[딜사이트 김진욱 기자, 이승연 인턴기자] 중국이 글로벌 휴머노이드 로봇 시장을 주도하는 가운데 미국의 중국산 부품 의존도 축소 움직임이 국내 전기전자 산업에 새로운 기회로 떠오르고 있다. 미국 로봇 제조사들이 부품 조달처를 중국 외 지역으로 확대하면 한국 기업에도 공급 기회가 생길 수 있기 때문이다. 특히 국내 기업들이 자동차 전장과 스마트폰 부품 산업에서 축적한 제조 역량이 휴머노이드 양산 과정에서도 경쟁력으로 작용할 것이라는 분석이다.

지난 26일 조대형·김수현 DS투자증권 연구원 등이 발간한 '로봇이라는 새 전장(戰場), 익숙한 전장(電裝)' 보고서는 휴머노이드 산업의 경쟁이 기술 개발에서 대량생산으로 이동하고 있다고 분석했다. 이에 따라 기존 자동차·전자부품 산업에서 생산 경험을 쌓은 기업들의 역할이 확대될 것으로 전망했다.

◆글로벌 휴머노이드 10대 중 9대는 중국산

시장조사업체 카운터포인트리서치에 따르면 올해 상반기 글로벌 휴머노이드 출하량은 2만2000대를 넘어섰다. 전년 동기 대비 300%에 육박하는 증가율이다.

중국 에이지봇(Agibot)은 약 9700대를 출하해 점유율 43.1%로 1위를 차지했다. 유니트리(Unitree)는 7000대 이상을 출하해 점유율 31.1%로 2위에 올랐다. 다른 중국 제조사까지 포함하면 중국 기업의 글로벌 출하량 비중은 86.5%에 달한다.

중국이 휴머노이드 양산에서 앞서가는 배경에는 기존 제조업의 생산 기반이 자리 잡고 있다. DS투자증권이 분석한 중국 휴머노이드 핵심 공급망 기업 176개 가운데 자동차 관련 기업은 29%, 기계설비 기업은 45%를 차지했다. 두 산업의 합산 비중은 74%로 지난해 69%보다 5%포인트 높아졌다.

중국 기업들은 자동차와 스마트폰 부품 생산에서 축적한 기술과 설비를 휴머노이드 제조에 활용하고 있다. 스마트폰·자동차 정밀부품 기업 렌즈테크놀로지(Lens Technology)는 로봇 부품 공급을 시작으로 관절 모듈과 완제품 조립까지 사업 영역을 확대했다.

기존 제조업체들의 참여는 휴머노이드 생산량 확대와 원가 절감에 유리하게 작용한다. 로봇 상용화 단계에서는 일정한 품질의 부품을 저렴한 가격에 대량생산하는 능력이 중요하다.

◆美, 중국산 의존도 낮춘다…공급망 다변화 움직임

중국이 휴머노이드 생산을 주도하는 상황에서 미국은 중국 중심의 부품 공급망을 대체할 방안을 모색하고 있다. 국가안보와 공급 안정성을 고려해 부품 조달처를 다변화하려는 움직임이다.

DS투자증권에 따르면 미국 휴머노이드 제조사 애질리티로보틱스(Agility Robotics)는 자국 생산 기반만으로 모든 부품을 조달하기 어렵다는 입장을 밝혔다. 이에 동맹국을 활용한 공급망 전환 가능성을 검토하고 있는 것으로 전해졌다.

현재 휴머노이드 핵심 부품의 생산은 중국에 집중돼 있다. DS투자증권은 글로벌 액추에이터 생산량의 약 70%, 연성인쇄회로기판(FPCB) 생산량의 69.8%가 중국에서 생산되는 것으로 추정했다.

미국 제조사들이 중국산 부품 의존도를 낮추려면 이를 대체할 공급업체를 확보해야 한다. 이 과정에서 자동차 전장과 전자부품 산업이 발달한 한국이 대안으로 떠오를 수 있다는 분석이다.

한국 기업들은 기존 자동차와 스마트폰 산업에서 부품의 대량생산과 품질관리 경험을 축적해 왔다. DS투자증권은 이러한 제조 역량이 미국 휴머노이드 공급망에 진입하는 데 경쟁력으로 작용할 수 있다고 전망했다.

◆배선부터 관절까지…미중 휴머노이드 설계 차이

국내 기업의 공급망 진입 가능성을 높이는 또 다른 요인은 미국과 중국 휴머노이드의 설계 차이다.

DS투자증권은 중국의 주요 양산형 휴머노이드와 미국 제조사들이 공개한 로봇 설계를 비교했다. 중국 업체들은 상대적으로 적은 구동 부품으로 생산 효율을 높이는 데 집중하고 있다. 반면 미국 업체들은 정교한 움직임을 구현하기 위해 더 많은 관절과 구동 부품을 활용하는 방향으로 개발을 진행하고 있다는 분석이다.

이를 보여주는 지표가 자유도(DoF)다. 자유도는 로봇이 독립적으로 제어할 수 있는 움직임의 축을 의미한다.

중국 유니트리의 G1 기본형은 23자유도로 구성된다. 미국 테슬라의 옵티머스 3세대는 공개된 설계 등을 바탕으로 몸체와 양손을 합쳐 약 81자유도에 이를 것으로 추정된다.

자유도가 높아질수록 필요한 액추에이터와 센서, 제어기판의 수도 늘어난다. 특히 사람처럼 물체를 집거나 조작하는 로봇 손에는 여러 소형 구동장치와 촉각 센서가 필요하다. 휴머노이드의 움직임이 정교해질수록 대당 전자부품 탑재량도 증가할 수 있다는 의미다.

배선 방식에서도 차이가 나타난다. 중국 유니트리 등은 주로 케이블과 커넥터를 이용해 관절 내부의 전원과 신호를 연결한다. 반면 미국 테슬라와 피규어AI(Figure AI)의 공개 특허에서는 유연한 회로를 관절과 손가락 내부의 전원·신호 연결에 활용하는 설계가 확인된다.

FPCB는 유연하게 구부릴 수 있는 기판이다. 좁은 공간에 여러 회로를 배치할 수 있어 반복적으로 움직이는 로봇 관절과 손가락에 활용하기 적합하다. 다만 특허에 포함된 설계가 실제 양산 제품에 적용될지는 추가 확인이 필요하다.

관절을 움직이는 액추에이터의 구조도 차이를 보인다. DS투자증권은 중국 유니트리 등 주요 제조사가 상대적으로 낮은 감속비를 활용하는 구동계를 채택했다고 분석했다. 반면 미국 테슬라와 피규어AI의 공개 설계에서는 높은 감속비를 구현하는 방식이 확인된다고 설명했다.

감속비는 모터의 회전속도를 얼마나 줄이는지를 나타내는 비율이다. 감속비에 따라 필요한 모터와 감속기, 제어장치의 사양이 달라진다. 이러한 설계 차이가 미국 제조사들의 부품 공급처 선정에도 영향을 미칠 수 있다는 분석이다.

◆새 시장 열린 K전장…관건은 가격경쟁력

미국 휴머노이드 제조사들이 부품 조달처를 다변화하면 국내 전기전자 산업도 새로운 수요처를 확보할 수 있을 것으로 전망된다.

국내 기업들은 스마트폰과 자동차 산업을 거치며 모터, 배터리관리시스템(BMS), FPCB 등의 생산 경험을 축적해 왔다. 해당 부품들은 휴머노이드에서도 관절 구동과 전력 공급, 신호 전달 등에 활용된다.

LG전자는 지난 1월 로봇용 액추에이터 브랜드 '악시움(AXIUM)'을 선보였다. 기존 가전용 모터 기술을 활용해 경량화와 고효율, 고토크 등의 경쟁력을 확보한다는 구상이다.

다른 국내 전자부품 기업들도 휴머노이드 분야로 사업을 확대하고 있다. DS투자증권에 따르면 디케이티는 지난 4월 휴머노이드용 충전 모듈 초도 납품을 시작했다. 지난 8월에는 북미 고객사에 배터리 모듈 관련 부품을 공급하기 시작했다. FPCB 제조업체 비에이치 역시 북미 휴머노이드 제조사의 공급업체 등록을 완료한 것으로 DS투자증권은 파악했다.

다만 새로운 공급망에 진입하더라도 중국의 원가경쟁력을 극복해야 한다는 과제가 남아 있다.

모건스탠리 분석에 따르면 중국 외 지역에서 휴머노이드 부품을 조달할 경우 원가는 중국 공급망 대비 약 2.9배 높은 것으로 추정된다. 전체 원가 차이의 78.8%는 액추에이터와 정교한 로봇 손에서 발생한다.

휴머노이드 시장의 본격적인 성장에도 원가 절감이 필수적이다. DS투자증권은 현재 사양에 따라 3만~15만달러(약 4000만~2억원) 수준인 휴머노이드 부품원가가 2만달러(약 2650만원) 이하로 낮아져야 대중적인 보급이 가능할 것으로 판단했다.