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수요가 확대되는 무선충전, 무선전력전송(모바일기기, EV용) 시장전망과 핵심기술 개발동향
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출판사 씨에치오 얼라이언스
수량 EA
총 결제금액 288,000



 

머 리 말

 

2015년 들어 글로벌 모바일 시장에서 무선충전이 메가트랜드로 자리 잡고 있는 분위기다.

최근 삼성전자가 갤럭시S6에 무선 충전 기능을 접목하면서 이슈가 되었으며, 가구업체 이케아가 무선충전패드를 내장한 가구를 출시하는 등 생태계 확산이 빠르게 진행되는 가운데, 글로벌 자동차업체 가운데 제너럴모터스(GM), 도요타, 크라이슬러 등은 스마트폰 무선충전 시스템을 차량에 선택사양으로 제공해 무선충전 인프라 확장에 일조하고 있다.

현대자동차도 2015년 2월 스페인에서 열린 MWC 2015 이후 스마트폰 무선충전 기능이 탑재되는 신차개발에 나서고 있는 것으로 알려졌다.

무선충전 기술은 전기차 분야로도 외연을 넓혀가고 있다. 퀄컴은 2017년 이후 전기차 무선충전 기술인 '헤일로(HALO)'를 상용화하기로 했다. 헤일로는 차량이 충전판 위에 올라서면 자동으로 무선충전이 이뤄지는 방식이다. 퀄컴의 자체 헤일로 스마트폰 앱을 통해 충전과정을 살펴볼 수도 있다. 보통 3~4시간이면 충전이 완료된다.

기존 유선충전 전기차도 블루투스와 배터리시스템을 교체하면 무선충전이 가능하다. BMW의 전기차 i3, i8와 닛산의 전기차 리프 등은 퀄컴의 무선충전 시스템 헤일로(HALO)를 탑재했다. 퀄컴은 무선충전 시스템에서 더 나아가 전기차가 도로를 주행하는 동안 자동으로 충전되는 시스템도 개발하고 있다.

닛산도 소와비행기공업과 2015년 2세대 전기자동차에 무선충전시스템을 도입할 계획을 발표한 바 있으며, IHI는 미국 와이트리시티의 무선충전 특허를 사들여 전기차에 접목시키는 기술을 개발 중이다. 독일은 도로에 전선을 매설하고 전선 자기장으로 움직이는 도심전기열차를 계획 중이며, 미국 뉴욕시는 헤보파워의 맨홀 뚜껑 형태의 전기차 무선충전기를 도입하기도 했다. 국내에서도 주행 중에도 무선전력 공급이 가능한 KAIST의 온라인 전기차는 20cm 거리에서 83%의 충전 효율을 확보한 상태이다.

이에따라 무선충전 관련 표준화 개발 경쟁은 본격적으로 시작된 양상이다. 최근 무선충전 기술은 크게 자기유도(Mgnetic Induction)방식과 자기공명(Resonant Magnetic Coupling)방식 등으로 구분할 수 있다. 현재 기술 표준화 경쟁에 있어서는 자기유도방식의 WPC(Wireless Power Consortitum), 자기공명방식의 A4WP(Alliance for Wireless Power), PMA(Power Matters Alliance) 진영을 중심으로 경쟁이 가열되고 있다.

먼저, WPC는 기술표준과 인증마크‘치(Qi)’표준을 앞세우며 대전력 전송에 유리하고 고효율을 자랑하는 자기유도방식의 기술 표준화에 힘쓰고 있다. 2008년 12월 발족한 민간 표준단체로서 초기 5W급 전력을 송수신할 수 있는 무선충전 규격을 현재 15W까지 늘린 상태이다.

또한, 자기공명방식 무선충전 규격을 발표하고 ‘리젠스(Rezence)’를 표준으로 제정한 A4WP는 현재 삼성전자와 퀄컴, 브로드컴과 인텔 등 약 150여 개 회원사가 함께 활동 중이다. 하나의 패드에 여러기기를 동시에 충전할 수도 있어, 현재 가상 이상적인 기술로 평가받고 있지만, 낮은 전송 효율성과 자기장 유해성 여부 등이 해결해야 될 문제로 남아있다.

무선충전 시장 주도권 확보를 위한 주요 기술 선진국은 국가 차원의 지원을 아끼지 않고 있다. 미국은 대학 연구소를 중심으로 무선전력전송 원천기술 확보, 기업을 중심으로 관련 산업 육성하고 있으며, 초기 자기공진방식 대응에 뒤진 일본은 총무성 주도하에 자동차, 가전 기업 위주로 적극적 행보를 보이고 있고, 중국은 정부지원을 중심으로 무선전력전송 기술 개발 및 산업화를 추진하고 있다. 또한, EU는 주로 전기차 무선충전 기술을 기업ㆍ정부기관을 중심으로 개발을 진행하고 있다.

현재 글로벌 상용화 시장에서는 국내의 LG이노텍과 삼성전기가 2013년 기준 세계 무선충전 수신기 시장에서 각각 42%, 40%를 차지하는 등 주도권을 지고 있어, 국내 기업에게는 새로운 시장확대의 기회가 생기고 있다고 여겨지고 있다.

이에, CHO Alliance는 최근 이슈가 되고 있는 모바일기기 및 전기차 분야에서의 무선충전 기술 개발동향 및 시장전망과 주요 이슈 등을 종합 정리 분석하였다.

무엇보다도 국내외 핵심 참여업체의 제품 개발동향과 사업전략 분석을 통하여 시장의 변화를 예측하고, 경쟁전략 수립에 유용한 참고자료가 될 수 있도록 하는데 중점을 두었으며, 모쪼록, 본 보고서가 무선충전 관련 분야에 종사하는 분뿐만 아니라, 관심을 갖고 계신 모든 분들의 업무에 미력하나마 도움이 되기를 바랍니다.

 

2015년 05월 28일

CHO Alliance

 

 

목 차

 

Ⅰ. 무선충전, 무선전력전송 기술과 향후 시장 전망
1. 무선충전, 무선전력전송 최근 동향 및 기술 개황
  1-1. 최근 동향
    1) 모바일 시장에 부는 무선충전기술
    2) 전기차 분야에도 무선충전기술 주목
    3) 국내 전기승용차용 무선충전 기술 개발 시작
  1-2. 기술 개황
    1) 무선전력전송의 원리
    2) 무선전력전송의 분류
      (1) 자기 유도 방식(MI)
      (2) 자기 공명 방식(MR)
      (3) 전자기파 방식
  1-3. 소전력/대전력별 기술개발 동향
    1) 소전력 국내외 무선전력전송 기술개발 동향
    2) 대전력 국내외 무선전력전송 기술개발 동향
  1-4. 무선전력전송의 적용분야 및 발전 방향
    1) 적용 분야
    2) 응용 기술개발 동향
      (1) 지상對지상
      (2) 지상對공중
      (3) 지상對우주
      (4) 우주對지상
      (5) 우주對우주
    3) 향후 발전 방향

2. 국내외 무선충전 시장전망 및 주요 업체 동향
  2-1. 글로벌 시장전망 및 주요 업체 동향
    1) 글로벌 시장규모 전망
    2) 주요 업체 동향
    3) 표준화 경쟁 동향
    4) 주요국별 무선충전 산업 현황
      (1) 미국
      (2) 일본
      (3) 중국
      (4) EU
    5) 해외 EMC(Electro Magnetic Compatibility) 적합기준 동향
  2-2. 국내 시장전망 및 주요 업체 동향
    1) 국내 시장규모 및 전망
    2) 무선충전 서플라이체인 동향
    3) 최근 무선충전기 제품 트랜드
      (1) LG전자의 ‘WCD-100'
      (2) LG전자의 ‘WCP-300'
      (3) 삼성전자의 ‘S CHARGER PAD'
      (4) 코마테크의 ‘프리디 싱글차저(KWS-210)'
      (5) 파트론의 ‘크로이스a SWT-200’
    4) 무선충전 주파수
      (1) ISM 기기
      (2) ISM 대역
  2-3. 무선충전 관련 보안 위협요소 및 요구사항
    1) 무선충전 관련 보안 위협 요소
      (1) 위조 인증을 통한 과금
      (2) 인체 유해성을 악용
      (3) 중앙 시스템 위협
    2) 무선충전의 보안요구사항
      (1) 기밀성 및 데이터 암호화
      (2) 데이터 무결성
      (3) 데이터 가용성 및 정보 백업 시스템
      (4) 인증과 허가
      (5) 무선충전시 공격 대응방법

3. 무선충전, 무선전력전송의 수요산업 최근동향과 시장전망
  3-1. 스마트 디바이스 시장동향 및 전망
    1) 글로벌 스마트폰 시장동향과 전망
      (1) 글로벌 시장동향과 전망
      (2) 최근 주요 이슈
      (3) 국내 휴대폰(부분품 포함) 수출 동향
    2) 글로벌 태블릿PC 시장동향과 전망
      (1) 글로벌 시장동향과 전망
      (2) 최근 트랜드
    3) 웨어러블 디바이스와 스마트워치 시장동향과 전망
      (1) 웨어러블 디바이스 정의 및 종류
      (2) 국내외 웨어러블 디바이스 정책동향
      (3) 웨어러블 디바이스 시장 동향
      (4) 웨어러블 디바이스 시장 전망
  3-2. 전기차와 충전인프라 시장동향 및 전망
    1) 순수 전기차(BEV) 시장동향과 전망
      (1) 글로벌 순수 전기차(BEV) 시장동향과 전망
      (2) 국내 전기차(BEV) 시장동향과 전망
    2) 플러그인 하이브리드카(PHEV) 시장 동향과 전망
      (1) 글로벌 플러그인 하이브리드(PHEV) 시장동향과 전망
      (2) 주요 지역별 플러그인 하이브리드(PHEV) 시장동향과 전망
      (3) 국내 PHEV(플러그인 하이브리드) 시장 동향
    3) 충전인프라 시장동향과 전망
      (1) 글로벌 전기차 충전인프라 시장동향 및 전망
      (2) 주요 지역별 충전인프라 시장동향 및 전망
      (3) 국내 전기차 충전인프라 시장동향 및 전망
      (4) 전기자동차 충전규격 국가표준으로 제정

4. 이차전지 시장 동향과 전망
  4-1. 세계 리튬이온 이차전지 시장동향 및 전망
    1) 새로운 수요 영역으로 확장
    2) 세계 리튬이온 이차전지 시장규모 및 전망
    3) 주요 업체 생산현황 및 동향
  4-2. 전기차용 리튬이온 이차전지 시장동향 및 전망
    1) 전기차용 리튬이온 이차전지 시장규모 및 전망
    2) 주요 업체 동향

 

Ⅱ. 무선전력전송 표준화 개발 및 특허 동향
1. 무선전력전송 관련 표준화 개발 동향
  1-1. 표준화 관련 최근 이슈
    1) 모바일기기 분야 무선충전 표준화 경쟁
    2) A4WP와 PMA의 표준화 통합
  1-2. 주요 기구별 무선충전 표준화 개발 동향
    1) A4WP
    2) WPC
    3) PMA
    4) AWG(Asia Pacific Telecommunity Wiress Group)
    5) IEC/TC100
    6) 국제표준화기구/국제전기기술위원회 합동기술위원회 1/소위원회 6
       (ISO/IEC JTC1/SC6)
    7) 국제전기통신연합-라디오통신 섹터(ITU-R)
      (1) ITU-R 전파관리분과(SG1) WP1s 국제회의 결과
    8) 한중일 무선전력전송 표준협력
      (1) 무선전력전송 2차 기술보고서 개발 승인
      (2) 한중일 무선전력전송 기술 보고서 추진 계획
      (3) 한중일 무선전력전송 표준화(공통 표준 제정) 협력
    9) 한국정보통신기술협회(TTA)
      (1) 무선전력전송 표준화 추진방향
      (2) 연도별 주요현황 및 이슈
  1-3. 전기차(EV)용 무선전력전송 표준화 개발 동향
    1) 개황
    2) 무선전력전송 시스템의 과제
    3) 전기차(EV)용 무선전력전송 국제 표준
      (1) IEC 61980  (EV용 무선전력전송)
      (2) ISO 19363 / 차량 측 무선 에너지 전달 시스템

2. 국내외 무선전력전송 분야 특허 동향
  2-1. 글로벌 무선전력전송 특허 동향
    1) 자기장통신/무선전력전송 분야
      (1) 기술별 해외 동향
      (2) 출원인별 해외 동향
      (3) 기술별 국내 동향
      (4) 출원인별 국내 동향
    2) 가시광 무선통신
      (1) 기술별 해외 동향
      (2) 출원인별 해외 동향
      (3) 기술별 국내 동향
      (4) 출원인별 국내 동향
    3) 수중음파통신 분야
      (1) 기술별 해외 동향
      (2) 출원인별 국외 동향
      (3) 기술별 국내 동향
      (4) 출월인별 국내 동향
    4) 전자파 환경 분야
      (1) 기술별 해외 동향
      (2) 출원인별 해외 동향
      (3) 기술별 국내 동향
      (4) 출원인별 국내 동향
  2-2. 국내 무선전력전송 특허 동향
    1) 특허청
    2) CHO Alliance
      (1) 무선전력전송
      (2) 무선충전

3. 무선충전, 무선 전력전송 관련 기술개발 동향과 전략
  3-1. 2015년 신규 추진 과제와 연구테마
    1) 유도/자기공명 방식의 충전효율 90%이상 6.6kW급 전기자동차용
       무선충전시스템 개발
      (1) 필요성
      (2) 연구목표
      (3) 지원내용
    2) 생체신호 측정용 무선 센서노드 기반 수면상태 모니터링 기술 개발
      (1) 개요와 필요성
      (2) 개발목표와 개발내용(Spec. 포함)
    3) 오차 50m 이내의 GPS 서비스 기능의 웨어러블 디바이스 신발 개발
      (1) 개요와 필요성
      (2) 개발목표와 개발내용(Spec. 포함)
    4) 자체 충전 기능을 갖는 이동형 영상 기반 감시 모니터링 시스템 개발
      (1) 개요와 필요성
      (2) 개발목표개발내용(Spec. 포함)
  3-2. 2014년 추진 과제와 연구테마
    1) 자기유도 기반 중전력(100W~2.4kW) 무선전력전송 및 IH 융합기술 개발
      (1) 필요성
      (2) 연구목표
      (3) 지원내용
    2) 전력전달효율 90%이상의 무선 충전용 Tx/Rx Ferrite Sheet 기술 개발
      (1) 개요와 필요성
      (2) 개발목표와 개발내용(Spec. 포함)
      (3) 주요결과물
    3) 복수기기 멀티충전과 급속충전용 BCM 기기 개발
      (1) 개요와 필요성
      (2) 개발목표와 개발내용(Spec. 포함)
      (3) 주요결과물
    4) 전기차 충전 통합플랫폼 기술개발
      (1) 개요 및 필요성
      (2) 사업목표와 사업내용(Spec. 포함)
      (3) 주요결과물
      (4) 지원내용
    5) 고효율 무선 전력 전송을 위한 고투자율 자성 시트의 조성 및 제조 기술 개발
      (1) 개요와 필요성
      (2) 개발목표와 개발내용(Spec. 포함)
      (3) 주요결과물
      (4) 지원내용

 

Ⅲ. 국내외 무선전력전송(모바일기기, EV용) 분야 주요 참여업체 개발동향과
   사업전략

1. 국내외 모바일기기 분야 참여업체의 개발동향과 사업전략
  1-1. 해외
    1) Apple
      (1) 무선 충전 전략
      (2) 애플워치용 무선충전기
    2) Belkin
      (1) 무선충전 패드 공개
    3) Broadcom
      (1) 스마트폰용 멀티 스탠다드 무선 충전 SoC
    4) Freescale
      (1) 유선보다 더 빠른 무선 충전 솔루션
      (2) 자동차용 무선충전
    5) Fulton inovation
      (1) eCoupled
    6) HTC
      (1) 차기 주력 스마트폰에 무선충전 도입
    7) Humavox
      (1) 라디오 전파 기반 무선충전
    8) IDT
      (1) IDT, 무선 전원 칩셋 신제품 출시
    9) Intel
      (1) 무선충전 노트북PC 개발
    10) MediaTek
      (1) 다중모드 무선충전 칩셋, 대량생산 착수
    11) Microsoft
      (1) 독특한 무선충전기
    12) Nokia
      (1) 청바지에서 스마트폰 충전
    13) Nordic Semiconductor
      (1) 멀티 프로토콜 SoC 솔루션 nRF51822
    14) NXP
      (1) Qi 무선 충전 송신기기
    15) Ossia
      (1) 와이파이 충전
    16) Powermat
      (1) 무선충전 확대
    17) E-Roum
      (1) QI 규격‘무선 충전 칩’개발
    18) Texas Instrument
      (1) 웨어러블 및 센서, 산업용 제품 설계를 위한 초저전력 변환
    19) WiTricity
      (1) 인텔과 협력 확대
  1-2. 국내
    1) 삼성전자
      (1) 무선충전 설치 확대
    2) LG이노텍
      (1) 무선충전기 사업 확대
    3) 삼성전기
      (1) 무선충전 사업에 주력
    4) LS전선
      (1) 공진 방식 멀티플 커플링 무선충전 기술 개발
    5) 한솔테크닉스
      (1) 무선충전패드 활용 제품 출시
    6) 알에프텍
    7) 켐트로닉스
      (1) 3D 자기공명방식 충전기 개발
      (2) 무선충전 솔루션 해외시장 진출
    8) 아모텍
      (1) 무선충전 모듈 공급
    9) 크로바하이텍
    10) 와이즈파워
    11) 한림포스텍
    12) 에스피에스
      (1) 스마트폰 무선 충전기 `맥컨`
    13) 맵스
      (1) 맵스, 비접촉 무선충전 하나의 칩으로 구현해 양산 돌입
    14) 코마테크(주)
    15) 한국과학기술원(KAIST)
      (1) 초박형 무선충전 배터리 개발

2. 국내외 전기차(EV) 분야 참여업체의 개발동향과 사업전략
  2-1. 해외
    1) BMW
      (1) ‘BMW i8’무선충전
    2) Volvo
      (1) 무선충전 시스템 상용화 추진
    3) Toyota
      (1) 전기차 무선 충전시스템 개발
    4) Mitsubishi
      (1) 최대·최장거리 무선충전
    5) Nissan
      (1) 전기자동차 무선충전시스템
    6) Delphi Automotive
      (1) 무선충전 기술 공개
    7) Siemens
      (1) 볼보와 급속 충전 시스템 개발
    8) WiTricity
      (1) ‘A4WP’에 참여
      (2) TDK코퍼레이션과 IP 라이선스 협약 체결
    9) Qualcomm
      (1) 헤일로(Halo)
    10) Hevo Power
      (1) 맨홀 뚜껑 전기자동차 무선충전기
    11) ZTE
  2-2. 국내
    1) 올레브
      (1) '올레브'(On-Line Electric Vehicle)
    2) 그린파워
      (1) 경전철용 무선 전력 전송장치 개발
    3) 승화명품건설
      (1) 무선충전 전기버스
    4) 한국철도기술연구원
    5) 한국과학기술원(KAIST)
      (1) 온라인전기 자동차
      (2) 무선충전 전기버스
      (3) 무선충전, 고속철 기술 개발