삼성전자가 전략스마트폰 갤럭시S6으로 무선충전시대를 활짝 열었다.

삼성전자가 전략스마트폰에 무선충전 기능을 도입하면서 무선충전시장이 본격적으로 꽃필 것이라는 전망이 나왔다.

무선충전은 앞으로 모바일 기기뿐 아니라 전기차에 이르기까지 선없는 세상을 만들 것으로 보인다.

삼성전기와 LG이노텍은 무선충전시장의 강자로 서기 위해 치열한 경쟁을 벌이고 있다.

◆ 갤럭시S6 무선충전, 편리하지만 속도 아쉬워

그동안 무선충전이 가능한 스마트폰이 없었던 것은 아니다. 그러나 별도의 외부기기를 한 번 더 연결해야 하고 충전 효율성도 높지 않아 반쪽짜리 기술이라는 평가를 받았다.

갤럭시S6은 자체적으로 충전코일을 내장해 충전패드에 올려놓기만 하면 돼 무선충전 인프라가 갖춰진 곳이면 그대로 충전이 가능하다.

삼성전자는 무선충전 기능의 인프라 구축에 적극 나서고 있다.

삼성전자는 이케아와 무선충전기술을 위한 협력에 나서는가 하면 탐앤탐스, 롯데백화점, 서가앤쿡, 이철헤어커커 등 국내 브랜드 200여 개의 매장에 갤럭시S6 무선 충전기를 설치했다. 음식점에서 미용실에서 간편하게 스마트폰을 충전할 수 있도록 한 것이다.

삼성전자 관계자는 “갤럭시S6을 충전하기 위해 매장 카운터에 휴대폰을 맡기거나 외출할 때마다 유선 케이블을 챙겨 다녀야 하는 불편함은 이제 점차 사라질 것”이라고 말했다.

갤럭시S6 무선충전 기능을 사용해 본 소비자들은 케이블없이 패드에 올려놓기만 하면 충전되기 때문에 편의성 면에서 만족한다. 하지만 충전속도는 다소 아쉽다고 말한다.

갤럭시S6은 고속충전을 지원하기 때문에 유선충전을 할 때 10분만 충전해도 4시간 대기가 가능할 정도로 빠른 충전이 이뤄진다. 완전히 방전된 상태에서도 100% 충전까지 걸리는 시간은 한 시간 가량에 불과하다.

반면 무선충전을 사용하면 완전충전이 되기까지 3~4시간 정도 걸린다.

▲ 지난 3월 갤럭시S6 언팩행사에 참여한 사람들이 갤럭시S6을 살펴보고 있는 모습(좌). 무선충전중인 갤럭시S6.

◆ 무선충전, 메가트렌드로 부상

갤럭시S6을 시작으로 글로벌 스마트폰 제조업체들이 전략 스마트폰에 무선충전 기능을 탑재할 것으로 전망된다.

특히 디자인 경쟁으로 일체형 스마트폰이 늘면서 배터리 충전에 대한 관심이 높기 때문에 무선충전에 대한 기대는 더욱 커지고 있다.

글로벌 자동차업체들도 스마트폰 무선충전 시스템을 제공해 무선충전 인프라 확장에 일조하고 있다.

제너럴모터스(GM), 도요타, 크라이슬러 등 글로벌 자동차업체들은 일부 차종에 스마트폰 무선충전 시스템을 선택사양으로 포함했다. 자동차에 탑승해 스마트폰을 콘솔박스에 올려놓는 것만으로 충전이 가능하다.

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

현대차 관계자는 “스마트폰 무선충전 기능이 지원되는 차종은 올해 출시되는 럭셔리급 차종이 될 것”이라고 말했다.

시장조사기관 IHS테크놀로지에 따르면 올해 글로벌 무선충전 시장규모는 지난해 1500만 달러에서 30배 이상 급증한 4억8천만 달러에 이를 것으로 전망된다.

곽찬 신영증권 연구원은 “듀라셀이 미국 전역의 스타벅스 6천여 곳에 무선충전 인프라를 구축하는 등 호텔 영화관 레스토랑 등에서 수요가 빠르게 늘고 있다”며 “기업수요 증가와 더불어 자동차 등 이종산업 분야에서도 관심이 높아지고 있어 무선충전은 곧 전 산업 분야에서 메가트렌드로 자리 잡을 것”이라고 말했다.

◆ 스마트폰에서 전기차까지, 무선충전 외연확대

무선충전 기술은 전기차 등으로 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.

앤서니 톰슨 퀄컴 부사장은 “버스 정류장 같이 자동차가 일정하게 정지하거나 천천히 움직이는 구간에서 충전을 지원하는 세미 다이내막 충전방식을 개발하고 있다”며 “장거리운행 때 충전을 위해 정차해야 하는 불편함을 없앨 수 있는 다이내믹방식 기술도 곧 선보일 것”이라고 말했다.

야지마 가즈오 일본 닛산자동차 전기-하이브리드차 얼라이언스 글로벌 총괄도 지난 5일 세계 전기차 학술·전시회(EVS28) 총회에서 “앞으로 5년 내 전기차 무선충전 기술이 개발될 것”이라며 “이 기술이 자율주행 시스템과 결합하면 차가 스스로 충전하는 단계까지 진화할 것”이라고 말했다.

▲ 삼성전기가 CES 2015에서 공개한 자기공진형 리젠스(Rezence)방식의 IoT테이블형 충전기 테이블

◆삼성전기, 무선충전 표준 주도 야심

삼성전기는 갤럭시S6과 갤럭시S6엣지 무선충전 수신모듈을 납품하고 있다. 삼성전기는 최근 무선충전 송신모듈 신제품을 개발해 고객사와 납품을 협의하는 단계인 것으로 전해진다.

삼성전기는 앞으로 무선충전 모듈사업 경쟁력 강화를 위해 새로운 구조설계를 적용하고 핵심부품을 개발하는 등 공정차별화 전략을 세워놓았다.

삼성전기는 이런 전략을 바탕으로 앞으로 전략 거래업체들의 신모델에 무선충전 모듈 공급을 늘리고 웨어러블이나 자동차용 신규제품도 출시하기로 했다.

삼성전기는 지난달 1분기 실적 발표회에서 “자기공진부터 자기유도 방식을 준비하고 이에 대한 표준도 WPC, A4WP 등 모두 다 설계를 완료했다”며 “갤럭시S6 번들로 무선충전 모듈이 채용됐고 그외 파생모델에도 지속적으로 채택되고 있다” 말했다.

삼성전기는 무선충전 3대 표준단체 (WPC, PMA 및 A4WP)에 모두 가입해 표준제정에 적극 참여하고 있다.

삼성전기는 특히 WPC와 A4WP 이사회 멤버로써 기술개발을 주도하고 있다. 삼성전기는 2013년 12월 세계 최초로 A4WP의 무선충전 표준인 리젠스(Rezence) 인증을 받기도 했다.

삼성전기는 “이번에 무선충전 모듈을 부분적으로 내재화했지만 차기제품에 완전 내재화해 원가경쟁력을 강화할 계획”이라며 “올해 무선충전 매출이 대폭 증가할 전망”이라고 기대했다.

삼성전기는 지난 1월 CES 2015에서 유일하게 무선충전 기술을 내놓았다. 당시 삼성전기는 특정부분에 대면 충전이 되는 자기유도(Qi)방식과 원거리에서도 무선충전이 가능한 자기공명방식(공진방식) 규격제품을 모두 내놨다.

삼성전기는 메탈 소재를 채택하는 스마트폰이 증가하자 업계 최초로 메탈케이스용 무선충전기를 개발하며 발 빠르게 대응하고 있다.

메탈케이스는 전파·전력 송수신 간섭이 심해 무선충전이 어려운데 삼성전기는 충전 수신부를 스마트폰 메탈 커버 안쪽에 부착하는 방식으로 간섭 여지를 없앴다. 이 무선충전기를 사용하면 3㎝ 가량 떨어진 거리에 스마트폰이 있어도 자동으로 충전이 가능하다.

▲ LG이노텍은 각종 전자기기에 무선으로 전력을 공급하는 안테나와 모듈로 구성되는 Receiver와, Transmitter를 판매하고 있다.

◆ LG이노텍, 무선충전제품 확대 주력

LG이노텍은 지난 2월 말부터 북미 스마트폰 주변기기업체에 스마트폰 무선충전패드에 장착되는 송신모듈을 공급하기 시작했다.

LG이노텍은 글로벌 무선충전 수신모듈시장에서도 2013년 기준으로 점유율 세계1위를 기록하고 있다.

LG이노텍의 관계자는 “앞으로 다양한 무선충전 규격을 한 제품에서 사용할 수 있는 복합형 모듈과 15와트급 고속충전모듈, 차량용 무선충전모듈 등을 선보일 것”이라고 말했다.

LG이노텍은 LG전자의 전략 스마트폰 G4용 무선충전기 신제품을 생산하고 있는 것으로 전해진다. 설계와 디자인은 LG전자에서, 생산은 LG이노텍이 담당하는 것으로 알려졌다.

LG이노텍은 LG전자 무선충전기 완제품 생산까지 맡아 무선충전기사업 확대에 더욱 박차를 가할 수 있게 됐다.

LG이노텍 관계자는 “LG이노텍은 2012년부터 수신모듈 양산을 시작하는 등 무선충전 관련 경험이 풍부하다”며 “무선충전시장은 현재 성장하고 있는 시장인 만큼 앞으로 실적증가에도 도움이 될 것으로 기대한다”고 말했다.

LG이노텍은 2012년 세계 최초로 무선충전 기능과 근거리 무선통신(NFC) 기능을 갖춘 복합형 무선충전 수신모듈을 선보이기도 했다.

◆ 무선충전시장의 표준경쟁

무선충전시장이 꽃피려면 넘어야 할 산이 있다. 바로 표준규격 확립이다.

무선충전 표준이 정해지면 브랜드에 상관없이 무선충전 패드 혹은 거치대를 사용해 충전하는 것이 가능하다. 표준이 정해져야 소비자들이 규격을 확인하는 번거로움을 덜 수 있다.

글로벌 무선충전 진영은 자기유도 방식의 무선충전컨소시엄(WPC), 파워매터스얼라이언스(PMA 자기유도방식)과 A4WP(자기공명방식)연합 등 양대진영이 대결하고 있다.

자기유도방식은 충전패드 속의 코일에서 뻗어 나온 자기장이 휴대폰 속의 코일을 통과하면서 발생된 전류를 이용해 휴대폰을 충전하는 방식이다. 전력손실률이 낮다는 장점이 있지만 충전접점이 몇 ㎝만 떨어져도 충전이 되지 않는다는 단점도 있다.

자기유도방식 기술은 제품의 양산까지 이뤄지고 있다. 자기유도방식의 무선충전은 주로 WPC의 '치(Qi) 규격'을 사용한다. 지난해 7월 기준으로 가입기업이 190여 곳에 이른다.

또 다른 자기유도방식인 PMA충전기는 흔치 않다. 대신 PMA방식은 케이스와 함께 판매하기 때문에 무선충전 기능이 없는 구형 스마트폰이나 아이폰도 케이스만 마련하면 무선충전을 사용할 수 있다는 장점이 있다.

자기공명방식은 충전패드의 코일과 휴대폰의 코일이 같은 주파수로 진동할 때 전류가 전송되도록 하는 방식이다. 1~2m 가량 떨어진 곳에서도 무선충전이 가능하다고 한꺼번에 여러 기기를 충전할 수 있다는 장점이 있다.

하지만 자기유도방식에 비해 전력손실이 크고 충전속도도 자기유도방식보다 느리다는 단점이 있다. 또 충전효율을 높일수록 전자파 발생량이 많아지고 특정 주파수에서 공명현상이 증폭돼 인체에 유해할 수 있다는 안전성 논란도 안고 있다.

미래창조과학부는 지난해 8월 월 '전자파 인체보호 종합대책'을 통해 글로벌 자기공진방식 표준화 단체인 'A4WP' 표준화에 부합하는 전자파 인체보호기준을 마련하기도 했지만 아직까지 전자파를 측정할 기준은 마련되지 않고 있다. [비즈니스포스트 백설희 기자]