헬스케어 기기 신체 부착형이나 피부 주입되는 형태로 갈 것
저전력, 초소형뿐 아니라 고기능, 고효율 필요해

스마트폰을 들고 다니는 것만으로도 계단을 오르내렸는지, 얼마나 걸었는지를 이동 거리부터 속도까지 알 수 있다. 스마트폰 센서 시장의 성장이 가속화되면서 헬스케어 센서들이 탑재되는 추세로 가고 있다.

삼성전자는 2014년 발표한 ‘갤럭시 노트4’에 자외선 센서와 심장박동 센서를 탑재한 바 있고, 올해 ‘마이 BP 랩’을 발표해 갤럭시S9 시리즈의 광센서로 혈압과 스트레스를 측정할 수 있게 했다.

헬스케어 센서 시장에 변화에 맞춰 반도체 업체도 대비하고 있다. 맥심 인터그레이티드는 광 맥박산소 측정기, 심장박동 센서, 심전도(ECG), 생체 임피던스(BioZ) 등의 아날로그 프론트 엔드(AFE) 제품을 시장에 선보이고 있다.

장흥종 맥심 인터그레이티드 코리아 상무는 “맥심은 웨어러블 플랫폼을 구성하는 제품을 가지고 있다. Arm Cortex 기반의 MCU, 바이오 센서, 온도 센서, PMIC, 저전력을 위한 나노 파워 등등 전체적으로 플랫폼을 구성할 수 있는 제품을 확보하고 있다”고 설명했다.

헬스케어 관련 반도체의 핵심 요소는 무엇일까. 이에 대해 장 상무는 “현재 웨어러블 솔루션에 사용자들이 요구하는 부분은 작은 사이즈와 많은 기능을 오래도록 사용하는 것이다”라고 답했다.

모든 휴대용 제품이 마찬가지지만 헬스케어 웨어러블 제품에도 리튬이온 배터리를 사용하고 있다. 이에 저전력을 사용해서 배터리 수명을 극대화 시키는 것은 점차 소형화 되는 헬스케어 제품에서 필수 불가결의 요소이다.

질병 예방과 피트니스 용도로 사용하려는 사용자의 니즈에 따라 생체 신호를 감지하는 센서의 모니터링 기술이 요구되고 있다. 수시로 혈압이나 맥박 등 건강 상태 정보를 얻고 싶어 한다. 맥심은 이런 요구에 맞춰 다양한 생체 신호를 정확하게 모니터링 하는 제품을 출시했다. 초소형, 저전력으로 배터리 수명 연장과 사용자 편의성을 모두 고려했다.

MAX86140/41은 손목과 손가락, 귀의 심장박동(PPG) 신호를 활용해 심장박동, 심장박동 변이, 맥박 산소를 측정한다. 다른 솔루션과 비교해 약 1/3의 크기로 전력 소모도 절반에 불과하다. MAX30001은 심장박동, 호흡, 부정맥을 감지하기 위해 가슴과 손목에서 심전도와 생체 임피던스를 측정하는 센서로 역시 저전력에 소형화에 초점을 두었다. 비트(Beat) 단위로 심장 데이터를 정확히 수집하기 때문에 사용자는 주요 증상을 초기에 인지할 수 있다.

장 상무는 “MAX30001 제품의 경우 아날로그 프론트 엔드 제품이다. 사람의 내부 저항을 아날로그 신호로 받아서 디지털로 변환해 MCU로 전송한다. 입력되는 여러 신호 중에서 유효한 결괏값을 가질 수 있도록 필터링하고 증폭해 정확한 결과치를 얻는 핵심적인 역할을 한다”고 설명했다.

그는 “헬스케어 솔루션의 정확도는 특성과 알고리즘 즉, 하드웨어와 소프트웨어가 최적의 조합일 때 얻을 수 있다” 강조했다.

맥심의 헬스케어 관련 반도체 제품들은 국내뿐 아니라 웨어러블 디바이스를 개발, 생산, 판매하는 글로벌 업체에서도 활용하고 있다. 모바일 헬스케어 스타트업인 힐세리온은 맥심의 고집적 트랜시버 MAX2082와 아날로그 스위치 MAX4968B를 이용해 휴대용 무선 초음파 진단기 ‘소논300’을 만들었다.

IDC는 웨어러블 기기가 2020년까지 연평균 18.4% 성장할 것으로 전망했다. 의료 접근성을 개선하는 기기 말고도 앞으로 웨어러블 기기는 어떤 방향으로 가게 될까. 이에 대해 장 상무는 “웨어러블 기기는 스마트폰, 스마트워치를 거쳐 부착형으로 가고 있다”며 “신체에 부착해도 잘 느낄 수 없을 정도의 초소형 제품을 요구받고 있다”고 답했다.

그는 “궁극적으로는 피부에 장착하거나 피부 속으로 주입되는 형태의 세컨 스킨 형식의 제품들이 나올 것”이라며 “이에 따라 저전력, 초소형뿐 아니라 고기능, 고효율의 제품을 위한 투자를 지속할 것이다”라고 덧붙였다.