올해에는 RFID가 본격적인 성장세에 돌입할 수 있을 것인가? RFID의 성장에 영향을 미치는 관련 기술들을 살펴봄으로써 '우회적'으로 짐작해 본다.

RFID가 기로에 서 있다. 지난 6년을 돌이켜보면, RFID는 매우 장래가 불투명했던 초기 단계에서 벗어나 이제는 나름대로 다양한 고객군과 활용 사례, 애플리케이션을 확보하고 있다. 이러한 성공의 바탕에는 RFID의 잠재력을 인정한 진보적인 사람들을 비롯해, 시스템을 시험하고 도입해온 기업 및 조직과 가격을 낮추고 구축의 용이성을 실현하며 기술의 진화를 추진한 기술 발전의 힘이 크게 작용했다.

하지만 RFID는 특히 글로벌 공급망에서 아직 기대 수준에 미치지 못하고 있다. 기업들이 2009년과 2010년의 비즈니스를 계획하고 있는 현재, RFID에 투자할 것인지 아니면 다른 기술에 투자할 것인지를 결정하는 데 있어 대두되는 문제는 RFID가 업계 전반에 확산될지, 아니면 여전히 일부 애플리케이션에만 적용되는 틈새 기술에 머무를지 여부이다.

그 해답은 지금 제시할 수 있는 것이 아니라 시간이 지나야만 윤곽이 드러나게 될 것이다. 이를 위해, 본지와 독점 기사 제휴를 맺고 있는 RFID Journal은 여러 기업 및 조직을 대상으로 설문 조사를 실시해 RFID에 영향을 끼치는 기술 전반에 대해 살펴보았다.

2009년에 주목해야 할 ‘RFID’ 기술들

EPC RFID 리더와 함께 사용될 경우, 이러한 '스마트 안테나'는 현재의 패시브 UHF 시스템으로는 불가능했던 기능을 제공할 수 있다. 리시버의 감도가 훨씬 뛰어나고 장거리에서도 판독이 가능하며 3D 형태로 태그를 위치시킬 수 있다. 넓은 지역을 커버할 수 있기 때문에 도입 비용이 낮으며 3차원으로 태그를 판독할 수 있어 새로운 애플리케이션이 등장할 수 있다는 장점이 있다.

차세대 패시브 UHF 솔루션에 대한 혁신이 더욱 가속화되고 있음을 감안해볼 때, 이러한 안테나 기술이 상용화될 때까지는 좀 더 시간이 필요하다는 것이 ABI 리서치의 마이클 리아드 리서치 디렉터의 설명이다. 모직스의 STAR 시스템을 성공적으로 테스트한 대표적인 소비재 제조 업체로는 위스콘신에 위치한 킴벌리-클라크 제조 설비와 독일의 크래프트 푸드(Kraft Foods) 창고, 메사추세츠의 프록터&갬블 유통 센터 등이 대표적이다.

콜드 체인 센서(Cold-Chain Sensor) : 온도 센서가 부착된 RFID 태그는 꽃이나 화장품, 식료품, 의약품 등 쉽게 상하는 제품의 상태를 모니터링할 수 있다. 콜드 체인에서 제품들은 특정한 온도 범위 내에서 유지되어야 한다. 일반적인 온도 모니터링 제품과 달리, 콜드 체인 센서는 창고와 냉장 트럭, 냉동 장비에서의 온도를 실시간으로 모니터링할 수 있다.

로슈 진단(Roche Diagnostics)은 물류 회사인 DHL과 제휴를 맺고 특정 온도로 냉장 유통되어야 하는 의약품 추적을 위해 센서 기술과 RFID를 결합해 활용하고 있다. 또한 여러 연구와 파일럿을 진행해본 결과, 콜드 체인 센서가 식료품 공급망의 효율성을 강화해 제조 업체와 유통 업체 모두에게 이점을 제공하는 것으로 밝혀졌다.

하지만 현재 콜드 체인 센서 시스템의 경우 대부분 호환성이 부족해 파트너간 데이터를 공유할 수 있는 표준형 포맷이 없다는 것은 문제점으로 지적되고 있다. 비용 역시 또 다른 문제점이다. 제약 업체 등에서 콜드 체인 센서를 도입하는 초기 비용이 아직 높은 편이다.

인터랙티브 RFID 디스플레이 : RFID 기술이 탑재된 키오스크와 디스플레이는 소비자와 유통 업체에게 새로운 기회를 제공하고 있다. 이러한 디스플레이는 RFID 태그가 부착된 상품을 판독하고 제품에 대한 상세 정보나 프로모션 비디오를 보여주는 형태로 구현되고 있다.

가장 일반적인 애플리케이션은 의류 업체에서 볼 수 있는데, 일부 매장에 설치된 '매직 미러(magic mirror)'가 이에 해당된다. 쇼핑객들은 옷의 원산지와 성분을 확인할 수 있으며 다양한 색상과 사이즈를 이용할 수 있는지, 관련 액세서리는 어떤 것들이 있는지를 확인, 가상으로 착용해볼 수 있다.

하지만 인터랙티브 RFID 디스플레이는 매우 고가인데다 상품에 RFID 태그가 부착되어 있어야 한다. 일단 구현되면 매출을 진작시킬 수 있으며 재고 파악 및 통제가 쉽다는 장점이 있다.

NFC(Near Field Communication) : NFC 포럼은 노키아와 필립스, 소니가 근거리의 고주파 무선 기술을 위한 표준을 개발하고 지불과 티케팅, 기타 커뮤니케이션 애플리케이션을 위한 소비자용 전자 기기에서의 활용을 촉진하기 위해 2004년에 설립되었다. 현재, 이 포럼에는 단말기 하드웨어 제조 업체와 소프트웨어 개발 업체, 은행, 신용 카드 회사와 이동통신 업체 등 전세계적으로 150여 회원사가 있으며 특히 휴대폰에서의 NFC 도입을 촉구하기 위해 협력하고 있다.

NFC RFID 태그가 휴대폰의 회로에 통합될 경우 패시브 태그나 리더기 형태로 작동할 수 있다. NFC와 관련된 대부분의 표준화 문제는 거의 해결되고 있다. 아시아와 유럽, 북미 지역에서 수많은 테스트가 진행되어 왔으며 그 결과, 소비자들이 교통 요금을 지불하거나 소액 결제를 위해 NFC 기반의 휴대폰을 사용하는데 매우 편리함을 느끼는 것으로 나타났다.

또한 NFC 기술은 RFID 기술의 트랜잭션에서 발생하는 '도청' 문제를 최소화하는 단거리 전송 기술이기 때문에 프라이버시 문제에서도 비교적 자유롭다.

ABI 리서치는 2012년에 이르면 미국에서 사용되는 휴대폰의 20% 가량에 NFC 기술이 탑재될 것으로 예측하고 있다. 하지만 NFC가 주류 기술로 자리 잡기 위해서는 다양한 장벽들을 넘어서야 한다. VDC 리서치 그룹은 2008년 3월에 발간한 보고서를 통해 "NFC는 지원 인프라와 기술적인 표준, 업체간 협력 부족 문제를 해결해야 한다"고 언급했다.

또한 무엇보다 중요한 문제는 NFC의 트랜잭션을 처리하고 수수료를 받는 비즈니스 모델의 주체가 통신 업체인지 아니면 신용 카드 업체인지 아직 확실하게 정립되어 있지 않다는 것이다. 이러한 문제점으로 인해 단말기 분야에서의 NFC 도입이 지연되고 있다. 그 반면에 공항의 승객을 위한 발권 용도의 소규모 애플리케이션은 조금씩 자리를 잡아가고 있는 모습이다.

전자 인쇄 RFID 태그 : 비교적 신기술에 속하는 인쇄형 전자 RFID 태그는 집적회로(IC)를 종이나 플라스틱 등에 인쇄하는데 있어 실리콘 칩 제조에 사용되는 방식보다 간단한 표준 프린트 프로세스를 사용하기 때문에 전통적인 RFID 태그보다 훨씬 저렴하다.

얼마전 코비오(Kovio)는 인쇄된 실리콘 IC에 패시브 RFID 인레이를 개발했다고 발표한 바 있다. OrganicID와 PolyIC 등 전자 인쇄 업체들도 칩 인쇄를 위해 실리콘 잉크가 아닌 유기물을 활용하는 테스트를 진행하고 있다.

최근 전자 인쇄에 대한 보고서를 발간한 리서치 그룹 IDTechEx의 CEO인 라그휴 다스는 "비용 절감 효과가 매우 높다"면서, "현재 가장 고가인 RFID 태그는 실리콘 칩이다. 전자 인쇄는 태그 가격을 5센트로 낮춰줄 것"이라고 밝혔다.

하지만 전자 인쇄 기술이 실리콘 기반의 RFID 칩을 아직은 완전히 대체하지는 못한다. 전자 인쇄 업체들은 고주파 태그 개발에 주력하고 있는데, 그러한 태그는 전통적인 HF 태그의 성능에 미치지 못한다. 다스는 전통적인 HF 태그가 시장을 여전히 지배하고 있다고 언급했다.

전자 인쇄 업체의 가장 큰 과제는 개방된 공급망에서 사용이 가능한 UHF 태그를 개발하는 것이다. 실리콘 칩의 경우 수백만 개의 트랜지스터를 탑재한 형태로 제조될 수 있지만 IC에는 수백이나 수천개 만이 인쇄될 수 있다. 바로 이점이 표준 EPC RFID 칩의 기능을 제약하는 요인이다.

루비(RuBee) : 루비는 비저블 애셋(Visible Assets)이 개발했으며 IEEE의 표준 채택을 주도했다. 비저블 애셋은 롤링 스톤즈의 1967년 히트곡인 '루비 튜스데이(Ruby Tuesday)'에서 이름을 따 루비(RuBee)라고 명명했다. 루비는 저주파수 대역(132kHz)에서 태그가 구동하는 진보된 액티브 RFID의 한 형태로, HF(13.56MHz)와 UHF(856~960MHz) 대역에서 구동하는 RFID 태그와는 다른 기능을 제공한다.

HF와 UHF RFID가 신호를 보내기 위해 전자계 통신의 무선 부분을 사용하는데 비해 루비 태그는 마그네틱 파장을 99.9%, 무선 파장을 0.01% 사용한다. 그렇기 때문에 루비의 경우 금속이나 액체에서도 판독이 용이하다.

하지만 루비의 낮은 주파수로 인해, 태그는 전통적인 RFID 태그의 판독율을 따라갈 수 없어 팔레트를 추적하거나 빠르게 이동하는 공급망의 케이스 추적에 적합하지 않다. 하지만 루비는 툴과 자산 추적을 위한 저전력의 저렴한 가시성 확보 솔루션으로 인정을 받고 있다. 또한 태그의 메모리 용량도 크고 센서와 통합이 가능하기 때문에 의료 업계와 제약 업계의 제품 계보를 추적하는데 알맞은 솔루션이 될 수도 있다.

센서 네트워크 : 센서 네트워크는 습도와 조명, 온도, 진동 등의 상태를 측정하는 센서를 탑재한 노드라 불리는 소형 디바이스와 통신용 무선 수신기, 데이터 저장을 위한 마이크로프로세서로 구성되어 있다.
무선 센서 네트워크는 다른 추적 솔루션이 도입되기 어려운 위험한 환경이나 원격지, 또는 매우 광대한 지역에 걸쳐 설치될 수 있다.

예를 들어, 연구원들은 화재가 발생한 건물의 소방관과 연소 물질을 추적하는데 있어 이 기술을 테스트하고 있다. 또한 센서 네트워크는 알래스카의 송유관의 부식 상태를 모니터링하는 데에도 사용되고 있으며 스미소미언 연구소(Smithsonian Tropical Research Institute)에 의해 파나마 지역의 환경 변화를 추적하기 위해서도 구축되어 있다.

센서는 수명이 매우 긴 배터리를 필요로 하는데, 이 점이 무선 네트워크의 비용 상승에 직결된다는 것이 IDTechEx의 다스 CEO의 설명이다. 또한 센서 네트워크 기술의 발전을 저해하는 또 다른 요인은 표준의 부재를 비롯해 젠태그(Gentag), HP, IBM 등 몇몇 업체만이 이 분야에 참여하고 있다는 것이다.

하지만 최근 GE 글로벌 리서치가 이 기술을 대폭 향상시켰다고 발표, 업계의 주목을 끌고 있다. GE 과학자들이 여러 센터 형태로 작동이 가능한 안테나가 내장된 배터리 없는 HF 패시브 RFID 태그를 개발한 것으로, 화학 물질이나 생태학적으로 오염된 곳을 추적하거나 식품, 공기, 물의 안전을 모니터링하는데 사용이 가능하다. GE측은 향후 2년 정도면 상용화가 가능할 것이라고 밝혔다.

얇은 형태의 배터리: 일반적인 배터리와 달리, 얇은 형태(박막이나 인쇄 형태)의 배터리는 매우 가볍고 유연하며 어떤 형태와 크기로도 제작이 가능하다. 박막 배터리는 표준 반도체 기술을 사용해 생산되고 있으며 높은 온도와 낮은 온도 모두에서 작동될 수 있다.

오크 리지 마이크로 에너지(Oak Ridge Micro-Energy)측은 섭씨 영하 20도에서 영상 150도에 이르는 온도에서 테스트를 실행해본 적이 있다고 밝혔다. 매우 추운 곳이나 뜨거운 환경에 있는 물품 추적 용도로 적합하다.

하지만 2008년 3월에 나노마켓(NanoMarkets)에서 발간된 보고서에 따르면 박막 배터리는 대량 생산되는 전통적인 배터리에 비해 가격이 훨씬 높은 편이다. 블루 스파크 테크놀로지스(Blue Spark Technologies)와 같은 업체의 경우, 비용이 더 저렴한 전자 인쇄 기법을 사용한 얇은 형태의 인쇄된 배터리를 제조하고 있다. 엔퓨셀(Enfucell)측은 프린팅 프로세스가 환경 진화적이며 자사의 배터리에 대해 "가정에서 쓰레기를 버릴 때 함께 폐기할 수 있다"고 밝혔다.

이 시장은 아직 초기 단계이지만 델과 파나소닉, 소니 등 제조 업체들의 경우 이미 디지털 카메라와 뮤직 플레이어, 컴퓨터 등 초박형의 초경량 디바이스에 얇은 형태의 배터리를 사용하고 있다. 얇은 형태의 배터리의 또 다른 성장 분야에는 전기 자전거와 전기 자동차를 비롯해 가정용 태양 전지판 등 재활용이 가능한 에너지원이 포함되어 있다.

이러한 형태의 배터리는 추후 사용을 위한 에너지 저장 측면에서 전통적인 배터리보다 60~6,000배에 달하는 에너지 밀도를 보유하고 있다는 것이 업계측의 설명이다.

또한 얇은 형태의 배터리는 일반적인 패시브 RFID 라벨만큼 얇은 액티브 태그를 개발하는데 사용될 수 있다. 가격이 충분히 낮아진다면 RF에 친화적이지 않은 제품의 팔레트에 탑재된 태그를 판독하는데 있어 나타나는 문제점들을 해결할 수 있을 것으로 기대된다.

초광대역 RFID: 초광대역(Ultra-wideband)은 매우 협소한 대역의 주파수 기술로, UWB를 채용한 실시간 위치 확인 시스템(RTLS)의 경우 사람이나 자산 추적에 있어 액티브 태그를 사용한다. 지난 4월, 연구 개발 업체인 마텍(Martec)은 UWB 시스템보다 비용이 낮은 세미 액티브 태그와 패시브 태그를 채택한 UWB RFID 시스템에 대한 테스트를 진행했다고 발표한 바 있다.

실내에서의 정확한 추적 기능이 UWB 시스템의 대표적인 장점이다. Multispectral Solutions, Time Domain , Ubisense 등은 수십 센티미터 내에서의 툴 추적을 위해 이 기술을 도입했으며 Time Domain과 Ubisense의 경우 병원용 UWB RTLS를 개발하고 있다.

UWB RFID 시스템은 간섭 현상을 야기하지 않고도 다른 RF 기술들과 병행해 사용할 수 있다. 문제는 Wi-Fi 네트워크가 이미 구축되어 있는 병원 등에서 다른 추적 기술을 UWB가 대체할 수 있을 것인가의 여부이다.

지그비(ZigBee) : 지그비는 센서 네트워크를 위한 액티브 2.4MHz의 저전력 무선 디바이스용 통신 표준이다. 이 기술은 Wi-Fi에 비해 단순하며 저렴하지만 파워가 떨어진다. 지난 수년 동안, 지그비는 무선 네트워크의 한 분야로 자리를 잡기 위해 고군분투해왔음에도 상황은 나아질 기미를 보이고 있지 않다.

미국의 전기 관련 업계에서 노후화된 전기 계량기에 대해 에너지 소비를 모니터링하고 제어할 수 있는 새로운 네트워크 기반의 디바이스로 교체하기로 했을 때, 지그비가 그 자리를 노리고 적극적으로 '로비' 활동을 벌인 적이 있다.

Wi-Fi는 너무나 많은 전력을 소비하는데다 가격도 비싸다. 현재, 지그비 홈 오토메이션 기술에 수백만 달러가 투자되고 있으며 지그비 네트워크 역시 조명을 제어하고 HVAC 시스템을 모니터링하는데 활용되기 시작했다.

향후에는 지그비와 RFID가 결합되어 사용되는 경우가 확산될 것으로 전망된다. ON World의 리서치 디렉터인 마레카 해틀러는 "네트워크가 기하급수적으로 확대되는 추세에서 센서 기술과 위치 확인 기술을 동일한 네트워크에서 사용할 경우 그 효과는 더욱 높아진다"고 말했다.

하지만 지그비가 대중화되기 위해서는 모듈 가격이 현재의 10~50달러에서 5달러선까지 낮아져야 한다. 유틸리티 에너지 프로젝트들이 이러한 가격 하락을 지원하고 있다.

하니웰(Honeywell), 미쯔비시 일렉트릭, 모토로라, 삼성전자, STMicroelectronics, 텍사스 인스트루먼트 등을 포함, 현재 225개의 회원사를 보유하고 있는 지그비 얼라이언스(ZigBee Alliance)는 전세계 표준 정립에 나서고 있다. 할터는 상호운용성을 위해 표준 확립이 매우 중요하다고 언급했다. <RFID journal LLC>