MEMS는 반도체를 만드는 공정과 동일한 과정을 거쳐 생산된다. 진공상태에서 기판 위에 얇은 막을 입히고 (증착), 레이저 광선을 이용하여 원하는 형태를 만들고 (리소그래피), 화학용액으로 불필요한 막을 제거하면 (에칭), 원하는 모양의 부품을 얻을 수 있으며, 이러한 부품을 조합하여 MEMS가 완성되는 것. 그렇다면, 반도체와 MEMS는 어떻게 다를까? 반도체는 고밀도의 미세 회로를 의미하지만, MEMS는 미세 운동을 하는 기계부품과 전기 장치가 결합된 초정밀 복합체라는 점에서 많이 다르다. 
글/김홍덕 기자 (hordon@semicomm.co.kr)

MEMS는 반도체를 만드는 공정과 동일한 과정을 거쳐 생산된다. 진공상태에서 기판 위에 얇은 막을 입히고 (증착), 레이저 광선을 이용하여 원하는 형태를 만들고 (리소그래피), 화학용액으로 불필요한 막을 제거하면 (에칭), 원하는 모양의 부품을 얻을 수 있으며, 이러한 부품을 조합하여 MEMS가 완성되는 것. 그렇다면, 반도체와 MEMS는 어떻게 다를까? 반도체는 고밀도의 미세 회로를 의미하지만, MEMS는 미세 운동을 하는 기계부품과 전기 장치가 결합된 초정밀 복합체라는 점에서 많이 다르다. 
시장 수요를 예측한다는 것은 결코 쉬운 일이 아니다. 특히 MEMS 시장은 최근까지 침체 국면을 면치 못하다 향후 그 수요가 증가할 것이라는 전망들이 나오고 있기 때문에 더욱 주목을 받고 있다. 그러한 의미에서 미국 MEMS 시장은 예측하기에 좋은 본보기가 되어 주고 있다.
미국은 MEMS 산업 형성에 필요한 하부구조가 잘 발달되어 있는 나라로 알려져 있다. 특히 반도체 산업 발전에 따른 리소그래피 기술과 장비, 각종 마이크로정밀가공, 시험측정기술 등과 DARPA 프로그램에 의한 MEMS 프로젝트 추진 결과에서 얻어진 대학과 기업의 MEMS 설계, 가공을 위한 인프라는 어느 국가보다 뛰어나다는 평가를 받고 있다. 

미국을 알면 MEMS가 보인다.
미국은 전 세계 MEMS 시장의 3분의 1을 차지하고 있는 것으로 나타났다. 지난 2003년 이미 14억 달러 시장을 형성하였으며, 2008년에는 33억 달러, 2013년에는 72억 달러로 성장할 것으로 예측된다.
주목할 만한 분야로는 통신용 광 스위치, RF 스위치 및 릴레이, 다기능의 생물학적 검사와 분석을 위한 바이오칩 같은 고도의 액추에이터, 자이로스코프 등이 물망에 올라 있으며, 여러 측면에서 보았을 때 많은 성장 가능성을 가지고 있다는 것이 관련 전문가들의 의견이다. 
MEMS 기술이 적용된 제품군으로는 새로운 소자들이 출시되는 추세인데, 특히 지자기 센서, IR, 온도감지 카메라, 오실레이터 등이 차세대 MEMS 제품군을 이끌 것으로 보인다. 재미있는 사실은 새로운 애플리케이션들의 대부분이 기존 소자들을 휴먼 인터페이스 등에 자연스럽게 연결된다는 점이다.
또한 새로이 MEMS 시장에 진입하려는 기업은 제조, 생산 설비를 갖추지 않고, 모두 팹리스 또는 팹 라이트 형태로 진행될 것으로 예측되며, 따라서 이들 기업들은 기존의 MEMS 설비를 활용하거나 반도체 제조 설비를 활용할 것으로 전망되고 있다. 

MEMS 패키징 왜 중요한가.
MEMS 시장의 흐름과는 또 다르게 MEMS 패키징은 MEMS 시장을 세분화했을 때 가장 많은 관심이 집중되고 있다. 최종 패키징을 선택하는 것은 최종 비용 문제에 가장 큰 영향을 주기 때문이다.
검사 및 패키징은 전체 비용의 60%를 차지할 정도로 중요하며, MEMS 설계자들은 제품 기능에 영향을 주지 않으면서 저렴하고 표준화된 패키징 방법을 찾는 것에 주로 초점을 맞추고 있다.
따라서 관련 업계 관계자들은 현재의 MEMS 장치 및 시스템의 패키징 방법이 더욱 향상되어야 한다고 동의하고 있으며, 전 세계 MEMS 제조업체의 많은 연구소에서 새로운 장치에 대한 새롭고 특별한 패키징 기술을 발전시키며, 그들 스스로 입지를 더욱 강화하려 하고 있다. 이와 함께 시스템 상에서 MEMS 소자를 통합, 패키지하기 위한 새로운 방법들이 이 산업의 성장을 가속화시키는 추세이다.
이러한 움직임은 MEMS 시장의 강자로 잘 알려진 ST마이크로시스템즈의 행보를 살펴보면 더욱 확연해 진다. ST는 지난 5년 동안 MEMS 가속도계와 자이로스코프의 크기를 500mm3 이상에서 10mm3 이하로 줄이는 동시에 해상도, 정확도, 온도안전성 등을 증대시키고 전력소모는 10배까지 낮췄다.
또한 저비용 대량 LGA (Land-Grid-Array) 패키지를 사용하고 핵심 협력사들과 긴밀히 협력함으로써 첨단 교정 장비를 개발하기 위하여 세계 최초로 전용 8인치 MEMS 생산 시설을 설립하였으며, 그 결과 현재 매월 약 5,000만 개의 MEMS 모션 센서를 생산하고 있는 것이다.

향후 5년간 25% 연평균 복합 성장 예상
미국 시장을 포함한 전 세계 MEMS 시장 규모는 지난 2009년 69억 달러에 머물렀던 반면, 지난해에는 80억 달러로 성장한 것으로 나타났다. 새롭게 도약한 해로 기록된 2010년을 기점으로 MEMS 시장은 향후 5년간 13%의 연평균 복합 성장을 할 것으로 전망되고 있다.
또한, 2009년도의 MEMS 생산 장비 시장은 1억 4,000만 달러로 여전히 낮았지만, 2010년 하반기를 기점으로 호전되어 2011년부터 다시 성장세로 돌아서리라는 예상이다. 특히 MEMS 파운드리 업체들은 향후 5년간 25% 이상의 성장을 이룰 전망이다.
생산 기반시설은 향후 2년간 성장세를 감안해도 생산량을 충분히 수용할 정도이며, 이러한 가운데 MEMS 생산 장비 시장이 올 해 얼마나 재도약할 것인지에 대해 업계의 관심이 모아지고 있다.
한편, 다각화된 새로운 기술 성장을 촉진시키고 시장의 효율을 강화시키는 MEMS 제품의 능력은 에너지 수확 및 기타 신흥 분야의 수요를 이끌 것으로 보인다. 에너지 분야에서 MEMS는 연료전지 시스템, 공정 제어 시스템(PCS), 에너지 관리 시스템, 에너지 잔량 측정 등 새로운 에너지원 분야에 이용될 잠재력이 있다.
고감도 소형 MEMS 센서는 원격 유전 사이트에서 직접 이미징, 모니터 및 시험 조건을 통제할 수 있으며, 세계 MEMS 시장은 통신, 에너지, 방위 등의 분야에서 2009년부터 2015년까지 연평균 성장률 41%를 달성할 것으로 기대되고 있다.