[e테크]미세전자기계 시스템[MEMS]-개발동향; 센서

MEMS(Micro Electro Mechanical System)에는 가속도계, 마이크로 자이로, 이미지센서, 마이크로 노즐, 배열된 거울(미러 어레이) 등을 포함하는 다양한 제품이 있다. 그 중에서 현재까지 가장 수요가 많은 제품은 잉크젯프린터에 채용하는 마이크로 노즐, 에어백에 장착하는 가속도계, 혈압측정기에 사용하는 압력센서 등이다. 앞으로는 광스위치용 배열된 거울, 휴대전화용 릴레이, 바이오 칩 등의 시장전망이 밝을 것으로 예상된다.

　이처럼 지금까지 여러 가지 MEMS 센서가 개발되었으나 대량 상용화에 성공한 제품은 가속도계의 형태를 가진 관성센서와 압력센서뿐이다. 그러나 최근에 와서 여러 가지 새로운 센서가 부상하기 시작하고 있다.

　관성센서는 물리적 운동을 전기신호로 변환해 준다. 가속도계는 기울기, 충격, 진동 등을 측정하는 데 사용하는 것으로 이 중 단일축 가속도계는 동적(진동) 또는 정적(중력) 가속도를 측정하는 데 사용하고 복식축 가속도계는 이들 두 가지를 모두 측정한다. 가속도계는 또한 각(角) 방위나 회전을 측정하는 마이크로 자이로와 흔들림 비율을 탐지하는 센서의 주류를 이루고 있다. 기술 진전과정을 볼 때 처음에 가속도계가 나오고 그 다음에 흔들림 비율 측정센서가 개발되었다. 가장 최근에 나온 것이 마이크로 자이로다. 현재 관성센서가 가장 많이 사용되는 곳은 에어백 장착 시스템이다. 관성센서는 또 심장박동 조절장치와 같은 의료기기와 각종 운동기구에도 사용되고 있다. 산업분야에서 가속도계는 장비의 진동을 탐지하거나 기계 내부의 문제나 회전 및 진동하는 기계의 상태를 진단하는 데도 사용되고 있다.

　소비성 전자제품 분야에서도 MEMS의 채용이 늘어날 것으로 보인다. 가속도계는 멀지 않아 하드디스크드라이브(HDD)의 진동감지, PDA와 휴대전화의 입력장치, 캠코더의 흔들림 제어보정 등을 위하여 사용될 것이다. 또 장난감에도 채용될 것이다. 그 좋은 예가 소니의 로봇개 ‘아이보’다. 아이보에 채용된 가속도계는 이 로봇개가 균형을 유지하여 넘어지지 않도록 팔과 다리의 자세를 바로 잡게 해준다.

　MEMS의 또 하나의 유망시장으로 떠오르는 곳은 가전분야다. 가속도계는 세탁기와 가스레인지에서 균형과 조리상태 등을 감지, 조절해 준다. 이것은 또 냄비의 음식물이 끓을 때 발생하는 진동을 감지하여 열을 조절함으로써 음식물이 끓어서 넘지 않고 적절한 비등점을 유지할 수 있도록 해줄 수 있다. 이는 안전과 에너지 절약차원에서도 이롭다.

　압력센서는 유량센서가 주류를 이루고 있다. 현재 2개 업체가 유량센서를 공급하고 있고 다른 3개 회사가 개발중이다. 이 센서가 가장 많이 사용되는 부문은 혈압측정계와 유압측정장치를 포함한 몇 가지 자동차 장착 시스템이다. 이밖에 앞으로 압력센서가 유망한 부문은 공조시스템에서 가전, 생산공정 제어, 농업에 이르기까지 광범위하다.

　이밖에 습도, 적외선, 생체, 화학센서를 비롯한 여러 가지 센서시장이 멀지 않은 장래에 부상할 것으로 보인다. 이 중 일부 제품은 최근 출시되었고 다른 센서는 현재 개발중이어서 앞으로 18∼24개월 이내에 상용화될 것으로 보인다. 최근 하이그로메트릭스(Hygrometrix), 멜렉시스(Melexis), 인피니온(Infenion) 등이 습도, 적외선, 생체센서를 각각 발표했다. 습도센서는 가전제품과 생산공정 제어에 많이 사용될 것으로 예상되며 적외선센서는 체온계, 머리 드라이어, 옷 드라이어 등에 채용될 것으로 보인다. 생체센서는 컴퓨터 키보드, 휴대전화, 신용카드, 자동차 등에 사용될 수 있다. 또한 그래비톤은 화학물질을 탐지하는 캔틸레버 센서 라이선스를 얻었다. 이 회사는 이 센서를 가정, 사무실, 산업체 등의 원거리 센서 네트워크에 채용할 수 있을 것으로 예상하고 있다.