 가진 제품은 경쟁사 범용 센서와 차별점을 갖추고 있다고 할 수 있습니다.

【 10년 이상 적용 중인 제품 】

나) 미세먼지센서 및 공기질 통합 센서

(1) 경기변동

광학식 미세먼지 센서의 수요는 지난 2~3년간 공기청정기 보급율이 높아 지고는 있으나, 저가 중국 업체의 시장 진입에 따라 공급처가 다양해 지며, 소비자 가전 시장에서의 성장성이 정체 되고 있는 시장입니다. 하지만 최근 COVID-19 와 대기 건조에 따른 잦은 산불 그리고 산업 공해 발생으로 인한 환경 변화에 민감해진 소비자들의 관심이 단순 미세먼지 측정을 넘어 종합 환경 디바이스에 대한 관심이 높아 짐에 따라 복합 환경 디바이스에 대한 수요가 증가하고 있으며, handheld형 제품과 거치형 모니터링 디바이스, 자동차 HVAC 시스템과 같이 다양한 application으로 확장 중입니다. 또한 미세먼지센싱 정보 뿐만 아니라 온습도 및 유해물질 확인이 가능한 추가 기능을 구현 하고 있어, 향후 통신 기능과 결합 된 Smart City의 IoT platform으로 확장이 가능 합니다. 당사는 2003년 이후부터 개발을 진행 한 광학식 미세먼지 센서 기반 기술과 GAS 센서를 결합한 먼지콤보 센서 개발, 그리고 온습도 센싱 기술과 CO2, GAS 센서를 하나의 platform으로 묶어, AQI 지수(정의 또는 용도 약술 필요)를 표현하고 종합 환경 모니터링 기능과 함께 다양한 유무선 통신이 가능한 device를 개발하였습니다. 동 제품은 인도어 및 아웃도어를 함께 측정할 수 있는 신뢰성을 기반으로 공공시설 및 학교, 건물 내외 환기 시스템과 연동이 가능 합니다.

(2) 계절적 요인

소비자 가전 시장에서의 먼지센서 수요는 보통 봄철과 겨울철 공기질 저하 시즌에 수요가 상승하고 있습니다. 최근에는 계절적 요인에 관계없이 환경과 공기질에 대한 사회적 관심이 많아 지면서 다양한 application에 상시 사용됨에 따라 필수 가전 및 생활 용품으로 자리를 잡게 되었고, 공조 시스템과 연계된 제품의 확장과 자동차 적용 수요가 확산되고 있는 상황입니다. 기존 공기 청정기 및 에어컨 위주의 소비자 가전에서 뉴라이프 가전인 의류 관리기, 펫 케어 기기, 휴대용 등으로 확대 적용되고 있고, 최근 COVID-19 확산에 따른 공기질 및 에어로졸 관련 새로운 시장 확대가 가능하며, 이러한 시장 니즈에 따라 당사의 센서 원천 기술력과 결합한 공기질 종합 모니터링 디바이스(AQ-Rite)를 개발 하였습니다. 향후 에어로졸 인디케이터 기능을 추가해 기능 업그레이드를 진행할 예정입니다.

(3) 라이프 사이클

주요 가전 업체에서 렌탈 서비스 및A/S 유지를 위해 요구하는 제품 수명 주기는 약7년 수준입니다. 당사 제품은 해당 수명 조건을 충족하고 있으며, 2003년PM10 먼지센서가 개발된 이후로 수명 불량으로 기인한 시장feedback이 거의 없는 상황으로 제품의 신뢰성에 대한 시장 검증이 이루어져 있습니다. 당사DSM series는2003년 양산 이후로 현재에도 해외 공급을 진행 중 입니다. 먼지센서device의 불량 원인은 대부분 오랫동안 먼지를 센싱 하면서 발생 가능한 광학부 오염에 따른 센싱 감도 저하 및 먼지 내구성 저하에 따른 오작동인 경우가 많습니다. 당사는 오랫동안 미세먼지 센서를 개발 판매하면서 생긴 원천 기술을 통해 먼지 오염 내구성에 대한 테스트를 실 먼지를 투입하여 수행하고 있으며, 가장 적합한 유로 설계 및 광학구조 위치를 설계하여 시장 불량을 최소화하고 있습니다.

2) 시장성 관련사항가) 시장의 특성

최근 온습도 센서 시장은 Consumer 및 생활가전 시장을 중심으로 글로벌 반도체 기업의 범용 센서 시장 진출 확대로 인하여, 업체 간 대량 양산 및 가격 경쟁이 가속화되어가고 있는 반면 4차 산업혁명 등으로 예상했던 엄청난 수요 증가는 아직 실현되지 않고 있는 가운데 오히려 대량의 저가 범용센서 시장 보다는 스마트 산업의 발전과 기후변화, 에너지 효율 증대, COVID 19 등으로 인한 고정밀 고사양의 환경정보 수요가 빠르게 증가하고 있습니다. 따라서 시장은 Texas Instruemnt, STMicro, SiLab 등 저가 범용센서 시장과 고부가 산업용 센서 시장으로 양극화되고 있습니다. 당사의 칩형온습도센서는 자동차 및 산업용 시장에서 스위스의 Sensirion, 미국의 TE 등과 경쟁을 하고 있으며, 스마트팩토리, 스마트팜, 시티 등 스마트산업과 친환경자동차, 병원, 방역, 계측제어기기 등 고정밀 고신뢰, 시장에서 E+E, IST, Michell 등과 경쟁하고 있습니다. 또한, 미세먼지센서 등 공기질 환경센서 시장은 온도, 습도, 가스, 미세먼지 등을 별도로 측정하는 수요 보다는 몇 개의 환경요소를 동시에 측정하여 분석 알고리즘을 통하여 종합적인 공기질 환경 정보를 분석하여 컨트롤 솔루션을 제공하는 IoT 센서 노드, 고정밀 트랜스미터 등에 대한 수요가 점차 증가하고 있으나 아직은 관련 산업이 소량 생산의 초고가 프리미엄 시장에 머물고 있는 실정 입니다.

최근 10년간 온도센서와 습도센서를 함께 활용해 정교한 에너지 효율 및 쾌적한 조건 관리를 위한 어플리캐이션이 다양한 분야로 확대되면서, 습도센서 시장의 성장이 온도센서의 성장을 능가하고 있으며, COVID 19와 관련 보건 위생 콜드체인 등의 분야에서 습도센서의 사용이 옵션이 아닌 필수 측정 요소가 되고 있습니다. 더불어 미래 친환경자동차와 자율주행 등과 관련 해서도 온도와 습도 정보를 동시에 측정해야 하는 신규수요가 창출되고 있고, 그린뉴딜 관련 많은 분야에서 미세먼지, 유해가스 등 환경측정 하는데 있어 가장 기본적으로 측정하는 환경 요소로서 습도센서 시장의 성장 잠재력은 다른 어떤 환경요소 보다 매우 크다고 할 수 있습니다.

산업군별 시장 개요 및 특성 >① 주거 / 스마트 가전

환경의 규제와 IoT의 발전으로 인해 더욱 편안하고 효율적 관리를 중시 하는 어플리케이션이 강조되고 있습니다. 스마트 홈의 등장 등 기술의 발전으로 IoT와 연계되는 스마트 가전 시장이 활성화될 것으로 예상되며, 이에 따라 온습도 등 공기질 환경을 측정하는 수요 시장 입니다.

② 자동차

자동차 산업은 지난 수년간 최고의 성장률을 보인 시장이었으며, 향후에도 수소. 전기차와 같은 친환경 자동차의 본격적인 공급을 바탕으로 더욱 성장해 나갈 것으로 전망됩니다. 친환경 자동차는 배터리 효율의 극대화를 위해 차량 내 HAVC 조절, BMS등을 효율적으로 관리하기 위해 고정밀 온습도 기능을 추가하고 있습니다.

③ 산업 / 상업용

의료, 제조, 건축 등 여러 산업 현장에서의 센서는 높은 정밀도와 신뢰성이 요구되며, 미세한 차이에 따른 파급력이 큰 만큼 정확한 계측이 필요한 시장입니다. IoT 산업의 발전으로 무선 설비의 보급이 확대됨에 따라 온습도센서와 그 응용 모듈에 대한 사용자의 기술적 기대치도 비례 성장하고 있습니다.

설비의 모니터링과 제어에 필요한 수요로 인해 가장 높은 성장률이 기대되는 분야 중 하나이며, 효율적 비용관리 목적이 부각되는 용도로의 확대 사용이 기대되는 분야입니다. 설비 모니터링에 과부하 및 시스템 운용에 있어 주변 환경 정보를 통한 정확한 제어가 필요해 지고 있으며, 자동화 설비에 온습도 채택 비중이 상승 하고 있습니다.

④ 농업

동 시장에서 수분과 습기 관리는 수확과 직결되는 가장 중요한 환경 요소 입니다. 서로 다른 성격의 농작물 등을 재배하는 스마트팜 등에서의 필요성과 온습도센서의 중요성은 상호 필수적인 관계이며, 인류의 식량생산과 보관, 콜드체인 등 정밀 환경 제어에 대한 중요성이 계속 부각되고 있는 시장입니다.

⑤ 기후 관측

다양한 환경요소를 복합적으로 처리하는데 온습도센서 기능의 중요성이 더욱 증가할 전망입니다. 자동화된 빅데이터의 분석에서 그 필요성이 극대화될 것으로 예상되며, 특히 방위산업, 농화학산업과의 연계 사업이 예상되기에 정확한 온도와 습도에 대한 수요가 증가할 것입니다. 라이오존데(radiosonde)와 같은 기상 기후 장치의 경우 당사의 솔루션을 추가해 100% 수입 의존 제품의 국산화를 진행할 수 있습니다.

⑥ 헬스케어

치료, 살균과 같은 기본적인 질병 진단의 목적 외에도 클린룸, 웨어러블 건강관리 목적으로의 시장 성장이 기대됩니다. 특히 COVID-19로 인한 인공호흡기를 포함하여 전 인류적 언택트 진단/치료와 같은 신 의료산업의 성장이 크게 두드러질 것을 전망하고 있습니다.

나) 시장 규모 및 전망(1) 온습도 센서 시장

글로벌 온도센서 시장은 2017~2023년 연평균 4.8%의 성장률로 2023년 까지 8조원 규모로 성장할 것으로 예상됩니다. COVID-19 위기 상황에서 2020년 5조원으로 추정되는 온도센서 시장은 비접촉식 온도 측정 부분의 수요 증가로 지속적 성장이 예상됩니다. 습도 센서 시장은 2020~2026 년 사이에 7.68 %의 연평균 성장률로, 2020년 기준 시장 규모는 약 1조 3천억 규모에서 더욱 가파르게 성장할 것으로 예상됩니다. 최근 온도 센서와 함께 보다 정확한 상대습도 데이터를 활용한 식품 가공, 제약, 공조, 스마트 팩토리 및 전기 자동차와 같이 정확한 제조 기술 및 환경 제어를 필요로 하는 수요는 더욱 증가하고 있습니다.

당사는 1990년 중반 국내 최초로 개발한 전기저항식 습도센서와 2006년 개발한 정전용량식 습도센서, 2009년도 이후 칩형 온습도센서(HumiChip®)을 시작으로 완성차 제조사와 국내외 생활가전 및 산업용 핵심 부품으로서 습도센서를 납품 해 오면서 센서 전문 기업으로서의 입지를 확대해 나가고 있습니다.

목표시장 >

지난 5년간 온습도 센서 시장은 consumer 및 생활가전 시장을 중심으로 글로벌 반도체 기업의 범용센서 시장 진출 확대로 인하여, 업체간 대량 양산 및 가격 경쟁이 가속화 되는 저가 범용센서시장과 고정밀 고사양의 고부가 산업용 센서 시장으로 양극화되고 있습니다.

당사는 원천 기술력의 비교 우위와 장기간 축적된 고객 application know-how를 바탕으로 한 차별화된 고객맞춤형 전략으로, 고정밀 고신뢰 고부가 온습도, 공기질 환경센서의 니치 마켓에서 우위를 확보해 오고 있으며, 최근 3년간 이러한 고정밀 고신뢰 고부가 산업용 센서 제품의 매출이 증가하고 있습니다.

높은 정밀도와 신뢰성이 요구되는 특수 시장용 온습도센서 Niche market에서 독자적인 시장 점유율을 확대해가고 있습니다.

① 글로벌 온습도 센서 시장 전체 규모

(단위:억원,%)

연도	2018	2019	2020	2021	2022

규 모	성장률	72,200	-	76,970	6.6%	80,900	5.1%	84,820	4.8%	89,520	5.5%

※ 출처 : Zion Market research2017,Infinium Global research Analysis2020

【 글로벌 온도 센서 마켓 시장 규모 】

【 글로벌 습도센서 마켓 시장 규모 】

글로벌 온도센서 시장은 2017~2023년 연평균 4.8%의 성장률로 2023년 까지 8조원 규모로 성장할 것으로 예상됩니다. COVID-19 위기 상황에서 2020년 5조원으로 추정되는 온도센서 시장은 비접촉식 온도 측정 부분의 수요 증가로 지속적 성장이 예상됩니다. 습도 센서 시장은 2020~2026 년 사이에 7.68 %의 연평균 성장률로, 2020년 기준 시장 규모는 약 1조 3천억 규모에서 더욱 가파르게 성장할 것으로 예상됩니다. 최근 온도 센서와 함께 보다 정확한 상대습도 데이터를 활용한 식품가공, 제약, 공조, 스마트 팩토리 및 전기 자동차와 같이 정확한 제조 기술 및 환경 제어를 필요로 하는 수요는 더욱 증가하고 있습니다.

소비자 가전 등의 저가범용 센서와 고정밀 고신뢰 산업용 시장이 양극화 되는 상황에서 당사는 습도 센서의 핵심 원천기술력을 기반한 고성능 고신뢰 고부가 제품 판매를 목표로 시장을 개척하고 있습니다. 자체 calibration 기술을 활용한 고객 맞춤형 고정밀 스펙 제공으로 현재 성공리에 고부가 산업용 니치마켓 점유율을 높여 가고 있습니다.

② 당사의 고정밀 온습도 센서 글로벌 목표 시장

(단위:억원)

2018	2019	2020	2021	2022	Note

[A] 글로벌 온습도 센서 시장규모	72,200	76,970	80,900	84,820	89,520	Global Market

[B] 상대습도시장규모	28,880	30,788	32,360	33,928	35,808	[A] * 40%

[C] 칩형온습도시장규모	5,776	7,697	9,708	13,571	17,904	[B] * 칩형온습도비율

20	25%	30%	40%	50%

[D] 고정밀시장규모	1,155	1,536	1,942	2,714	3,580	[C] * 20%

※ 출처: Zion Market research2017,Infinium Global research Analysis2020

온습도 센서의 종류와 형태가 너무도 다양하기 때문에 신뢰성 높은 글로벌 시장 조사 기관에서도 시장 전체 규모와 성장성에 대한 조사 결과는 발표하지만, 제품별, 가격별 자료는 집계하지 못하고 있습니다. 이에 당사가 영위하는 고정밀 상대습도 시장의 규모와 성장성을 측정하기 위해 시장 자료와 언론, 보고서 등을 두루 참조하여 당사 목표 시장을 규정하였습니다.

우선, 글로벌 온습도 센서 시장에서 상대온습도 센서가 차지하는 비중은 현재 40% 수준으로 이를 예측 기간에 동일하게 적용하였습니다. 상대온습도 시장에서 칩형온습도 시장은 2018년 현재 전체 시장의 20%를 형성하는 것으로 추정됩니다. 상기한 바와 같이, 칩형 제품은 기능과 부피 등에서 일반 제품 대비 강점을 기반으로 시장 점유율을 빠르게 확대하고 있습니다. 따라서 전체 시장 내에서의 점유율은 2020년까지는 연평균 5%, 이후 10% 포인트 수준으로 지속 상승, 2022년에는 전체 상대습도 센서시장에서 칩형 제품이 차지하는 비중이 50%까지 확대될 것으로 전망하고 있습니다.

다른 대부분의 전자부품시장에서와 마찬가지로 칩형온습도 센서 시장에서도 약 50%는 범용/저가형 제품이 차지하고 있습니다. 추가로 온도나 습도 단일 측정 기능을 가진 칩형 센서와 트랜스미터 형태의 제품을 제외하면 전체 칩형 온습도센서 시장에서 약 20% 시장이 당사가 목표로 하는 고정밀 칩형온습도 시장입니다.

참고적으로 당사가 추정하는 고정밀 칩형 온습도 센서의 최소 사양은 ±2%RH, ±0.2℃ 수준으로 이는 현재 유수의 기업 만이 공급 가능한 세계 최고 수준의 제품입니다.

(2) 미세먼지 센서 시장

당사는 2003년부터 LED 광학식 미세먼지 센서를 개발하여 일본의 신에이, 샤프와 함께 미세먼지센서 시장의 선두 개발 회사였습니다. 미세먼지는 2017년까지 연간 60만개 이상 공급하던 소비자가전용 PM10센서가 중국산 레이저 PM2.5 센서에 주요 시장을 내주게 되었지만, 2016년부터 매년 20억 가까운 연구개발 투자로 LED PM2.5 센서를 개발하였고, 2018년부터 GAS sensor 를 결합한 고정밀 고신뢰 콤보 센서를 개발 하여, 고정밀 고부가 제품 차별화로 시장 대응을 하고 있습니다. 당사의 고정밀 콤보 센서는 프리미엄 가전 및 공기질 미세먼지 센서 노드 및 트랜스미터에 적용되고 있으며, 추가적으로 전기자동차 복합센서 어플리케이션을 타겟으로 시장 개척을 진행 중 입니다. 당사 센서 고정밀 calibration know-how를 통해 미세먼지센서 콤보 및 High-end 어플리케이션에 당사의 미세먼지 복합 센서의 마켓 쉐어를 늘려가고 있습니다.

목표시장 >① 글로벌 먼지 센서 시장 전체 규모

(단위:억원,%)

연도	2018	2019	2020	2021	2022

규모	성장률	4,991	1.4%	5,060	0.7%	5,094	0.7%	5,129	0.7%	5,163	0.7%

글로벌 먼지센서 시장의 규모는 2014년~2019년까지 연평균 1.5%의 성장률을 이어오며 2019년 기준 약 5,060억원 규모로 성장하였으며 향후 2024년까지 연평균 0.7%의 성장세를 이어가며 5,160억원 수준에 이를 것으로 전망됩니다. 다만, 미세먼지 심화에 따른 환경적인 이슈와 COVI-19 확산에 따른 이슈등으로 공기질 관리 산업의 수요 증가에 따라 연평균 성장세는 전망 대비 더욱 상승할 것으로 예상되고 있습니다. 어플리케이션별로는 2017년 기준 소비자 가전 시장에서의 수요가 약 60%를 차지하고 있으며, 고정밀 고신뢰성을 요구하는 자동차 시장에서의 수요가 가장 빠른 성장세를 나타내고 있습니다.

② 당사의 미세먼지센서 관련 글로벌 목표 시장(먼지센서+ 공기질 센서 디바이스)

(단위:억원)

2018	2019	2020	2021	2022	Note

공기질센서 시장	2,794	2,978	3,174	3,369	3,571	가스 및 먼지 등을 포함

먼지센서 시장	279	297	317	336	357	먼지센서 10%

※ 자료 : 연구성과실용화진흥원 가스센서 시장동향(2016.11)

(단위:억원)

2018	2019	2020	2021	2022	Note

트랜스미터 시장	610	818	1,073	1,431	1,892	공기질 노드와 트랜스미터 합산

※ 자료 : 당사 추정 자료

국내 먼지센서 시장의 마켓 쉐어를 확인하기 위해 국내 공기질센서(가스 포함) 시장 규모를 산출하고 해당 시장에서의 먼지센서 M/S를 10%로 추산하였습니다. 트랜스미터 시장은 공기질 통합센서노드 시장과 공기질 트랜스미터 시장의 국내 연간 시장 규모를 합산하여 추정하였습니다..

3) 당사 경쟁력 및 경쟁상황가) 제품 경쟁력

당사의 제품 경쟁력은 다양한 출력 형태의 습도 측정 소자와 칩형 온습도센서를 기반으로 한 디지털 출력과 아날로그 출력의 습도 모듈의 양산을 통해 습도 측정의 다양한 solution을 고객에게 제공할 수 있다는 점입니다.

대표적인 칩형 온습도센서 제조업체인 Sensirion의 경우 반도체 공정 및 ROIC 기술을 기반으로 칩형 온습도센서를 양산하나 상대습도센서 소자와 칩형 온습도센서를 이용한 모듈 그리고 고정밀 온습도센서 트랜스미터 등 다른 형태의 습도 측정 솔루션을 제공하지는 않습니다. 또한 고정밀 온습도센서 및 상대습도센서 제조 업체인 IST의 경우 디지털 출력의 칩형 온습도센서 및 모듈 제품은 공급하지 않습니다. 온습도 트랜스미터 업체인 E+E는 앞의 두 업체에 비해 다양한 솔루션을 보유하고 있습니다. 칩형 온습도센서와 고정밀 온습도 센서 그리고 그를 이용한 온습도 트랜스미터 등 다양한 솔루션을 보유하고 있으나, 상대습도 소자와 온습도센서 모듈은 없습니다.

당사는 상대습도 소자와 응용 모듈 그리고 온습도센서와 응용모듈 등 다양한 형태의 제품라인업을 구성하고 있으며, 고정밀 온습도센서를 기반으로 한 온습도 트랜스미터와 KOLAS(온습도 전문 인증기관)등록을 통한 교정 서비스까지 모든 형태의 온습도센서 솔루션을 고객에게 제공할 수 있습니다.

고정밀 센서를 제작하는 경쟁업체는 대부분 대량 양산이 어려워 센서 공급을 하지 않고 트랜스미터용 소자 생산을 하는 경우가 대부분입니다. 그리고 대량 양산을 하는 대부분의 칩형 온습도센서 경쟁업체는 고정밀 calibration이 어려워 고정밀 구현에 한계가 있습니다. 그러나 당사는 자체 개발한 고속 정밀 calibration 양산 설비를 통해 연간 500만대 이상의 고정밀 온습도센서를 양산할 수 있어, 칩형 센서 및 모듈 제품의 공급과 더불어 트랜스미터 시장 진입까지 가능합니다. 영국의 대표적인 고정밀 온습도트랜스미터 업체인 michell사의 경우 연간 3만대 수준의 트랜스미터 생산을 위한 센서 교정 양산 설비로 아래와 같은 calibration 설비를 통해 센서를 양산하고 있습니다. (1회 교정 수량 280개 수준)

【 칩형 온습도센서 경쟁 업체 specification 비교 】

Specification	삼영S	A사	B사

Temperature
정확도 (℃)
정확도 보증 범위 (℃)
반응 속도 (sec.)	± 0.2
-20 ~ 60
10	± 0.3
10 ~ 60
5 ~ 30	± 0.3
5 ~ 60
10

Relative Humidity
정확도 (%RH)
정확도 보증 범위 (습도, %RH)
유효 습도 측정 범위 (℃)
히스테리시스 (%RH)
반응 속도 (sec.)	± 1.5
20 ~ 80
-40 ~ 80
± 1.0
5	± 3.0
10 ~ 90
0 ~ 80
± 1.0
8	± 3.0
20 ~ 80
0 ~ 80
± 2.0
10

나) 기술 경쟁력

당사의 기술 경쟁력은 습도센서의 감습물질을 자체적으로 합성하고 자체 교정설비에서 해당 물질의 특성에 최적화된 자체 교정을 수행하며, 사용자가 원하는 특수한 사용구간 및 정밀도를 가진 센서를 생산해 낼 수 있다는 것입니다.

현재 전 세계적으로 칩형 습도센서의 주요 경쟁업체와 비교한 당사의 기술 경쟁 우위는 다음 표와 같이 요약할 수 있습니다.

기술 경쟁 우위 요소	삼영S	A사	B사

감습소재 자체제조여부	O	X	X

소재 최적화 박막 공정 보유	O	O	O

Customized Calibration 여부	O	X	X

특정 사용구간 정확도	O	O	△

기술 경쟁 우위의 세부 내용은 아래와 같이 요약할 수 있습니다.

(1) 고분자 감습소재 합성 기술

당사에서 양산되는 모든 습도센서 및 온습도센서에 적용되는 고분자막 감습재는 당사의 습도센서 기술에 최적화된 소재로 직접 합성하여 제조합니다. 당사는 습도센서에 최적화된 소재 개발을 위해 고분자 합성 및 특성 관리 전문 기술인력을 보유하고 있습니다. 기존의 경쟁 업체는 대부분 상용화 되어있는 폴리머를 사용하나, 당사는 자체 연구를 통해 습도센서에 최적화된 소재를 직접 개발 및 합성하여 제품에 적용할 수 있습니다.

(2) 센서 보정계수 및 알고리즘 설계기술

당사는 자체 소재와 소자 제조기술을 통해 센서에서 출력되는 신호 측정과 변환 기술을 보유하고 있으며 센서 오프셋, 감도 및 온도 드리프트 계수 보정 및 처리 알고리즘 기술을 보유하고 있습니다. 또한 이러한 알고리즘 기술을 활용한 신호처리 프로세스의 양산 기술화 능력을 보유하고 있습니다.

(3) 유동/열해석 전산모사 및 구조 설계 기술

당사는 환경 센서의 공기 유동 및 열해석을 통한 성능 향상 기술과 기판 구조, ROIC 및 습도소자 위치에 따른 열해석 기술을 보유하고 있어 최적의 센서 디자인 구현이 가능하며, 공기 유동 및 열해석을 위한 소프트웨어와 전문 설계 인력을 보유하고 있습니다.

(4) 센서 교정기술, 측정 및 신뢰성 평가 기술

당사는 습도소자의 신뢰성 및 응답성 등을 주요한 표준 요소별로 정밀 측정할 수 있는 기술을 보유하고 있으며 자체 교정 알고리즘으로 고객 맞춤형 Calibration 방법을 개발 하였습니다. 또한 1분에 100리터의 습공기를 ±0.1℃ Dew Point (이슬점)로 공급할 수 있는 차별화된 제어 기술을 가지고 있습니다.

당사는 이러한 기술 구현을 위해 측정 및 교정을 전담으로 하는 연구부서와 전문인력을 보유하고 있으며, 이러한 기반 인프라를 통해 온습도 전문 인증기관(KOLAS) 등록을 준비중에 있습니다.

당사	경쟁사

장점	자체 개발된 최적화된 폴리머 적용
→고신뢰성 구현 (AEC-Q100 인증)
Custom calibration을 통해 고정밀 특성 구현
→특정 구간에서의 정밀도 조정 가능
→특성 패턴 변화 가능	기반 보유 공정 설비 적용 및 생산력으로 인해 양산성이 높음
→연간 수억개 이상 생산
→Consumer 등 low cost market (1$)

단점	정밀 교정으로 인해 상대적으로 양산성이 낮음
→년간 수천만개 수준
→산업용+Niche market (>2~3$)	상용 폴리머를 적용
→고신뢰성 검증 안됨
간접 Calibration으로 범용 spec. 구현
→소재에 따른 일반화된 특성 패턴

다) 경쟁업체 현황(1) 온습도 센서 경쟁 상황

당사의 주력 제품은 칩형온습도 센서로서, Accuracy ±2%RH, ±0.2°C 와 AEC-Q100 Grade1 의 고신뢰성 을 바탕으로 글로벌 시장의 선두주자로서의 경쟁력을 갖고 있습니다. 자동차, 산업용, 특수목적 가전 및 콜드체인등 고부가, 고정밀 센서 시장에서 주로 사용되는 센서로서, 경쟁사로는 고정밀 고신뢰 시장에서는 스위스의 IST, E+E, Mitchell 등과 같은 유럽의 강소기업과, 자동차, 가전 등과 같은 양산형 센서 시장에서는 Sensirion, Bosch와 같은 반도체 기반 센서 업체와 Consumer 마켓에서는 저항식 습도센서로 일본, 중국 업체 등과 경쟁을 벌이고 있습니다.

칩형온습도 센서의 활용이 범용 소비자 가전 및 스마트 어플리케이션의 확대에 따라 시장 규모가 8조원 규모로 성장하고 있으며, 글로벌 반도체 회사인 TI, STM, SiLAB, Bosch 등이 동 시장에 진출하면서 범용 온습도 센서시장에서의 판매단가와 Market share가 감소하는 추세인 반면, Smart Application, 전기자동차 등 에너지 효율 관리 등으로 고정밀 콘트롤이 요구되는 시장에서는 고부가센서 제품의 수요가 증가하고 있습니다. 당사는 커스텀(custom) 소재와 Calibration 기술의 비교우위를 극대화하여 고부가 Niche Market에서의 Market share를 점차 늘려 가고 있는 중입니다.

(가) 경쟁형태(독점, 과점)

온습도 센서 시장은 초기 과점 시장으로 당사를 포함한 소수의 해외 업체들이 이끌어 가는 시장이었으나, 지난 3~4년간 온습도 센서 시장은 consumer 및 생활가전 시장을 중심으로 글로벌 반도체 기업의 범용센서 시장과 고정밀 고사양의 고부가 산업용 센서 시장으로 양극화 되고 있습니다. 당사는 원천 기술력의 비교 우위와 장기간 축적된 고객 어플리케이션 노하우를 바탕으로 차별화된 영업전략을 통해 고정밀 고신뢰 니치 마켓에서의 우위를 확보해 오고 있으며, 이에 따라 최근 3년간 산업용 센서 제품의 매출이 매년 두 배 이상 성장하고 있습니다. 특히, 인공 호흡기와 산업용 HVAC, 계측기와 같이 특화된 제품에 당사의 calibration 기술을 접목하여 시장을 선도하고 있습니다.

온도와 습도를 동시에 측정하고자 하는 수요가 늘어나고 2005년경 부터 칩형 온습도 복합센서가 개발 되면서, 그 규모가 연간 7~8%로 성장 하고 있습니다. 온도 센서와 습도 센서를 함께 활용해 정교한 에너지 효율 및 쾌적한 조건 관리를 위한 어플리케이션이 다양한 분야로 확대되면서 정확한 온도와 습도를 함께 측정 해야 하는 식품 가공, 제약, 공조, 스마트 팩토리 및 전기자동차와 같이 정확한 제조 기술 및 환경 제어를 필요로 하는 시장 니즈가 증가하고 있습니다.

시장의 확대에 따라 글로벌 반도체 기업의 범용 센서 시장 진출 확대로 인하여, 업체 간 대량 양산 및 가격 경쟁이 가속화되어 저가 범용 센서와 고정밀 고사양의 고부가 산업용 센서 시장으로 양극화 되고 있는 시점에서 당사는 고정밀 calibration 원천 기술을 통한 고부가 니치 마켓에 집중하고 있습니다. 저가 범용 시장은 다수의 경쟁 업체의 진입에 따른 레드 오션이 되고 있지만, 정교한 컨트롤을 요하는 고정밀 마켓인 의료용, 산업용 및 전기 자동차 어플리케이션 시장이 점진적으로 확대되고 있어 당사는 경쟁사와의 차별화 전략을 통해 매출 성장을 이어 갈 것입니다.

(나) 진입 장벽

온습도 센서 시장 성장으로 인해 글로벌 반도체 회사들의 시장 신규 진입과 저가 범용 센서 출시에 따른 동 시장의 가격 경쟁이 치열해 지고 있습니다. 하지만 당사는 고정밀 고신뢰 Niche market 판매를 위하여, 유럽, 미국, 중국 등에서 오랜 기간 구축해 온 센서 전문 기술 파트너 및 대리점 망을 통하여 고부가 산업용 센서 수요 고객을 확장해 나가고 있습니다.

당사 제품은 인공호흡기(Resmed), 트렉터(Jhon Deer), 계측기용 프로브(BAPI), 오븐(Electrolux)등 맞춤형 고정밀 고신뢰 제품을 세계 유수 고객에 성공적으로 공급하고 있어, 경쟁사의 범용센서 대비 상대적으로 높은 가격을 유지하고 있습니다. 대량생산체제를 통한 범용 칩형 온습도센서가 저렴한 가격으로 전 세계 시장에 공급되고 있으나, 당사는 고부가가치가 있는 고객 맞춤형 제품을 통해 시장에서의 기술 경쟁력을 점진적으로 확대해가는 과정에 있으며, 이러한 정밀도와 신뢰성을 필요로 하는 시장에서는 해외 경쟁기업들의 진입을 어렵게 만드는 성과로 이어지고 있습니다.

(다) 경쟁업체 현황

당사는 칩형 온습도센서 분야에서 글로벌 기업들과 경쟁하고 있습니다. 미국과 스위스에 본사를 둔 제조기업들이 주된 경쟁업체이며, 센서소자를 기반으로 한 측정기기, 설비 등을 제조하는 분야의 기업들과도 새로운 경쟁 체제를 구축하게 될 것으로 전망하고 있습니다.

회사 (국가)	SENSIRION(스위스)	TE Connectivity(미국)	E+E (오스트리아)	IST (스위스)

경쟁제품	칩형온습도센서
SHT series
차량용 미세먼지센서	온습도센서
자동차용 모듈	용량형소자Transmitter	용량형소자
고정밀 온습도센서

(라) 시장 점유율현재 고정밀 산업용 제품 중 자동차용, 산업용 제품 시장은 적용되는 기준이 다양하고 분야가 광범위 하기 때문에 특정 분야에서 당사의 점유율을 판단 하기에는 다소 어려움이 있습니다. 다만, 자동차에 사용되는 고정밀 센서 관련하여, 2020년 글로벌 자동차 판매량은 8,000만대 (현대자동차 연구소) 수준이고 그중에 InCar 및 ADS 습도센서가 적용된 차량은 총 1,800만대로 추정 하고 있습니다(당사분석자료). 차량 당 1개가 적용되는것을 가정 한다면 자동차 시장에서 당사의 점유율은 약 18% 수준으로 판단 됩니다.

(2) 미세먼지센서 경쟁 상황

미세먼지 센서 시장은 2015년 전까지 황사 및 PM10 기준의 오염을 측정하는 단순 level 시장으로 일본 업체와 당사가 오랫 동안 시장을 양분하였으나, 2016년 이후 대기 오염에 따른 사회적 문제가 이슈로 떠오른 후 PM2.5 센서로 급격히 시장이 전환되며 수요가 급증함에 따라, 다수의 중국 업체가 공격적인 생산 설비 투자로 PM2.5 센서 시장을 주도하고 있습니다.

(가) 경쟁형태(독점, 과점)

먼지센서 시장은 2000년대 초반부터 공청기와 에어컨 등 공기제품 적용 PM10 센서 위주의 시장에서 당사, 일본의 샤프, 신에이 등이 경쟁하는 독과점 시장이었으나 2015년부터 신생 중국 업체들이 동 시장에 진입함에 따라, 일반 공기제품 적용 먼지센서는 가격 경쟁이 치열한 레드오션 시장이 되어 버렸습니다. 2018년 이후 자동차 및 산업용 미세먼지 센서 수요가 차차 늘어나며, 동 고정밀 고신뢰 시장에서는 센시리온, 암페놀, 중국의 플랜타워, 우한큐빅 및 당사가 초기 진입을 놓고 치열하게 경쟁하는 일종의 과점 시장 이라고 할 수 있습니다.

(나) 진입 장벽

범용 저가 먼지센서는 비교적 벤치마킹 개발이 가능한 모듈 제품이라 생산 비용이 낮고 양산성이 높은 회사가 쉽게 진입 할 수 있는 시작이어서 가격 경쟁력이 좌우하는 시장으로 진입장벽이 낮다고 할 수 있습니다. 당사는 이미 2003년부터 동 시장에서 매출과 이익을 실현 해 오고 있었으나, 중국업체 들이 대거 진입에 의해 신규 매출 보다는 기존 장기 고객 매출 만 대응하고 있습니다.

당사가 역점을 두고 개발한 고정밀 고신뢰 미세먼지센서는 자동차 적용 품질을 인정 받았고, 고아설계 기술을 이용 다양한 형태로 개발 산업용 고객 맞춤형 센서로 개발, 자동차, 산업용, 스마트센서노드 등에 적용 할 예정 이며, 이러한 Application은 고부가 시장이며 쉽게 대체하기 불가능한 시장이라 기술적, 영업적 진입 장벽이 높다고 할 수 있습니다.

(다) 경쟁업체 현황

5년전까지도 공기제품 시장에서 1, 2위를 다투던 일본의 신에이, 샤프는 중국업체 들의 약진 후 일부 장기 고객 만 대응하고 이렇다 할 신제품 개발은 없는 실정이고, 중국의 우한 큐빅과 플랜타워 등은 정부의 과감한 지원에 힘 입어 대량 양산체제를 갖추고 물량과 가격 공세로 시장에 빠르게 진입 불과 2~3년 사이 공기제품 시장 시장점유율 1, 2위를 중국업체 들이 차지하고 있습니다.

산업용, 자동차용 고정밀, 고신뢰 미세먼지센서 시장은 스위스의 센시리온과 미국의 텔에어 등이 신규 개발품으로 진출, 아직은 본격적으로 열리지 않은 시장의 선점을 놓고 경쟁하고 있습니다.

(라) 시장 점유율

기 술(제 품)	2020	2019	2018

회 사 명	시 장
점유율	회 사 명	시 장
점유율	회 사 명	시 장
점유율

공기제품용
미세먼지센서	신에이(일본)	8%	신에이	15%	신에이	30%

플랜타워(중국)	30%	플랜타워	15%	플랜타워	5%

우한큐빅(중국)	30%	우한큐빅	18%	우한큐빅	5%

당사	5%	당사	12%	당사	20%

다. 신규 사업 관련 세부사항 (※ 신규사업은 회사의 대내외적 상황에 따라 변동사항이 발생할 수 있사오니 참고 부탁드립니다.)

1) 고성능, 고신뢰 온습도 센서

앞서 설명한 당사의 온습도 센서는 저항형, 용량형, 칩형온습도 센서와 모듈을 지칭하며, 당사의 온습도 센서는 일반 범용 센서에 비해 고정밀 고신뢰 사양으로써, 산업용 및 고부가 어플리케이션을 목표로 공급 중입니다. 기존 제품 라인업 외에 추가적인 제품 upgrade와 신규 부가가치 창출을 위해 다음과 같은 제품을 개발 진행 중이며, 사업 확대와 효율성 높은 어플리케이션 창출을 위해 다음과 같은 신규 사업을 추진 중 입니다.

가) 차세대 온습도 센서

3세대 HumiChip® 온습도센서는 고정밀 온도 측정이 가능한 소자를 이용하여 기존 HumiChip® 2세대 제품의 성능(-20~60℃ 범위 내 온도 측정 범위에 ± 0.2℃ 정확도 보유)을 개선하여 -40'C~125'C까지 ± 0.2℃ 성능을 보장하고 빠른 응답성을 갖도록 구현된 고정밀 device에 해당합니다. 저온 및 고온에서 동작 성능의 보증을 요구하는 프리미엄 냉장/냉동 디바이스, Smart Application(Farm, Factory) 및 전기 자동차 공조 시스템에서의 전기 효율과 에너지 절감을 요구하는 application에 필요한 device입니다. 정확한 측정 데이터를 통한 신뢰성 확보를 통해 의사결정을 내려야 하는 산업용 스마트 어플리케이션을 타겟 하고 있습니다.

다) 결로 예지 센서

당사가 현재 보유하고 있는 결로센서 기술의 소재 및 형태의 Upgrade를 진행 중이며, 더 빠른 반응속도와 신뢰성 확보를 통해 전기 자동차의 ADS 솔루션에서의 fogging 방지용 sensor 및 FPCB(유연기판) 형태의 프린터블 센서(인쇄공정제조 가능한 센서) 개발로 손쉽게 곡면이면서 투명한 자동차 전후면 유리 및 wearable device 등과 같이 안전 운행과 침수 방지를 위한 센싱 솔루션을 적용하여, 저전력, 고신뢰성의 어플리케이션으로 침수나 습기로 인해 발생 되는 문제점을 미리 인지하여 알려 주는 기능의 센서 개발을 진행 중 입니다.

(1) 기술 개요

결로 예지 센서는 초기 VCR, 복사기의 헤드 보호용 센서로 개발되어 HVAC 분야의 결로 방지 시스템에서의 감지 센서로 활용되고 있습니다. 온도 보상이 필요 없고 빠른 반응성 때문에 간단한 회로 구성으로 ON/OFF 제어 기능이 가능합니다.

그러나 결로 예지 특성상 장착 방식이 제한적이고, 히스테리시스 및 반응속도에 대한 좀더 나은 성능에 대한 요구와 결로 환경에서의 내구성이 복합적으로 요구되고 있습니다. 아울러 산업용을 넘어 자동차 분야에 대한 적용을 위해서는 지금보다 높은 신뢰성 수준이 요구됩니다.

당사는 상대습도센서 기술을 기반으로 결로 예지 센서 연구 개발을 통해 센서 성능 개선 및 신뢰성 수준을 높여 결로 방지 제어 시스템 시장의 진입을 확대할 예정입니다. 또한 센서 디자인 개발을 통해 센서의 응용범위를 넓히고자 합니다.

(2) 개발 현황

현재 당사에서 양산중인 결로센서는 HVAC 공조에서 결로 방지 시스템에 적용되고 있습니다. 냉각시스템의 경우 주변공기와의 온도 편차로 인해 외벽에 결로가 발생할 수 있으며, 이를 차단하기 위해 센서를 통해 결로가 발생하기 전 신호를 받아 주변 공기의 온도와 습도를 제어하여 결로가 발생하지 않도록 합니다. 이슬점을 통한 공조 제어로 에너지 효율을 높일 수 있습니다.

이러한 특징에도 불구하고 센서의 특성상 결로가 발생하는 위치에 정확히 부착해야 한다는 점과 ON/OFF 스위칭 센서의 특성상 센서의 정확도를 표현할 수 없으며, 장시간 고습과 저습을 유동할 경우 발생되는 히스테리시스 문제로 인해 활용성이 상대습도센서에 비해 낮습니다

현재 당사의 결로 예지센서는 제한적인 측정 방식에 대한 개선으로 substrate의 form-factor 변경을 검토하고 있습니다. 결로센서는 측정 방식이 제한적이고 측정 방식에 따라 특성 편차가 나는 제품이므로 유연기판을 통해 장착성 및 반응속도 개선을 기대 하고 있습니다.

또한 현재 결로센서 감습재가 가지고 있는 특성상의 문제를 파악하여 새로운 감습재에 대한 연구를 진행할 예정입니다. 전도성 카본의 경우 외관상 투명한 상대습도센서에 비해 검은색으로 장착성에 한계가 있으며, 같이 사용되는 폴리머의 물성상 반응속도에 한계가 있습니다. 또한 당사 결로센서의 반응속도인 5초는 상대습도센서의 반응속도 수준으로 결로센서의 응용상 좀더 빠른 반응속도의 구현이 요구됩니다.

정확한 switching point를 구현하고 반응속도를 개선시킬 수 있는 감습재의 물성에 대한 연구와 새로운 감습재의 개발에 대해 진행중이며, 현재 세라믹 상대습도센서를 포함한 몇가지 물질에 대해 Lab. Test가 진행되고 있습니다.

2) 공기질 통합센서 노드 및 트랜스미터

가) 공기질 통합센서 노드. AQ-Rite(당사 제품모델명)

(1) 개요

세계적인 추세로서 인구 증가 및 도시집중 현상이 가속화되고 있습니다. 이에 따라 도시 인프라 부족, 에너지 및 환경오염 등 도시 문제가 지속적으로 증가하고 있습니다. 실제로 세계 주요 도시들은 지리적으로는 전체 면적의 2%만을 차지하고 있으나, 에너지의 66%, 식수의 60%를 소비하고 있으며, 이산화탄소의 배출량은 전체 70%를 차지하고 있습니다.

국내외적으로 많은 정부 및 기관들이 이러한 각종 도시 문제를 해결하고, 시민들의 삶의 질을 개선하기 위해, ICT/빅데이터 등 차세대 정보기술을 도시에 접목함으로써 자원을 효율적으로 사용하고 환경에 미치는 영향을 최소화하여, 궁극적으로는 도시의 지속가능성을 높이려는 노력(Smart city)을 진행 중에 있습니다.

우리나라도 도시집중으로 인해 인구의 절반 이상이 공동주택(아파트 등)에 거주하고 있으며, 고령화, 1인가구 및 맞벌이 가구 증가와 같은 사회환경 변화와 맞물린 사회갈등 요소가 대도시를 중심으로 이슈화되고 있습니다. 특히, 도시의 과도한 에너지 소비와 이로 인한 공기오염 문제 해결이 우선이며, 이를 위해 주거공간에서의 효율적인 에너지 관리 및 공기질 관리가 절실한 실정입니다.

그리고 이는 시민들의 주거환경 정보에 대한 상세한 정보 수집을 기반으로 하되, 단순한 참고 수준이 아니라 고정밀, 고신뢰성 정보로서 향후 도시 정책 수립 및 시행에 활용할 수 있는 수준이어야 할 것입니다. 또한 이러한 관리는 획일적 솔루션이 아니라, 사회환경 변화에 따른 소비패턴 변화에 맞추어 자율적이고 개인적이며 능동적인 홈케어 서비스로 구현되어야 합니다. 즉, 현재의 기능/편의성 중심의 스마트 가전이 아니라, 주거공간이 사람을 돌보는 지능형 케어로 사람이 원하는 위치 및 시간에 적절하고 정확한 서비스가 제공될 수 있도록, 5G/IoT를 이용한 연결, 인공지능, 데이터 융합을 통한 플랫폼을 기반으로 한 인간 중심의 지능형 생활환경(리빙케어) 디바이스 개발이 필요합니다.

이상과 같은 시대의 변화와 이에 따른 시장의 요구에 대응하기 위해, 당사가 보유하고 있는 환경 센서(칩형 온습도센서와 미세먼지센서)를 기본으로 탑재하고, 사용 환경에 따라 필요한 센서를 선택적으로 추가할 수 있는 공기질 통합센서 노드를 개발하고자 합니다.

공기질 통합센서 노드는 공기질을 구성하는 여러 가지 요소들 예컨대, 미세먼지, 온/습도, 이산화탄소 등 인간들의 활동과 상호연관성이 존재하는 개별 인자들에 대한 측정과 정보 분석을 통해 실시간으로 공기질 통합정보를 제공하고, 더 나아가서 공기질 통합정보를 활용하여 공기중 부유 생물입자의 존재를 추정할 수 있는 경보 알고리즘을 개발함으로써 적절한 환기 시점을 공조시설 혹은 장치에 제공할 수 있는 스마트 센싱 솔루션을 개발하고자 합니다.

(2) 개발 현황(가) 공기질 통합센서 노드

당사가 개발 중인 공기질 통합센서 노드는 각각 별도의 환경인자를 측정하는 센서들을 고객 요구에 따라 장착하여 노드를 구성할 수 있도록 모듈 형식으로 개발하고 있습니다. 따라서 일반사용자, 다중이용시설 및 산업현장에서 각각 요구하는 필요에 따라 대응이 가능합니다. 당사의 AQ-Rite 디자인은 영국의 Tangerine사와 협업을 통해 국내외에 디자인 특허 등록을 완료하였고, 공기질 센싱 뿐만 아니라 복합 센싱 솔루션으로써 국내외 마케팅을 진행 중 입니다. 경쟁력을 위해 영국 디자인 회사와 협력하여 디자인 개발을 완료하였으며, 성남도시개발공사(SDC)와 함께 다중이용시설 내 공기질 모니터링 네트워크를 시범 운용 중에 있습니다.

그리고 2021년 하반기에, 국내 대기업을 대상으로 맞춤 설계된 복합센서노드에 대한 적합성 테스트를 진행하였고 2022년초 납품이 시작될 예정입니다. 상기 제품은 다양한 다중이용 시설등에 적용되어 사용자 환경의 공기질 정보 및 화재, 재실등의 정보를 제공하게 됩니다.

나) 산업용 온습도 트랜스미터(1) 개요

반도체, 석유/가스, 발전 및 전력관리 등 수많은 산업/제조 분야에서 습기(moisture) 측정과 제어는 매우 중요합니다. 기본적으로 산업 분야에 있어 습기란 불순물 혹은 오염물질이며, 기체 혹은 액체상 형태로 존재하는 수분은 제품의 품질을 저하시키고, 공장 내 장비/설비의 손상을 초래함으로써 운영/관리 비용을 증가시키는 원인이 됩니다. 이는 습기가 구리, 청동, 탄소강과 같은 금속을 포함한 거의 모든 표면에 침투될 수 있기 때문입니다.

특히, 제조 및 연구시설에서 널리 사용되는 압축공기와 여러 산업용 가스 등에 존재하는 습기는 그 결과물의 정확성을 감소시키고, 배관 및 장비류를 부식시켜 생산품의 품질 저하를 일으키며, 저온에서 얼음을 형성하여 부품과 장비의 마모와 고장을 일으키는 원인이 될 뿐만 아니라 다른 화학물질들과 반응하여 제조 공정에 영향을 미치게 합니다.

따라서 수분의 레벨을 모니터링하고 제어하는 것은 생산성 향상에 필수적입니다. 하지만 다른 공정 변수(압력, 온도, 유량 등)와 달리 산업 분야에서 습도를 정확하고 일관성 있게 측정하기는 매우 어려운 실정입니다.

기본적으로 습도는 가스상의 수분 측정 단위로, 상대습도와 절대습도로 표현됩니다. 상대습도는 동일 온도에서 포화에 필요한 수증기 양에 대한 실제 존재하는 수증기 양을 백분율로 표현한 것으로 기상 응용 분야에서 널리 통용되고 있으며, 절대 습도는 주어진 온도와 압력에서 단위 부피의 공기에 존재하는 수증기의 질량으로 표현한 것으로 산업계에서 가장 많이 사용되고 있습니다. 이슬점(노점)은 절대 습도 측정에 사용되는 단위로 가스가 일정한 압력에서 냉각되는 경우 결로가 발생하는 온도를 말합니다. 즉, 이슬점 측정을 통해 가스 내 존재하는 수증기의 양을 알 수 있으며, 수증기의 응축 시점 및 조건을 예측하여 알려줄 수 있습니다.

이상과 같은 산업/제조 분야 뿐만 아니라 최근에는 기후변화와 전염병 유행 등과 같은 자연재해 등의 영향으로 의료, 방역, 공중보건 분야 등의 극한 환경에서의 습도 측정 수요가 급격히 증가하고 있으며, 일반 상온 조건이 아닌 특정한 조건, 즉 저온이나 고온 혹은 저습이나 고습 등의 환경 하에서 정밀하게 습도를 측정하면서 동시에 여러가지 화학약품(소독제 등)에 대해 내화학성, 신뢰성이 우수한 측정장비에 대한 수요가 증가하고 있습니다.

이러한 분야에서는 현존하는 최고 기술 수준의 폴리머 기반 센서라 할지라도 요구하는 특성을 만족시키기 힘든 상황입니다. 이에 부응할 수 있는 기술이 Chilled Mirror Hygrometer(노점계)입니다. 현재 노점계를 제작, 판매할 수 있는 회사는 세계적으로 손에 꼽을 정도이며, 실제 노점계의 핵심기술인 냉각거울 광학계를 설계 제작할 수 있는 회사는 전세계에 3개사 정도입니다. 당사는 이들 중 하나인 미국의 ROSCID 사와 기술협력을 맺고 공동 개발을 진행 중에 있으며, 점진적으로 제약, 석유화학, 가스, 반도체 등의 산업 분야에 시장을 확대해 갈 계획입니다.

(2) 개발 현황

(가) 제품(기술) 개발 배경당사는 2000년 설립되어 아날로그 환경센서를 시작으로 국내 토종 센서 기업으로서 다양한 센서 제품군을 시장에 출시해 왔습니다. 20여년 동안 쌓아온 센서기반기술을 토대로, 당사의 신규 사업분야인 스마트디바이스부문(범용 또는 정밀 공기질 측정기기)에 안정적으로 진입할 것으로 예상되고, 더 나아가 당사가 지향하고 있는 Intelligent Sensing Solution provider로서 진정한 면모를 갖출 수 있을 것입니다. (나) 제품(기술)의 적용 분야- (정밀) 습도가 정밀하게 관리되어야하는 사업분야 전반에 적용가능 예) EV용 베터리 제조라인, 반도체 제조공정, 연구시설, 식품관련 콜드체인 등- (범용) 공기질 관리가 필요한 다양한 시설 예) 가정, 사무실 및 다양한 다중이용시설(다) 정밀 습도측정(노점계) 분야에 대한 시장 전망전기자동차용 배터리 시장에서, 현재 국내 3사를 필두로 하여 세계적으로 과감한 대규모 설비 투자 경쟁이 시작 단계여서 향 후 5년에서 10년간 지속적인 설비 확장으로 극저습 노점계의 수요는 크게 증가 하리라 예상 됩니다. 시장 조사 자료에 의하면 세계 전기차 배터리 시장 규모는 2020년 기준 30조원 규모이며, 향후 2026년 까지 166조 시장으로 큰 성장이 예상 되고 있습니다. 2020 년 기준 100GWh 생산용량에서 2024년까지 4배 이상 인 450GWh로 예상됨에 따라 글로벌 배터리 제조사에서는 미국과 유럽 현지에 자동차 생산 업체와 파트너십을 맺고 대규모 배터리 생산 시설 투자를 계획 하고 있습니다.K-battery 주요 업체인 LG 에너지솔루션, SK 이노베이션 삼성 SDI는 국내는 물론 해외 협력사와 함께 유럽 및 미주 지역에 신설 배터리 공장 증설이 진행 되고 있습니다. 이에 따라 드라이룸 수요의 증가는 초저점 노점계를 추가 설치하여 관리하기 때문에 시장성이 매우 높은 기술(제품)입니다.

또한, 현재 관련시장은 해외기업의 용량형센서타입의 측정기기가 독점하고 있어서, 고객(제조사)은 상대적으로 부정확한 정확도, 높은 관리비용, 기술지원의 지연 등, 높은 비용을 부담하고 있는 현실이어서 당사가 기술 확보 후 시장에 안착하게 된다면 외산 제품을 대체 한다는 대외적 효과도 얻을 수 있습니다.(라) 관련 제품

① 온습도 트랜스미터

자체 개발 중인 트랜스미터는 당사의 칩형 온습도센서(HumiChip®)가 탑재된 프로브(probe)를 적용하여 개발하고 있습니다. 용량형 센서의 특성상 수증기 압력의 변화에 민감하고, 빠른 반응과 넓은 보정 범위를 특징으로 하며, 무엇보다 구매 및 운영 비용이 다른 기술에 비해 상대적으로 합리적이며, 당사 HumiChip®의 고정밀, 고신뢰성 특성이 필요한 어플리케이션(Home Appication, 콜드체인, 냉동공조시설 등)에 최적화 되도록 개발 진행 중입니다.

하지만 폴리이미드 등과 같은 고분자 화합물을 기반으로 한 감습막을 사용하기 때문에 부식성 가스 등 내화학성에 취약하다는 단점이 있어 다양한 산업 가스 현장에서 습도를 측정하는데 한계가 있는 것으로 알려져 있습니다. 이에 고급 계측기등에 적용되는 상위 습도측정기술인 광학적 냉각거울(Chilled-Mirror) 노점계를 개발하여 각각의 시장에 대응할 계획입니다.

② Chilled Mirror hygrometer(노점계) 트랜스미터

다양한 산업환경(EV용 베터리 제조라인, 반도체 제조공정, 연구시설, 식품관련 콜드체인 등), 특히 대부분의 배터리 제조공정에서 정확한 초저습 관리를 위해 냉각거울형 노점계(Chilled Mirror Hygrometer)를 높은 가격 때문에 사용 하지 못 하고, 상대적으로 저가 대체제인 용량형 노점계를 사용하여 공조 시스템을 관리 하고 있습니다. 당사에서는 냉각거울형 제품을 트랜스미터로 개발 하여 소형화 제품으로 개발 하고 있으며, 가격 경쟁력 확보는 물론 기존 고사양 제품의 품질을 유지하며, 대량 양산이 가능한 제품입니다.

기존기술과 당사 제품간 비교>

구분	기존 유사 기술	당사 기술 및 개선사항

기술성	- 일반형 용량식 노점계 트랜스미터
- 간접 측정 방식 (용량형)
(용량값->온도->노점값 계산)
- 정확도 ±2~3℃dp
0.58~0.90% RH 측정 오류발생
- 반복 재현성 ( No information )
- Short term reliability
매년 센서 calibration 필요 (비용 발생 및 교체에 따른 추가 인력 소모 )	- 냉각 거울 노점계 트랜스미터
- 직접 측정 방식 (저항형)
냉각 거울의 노점값을 직접 측정
- 정확도 ±0.2~0.5 ℃dp
0.07% RH 내 측정 오류
- 반복 재현성 ± 0.05℃
- Long term reliability
Mirror 청소만으로 유지 (8년)

경제성	- 100% 외산 제품
- 독점 공급으로 가격 높음 - 매년 calibration을 위해 추가비용발생	- 100% 국내 생산
- 수입 대체 ( 동일 가격 대 )
- Calibration 필요 없음.
필요 시 자사에서 직접 대응 가능
( KOLAS 인증기간 등재 진행 중)