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[소부장100 스타트업 IR] 광학 R&D 파워로 정밀도 높이고 단가 낮춘 적외선렌즈 개발한 뷰닉스

이창훈 기자
입력 2022/03/22 10:17
수정 2022/03/22 13:53
코로나방역 기여하면서 본격 성장궤도 진입 ‘일거양득’
진공압축성형 특허공법으로 中제품대비 30%단가 인하
김정호 대표 “자율차 적외선센서 시장이 큰 기회될 것”
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어린 시절 누구나 한번쯤 돋보기로 햇볕을 모아 물건을 태우는 놀이를 해본 적이 있을 것이다. 이때 초점이 작을수록 열이 응집돼 빨리 불이 붙는데 이리저리 돋보기를 움직여 아무리 작게 하려고 해도 일정 크기 이하로는 줄어들지 않는다. 우리가 가지고 놀던 돋보기, 즉 비구면렌즈는 표면의 각도에 따라 광선의 굴절이 일어나면서 한 곳에 모이게 된다. 렌즈 표면을 통과하는 광선이 완벽한 최소점에 수렴하지 못하는 것은 둥글게 깎인 볼록렌즈의 표면곡률에서 발생하는 구면수차(Spherical Aberration)라는 광학적 한계 때문이다.

이 구면수차를 최소화하기 위해 가운데가 볼록하게 가공된 렌즈를 비구면렌즈(Aspheric Lens)라고 한다. 고도의 정밀성이 요구되는 광학기술의 결정체다.

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카메라에 쓰이는 비구면렌즈는 망원이냐, 광각이냐에 따라 가공법이 바뀐다.


극한의 정밀도가 필요한 군사 및 특수목적용 렌즈는 일반적으로 고정밀도의 다이아몬드 절삭가공(DTM; Diamond Turning Machining) 방식으로 정밀도를 구현해 낸다. 첨단광학을 기반으로 한 렌즈가공은 고부가가치 제조업 중에서도 하이엔드 영역이다. 카메라용 렌즈라면 여전히 니콘, 캐논, 시그마 같은 일본의 전통 브랜드를 떠올린다.

일본이 독보적 아성을 구축한 광학렌즈 기술에서 혁신적 제조공법으로 ‘적외선용 비구면렌즈’의 신기원을 개척한 한국 기업이 있다.


“뷰닉스라는 사명은 어두운 곳과 함께 미래의 시장도 본다는 뜻”


우선 회사 이름이 의미심장하다. 본다라는 의미의 영어 뷰(View)와 어둠이라는 뜻의 라틴어 닉스(Nyx)를 조합한 뷰닉스다. 회사의 모토는 ‘보이지 않는 곳을 보다(See the Unseen)’이다. 뷰닉스는 이제 막 성장궤도에 들어선 ‘라이징 스타트업’이다. 대부분의 스타트업이 그렇듯이 뷰닉스도 현재에 이르기까지 위기의 순간들이 있었다.

광주광역시의 뷰닉스 본사를 찾아가면서 우리말로 '빛고을'인 광주의 지명과 연관이 있지 않을까 라는 막연한 생각을 해봤다.

학구적인 분위기의 김정호 뷰닉스 대표이사는 직원을 시키지 않고 현관까지 내려와 우리를 안내했다.

“국책연구기관인 한국광기술원 초기부터 16년 연구활동을 하면서 비구면렌즈 제조기술에 대해 노하우를 쌓게 됐습니다. 아닌게 아니라 한국 정보통신기술(ICT산업)의 초석을 놓은 김대중 전 대통령께서 광학을 전문으로 연구하는 국책기관을 설립하면서 빛 광(光)자를 가진 광주로 위치를 정해주셨다고 합니다. 물론 진짜 그런 이유는 아니고 지역균형개발 차원에서 상대적으로 낙후된 광주에 신규국책연구소를 배정한 것이지요.”

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뷰닉스의 모태가 된 광주광역시 한국광기술원 전경



뷰닉스는 설립부터 기반구축, 성장토대마련까지 ‘연구개발(R&D) 파워’가 전부라 해도 과언이 아니다. 구성원이 모두 한 조직에서 같은 개발을 하던 동료라는 점에서 남달리 강한 결속력과 독특한 기업문화를 가지고 있다.

“저희 회사는 저를 포함해 한국광기술원에서 10년 넘게 다양한 광학렌즈 연구개발 경력을 가진 박사급 연구원 3명이 2016년 창업했습니다. 이듬해에 제품생산을 위한 기본적 라인업을 구축했습니다.

사실 국책연구원은 안정된 직장이고 회사를 만들었다가 자칫 부도라도 내면 어쩌나 하는 두려움 때문에 창업을 한다는 것은 생각지도 못한 일이었습니다.

그런데 저희가 개발했던 적외선 비구면렌즈 제조공법을 인연이 있었던 CCTV 카메라 제조사 사장님이 보시더니 ‘이걸 연구소에서만 묵힐게 아니라 회사를 만들어 세계시장에 진출하면 국내산업 경쟁력에 기여할 수 있지 않겠느냐. 그게 바로 애국하는 길이다’라고 독려하셔서 고민 끝에 창업하게 된 것이죠.

창업초부터 차량장착 나이트비젼 카메라의 핵심부품인 적외선광학렌즈 생산, 판매를 목표로 출발했습니다.


적외선 렌즈를 생산하는 회사라는 정체성을 강조하기 위해 사명을 뷰닉스로 정했습니다.

뷰닉스의 의미는 View와 Nyx의 합성어로서 뷰는 보다라는 의미의 영어이고 닉스는 그리스 로마신화에 등장하는 ‘태초의 어둠’이라는 라틴어입니다.

갈수록 늘어나는 CCTV는 물론, 자율자동차용 센서 등에서 인간의 눈이 보지 못하는 적외선 영역을 보는 렌즈 수요가 늘어날 것으로 보고 그 분야에서 최고의 기업이 되고자 했습니다.

저희 회사 슬로건은 ‘See the Unseen from ViewNyx’ 즉 ‘뷰닉스로부터 보이지 않은 곳을 보다’인데 인간이 볼 수 없는 영역을 본다는 의미와 더불어 ‘지금은 보이지 않는 미래 시장을 내다보고 제품 개발을 선도하자’라는 의미도 내포하고 있습니다.”



“진공압축성형 특허 제조공법은 세계에서 뷰닉스가 유일”


고소득의 안정된 직장에서 누구한테도 아쉬운 소리할 필요 없이 자존감 높게 살아가던 국책연구소 엘리트 연구원들을 강렬한 창업 충동에 이끌리게 한 뷰닉스의 원천 기술은 어떤 것일까.

“광학렌즈를 생산하는 방법은 크게 2가지로 나뉘는데 광학소재를 다이아몬드를 이용한 고정밀 선반으로 절삭가공하는 방식(DTM)과 금형으로 압축성형하는 방법입니다.

먼저 DTM 가공장비를 이용한 직가공 방법은 광학렌즈의 정밀도는 우수한 반면 비용이 높고 시간도 많이 걸리는 만큼 가격경쟁력이 매우 떨어져 주로 군수용 등 특수 분야에 적용합니다.

두 번째 초정밀 금형을 활용한 압축성형 방법은 가격경쟁력이 우수한 광학렌즈양산이 가능하므로 민수분야의 다양한 응용이 가능하죠. 저희 뷰닉스는 두 번째인 성형방식으로 제품을 생산하고 있습니다.

금형을 활용한 성형방법 또한 일반성형과 진공성형 방식으로 나뉘어집니다.

기존 일반성형은 성형용 챔버 내에 질소를 충진한 상태에서 압력과 온도를 조절하여) 생산하는 방식입니다. 반면, 저희 회사는 성형기 챔버 내부를 질소 충전 대신 진공 상태로 만들어 미세한 온도와 압력을 보다 미세하게 조절하면서 비구면렌즈를 생산하는 방식입니다. 이같은 방식으로 적외선 비구면렌즈를 양산하는 곳은 뷰닉스가 세계적으로 유일합니다.


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적외선 렌즈의 소재는 무엇일까? 어떤 원리와 물질이 작용해서 사람이 보지 못하는 적외선을 잡아내서 보여지게 하는 것인지 물어보았다.

우리가 빛이라고 부르는 가시광선, 적외선, 자외선은 전자기파의 일종입니다. 보통 줄여서 IR로 표기하는 적외선(infrared radiation)은 가시광선보다 파장이 길고 진동수는 더 짧은 전자기파입니다. 자외선과 반대로 가시광선 영역에서 빨간색 쪽으로 벗어나기 때문에 적외선이라고 부르는 것이죠.

적외선 렌즈의 원리는 일정 범위의 적외선을 필터로 걸러내 인식하게 하는 것이라 할 수 있죠.

인체가 복사하는 전자기파는 9마이크로미터(µm) 정도입니다.

사람이나 동물등 생물체를 감지하는 열화상 카메라용 적외선렌즈는 파장 3~12µm의 중적외선과 원적외선이 투과되는 특수재질의 광학소재가 사용됩니다.

적외선 렌즈 소재로는 그동안 게르마늄(Ge), 징크셀레나이드(ZnSe) 등의 결정질 소재가 쓰였습니다. 변형이 불가능한 소재 특성상 DTM 가공으로 제조돼 왔습니다. 깎아내는 방식이다 보니 버려지는 재료가 많아 생산성이 낮고 대량생산이 어려웠습니다. 당연히 제조단가도 높을 수 밖에 없었지요.

최근 디지털 설계를 통한 금형가공기술 발달과 함께 칼코겐 유리를 활용한 압축성형방식이 각광받고 있습니다.

칼코겐이란 황(S), 셀레늄(Se), 텔루륨(Te)등 6개 원소를 융합한 재료인데 결정질 소재와 달리 열이 가해지면 주물러질 수 있는 점성을 나타내기 때문에 금형으로 압축해서 모양을 만들 수 있습니다.

소재가격도 결정질 소재보다는 저렴하고 혹한이나 혹서와 같은 야외의 기온변화 에도 적외선 투과율이 일정하게 유지돼 차량 외부에 장착하는 나이트비전 용으로 적합하죠.


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광주광역시 북구 첨단벤처소로 37번길에 위치한 뷰닉스 본사 전경



칼코겐 유리를 압축성형하는 방식은 어느 정도로 제조원가 감축이 가능한 걸까? 중국제품과 비교하면 어느 정도의 가격경쟁력을 갖출 수 있을까?

말씀드린대로 기존 성형방식은 결정질 소재를 여러 단계의 복잡한 공정을 거친 후 성형공정에 투입하게 됩니다.


그러나 진공압축성형 방식은 칼코겐 유리 소재를 폴리싱만 거친 후, 바로 성형공정을 통해 양산할 수 있습니다.

값비싼 소재가 깎여 나가는 부분이 없어서 원가절감과 공정단축이 가능하고 뷰닉스만의 특허기술을 통한 양산시스템까지 갖추어서 현재 국내 시판 적외선광학렌즈의 공급가격은 뷰닉스 제품군이 중국 S기업 판매 가격의 약 70% 정도입니다.

세계적으로 품질 우수성을 인정받는 국내기업이 중국기업 대비 가격경쟁력을 확보하고 있다는 것은 세계시장 진출에서 결정적인 무기가 됩니다.

물론 진공압축성형 기술은 특허로 보호돼 일정기간 기술추격을 방어할 수 있습니다.”



“코로나로 인한 사회적 불행 해소에 기여하게 돼 긍지와 보람”


모든 스타트업들이 꽃길만 걷는 것은 아니다. 더욱이 비즈니스 경험이 없는 연구원들이 모여서 만든 회사가 곧 바로 성장궤도에 오를 가능성은 희박하다.

창업하자마자 바로 막막한 상황에 떨어졌다. 한솥밥 먹던 동료들이 모여서 만든 회사이기 망정이지, 직원 급여도 줄 수 없는 매출 절벽을 3년이나 겪어야 했다. 뷰닉스를 위기에서 구제해준 것은 코로나 사태였다.

그렇다고 대면 비즈니스의 매출 타격에 따른 반사이익을 누린 것이 아니다. 모두의 안전에 직결된 방역시스템 구축에 뷰닉스의 제품들이 큰 기여를 했으니 매출과 긍지를 모두 얻게 된 것이다.

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뷰닉스를 창업한 3명의 주역. 왼쪽부터 유선종 이사, 김정호 대표이사, 김혜정 연구소장.



“창업 당시 대부분의 스타트업이 그렇듯이 우수한 기술력을 바탕으로 제품 양산은 가능한 반면, 시장 불명확성으로 많은 어려움을 경험합니다.

저희 뷰닉스의 메인제품은 차량에 장착하는 나이트비전 용 적외선광학렌즈입니다. 언젠가는 시장이 크게 열릴 것으로 기대했지만, 창업하고 한동안 제품을 사겠다는 곳이 거의 없었습니다. 당황스러웠지만 수요가 일어나기를 기다릴 수 밖에 없었습니다. 계속해서 시장이 열리지 않는다면 다른 많은 기술 스타트업처럼 존폐위기에 처하게 되는 것이었지요. 하지만 그런 위기의식에 내몰리는 가운데서도 다양한 적외선광학렌즈제품군 개발에 전력하던 중 코로나 팬데믹이 터졌습니다. 국내외적으로 체열진단용 열화상카메라 시장이 폭발적으로 열리는 동시에 저희 뷰닉스의 적외선광학렌즈가 채용되기 시작했습니다.

2017년 창업이래 2019년까지 약 3년간 평균 매출이 1억원 미만이었지만, 2020년 수출 1억5000만원을 포함해 약 12억원의 매출을 달성했습니다.

사실 매출보다는 모두가 힘을 모아 국가, 사회적인 큰 불행을 헤쳐 나가야 하는 가운데 저희 기술이 방역 시스템 강화에 기여할 수 있었다는 사실에서 큰 위안과 보람을 얻을 수 있었습니다.

급격한 매출 증대도 다행한 일이지만 국내 적외선카메라 기업들이 그동안 중국제품을 사용하다가 저희 뷰닉스 제품으로 대체하기 시작했다는 것이 무엇보다도 반가웠습니다.

현재 관련분야 대기업인 H사를 비롯해 국내의 적외선카메라 제조관련 메이저기업에는 대부분 저희 적외선광학렌즈가 채용되고 있고 수요는 앞으로 더 증가할 것으로 기대하고 있습니다.”


뷰닉스 또한 여러 시행착오를 거치면서 회사의 시설투자와 성장기반을 확충해 가는 중이다. 시설투자를 단행하게 된 과정에도 아픔이 있었다. 그런 만큼 뷰닉스의 클린룸은 단순히 생산만을 목적으로 한 것이 아니라 바이어들의 현장실사까지 염두에 둔 구조였다. 기대했던 수주 실패가 값진 경험이 된 것이다.

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“현재 저희 뷰닉스는 지난해 12월 현재 신사옥으로 확장 이전했습니다.

대지 1600평, 건평 900평으로 광학렌즈 양산에 필수적인 방진(防塵) 클린룸이 필요하기 때문에 약 400평 규모의 공간을 마련했습니다.

특히 생산시설 뿐 아니라, 진공성형기, 초정밀가공기, 광학렌즈 코팅기 등 약 30억원 이상의 설비투자도 단행했고, 올해 하반기에는 원스탑 생산 시스템 구축이 완료될 예정입니다.

시설투자를 서두르게 된 것은 한때의 아픈 기억 때문입니다. 한 외국기업이 저희 기술을 소개한 DM을 보고 응답을 해와 당시로서는 회사가 한단계 점프할 수 있을만한 규모의 납품 협상이 진전된 끝에 그쪽에서 실사팀을 보내왔습니다. 그런데 초기에 갖춘 생산시설이 너무 초라한 것을 보고 결국 최종 단계에서 결렬되고 말았습니다.

인프라가 구축이 완료되는 2022년 하반기부터는 연매출 150여억원, 영업이익 40여억원 규모의 실적을 기대하고 있습니다.”



“이스라엘, 인도, 미국 등 해외기업과 본격 수출협상”


뷰닉스로서는 수주실패가 전화위복의 전환점으로 작용하면서 해외수출도 탄력을 받기 시작했다.

“해외수출도 문이 열리기 시작해 이스라엘, 인도, 미국 등 몇몇 기업들과 구체적인 개발 및 판매가 협의되고 있습니다.

수출 협의 중인 이스라엘 기업의 경우 현재 2023년 미국의 자동차회사에 차량 나이트비젼 시스템을 공급하기로 계약이 체결된 상태입니다.

해당 기업으로부터 적외선광학렌즈 신규사양이 당사에 제공됐고 오는 4월까지 저희 뷰닉스가 사양에 맞춘 광학렌즈를 개발해 샘플테스트를 진행할 예정입니다. 해당 이스라엘 기업은 뷰닉스와 함께 중국, 미국의 제조사도 컨택하고 있는 것으로 알고 있는데, 3개사의 개발 샘플에 대해 성능평가, 가격경쟁력 평가가 이루어진 후 공급계약이 체결될 것으로 예상됩니다.

앞서 말씀드린 바와 같이 저희 뷰닉스는 어떤 경쟁기업들과 비교해도 광학성능, 공급가격 등 충분한 경쟁력을 가지고 있기 때문에 이번 수출이 세계시장 진출 교두보가 될 것으로 기대하고 있습니다.”


시장에서 명망 높은 중견기업으로부터 투자도 유치하면서 글로벌 대기업인 현대차에도 뷰닉스의 제품이 채용될 전망이다.

“지난 2021년 5월 현대차 1차 협력업체인 성우하이텍으로부터 20억원 규모의 투자를 받았습니다. 당시 회사가치를 100억원으로 산정해 20% 지분을 보통주로 하는 유상증자를 실시했습니다.

성우하이텍은 현대자의 4단계 자율주행을 위한 적외선 나이트비젼 시스템 공급을 위한 신규사업의 일환으로 저희 뷰닉스 유상증자에 참여하게 됐습니다. 성우하이텍 외 국내 모 대기업과도 신규투자를 협의중입니다.

이처럼 아직은 신생벤처기업인 저희 뷰닉스에 국내 유수의 대기업들이 관심을 가지는 것 만으로도 저희 뷰닉스의 우수한 기술력을 인정받고 있음은 물론 더불어 향후 관련분야 시장의 무한한 가능성을 기대하고 있음을 반증하고 있다고 생각됩니다."


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뷰닉스의 장기성장 로드맵은 초심대로 적외선렌즈 시장에서 글로벌 넘버원 기업을 향해 질주하는 것이다. 단기적으로는 기술특례상장을 통해 성장여력을 확충하는 것이라고 한다. 뷰닉스 특유의 ‘R&D 파워’가 자율차 본격화라는 거대한 트렌드 속에서 어떤 기회를 창출해 낼지 주목된다.

“첫 발걸음을 뗀 신생 스타트업에게 국내외 기업들로부터 투자 및 판매가 이루어지고 있다는 점은 저희로서도 고무적입니다.

우선 2023년 차량 장착 나이트비전용 적외선광학렌즈의 론칭을 최우선으로 기대하고 있습니다. 차량탑재가 가시화 된다면 매출이 기하급수적으로 증가할 것으로 판단됩니다.

적외선광학렌즈 시장에서 세계 최고의 기술력을 인정받는다는 창업 초기의 목표를 실현하게 될 것입니다.

다만 현재 차량용 나이트비젼 제품의 본격 시장 진입이 자율자동차 기술 개발 등의 변수로 다소 지연될 수도 있기 때문에 그동안의 체열진단 적외선카메라, 야간감시 CCTV, 드론, 가전제품 등 소량 다품종의 시장에 적극적으로 대처할 예정입니다.

이를 통해 2022년 올해 약 30억원 정도, 그리고 본격적인 나이트비젼 시장이 개화될 시점인 2023년 약 150억원, 2024년 300억원의 매출을 기대하고 있습니다. 매출에 맞춘 생산수요를 소화하기 위해 현재의 인프라를 3배 정도 증설해야 하는 상황이어서 투자유치와 함께 2023년 기술특례상장을 위한 준비작업도 진행하고 있습니다.”


글=이창훈기자·영상=손성봉연구원·사진=손정아연구원



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