가스센서 시장동향

VOL. 42 2016.11

✽본 보고서는 가스센서 관련 국내외 시장자료를 바탕으로 작성하였으며, 기술사업화 전략 수립 시 참고자료로 활용할 수 있도록 제공함

01 l S&T Market Report

목 적

본 보고서는 가스센서와 관련한 국내·외 시장동향 및 관련 업체 현황에 관한 정보를 제공하여 관련 분야

사업화 전략 수립 시 참고자료로 활용하는데 그 목적이 있음

가스센서의 정의

가스센서는 기체 중에 포함된 특정의 성분가스를 검지하여 그 농도에 따라 적당한 전기신호로 변환하는

소자를 의미함

출처 : Devicemart 홈페이지(http://www.devicemart.co.kr/)

<그림 1> 가스센서

가스센서는 유독가스가 발생하는 환경에서의 가스 검출, 음식물 부패의 사전 진단, 의료기기 등 다양한

분야에 활용됨

- 최근 산업 현장, 일반 가정, 가전 제품 등에 이르기 까지 다양한 가스의 사용이 폭발적으로 증가하여

가스센서의 중요성이 크게 부각됨

가스센서 시장동향

1. 서 론

가스센서용 소자의 구분

가스센서는 가스의 검출 방식에 따라 크게 전기화학식(Electrochemical), 접촉연소식(Catalytic), 반도체식

(Semiconductor), 광학식(Photoionization) 가스센서로 구분함

「전기화학식 가스센서」는 전해질 내에서 양극과 음극의 산화 환원 반응에 의해 발생하는 전류 값의 변화를

감지하는 센서임

- 산화(환원) 반응이 일어나는 검지 전극, 이와 동시에 환원(산화) 반응이 일어나는 대항 전극, 그리고

산화환원 반응과 함께 변화하는 전위를 감지하고 전위를 일정하게 유지하기 위한 참조 전극으로 구성됨

- 전기화학식 가스센서는 작동원리에 따라 갈바니 전지방식과 정전위 전해방식으로 구분되며 응답성, 고감도,

가스선택성, 안정성, 재연성 등에서 우수한 특성을 보임

「접촉연소식 가스센서」는 가연성 가스와 산소와의 반응열을 전기신호로 변환하여 가스의 유무 및 농도를

감지하는 방식의 센서임

- 금속의 경우 온도의 상승에 따라 저항값이 커지며, 접촉 연소반응 시 발생하는 열에 의한 금속의 저항값

변화로부터 가스의 농도를 감지함

- 접촉연소식 센서는 다공질 세라믹스 속에 금속열선을 내장하고, 담체 1)를 가열한 후 가스가 가열된 담체에

접촉하면서 발생하는 연소반응을 활용함

- 주위 수증기나 습도, 온도변화에 대해 안정적이어서 가연성 가스 경보기에 주로 사용되나 고농도의 가스는

검출이 어려움

「반도체식 가스센서」는 세라믹 반도체 표면에 가스가 접촉했을 때의 전기전도도 변화를 이용하는 센서임

- 특정 가스가 산화물 반도체에 흡착 시 전자의 이동으로 인해 산화물 반도체 표면의 공핍층 2) 두께가 달라

지며, 이러한 공핍층 두께의 변화가 반도체의 전기전도의 변화를 야기함

- 검출 시간을 단축하기 위해 고온이 요구되므로 고온에서 안정한 금속 산화물이 주로 사용되며, 산화주석

(SnO2)이 가장 많이 쓰임

- 반도체식 가스센서는 대부분의 유독가스 및 가연성 가스에 반응하며, 검출 회로의 구성이 간단하여 센서

제작이 용이하고 대량생산이 가능한 장점이 있으나 표적 가스 이외의 다른 가스에 의해서도 전기 전도도가

변화하기 때문에 표적 가스의 농도 차이를 감지하기 어려움

「광학식(적외선식) 센서」는 가스분자의 광 흡수도를 측정하여 농도로 환산하는 방식으로, 대표적으로

NDIR(Non-Dispersive InfraRed; 비분산적외선) 방식이 시장을 석권하고 있음

- NDIR 방식은 적외선 광원과 적외선 센서 사이에 존재하는 적외선 밴드패스 필터를 이용하여 특성 가스에

서의 적외선 광흡수 정도에 따른 전기적신호 감소로부터 가스 농도를 측정하는 방식임

- NDIR 가스센서는 전기화학식에 비해 높은 측정 정밀도, 빠른 반응시간, 낮은 소모전력 등의 장점이 있고,

4.26㎛의 밴드패스 필터를 적용하여 이산화탄소 측정에 주로 사용되고 있음

1) 담체 : 촉매 기능을 갖는 물질을 분산시켜 안정하게 흡착하게 하는 고체

2) 공핍층 : 캐리어가 희박해지고 공간 전하가 있는 영역

<표 1> 기술방식에 따른 특징

출처 : KEIT(2016), 대기환경 센서 기술동향(KEIT PD Issue report), 중소기업청(2015), 중소기업 기술로드맵 2016-2018

(나노융합편), 재구성

구분 전기화학식 접촉연소식 반도체식광이온화식

(적외선식)

모식도

동작원리가스와의 반응에 의한

전극간의 기전력 변화

가연성 가스와의

발열 반응에 의한

열선의 저항변화

가스와의 반응에 따른

금속산화물의 저항변화

가스에 의한

적외선 흡수도 변화

대표

감지가스

CO, CO2, O3, SO2,

NO, NO2, VOC

가연성 가스

(H2, CH4, C3H8, C4H10

CO, NO2, SO2, H2S

VOC(알콜, HCHO 등)

CO, CO2, NO, NO2,

SO2, O2, CxHy

감지가스

선택성중 하 하 상

민감도 상 하 상 중

반응시간 빠름 중간 빠름 느림

소모전력 중 대 중 저

가격 저 저 저 고

크기 소형 중형 소형 대형

활용제품

산소가스센서

(갈바닉 방식),

유독가스센서

(정전위 전해 방식)

가연성가스 경보기

반도체식 가스센서

(소결형, 박막형,

나노 구조형)

이산화탄소 측정기

(NDIR방식)

가스센서 산업동향

휴대용 가스센서 수요 증가에 따라 초소형 저전력 센서의 수요가 급증하고 있음

- 휴대용 가스센서는 안전거리에서 사용이 가능하며, 적은 설치비용과 간소한 크기로 인한 사용상 이점을

지님

- 휴대용 기기에 대한 수요 증가는 스마트 가스센서의 발달을 가져와 향후 수년 간 가스센서 시장에서

주요 부분을 차지할 것으로 예상됨

- 기존의 가스센서는 소비전력이 크고 크기가 커서 제한적인 서비스만 가능하므로, 이를 대체하는 초소형

저전력 가스센서 소자 양산화가 필요함

- 소비전력이 적은 온ㆍ습도 센서 위주로 적용된 기존의 유비쿼터스 센서 노드는 서비스 범위가 제한적이나

저전력 가스센서가 탑재될 경우 다양한 기능이 가능하며 유비쿼터스 센서 네트워크 산업이 활성화 될 것

으로 기대됨

호흡기 질환 바이오 센서, 식품 안전 진단 센서, 유독 가스센서 등에 활용되는 미량 가스 검출을 위한 나노

기술 활용 초고감도 가스센서의 개발이 필요함

- 바이오마커에 해당하는 특정 가스는 극미량 수준으로 기존 가스센서의 한계인 ppm 3) 수준이 아닌 ppb 4)

또는 ppt 5) 수준의 극미량 가스를 검출할 수 있는 초고감도 가스센서 개발이 필요함

다수의 가스센서들을 어레이화하여 감지 신호를 획득하고, 이를 패턴인식 기술 등의 해석기술을 이용하여

가스 종을 분석하는 전자 코 (electronic nose)에 대한 기술 수요가 대두

- 가스센서 어레이는 감지 물질, 동작 온도 등이 다른 독립적인 여러 가스센서의 조합을 통해 구현되며, 실

외와 실내에 존재하는 다종의 공기 오염원을 동시에 감지·측정할 수 있음

- 가스센서 어레이 개발을 위해서는 특정 가스용 센서 소자 제작 이외에도 어레이 제작 및 회로 기술 등이

요구됨

3) ppm : 100만분율

4) ppb : 10억분율

5) ppt : 1조분율

가스센서의 활용분야

가스센서용 소자는 대기환경, 운송기기, 의료, 식품, 군사 및 안전방재분야 등 다양한 분야에 활용되고 있음

<표 2> 가스센서용 소자의 응용기기

출처: 센서인사이트 홈페이지(http://www.sensor-insight.com)

보고서의 범위

국내외 시장 동향

기술구분 및 주요지역에 따른 시장 동향

국내외 정책 및 연구동향

국내외 주요업체 현황

활용분야 주요활용 활용사례

대기환경

- 지하철, 지하상점, 주차장 등 실내와 실외에 존재하는

다종의 공기 오염원을 동시에 감지 및 모니터링

- 가스량 경보, 환경가스 감지 등

가정용 가스검지기

운송용 기기

- 공조기기에 부착하여 유해가스 유입을 차단(NO, NO2,

SO2, CO, CxHr 등의 유입을 감지)

- 배기가스 규제, 유해가스 차단 등

AQS(Air Quality System)

의료

- 인체호흡으로 발생되는 가스들을 분석

- 호흡을 통한 음주 측정, 당뇨·간질환·폐암 등의 질병

감지

차량용 음주운전 측정센서

식품

- 휘발성유기화합물(VOC: Volatile Organic Compounds)

의 양을 감지하여 식품의 신선도 및 부패여부를 조기에

검출

- 식중독 예방, 과일 숙성도 체크 등

휴대용 전자코

군사 및

안전방재

- 재해 및 테러 시 발생하는 일산화탄소 등 생화화적 유독

가스를 분석

유독가스센서

2. 가스센서 시장 동향

세계시장 동향

전 세계적으로 화학 관련 산업체에서 빈번하게 발생하는 안전사고와 화학가스 누출 및 폭발로 인한 인명

피해가 지속적으로 발생함에 따라 가스센서의 사용은 증가하고 있으며, 이에 따라 부품 소자 산업의 동반

상승이 기대됨

(센서 시장) 2014년 기준 세계 센서 시장은 795억 달러에서 연평균 7.9% 성장하여 2019년에는 1,161억 달러

시장을 형성할 전망임(ETRI, 2015)

- 전체 센서시장 중 가스센서 시장은 약 3.52%의 비중을 차지하고 있음

(가스센서 시장) 2014년 기준 세계 가스센서 시장은 약 28억 달러 규모이며, 2021년까지 연평균 4.5% 성장

하여 약 38억 달러의 시장을 형성할 것으로 전망됨

(단위 : 백만 달러)

출처: Frost & Sullivan(2015), Type of Gas Detected-Total Gas Sensors, Detectors, and Analyzers Market

<그림 2> 세계 가스센서 시장 규모 및 전망

국내시장 동향

(센서 시장) 국내 센서 관련 내수시장은 2012년 약 54억 달러 규모에서 2020년 99억 달러 규모로 연평균

10.4% 성장할 것으로 전망되며, 국내 기업의 내수시장 점유율은 10.5% 수준으로 매우 낮은 상황임

- 국내 기업의 생산액은 세계 시장에서 차지하는 비중은 약 1.9%로 매우 낮은 수준임

<표 3> 국내 센서 시장 규모현황 및 전망

(단위 : 억 달러)

출처: ETRI(2015), 센서산업과 주요 유망센서 시장 및 기술동향

(가스센서 시장) 2014년 기준 국내 가스센서 시장은 약 1.9억 달러 규모이며, 2021년까지 연평균 6.4% 성장

하여 약 2.93억 달러의 시장을 형성할 것으로 추정함

<표 4> 국내 가스센서 시장 규모 예측

(단위 : 억 달러)

※ 국내 가스센서 시장 규모는 세계 센서 관련 시장 중 가스센서가 차지하는 비중(3.52%)을 바탕으로 추정하였으며, 시장

성장률은 Frost & Sullivan(2015) 자료의 아시아 시장 성장률을 반영하여 6.4%로 추정함

구분 2012 2013 2014 2020 CAGR(%)

국내 내수시장 54 60 65.7 99 10.4%

국내 생산액 13.3 15.3 17.7 42 15.4%

수출액 7.6 8.6 9.8 21 13.5%

수입액 48.3 53.3 57.8 78 8.2%

세계시장에서 국내 생산

비중(%)1.9% 2.1% 2.2% 3.4% -

국내기업의 내수시장

점유율(%)10.5% 11.2% 12.0% 21.2% -

구분 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 CAGR(%)

국내가스센서

시장1.90 2.02 2.15 2.29 2.43 2.59 2.76 2.93 6.4%

기술구분에 따른 시장동향

기술구분에 따른 점유율은 2014년을 기준으로 전기화학식(52.4%)이 가장 많은 비중을 차지하고 있고, 이어

적외선식(23.1%), 접촉연소식(11.8%), 반도체식(9.4%), 광이온화식(3.3%) 순으로 차지하고 있음

- 2021년에는 접촉연소식과 반도체식 가스센서의 시장점유율이 줄고, 적외선식 가스센서의 점유율(27%)이

늘어날 것으로 전망됨

출처: Frost & Sullivan(2015), Type of Gas Detected-Total Gas Sensors, Detectors, and Analyzers Market, 재구성

<그림 3>기술구분에 따른 가스센서 점유율

<표 5> 기술구분에 따른 가스센서 시장규모

(단위: 백만 달러)

구분 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021

전기화학식 1,314.9 1,364.0 1,417.9 1,477.4 1,535.4 1,599.4 1,666.2 1,740.7 1,818.7 1,907.7 2,000.1

적외선식 542.0 570.1 611.6 651.3 691.5 734.2 780.8 835.5 898.9 957.5 1032.6

접촉연소식 316.2 322.8 324.7 332.7 339.9 341.2 352.3 354.8 361.0 375.0 386.3

반도체식 256.0 260.3 262.5 265.0 266.6 268.1 266.6 271.9 274.2 273.1 271.5

광이온화식 80.3 85.9 89.3 93.0 96.7 103.6 107.9 112.7 118.0 127.4 133.9

주요지역별 시장동향

주요지역별 시장점유율은 2014년을 기준으로 북아메리카(37.2%)가 가장 많은 시장점유율을 차지하고 있고,

이어 유럽(29.8%), 아시아(21.6%)가 높은 비중을 차지하고 있음

<그림 4> 주요지역별 가스센서 시장 점유율

<표 6> 주요지역별 가스센서 시장 규모

(단위: 백만 달러)

구분 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 CAGR(%)

북미 943.0 975.7 1,010.8 1,048.5 1,086.4 1,124.6 1,167.3 1,215.8 1,269.0 1,329.1 1,399.8 4.2

유럽 770.0 791.7 813.6 839.2 860.4 884.3 911.0 940.8 972.5 1,011.9 1,052.6 3.3

아시아 517.8 546.4 577.1 609.0 644.0 680.3 720.4 763.8 806.7 854.3 902.0 5.8

중동 및

아프리카203.7 210.0 219.0 230.0 238.2 248.0 259.5 270.2 285.8 299.1 315.4 4.7

라틴

아메리카74.8 79.3 85.6 92.7 101.2 109.2 115.7 125.0 136.8 146.2 153.6 7.5

주요국가별 정책 및 연구동향

(1) 미국

미국은 ‘국가나노기술전략: National Nanotechnology Initiative (NNI)’을 통해 나노 소자 및 응용 기술

전반에 걸친 투자를 지속적으로 진행 중임

- 2014년에는 17억 달러를 투자하였으며, 2001 ~ 2013년까지 미국의 나노기술분야 R&D 투자 총 누적 금액은

174억 1천만 달러를 기록함

미국은 나노 기술의 경쟁력 유지를 위한 혁신전략으로 국가나노기술전략계획(Nanotechnology Signature

Initiatives)을 집중 추진하고 있으며, 2012년에는 나노센서를 주요 분야로 꼽음

※ NSI 프로그램 예산: (2012년) 2억 94백만 달러, (2013년) 3억 8백만 달러, (2014년) 3억 43백만 달러

‘15년 3월 초 탄화수소와 질소산화물을 포함한 배기가스 배출량을 2025년까지 30mg으로 81% 감축하도록

의무화하는 제도를 도입함

- 이에 따라 최근 금속 나노 입자와 나노튜브 등의 결합을 통해 H2, H

2S, CH

4, CO, NO

2, NO 등의 가스를 탐

지하는 연구가 활발히 진행되고 있으며, 특히 저온에서 동작하며 감도가 높은 초고감도 가스센서 관련 연

구를 진행 중임

최근 NASA AMES 연구소에서는 MEMS 기술 및 CNT기술을 이용한 32개의 센서어레이 기술과 이를 신호

처리 및 통신네트워크와 결합하는 기술을 개발함

(2) 일본

일본의 경우 세계 온실기체자료센터를 일본 기상청 산하에 두어 운영하고 있으며, Ryori, Minamitorishima,

Yonagunijima 등 3개소에서는 종합적인 기후변화 감시관측을 수행하고 있음

- 특히 후쿠시마 원전사고로 인해 방사능을 포함한 유해물질에 대한 불안과 경각심이 심화되고 있고, 환경

오염가스를 감지할 수 있는 센서 개발에 대한 수요가 급증하고 있음

일본 오사카 대학에서는 고체 전해질을 이용하여 신뢰성이 높고 저가의 환경오염가스를 감지할 수 있는

센서를 개발하였으며, SO2, NOx, NH

3 등의 감지가 가능함

일본 산업기술종합연구소(AIST)는 고감도, 고속 응답이 가능한 자동차 배기가스용 NOx 감지센서를 개발함

- 실시간으로 NOx 농도를 측정해 엔진 연소방식을 제어할 수 있어 디젤자동차 등의 NOx 배출량을 줄일

수 있는 장점이 있음

(3) 유럽

유럽은 ECA라고 하는 유럽공동연구를 조직하여 실내공기오염 문제에 적극적으로 관여하고 있음

- 실내공기질에 대한 관심이 높아짐에 따라 영국은 차량과 거리조형물 등에 무선 센서를 장착하여 도시의 대기

오염에 대한 데이터를 무선 센서 네트워크로 수집·감시하는 모바일 환경센서 그리드(PMESG, Pervasive

Mobile Environmental Sensor Grids) 프로젝트를 수행하기도 함

- 스웨덴 OPSIS에서는 광투과 방식을 활용한 DOAS(dedicated outdoor air system)을 상용화하여 유럽 내

350개 측정소에 보급함

영국 멘체스터 대학의 퍼사우드 교수는 가스센서 어레이를 활용한 전자코 기술에 대해 최고권위자로 연구를

진행하고 있으며, 최근에는 공항이나 가정의 폭발성 가스 검출이나 CO검출용 흑연판 센서를 개발 중임

국내 정책 및 연구동향

2015년 ‘화학물질 등록 및 평가 등에 관한 법률’ 시행 및 ‘유해화학물질관리법’과 관련하여 화학업체들

사이에서 감지센서 수요가 증가하면서 더욱 주목받고 있는 상황임

정부는 ‘첨단 스마트 센서 육성사업’에 2015년부터 6년간 1,508억 원을 투자할 계획이며, 2020년 기준 42억

달러 생산과 21억 달러 수출을 달성할 것을 목표로 설정함

최근 국내에서는 초고감도 가스센서와 다양한 가스를 동시에 분석 가능한 가스센서 어레이 개발에 관한

연구가 활발히 진행 중임

- 전자부품연구원은 SnO2 나노선을 이용하여 공기 중의 유해물질 및 오염물질의 실시간 검출이 가능한 마

이크로 가스센서 제조 기술을 개발함

- 경북대학교는 고온 등의 열악한 환경에서 동작이 가능하며 고성능, 고감도(10ppb~100ppm)이하로 가스를

측정할 수 있는 측정기를 개발 중임

- 한국기계연구원은 대기오염 검출용 고감도 나노센서 원천기술을 개발 중에 있음

- 한국과학기술연구원은 WO3, TiO

2, SnO

2 등 다양한 산화물의 나노막대를 이용하여 초고감도의 가스센서

기술을 개발함

- 한국생산기술연구원은 파장가변용 다이오드 레이저 시스템 이용한 비접촉시 광계측기법으로 4종의 유해

가스(CO, CO2, NO, NO

2)를 동시 계측하는 기술을 개발 중임

<표 7> 가스센서 관련 R&D 추진 현황(최근 5년)

출처: KEIT(2016), 대기환경 센서 기술동향(KEIT PD Issue report)

출연처 사업명 과제명 연구기간(연구비) 주관기관 연구내용

미래창조

과학부

선도연구

센터지원

고기능의 휴대형

환경계측용 가스센서개발

2008.09~2015.02

(2.8억원)경북대

색변환 광학식

VOC 가스센서

환경부차세대핵심

환경기술 개발

유해가스 측정용

고정밀/고감도 가스센서개발

2009.03~2011.08

(2.7억원)조선대

CO2, NO2, HCHO

가스센서

미래창조

과학부

글로벌

프론티어 사업환경센서

2011.09~2020.08

(8.6억원)KAIST

헬스케어/

환경용가스 센서,

환경용 중금속센서

중소

기업청

중소기업

기술혁신 개발

가스연료 차량용

저소비전력형

접촉연소식 가스센서 모듈

2011.06~2013.05

(2.5억원)

전자부품

연구원

접촉연소식

CNG/LNG 가스센서

3. 국내외 주요업체 현황

해외 주요업체 현황

세계 가스센서 시장은 미국, 일본, 영국 업체가 대부분 선점하고 있음

(1) 미국

Emerson Electric company는 최근 가스 분석 모니터링 업체들을 인수함에 따라 센서의 고감도, 고기능의

추구뿐만 아니라, 시스템에 직접 연동 가능한 일체형 센서 개발에 이르기까지 연구영역을 확대하고 있는

상황임

- Emerson Electric company의 한해 가스센서 생산액은 155억 달러에 달함

- ‘15년 4월, 양자 캐스케이드 레이저(QCL) 기술을 사용하는 가스 분석 모니터링 시스템 제조업체인

Cascade Technologies Ltd.를 인수하여 가스 분석기 성능을 향상시킴

- ‘15년 10월, 화염 및 개방형 경로 가스 감지기 제조를 선도하고 있는 Spectrex, Inc.를 인수하여 업계에서

산업용 안전 모니터링 제품군을 강화함

Honeywell은 40여년간 가연성 가스, 산소 및 유독성 가스센서를 개발해 왔으며, 매년 200만 개 이상의

가연성 가스센서와 100만 개 이상의 전기화학식 센서를 생산하고 있음

- 그 중에서도 Sensepoint Pro는 가연성 가스, 유독성 가스, 산소 농도 등을 측정하는 현장 지시형 검지기

로써 적외선 리모컨을 이용하여 검지기를 열지 않아도 설정을 변경할 수 있고 플러그 인 센서를 사용하여

센서 교체가 편리한 장점이 있음

- Honeywell은 세계 휴대용 가스 검출기 시장에서 독보적인 1위 기업이며, 전체 매출액 30% 비중을 차지

하고 있음

(2) 일본

Figaro Engineering Inc.는 센서 제작 경험이 30년 이상인 기업으로 반도체식 가스센서 기술의 선구자

역할을 하고 있으며, 산업용 목적보다는 대부분 상업, 건물 시장에 주력하고 있음

- Figaro의 한해 가스센서 생산량은 1,000만 개이며, 생산액은 0.5억 달러에 달함

NEMOTO는 전기화학식 가스센서 제작에 주력하고 있으며, 특히 NEMOTO NAP-505 모델의 경우에는

수명이 5년 이상으로서 미국규격인 UL 인증을 획득할 정도로 기술력을 인정받고 있음

- NEMOTO의 한해 가스센서 생산량은 500만 개이며, 생산액은 0.2억 달러에 달함

Riken keiki는 접촉연소식 센서와 열전도식 센서의 두 가지 기능을 하나의 시스템에 집약하여 가연성

가스 농도의 거의 전 영역을 검출하는 가스센서를 개발하였으며, 가스측정기 분야에서 뛰어난 기술력을

바탕으로 높은 점유율을 보임

- Riken keiki의 한해 가스센서 생산량은 100만 개이며, 생산액은 0.5억 달러에 달함

FIS는 반도체 가스센서 전문 업체로, 고감도, 고신뢰성의 가스센서와 효과적인 소프트웨어 개발을 통해

실내용 및 AQS(Air Quality System)용 반도체식 CO센서 시장을 선도하고 있음

- FIS의 한해 가스센서 생산량은 500만 개이며, 생산액은 0.2억 달러에 달함

(3) 유럽

City Technology(영국)는 가스센서 선도 기업으로써, 28종류의 가스를 감지하는 300종 이상의 센서를

생산/판매하고 있음

- 주력하는 분야로는 촉매입자를 이용한 전기화학식 센서, 적외선식 센서가 있으며, 감지 시 환경의 영향을

받지 않으면서 안정적인 센서 성능을 선보이고 있음

- City Technology(영국)의 매출액은 전체 가스센서 시장 매출액의 약 23%를 차지하고 있음

Alphasense(영국)는 산소와 유해가스 검출 센서에 주력하고 있으며, 전기화학식, 접촉연소식, 광학식,

반도체식 등 여러 방식의 기술을 섭렵하고 있음

- City Technology(영국)의 매출액은 전체 가스센서 시장 매출액의 약 6.2%를 차지하고 있음

E2V(영국)는 설계, 개발, 생산 전 과정을 다루고 있으며, CO, SO2, VOC 등의 가스를 감지하는 접촉연소식,

적외선식 가스센서 생산에 주력하고 있음

Dynament(영국)는 설계와 생산을 동시에 하고 있으며, 오직 적외선식 가스센서에만 주력하고 있음

Membrapor(스위스)는 독자적 센서 제조 회사로 전기화학식을 기반으로 하는 유해 가스센서를 제작하는

것에 주력하고 있음

국내 주요업체 현황

센텍 코리아, 센코, 유민에쓰티 등 소수의 업체를 제외한 국내기업 대다수는 여전히 영세한 규모와 기술

부족으로 센서칩을 수입해 모듈화하는 수준에 그치고 있는 실정임

센텍코리아는 국내 최고의 반도체식 가스센서 회사로 알콜, LPG/LNG, VOC, CO 등을 측정하는 반도체식

가스센서와 이를 응용한 음주측정기 및 가스경보기 제품을 생산하고 있으며, 2015년 매출액은 117억 원임

- 일산화탄소 가스센서(STK-1000)와 가연성 가스센서(STK-2000), 공기청정기용 가스센서(STK-4000)

등이 주요 제품이며, 최근에는 미세가공을 이용한 반도체식 가스센서를 연구 중에 있음

센코는 국내 최고의 전기화학식 가스센서 회사로 O2, CO, NO2, H

2 등을 측정하는 전기화학식 가스센서를

중심으로 다양한 가스센서와 이를 응용한 휴대형 및 고정식 가스검지기를 생산하고 있으며, 2015년 매출액은

81억 원임

유민에쓰티는 유해가스 검출방식을 기존 케이블이 아닌 필름형 센서를 이용한 유해가스 검출 방식을 세계

최초로 개발하여, 고정식 검출기 뿐만 아니라 휴대용 검출기의 비약적 발전을 이끌 수 있는 핵심 기술로

인정받음

- 필름 형태로 바닥이나 파이프 등 원하는 곳에 양면접착제만으로도 설치가 가능하며, 기존에 비해 양산이

용이하고 가격도 저렴한 장점으로 2015년 기준 매출액 45억을 달성함

신우전자는 접촉연소식 가스센서를 적용한 경보기 및 소화기 부분에서 2014년 기준 국내 시장점유율 60%

이상을 보유하고 있으며, 2010년 가스센서를 자체적으로 개발하여 100% 수입대체를 실현하고 나노선/나

노튜브를 이용한 센서연구를 진행 중에 있음

세주엔지니어링은 MEMS기술을 이용하여 반도체식 가스센서와 접촉연소식 가스센서를 복합한 센서를

개발하였으며, 기반기술을 이용해 개발한 음주측정기와 초정밀 가스측정기를 국내는 물론 일본, 유럽, 러시아

등에 수출 중에 있음

이엘티센서는 국내 최고의 NDIR 방식 가스센서 회사로 이산화탄소 및 메탄 가스센서를 생산하고 있으며,

2015년 매출은 11억 원임

와이즈산전은 반도체식 MEMS형 VOC 가스센서, IR 방식 온도센서 및 MEMS 마이크로히터를 광원으로

사용하는 광학식 가스센서를 상용화하고 있음

알앤에스랩은 전기화학식 MEMS형 이산화탄소 가스센서를 개발 중임

4. 결론

종합

가스센서는 기체 중에 포함된 특정의 성분가스를 검지하여 그 농도에 따라 적당한 전기신호로 변환하는

소자를 의미하며, 대기환경, 운송기기, 의료, 식품, 군사 및 안전방재분야 등 다양한 분야에 활용되고 있음

2014년 기준 세계 가스센서 시장은 약 28억 달러 규모이며, 2021년까지 연평균 4.5% 성장하여 약 38억

달러의 시장을 형성할 것으로 전망됨

- 2014년 기준 국내 가스센서 시장은 약 1.9억 달러 규모이며, 2021년까지 연평균 6.4% 성장하여 약 2.93억

달러의 시장을 형성할 것으로 추정됨

- 국내 기업의 내수시장 점유율은 10.5% 수준으로 매우 낮은 상황이며, 국내 기업의 생산액은 세계 시장에서

차지하는 비중은 1.9%로 매우 낮은 수준임

세계 가스센서 시장은 미국, 일본, 영국이 주도하고 있으며, 대표 기업으로는 City Technology(영국),

Figaro Engineering Inc.(일본), Honeywell(미국), Emerson Electric company(미국) 등이 가스센서 시장

대부분을 선점하고 있음

- 국내기업은 센텍코리아, 센코, 유민에쓰티 등 소수의 업체들만 직접 연구개발까지 진행하고 있으며, 대다

수는 여전히 영세한 규모와 기술부족으로 센서칩을 수입해 모듈화하는 수준에 그치고 있는 실정임

시사점

최근 연구동향을 살펴보면 센서의 고감도, 고기능 추구뿐만 아니라, 시스템에 직접 연동 가능한 일체형 센서

개발에 이르기까지 연구영역을 확대하고 있음

- 선진국들이 가스센서 시장을 주도하고 있는 상황에서 국내 기업들이 경쟁력을 확보하기 위해서는 물리·

화학센서, 대기·환경 모니터링 시스템, 원격 계측, SW, 데이터 처리, 소재 등의 다양한 기술을 융합하여

기술 우위를 확보할 필요가 있음

향후 정확성과 민감성이 우수한 적외선식 가스센서의 시장이 점차 확대되고, 유해가스 검출의 핵심기술이

될 것이라는 전문가들의 전망이 잇따르고 있음

- 현재 적외선식 가스센서는 대부분 고정식 검출기로 사용되며, 사이즈가 크고 가격이 비싸 휴대용으로

사용하기 어려운 상황임

- 따라서, 휴대용 가스센서에 대한 수요 증가에 발맞추어 적외선식 가스센서의 소형화를 통해 휴대용 검출

기를 상용화하기 위한 연구개발이 요구됨

참고문헌

대기모니터링 센서, 나노융합산업협력기구, 2014년

대기환경 센서 기술 동향, KEIT PD Issue Report, 2016년

스마트센서-환경 센서기술 동향, Journal of the KSME, 2014년

센서산업과 주요 유망센서 시장 및 기술동향, ETRI, 2015년

유기박막트랜지스터 화학가스센서, 한국화학연구원, 2013년

유해가스 검출 센서 산업시장 분석, KRICT 화학정보센터, 2014년

예방안전 기술로 발전하는 유해가스 차단시스템, Automotive Electronics Magazine, 2008년

주요 산업공정 가스입자상물질 진단 및 평가를 위한 통합관리시스템 기술, 환경부, 2011년

중소기업 기술로드맵 2016-2018(나노융합), 중소기업청, 2015년

환경융합 센서 기술 동향과 전망, 한국방송통신전파진흥원, 2014년

U-녹색환경 통합관리를 위한 그린패트롤 기술동향, 한국환경산업기술원, 2013년

Analysis of the Global Gas Sensors, Detectors, and Analyzers Market, Frost & Sullivan, 2015년

(137-733) 서울 서초구 바우뫼로 27길 2(양재동 60번지) 1층

연구성과실용화진흥원 기계소재기술실용화팀

작성자 : 김다슬 연구원

전 화 : 02-736-9036 팩 스 : 02-736-9799

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