크레파스테크놀러지스 이정환 대표가 나노와이어 실리콘웨이퍼와 이를 잘라 만든 광센서 칩(오른손 안)을 소개하고 있다. [조문술 기자/freiheit@]

스마트기기, 웨어러블기기용 광센서가 보다 빨라지고 정밀해진다. ‘유연 광센서 복합모듈’이 국내에서 개발돼 상용화를 앞두고 있기 때문이다.

경기 안양의 크레파스테크놀러지스(대표 이정환)는 산업부와 산업기술평가관리원의 ‘수요자연계형 기술개발사업’에 참여해 연구개발 중이다. 총 72억원이 투입된 이 과제는 2017년 4월에 시작돼 2020년 12월 완료된다.

크레파스가 개발 중인 유연 광센서 복합모듈은 나노와이어를 이용한 280㎚∼1.8㎛ 파장 대역의 원칩형 제품이 특징. 이는 ▷280∼360㎚ 파장 대역의 자외선 검출 센서 ▷400∼750㎚ 파장 대역의 가시광(자연광) 조도검출 센서 ▷1.2∼1.8㎛ 대장 대역의 근적외선 수광센서 3가지를 개발해 통합하는 것이다. 쉽게 말해, 적외선·자외선·자연광 3가지 빛을 모두 인식해 전기적 신호로 변환하는 혁신적인 센서가 되는 셈이다. 이 경우 생산성도 크게 높아지게 된다. 일례로 근적외선은 거리측정에 주로 이용되는 빛이다. 적외선을 인식해 스마트기기를 끄고 켜는 센서가 개발된다. 이에 따라 스마트폰용 근조도 센서도 개발되고 있다.

크레파스테크 이정환 대표는 “센서 제조공정과 ROIC(Read Out IC)공정을 한 칩에 통합하는 신개념 광센서를 개발하려는 것”이라며 “이미 시제품 개발은 완료했다. 내년 중 모듈 개발을 마치고 양산, 시판까지 가능할 것으로 본다”고 밝혔다. 또 “내년부터 스마트폰 제조사 등 전 세계 IoT기기 회사들을 대상으로 한 프로모션도 준비하고 있다”고 전했다.

크레파스테크가 개발 중인 광세서는 헬스케어장치, 스마트폰, 웨어러블PC 등에 광범위하게 적용된다. 센서와 반도체IC 외 소재개발·패키징·신뢰성평가를 담당하는 3개 업체(엘엠에스, 두두원, KAIST)와 컨소시엄으로 이 과제에 참여하고 있다.

크레파스테크는 삼성전자에서 반도체 설계를 담당하던 이정환 대표가 동료 몇명과 함께 2013년 11월 설립한 센서반도체 전문업체다. 반도체 칩을 설계하고 생산하는 일을 주로 한다. 직원 22명으로 지난해 매출액 30여억원을 올렸다.

과제로 개발되는 광센서는 자외선B, C를 직접 감지해 기기를 작동시킨다. 헬스케어용 자외선 감지, 가시광 영역도 고감도로 감지해 조도센서 및 심박센서로 활용할 수 있다. 근적외선 영역도 고감도로 감지해 근접 및 ToF 센서로도 기능을 한다.

현재까지 해당 영역에 대해 기존 실리콘 포토다이오드에 비해 100배 이상의 우수한 광응답도를 확인했다는 게 크레파스테크의 설명이다. 투광성, 고내열성, 내충격성, 내투습성, 복원력이 우수한 유연소재 기술을 개발했으며, 개발 제품에 대한 특성평가가 진행되고 있다.

이 대표는 “최근 스마트폰의 전면디스플레이 적용에 따라 고감도의 저전력 제품이 필요한 언더디스플레이용 근조도 센서에 특화된 제품으로 활용성을 인정받아 여러 제조업체들과 적용을 논의하고 있다. 통합 3종 광센서 개발이 완료되면 수 천억원대 시장에 도전할 수 있게 된다”고 말했다.

크레파스테크는 이밖에 2016년 공기청정기용 먼지센서도 개발해냈다. 중국에 제품을 수출하고 있으며, 국내에서는한 양산차 모델에 첫 적용됐다. 먼지센서는 먼지의 크기, 농도 등을 측정해 공청기 작동여부를 알려준다. 작동이 필요한 경우에만 가동되므로 전력 사용을 최적화하고 기기수명을 연장할 수 있게 된다.

한편 수요자연계형 기술개발은 현재 시장수요가 크거나 향후 수요 급증이 예상되는 핵심 소재·부품 기술을 개발하는 사업. 개발에 수요기업이 공동으로 참여, 개발기간을 단축하고 개발된 부품·소재의 상용화 및 시장진입을 촉진한다. 이를 통해 중소기업이 개발에 성공해도 사업화 성공률이 저조한 문제를 개선해준다.

조문술 기자/freiheit@heraldcorp.com