ASTI Market Insight가 주목한 6가지 미래 산업 핵심 기술

인공지능(AI)과 첨단 기술의 융합은 우리가 상상하는 범주를 뛰어넘는 새로운 가능성을 끊임없이 창출하고 있다. 이러한 변화의 흐름 속에서 「ASTI Market Insight」는 미래 산업을 이끌어갈 여섯 가지 핵심 기술 트렌드에 주목했다. HUD 헬멧부터 양자 암호 기술, 벡터 데이터베이스, 개인 정보 보호 강화 기술, AI 주문형 반도체(AI ASIC), 그리고 통풍치료제에 이르기까지 이 기술들은 각자의 분야에서 깊이 있는 혁신을 이루며 시장의 새로운 지평을 열고 있다. 이 기술들이 그려낼 미래 시장의 모습을 심층적으로 탐구해 본다.

1. HUD 헬멧

HUD(Head-Up Display) 헬멧은 이륜 자동차(또는 오토바이) 운전자가 교통사고 발생 시 머리를 보호하거나 내비게이션, 위험 안내 등의 정보를 제공하는 안전용품이다. 주요 부품으로는 외부의 충격에서 머리를 보호하고 피부와의 접촉에서 촉감이 뛰어나면서 방풍, 방수, 방습 등에 적합한 고기능성 소재로 구성되는 헬멧과 운행 정보나 주변 환경 정보를 시각적 정보로 가공해 운전자의 한쪽 눈(단안식)이나 양쪽 눈(양안식) 을 통해 영상을 맨눈으로 직접 볼 수 있는 투과형 디스플레이, 그리고 현실 세계 영상과 혼합하는 AR(Augmented Reality)로 볼 수 있는 비투과형 디스플레이를 들 수 있다. 그리고 HUD 헬멧은 운행 정보나 주변 환경 정보를 수집할 수 있는 전후방 카메라, 속도 센서, 위험 감지 센서 등을 통해 수집된 정보를 분석, 처리, 제공하는 제어부, 각종 전장품을 동작할 수 있도록 배터리를 통해 전원을 공급하는 전원부로 구성되어 있다.

HUD 헬멧의 세계 시장 규모를 살펴보면, 2022년 1.29억 달러를 기록한 후 연평균 30.9%라는 높은 성장률을 보이며 2028년에는 6.49억 달러에 이를 것으로 전망된다. 사용자 분류별로도 그 성장세가 두드러지는데, 레이싱 전문가용 HUD 헬멧은 2022년 0.82천 개에서 2028년에는 4.73천 개로 증가해 연평균 33.9%의 성장률을 보일 것으로 예상된다. 또한, 일반 사용자용 헬멧 역시 같은 기간 0.38천 개에서 2.77천 개로 늘어나, 연평균 39.2%라는 가파른 성장세를 기록하며 지속적인 성장이 기대되고 있다.

HUD 헬멧 시장은 지역별로도 큰 성장이 예상된다. 유럽은 2022년 0.58억 달러에서 연평균 28.7% 성장하여 2028년 2.64억 달러 규모로 선두를 지킬 것이며, 남아메리카는 2022년 0.39억 달러에서 연평균 31.4% 성장하여 2028년 2.01억 달러에 이를 것으로 전망된다.

특히 우리나라는 2022년부터 시행된 중대재해처벌법의 영향으로 산업 안전 및 소방 분야의 안전 강화 제품 수요가 늘면서 HUD 헬멧 수요도 크게 증가할 것으로 보인다. 이처럼 HUD 헬멧 시장은 안전 확보와 기술 발전이라는 두 축을 기반으로 앞으로도 큰 폭으로 성장할 것으로 전망된다.

2. 양자 암호 기술

양자 암호 기술은 양자의 물리적인 특성인 양자 얽힘(entanglement), 양자 중첩(superposition), 불확정성의 원리(Uncertainty principle)를 이용하는 보안 기술이다. 즉, 양자의 특성 때문에 양자 상태로 전달된 정보를 수신자가 아닌 제3자가 관측하거나 신호를 가로채면 양자의 상태에 변화가 발생하면서 데이터에 손실이 발생해 해당 정보를 확인할 수 없게 하는 기술이다.

양자 암호 기술은 용어 속에 ‘양자’라는 말이 포함되어 있어서 양자 컴퓨터와 관련이 있는 것처럼 보이지만, 양자 암호 기술은 양자의 특성을 이용한 암호로서 양자 컴퓨터와는 무관하다. 다만 사물 인터넷 (Internet of Things, IoT), 도심 항공 교통(Urban Air Mobility, UAM), 자율주행 모빌리티 등과 같은 첨단 ICT 기반 미래 기술에 필수적이면서도 오히려 군사 시스템, 국가 보안망, 각종 통신망의 보안을 순식간에 뚫어낼 위협적인 존재가 될 수 있는 양자 컴퓨터가 실용화되었을 때를 가정한 상태에서 보안을 강화한 알고리즘이라고 할 수 있다.

대표적인 양자 암호 기술로는 송신자와 수신자 두 사람만 알고 있는 비밀 키를 양자를 이용해 통신상에서 나누어 가질 수 있는 양자 키분배(Quantum Key Distribution, QKD) 방식과 양자 컴퓨터로도 풀기 어렵다고 알려진 수학 문제에 기반을 두고 SW만으로 구현 가능한 양자 내성 암호(Quantum resistant cryptography)로도 불리는 포스트 양자 암호(Post quantum cryptography, PQC)를 들 수 있다. 국내에서는 SKT, KT, LG유플러스 등 이동통신 3사가 양자 암호 기술 개발과 상용화에 적극적으로 나서며 치열하게 경쟁하고 있다.

양자 암호 기술의 세계 시장 규모는 2017년 1.32억 달러에서 2022년 4.06억 달러로 급성장했으며, 2023년 5.36억 달러를 기점으로 연평균 41.2%의 높은 성장률을 기록, 2028년에는 30.09억 달러에 이를 것으로 전망된다.

3. 벡터 데이터베이스

벡터 데이터베이스는 텍스트, 이미지, 오디오 등 비정형 데이터의 특징을 수치화한 ‘벡터 임베딩’으로 저장해 기존 방식보다 훨씬 정확하고 의미적인 검색 결과를 제공하는 차세대 데이터베이스이다. 벡터 데이터베이스는 기존 전통적인 데이터베이스의 색인 기능이 아닌 의미적 유사도 기반의 정보 검색을 목적으로 하기 때문에 사용자의 의도를 가장 잘 이해하고 원하는 결과를 제공해 줄 수 있는 추천 시스템에서 활용도가 높아서 실제로 넷플릭스, 유튜브, 스포티파이, 틱톡, 디즈니+ 등 스트리밍 서비스에서 개인화 추천을 위해 활용되고 있다. 향후 로봇·자율 주행 시장의 확대, 바이오·헬스케어 분야에서의 인공지능(AI) 도입 가속화는 벡터 데이터베이스 시장의 성장을 촉진할 것으로 예상된다. 벡터 데이터베이스의 밸류체인은 소프트웨어 공급자, 서비스 공급자, 기술 공급자, 하드웨어 공급자, 최종 사용자로 구성된다.

이 시장은 2023년 15.05억 달러에서 연평균 23.3% 성장하여 2028년 42.93억 달러 규모에 이를 것으로 예측된다. 벡터 데이터베이스는 현재 추천 시스템, 챗봇, 멀티미디어 콘텐츠 검색 등 다양한 AI 응용 분야에서 핵심적인 역할을 수행하고 있으며, 자율주행 기술, 의료 AI 솔루션 등 복합적인 정보를 처리해야 하는 고도화된 AI 분야에서의 활용도가 더욱 높아질 전망이다.

4. AI 주문형 반도체

AI 반도체는 딥러닝이 요구하는 수십~수천 테라 플롭스의 연산을 실제 산업에 응용할 수 있도록 높은 성능과 낮은 전력으로 실행 가능한 반도체로 정의되며, 기존의 CPU나 메모리 반도체 대비 병렬처리 능력이 뛰어날 뿐만 아니라 AI 알고리즘의 학습과 추론을 위한 대규모 연산을 효율적으로 처리할 수 있다는 장점을 가지고 있다.

일반적으로 AI 반도체는 아키텍처 구조 및 기술유형에 따라 GPU, FPGA, ASIC 및 뉴로모픽 반도체 등으로 분류되는데, 특히 2세대인 AI 주문형 반도체(Application Specific Integrated Circuit, AI ASIC)는 일반적인 마이크로프로세서나 메모리와 같은 표준 칩과 달리 특정 용도를 위해 제작된 주문형 반도체로서 주로 휴대폰, 네트워킹 장비, 자동차, 의료 기기와 같은 성능, 효율성, 크기, 전력 소비, 보안에 대한 엄격한 요구 사항을 가진 응용 분야에 사용되고 있다.

세계 시장 규모는 2021년 32백만 달러에서 연평균 91.9%의 급격한 성장을 통해 2027년에는 50억 달러에 달할 것으로 전망된다. 이 시장은 브로드컴, 엔비디아, 화웨이와 같은 기존 대기업은 물론, 세레브라스, 그래프코어, 그록 등 혁신적인 스타트업들도 막대한 투자를 받아 기술 개발에 적극적으로 참여하고 있다. AI 반도체의 특성상 높은 수준의 기술진입 장벽을 가지고 있으나, 해당 기술을 활용한 응용분야로 디지털전환 유지보수 및 기술 서비스 영역으로의 확장성을 높일 수 있을 것으로 기대된다.

5. 통풍치료제

통풍(Gout)은 요산이 몸 밖으로 빠져나가지 못하고 혈액 내에 요산의 농도가 높아지면서 과도하게 축적되어 모래 알맹이 같은 결정체로 변하게 되면, 이 요산 결정체가 관절의 연골, 힘줄 등 조직에 침착되어 반복적으로 염증반응을 일으키는 만성 전신대사질환이다. 이 결정은 관절 염증을 유발하고 극심한 통증을 동반하며 부는 바람에 맞아도 고통을 느끼기에 통풍이라고 한다. 요산은 우리가 먹는 여러 음식이 소화되어 최종적으로 대사된 후 나오는 물질로 보통 혈액 내에 녹아 있다가 소변으로 배출된다. 요산은 퓨린의 마지막 대사물로서 잔틴 산화효소(xantine oxidase)라는 효소를 갖고 있는 간과 소장에서 합성되어 혈장, 체액, 관절액 내에서는 이온화된 형태인 요산염(monosodium urate)으로 존재하며, 혈청요산이 증가하거나 요산배설이 감소하거나, 또는 이 두 가지 기전이 함께 존재할 때 고요산혈증이 발생한다. 통풍 환자는 대부분 혈액 내 요산이 정상치 이상으로 높은 ‘고요산혈증’을 가지고 있으나, 아무 증상 없이 고요산혈증인 사람이 훨씬 더 많기 때문에, 요산이 높다고 모두 통풍 환자인 것은 아니지만, 통풍 관절염은 고요산혈증이 심할수록, 또 기간이 오래될수록 발병할 가능성이 커진다.

최근 우리나라의 통풍 환자는 고령화, 비만 인구의 증가, 고기 위주의 식습관, 대사성 질환의 증가 등으로 인해 급속하게 증가하고 있고 임상적으로 무증상이며, 고요산혈증, 급성 발작, 간헐기 통풍, 만성 재발 결절 통풍의 4단계로 나눌 수 있다.

통풍치료제의 세계 시장은 2023년 6조 8,410억 원 규모에서 연평균 9.3% 성장하여 2028년 10조 6,759억 원 규모로 확대될 것으로 전망된다. 현재 고요산혈증 환자 및 당뇨병, 심부전 등 동반 질환이 있는 환자를 위한 새로운 치료법과 전문적으로 표적화된 치료법, 투여 가능 횟수가 제한되지 않는 새로운 치료법 등의 개발이 절실한 상황이다.

6. 개인 정보 보호 강화 기술

최근 온라인 서비스나 모바일 애플리케이션을 활용하는 사용자의 개인 정보가 유출되었다는 기사가 급증하고 있다. 개인 정보 유출을 막기 위해서 연구되고 있는 다양한 형태의 개인 정보 강화기술(Privacy Enhancing Technology, PET)은 특정 개인 정보나 데이터 보호 기능을 달성하기 위해서 개인 정보를 외부 위협으로부터 보호하기 위한 기술이나 방법 등을 일컫는 말로 OECD에 따르면, 개인 정보 보호를 위해 도입되는 기술로는 데이터 익명화, 데이터 암호화, 연합 학습으로 나누고 있다.

개인 정보 보호 기술의 발전에 힘입어 대용량 개인 정보 분석이 필수적인 빅테크 기업을 중심으로 개인 정보 보호 기술이 모바일 애플리케이션이나 스마트 기기 등에 접목되고 있다. 따라서 초개인화 시대에 접어드는 현 시점에서의 개인 정보 보호 기술은 사용자의 요구 사항을 만족하는 개인 정보 분석을 위해서 필수적인 기술로서 향후 맞춤형 솔루션 등 다양한 고객군과 다변화된 기술 수요가 기대되면서 정보 보호 기술 시장의 성장성과 잠재력은 높아질 것으로 예상된다. 이러한 배경 속에서 세계 PET 시장은 크게 성장해 2030년에는 96.8억 달러 규모에 달할 것으로 예상되며, 연평균 23.1%의 성장률을 보일 전망이다.