BIOSENSTECH

[한스경제=변동진 기자] 바이오센스텍(대표이사 전승익)은 원천기술 특허인 3세대 TFT 영상센서(등록상표 duoPIX™)를 직접 설계·제작하는 기업이다. 이를 기반으로 한 하드웨어, 구동회로, 초고속 통신기술, 기구물, 영상처리 및 소프트웨어까지 디텍터전 과정에 대한 자체 기술을 확보하고 있는 세계 유일의 엑스레이 디텍터 제조사다.

디지털엑스레이 디텍터는 병의원과 치과에서 흔히 접하는 엑스레이 진단 촬영 외에도 전기차 배터리, 반도체, 전장, 건설, 항공, 선박 등 내부 결함 유무를 검사하는 산업용 엑스레이 검사 시장이 있다. 또한 공항과 항만 시설의 선적, 하역 물품에 대한 검사와 폭발물 등 위험물을 찾아내는 군사보안·폭발물 감지 시장이 있다.

산업용 엑스레이 검사 시장은 대상 피사체의 다양한 재료와 형태, 밀도 등으로 인해 그 요구되는 성능조건이 의료용에 비해 크게 높아 아직도 필름 엑스레이를 대부분 사용하고 있다. 전기차 배터리나 반도체 검사와 같은 혁신 성장 시장은 아직 도입 초기지만 제품의 안전성과 신뢰성 확보를 위해 필수불가결의 불량 검사 방법으로 기존 광학 검사를 대체 또는 보완해 향후 많은 수요와 성장이 예상된다.

대면적 엑스레이 디텍터의 개발 역사도 흥미롭다. 엑스레이 디텍터의 핵심 부품인 ‘TFT 영상센서’는 원래 복사기 제조사인 미국 제록스(現 디픽스사스핀오프)에 의해 1985년 싱글샷 복사기용 영상센서로 개발됐다. 이후 미국 베리안과 프랑스 트릭셀 등에 의해 엑스레이를 가시광선으로 변환해 주는 섬광체상용화가 완료되면서 TFT 영상센서를 기반으로 섬광체, 하드웨어, 소프트웨어를 주요 구성으로 한 엑스레이 디텍터가 완성됐다. 앞서 디지털 카메라가 필름 카메라를 대체한 것처럼 디지털엑스레이 디텍터 역시 기존 필름 엑스레이를 대체하고 있는 셈이다.

디지털 영상 기기인 디지털 카메라의 핵심 부품은 CMOS 영상센서이며, 이를 구동해 디지털 영상화하는 하드웨어와 소프트웨어 역시 중요한 개발 과정이다. 동일한 원리와 구동의 엑스레이 디텍터 역시 TFT 영상센서가 핵심 부품이며, 하드웨어와 소프트웨어 등의 개발을 통해 완성된다. 즉 엑스레이 디텍터의 최종 성능은 TFT 영상센서가 그 시작점이며. 절대적으로 좌우되는 것이다.

아쉽게도 국내 엑스레이 디텍터 제조사 중에는 TFT 영상센서를 직접 설계해 파운드리팹에 도면과 공정기술을 제공할 역량을 갖춘 곳이 없다. 때문에 중국과 대만의 업체로부터 2010년 특허 만료된 1세대 TFT 영상센서를 구매해 이를 엑스레이 디텍터로 제조하고 있다. 따라서 대동소이한 제조비용과 성능으로 업체 간 중복 투자는 물론 치열한 가격 경쟁을 벌이고 있다.

초고속·고해상도 산업용 동영상 엑스레이 디텍터 duraSCAN™1515D 출시

바이오센스텍이 이번에 선보이는 ‘duraSCAN™1515D’는 초고속·고해상도 동영상 엑스레이 디텍터다. 세계 최초로 3세대 duoPIX™ 영상센서인 Flash & Durable IGZO TFT 영상센서를 적용했다. 15cmX15cm 영상 영역과 73um 픽셀 사이즈, 스위처블 롤링 & 글로벌 셔터링, 비닝 없이 초당 50프레임 이상, 제로 수준의 이미지 지연과 젤로 효과, 60% 이상의 픽셀 충진율, 10Gbps 이더넷 통신 기술등을 구현했다. 

특히 기존 IGZO TFT와 CMOS 기반의 엑스레이 디텍터의 가장 큰 문제점으로 지적됐던 엑스레이 내구성 문제를 해결, 성능은 물론 제품 신뢰성을 동시에 확보했다.  주요 수요처는 산업용 자동화 엑스레이 검사기 시장, 즉 전기차 배터리, 반도체, 전장부품 등이다.

3세대 duoPIX™영상센서를 적용한 ‘duraSCAN™1417포터블 디텍터’는 비파괴검사, 폭발물감지, 군사보안용이다. 35cmX43cm 영상, 105um 픽셀 사이즈(13.5M pixels), IP67 방수 등급, 8시간/480장 이상 연속 촬영 배터리 사용시간, 180초 이상 연속 노출 시 최소 다이나믹 범위 손실과 노이즈 저감 기술, 3.6kg 무게, 5mm 미만의 암영역 등을 구현했다.

자동화 검사 요구에 맞춰 인공지능(AI) 기반의 영상처리 기술과 소프트웨어 개발도 연말까지 완료, 내년 1분기부터 포터블과 동영상 제품등에 적용해 보다 높은 수준의 엑스레이 영상 기술을 고객에게 제공할 예정이다.

현재 상품화 준비 중인 의료용 ‘careSCAN1515D’는 소형 C-arm, 치과용 CBCT 엑스레이 디텍터로 의료기 인증이 완료되는 내년 1분기부터 국내와 미국, 유럽 의료기 시스템 업체를 대상으로 영업을 시작할 예정이다.

빠르게 성장하고 있는 대면적 자동화 엑스레이 검사기 시장을 선점하기 위해 내년 30cmX30cm 영상영역과 73um 픽셀 사이즈, 비닝 없이 초당 50프레임 이상의 duraSCAN™3030D 대면적 동영상 엑스레이 디텍터를 출시한다. 이어 다중의 엑스레이를 감지해 이를 영상화 하는 dualPIX TFT 영상센서를 적용한 산업용 dualSCAN 시리즈를 2023년 세계 최초로 선보일 예정이다.

바이오센스텍의 임직원 과반수가 연구소 소속의 연구 인력이며 창립 이후 연구 인력 퇴사자가 단 한 명도 없다. 이는 정해진 근무시간에 연구개발 활동에만 전념할 수 있도록 여건을 조성한 결과다. 현재 정할 수 없는 기술적 자산임과 동시에 미래기술 선점에 대한 성장동력이 되고 있다.

전승익 바이오센스텍 대표는 하이닉스 반도체 TFT 연구소에서 처음으로 엑스레이 디텍터TFT 영상센서를 개발했다. 이후 방사선 핵물리학의 산실인 테네시대학과 오크리지국립연구소를 거쳐 디픽스와 메드사이언스테크널로지에서 근무 후 2018년 귀국해 바이오센스텍을 창업한 24년차 TFT 소자와 엑스레이 영상센서 및 디텍터 전문가다.

전 대표는 “세계 유일, 세계 최고의 영상센서부터 디텍터 완제품까지 전 과정에 대한 독보적인 기술력으로 글로벌 산업용 엑스레이 검사 시장과 의료용CT, 치과용 CBCT 시장에서 기술력·성장력·잠재력 ‘3力 1위’ 달성을 목표로 지속적인 기술개발과 매출 도약을 이뤄 2025년에는 바이오센스텍 전 구성원, 주주, 투자자와 그 성과물을 공유할 수 있도록 하겠다”고 강조했다.