[테크 리포트] 스마트 광원의 시대 디지털 포토닉스가 여는 새로운 혁신의 물결

디지털 포토닉스가 여는 혁신이 주제로 제시된다. 토머스 에디슨의 전구 첫 상용화 이후 전기 조명이 보급됐고, 전기 구동 조명은 일상을 변화시켰다. 이는 포토닉스의 첫 대중시장 혁명으로 의미가 부여된다.

이 같은 흐름의 다음 단계로는 ams오스람이 추진하는 디지털 포토닉스가 제시된다. 디지털 포토닉스는 ams오스람 전략의 핵심이다. ams오스람은 자사의 제품과 전문성을 디지털 광원에 활용한다.

디지털 포토닉스는 픽셀화된 광원·센서와 디지털 인터페이스로 구성된다. 이 구성은 시스템을 지능형 시스템으로 전환하는 기능을 한다. 변화 대상 분야로는 모빌리티·통신·센싱 등이 제시된다.

이 기술의 성장 동력으로는 인공지능(AI)이 꼽힌다. AI 데이터센터 연결성도 성장 동력으로 제시된다. 스마트 모빌리티 역시 확산을 이끄는 요소다.

증강현실/가상현실(AR/VR)·스마트 글래스도 성장 동력에 포함된다. 디지털 헬스도 성장 동력으로 제시된다. 산업 자동화 역시 디지털 포토닉스 확산의 동력으로 언급된다.

우리는 조명 외에도 통신·센싱·양자 컴퓨팅·AI 등에서 새로운 포토닉스 혁명이 시작된 것으로 인식한다. 디지털 포토닉스는 이 같은 변화의 흐름을 잇는 기술로 제시된다.

광신호 제어·처리·해석 기술은 미래 애플리케이션의 기반으로 제시된다. 이 기술이 잠재적으로 변화를 일으킬 영역으로는 모빌리티·헬스케어·디지털 연결성·보안·산업 자동화가 거론된다.

이어 마이크로LED 등 기술 혁신은 픽셀화된 이미터·수신기의 칩 스케일 어레이 구현을 가능하게 하는 요소로 설명된다. 이에 따라 활용 가능 분야도 스마트 기기·로보틱스·데이터 통신으로 확대되고 있다.

이 같은 흐름 속에서 현재는 디지털 제어·판독 가능한 빛이 확장 가능한 실제 솔루션으로 전환되는 혁명적 변화가 진행되고 있다. 이러한 솔루션화의 기반으로는 산업 전반의 시스템 수준 이해와 애플리케이션 전문성이 제시된다.

ams오스람은 이러한 빛의 새 과학적 접근 방식을 '디지털 포토닉스'로 명명했다. 아울러 ams오스람은 디지털 포토닉스 분야의 선도 개척자라는 점에 자부심을 갖고 있다는 입장을 밝혔다.

ams오스람은 디지털 포토닉스를 빛의 역할을 조명 중심에서 연결·감지·상호작용 기능의 지능형 다목적 기술로 전환하는 것으로 정의했다.

이 기술은 첨단 픽셀화 이미터·광학 센서·디지털 인터페이스의 결합으로 구성되며, 그 결과 빛은 차세대 스마트 프로그래머블 시스템의 기반이 된다고 설명했다.

또한 이 같은 변화는 AI·AR/VR·로보틱스 메가트렌드가 견인하고 있으며, 그 효과로 더 빠름·더 높은 효율·더 직관적 사용성·새로운 가능성 확대가 나타난다고 밝혔다.

기존 전자 시스템이 전자의 흐름에 의존하는 것과 비교해 포토닉스 시스템은 더 빠름·에너지 효율 우수·간섭 저항성 우수·정밀도 우수 가능의 특성을 지니며, 이러한 우위는 빛의 물리적 특성에 따른 본질적 장점에 근거한다고 설명했다.

이와 함께 새로운 유형의 마이크로 이미터와 센서 개발이 이어지고 있고 AI 인프라 수요도 급증하면서, 광 기반 기술의 장점 부각이 강화되고 있다고 전했다.

Yole Group은 글로벌 포토닉스 시장이 2025년 460억달러 규모에서 2030년 810억달러 규모로 연평균 성장률 CAGR 12%를 기록할 것으로 전망했다.

EU는 포토닉스를 '핵심 기반 기술'로 지정했다.

이 같은 지정의 근거로는 디지털화·에너지·헬스케어·보안 분야의 유럽 전략적 변화를 지원한다는 점이 제시됐다.

아울러 유럽의 기술 주권 확보 노력을 뒷받침하고, AI·양자 통신·첨단 반도체 제조용 하드웨어 기반을 제공한다는 점도 지정 근거에 포함됐다.

ams오스람은 이런 환경 속에서 디지털 포토닉스 방향의 전략 전환에 대한 확신을 갖고 있으며, 해당 전략적 움직임에 큰 기대를 나타냈다.

이 같은 전환의 기반에는 2020년 통합된 두 회사의 상호 보완적 역량이 있다.

ams는 오스트리아 기업이자 지능형 센서 IC 분야의 저명한 제조사이며, 오스람은 독일 기반 기업으로 자동차 LED를 포함한 여러 LED 시장 부문의 세계적 리더다.

ams오스람은 두 회사의 디지털 반도체 역량·광 이미터 역량 결합과 단일 통합 기업 구축을 지속 과제로 두고 있다. 이 과정에서 사명은 디지털 포토닉스 영역의 세계 선도에 맞춰져 있다.

이 사명을 구현하는 수단으로는 2025년 말 시작된 광학 기술 중심의 새로운 전략적 방향이 제시됐다. ams오스람은 해당 전략적 방향을 통해 디지털 포토닉스 영역의 세계 선도를 추진하고 있다.

'EVIYOS'는 디지털 포토닉스 구현 혁신 기술이다. 또한 'EVIYOS'는 빛을 제어 가능한 데이터 기반 플랫폼으로 전환하는 기능을 맡고 있다.

이를 통해 'EVIYOS'는 차세대 애플리케이션을 가능하게 하는 효과를 낸다. 아울러 'EVIYOS'는 차량용 고픽셀 전방 조명 플랫폼이라는 제품 성격도 지닌다.

'EVIYOS'는 ams오스람 마이크로LED 기술의 첫 실제 적용 사례라는 의미를 갖는다. 자동차 헤드램프에 적용될 경우에는 2만5600개 개별 제어 가능 광점을 제공하는 성능을 낸다.

자동차 제조사는 이를 활용해 기존 헤드램프 대비 야간 도로 조명 효과를 향상시킬 수 있다. 또 마주 오는 차량·보행자 눈부심 위험을 줄이는 스마트 헤드램프를 구현할 수 있다.

마이크로LED 기반 디지털 포토닉스는 도로 이용자 안전성 향상을 목적으로 한 자동차 혁신 기술의 실제 사례다. 이 기술은 수상 실적도 보유하고 있다. 구현은 마이크로LED와 제어 전자 장치의 소형 패키지를 결합하는 방식으로 이뤄지며, 관련 제품은 ams오스람 제품이다.

자동차 헤드램프는 ams오스람 마이크로LED 어레이 기술이 적용된 첫 사례다. 다만 자동차 헤드램프는 이 기술이 쓰일 수 있는 다수 애플리케이션 가운데 하나다.

이 같은 소형화·디지털화된 빛의 활용 분야로는 소비가전도 제시된다. 가까운 미래에는 차세대 스마트 글래스를 통한 증강현실 생활도 가능성으로 거론된다.

스마트 글래스의 렌즈에 내장된 고해상도 디스플레이는 외국어 음성의 실시간 번역을 표시할 수 있다. 또 낯선 도시에서는 지도 없이도 길 안내 화살표를 표시할 수 있다.

이 디스플레이는 마이크로 이미터가 탑재된 ams오스람 프로젝션 엔진으로 구성할 수 있다.

스마트 글래스에서는 매우 소형·경량의 컨트롤러 칩과 마이크로 이미터를 거의 보이지 않는 수준으로 내장할 수 있다는 점이 ams오스람 디지털 포토닉스가 구현하는 미래상인 스마트 글래스 적용의 가능성을 보여준다. 이 컨트롤러 칩은 수천개의 마이크로 이미터별로 적절한 시점에 적절한 전력을 공급하는 기능을 한다.

유망 적용 분야로는 AI 데이터센터도 추가된다. 하이퍼스케일러 데이터센터는 현대 AI 인프라의 중추 역할을 하며, 수천개의 고성능 프로세서를 초고속으로 상호 연결하는 기능을 한다.

이 분야에서는 대역폭 수요가 급증하고 있다. 이에 따라 기존 구리 기반 플러그형 기술은 한계에 도달했고, 기존 기술의 문제로 전력 소비 증가와 비용 증가도 나타나고 있다.

디지털 포토닉스 기술은 안정성이 향상되고 통합이 용이하다는 특성을 지닌다. 디지털 포토닉스는 해당 과제의 강력한 해법으로 제시된다.

이 같은 맥락에서 ams오스람은 병렬 구동한 수백개의 저전력 마이크로LED 어레이의 성능이 단일 고출력 레이저 송신기를 초과한다는 내용을 입증했다. 이 입증을 통해 더 낮은 전력 소비와 더 높은 데이터 전송률의 효과도 확인됐다.

'와이드 앤 슬로우(wide & slow)' 광 데이터 링크 기술 스택은 개발 초기 단계에 있다. ams오스람은 파트너들과 함께 이 분야를 선도적으로 구축하고 있다. 이 기술이 성공할 경우 상당한 상업적 가치를 창출할 수 있다.

이 기술의 성공은 AI 데이터센터의 효율을 한 단계 끌어올릴 가능성도 있다. 아직 초기 단계인 기술이지만, ams오스람은 관련 영역에서 파트너들과 구축을 주도하고 있다.

디지털 포토닉스는 ams오스람에 매우 의미 있는 분야다. 이 분야는 세상을 변화시키는 장기적 트렌드와도 맞닿아 있다.

그 장기적 트렌드 가운데 하나로 디지털 기반 개인 맞춤형 헬스케어가 제시된다. 건강·피트니스 기기 내 ams 오스람 센서는 혈류의 광학적 측정과 디지털 처리를 결합한다.

이 센서는 심박수·혈압·기타 활력 징후를 매우 정확하게 추적한다. ams오스람의 기술은 이미 매우 고도화돼 있으며, 최신 웨어러블 기기에서 처음으로 의료 등급 수준의 성능을 가능하게 한다.

실생활 속에서 환자의 활력 징후를 지속적으로 모니터링할 가능성이 제시됐다. 이는 임상 환경의 간헐 측정보다 더 많은 정보를 제공할 수 있으며, 새로운 진단 방식의 가능성을 열고 있다.

이 같은 수준의 성능은 스마트폰에서도 확인할 수 있다. 스마트폰 카메라의 고화질 사진 구현 요인 중 하나로는 첨단 광 센싱이 꼽히며, 카메라는 조명 조건을 인식할 수 있고 최상 화질을 위한 카메라 작동을 조정할 수 있다.

이 기능의 기반에는 디지털 포토닉스가 있다. 디지털 포토닉스는 ams오스람의 여러 세대 주변광 센서·컬러 센서 제품에 구현돼 왔다.

이 같은 센싱 역량의 최신 진화는 새로운 유형의 스펙트럼 센서(spectral sensor)다. 스펙트럼 센서는 가시광 스펙트럼을 세분화하며, 기존 센서보다 더 정밀한 광 측정을 가능하게 한다.

ams오스람의 스펙트럼 센서는 스마트폰 카메라가 광원 종류를 판별하도록 지원하는 기능을 한다. 판별 대상의 예로는 햇빛과 인공 조명이 있다. 이를 통해 스마트폰 카메라는 조명 환경을 계산해 사진 색상을 시각적 원색에 가깝게 재현할 수 있다. 이는 수백달러짜리 장비를 쓰는 전문 사진가 수준과 비교되는 효과다.

이 같은 사례는 디지털 포토닉스의 성격이 매우 기반적인 기술이라는 점을 보여준다. 동시에 디지털 포토닉스의 활용 가능성은 아직 모든 경우를 파악하지 못한 상태다. 이 분야에서는 새 아이디어와 솔루션이 지속적으로 등장하고 있다.

같은 맥락에서 스마트 센서·이미터의 잠재력은 고객들과 함께 일부만 탐색을 시작한 단계다. 이는 디지털 포토닉스 기반 기술의 응용 범위가 계속 열리고 있음을 시사하는 사례로 제시됐다.

예시 기술로는 ams오스람 dToF(direct time-of-flight) 거리 측정 센서가 있다. 산업 분야 고객들은 이 센서를 활용해 로봇·드론의 주변 환경 인지를 구현하려 하고 있다. 그 목적은 사람들로 가득한 공간에서의 안전한 이동이다.

광학 기술·디지털 기술 결합은 자율 로봇 이동 경로 유지용 정밀·고속 거리 측정값을 제공한다. 이는 산업 분야 고객을 대상으로 하는 기술이다.

이 기술은 공장·물류창고 내부 자동화 속도 제고를 지원한다. 또한 반복적·기계적 업무 부담 경감을 지원하고, 인력의 더 가치 있는 업무 재배치를 지원한다.

그 결과 운영자 측 효율성·안전성·신뢰성 향상이 가능하다. 이 같은 효과는 자율 로봇 운용 환경 전반의 운영 측면 개선으로 이어질 수 있다.

이 같은 디지털 포토닉스의 혁신적 구현은 ams오스람 비즈니스의 독보적 역량·자산을 기반으로 한다. ams오스람은 포토닉스 분야 강자이며, 첨단 광 이미터·광학 센서·관련 드라이버·제어 IC 포트폴리오를 보유하고 있다. 해당 포트폴리오는 시장 내 가장 폭넓은 수준이다.

ams오스람은 디지털 포토닉스를 미래 성장의 핵심 동력으로 인식하고 있다고 밝혔다. 또한 이에 맞춰 전략·조직 체계의 일관된 정비를 진행하고 있다고 설명했다.

ams오스람은 빛·센싱·데이터의 결합을 방향성으로 삼고, 전통적 조명·센싱을 넘어 새로운 애플리케이션 영역으로 사업을 확장하고 있다. 또한 전체 시스템 아키텍처 전반의 통합을 통해 차별화된 부가가치 솔루션을 가능하게 한다.

이 같은 솔루션의 개발·제조 기반은 ams오스람의 고유 기술에 있다. 고유 기술 범위에는 에피택시, 첨단 패키징, 형광체, 필터, 실리콘 관통 전극(TSV), 마이크로LED, 아날로그 및 혼합신호 IC의 CMOS 제조가 포함된다.

ams오스람은 유럽 기반 기업이며, 글로벌 제조 및 서비스 역량을 갖추고 있다. 이에 따라 ams오스람은 오늘날 반도체 공급망 변동성에 대한 고객의 우려를 완화할 수 있다.

동시에 ams오스람은 디지털 포토닉스 수요 증가 흐름을 활용하기에 완벽한 위치에 있다고 확신하고 있다. 또한 기술 포트폴리오 측면에서 지금은 최적의 시점이다.

자율주행, AI, AR/VR, 스마트 헬스, 로보틱스, 데이터센터와 같은 메가트렌드는 데이터 감지·전송·에너지 효율 향상의 새로운 방식을 요구하고 있다. ams오스람은 이러한 흐름 속에서 사업 전개를 이어가고 있다.

ams오스람 팀의 광학 전문성과 열정은 디지털 포토닉스를 구현하는 주체이며, 디지털 포토닉스는 앞서 언급된 대상을 실현 가능하게 하고 매력적인 성장 기회를 창출한다. 이는 고무적인 전망이며, ams오스람의 슬로건인 '빛의 잠재력을 감지하라(Sense the power of light)'와도 맞닿아 있다.

출처: 테크월드뉴스 · 알도 캄퍼 ams오스람 CEO
원문: https://www.epnc.co.kr/news/articleView.html?idxno=407703

참고자료

• https://www.epnc.co.kr/news/articleView.html?idxno=407703