모바일 기기용 MEMS 시장 규모, 점유율 및 트렌드 분석 보고서: 센서 유형별(지문 센서, 가속도계, 자이로스코프, 압력 센서, BAW 센서, 마이크, 기타 센서) 및 지역별(북미, 유럽, 아시아 태평양, 중동 및 아프리카, 라틴 아메리카) 예측, 2026-2034년

모바일 기기용 메모리 관리 시스템(MEMS) 시장 성장 요인

소형화 추세에 대한 수용도 증가

모바일 기기에서 MEMS의 필요성을 높이는 주요 요소 중 하나는 기기의 소형화입니다. 제조사들은 최종 기기가 점점 작아짐에 따라 기술 발전을 통해 이점을 얻기 위한 방법을 끊임없이 모색하고 있습니다. 스마트폰과 같은 민감한 상용 기기에 MEMS 기반 가속도계를 사용함으로써 기기 크기와 비용을 줄일 수 있었습니다. 2020년 12월, TDK는 업계에서 소형화된 기기 구현을 위한 MEMS 가속도계를 출시했습니다. 1.4g의 경량 밀폐형 SMD J-리드 세라믹 패키지(12 x 12 x 5 mm)로 제공되어 저렴한 비용으로 PCB에 쉽게 조립할 수 있으며, 급격한 온도 변화 환경에서도 안정적인 성능을 제공합니다. 또한 모바일 기기에 탑재되는 센서의 수가 증가함에 따라 설계 요구 사항을 충족하기 위해 더욱 소형화된 MEMS가 필요합니다. 현재 모바일 기기에는 근접 센서, 가속도계, 자이로스코프 등의 센서가 탑재되어 있습니다.지문 센서주변광 센서, 나침반, 홀 효과 센서, 기압계 등이 있습니다.

그래핀을 사용하는 나노 전기기계 시스템(NEMS) 기반 가속도계는 기존 실리콘 MEMS 가속도계보다 훨씬 작은 다이 면적을 차지하면서도 경쟁력 있는 감도를 유지합니다. 이러한 기기 소형화 추세는 모바일 기기에 사용되는 MEMS 시장을 견인하고 있습니다.

고성능 모바일 기기에 대한 수요 증가

스마트폰 애플리케이션 사용량이 증가함에 따라 고성능 모바일 기기는 모든 사용자에게 필수적인 요소가 되었습니다. 다양한 모바일 기기들이 고성능 칩을 탑재하여 생산되고 있으며, 이러한 고성능 모바일 기기의 구현을 위해서는 가속도계, 자이로스코프, 마이크 등과 같은 MEMS 기반 센서가 필수적입니다. 인공지능과 5G 기술은 제조사들이 고성능 모바일 기기를 개발하도록 더욱 촉진하고 있습니다. 고성능 칩 제조업체와 MEMS 제조업체는 이러한 제조사들의 요구를 충족하고 기기 개발을 지원하며, 그 결과물을 만들어내고 있습니다.

스마트폰은 새로운 칩셋이 새로운 애플리케이션을 지원하면서 성능 면에서 진화해 왔습니다. 더욱이, 여러 업체들이 5G 스마트폰을 출시하면서 시장 성장에 직접적인 긍정적 영향을 미치고 있습니다. 예를 들어, 삼성은 2021년 4월 인도에서 자사의 첫 중급 5G 스마트폰인 갤럭시 M42 5G를 출시했습니다. 또한, 애플은 2022년 3월 5G, 긴 배터리 수명, A15 바이오닉 칩을 탑재한 새로운 아이폰 SE를 발표했습니다. 삼성과 애플 같은 고급 스마트폰 시장의 주요 업체들 외에도, 기존 업체들과 경쟁하기 위해 고성능 스마트폰을 출시하는 신흥 업체들이 눈에 띕니다. 예를 들어, 중국 스마트폰 브랜드 리얼미는 유럽 고급 시장을 공략하기 위해 스페인에서 첫 고급 스마트폰인 GT 2와 GT 2 Pro를 출시할 계획을 발표했습니다. 이러한 고성능 기기들의 출시로 MEMS 센서의 정교함에 대한 수요가 증가할 것으로 예상됩니다.

제약 요인

매우 복잡한 제조 공정과 까다로운 사이클 타임

MEMS 소자는 단일 소자로 구성된 단순 시스템부터 통합 마이크로 전자 제어 하에 여러 소자가 포함된 복잡한 시스템에 이르기까지 다양한 복잡성을 지닙니다. 이러한 복잡성 때문에 MEMS 기반 센서 생산에는 상당한 어려움이 따릅니다. 설계의 복잡성으로 인해 MEMS 기반 센서의 개발 주기는 매우 깁니다. 특히 현재의 CAD 도구를 사용할 경우, 복잡성이 증가함에 따라 설계 주기가 상당히 길어지고 있습니다.

복잡한 제조 공정의 어려움은 스마트폰 곳곳에 스마트 센서 노드를 탑재한다는 비전을 가로막는 장애물이기도 합니다. 스마트폰에 탑재될 수 있는 수조 개의 노드를 생산하려면 정교한 MEMS 제조 기술 개발이 필수적이기 때문입니다. MEMS 기반 센서의 성능은 크기에 반비례하므로 대부분의 센서는 기본적인 감도가 저하됩니다. 하지만 주파수 응답은 향상될 수 있습니다.

대부분의 MEMS 센서 시스템의 근본적인 한계는 열 잡음입니다. 분자의 온도와 진동은 모든 기계 및 전기 장치를 미세하게 떨리게 하는데, 그 운동 에너지는 수천분의 1, 즉 10억분의 1줄에 불과합니다. 마이크로 스케일로 제작된 MEMS 장치는 이러한 미미한 에너지에도 민감합니다. 따라서 완전한 마이크로 시스템을 소형화하는 것은 MEMS 분야에서 가장 중요한 과제 중 하나입니다.

시장 기회

5G 혁명과 증가하는 글로벌 컨퍼런스

다가오는 5G 혁명은 연결성을 더욱 용이하게 만들어 데이터 양을 기하급수적으로 증가시킬 것으로 예상됩니다. 또 다른 중요한 트렌드는 센서와 MEMS 기술의 적용으로 새로운 기술 시대를 열어가는 엣지 컴퓨팅입니다. 모바일 기기에 센서가 더욱 많이 탑재됨에 따라 향후 예측 기간 동안 혁신이 가속화될 것으로 전망됩니다.

또한 IEEE MEMS, MEMS & Sensors Technical Congress, Mobile World Congress와 같은 국제 컨퍼런스에서 모바일 기기에 MEMS 센서를 활용하는 사례가 부각될 것으로 예상되며, 이는 시스템 통합업체들의 인식을 높여 시장 성장을 촉진할 가능성이 높습니다.

세그먼트 분석

유형별로

센서 유형별로 볼 때, 전 세계 모바일 기기용 MEMS 시장은 지문 센서, 가속도 센서, 자이로스코프, 압력 센서, BAW 센서, 마이크 및 기타 센서로 구분됩니다. 마이크 부문이 가장 큰 시장 점유율을 차지하며 예측 기간 동안 연평균 8.4%의 성장률을 보일 것으로 예상됩니다. 고급 MEMS 마이크는 스마트폰의 오디오 경험을 향상시킬 수 있습니다. 고기능 스마트폰의 보급이 확대됨에 따라 에코 및 노이즈 제거, 풍절음 필터링, 빔 스티어링, 3D 사운드 등 오디오 처리를 위해 스마트폰에 여러 개의 마이크가 탑재되면서 MEMS 마이크 시장이 성장하고 있습니다. MEMS 마이크를 일찍부터 도입한 기업 중 하나는 애플입니다. 애플은 아이폰 4 개발 이후 아이폰 제품에 MEMS 정전식 마이크를 꾸준히 적용해 왔습니다. 전자제품 제조업체들은 휴대폰 외에도 휴대용 기기, 스마트워치, 태블릿, 의료기기, 웨어러블 기기, 사물인터넷(IoT) 기기 등에 MEMS 마이크와 기타 센서를 통합하고 있습니다. 인터넷 보급률 증가는 스마트폰 및 연결 기기 사용 확대에 중요한 역할을 합니다. 인터넷 보급률과 스마트폰의 성장은 해외 모바일 제조업체들의 시장 진출을 촉진하기도 합니다. 휴대폰의 보급이 확대됨에 따라 MEMS 마이크에 대한 수요도 증가할 것입니다.

자이로스코프 부문은 두 번째로 큰 시장입니다. MEMS 자이로스코프 또는 MEMS 각속도 센서는 고정된 기준점이 없을 때 회전 감지에 사용됩니다. 모바일 기기에 탑재된 자이로스코프는 신체 중심 게임을 구현하고, 게임 내 시점 전환을 지원하며, GPS 서비스가 제공되지 않을 때에도 내비게이션을 가능하게 합니다. 또한 VR 및 AR 활동, 3D 사진 촬영, 파노라마 내비게이션 등에도 사용됩니다. 위치 기반 서비스에 대한 의존도 증가와 스마트폰 가격 하락은 모바일 위치 기반 서비스에 대한 수요 증가를 촉진하고 있습니다. 특히 실내와 같이 위성 신호가 없는 공간에서 유용하기 때문에 스마트폰에 필수적입니다. 많은 스마트폰 제조사들이 AR 게임 실행에 핵심 부품인 자이로스코프를 탑재한 스마트폰을 출시하고 있으며, 구글은 ARCore 지원 기기를 인증했습니다. 이러한 스마트폰 제조사에는 Asus, Google Pixel, LG, Realme, Samsung, Xiaomi 등이 있습니다. 이러한 시장 동향은 향후 몇 년 동안 AR 및 VR 기반 경험을 위한 MEMS 자이로스코프의 수요를 견인할 것으로 예상됩니다.

지역 분석

북미는 지배적인 지역입니다.

아시아 태평양 지역은 가장 큰 시장 점유율을 차지하며 예측 기간 동안 연평균 10%의 성장률을 보일 것으로 예상됩니다. 인도, 중국, 일본, 한국 등 여러 국가의 휴대폰 수요가 상당하여 많은 제조업체들이 이 지역에 공장을 설립하고 있습니다. 원자재 공급 용이성과 저렴한 노동력 및 건설 비용 또한 기업들이 생산 시설을 유치하는 데 기여하고 있습니다. 제조상의 이점 외에도 높은 수요와 빠른 시장 성장은 휴대폰 제조업체들이 아시아 태평양 지역에 공장을 설립하도록 하는 주요 요인입니다. 중국 정부가 발표한 최신 통계에 따르면, 중국인들은 고가의 최신 5G 휴대폰을 앞다퉈 구매하고 있습니다. 중국은 2021년에 2억 6,600만 대 이상의 5G 휴대폰을 출하했는데, 이는 전년 대비 63.5% 증가한 수치입니다.

또한 삼성은 2021년 1월 5000만 화소(MP) 이미지 센서인 삼성 ISOCELL GN2를 공개했습니다. 이 센서는 1.4마이크로미터(μm) 크기의 대형 화소, 이전 모델인 ISOCELL GN1의 최대 100MP 사진 촬영 기능보다 향상된 성능, 강력한 HDR, 듀얼 픽셀 프로 기술 덕분에 향상된 자동 초점 기능, 그리고 스마트 ISO 프로 기술로 조명 조건에 관계없이 생생한 결과물을 제공하는 등의 특징을 갖추고 있습니다. 동영상 촬영 시 더욱 편리한 이동성을 위해 GN2는 초당 480프레임의 풀 HD 또는 초당 120프레임의 4K 동영상 촬영을 지원합니다. 삼성의 지속적인 제품 업그레이드는 스마트폰 제조사들이 이러한 혁신적인 센서를 더욱 적극적으로 채택하도록 유도할 것으로 기대됩니다.

북미는 두 번째로 큰 시장 규모를 자랑하며, 2030년까지 연평균 5.5%의 성장률을 기록하며 20억 달러 규모에 이를 것으로 예상됩니다. 신기술 도입과 모바일 기기 발전에 적극적인 북미 지역은 업계 주요 제조업체들의 존재 덕분에 모바일 기기용 MEMS 시장을 선도하고 있습니다. 스마트폰에 탑재되어 내비게이션 앱을 지원하는 MEMS 센서는 커넥티드 기기 생태계가 지속적으로 성장함에 따라 인기가 더욱 높아질 것으로 전망됩니다. 특히 미국은 이 지역에서 커넥티드 기기 보급을 적극적으로 장려하고 지원하는 주요 국가 중 하나입니다.

더욱이, 이 지역 곳곳에 5G 서비스가 구축됨에 따라 MEMS 센서의 역할은 더욱 중요해질 것으로 예상됩니다. 또한, 이 지역의 주요 MEMS 센서 공급업체들은 다양한 산업 분야에 걸쳐 발전되고 폭넓은 제품 포트폴리오를 제공하기 위해 제품 혁신 전략을 채택하고 있습니다. 스마트폰의 발달로 MEMS 마이크 분야의 혁신이 가속화되고 있는 가운데, 스마트 웨어러블 기기 제조업체들은 특히 제품 크기와 전력 소비 측면에서 혁신을 가속화하여 음향 기반 MEMS 센서의 성장 기회를 창출하고 있습니다.

유럽은 세 번째로 큰 시장입니다. 독일, 프랑스, ​​영국 등 여러 국가에서 스마트폰 수요가 꾸준히 증가하고 있습니다. 2020년에는 삼성이 최대 시장 점유율을 기록했고, 그 뒤를 애플이 이었습니다. 특히 2021년에는 유럽 동부 및 중부 지역의 스마트폰 보급률이 지속적으로 증가했습니다. OPPO는 2021년 3월 "Featuring You"라는 주제로 진행된 온라인 행사에서 새로운 5G 스마트폰 시리즈인 Reno5 Pro 5G, Reno5 5G, Reno5 Z의 유럽 출시를 발표했습니다. 이 제품들은 센서를 통해 더욱 향상된 비디오 품질과 인물 사진 및 비디오 촬영 기능을 제공합니다. OPPO Reno5 Pro 5G에 탑재된 50MP Sony IMX766 센서는 모든 픽셀을 초점 조절에 활용하는 All-Pixel Omni Focus 기술을 지원하며, 32MP 전면 카메라, 16MP 초광각 카메라, 13MP 망원 카메라, 2MP 접사 카메라, 컬러 디스플레이를 갖추고 있습니다.온도 센서스마트폰은 이 지역의 사물인터넷(IoT) 생태계에서 더욱 중요한 역할을 할 것으로 예상됩니다. 스마트 도시 생태계가 성장하고 있는 이 지역에서 스마트폰은 소비자 가전 부문에서 핵심적인 도구로 자리 잡고 있습니다. 따라서 스마트폰 제조업체들은 기기 및 애플리케이션의 사용을 모니터링하고 규제하여 지원하는 MEMS 센서를 점점 더 많이 탑재하고 있습니다.