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후학 양성에 힘써온 대학교수가 창업을 통해 반도체, 의료, 환경 등 다양한 분야에서 활용할 수 있는 기술 개발에 나서면서 관심이 모아진다.
에피솔루션(EPI Solution)은 중적외선 레이저 및 에피 파운드리 사업화를 목표로 기술 연구 및 제품 개발, 성능 개선 등 10여명의 구성원이 구슬땀을 흘리고 있는 스타트업이다.
신재철 에피솔루션 대표는 “에피솔루션은 국내 최초로 중적외선레이저 사업 등을 추진 중인 혁신적인 스타트업으로 고부가가치 제품 생산 등을 통해 수요를 넓히고 화합물반도체, 가스 센서 등 분야에서 경쟁력을 강화해 일자리 창출에도 기여하고자 한다”고 밝혔다.
‘윗 방향으로 더해진다’는 의미를 가진 ‘Epi’는 재료나 재료 결정을 특정 방향으로 가공하는 방법 등의 뜻도 가지고 있다.
중적외선레이저 분야에서 차별화된 경쟁력을 갖추기 위해 에피솔루션은 △전사모사팀 △에피팀 △공정팀 △측정팀 등 연구개발 및 행정 부서를 갖추고 소자 제작·공정 최적화·제품 품질 관리 등 진행 중이다.
현재 동국대학교 전자전기공학부 교수로 재직 중인 신 대표는 경희대에서 학·석사를 마친 뒤 미국 위스콘신대에서 박사 학위를 받았고 영남대 물리학과 교수, 한국광기술원 선임연구원, 미국 일리노이대 박사후연구원, 한국과학기술연구원 위촉연구원 등 20년 이상 화합물반도체 광전소자 에피 및 소자 분야 전문가로 활동해왔다.
그는 “에피솔루션은 세계 최고 수준의 에피 성장 기술을 보유한 전문가들이 모여 설립한 기업”이라며 “중적외선 대역의 양자폭포레이저 및 가스 센서 시장에서 입지를 확고히 할 수 있는 단계별 성장 전략을 추진 중”이라고 말했다.
이어 “최종적으로는 성공적인 사업 운영을 바탕으로 IPO(기업공개) 상장 등 에피솔루션의 비전과 목표를 실현하고자 한다”고 덧붙였다.
- EPI솔루션을 소개한다면?
“에피솔루션은 국내 최초로 중적외선 레이저 및 에피 파운드리 사업화를 목표로 하는 혁신적인 스타트업이다. 세계 최고 수준의 에피 성장 기술을 보유한 전문가들에 의해 설립된 에피솔루션은 반도체 에피 성장 솔루션을 제공하는 전문 기업으로 자리매김하고 있다.
에피솔루션의 현재 보유하고 있는 계단형 양자우물 구조의 국제특허를 기반으로 국내 최초의 상온 연속동작 양자폭포레이저를 개발 중이다. 국내외 중적외선 레이저 칩 수요에 효과적으로 대응하고자 에피솔루션은 반도체 초격자 에피구조 설계·에피성장·소자 제작·특성 평가 등의 기술을 결합한 고품질의 레이저 제품을 시장에 선보일 계획이다.
이어 대면적 고품질 III-V 화합물반도체 에피 파운드리 서비스를 제공할 예정이다. 기존 2인치 직경 기판 제조 기술을 개선해 3인치 직경 기판 상에서 화학기술 증착 장치를 활용, 고품위의 광전 소자 에피 소재를 성장시키고자 한다. 이를 통해 우수한 광전 특성을 가진 레이저 다이오드(LDs)·발광 다이오드(LEDs)·광검출기 및 태양전지의 에피구조 제작을 목표로 하고 있다.
에피솔루션은 고부가가치 제품 생산을 통해 고객의 연구개발 범위를 확장하는 등 궁극적으로 국내 화합물반도체 및 가스 센서 산업의 세계 경쟁력을 강화하고 매출 증대 및 일자리 창출에 기여하고자 한다.”
- 계단형 초격자 구조를 가진 고출력 중적외선레이저에 대해 설명해달라.
“중적외선레이저는 전자기 스펙트럼의 중적외선(mid-IR) 영역에서 빛을 생성하는 레이저 시스템이다. 일반적으로 파장이 약 3-8마이크로미터(μm)로 정의되며 경우에 따라 2.5-25μm까지 확장될 수 있다. 특정 파장 범위 내에서 일관되고 강력한 광빔을 생성하는 능력을 가진 중외적외선레이저는 분광학·의료 시술·군사 기술·환경 모니터링 등 다양한 응용 분야에서 유용하게 사용된다.
특히 중적외선레이저는 분자의 진동과의 상호작용으로 인해 분자의 감지 및 식별에 적합하다. 이는 화학 분석 및 연구에서 중요한 역할을 하며 의료 및 군사 분야에서의 수요를 증대시킨다.
고정된 단일 파장으로 빛을 방출하는 고정 중적외선 레이저는 높은 정확도와 특이성을 요구하는 응용 분야에서 중요하게 사용되며 가스 감지 및 환경 모니터링과 같은 특정 분자를 정확하게 식별하는 데 적합하다.
광대역 중적외선레이저는 더 넓은 스펙트럼 범위를 커버할 수 있어 다양한 물질의 감지와 분석을 가능하다. 튜너블 중적외선레이저는 특정 범위 내에서 출력 파장을 유연하게 조정할 수 있어 과학 연구와 의료용 이미징에 널리 활용된다.
미사일 방어 및 화학 생물학적 위협 탐지 등에서 고도의 대응 능력을 제공할 수 있는 중적외선레이저 기술은 환경 모니터링에서 오염 물질과 온실가스 수준을 정확하게 측정하는데 도움이 되고 있다.
에피솔루션의 계단형 초격자구조 고출력 중적외선레이저는 전자가 열적으로 탈출할 수 있는 기존 구조에서 물질 에너지를 계단 형태로 변경해 전자의 탈출을 최소화하면서 광전변환효율을 획기적으로 증가시켰다. 이는 고감도 가스 센서 및 미사일 방어 시스템과 같은 분야에서의 응용 가능성을 더욱 높였고 범위를 확대해 다양한 산업에서의 활용도를 극대화하는 데 기여하고 있다.”
- EPI솔루션을 설립하게 된 계기는?
“미세 분진의 발생은 대기 오염을 초래하며 인간의 건강과 안전에 중대한 위협이 된다. 산업현장에서 빈번히 발생하는 가스 누출 사고는 인명 피해와 경제적 손실을 초래한다.
이러한 문제를 해결하기 위해 에피솔루션은 중적외선 대역의 고출력 양자폭포레이저를 활용하여 가스 센서를 개발하고 있다.
중적외선 대역은 주요 분자의 강한 흡수 스펙트럼을 가지고 있어 극소량의 가스 분자도 감지한다.
에피솔루션은 국내 최초로 중적외선레이저 및 에피 파운드리 사업화를 위한 스타트업으로 세계 최고 수준의 에피 성장 기술을 보유한 전문가들이 모여 설립한 기업이다. 주요 생산품으로는 계단형 초격자 구조를 가진 고출력 중적외선 레이저 에피 및 칩이 있으며 III-V 화합물 반도체 광소자 에피 파운드리 서비스를 준비 중이다.
에피솔루션의 설립은 환경과 안전 문제에 대한 사회적 책임을 다하고 기술적으로도 선진국의 독점에서 벗어나 한국이 글로벌 시장에서 경쟁력을 갖출 수 있도록 기여하고자 한다.”
- 그동안 쌓아온 연구 성과 등을 소개해달라.
“에피솔루션의 창업 준비 과정은 중적외선 대역 발진 양자폭포레이저에 대한 오랜 연구와 경험을 바탕으로 체계적으로 진행됐다. 20년 이상의 기간 동안 관련 분야에서 에피 성장, 소자 제작 공정 및 특성 평가에 관한 심층적인 연구를 수행해다.
100편 이상의 국제 논문을 출판하고 20건의 국내외 특허를 등록하는 등 연구 성과를 쌓아왔다. 세계에서 가장 우수한 열특성을 가진 양자폭포레이저를 제작했으며 이와 관련된 해외 특허 두 건을 등록했고 기술 이전 등의 경험도 있다.
현재 동국대 전자전기공학부 교수로 재직하며 후학 양성과 활발한 연구를 진행 중이다. 사업화와 관련해 14건의 특허를 등록했으며 이 중 11건은 국내, 3건은 해외에서 등록했다. 연구책임자로서 12년 동안 총 65억 원 이상의 정부 과제를 수주한 경험이 있으며 이러한 경력은 에피솔루션 창업의 중요한 기반이 됐다.”
- 창업 과정과 그동안 성과는?
“창업 준비 과정에서는 중적외선레이저 시장에 대한 면밀한 분석이 진행했고 국내외 시장의 수요·경쟁력 및 기술적 동향을 파악하여 사업의 방향성을 설정하고 사업 모델을 구체화하는 데 주력했다.
창업 초기에는 양자폭포레이저 제작에 필요한 고난이도 공정과정을 충분히 이해하고 이를 지원할 수 있는 인프라와 시설을 구축하는 데 집중했다.
에피솔루션 창업 후 한국광기술원과 한국나노기술원과의 업무협약을 체결했다. 이를 통해 협력 관계를 구축하고 기술 개발 및 상용화에 있어 중요한 기반을 마련했다.
글로벌 기업인 레이저 컴포넌트(Laser Component)와 계약을 통해 미국 애리조나의 생산팀과 4만 달러 규모의 에피 소재 용역 계약을 체결한 상태다.”
- 그동안 도움 받은 창업 프로그램은?
“동국대 창업진흥센터의 예비창업패키지 사업을 통해 많은 도움을 받았다. 기술 창업을 위한 다양한 지원이 있었고 Pre 스타트업 시뮬레이션 프로그램은 창업 관련 행정, 법무, 세무 등 실무사항에 대한 이해를 높이는 과정이었다.
마켓두드림(BM 고도화) 프로그램에서는 비즈니스 모델을 객관적으로 진단하고 이를 개선하기 위한 개별 솔루션을 제공받았다. 나두IR 경진대회 운영을 통해 비즈니스 모델을 투자 관련 전문가들에게 소개할 수 있는 기회를 얻었다. 이 과정에서 시장성을 구체적으로 검증받고 투자 유치에 대한 피드백을 받을 수 있는 기회였다.”
- 에피솔루션의 향후 계획은?
“에피솔루션의 첫 번째 목표는 양자폭포레이저의 개발 및 상용화다. 이를 위해 에피솔루션은 계단형 양자우물구조를 활용하여 우수한 열특성을 가진 양자폭포레이저 칩과 패키지를 제작하고, 국산화를 거쳐 국내외 시장에 진출하고자 한다.
두 번째 목표로 제품 특성을 향상시키고 등록된 특허 및 기반 기술을 바탕으로 중적외선 대역 레이저 칩의 성능 개선 등을 설정했다. 이를 위해 모듈 및 패키지 기업과 협력하여 초기 판로를 확보하고 고감도 가스 센서 제작에 필요한 추가 자금을 확보하기 위한 투자 유치를 진행할 예정이다.
세 번째 단계로 중적외선 대역 레이저를 이용한 원격·초고감도 가스 센서를 개발할 계획이다. 의료, 산업, 군사 등 다양한 분야에 적용 가능한 응용 시스템을 개발해 국내외 센서 수요업체를 통해 판로를 확보하고 매출 증대를 목표로 하고 있다.
에피솔루션은 단계별 성장 전략을 통해 중적외선 대역의 양자폭포레이저 및 가스 센서 시장에서의 입지를 확고히 하고, 다양한 응용 시스템 개발을 통해 지속 가능한 성장을 목표로 하고 있다. 이를 통해 최종적으로 IPO 상장을 추진하여 회사의 비전과 목표를 실현할 계획이다.”
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