▲ 센서 전문 중소기업 ㈜트루윈은 나노종합기술원과의 공동 개발을 통해 비냉각형 적외선 열영상센서 사업화에 국내 최초로 성공했다.

[기계신문] 최근 모바일, 자동차, 가전 등 IoT 서비스 시장이 확대됨에 따라 저화소, 초소형 비냉각 적외선 열영상센서의 수요가 폭발적으로 증가하고 있다.

이러한 가운데, 센서 전문 중소기업 ㈜트루윈은 나노종합기술원과의 공동 개발을 통해 비냉각형 적외선 열영상센서 사업화에 국내 최초로 성공했다.

적외선 열영상센서는 모든 물체에서 복사되는 적외선 영역 중 인체감지에 유리한 8~14㎛대의 원적외선을 검출하여 실시간 온도영상을 구현할 수 있는 센서로, 고가의 냉각기를 필요로 하는 광자형 센서에 비해 저가, 소형화가 가능하다는 장점이 있다.

사람, 가축, 자동차, 산불 등 각종 온도 모니터링이 필요한 보안, 국방, 산업용으로 사용되며, 수십만 원에서 수천만 원대의 다양한 제품이 출시되고 있다. 최근 코로나19 바이러스로 인한 체온 검사를 위해 중국이나 국내 관공서 중심 수요가 확대되고 있는 상황이다.

▲ 초소형 적외선 열영상센서 모듈(17um, 35um)

나노종합기술원은 “모바일용 초저가형 적외선 열영상센서 기술”을 2015년 6월 ㈜트루윈(舊㈜시리우스)에 이전한 후, 트루윈과 공동으로 제품경쟁력 확보와 차세대 적외선센서 사업화를 위한 제품개발을 지속 추진해 왔다. 그 결과, 기술원의 공정기술 안정화와 수율 개선, 트루윈의 제품 공급망 확보 등을 통해 사업화가 본격 추진될 예정이다.

사업화 성공 제품은 저화소(80×60 pixel array) 적외선 열영상센서로, 국내 최초로 반도체 호환공정을 적용하여 높은 수율 확보와 가격경쟁력을 획기적으로 높였다.

▲ (좌) 17um 픽셀구조 및 (우) QVGA 센서영상

미국 등 선진국에서는 대부분 금속 산화물계의 감지물질을 적용하고 있어, 특허 라이선싱과 수율 개선에 많은 어려움을 겪어 왔으나, 개발된 적외선 열영상센서는 기존 반도체 제조공정(CMOS)을 기반으로 대량 생산이 가능하다.

㈜트루윈은 최근 코로나 바이러스로 인한 열영상카메라의 핵심부품인 열영상센서의 수요 증가에 따라, 국내외 관련 기업의 주문이 증가하고 있어 올해 대폭적인 매출신장을 기대하고 있다.

최근 국내 엠테이크 및 중국 등 열영상카메라 전문기업으로부터 최소 총 10만개 제품주문을 받는 등 열영상센서의 제품으로 올해 약 120억 원의 매출을 예상하고 있다.

▲ ㈜트루윈 적외선 열영상센서 분야 사업화 현황 및 계획

국내 민수용 열영상카메라가 전량 수입되고 있는 상황에서, 이번 개발 제품이 열영상카메라 관련 국내기업에 납품될 경우, 열영상카메라 관련 국내기업의 세계시장 점유율 확대 및 매출신장에 크게 기여할 것으로 예상된다.

나노종합기술원 이조원 원장은 “이번 제품사업화는 반도체 핵심부품 국산화의 대표적 성공사례로, 향후에도 IoT센서 등 국가 시스템반도체 국산화의 첨병 역할을 할 계획”이라고 밝혔다.

㈜트루윈 남용현 대표는 “대전시의 첨단센서산업 육성 의지와 나노종합기술원의 전폭적 지원으로 이번 제품개발 및 사업화가 가능했다”며 “앞으로도 중화소 적외선 센서 개발을 기술원과 추진할 계획”이라고 전했다.

한편, 이번 사업화는 대전광역시 지원사업 「첨단센서 플랫폼 기반 구축사업」, 나노종합기술원의 최첨단 IoT센서 인프라 활용 제품개발 및 소량생산 지원을 통해 추진되었다.

대전시는 첨단센서산업 육성을 위한 다양한 기반구축 및 기업지원 사업을 추진 중이며, 2020년에는 기술원을 통해 「IoT센서 신뢰성 및 제품화 사업」, 「의료현장형 ICT 융복합 체외진단 시스템 고도화 사업」 등을 본격 추진할 예정이다.

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