삼성·LG 주도권 확보 경쟁 치열
최근 “올해가 무선충전 대중화의 원년이 될 것”이라는 IHS의 전망이 나오면서 다시 한 번 무선충전 시장에 대한 업계의 관심이 집중되고 있다. 국내는 삼성과 LG가 무선충전 시장에서 외나무 싸움을 벌이고 있다.
LG이노텍은 최근 모바일과 자동차에서 사용 가능한데다, 유선충전과 동일한 출력의 15W 무선충전 송신모듈을 공개했다. 삼성전기는 갤럭시S6부터 무선충전 기능을 기본으로 내장하면서 모바일 시장에서의 무선충전 대중화에 앞섰으며, 최근 자기공진방식, 자기유도방식 무선충전을 모두 지원하는 ‘듀얼 타입 충전기’를 개발하면서 자동차 시장에 진출하려는 행보를 보이고 있다.
10년 전만 해도 무선충전은 꿈만 같은 일이었다. 지금까지 전력은 전선을 통해서만 전달된다고 믿어왔기 때문이다. 하지만, 이제 전선이 없어도 기기가 작동할 수 있다. 집안이나 책상을 어지럽히는 선, 그 중에서도 전선을 없앤다는 생각이 가당키나 했을까?
무선인터넷이나 무선키보드처럼 무선 통신을 이용한 기술은 주변에 흔하지만, 이 기기들은 모두 자체 배터리로 전원을 마련한다. 그 배터리까지 무선으로 충전한다는 것은 생각하기 쉽지 않은 일이다. 하지만 스마트폰에는 이미 이 무선충전 기술이 도입됐다.
스마트폰의 무선충전 기술이 본격적으로 입에 오르내리기 시작한 것은 2012년부터다. LG전자는 ‘옵티머스G’를 내놓으면서 무선충전 기술을 소개했다. 삼성전자도 ‘갤럭시S3’를 기점으로 자기 유도 코일을 품은 별도 케이스를 통해 무선충전을 선택 기능으로 넣었다.
한편, 무선충전 기술은 크게 ‘자기 공진 방식’과 ‘자기 유도 방식’ 둘로 나뉜다. 기본적인 원리는 전력을 코일에 흘려서 전기를 전송하는 데서 시작한다. 둥그렇게 말아 놓은 코일에 강한 전류를 흘리면 자성이 생긴다. 이렇게 생긴 자성은 다른 코일을 가까이 대면 그쪽으로 전달되고, 이를 거꾸로 풀면 전류가 되는 원리다. 코일을 어떻게 만들고 자성을 어떻게 전달할 것인지에 따라 두 무선충전 기술로 나뉘는 것이다.
올해가 무선충전 대중화의 원년될 것
무선충전 시장의 대중화가 멀지 않았다. 지난해 전 세계 무선충전 리시버 연간 출하량은 1억 4400만대를 돌파하면서 전년 대비 160% 이상 성장했다. 통합 리시버가 주류 시장에 편입되고, 시스템 디자인이 정교해진 데다 다양한 기기 및 전력 등급에 대한 다각화가 이루어지면서 기술 발전을 부추기고 있는 것이다.
글로벌 시장분석기관인 IHS는 무선충전 리시버 연간 출하량은 2020년에 10억 대, 2025년에 20억 대를 넘어설 것으로 전망했다(그림 1).
▲ 그림 1. 무선충전 리시버 연간 출하량은 2020년에 10억 대, 2025년에 20억 대를 넘어설 것으로 전망된다.
애플리케이션 별로 보면, 전체 무선충전 리시버 출하량 중에서 휴대전화기가 상당 부분을 차지하는데, 삼성전자의 갤럭시 스마트폰 시리즈가 이 분야 성장을 이끌고 있다. 올해 출시된 갤럭시 S7 모델의 경우, 듀얼모드 Qi와 PMA (Power Matters Alliance) 인증 저주파 충전 방식을 지원한다.
‘IHS Wireless Power Receiver Market Report’에 의하면, 올해 출하되는 스마트폰의 10%가 무선충전 기능을 갖고 있을 것으로 전망된다. 그 뒤로, 웨어러블 제품이 애플 워치, 삼성 기어 S2 등에 힘입어 두 번째를 차지하고 있다. 이렇듯 다양한 기기에 무선충전 기술이 도입되면서 올해에는 최초로 고주파 자기 공명 방식 리시버(high-frequency magnetic resonant receivers)가 노트북 컴퓨터에도 적용되어 출시될 예정이다.
IHS의 무선전력 담당 리서치 매니저 데이비드 그린(David Green)은 “2015년에 기기 발전과 제품 출시가 이루어진 덕분에 무선충전에 대한 소비자 인식을 높일 수 있었다. 무선충전을 사용해 본 소비자는 그 경험에 대해 매우 긍정적인 반응을 보였다”고 설명했다. 그는 또, “수요가 증가함에 따라 제조업체 입장에서도 무선충전 기술을 추가하는데 드는 비용에 대한 명분을 설명하기가 쉬워질 것이다. 하지만 각 애플리케이션마다 비용이나, 폼 팩터, 패키징 등 개별 과제들이 아직 존재한다. 모든 무선충전 시스템은 ‘인증’이라는 산을 넘어야 하는데, 그 중에서도 소비 전력이 높거나 충전기와 거리가 멀어지는 경우 더욱 난제일 수 있다”고 덧붙였다.
과거 제조업체들이 무선충전 기술을 업계가 도입하도록 강제했다면, 이제는 휴대전화기 위주로 해당 기술이 상용화되기 시작했기 때문에 더는 부추길 필요가 없어졌다. 2016년에는 시장 위상의 변화가 일어나고, 가용한 신기술 또한 소개될 것이다. 즉, 기술 개념을 입증해야 하는 단계에서, 시장이 성숙기에 접어듦에 따라 제품 다각화 단계로 옮겨가는 것이다.
현재까지 무선충전 리시버 출하 물량은 대체로 5W Qi 또는 PMA 표준 저주파 시스템으로 충전패드에 의존하지만, 2020년에는 물량 중 절반 이하만 해당 분류에 속하게 될 것이다.
이 기능 표준에도 다각화가 일어나고 있다. 심지어 작년에 A4WP(Alliance for Wireless Power)와 PMA가 ‘에어퓨얼 얼라이언스(AirFuel Alliance)’로 통합되었지만, 표준 전쟁을 잠재우지 못했다. 이는 두 해당 스펙은 상호 운영이 불가하기 때문이다. 게다가 애플의 아이폰이 무선충전을 도입할 경우 또 새로운 기술이 등장할 수도 있다.
데이비드 그린은 “미국 에너저스(Energous), 오시아(Ossia), 휴마복스(Humavox), 유빔(uBeam) 등이 주류 시장에 비연결형 기술을 상용화할 경우 시장은 더욱 다변화될 것이다. 하지만 대부분 빨라도 2017년 이전에는 상용화되기 어려울 것”이라고 설명했다. 그는 또 “2016년 무선충전 업계는 제조업체에 제품을 소개하는 데 초점을 맞추고 있으며, 저전력부터 고전력, 저주파부터 고주파, 그리고 상호 운영 가능한 다양한 멀티모드 시스템 등 여러 제품을 제공하고 있다”며, “어떤 솔루션을 선택하는지, 즉, 모바일용으로는 중전력 다주파로 할지 웨어러블에는 저전력 단일 주파수로 할지 등의 결정은 개별 애플리케이션에 맞춰 진행될 것”이라고 덧붙였다.
삼성과 LG, 무선충전 시장에서도 한판 붙는다
최근 LG이노텍은 유선 충전과 동일한 출력의 15와트(W) 무선충전 송신모듈을 개발했다고 밝혔다(사진 1). 이로 인해, 무선충전기의 단점으로 지적되던 느린 충전속도와 다양한 충전 규격과의 호환성 문제를 해결할 수 있게 됐다. 15W 무선충전 송신모듈은 완전 방전 상태에서 30분 만에 50% 충전 가능하다. 유선 급속 충전기와 동일한 성능이다. 기존의 5W 무선충전모듈과 비교하면 3배 빠른 수치다.
▲ 사진 1. LG이노텍이 유선 충전기와 동일한 양의 전력을 공급할 수 있는
15W 무선 충전 송신 모듈을 개발했다. 이로써 무선 충전기의 단점으로
지적되던 느린 충전 속도를 극복할 수 있게 됐다. <출처 : LG이노텍>
일반적으로 무선충전은 전력을 공급하는 TX와 이를 수신하는 RX로 구성된다. TX 모듈은 충전기에 장착하며, RX 모듈은 스마트폰이나 노트북 등 실제 전력을 사용하는 기기에 장착된다.
두 부품이 쌍을 이뤄야 충전이 정상으로 이뤄진다. 예를 들어 TX 모듈이 15W 전력을 공급하더라도 RX 모듈이 이 전력을 모두 수신하지 못하면 15W급 충전을 구현할 수 없다. LG이노텍은 15W급 송·수신 기술을 모두 확보했다. 15W 출력은 기존의 유선충전과 비슷한 충전 속도를 구현할 수 있다.
박길상 전장부품연구소장은 “고객의 니즈와 시장 변화에 한발 앞서 적극 대응한 결과, 유선충전과 동일한 출력의 15W 무선충전 송신모듈 개발에 성공하게 됐다”며 “고객 가치 창출에 모든 역량을 집중하여 고객에게 편리하고 안전하며 즐거운 경험을 제공해 나갈 것”이라고 말했다.
삼성은 스마트폰 무선충전 상용화에서 LG보다 한 발 앞섰다는 평가다(사진 2). 지난해 갤럭시S6부터 무선충전 기능을 기본으로 내장했다. 이는 국내 첫 사례로 무선충전 대중화 전기를 열었다는 평을 받는다.
▲ 사진 2. 삼성전자의 모바일용 무선충전기. <출처 : 삼성전자>
또한 삼성전기는 갤럭시노트5 부터 출력을 높인 9W급 모듈을 공급했다. 최근 출시된 갤럭시S7에도 같은 출력이 적용됐다. 갤럭시S6 5W급 모듈보다 출력이 높다. 무선충전 송·수신 출력은 충전 속도와 직결된다. 배터리 용량이 커진 만큼 충전 속도도 함께 높였다.
반면, LG이노텍은 2012년 구글 넥서스4에 RX 모듈을 공급했지만, LG전자 스마트폰에는 아직 무선충전 기능을 기본으로 탑재하지 않았다.
1. 자동차용 무선충전 시장 내 격돌 예상
LG이노텍이 이번에 개발한 15W 송신모듈은 가정이나 사무실에서 사용하는 무선충전기뿐 아니라 자동차 내장형 무선충전 패드에도 사용할 수 있다. 이미 LG이노텍은 지난해 국산차 최초로 무선충전기를 장착한 기아자동차 K5에 송신 모듈을 공급한 바 있다(사진 3).
▲ 사진 3. 기아자동차 K5에 적용된 무선충전 패드. <출처 : 기아자동차>
삼성전기 또한 자동차 영역으로 무선충전 적용 폭을 넓힐 계획이다. 이미 자동차 시장 진출에 성공한 LG의 뒤를 바짝 쫓고 있다.
최근 삼성전기는 세계 최초로 자기공진방식, 자기유도방식 무선충전을 모두 지원하는 ‘듀얼 타입 충전기’를 개발했다. 지난해 5W급 제품을 선보인 이래로 점차 출력을 높이고 있다. 자기공진방식은 자기유도방식과 달리 충전기와 제품이 떨어지거나 흔들려도 충전된다. 충전기 위치에 정확하게 접촉해야 하는 자기유도방식보다 편리하다. 따라서 덜컹거림이나 진동 때문에 스마트폰이 흔들릴 수밖에 없는 자동차용 충전기에서 유용하다.
삼성전기 관계자는 “자기유도방식, 듀얼 타입 충전기 모두 자동차업계 고객사 대상으로 프로모션 중”이라면서 “지난해에는 5W급 듀얼 타입 충전기를 공개했고 지금은 출력을 한 단계 높인 제품을 개발하고 있다”고 전했다.
김희성 기자 (npnted@hellot.net)
