스마트 조명의 시대: 디지털 포토닉스가 어떻게 새로운 혁신의 물결을 열어가는가

디지털 빛의 힘을 활용하는 ams OSRAM의 제품과 노하우는 모빌리티, 통신, 센싱 등 다양한 분야를 혁신하고 있습니다.

토마스 에디슨이 전구를 최초로 상용화한 이후, 전기를 이용한 조명은 수백만 명의 일반인들의 삶을 변화시켰습니다. 이는 아마도 광학 기술 분야에서 최초의 대중 시장 혁명이었을 것입니다.
 

디지털 포토닉스 개요

디지털 포토닉스는 ams OSRAM 전략의 핵심으로, 픽셀화된 발광 소자와 센서를 디지털 인터페이스와 결합하여 이를 지능형 시스템으로 전환하는 것을 의미합니다.

성장 동력

  • 인공지능
  • AI 데이터 센터 연결성
  • 스마트 모빌리티
  • AR/VR 및 스마트 안경
  • 디지털 헬스
  • 산업 자동화

 

저는 오늘날 우리가 조명 분야뿐만 아니라 통신, 센싱, 양자 컴퓨팅, AI 등 빠르게 성장하는 다른 분야들에서도 또 다른 포토닉스 혁명의 초기 단계에 접어들었다고 믿습니다. 광 신호를 제어, 처리 및 해석하는 기술은 미래의 흥미로운 응용 분야의 토대가 되며, 모빌리티, 헬스케어, 디지털 연결성, 보안 및 산업 자동화 분야에서 광범위한 변화를 가져올 것으로 기대됩니다. 픽셀화된 발광체와 수신기의 칩 규모 어레이를 구현할 수 있게 해주는 마이크로LED와 같은 기술의 획기적인 발전은 스마트 기기, 로봇 공학, 데이터 통신 등 다양한 분야에서 가치 있는 새로운 용도로 활용되고 있습니다. 

이 새로운 혁명 속에서, 디지털 방식으로 제어 및 판독 가능한 빛은 여러 산업 분야에 걸친 시스템 수준의 이해와 심도 있는 응용 전문 지식을 바탕으로 확장 가능한 실제 솔루션으로 구현되고 있습니다.
우리는 빛의 과학에 대한 이러한 새로운 접근 방식을 “디지털 포토닉스(Digital Photonics)”라고 부르며, ams OSRAM은 이 분야의 선구자가 된 것을 자랑스럽게 생각합니다.

우리가 이해하는 디지털 포토닉스는 빛의 역할을 순수한 조명에서 연결하고, 감지하며, 상호작용하는 지능적이고 다재다능한 기술로 변화시키고 있습니다.

첨단 픽셀화된 발광 소자, 광학 센서 및 디지털 인터페이스를 결합함으로써, 빛은 차세대 스마트 프로그래밍 가능 시스템의 기반이 됩니다. 

AI, AR/VR, 로봇 공학과 같은 메가트렌드의 추진력을 바탕으로, 이러한 변화는 더 빠르고, 더 효율적이며, 더 직관적인 완전히 새로운 가능성을 열어가고 있습니다.   

핵심 기반 기술

전자의 흐름에 의존하는 기존의 전자 시스템과 비교할 때, 광학 시스템은 더 빠르고, 에너지 효율이 높으며, 간섭에 대한 내성이 강하고, 정밀도가 더 높을 수 있습니다. 이는 빛의 물리적 특성에 기반한 본질적인 장점입니다. 이제 새로운 유형의 마이크로 이미터와 센서가 개발되고, AI 인프라에 대한 수요가 급증함에 따라 빛을 기반으로 한 기술의 장점이 부각되고 있습니다. 업계 분석 기관인 Yole Group에 따르면, 전 세계 포토닉스 시장은 2025년부터 2030년까지 연평균 성장률(CAGR) 12%를 기록하며 460억 달러에서 810억 달러로 성장할 것으로 예상됩니다.
유럽에서는 포토닉스가 매우 중요한 기술로 간주되어 유럽연합(EU)으로부터 ‘핵심 기반 기술(key enabling technology)’로 지정되었는데, 그 이유는 다음과 같습니다:

  • 디지털화, 에너지, 의료, 보안 등 분야에서 이 지역의 전략적 변화를 뒷받침하며,
  • 이 지역의 기술 주권 달성을 위한 노력을 뒷받침하며,
  • AI, 양자 통신, 첨단 반도체 제조를 포함한 핵심 기술에 하드웨어 기반을 제공하며,

이것이 바로 제가 ams OSRAM의 디지털 포토닉스 분야로의 전략적 전환에 대해 확신을 가지고 있으며, 매우 기대되는 이유입니다. 이는 2020년에 합병한 두 회사의 상호 보완적인 역량을 바탕으로 합니다. 오스트리아의 ams는 지능형 센서 IC 분야의 저명한 제조업체이며, 독일에 본사를 둔 OSRAM은 자동차용 LED를 비롯한 LED 시장의 여러 부문에서 세계적인 선두 기업입니다.

ams OSRAM으로서, 우리는 두 전신 기업의 디지털 반도체 및 광발광 기술을 결합하여, ‘디지털 포토닉스’라는 새로운 분야에서 세계를 선도하겠다는 단일한 사명을 가진 통합 기업을 구축하기 위해 뒤에서 열심히 노력해 왔습니다. 이 사명은 2025년 말에 시작된 광학 기술에 대한 회사의 새로운 전략적 집중 덕분에 실현되고 있습니다.

실생활 속의 디지털 포토닉스

EVIYOS™는 디지털 포토닉스를 현실로 구현하는 획기적인 기술로, 빛을 차세대 애플리케이션을 위한 제어 가능하고 데이터 기반의 플랫폼으로 변환합니다. 차량용 고해상도 전방 조명용 플랫폼인 이 기술은 ams OSRAM이 개발한 혁신적인 마이크로LED 기술의 첫 번째 실제 적용 사례입니다. 자동차 헤드램프에 적용된 EVIYOS 기술은 25,600개의 개별적으로 제어 가능한 광점을 제공하여, 자동차 제조사들이 기존 헤드램프보다 훨씬 더 효과적으로 야간 도로를 밝히면서도 마주 오는 차량이나 보행자에게 눈부심을 유발할 위험을 피할 수 있는 스마트 헤드램프를 제공할 수 있게 해줍니다.

이는 모든 도로 이용자에게 더 안전한 자동차 환경을 제공하는, 수상 경력에 빛나는 놀라운 기술적 혁신이며, 마이크로LED와 제어 전자 장치를 하나의 초소형 패키지에 결합한 ams OSRAM의 제품 덕분에 가능해졌습니다. 바로 ‘디지털 포토닉스(Digital Photonics)’의 실제 적용 사례입니다. 



자동차 헤드램프는 당사의 마이크로LED 어레이 기술이 적용될 수 있는 수많은 분야 중 첫 번째에 불과합니다. 소형화되고 디지털화된 조명의 놀라운 활용 사례는 바로 소비자 분야에서 찾아볼 수 있습니다. 조만간 차세대 스마트 글래스를 사용하는 사람들은 증강 현실(AR) 세계에서 생활하게 될 것이며, 스마트 글래스 렌즈에 내장된 고해상도 디스플레이를 통해 예를 들어 외국어 음성의 실시간 번역이나, 지도를 보지 않고도 낯선 도시에서 길찾기를 할 수 있게 해주는 화살표 표지 등을 볼 수 있게 될 것입니다. 이 디스플레이는 마이크로 이미터를 탑재한 ams OSRAM 프로젝션 엔진으로 구성될 수 있습니다.

수천 개의 마이크로 이미터 각각에 적시에 적절한 전력을 공급하는 컨트롤러 칩과 마이크로 이미터 자체가 너무나 작고 가벼워 스마트 안경에 거의 눈에 띄지 않게 내장될 수 있다는 사실은 믿기 어려울 정도입니다. 하지만 이것이 바로 ams OSRAM의 디지털 포토닉스가 실현해 주는 미래입니다.   
 



또 다른 매우 유망한 응용 분야는 AI 데이터 센터입니다.
하이퍼스케일러 데이터 센터는 현대 AI 인프라의 중추를 이루며, 수천 개의 고성능 프로세서를 전례 없는 속도로 상호 연결합니다. 그러나 대역폭 수요가 급증함에 따라 기존의 구리 기반 ‘플러그형’ 기술은 한계에 다다르고 있으며, 동시에 전력 소비와 비용도 증가하고 있습니다.

디지털 포토닉스 기술은 더 안정적이고 통합이 용이한 접근 방식을 제공함으로써 이러한 과제에 대한 매력적인 해결책을 제시합니다. 당사는 수백 개의 저전력 마이크로LED 어레이가 병렬로 작동할 때, 단일 고출력 레이저 송신기보다 뛰어난 성능을 발휘하여 훨씬 적은 전력 소비로 더 높은 데이터 전송 속도를 제공할 수 있음을 입증했습니다.

소위 “와이드 앤 슬로우(wide & slow)” 광 데이터 링크 기술 스택은 아직 개발 초기 단계에 있지만, 당사는 파트너사들과 함께 이 분야의 선두에서 기술을 주도하고 있습니다. 이 기술의 성공은 상당한 상업적 가치를 창출하고 AI 데이터 센터의 효율성에 획기적인 변화를 가져올 수 있습니다.

더 스마트하고 건강한 세상을 위한 기술

디지털 포토닉스는 우리 세상을 변화시키고 있는 수많은 장기적 트렌드와 완벽하게 맞아떨어지기 때문에, 우리에게 매우 보람 있는 분야입니다.

그중 하나가 바로 디지털 맞춤형 헬스케어입니다. 건강 및 피트니스 기기에서 당사의 센서는 혈류에 대한 광학 측정값과 디지털 처리를 결합하여 심박수, 혈압 및 기타 생체 신호를 놀라울 정도로 정확하게 추적합니다. 

우리의 기술은 이미 매우 발전하여 최신 웨어러블 기기에서 사상 최초로 의료 등급의 성능을 구현하고 있으며, 이는 환자의 생체 신호를 실제 생활 환경에서 지속적으로 모니터링하는 것을 기반으로 한 새로운 진단 방식의 가능성을 열어줍니다. 이러한 방식은 임상 환경에서 간헐적으로 측정하는 것보다 훨씬 더 많은 정보를 제공하기도 합니다.



이러한 성능은 스마트폰에서도 뚜렷이 드러납니다. 스마트폰 카메라가 어떻게 이렇게 고화질의 사진을 찍을 수 있는지 궁금해 본 적이 있으신가요? 그 이유 중 하나는 첨단 광 감지 기술로, 이를 통해 카메라는 조명 조건을 ‘인식’하고 최상의 화질을 얻을 수 있도록 카메라 작동을 조정합니다. 이러한 기능의 기반이 되는 것은 디지털 포토닉스 기술로, 당사의 여러 세대에 걸친 주변광 센서 및 색상 센서 제품에 적용되어 왔습니다.

이 감지 기능의 최신 진화 형태는 이 기능을 한 단계 더 발전시킨 새로운 유형의 스펙트럼 센서입니다. 이 센서는 가시광 스펙트럼을 세분화하여 기존 센서보다 훨씬 정밀한 광 측정 결과를 제공합니다. 수백 달러에 달하는 장비를 사용하는 전문 사진작가와 마찬가지로, 당사의 스펙트럼 센서는 카메라가 휴대폰이 햇빛 아래에 있는지, 아니면 인공 조명 아래에 있는지 등 어떤 광원 아래에 있는지 파악할 수 있게 해줍니다. 그 결과 사진의 색상이 완벽하게 조정되어 사용자가 보는 그대로의 세상을 재현합니다.

디지털 포토닉스는 그토록 기초적인 기술이라, 이 기술이 어떻게 활용될 수 있는지 묻는다면 솔직히 말해 저도 모든 답을 알고 있지는 않습니다. 고객들과 함께 새로운 아이디어와 솔루션이 끊임없이 등장하고 있으며, 우리는 스마트 센서와 방출기가 가능하게 할 수 있는 잠재력을 이제 막 활용하기 시작한 단계입니다.

이를 잘 보여주는 예가 바로 당사의 직접 비행시간(dToF) 거리 측정 센서입니다. 산업 분야 고객들은 로봇과 드론이 주변 환경을 ‘인식’하여, 사람들의 안전을 위협하지 않고 인파가 붐비는 공간에서도 자유롭게 이동할 수 있기를 원합니다. 광학 기술과 디지털 기술의 결합은 자율 로봇이 안전하게 경로를 유지하기 위해 필요한 정밀하고 고속의 거리 측정 기능을 제공합니다. 

이 기술은 산업 고객들이 공장 및 창고 내 자동화 속도를 가속화하도록 돕고, 근로자들의 반복적이거나 기계적인 업무 부담을 덜어주어 더 가치 있는 업무로 재배치할 수 있게 하는 동시에, 운영자가 효율성, 안전성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 지원합니다.
 

디지털 포토닉스의 미래를 만들어가는 플랫폼

이러한 혁신적인 디지털 포토닉스 구현 사례들은 모두 ams OSRAM 사업부의 독보적인 역량과 자산을 바탕으로 합니다. 당사는 이미 첨단 광원, 광센서, 그리고 관련 드라이버 및 제어 IC 분야에서 업계에서 가장 폭넓은 제품 포트폴리오를 보유한 포토닉스 분야의 선도 기업입니다. 이제 당사는 디지털 포토닉스를 미래 성장의 핵심 동력으로 인식하고, 이에 맞춰 전략과 조직 구조를 지속적으로 조정하고 있습니다. 빛, 센싱, 데이터를 결합함으로써 당사는 기존의 조명 및 센싱 분야를 넘어 새로운 응용 분야로 진출하고 있습니다. 전체 시스템 아키텍처에 걸친 통합을 통해 부가가치가 높은 차별화된 솔루션을 구현하고 있습니다.

이러한 솔루션의 개발 및 제조는 에피택시, 첨단 패키징, 형광체, 필터, 실리콘 관통 비아(TSV), 마이크로LED, 아날로그 및 혼합 신호 IC의 CMOS 공정 등 광범위한 독자 기술을 기반으로 합니다. 또한, 글로벌 제조 및 서비스 역량을 갖춘 유럽 기반 기업으로서, 당사는 오늘날 반도체 공급망의 변동성에 대한 고객들의 우려를 해소해 드릴 수 있습니다.

사실, ams OSRAM이 디지털 포토닉스에 대한 수요 증가의 흐름을 활용하기에 완벽한 위치에 있다는 점이 매우 기쁩니다. 당사의 기술 포트폴리오에 있어 지금이 바로 최적의 시기입니다. 자율 주행, AI, AR/VR, 스마트 헬스, 로봇 공학, 데이터 센터와 같은 메가트렌드는 데이터를 감지하고 전송하며 에너지를 보다 효율적으로 사용하는 새로운 방식을 요구합니다. 저희 팀의 광학 전문 지식과 열정이 뒷받침하는 디지털 포토닉스는 바로 이러한 요구를 충족시켜 매력적인 성장 기회를 열어줍니다. 이는 “빛의 힘을 느껴보세요(Sense the power of light)”라는 당사 슬로건과도 부합하는 고무적인 전망입니다.
 

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