로봇 구동계 [1/5] 피지컬 AI 시대, 로봇 구동계가 왜 핵심인가: 휴머노이드 원가와 국내 7대 기업

로봇이 사람의 말을 알아듣는 것과, 공장에서 하루 종일 물건을 옮기는 것은 다른 문제다. 물체를 보고 작업 순서를 이해하더라도 관절이 뜨거워지거나 기어가 충격을 견디지 못하면 로봇은 멈춘다. 가격이 너무 높아도 공장 안으로 들어가기 어렵다.

그래서 피지컬 AI를 볼 때는 AI 모델만큼이나 모터·감속기·제어기·센서가 묶인 구동계를 봐야 한다. 어느 회사가 로봇을 시연했는지보다, 그 로봇의 관절을 누가 얼마나 안정적으로 생산할 수 있는지가 부품 기업을 이해하는 출발점이다.

이 글은 피지컬 AI와 휴머노이드 원가 구조를 먼저 짚고, 에스피지·에스비비테크·로보티즈·삼현·레인보우로보틱스·하이젠알앤엠·우림피티에스를 같은 틀에서 비교한다. 기준일은 2026년 10월 18일이며, 실적·시설 규모·향후 계획은 각각의 기준 기간을 함께 적었다.

① 피지컬 AI: 답하는 AI에서 행동하는 AI로

전통 산업용 로봇은 사전에 입력한 궤적과 조건을 높은 정밀도로 반복하는 데 강하다. 협동로봇은 작업자와 가까운 공간에서 조립·이송·검사 같은 작업을 돕는다. 피지컬 AI는 여기에 시각·언어·행동을 연결하는 학습 체계를 더한다.

VLA(Vision-Language-Action)는 카메라로 얻은 장면과 언어 지시를 로봇의 행동으로 연결하는 접근이다. 정해진 위치의 물건만 집는 것에서 나아가 물건의 위치나 작업 환경이 달라졌을 때 대응하는 것이 목표다. 다만 모델의 발전이 곧바로 모든 현장의 완전자율 작업을 뜻하지는 않는다.

휴머노이드는 사람이 쓰던 작업대·계단·도구를 활용할 수 있다는 점에서 관심을 받는다. 테슬라 옵티머스, 보스턴다이내믹스 아틀라스 등은 이 흐름의 대표 사례다. 그러나 개발·파일럿 투입·실제 양산·상업적 수익화는 서로 다른 단계다. 시연 영상과 대규모 유료 발주를 같은 증거로 읽어서는 안 된다.

실제 작업을 하려면 인식과 추론뿐 아니라 균형 제어, 충돌 대응, 연속 가동, 배터리, 안전 검증이 함께 맞아야 한다. 구동계는 이 가운데 힘과 움직임을 직접 만들어내는 부분이다. 소프트웨어가 좋아져도 관절의 열과 마찰, 기어 수명이라는 물리적 제약은 남는다.

② 성장 전망은 크지만, 출하량과 시장 정의부터 확인하자

휴머노이드 시장은 높은 성장 가능성과 큰 전망 편차를 동시에 가진다. Omdia 분석을 전한 2026년 10월 5일 중앙통신사(CNA) 보도는 2025년 출하 약 1.3만 대, 2035년 연간 출하 260만 대 전망을 소개한다. 이는 로봇의 범위와 집계 방식에 따라 달라질 수 있는 시장조사 수치이며 확정된 미래 실적이 아니다.

원가를 분석할 때도 ‘휴머노이드’ 안에 무엇을 포함하는지 중요하다. 두 다리로 걷는 전신형 로봇, 바퀴가 달린 이동형 양팔로봇, 교육·연구 플랫폼을 모두 같은 단가와 관절 수로 계산하면 부품 수요를 과장하기 쉽다.

액추에이터 시장에 관해서는 로봇신문의 2026년 1월 보도가 밸류에이츠 리포트(Valuates Reports) 전망을 인용한다. 해당 보도의 출발점과 종착점은 2024년 1.5억 달러 → 2031년 98.64억 달러이며, 보도상 연평균 성장률은 80%다. 두 끝값을 7년으로 직접 계산하면 약 81.85%로, ‘연 80% 안팎’이라는 표현과 대체로 부합한다.

다만 이 숫자는 2차 보도를 통한 전망 인용이다. Omdia의 출하 전망과 Valuates의 부품 시장 전망은 출처도, 포함하는 시장도 다르다. 두 자료를 곱하거나 나누어 로봇 한 대당 매출을 단정하기보다, 관절 수 증가와 단가 하락이 동시에 일어나는 시장이라는 방향을 읽는 데 쓰는 편이 낫다.

③ 휴머노이드 원가에서 구동계가 큰 이유

BOM(Bill of Materials)은 제품을 구성하는 부품과 그 원가를 말한다. 휴머노이드에는 여러 개의 팔·다리·몸통 관절과 손가락 구동부가 들어간다. 관절 하나의 원가를 조금 낮춰도 로봇 전체에서는 그 효과가 여러 번 누적된다.

위 예시에서는 리니어 액추에이터 27%, 로터리 액추에이터 24%, 다관절 손 19%다. 세 항목의 합은 70%다. 나머지는 AI 컴퓨팅·칩 10%, 센서·비전 4%, 배터리·열관리 4%, 기타 기구부 12%로 구성된다.

여기서 ‘구동계’에 손을 포함하는지, 손 안의 구동부를 따로 분류하는지에 따라 비중이 달라진다. 따라서 ‘구동계가 50~70%’와 ‘구동계·손 합산 70%’를 똑같은 통계처럼 쓰지 않는 것이 중요하다. 이 글에서는 그림의 분류를 그대로 따라 ‘액추에이터와 손의 합산 70%인 분석 사례’로 한정한다.

또 감속기는 액추에이터를 이루는 부품 중 하나다. 감속기의 액추에이터 내부 원가 비중과 감속기의 완성로봇 전체 원가 비중은 분모가 다르다. 예컨대 액추에이터 안에서 감속기가 30%라고 해서 로봇 전체 원가의 30%라고 옮겨 쓸 수는 없다. 손과 리니어 구동부까지 모두 같은 감속기 구조를 쓰는 것도 아니다.

관절이 많아지면 부품 수요도 늘지만, ‘자유도 = 감속기 개수’는 아니다

• 6축 협동로봇: 기본 팔 관절은 6축이다. 그리퍼·주행부가 붙으면 구동부는 추가된다.
• 4족보행: 다리당 관절 수에 따라 12~16축 등의 구성이 가능하다. 보행 충격과 힘 제어가 중요하다.
• 이동형 양팔로봇: 팔, 몸통, 바퀴, 그리퍼를 어디까지 포함하는지 확인해야 한다. RB-Y1 공식 사양은 팔 7축×2, 다리/몸통 6축, 그리퍼 1축×2, 바퀴 1축×2로 총 24 DOF다.
• 전신형 휴머노이드: 몸통·사지와 손의 독립 구동 수에 따라 달라진다. 여러 손가락을 하나의 구동기로 묶는 텐던 방식 등에서는 관절 수와 모터 수가 일치하지 않는다.

정밀한 수요 추정에는 ‘로봇 출하 대수 × 확인된 대당 부품 수 × 공급 점유율 × 단가’가 필요하다. 기종마다 다른 수량을 일괄 적용하거나, 시장 전체 출하량을 특정 업체의 매출로 곧바로 연결하면 과대 추정이 된다.

④ 감속기 단품에서 3-in-1 통합 액추에이터로

감속기는 모터의 빠른 회전을 낮추면서 관절에 필요한 토크를 전달한다. 하모닉(파동기어), 유성, RV·사이클로이드 방식은 구조와 강점이 다르다. 어느 한 방식이 모든 관절을 차지하기보다 정밀도·충격·무게·열·가격 조건에 따라 쓰임이 달라진다.

기존에는 완성로봇 업체가 감속기, 서보모터, 엔코더, 드라이버를 따로 조달해 조립하는 경우가 많았다. 휴머노이드에서는 작은 관절 안에 여러 기능을 넣어야 하므로 배선과 조립, 방열, 무게를 함께 최적화해야 한다. 모터·감속기·제어기를 묶고 엔코더 등 센서를 통합하는 스마트 액추에이터가 주목받는 이유다.

‘3-in-1’은 보통 모터·감속기·제어기를 묶는 명칭이다. 센서가 포함돼도 같은 이름을 쓰는 사례가 있어, 숫자만 보고 기능 구성을 판단하기보다 실제 사양을 확인해야 한다. 저감속 구동인 QDD도 유성기어라는 부품명과 동일어는 아니다. QDD는 낮은 감속비와 모터·제어 설계가 결합한 구동 접근이다.

• 완성로봇 업체: 부품 조합·배선·튜닝 부담을 줄일 수 있지만 모듈 공급사 의존도와 교체 비용을 고려해야 한다.
• 부품 업체: 감속기 단품보다 공급 범위가 넓어진다. 동시에 모터 열관리, 펌웨어, 센서 보정, 품질 보증 역량도 요구된다.
• 양산 경쟁: 시제품 최대 성능보다 연속 출력, 수율, 고장률, 납기, 서비스 대응이 중요해진다.

⑤ Non-China 공급망: 한국 기업의 기회는 ‘자동 수혜’가 아니다

휴머노이드 부품에서는 중국 업체의 가격 경쟁력과 생산 규모가 중요한 변수다. 반면 관세, 보안 요구, 수출 통제, 조달 다변화는 비중국 공급사를 검토하게 만드는 요인이다. 한국 업체에는 일본·중국 외의 선택지를 제공할 기회가 있다.

에스피지의 경우 IBK 분석을 전한 로봇신문 보도는 외산 대체 시장에서 20~30% 낮은 가격과 납기 대응을 경쟁력으로 꼽는다. 그러나 이는 해당 기업과 적용 시장에 대한 평가다. 국내 모든 업체가 일본 제품보다 같은 폭으로 저렴하거나 중국 제품보다 내구성이 높다고 일반화할 근거는 아니다.

중국산을 일부 대체해도 자석·희토류·반도체 등 원재료와 부품 조달의 중국 의존은 남을 수 있다. 비중국 조달 요구와 완전한 비중국 공급망은 다르다. 실제 고객 인증, 발주, 양산 납품, 수익성으로 이어지는지를 확인해야 한다.

⑥ 국내 7대 기업 요약 비교

아래는 제품·전방 관계·생산능력·실적을 함께 읽기 위한 비교표다. 휴대전화에서는 기업별 카드로 볼 수 있게 구성했다. 실적은 억 원 단위로 반올림했으며, 생산능력은 실적이나 수주를 뜻하지 않는다. 고객 관계도 양산 공급, 시제품, 개발 협력, 지분 관계를 구분해 적었다.

⑦ 숫자를 읽을 때 놓치기 쉬운 네 가지

CAPA는 최대 대응 능력이고 매출은 실제 판매 결과다

생산능력은 가동시간, 품목 구성, 평균판매가격 같은 가정에 영향을 받는다. 연 50만 개를 만들 수 있다고 해서 당장 50만 개가 팔리는 것은 아니다. 생산설비가 있어도 고객 인증과 수율 안정화가 늦어지면 고정비 부담이 먼저 나타난다.

샘플 공급과 본양산 수주를 분리하자

연구기관이 부품을 구매한 것, 시제품에 채택된 것, NDA나 MOU를 맺은 것, 장기 양산 계약을 체결한 것은 다르다. ‘고객사 이름’보다 공급 단계·계약 수량·납기·매출 인식이 중요한 이유다.

성장률은 반올림 전 숫자로 계산하자

에스비비테크 2025 매출 72억 원과 전년 55억 원은 반올림한 값이다. 실제 공시액 7,198,979,874원과 5,465,590,414원으로 계산하면 증가율은 약 31.7%다. 보기 편하게 반올림한 숫자를 다시 계산하면 원래 증가율과 달라질 수 있다.

영업이익과 순이익은 서로 다른 질문에 답한다

삼현의 2025 순이익이 영업이익보다 큰 이유에는 금융수익과 세금 효과가 있다. 우림피티에스의 영업이익 증감은 전년 적자에서 흑자로 바뀐 것이므로 단순히 ‘174.3% 성장’이라고만 적는 것보다 흑자전환이라고 쓰는 편이 정확하다. 부품 채택 기대와 현재 본업 수익성은 분리해야 한다.

정리: 로봇 테마보다 ‘관절의 경제성’을 보자

피지컬 AI가 넓어질수록 로봇은 더 많은 움직임과 더 긴 연속 가동을 요구받는다. 구동계는 그 요구를 실제 힘으로 바꾸는 자리다. 국내 업체들이 정밀감속기 단품을 넘어 통합 액추에이터를 준비하는 이유도 여기에 있다.

다만 국내 7개 기업은 같은 사업을 하지 않는다. 기존 모터·기어박스가 현금을 만드는 회사, 연구개발과 증설 부담이 큰 회사, 완성로봇 생태계를 만드는 회사를 같은 매출 배수나 고객사 목록만으로 비교하면 중요한 차이가 사라진다. 제품 → 채택 단계 → 실제 생산 → 매출 → 이익의 순서로 확인하는 것이 이 시리즈의 기준이다.

자료와 참고 링크

• EY 한영, Beyond AI: 휴머노이드가 여는 산업의 미래 – 부품 원가 구성. Bank of America Global Research 인용.
• Omdia, General-purpose Embodied Intelligent Robots, 2026 / CNA, Omdia 출하 전망 보도(2026.10.05).
• 로봇신문, Valuates 액추에이터 시장 전망 인용(2026.01.19).
• 레인보우로보틱스 RB-Y1 공식 사양 / 삼성전자, 레인보우로보틱스 지분 확대 발표.
• 로봇신문, IBK 에스피지 분석(2026.07.20) / 넥서스타임즈, 한국투자증권 에스피지 생산라인 분석 / 에스피지 2026 상반기 잠정실적 보도.
• 에스비비테크 2025 사업보고서 / 에스비비테크 2026 상반기 실적 / 에스비비테크 MobED 및 손익 보도.
• 삼현 2025 사업보고서, 요약 연결재무정보·연결재무제표 주석 22·26 / 뉴스핌, 한국투자증권 삼현 생산능력·수주단계 분석.
• 리드경제, 로보티즈 2026 상반기 손익·우즈베키스탄 계획 / 알파경제, 로보티즈 2025 실적·생산계획.
• 레인보우로보틱스 2026 반기 공시 요약 / 세종 신사옥 준공 보도.
• 하이젠알앤엠 조선소 휴머노이드 과제 / 하이젠알앤엠 공시 집계.
• 우림피티에스 제품 믹스·증설 계획(2025.10.17) / 우림피티에스 2025 손익 / 우림피티에스 보스턴다이내믹스 공급단계 보도.

시장 전망·증권사 추정·회사 계획은 실제 실적과 다를 수 있다. 이 글은 산업과 기업 구조를 살펴보기 위한 자료이며 특정 종목의 매수·매도를 권유하지 않는다.