한인 스타트업, 10배 싼 ‘적외선 카메라’ 개발

실리콘밸리에 있는 한국 스타트업이 기존 제품보다 훨씬 작고 10배 이상 저렴한 적외선 카메라를 개발했다.

2014년 창업한 스타트업 스트라티오(대표 이제형)는 8년간의 연구 끝에 최근 게르마늄을 활용해 만든 센서를 장착한 적외선 카메라를 개발했다.

적외선 카메라는 눈에 보이는 가시광선이 아닌 적외선을 감지해 육안으로 보이지 않는 부분까지도 볼 수 있게 해주는 카메라다.

그동안 그 기능에 비해 적외선 카메라는 실생활에 사용되지 못했다. 높은 가격 때문이었다.

스탠퍼드대 석박사 출신의 이제형 대표는 “세계적으로 판매되는 적외선 카메라는 평균 1대당 2만 달러(2천600만 원)가 넘는다”고 말했다.

이에 대부분 국방이나 항해하는 선박 등 해양 부문에서 활용됐다.

스트라티오가 개발한 적외선 카메라는 가로와 세로가 각각 6.6cm, 두께는 2.8cm다. 가로와 세로만 각각 10cm가 넘는 기존 제품의 약 4분의 1 크기다.

이미 판매를 시작한 가격도 1700 달러(220만 원)로 기존 제품의 10분의 1도 되지 않는다. 가격을 크게 낮출 수 있었던 것은 센서 개발로 가능했다.

비욘센스(BeyonSense)라는 이름의 스트라티오 적외선 센서는 인듐갈륨비소(InGaAs)라는 물질을 사용하는 기존 센서와 달리 게르마늄(Germanium)을 이용했다.

적외선 센서는 실리콘 웨이퍼에 빛을 흡수하는 물질을 결합하는 방식으로 제조되는데, 현재는 대부분 이 인듐갈륨비소가 사용되고 있다.

이 물질은 비싼데다가 웨이퍼와 화학적 결합이 되지 않아 두 개를 수작업으로 일일이 붙여야 했다. 이는 간단치 않고 약간의 오차만 발생해도 에러가 발생해 가격이 높을 수밖에 없었다.

반면, 게르마늄은 인듐갈륨비소보다 쉽게 구할 수 있고 빛도 잘 흡수하지만 잘 사용되지 않았다. 영하 180도 이하에서만 작용하는 특성 때문이었다.

스트라티오는 우선 게르마늄을 웨이퍼와 화학적으로 결합하는데 성공해 에러율을 대폭 줄였다. 이어 새로운 이미지 센서 구조를 만들었다.

빛을 전기로 바꾸는 기존 방식(포토 다이오드)이 아니라 빛을 전하로, 이를 다시 전기로 바꾸는 방식(charge modulate divice·CMD)을 개발한 것이다.

이를 통해 상온에서는 불가능하다는 게르마늄 활용을 가능하게 만들었다. 구하기 쉬운 물질을 이용해 제품의 불량률을 크게 줄이면서 가격을 확 낮춘 것이다.

이 대표는 “당초 개발에 5년을 생각했었는데, 3년이 더 걸렸다”며 “센서 개발로 적외선 카메라 실용화에 속도를 낼 수 있게 됐다”고 말했다.

이 센서 크기는 가로와 세로 각 6mm로, 스트라티오는 앞으로 크기를 계속 줄여 휴대전화 일반 카메라처럼 적외선 카메라도 장착할 수 있게 한다는 계획이다.

그는 “적외선 센서는 깜깜한 밤에 운행하거나 음식물에서 이물질을 가려내는 등 가격만 낮출 수 있으면 실생활에 활용도가 높을 것으로 생각한다”며 “3년 안에 B2B가 아닌 B2C 기기로 보급하는 것이 목표”라고 말했다.