나노람다코리아, 초소형 디지털 나노 분광센서 상용화 성공

- 일상생활에서 건강.식품안정성.미세먼지 등 모니터링 가능
- ㈜나노람다코리아, SPIE(국제광전자공학회) PRISM AWARD 수상

초소형 디지털나노 분광센서(자료제공: 나노종합기술원)

나노종합기술원(원장 이조원, 이하 “기술원”)은 센서 전문 중소기업인 ㈜나노람다코리아(대표 최병일, 이하 “나노람다”)와 공동개발을 통하여 세계 최초로 디지털 나노 방식 분광센서 상용화에 성공하였다고 지난달 22일 밝혔다.
  이번 개발제품은 기존 아날로그 방식의 분광분석기1)의 소형화.양산화.고정밀화라는 문제점을 반도체 공정기술을 활용하여 해결한 초소형 디지털 방식 분광센서2)를 세계 최초로 상용화하였다. 나노람다는 개발제품의 우수성을 인정받아, SPIE(국제광전자공학회) PRISM AWARD(Smart Sensing 부문)를 한국기업 최초로 지난달에 수상하였다.

[주석]

1) 분광분석기 : 물체에서 흡수 반사되는 파장(가시광선)을 분석하여, 비파괴.비침습 방식으로 물질의 성분 및 농도를 측정하는 분석기. 우주, 제약, 화학, 전자 등 다양한 산업분야에서 활용되고 있지만, 매우 고가이며 크기가 큰 장비로 일상생활에는 사용되지 못하고 있음.
2) 분광센서 : 초소형 분광분석기로, 최근 건강, 음식, 환경 분야 등 대형시장 응용분야에서 초소형 및 저가 분광센서에 대한 수요가 폭발적으로 증가 중. 유럽, 미국 등 광학분야 선진국에서 다양한 방식으로 개발 및 사업화 추진 중

Prism Awards는 SPIE(International Society for Optics and Photonics, 국제광전자공학회)가 매년 전문가 그룹의 엄격한 심사를 거쳐, 가장 혁신적인 신제품을 선정 시상하는 상이다. 그동안(2008년~) 주로 미국, 유럽, 일본 등 광학분야 선진국 기업이 수상을 독점해 왔다.
  기술원과 나노람다는 기술원의 8인치 반도체 테스트베드와 공정기술을 활용한 “초소형 디지털나노 분광센서”를 지속적으로 개발해 왔다. 현재, 공정기술 안정화와 제품성능 향상 등을 통해 제품개발과 시장개척이 활발히 진행 중이다. 나노람다는 2017년 초기제품 개발, 2019년~ 2020년 신제품 분광센서 및 응용제품 출시를 통해 전 세계 약 300여개 고객들이 나노람다의 디지털 나노분광센서를 이용한 응용개발을 진행하고 있다.
  이번에 Prism Award 수상한 제품은 2020년 출시된 제품으로 분광분석기(대형)의 성능을 갖추면서 모바일 웨어러블에 적용 가능할 정도로 크기를 획기적으로 줄인 것이 특징이다.
  나노람다 최병일 대표는 “전 세계적으로 초소형 분광센서에 대한 수요가 늘어나고, 고객사의 응용제품 개발완료 출시가 본격화되고 있어, 2021년부터 양산제품 매출 발생, 2023년 매출 200억 원 달성을 예상하고 있다”며 “기술원의 신규 구축장비, 불화아르곤 노광장비(ArF Dry Scanner, ASML)를 활용한 차세대 제품개발과 시제품 생산을 본격화할 계획”이라고 밝혔다.
  이조원 원장은 “이번 상용화 성과는 기술원의 8인치 반도체 테스트베드 활용한 첨단 광학센서 상용화 성공사례로, 그 혁신성을 세계무대에서 인정받았다는 점에 의미가 크다”며 “향후 기술원은 국가 시스템반도체와 IoT 센서산업 육성을 위한 기술원의 역할과 책임을 지속적으로 확대할 계획”이라고 밝혔다.

[초소형 디지털나노 분광센서 기술 및 응용 개요]

□ 디지털나노 분광센서 기술 및 경쟁력

- 기존 광학분야 선진업체에서 사용하고 있는 기술은, 300년 된 고전 광학 아날로그 방식으로, 소형화 하는데 한계에 도달
- 디지털 나노분광센서, 나노광학 및 나노 공정기술로 소형화 필요 → 디지털 신호처리 기술로 정확도 확보, 기존 아날로그 방식 한계 극복
- 개발제품은 크기가 5x5x3mm 수준으로 세계에서 가장 작은 분광센서이며, 340~1010nm 파장을 한 개의 센서로 구현하는 세계 최고 기술 수준(경쟁 기술대비 최소 두세대 앞선 기술 및 제품)

□ 다양한 대형 응용시장

- 맥박, 산소포화도, 혈압, 혈당 및 노화 등 건강지표 측정하는 헬스 모니터링
- 농업 작물의 건강상태 및 빛, 물, 토양 등 농업에 필요한 환경 모니터링
- 농산물, 가공식품 등의 품질, 등급 및 안전 측정
- 상수원부터 가정 수돗물까지 전국망 수질 실시간 모니터링
- 미세먼지 생성, 분포 및 흐름 등 전국망 공기질 실시간 모니터링
- 그 외에도, 조명, 화장품, 보안 등 다양한 분야에 응용 가능

초소형 디지털분광센서 응용시장

[나노종합기술원 개발 지원 내용]

□ 나노구조 웨이퍼공정 개발 지원

- 200mm 웨이퍼 CMOS 공정 활용
- 80nm 수준의 플라즈모닉 나노광학 구조 어레이 형성 공정
- 지원성과 : 핵심공정기술 안정화를 통한 기능 및 성능 확보

□ 차세대 리소그라피 및 에칭공정 기술

- 다양한 리소그라피 기술을 다각도로 검토 및 개발
- 활용장비 : E-Beam, 나노임프린트 등 / ArF Dry Scanner(예정)
- 지원성과 : ⓵ 공정가능성 및 센서 성능 확인 및 양산단계로 발전할 수 있게 함 ⓶ 다양한 나노 구조에 대한 실험으로 최적조합 구성 지원 ⓷ 적기 샘플제품 출시를 통해 조기 시장개척 지원

[㈜나노람다코리아 개요]
소재지 : 대전광역시 유성구
설립일 : 2010년 2월
주요 연역
- ‘13년 : X-Prize Nokia Sensing Finalist
- ’15년 : MWC, 바르셀로나, 전시회 출품
- ‘15년 : Crowd Funding Indiegogo 캠페인 실시
- ‘17년 : 온라인 스토어 오픈 및 개발키트 및 NSP32 센서 샘플 판매 시작
- ‘19년 : 2세대 센서모듈 NSP32m 출시
- ’20년 : 자체 응용제품 XL-500, BLE Spectroradiometer 등 출시

사업 분야
- 분광센서 (Spectral Sensor)
- 분광 이미지센서 (Multi-Spectral Imager)
- 파장범위 (UV, 가시광, 적외선 영역 센서)
- 응용디바이스 및 분광기반 데이터서비스

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<본 사이트에는 일부 내용이 생략되었습니다. 자세한 내용은 세라믹코리아 2021년 4월호를 참조바랍니다. 정기구독하시면 지난호보기에서 PDF를 다운로드 하실 수 있습니다.>