세계 최고 기술개발부터 역수출까지 비결은?

KIST K클럽 운영, 45개 중소기업 기술·마케팅·인력 등 지원

KIST 연구성과 발판 ‘히든챔피언’으로… 바이오 신시장 개척도

 

"우리 회사 이름은 몰라도 KIST를 모르는 사람은 없다. KIST의 연구성과를 바탕으로 상용화를 진행함으로써 소비자의 기술신뢰도를 얻을 수 있다."(박준호 로보케어 대표)

R&D(연구개발)라는 씨앗이 상용화라는 열매를 맺기 위해 필요한 것은 꾸준한 투자와 관심을 통한 기초연구·응용연구 등이다. 한 분야의 선두그룹이 되기 위해 꾸준한 R&D는 필수가결. 그러나 수익창출이 중요한 기업입장에서는 성공확률이 높지 않은 R&D에 무조건 투자하기는 쉽지 않다.

그런 가운데 KIST의 히든챔피언과 함께하는 동반성장 시스템이 화제다. KIST가 보유하고 있는 인적·기술자원을 기술력과 성장잠재력이 큰 히든챔피언(강소기업)과 연계해 글로벌 경쟁력을 갖춘 기업으로 성장하도록 돕는 시스템으로 벌써 세계 최고 기술개발 등 하나둘 성과를 내고 있다.

1966년 설립된 KIST는 철강, 기계, 자동차, 선박, 전자 등 중공업 부분을 입안하는 등 우리나라 과학기술 산실로 국가성장과 발전에 밑거름이 되어왔다. 산업계 기술지원에 이바지하는 등 산업현장과도 밀접하게 움직여왔다. 2000년대 이후 창의적인 원천기술과 대형 융합기술 개발에 도전장을 내밀면서도 산업계와의 연결고리는 꾸준하게 이어왔다. 

최근에는 본원과 강릉, 전북 분원에 중소기업센터를 운영하며 K-클럽(45개社의 중소기업으로 구성된 KIST 패밀리기업)을 통해 기술 지원부터 마케팅지원, 자금지원, 인력지원,   경영컨설팅 등 전주기적인 지원 중이다. 

산업계는 KIST와 공동연구개발을 통해 의료계에서 절실하게 필요성이 요구됐던 체내에서 녹는 뼈고정용 의료기기를 개발해 상용화에 성공했으며, 인간의 얼굴과 동작을 인식해 간단한 대화가 가능한 로봇을 국내외에 판매 중이다. 

뿐만 아니라 암 조직 분포도를 정확하게 알려주어 암수술 부작용을 최소화 하는 형광물질 개발과 레이저 기술을 이용한 의료용·산업용 기술 상용화, 모터기술을 통한 초고화질 스마트폰카메라 시장을 준비 중에 있다. 

KIST와 오랜 기간 꾸준하게 공동연구를 수행한 4개 강소기업을 찾았다. 수 천 수 만 번의 시도에도 포기할 수 없었던 R&D과제의 비하인드 스토리와 향후 계획 등을 들어봤다

KIST 출신 벤처1호 ‘레이저옵텍’, K클럽 발판 삼아 ‘한국형 히든챔피언’ 도전

정밀가공에 사용되는 레이저기기는 미래 산업의 핵심 분야지만 2000년대 초반까지 100% 수입에 의존하고 있어 이를 국산화하는 것이 국가적으로 시급한 과제였다. 이에 KIST는 순수 국산기술의 레이저를 개발했고, 이를 주도했던 주홍 박사는 해당 기술을 바탕으로 산업용·의료용 레이저를 생산하는 ㈜레이저옵텍(대표 주홍)을 설립했다. 

1997년에 제정된 ‘벤처기업육성특별법’에 대학교수와 연구원 등의 벤처 창업을 장려하기 위한 겸직 조항이 포함됨에 따라 2000년 KIST에서도 첨단 기술을 바탕으로 한 16개의 연구원 벤처 창업이 이루어졌는데 주홍 대표 역시 그때 창업에 나섰던 것. 

레이저옵텍은 높은 기술력을 요구하는 고주파 레이저 기기를 생산, 2006년 국산 레이저 업체 최초로 삼성전자 반도체 클리닝 장비를 납품했고, 이는 이전까지 반도체 공정에서 사용하던 화학약품을 대체하면서 환경오염을 크게 줄이는 데도 일등공신 역할을 했다. 

2008년부터는 색소제거와 여드름, 제모 등의 피부과 치료 및 라식수술 등에 사용되는 의료용 레이저 기기를 제작, 현재는 산업용과 의료용이 각각 매출의 50%를 차지하고 있다. 특히 레이저옵텍은 28개국에 대리점을 운영, 매출의 70%가 해외시장에서 발생하고 있으며, 15년이 지난 지금 KIST에서 연구원창업 16개 벤처 중 유일하게 살아남은 기업이다.

탄탄한 기술력을 바탕으로 꾸준히 성장해 온 레이저옵텍은 2013년 K클럽으로 선정되며, ‘한국형 히든챔피언’이 되기 위한 도약의 기회를 마련 중이다. 

특히 기대를 모으고 있는 것은 전영민 KIST 박사와 진행 중인 기술상용화 과제. 같은 연구실 선후배로서 20년 지기인 두 사람은 전 박사가 연구한 최첨단 초고속 피코(picosecond:1조분의 1초) 레이저 기술을 적용한 의료용 레이저기기를 개발 중이다. 색소질환 치료 및 문신 제거에 쓰이는 기기로서 현재 전 세계적으로 활용되고 있는 수천만대의 기기를 대체할 만한 기술 파급효과가 있다. 

주홍 대표는 “피코초 레이저 기술은 기존 나노초 레이저 기술에 비해 부작용이 적고 치료효과가 우수하며, 특히 우리 시스템은 두 파장의 레이저를 한 시스템에 구현하여 선두업체들에 비해 기술력과 가격에서도 경쟁력이 뛰어나다”며 “두 달 안에 개발을 마치고 내년 말 출시를 목표로 하고 있다”고 설명했다.

전영민 박사는 “피코초 펄스폭의 레이저는 수 십 년 동안 학술적으로 연구해온 것이지만, 최근 세계적으로 산업분야에서도 그 실용적인 가치를 인정받아, 우리도 이번에 첨단의료기기에 적용하게 된 것”이라며”라며 “주 대표가 연구원 출신이라 커뮤니케이션 등의 문제는 없지만 출시시기에 따라 매출이 급변하는 업계의 흐름에 맞춰 개발하는 것에 상당한 압박감을 느꼈다”고 어려움을 토로했다.

이어 전 박사는 “개발한 기술이 제품에 적용되고 시장에서 인정받아 레이저옵텍이 성장하는데 도움이 된다면 그보다 큰 보람은 없을 것”이라며 “마지막까지 기술적 완성도를 높이기 위해 최선을 다하겠다”고 덧붙였다.

마지막으로 주 대표는 “K클럽은 내부 기업 간 교류가 활발해 정보도 얻을 수 있고 무엇보다 KIST의 최첨단 기술과 우수한 연구 인력과 공동연구 할 수 있다는 것이 큰 장점”이라며 “KIST 출신 벤처를 대표하는 기업으로서 2017년까지 한국형 히든챔피언으로 성장하는 것이 목표”라고 피력했다.

위기를 기회로…바이오액츠, 바이오 신시장 노린다

국내 사망원인 1위인 암을 치료하기 위해서는 암조직을 제거하는 수술이 필요하다. 하지만 암세포와 정상세포를 정확히 구분하기 어려워 암 제거는 의사의 숙련도에 맡겨져 왔다. 그러다보니 실제 암 조직보다 더 많은 부분을 제거해 환자 몸에 부담을 주거나, 제대로 제거되지 않아 재발의 위험성이 높았다. 

위험성을 줄이기 위해 과학기술자들이 낸 아이디어가 있다. 스프레이나 극소 주사를 통해 암세포를 표시해주는 생체용 형광염료를 개발하는 것. 그러나 아직 이론으로만 존재할 뿐 상용화된 사례는 없다.

여기에 산연이 공동으로 도전장을 내밀었다. KIST의 김세훈 박사팀과 ㈜바이오액츠(대표 나종주)가 주인공이다. 두 기관은 형광으로 암을 마킹하는 기술을 개발, 상용화에 박차를 가하고 있다.

 

인체에 사용되는 기술인만큼 기술이 개발되더라도 임상에 오랜 시간이 걸리지만 바이오액츠는 KIST가 개발한 임상이 완료된 물질을 활용해 암 마킹기술을 개발, 시장을 선점한다는 계획이다.

김세훈 박사와 나종주 대표는 생체용 형광염료기술을 통해 암 마킹기술뿐 아니라 임신 테스트기처럼 소변이나 혈액을 통해 암이나 유행성 질환 등 질병을 현장에서 조기 진단할 수 있는 키트를 개발하고자 한다.

바이오액츠과 KIST 인연은 2006년으로 거슬러 올라간다. 1976년 섬유용 염료 제조업체로 출발해 사업 쇠퇴기에 접어들었던 바이오액츠는 새로운 성장동력을 발굴하는 과정에서 항균염료를 개발한 경험을 살려 바이오 염료 연구개발을 시작, KIST와 인연을 맺었다. 

바이오액츠는 지금까지 8건의 KIST 기술을 이전받아 유전자, 세포, 조직 및 소동물 등의 영상 구현을 위해 사용되는 바이오형광시약과 생체분자 형광표지물질 제품 등을 공동 개발하고 있다. 

공동연구를 통해 2009년 산업통상자원부에서 지정하는 '생체분자 표지물질 우수제조기술연구센터' 로 선정된 바 있으며, 2010년에는 생체 분자 염료 합성 기술을 인정받아 신기술인증(NET)을 획득했다. 2012년부터 본격 영업을 시작해 매출도 상승 중이다. 바이오액츠는 해외진출을 위해 국내 뿐 아니라 미국 퍼듀대학을 통해 연구성과를 검증받아 신뢰성을 높이고 있다.

연구소와 기업이 공동연구를 통해 성과를 내는데는 연구소가 가진 전문적 지식과 기업이 현장에서 몸소 체험하며 얻은 시장의 이해가 있었기에 가능했다.

완벽한 기술을 구현하려는 연구자와, 시장에서 필요로 하는 전략기술을 파악하고 있는 기업 간 논의가 시장에서 원하는 기술개발의 실현가능성을 극대화시킨 것이다.

김세훈 박사는 "우리가 개발한 기술이 세상에 어떻게 적용될지, 시장의 수요가 어떠한지를 알기 쉽지 않지만 기업과 공동연구를 통해 시장에 맞는 전략기술을 개발할 수 있다"며 "실험실 연구성과가 실제 세상에 녹아들어가는 과정은 우리에게도 굉장히 흥미롭고 기쁜 일"이라고 말했다.

나 대표는 섬유용 염료를 제조하며 선진국 기술을 따라가기 급급했던 과거의 모습에서 탈피해 출연연과 공동연구 및 과감한 R&D투자를 통해 세계 1등 바이오염료개발을 이끌 계획이다. 바이오액츠는 1991년부터 매출 평균 7%를 R&D에 투자하고 있으며, 작년 10%넘게 투자해 총 26개 물질특허를 보유하고 있다. 

"중국이 섬유를 시작하면서 제조업의 한계를 느끼며 기술을 중심으로 한 사업이 얼마나 중요한지를 깨닫는 계기가 됐다. 돈을 버는 것도 중요하지만 기업은 철학을 가져야한다. 월드베스트와 퍼스트 기술을 실현하지 않는다면 우리는 팔로우(Follow)에 머물 수밖에 없다. 섬유를 통해 팔로우를 해보았으니 바이오 산업에서는 퍼스트(First)가 될 수 있도록 KIST와 공동연구를 통해 최선을 다하겠다."(나종주 대표)

세계가 인정한 KIST 로봇기술…소비자 신뢰로 이어져

KIST의 대표적 연구성과 중 빠지지 않는 것이 ‘로봇’분야다. 위험작업 로봇 ‘롭해즈’부터 휴머노이드의 시초인 ‘센토’, 두발 보행이 가능한 ‘마루’와 ‘아라’, 인간의 표정을 기계적으로 구현 가능한 ‘메로’, 독거노인 서비스가 가능한 ‘실벗’, 자폐치료로봇 ‘카로’ 등은 KIST역사와 함께한다. 특히 메로는 2010년 미국 타임지선정 세계 50대 발명품 9위를 차지하기도 했다. 

인력과 규모면에서도 국내 최대 로봇연구소를 보유한 KIST는 연구성과를 상용화하기 위해 지난 2012년 KIST 신기술 창업 1호 기업으로 ‘로보케어(대표 박준호)’를 창업했다.

로보케어의 박준호 대표는 KIST 출신으로 기계공학 박사다. 그는 KIST 연구경험을 바탕으로 20여 년간 산업계에 몸담으며 시장에서 요구하는 기술과 기술 상용화를 위해 필요한 시장경제관념 노하우 등을 축적한 인물이다. 과학자이자 사업 경험이 풍부한 박준호 대표와 국내 최고 기술을 보유한 KIST 로봇연구자들의 의기투합은 그렇게 시작됐다. 

로보케어의 주력 상품은 '실벗'과 '메로'다. 실벗은 지능로봇 연구개발과 실제 서비스를 위한 플랫폼으로 어린이 영어교육과 노인을 위한 서비스에 적합한 형태로 개발됐다. 대학연구용 교재나 공공기관에서 인간을 대신하는 서비스 분야에도 적용 가능하다.

메로는 감성적 인터랙션을 위해 개발된 로봇으로 인간의 표정을 기계적으로 섬세하게 구현 가능하다. 안내, 전시, 홍보, 엔터테인먼트를 위한 로봇으로 활용 가능하다. 

그러나 로봇시장은 수요가 많지 않아 매출을 내는 것이 쉽지 않았다. 첫 판로를 구축하는데 애를 먹었다. 그 때 크게 도움이 됐던 것이 KIST다. 박준호 대표는 “로보케어라는 회사가 잘 알려지지 않았지만 KIST와 공동연구를 했다는 것에 대해 많은 소비자들이 신뢰 해주었다”고 설명했다. 로보케어는 2013년~2014년 매년 10억 이상 씩 매출을 올리고 있다. 

로보케어의 기술력을 믿고 첫 러브콜을 보낸 곳이 국립 과천 과학관. 이후 입소문을 타고 춘천, 부천 로봇 체험관, 판교 어린이 도서관,  국립 중앙과학관 등 대부분의 국내 로봇체험관에 로보케어 로봇을 판매했다. 과학관 이외에도 노인 복지관에 치매예방용 로봇으로 노블 카운티, 경기 광역치매센터, 부산광역 치매센터에 판매가 됐다. 

최근에는 국내를 넘어 세계시장에서도 수요가 늘고 있다. 상하이에서 열린 로봇전시회에서 로보케어의 제품들이 큰 호응을 얻은 것. 로보케어는 중국 상하이과학원과 계약을 체결하고 판매를 예정 중에 있다. 박 대표는 “중국은 시장이 크기 때문에 많은 수요가 있을 것으로 예상된다”며 “미국과 유럽 등으로 시장을 넓히기 위해 전시회 참여와 에이전트 계약 등을 진행하고 있다”고 말했다.

로보케어는 현재의 기술에 만족하지 않고 KIST와 자폐아 관련 로봇과 가정용 소형로봇개발을 추진 중이다. 실벗과 메로를 개발한 김문상 KIST 박사가 로보케어 기술자문으로 활동하는 등 꾸준히 교류하며 로봇분야 동향을 공유한다. 양 기관은 향후 HRI( Human-Robot Interaction)과 같이 스마트한 로봇을 개발하는데 박차를 가할 계획이다.

박 대표는 “로봇을 어느 분야에 응용하느냐에 따라 성능이 달라지는 만큼 응용분야별 기술을 KIST와 공동 개발할 것”이라며 “세계를 선도할 수 있는 새로운 기술은 KIST와, 상용화를 위한 안정화를 확보하는 것은 전문제조업체와 협력해 소비자들이 안정적으로 로봇을 사용할 수 있도록 하겠다”고 말했다.

수년의 기다림, 역수출 쾌거 이루다

"모터기술은 아무리 좋아도 신뢰성이 확보되지 않으면 채택되기 어렵습니다. 모터기술을 주도하고 있는 일본시장에 처음 우리기술로 개발한 모터를 수출했을 때의 설렘을 아직도 잊을 수 없습니다."

피에조테크놀리지(대표 윤성일)는 2000년 11월 KIST 출신 연구원들이 주축이 돼 세운 회사다. 강종윤 KIST 박사가 피에조테크놀리지의 기술고문으로 활동하는 등 꾸준한 공동연구를 추진 중이다.

양 기관은 협력을 통해 최근 초음파 모터를 개발, 미국과 일본 등 일부 선진국에서만 생산하던 기술 장벽을 무너뜨렸다. 초음파모터의 원조 격인 일본에 2003년부터 제품을 역수출하는 등 기술력으로 승부를 걸고 있다.

피에조테크놀리지는 삼성전자와 미국의 하니웰(Honeywell), 일본의 히타치(Hitachi), 이탈리아의 코판(Copan) 등 국외 대기업에도 각종 오토포커스 (Auto Focus)모듈, OIS(Optical image stabilizer)모듈, Pan Tilt 모듈, ICR(Infrared cut Removal)모듈을 수출 중에 있다.

최근에는 스마트폰 탑재가 가능한 초소형 초음파 압전 선형모터(TULA)제품을 개발하는데 성공했다. 고가의 디지털카메라에서 구현할 수 있었던 카메라의 줌 기능과 품질을 작은 스마트폰에서도 구현할 수 있는 기술로 스마트폰카메라 시장의 혁명을 일으킬 것으로 기대된다.

그러나 국내외에서 피에조테크놀리지 기술이 인정받기까지는 꽤 오랜 노력이 필요했다. 모터기술이 아무리 좋더라도 신뢰성이 확보되지 않으면 시장진입이 어렵기 때문이다.

윤성일 대표는 "KIST의 회전형초음파모터를 기술이전 받아 설립됐지만 3년 동안 신뢰성을 얻는데 시간을 쏟을 수밖에 없었다"고 지난 과거를 회상했다. 

실제로 그는 3년 신뢰성을 구축하느라 큰 수익을 내지 못했다. 하지만 그 사이 반도체장비의 검사장비용 스테이지를 개발, 일본 첫 수출에 성공했다. 그는 "모든 것이 순조롭게 풀릴 것이라 설렘과 만감이 교차했다"고 말했다.  

일본 역수출에 성공한 윤성일 대표는 KIST 연구진과 시장에 순응 할 수 있는 여러 가지 모터 개발에 집중했다. KIST는 기초기술 개발을 담당하고, 피에조테크놀리지는 시장으로부터 얻은 고객의 니즈 제공 및 응용기술개발을 담당했다. 그 결과 2005년 TULA개발에도 성공했다. 

TULA는 사진품질이 좋고 줌 기능이 발달되어있지만 고가인데다 무거운 DSLR의 성능을 능가하는 스마트폰 카메라개발의 핵심 기술이다. 구조가 간단하고 가벼운 것이 특징이며 무소음, 무전자파로 친환경 모터라 할 수 있다. 

그러나 또 한 번 신뢰성이라는 난관에 부딪혔다. TULA는 벤처캐피탈 업체로부터 가장 많은 러브콜을 받았지만 신뢰성이라는 과제 앞에 투자가 성사되지 않은 것. 

그는 “시장에서 기술의 필요성이 강조됐지만 어쩔 수 없었다”며 “많은 우여곡절 끝에 1년이 지난 시점에서 한국산업은행과 연계해 투자에 성공해 무사히 과제를 진행해 기술력을 한 단계 끌어올리는 성과를 얻었다"고 말했다.

 

투자유치 후 피에조테크놀리지는 TULA관련 기술을 유럽과 미국, 중국 등에 특허 등록했으며, 기술을 기반으로 삼성전자의 하이브리드 DSLR 카메라(NX시리즈) OIS(손떨림보정)모듈, 일본히타치의 감시카메라의 ICR(필터체인지) 모듈, 미국 하니웰의 바코드장비의 카메라에 적용되는 AF(Auto Focusing)모듈, 유럽 핀란드 회사의 의료기기 장비에 적용되는 AF모듈 등 세계시장에 기술을 수출하고 있다.

지난해 6월에는 미국의 L사와 대규모 초소형, 고해상도 카메라를 장착한 스마트 카메라 및 스마트 폰 생산을 위한 오토포커스(Auto Focus)모듈 기술개발 계약을 체결했고, 1년여 개발기간에 걸쳐 제품 개발을 성공한데 이어 올해 본격적인 양산체제를 구축중이다. 현재 300만 달러 1차 수출계약을 위하여 양산 투자 및 단가협상을 진행하고 있다. 올해 본 오토포커스(Auto Focus)모듈이 적용된 스마트 카메라 출시를 시작으로 내년 상반기에는 본격적인 스마트 폰 시장 진입이 예상된다.

윤 대표는 "몇 번이고 실패의 고배를 마셨지만 이 기술이 시장에 만개할 수 있으리라는 믿음으로 여기까지 왔다"며 "더 폭 넓은 R&D투자와 독자적인 기술개발을 통해 시장을 리딩할 수 있는 세계 일류 기업이 될 수 있도록 정진 할 것"이라고 말했다.