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[Made in Korea] 원자현미경 강국을 꿈꾼다! (주)파크시스템스

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작성자 kasia 작성일18-07-24 10:21 조회51회 댓글0건

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원자현미경 원천 기술, 신뢰성 확보 연구 개발로 세계 시장 선도 

절박함 갖고 학교에서부터 장비 제작 풍토 마련 필요

 

 

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우리나라 첨단 연구 장비 산업의 발전 수준은 아직 선진국과 격차가 있다는 것이 일반적인 평가입니다. 글로벌 대기업들이 주도하는 시장이다 보니 시장 진입도 힘들고 기술 개발에 들어가는 국내 기업들의 자원도 메이저 기업들에 비해 턱없이 뒤처지는 것이 사실입니다.  


국내 연구 장비 개발 업계의 이런 어려움을 타개하기 위해 한국기초과학지원연구원(이하 KBSI)에서는 대전과 전주에 ‘국산연구장비 활용랩’을 구축·운영하고 있습니다. 연구자들은 이곳에서 국산 연구 장비를 직접 사용해 보며 제품의 우수성을 확인할 수 있고, 사용하면서 느끼는 점을 기업에 전달해 더 좋은 장비를 개발할 수 있도록 합니다. 국내 연구장비산업 생태계를 지원하기 위한 KBSI의 노력 중 하나입니다.

이 활용랩에 있는 장비 중에는 세계 기술을 선도하는 제품도 있습니다. 바로 ㈜파크시스템스의 원자현미경(Atomic Force Microscope)입니다. ㈜파크시스템스(이하 파크시스템스)는 국내 유일의 원자현미경 제작업체로 코스닥에 상장될 정도로 시장에서 인정받는 연구 장비 기업입니다.

 


원자현미경 기술 세계 최초 상용화한 박상일 대표

 

원자현미경의 역사는 그다지 오래되지 않았습니다. 1980년대에 들어서야 원자현미경에 대한 기술적 발견이 있었습니다. 파크시스템스 박상일 대표는 원자현미경의 아이디어를 창안하고 발전시킨 공로로 2016년 9월 ‘제2의 노벨상’이라는 카블리상을 받은 학자인 스탠퍼드대 물리학과 켈빈 퀘이트(93) 명예교수의 제자입니다. 박 대표는 퀘이트 교수 랩에서 박사학위를 받은 후 1988년 원자현미경을 세계 최초로 상용화한 회사인 PSI(Park Scientific Instrument)라는 회사를 창립합니다. 이후 그는 9년을 현지에서 회사를 운영하다 귀국해 두 번째 창업에 도전했는데 그 회사가 바로 파크시스템스입니다.

 

한국에 돌아온 박 대표는 기존 원자현미경의 약점을 고쳐나가겠다고 다짐했습니다. 원자현미경이 기존 현미경으로 측정할 수 없는 아주 작은 영역의 데이터까지 확인할 수 있지만, 장비가 너무 민감해 신뢰성을 확보하기 어려웠습니다. 학교나 연구소에서 사용하는 데는 큰 무리가 없지만, 산업용으로 판매하기에는 신뢰성이 문제였습니다. 파크시스템스는 신뢰성 확보를 위해 3가지 아이디어를 제품에 적용했습니다. 


먼저 3차원의 세 가지(X-Y-Z) 축을 모두 하단의 원통형 튜브스캐너에 달았던 기존 제품을 개량해 Z축만 따로 상단 스캐너로 분리했습니다. 이를 통해 소프트웨어의 이미지 보정 없이 완전한 평면 이미지를 정확한 값으로 얻어낼 수 있습니다. 

다음은 비접촉 모드로 측정할 수 있도록 했습니다. 원자현미경은 나노 크기의 시료를 측정하기 때문에 탐침이 매우 미세합니다. 기존 접촉 방식에 의한 측정은 탐침의 마모가 빠르기 때문에 측정을 반복할수록 동일성과 정확성이 떨어집니다. 이를 비접촉 모드로 바꿔주면서 신뢰성을 높이게 됐습니다.

마지막으로 사용자 편의를 위한 자동화 소프트웨어 ‘Smart Scan’을 제작했습니다. 기존 장비는 엔지니어가 수동으로 시료 샘플의 좌표 값을 입력하는 등 엔지니어의 전문 역량에 많이 의존했습니다. 하지만 소프트웨어를 자동화함으로써 장비를 범용화했습니다. 더 많은 사람이 쉽게 장비를 활용할 수 있게 만든 겁니다.

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300mm wafer 측정용 AFM 장비 'NX-Wafer' 모델

 

 

원천기술과 한계점 극복으로 2018 코스닥 라이징 스타 선정

 

현재 원자현미경 세계 시장 규모는 전자현미경 시장의 1/10 정도입니다. 전자현미경 시장이 약 4조 원이라면 원자현미경은 4000억 원 규모에 불과합니다. 하지만 이 분야는 가장 빠르게 성장하고 있는 시장 중 하나입니다. 특히 산업용 원자현미경 시장은 이제 막 급격하게 성장하고 있는 단계입니다. 


파크시스템스는 성장 일로의 시장에 원천기술을 확보하고 기존의 문제점을 해결하려는 노력을 통해 매년 20~30%씩 고속성장하고 있습니다. 2018 에는 코스닥 라이징 스타로 선정돼 그 가능성을 인정받았습니다. 

조상준 상무이사는 “원자현미경 제조기술 자체가 기술진입 장벽이 매우 높은 기술이라 쉽게 모방할 수 없다”며 “원천기술을 확보해 반도체 공정용 원자현미경 시장을 통한 매출 성장을 이룰 수 있었다”고 밝혔습니다. 이어 “2005년 이후 기술성장기업 상장특례를 통해 상장된 44개 회사 중 투자자들에게 내걸었던 추정 순이익을 실제 달성한 유일한 기업”이라고 자랑했습니다.

세계 최대 기업도 선뜻 진입하지 못한 반도체 업계에 파크시스템스의 제품은 성공적으로 안착했습니다. 이제는 원자현미경하면 ‘한국’이 가장 먼저 떠오를 수 있도록 브랜드 네임을 구축하겠다는 목표를 세우고 있습니다.


국산장비 발전 위해서는 만들어 사용하는 풍토 조성돼야

 

국산장비가 발전하기 위해 꼭 필요한 일은 무엇일까요? 조 상무는 “첨단 연구를 하시는 분들이 연구 장비는 사는 것이 아니라 만들어야 한다는 풍조가 생겨야 한다"고 주장합니다. 이를 통해 기업과 연구자가 자연스럽게 문제 해결을 위해 협력할 수 있어야 한다는 뜻입니다. 대학에서 장비를 구매해서 사용하는 관행에 젖다 보니 장비를 만들 수 있는 인력을 양성하지 못하고 회사에서는 인재 찾기에 어려움을 겪고 있습니다. 국내 과학기술 투자비가 해외 장비 구매로 반출되고 있는 것도 아쉬운 부분입니다.

현재 국내 계측기기 시장 상황에 대해 물으니 곧바로 “후진국 수준”이라는 답변이 돌아왔습니다. 인프라, 인력, 고객 신뢰, 연구자 인식 등 모든 면에서 매우 뒤처진다는 충격적인 평가였습니다. 박상일 대표가 이미 원자현미경 분야에서 매우 유명한 인물임에도 불구하고 파크시스템스의 ‘Made in Korea’ 제품에 대한 불신이 커서 어려움을 많이 겪었다고 합니다. 

“2003년 일본의 저명 교수 16명이 신문에 ‘첨단기기의 국산화를 촉구하는 결의문’을 발표한 적이 있습니다(‘03.5.26, 일본공업신문). 일본 첨단과학이 외국 계측장비에 의존한다는 것이 국가적인 위기라는 것이 핵심 내용이었습니다. 당시 일본의 연구장비 국산화율은 60%였습니다. 현재 우리나라 첨단계측기기의 국산화율은 고작 10%입니다.”

다행히 KBSI와는 이러한 문제의식에 대해 의견이 일치해 서로 인연을 맺게 됐습니다. 조 상무가 이사로 있는 한국분석과학기기협회(KASIA)가 KBSI 내에 있는 것도 양측의 인연을 이어가는 좋은 계기가 됐습니다. 현재 협회와 KBSI는 지속적인 협조를 통해 절박한 현실을 타파하기 위해 노력하고 있습니다.

조 상무는 “KBSI가 가는 길은 쉬운 길이 아닙니다. 어렵고 장벽이 많습니다. 하지만 사람들의 인식을 바꾸고 꾸준히 노력해 나가면 잠재력이 풍부한 우리나라의 산업 분야를 육성하는 데 큰 역할을 할 것으로 기대합니다”라고 희망을 전했습니다. 

파크시스템스는 오는 8월 22일~23일까지 양일간 한국나노기술원에서 개최하는 ‘2018 NanoScientific Symposium Korea’ (www.spmkorea.org)를 후원하며 관련 산학협력의 기회 확대를 모색하고 있습니다. 이 행사에는 김윤석 성균관대 교수 등이 참석해 국내 원자현미경 연구자들과 소통하는 기회가 될 것으로 기대하고 있습니다. 파크시스템스의 이런 노력이 더 큰 성과로 이어지기를 기대합니다.

 

 

 

 출처] [Made in Korea⑥] 원자현미경 강국을 꿈꾼다! ㈜파크시스템스|작성자 KBSI 

 

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