60GHz Wi-Fi 현황 및 전망

WiGig(Wireless Gigabit)는 Wireless Gigabit Alliance가 주도하여 개발한 초고속 근거리 무선통신 규격으로, 디지털 영상 서비스의 디바이스 간 근거리 전송에 최적화된 기술이다. WiGig는 기존의 Wi-Fi 대역(2.4/5GHz)과 60GHz 대역에서 기존의 Wi-Fi(802.11n) 보다 10배 이상 빠른 1~7Gbps의 전송 속도를 제공한다. 2013년 1월, IEEE가 60GHz 대역에서 작동하는 가정용 근거리 대용량 데이터 전송 기술인 WiGig를 Wi-Fi 후속 기술인 802.11ad로 승인하였다. Wireless Gigabit Alliance는 브로드컴, 시스코, 델, 인텔, 마이크로소프트, 노키아, 퀄컴, 삼성전자 등이 핵심 멤버로 참여 중이다[1], [(그림 1) 참조].

(그림 1)

Wireless Gigabit Alliance 참여업체[1]

[출처] http://wirelessgigabitalliance.or

IEEE 802.11a/b/g/n은 Wi-Fi 표준규격으로 a는 5GHz 주파수 대역에서 54Mbps, b와 g는 2.4GHz 주파수 대역에서 각각 11Mbps와 54Mbps의 전송속도를 제공한다[2]. 802.11은 1993년 IEEE에서 결정된 표준으로 2.4GHz대 주파수와 적외선을 사용한 무선 네트워크의 총칭이며, 제조사마다 독자 개발하던 Wi-Fi의 표준 규격 확정은 제조사 간에 호환성 확장에 기폭제가 되었다. 표준명은 IEEE에서 사용하는 내부 번호매김 방법을 반영한 것으로, 네트워킹을 뜻하는 802, 무선을 뜻하는 11, 그리고 알파벳을 특정 작업그룹의 순서에 따라 붙여주어 802.11a/b/g/h/n 등으로 표기하였다. 802.11n은 유효 전송속도가 180Mbps, 커버리지는 기존 기술 대비 2배 이상 확대된 210~300m, AP 한 대가 수용하는 단말기도 종전의 10~20개보다 크게 늘어나 Wi-Fi의 효용 증대와 시장 확대에 큰 기여를 하였다. 802.11ac 및 802.11ad는 802.11n 후속 표준으로 근거리에서 수 기가 비트 전송 속도로 각종 멀티미디어 서비스 제공을 목표로 한다. VHT(Very High Throughput) Wi-Fi 기술은 주파수 대역에 따라 VHTL6(2.4GHz와 5GHz 대역)와 VHT60(60GHz 대역)을 이원화하여 개별적으로 표준을 제정하였다. VHTL6는 2008년 11월에 IEEE 802.11ac라는 표준명으로, VHT60은 2009년 1월에 IEEE 802.11ad라는 표준명으로 활동을 시작하였다[<표 1> 참조].

<표 1>

IEEE 802.11 Wi-Fi 기술표준 비교[2]

[i]

[출처] 한국통신학회, WLAN 최신기술 워크샵 자료집, 2014.

WiGig는 기존의 Wi-Fi가 전송속도의 한계로 공략하지 못한 기기 간 고속 영상 전송 분야의 HDMI 케이블(광케이블)을 무선으로 대체하는 기술로써 활용될 전망이다[3]. 빠른 전송속도를 이용한 비압축 대용량 동영상 전송이 가능해짐에 따라 향후 다양한 멀티미디어 기기로 WiGig 칩셋이 탑재될 것으로 전망된다[<표 2> 참조].

<표 2>

iGig와 Wi-Fi의 비교[3]

[i]

[출처] WiFi Alliance, Accessed 2018. http://www.Wi-Fi Alliance, 2016.

802.11ac와 802.11ad는 기가비트 Wi-Fi 진화 측면에서 기기 간 통신거리, 최대 목표 전송 속도에 있어 차이가 존재한다. 802.11ac는 장거리에서 고속 전송을 목표로 하는 반면, 802.11ad는 단거리 환경에서 초고속 전송을 목표로 설정하여 진화하였다[2], [<표 3> 참조].

<표 3>

Gigabit Wi-Fi, 802.11ac와 802.11ad 비교[2]

[i]

[출처] 한국통신학회, WLAN 최신기술 워크샵 자료집, 2014.

802.11ac는 기존의 802.11n을 활용하여 데이터 무선 전송 및 인터넷 접속을 하는 분야에서 전송 속도 향상 및 다수 사용자 동시접속 기능을 제공하며 802.11n 방식을 대체해 나가고 있다. 802.11ad는 10m 이내의 짧은 거리에서 초고속 데이터 전송이 요구되는 멀티미디어 기기 및 주변기기 연결, 인터넷 접속 및 기기 간 통신 분야의 선 없는 컴퓨팅 환경에서 주로 적용될 것으로 전망된다[4], [(그림 2) 참조].

(그림 2)

WiGig(802.11ad) 주요 활용 분야[4]

[출처] WiGig, “Defning the Future of Multi-GigabitWireless Communications,” WiGig White Paper, 2010. 7.

AP(Wireless Access Point), 노트북, 태블릿, 스마트폰 등 다양한 제품에 Wi-Fi 칩셋이 탑재되고 있다. 시장조사기관들의 발표자료를 바탕으로 추정한 결과에 따르면 Wi-Fi 칩셋 탑재량은 2017년 30억 8,300만 개에서 연평균 6.7% 성장하여 2022년에는 42억 6,300만 개를 형성할 것으로 전망된다[3], [5], [6]. Wi-Fi 칩셋이 탑재된 제품유형별로는 2017년 스마트폰으로의 탑재가 가장 큰 비중(58.3%)을 차지한 가운데, 스마트폰 다음으로 커넥티드 홈 기기로의 탑재가 많은 비중(2017년: 8.9%→2022년: 9.2%)을 차지할 것으로 전망된다[3], [5], [6], [<표 4> 참조].

<표 4>

세계 제품유형별 Wi-Fi 칩셋 탑재량 전망[3], [5], [6]

[i]

* [3], [5], [6] 등을 바탕으로 ETRI 기술경제연구본부 추정, 2018.

기술표준별로는 2013년부터 도입된 기가비트의 전송속도를 지원하는 기가 Wi-Fi(802.11ac)칩셋이 기존의 802.11n 칩셋을 대체하면서 확산되고 있다. 시장조사기관에 따르면 기가 Wi-Fi(802.11ac) 칩셋의 탑재량 비중이 2017년 약 53%로 대중화된 Wi-Fi(802.11n)의 탑재량을 추월하였고 점차 증가하여 2022년에는 5GHz 대역의 기가 Wi-Fi 칩셋 탑재 비중이 약 68%를 기록할 것으로 전망된다[7]. 기가 Wi-Fi에서 60GHz 대역을 사용하여 10m 이내의 초단거리에서 활용되는 802.11ad 칩셋은 2017년 약 6,800만 개가량이 탑재되어 전체 칩셋 탑재량의 약 2.2%를 차지한 가운데, 점차 확산되어 2022년 약 7억 개가 탑재되어 전체 칩셋 탑재량의 약 16%를 차지할 것으로 전망된다[3], [5], [6], [<표 5> 참조].

<표 5>

세계 기술표준별 Wi-Fi 칩셋 탑재량 전망[3], [5], [6]

[i]

* [3], [5], [6] 등을 바탕으로 ETRI 기술경제연구본부 추정, 2018.

시장조사기관에 따르면 Wi-Fi 칩셋 매출액은 2017년 약 43억 달러를 기록한 가운데, 연평균 5% 성장하여 2022년에는 약 55억 달러를 기록할 것으로 전망된다. 기가비트 이상의 전송속도를 지원하는 기가 Wi-Fi(802.11ac/ad/ax/ay) 칩셋 시장은 2017년 24억 달러 규모에서 연평균 17%가량 성장하여 2022년에는 약 54억 달러 규모를 형성할 전망이다[3], [5], [6]. 기가 Wi-Fi는 802.11ac, ad, ax(ac의 후속 표준), ay(ad의 후속 표준) stand-alone 칩셋 및 n/ac, n/ac/ad, ax/ad, ax/ay를 모두 포함한다[<표 6> 참조].

<표 6>

세계 기술표준별 Wi-Fi 칩셋 매출액 전망[3], [5], [6]

[i]

* [3], [5], [6] 등을 바탕으로 ETRI 기술경제연구본부 추정, 2018.

60GHz에서 작동하는 Wi-Fi 칩셋 시장은 2017년 약 1억 달러 규모에서 연평균 71%가량 성장하여 2022년에는 약 16억 달러를 형성할 것으로 전망된다[3], [5], [6]. 60GHz Wi-Fi는 802.11ad, ay stand-alone 칩셋 및 n/ac/ad, ax/ad, ax/ay를 모두 포함한다[<표 7> 참조].

<표 7>

세계 60GHz Wi-Fi 칩셋 매출액 전망[3], [5], [6]

[i]

* [3], [5], [6] 등을 바탕으로 ETRI 기술경제연구본부 추정, 2018.

60GHz Wi-Fi 칩셋은 스마트폰, TV, 프로젝터, 랩탑 & 태블릿, 디지털카메라, 캠코더, PC 주변기기 등 디스플레이 디바이스와 라우터, 어댑터, 백홀 스테이션, 도킹 스테이션, 네트워크 트랜스미터 등을 포함하는 네트워크 인프라 디바이스에 탑재될 전망이다.

세계 60GHz Wi-Fi 칩셋 시장은 2017년 약 1억 달러 규모에서 연평균 71%가량 성장하여 2022년 약 16억 달러 규모를 형성할 것으로 전망된다. 디스플레이 디바이스에 탑재되는 칩셋 매출액이 2017년 7,440만 달러에서 연평균 71.4% 성장하여 2022년 약 11억 달러, 네트워크 인프라 디바이스에 탑재되는 칩셋 매출액이 2017년 3,800만 달러에서 연평균 70.5% 성장하여 2022년 5.5억 달러를 기록할 전망이다[3], [5], [6], [<표 8> 참조].

<표 8>

세계 60GHz Wi-Fi 칩셋 탑재 제품유형별 매출액 전망[3], [5], [6]

[i]

* [3], [5], [6] 등을 바탕으로 ETRI 기술경제연구본부 추정, 2018.

2017년 디스플레이 세부제품별로는 스마트폰에 탑재되는 칩셋 매출이 가장 큰 비중(46.7%)을 차지한 가운데, 랩탑, 태블릿, TV, 디지털카메라 등 다양한 제품으로 탑재되며 매출이 증가할 전망이다[3], [5], [6], [<표 9> 참조].

<표 9>

디스플레이 디바이스 세부제품별 60GHz Wi-Fi 칩셋 매출액 전망[3], [5], [6]

[i]

* [3], [5], [6] 등을 바탕으로 ETRI 기술경제연구본부 추정, 2018.

2017년 네트워크 인프라 디바이스 세부제품별로는 어댑터에 탑재되는 칩셋 매출이 가장 큰 비중(43.6%)을 차지하고 있으며, 2022년에는 Wi-Fi 라우터에 탑재되는 칩셋의 매출이 점차 증가하여(연평균 87.7% 성장) 가장 큰 비중(35.8%)을 차지할 것으로 전망된다[3], [5], [6], [<표 10> 참조].

<표 10>

네트워크 인프라 디바이스 세부제품별 60GHz Wi-Fi 칩셋 매출액 전망[3], [5], [6]

[i]

* [3], [5], [6] 등을 바탕으로 ETRI 기술경제연구본부 추정(2018)

제조방식별로는 SoC(System on Chip) 방식으로 제조되는 칩셋 매출액이 2017년 7,960만 달러에서 연평균 74.3% 성장하여 2022년 12억 8,150만 달러, IC(Integrated Circuit) 방식으로 제조되는 칩셋 매출액이 2017년 3,290만 달러에서 연평균 62% 성장하여 2022년 3억 6,890만 달러를 기록할 전망이다[3], [5], [6]. SoC는 통신 칩셋이 RF, 메모리 등과 함께 하나의 칩셋에 탑재되는 방식으로 주로 스마트폰, 태블릿 PC, 어댑터 등 소형 단말에 적용되는 제조방식이다. IC는 전통적인 제조방식의 칩셋으로 주로 데스크탑 PC, 노트북, TV, 프로젝터, 캠코더, 네트워크 트랜스미터 등에 적용된다[<표 11> 참조].

<표 11>

세계 60GHz Wi-Fi 칩셋 제조방식별 매출액 전망 [3], [5], [6]

[i]

* [3], [5], [6] 등을 바탕으로 ETRI 기술경제연구본부 추정, 2018.

2017년 SoC 방식으로 탑재되는 세부제품별로는 스마트폰에 탑재되는 칩셋 매출이 가장 큰 비중(43.7%)을 차지한 가운데, 다양한 제품으로 탑재되면 매출이 증가할 전망이다[3], [5], [6]. 향후 스마트홈이 활성화되면서 무선 멀티미디어 단말들이 증가함에 따라 라우터, 블루레이 플레이어, 셋탑 박스 등 기타 제품으로의 매출이 크게 성장할 것으로 전망된다[<표 12> 참조].

<표 12>

SoC 탑재 세부제품별 60GHz Wi-Fi 칩셋 매출액 전망[3], [5], [6]

[i]

* [3], [5], [6] 등을 바탕으로 ETRI 기술경제연구본부 추정, 2018.

2017년 IC 방식으로 탑재되는 세부제품별로는 PC와 노트북에 탑재되는 칩셋 매출이 가장 큰 비중(61%)을 차지한 가운데, 다양한 제품으로 탑재되면 매출이 증가할 것으로 전망된다[3], [5], [6]. 또한, 카메라, 캠코더 등 기타 제품에서 HDI, HDMI 케이블을 대체하는 용도로 사용되면서 매출이 지속적으로 증가할 전망이다[<표 13> 참조].

<표 13>

IC 탑재 세부제품별 60GHz Wi-Fi 칩셋 매출액 전망[3], [5], [6]

[i]

[자료] [3], [5], [6] 등을 바탕으로 ETRI 기술경제연구본부 추정, 2018.

2017년 응용분야별 60GHz 칩셋 매출 규모는 소비가전 분야가 6,050만 달러 규모로 가장 큰 비중(53.8%)을 차지한 가운데, 연평균 74% 성장하여 2022년 9억 7,300만 달러를 형성할 전망이다[3], [5], [6]. 라우터, 어댑터, 백홀 스테이션, 네트워크 트랜스미터 등 네트워킹 분야에 탑재된 60GHz 칩셋 매출 규모는 2017년 3,610만 달러에서 연평균 70% 성장하여 2022년 5억 1,750만 달러를 형성할 것으로 전망된다. 상업용 셋탑 박스, 랩탑, 태블릿, 프로젝터 등 상업용 분야에 탑재된 2017년 60GHz 칩셋 매출 규모는 2017년 1,580만 달러에서 연평균 59% 성장하여 2022년 1억 5,990만 달러를 형성할 것으로 전망된다[<표 14> 참조].

<표 14>

IC 탑재 세부제품별 60GHz Wi-Fi 칩셋 매출액 전망[3], [5], [6]

[i]

* [3], [5], [6] 등을 바탕으로 ETRI 기술경제연구본부 추정, 2018.

Wi-Fi 칩셋 제조 분야는 Broadcom, Qualcomm을 필두로 상위 8개 업체들이 시장을 주도하고 있다. 시장조사기관에 따르면 전체 Wi-Fi 칩셋 및 콤보 칩셋 시장에서는 Broadcom이 1위, 차세대 표준인 802.11ad 및 802.11ac/ad 칩셋 시장에서는 Qualcomm이 1위를 기록하고 있다[3], [7], [8], [9]. 상위 8개 업체 모두 업력이 20년 이상된 무선통신, 반도체, 가전제품 분야 전통기업으로 신생 업체의 진입이 어려울 것으로 판단된다[10]-[17], [<표 15>, <표 16> 참조].

<표 15>

세계 Wi-Fi 칩셋 주요 제조업체 현황[3], [7]-[9]

[i]

[출처] [3], [7]-[9] 자료 종합

<표 16>

주요 8개 Wi-Fi 칩셋 제조업체 개요[10]-[17]

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[출처] [10]-[17] 자료 종합

시장조사기관에 따르면 Wi-Fi stand-alone 칩셋 시장은 CR3 기준 과점시장으로 신규 업체의 시장 진입이 어려운 구조를 형성하고 있다(CR3 기준, 2013년: 74.7%→2014년: 77.1%→2015년: 77.9%). 2015년 세계 Wi-Fi stand-alone 칩셋 시장은 Broadcom, Qualcomm이 양강 구도를 형성한 가운데, 뒤를 이어 Marvell과 Realtek이 각각 3, 4위를 기록하였다. 통상적으로 CR1(1위 기업의 시장점유율)이 50% 이상이면 독점(獨占, Monopoly), CR2(1위와 2위 기업의 시장점유율 합계)가 75% 이상이면 복점(複占, Duopoly: 독과점의 일종), CR3(1위부터 3위까지의 시장점유율 합계)가 75% 이상이면 과점(寡占, Oligopoly)으로 분류한다.

세계 Wi-Fi 콤보 칩셋 시장 또한 CR1 기준으로 독점시장, CR2 기준으로 복점시장을 형성하고 있어 신규 업체의 시장 진입이 어려운 구조이다. 시장조사기관에 따르면 2015년 세계 Wi-Fi 콤보 칩셋 시장에서 Broadcom이 시장점유율 64%로 독보적인 1위를 차지하였고 Qualcomm이 18.4%로 2위를 기록하였다. 콤보 칩셋은 Wi-Fi, 블루투스, FM 라디오 등을 하나의 실리콘칩 안에 통합한 칩셋을 일컫는다.

60GHz 칩셋 제조에는 <표 17>과 같이 Broadcom, Qual-comm과 같은 대표적인 Wi-Fi 칩셋 제조업체와 세계적인 반도체 업체인 Intel, 그리고 60GHz 802.11ad 칩셋 전문 제조업체가 활동하고 있다[3], [10], [11], [14], [18]-[22]. Broadcom은 세계 최고의 Wi-Fi 칩셋 제조업체로 자체적으로 60GHz Wi-Fi 기술을 개발하면서 특화업체의 인수합병도 모색할 것으로 보인다. 세계적인 반도체 제조회사 인텔은 Wi-Fi 칩셋 제조업체들을 입수합병하며 Wi-Fi 시장으로 사업을 확장해 가고 있다. 60GHz Wi-Fi을 활용하여 컴퓨터를 모든 종류의 주변 기기들과 무선으로 연결시키려는 계획을 하였으나 현재는 VR 헤드셋에 WiGig 기술을 적용하는데 집중하고 있다. Qualcomm은 세계 최초로 802.11ad 멀티 밴드 라우터를 개발하여 TP-LINK Talon AD7200에 탑재하였다. Peraso는 802.11ad Wi-Fi 칩셋 전문기업으로 세계 최초로 모바일 WiGig USB 어댑터 레퍼런스 디자인을 공개하였으며, WiGig를 탑재할 스마트폰 제조업체를 물색 중이다. Nitero는 자체 개발한 802.11ad 기술을 자사 NT4600 제품을 스마트폰 탑재하기 위해 개발해 왔다. Tensorcom은 802.11ad 기술을 활용한 TC60G1109GX SiP 제품을 출시하였다[20]. Blu Wireless는 2015년 HYDRA WiGig 기술 제품을 출시하였고 HYDRA2.0을 개발 중이다[22], [<표 17> 참조].

<표 17>

60GHz Wi-Fi 칩셋 제조업체 현황[3], [10], [11], [14], [19]-[23]

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[출처] [3], [10], [11], [19]-[23] 정리