[인터뷰] “구성원이 뽑은 최고의 아이디어” 더 특별해진 하이개라지 3기의 창업 도전기

SK하이닉스의 사내벤처 지원 프로그램, 하이개라지(HiGarage)가 1, 2기의 성공을 바탕으로 변화된 모습으로 찾아왔다. 올해부터는 모집 분야를 비(非)반도체 분야까지 확대해 다양한 창업 아이디어를 모았다. 또한 누구나 쉽게 아이디어를 제출할 수 있도록 언제나 아이디어를 접수할 수 있는 전용 사이트를 개설했으며, 사이트에서 일정 추천 수 이상을 받은 아이디어를 대상으로 1차 심사를 진행했다. 특히 최종 심사에서는 기존의 심사위원단뿐 아니라 구성원 심사단의 평가도 50% 반영, 다양한 의견을 수렴했다.

전 구성원이 함께해 의미를 더한 하이개라지 3기의 여정. 심사위원뿐 아니라 동료들의 마음까지 사로잡은 아이디어는 과연 무엇이었을까? 뉴스룸은 지난 3월 출사표를 던지고 창업 준비가 한창인 하이개라지 3기 멤버 6인을 만나 그들의 창업 도전기를 들어봤다.

시스템 반도체를 이용한 패키지 테스트보드 개발_김낙현 팀장

Q. 하이개라지에 선정된 아이디어에 대해 소개해달라.

여러 단계를 거치는 낸드플래시(NAND Flash, 이하 NAND)의 품질 확보 공정을 하나의 장비에서 진행할 수 있도록 하는 기술이다. 품질 확보에 필요한 다양한 장비의 기능과 현업의 요구사항을 하나의 시스템 반도체로 구현하고, 기존에 사용하던 장비와 호환되도록 하는 테스트보드(Test Board)1)를 개발하고 있다.

1) 테스트보드(Test Board): 생산되는 제품의 특성을 확인하고 품질의 좋고 나쁨을 판단하기 위한 인쇄회로기판

Q. 아이디어를 떠올리게 된 배경은 무엇인가?

NAND의 품질 확보를 위해서는 많은 물량을 빠른 속도로 사용자 환경에 맞춰 테스트해야 한다. 이러한 테스트 환경을 구축하기 위해 자사의 컨트롤러(Controller)를 사용해왔는데, 테스트에 특화된 기능이 부재했고 기존 장비를 활용할 수 없다는 문제점도 있었다. 또한 신규 NAND가 개발되면 기존에 사용하던 컨트롤러는 지원하지 않으므로 테스트의 정합성을 보장하기 어려웠다. 이를 해결하기 위해 전용 시스템 반도체를 이용한 테스트 플랫폼에 대한 아이디어를 떠올리게 됐다.

Q. 아이템을 실현하고 사업화하기 위해 어떠한 노력을 하고 있는가?

현업 구성원들에게 기존의 테스트 환경에서 겪는 문제와 개선이 필요한 사항에 대해 인터뷰를 진행하고 있으며, 이를 토대로 개발 스펙(SPEC.)을 작성하고 있다. 이와 함께 시스템 반도체 개발에 필요한 사항들을 토대로 인력을 구성하는 한편, 외부업체와의 협업 범위도 논의 중이다.

Q. 아이디어가 현실화될 경우, SK하이닉스 나아가 반도체 생태계에 어떻게 기여하게 되나?

NAND의 개발과 양산, 두 가지 관점으로 나누어 볼 수 있다. 먼저 개발의 경우 적은 비용으로 기존의 장비를 대체할 수 있고, 업무 처리 시간도 줄일 수 있다. 또한 기존 컨트롤러에서는 지원되지 않았던 NAND 테스트에 특화된 기능을 추가하고 수백 테라바이트(TB) 이상의 테스트 결과를 수집, 분석해 품질 예측에 활용할 수 있다.

양산의 관점에서는 각기 다른 장비를 이용해 3단계로 진행되던 테스트를 하나의 장비에서 진행함으로써 장비 이동에 따른 손실을 줄일 수 있고, 테스트 제품의 투입/반출 시간을 단축할 수 있다. 이는 생산성 향상으로 이어져 비용절감 측면에서 큰 이점이 될 것이다. 품질 수준을 높일 수 있는 계기도 될 것이다.

Q. 하이개라지 이후의 계획과 목표는 무엇인가?

시스템 반도체를 개발한다는 것은 결코 쉽지 않은 목표다. 이를 실현하기 위해서 FPGA(Field Programmable Gate Array)를 이용해 기능을 구현하고, 기존 장비와 연동해 테스트를 진행할 예정이다. 그리고 이 성과를 바탕으로 시스템 반도체를 이용한 패키지 테스트 플랫폼을 SK하이닉스에 제안해 상용화할 계획이다.

병렬 구조의 무중단 온도제어 시스템 개발_정두현 팀장

Q. 하이개라지에 선정된 아이디어에 대해 소개해달라.

반도체 산업에서 칠러(Chiller, 온도제어기)는 다양한 공정에서 사용된다. 특히 플라즈마를 사용하는 에치(Etch) 공정에서는 웨이퍼와 챔버(Chamber)의 온도가 상승하게 되는데, 칠러는 이 온도를 일정한 수준으로 유지하는 역할을 한다. 현재 칠러는 챔버와 1대1 직렬연결되는 방식으로, 칠러가 고장 나면 챔버로 구성된 장비 전체에 영향을 주게 돼 제품 불량과 생산 중단으로 이어진다. 이 문제를 해결하기 위해 칠러와 챔버를 병렬로 연결하는 아이디어를 떠올리게 됐다.

Q. 아이디어를 떠올리게 된 배경은 무엇인가?

칠러의 기능은 많이 발전했지만 품질은 10년 전과 비교해도 아직 부족하다고 느꼈다. 칠러의 고장은 제품 수율과 생산량에 직접적인 영향을 끼치는 주요 이슈였다. 생산라인에서 엔지니어로 근무하던 중 칠러의 고장이 유난히 많았던 때가 있었다. 문제를 해결하기 위해 아파트 3~4층 높이를 오르내리다가 지쳐서 칠러 앞에 털썩 주저앉았다. 그리고 머리 위로 복잡하게 지나가는 배관과 전선을 보며 문득 아이디어가 떠올랐다. 마침 하이개라지 3기를 접수하고 있어 도전하게 됐다.

Q. 아이템을 실현하고 사업화하기 위해 어떠한 노력을 하고 있는가?

머릿속에만 있던 아이디어를 구체화하고 예상되는 문제와 해결방안에 대해 고민했다. 지금 현장에서 사용 중인 칠러에는 사용되지 않는 새로운 기술을 적용하기 위해 각 분야 전문가와 선배 창업가들과 교류하며 현장에서 필요로 하는 새로운 제품을 만들기 위해 노력하고 있다.

Q. 아이디어가 현실화될 경우, SK하이닉스 나아가 반도체 생태계에 어떻게 기여하게 되나?

현장 자료를 확인해 보면 한 해 동안 칠러 고장 건수가 수천 건에 달했으며, 이로 인한 챔버의 가동 중단 시간은 1만 시간을 훌쩍 넘어섰다. ‘병렬 구조 무중단 온도제어 시스템’은 이 같은 반도체 생산 과정 중 부정적인 지표를 제거할 수 있으며, 반도체 제조회사의 경쟁력 강화에 크게 기여할 수 있을 것이다.

Q. 하이개라지 이후의 계획과 목표는 무엇인가?

‘병렬 구조 무중단 온도제어 시스템’은 현업 엔지니어의 입장에서 현장의 어려움을 해결하고자 생각해 낸 아이디어다. 본 사업이 정상 궤도에 오를 수 있도록 기술 개발과 학습에 소홀하지 않고 기업과 기업 구성원의 업무효율 향상은 물론, 사회문제 해결에도 기여할 수 있는 기업으로 성장하고자 한다. 

파티클 발생을 억제할 반도체용 특수 코팅 씰 개발_ 강희춘 팀장

Q. 하이개라지에 선정된 아이디어에 대해 소개해달라.

반도체 밀폐장치(Seal)의 파티클(Particle, 이물질) 발생을 억제하기 위한 아이디어다. 현장에서 많이 쓰이는 디퍼렌셜 씰(Differential Seal), 메커니컬 씰(Mechanical Seal) 등은 마찰을 줄이기 위해 그리스(Grease)를 사용하고 있는데, 시간이 지나면 경화되어 파티클로 변질된다. 용접 벨로즈 씰(Bellows Seal)도 공정 진행 중 발생한 이물질이 벨로즈 사이사이에 들어가 있다가 임계점이 지나면 다시 나오거나 벨로즈를 변형시켜 진공 누설(Vacuum Leak)이 발생하기도 한다. 자성유체 씰 역시 고온에서 사용하지 못하거나 수명이 짧아지는 단점이 있다. 따라서 윤활유를 사용하지 않고도 기존과 동등하거나 그 이상의 성능을 가진 밀폐장치를 개발하고 있다.

Q. 아이디어를 떠올리게 된 배경은 무엇인가?

반도체 회로 선폭은 점점 미세화되고 있고, 씰에서 발생하는 이물질도 웨이퍼에 점점 더 많은 영향을 주기 시작했다. 씰의 교체주기를 단축하는 게 유일한 해결 방법이었지만, 이는 원가 상승 문제로 이어졌고 근본적인 해결책은 미비했다. 그리스를 사용하지 않는 씰을 생각하게 된 계기다.

Q. 아이템을 실현하고 사업화하기 위해 어떠한 노력을 하고 있는가?

현장에서 쓰이는 씰의 문제점을 파악하고, 이를 무윤활 메커니컬 씰로 바꾸기 위해 사용조건, 동작조건 등을 현업 실무자와 함께 고민했다. 지금은 새로운 코팅 종류와 방법 등을 연구 중이다. 또한 씰의 형상에 대해서도 마찰은 최소화하고 밀폐는 잘되는 구조를 계속 연구하고 있다. 개발된 씰의 품질을 보증하기 위해 고(高)진공 환경2)에서 테스트할 수 있는 장비 개발도 병행하고 있다.

2) 고진공 환경: 진공의 정도가 높은 상태. 보통 10-4~10-1파스칼의 환경을 의미.

Q. 아이디어가 현실화될 경우, SK하이닉스 나아가 반도체 생태계에 어떻게 기여하게 되나?

반도체 장비가 동작하는 부위에서 발생하는 파티클을 획기적으로 감소시켜 수율을 개선하고, 품질 이슈를 해결할 것으로 기대된다. 공급 단가를 낮추고 교체 주기를 늘리게 되면 원가절감에도 기여할 것이고, 비정기적인 장비 작동 중단 문제를 개선해 생산성 향상과 엔지니어의 업무도 많이 줄어들 것으로 보인다.

Q. 하이개라지 이후의 계획과 목표는 무엇인가?

우선 2년 이내에 3개 이상의 제품을 생산해 테스트를 완료하는 것이 목표다. 향후 모든 장비의 씰에 대한 문제점을 해결하고, 반도체 장비 이외에도 석유화학, 제약, 자동차 분야에 진출할 예정이다. 또한 아마존, 알리익스프레스 등 글로벌 유통 플랫폼에 개점해 국내뿐 아니라 전 세계를 상대로 씰을 공급하고 싶다. 무엇보다 현장 구성원이 만족하는 제품을 공급하기 위해 노력하겠다. 

Machine Vision 기반 실시간 웨이퍼 Defect 검출 솔루션 개발_박정옥 팀장

Q. 하이개라지에 선정된 아이디어에 대해 소개해달라.

반도체 제조 공정 진행 시 웨이퍼 표면(Surface)에는 유기물질 오염, 금속불순물 혼입, 파티클, 스크래치(Scratch)3), 칩핑(Chipping)4) 등 다양한 결함(Defect)이 발생하고, 이로 인해 비용 손실이 발생한다. 현재 웨이퍼 결함 검사는 여러 이유로 샘플링 검사에 의존하고 있는데, 이것만으로는 공정 및 품질 사고를 예방하는 데 한계가 있다. 따라서 웨이퍼 가공 시 생산 장비 또는 계측 장비의 EFEM(Equipment Front End Module)5)에 탑재해 웨이퍼 표면의 오염 상태를 실시간으로 전수검사할 수 있는 솔루션을 고안하게 됐다.

3) 스크래치(Scratch): 반도체 제조 과정에서 물리적 마찰로 인해 웨이퍼 표면에 긁힌 자국
4) 칩핑(Chipping): 웨이퍼 모서리가 떨어져 나가는 것
5) EFEM(Equipment Front End Module): 대기(Atmosphere) 상태에서 웨이퍼를 반송하는 이송장치

Q. 아이디어를 떠올리게 된 배경은 무엇인가?

반도체 공정에서는 웨이퍼의 결함을 빠르게 검사해 원인을 찾아내는 것이 매우 중요하다. 웨이퍼의 결함은 품질 사고로 이어져 수율을 저하시키기 때문이다. 하지만 현재 방법으로는 검사율이 5% 이하 수준에 그쳐 새로운 검사법이 필요한 상황이었다. 현업에서 계측장비 관련 업무를 담당하면서 아이디어를 떠올렸고, 하이개라지를 통해 이 아이디어를 실현해나가고 있다.

Q. 아이템을 실현하고 사업화하기 위해 어떠한 노력을 하고 있는가?

아이템의 핵심 기술인 AI Machine Vision6) 분야 외부 전문가의 자문을 얻어 모듈(Module)을 개발 중이다. 또한 내부 인스펙션(Inspection) 전문가와 협업해 알고리즘 개발을 구체화하고 있다. 아이템의 특허 출원도 함께 준비 중이다.

6) AI Machine Vision: 사람이 눈으로 보고 뇌에서 판단하는 것을 카메라와 영상인식 알고리즘이 대체한 시스템.

Q. 아이디어가 현실화될 경우, SK하이닉스 나아가 반도체 생태계에 어떻게 기여하게 되나?

현재의 샘플링 검사는 웨이퍼 오염 검사율이 낮고 실시간 검사가 불가능하다. 하지만 현재 개발 중인 아이템은 검사를 위한 별도 공정을 추가하지 않더라도 웨이퍼의 표면에 오염상태를 실시간으로 확인할 수 있으며, 검사율을 획기적으로 높일 수 있다. 또한 머신러닝 기반의 알고리즘은 불량을 스스로 판단하고 분석해 불량품 발생 시 바로 장비를 정지시킬 수 있어, 반도체 공정에서의 품질 사고와 비용 손실을 획기적으로 예방할 수 있을 것으로 기대된다.

Q. 하이개라지 이후의 계획과 목표는 무엇인가?

4차 산업혁명 기술이 발전함에 따라 반도체 수요도 폭증할 것으로 예측되고, 이에 따라 반도체 장비 시장도 비약적으로 발전할 것으로 전망된다. 현재는 시제품을 개발하고 있는 단계이지만, 아이템이 성공적으로 구현되면 내수시장을 시작으로 해외시장까지 진출해 사업을 확장하는 것이 궁극적인 목표다.

무더위에도 끄떡없는 쿨링 기능의 청정 방진∙방호복 개발_오동석 팀장

Q. 하이개라지에 선정된 아이디어에 대해 소개해달라.

투인테크의 도전과제는 통기성이 없어 답답한 방진∙방호 작업복 내부에 시원한 공기를 주입해 온도를 저감시키는, 쿨링 기능을 갖춘 제품을 개발하는 것이다. 뿐만 아니라 외부의 오염된 공기도 바이러스 필터를 통과하게 해 깨끗한 공기를 작업복 내부로 유입시키는 게 아이디어의 핵심이다.

Q. 아이디어를 떠올리게 된 배경은 무엇인가?

현재 코로나19 방역 최일선에서 활약 중인 의료진들의 방호복은 바이러스 침투를 막기 위해 통기성이 없는 재질로 만들어 더위에 취약하다. 방호복을 입고 바이러스와 싸우기도 바쁜데 무더위와도 싸워야 하는 이들의 이중고는 누구나 공감할 것이다. 또한 반도체 팹(Fab) 내에서도 일체형 방진복이나 작업복을 입고 근무하는 설비팀이나 장비팀, 외부 엔지니어들 역시 같은 고충을 겪고 있다. 그동안 일부 동료들만 느끼는 작은 문제라고 생각해 해결책까지는 생각해보지 않았지만, 지금은 사회적 문제로도 떠오르고 있어 관심을 갖게 됐다. 회사 내에서 4년간 반도체 청정기술 프로젝트를 진행하며 쌓아온 지식을 기반으로 아이디어를 냈다.

Q. 아이템을 실현하고 사업화하기 위해 어떠한 노력을 하고 있는가?

아직은 준비 단계지만, 쿨링 기능을 구현하며 발생할 수 있는 부작용을 사전에 최대한 많이 찾아내기 위해 동작 시간, 발열, 과부하, 송풍 유량 등의 실험을 지속적으로 실시하고 있다. 이와 함께 SK하이닉스 구성원이 방진복을 비롯한 방진 물품을 사용하며 겪는 어려움을 듣고 해결해주기 위해 많은 자료를 수집하고 있다.

Q. 아이디어가 현실화될 경우, SK하이닉스 나아가 반도체 생태계에 어떻게 기여하게 되나?

현실화 가능성이 매우 높은 아이템이다. 개선에 개선을 거듭해 제품으로 탄생시킬 수 있다면, 현재 방역 현장의 고충을 개선하는 데 기여하고 방호복 시장의 트렌드를 획기적으로 바꿔놓을 수 있을 거라고 기대한다. 또한 방진복을 입고 작업하는 클린룸 근무자들의 고충도 동시에 해결할 수 있어 구성원에게 더 안전하고 쾌적한 작업 환경을 제공할 수 있을 것이다.

Q. 하이개라지 이후의 계획과 목표는 무엇인가?

현재 확보 중인 기술을 바탕으로 오염제어기술(오염정화기술, 오염제거기술, 오염검출기술)을 추가로 개발하고, 사물인터넷(IoT)과 결합해 상시 모니터링 및 인터록 기능을 가진 제품을 만드는 종합 청정기술 전문회사로 발전시키고 싶다. 앞으로 세상에 꼭 필요한, 세상과 함께 행복해질 수 있는 기술을 개발해 사회적 가치를 실천해나갈 투인테크에 많은 응원 부탁드린다. 

전자석을 이용한 신개념 블라인드 개발_이주원 팀장

Q. 하이개라지에 선정된 아이디어에 대해 소개해달라.

블라인드를 선택적으로 일부만 올리고 내릴 수 있게 함으로써 사생활 보호 기능과 함께 바깥 시야도 확보할 수 있는 아이템이다. 시중에 있는 전동 슬라이드 제품은 전동 모터를 이용한 것이 대부분이지만, 지금 개발하는 제품은 전자석의 인력과 척력을 이용해 접고 펼 수 있다. 전자석의 척력을 이용할 경우 바닥에도 설치할 수 있고, 원하는 부분만 열 수 있어 공간의 제약 없이 어디든 설치 가능한 실용적인 제품이다.

Q. 아이디어를 떠올리게 된 배경은 무엇인가?

코로나19 장기화로 집안에 머무르는 시간이 많다 보니 자연스레 창밖을 보는 시간도 많아졌다. 아파트 단지라 늘 창문을 열어놓을 수도 없는 상황이었다. 하지만 아침, 저녁으로는 적당한 채광과 야외 풍경을 함께 즐기고 싶었다. 그래서 블라인드의 일부만 선택적으로 자유롭게 올리고 내릴 수 있다면 어떨까 하는 생각을 했다. 그런 생각을 발전시켜 채광, 시야 확보, 사생활 보호 기능을 동시에 만족하는 자동 블라인드 제품을 개발하게 됐다.

Q. 아이템을 실현하고 사업화하기 위해 어떠한 노력을 하고 있는가?

현재 전자석 관련 전문 기술 업체와의 협업을 통해 시제품을 개발 중이다. 1cm 떨어진 전자석이 상호 인력을 통해 붙는 것을 확인했다. 향후 전자석의 활성화 제어 회로를 통해 특정 부분을 선택해 조절할 수 있는 기능을 추가하고, 최종 단계에는 이러한 기능을 모바일 앱을 통해 쉽게 활용할 수 있도록 할 계획이다.

Q. 아이디어가 현실화될 경우 기대되는 효과는 무엇인가?

라이프스타일이 변화하고, 고급 실내 인테리어에 대한 관심도 높아지고 있다. 이에 사생활 보호와 시야 확보가 동시에 가능한 신개념 블라인드에 소비자도 만족할 것으로 기대한다. 또한 소재에 대한 제약이 없어 태양광 패널을 이용한 제품도 가능할 것으로 본다. 나아가 IoT, 5G 등 첨단기술과 접목하고 스마트홈 시스템 등과 연계해 다양한 기능을 가진 미래형 고급 블라인드 제품으로 발전시켜가겠다.

Q. 하이개라지 이후의 계획과 목표는 무엇인가?

SK하이닉스 사내벤처 특성상 반도체 관련 아이템은 초기 타깃 시장이 SK하이닉스인 경우가 대부분이다. 이점이 무척이나 부럽다. 그러나 반도체 분야가 아닌 분야에서도 성공한 사례가 되고 싶다. 제품 출시 초기에는 블라인드를 많이 사용하는 회사를 대상으로 B2B 사업을 진행할 계획이다. 이후 다양한 전문분야에서의 마케팅 노하우를 활용, 고급 신규 아파트 단지, 호텔 및 고층 빌딩 등 다양한 공간에 접목할 수 있도록 고객층을 확대해갈 계획이다.