내시경 카메라에 적합한 이미지센서와 미래 생체 전자 인터페이스에 접근할 유기물 혼합 전도체 등 헬스케어만을 위한 반도체 산업이 가속화 되고 있는 것으로 나타났다.

베스티안재단은 16일 '의료기기와 반도체의 만남'을 주제로 제12회 의료기기 혁신 세미나를 개최(온라인)하며, 전통 반도체 업체의 헬스케어 시장 도전 현황과 최신 트렌드를 반영한 반도체 기술 등을 소개했다.

카메라에 쓰이는 이미지 센서 기업 온세미 장해강 부장은 내시경 카메라용 반도체 시장 진출을 고려하고있다며 다만 공정을 구축해야 하는 만큼 일정 이상 수요가 필요하며 의료기기로써 요구하는 제품 품질은 고려사항이라고 밝혔다.

그에 따르면 반도체 시장의 주요 사업군은 △PC·노트북 △휴대폰 △데이터센터 등이다. 이중 PC는 작년 한해 3억대가 생산된 감소세를 보이는 시장이며, 휴대폰은 작년 13억대가 생산된 성숙기를 맞이산 영역이다. 또한 데이터센트는 최근 인공지능 붐과 맞물려 성장중인 시장으로 작년 6000만대 이상이 생산됐다.

이 같은 규모에 따라 장해강 부장은 의료기기용 반도체에 본격 접근하기 위해서는 일정 이상의 수요가 발생해야 한다고 지적했다. 그는 "반도체 산업은 생산공정이 구축돼야 하는 만큼 대량의 수요가 필요하다"며 "천만 단위 이상의 수요는 필요할 것으로 추산된다"고 설명했다.

또한 그는 의료기기로써 요구되는 품질기준도 산업진출을 고민하게하는 요소라고 덧붙였다. 아울러 이를 개선할 수 있는 센서와 EMI(외부전자기신호간섭)을 덜 받는 영상전송 프로토콜 개발 등이 과제로 남아있다며, 이를 위한 인공지능 솔루션과 협업도 고려하고 있다고 밝혔다.

광주과학기술원(GIST) 윤명한 교수는 신소재공학부에서 개발 중인 유기물 혼합 전도체 기술과 향후 예상되는 개발 방향 등을 소개했다.

윤 교수에 따르면 우리 몸 속 전기현상은 산화환원 반응이 없어도 세포 안과 밖 이온의 농도차 만으로 전압을 발생하며, 최신 반도체기술의 원리는 이온 농도차 조절을 모니터링하거나 간섭할 수 있는 이온 전도체 기술 개발이다.

그는 "생체 안에 있는 이온기반 전기신호를 생체 조직과 가까운 정도의 부드러운 소재로 높은 감도를 유지하는 것이 관건"이라며 "기존 전도성 고분자를 활용한 섬유형태 소재가 개발 중"이라고 설명했다.

그에 따르면 최근 10년 전후로 개발되고 있는 전도성 고분자 물질인 유기물 혼합 전도체는 전기 전도체와 이온 전도체 성격을 모두 가지고 있어 기존 금속·실리콘와 달리 전해질 하에 노출될 경우 산화환원되면서 생체 이온 신호를 감지할 수 있다.

윤명한 교수는 "통상적으로 알려진 금속, 실리콘과 다르게 유기물 혼합 전도체를 활용하면 전도성과 이온 전도성을 확보할 수 있으며 생체 안에서 수계전해질이 접하고 있는 면의 저항을 낮출 수 있고 소재 자체를 신호 증폭기로 사용할 수 있다"고 설명했다.

아울러 윤 교수는 향후에는 이 같은 기술로 생체전자 인터페이스를 구축할 수 있을 것이라고 전망했다.

그는 "기술개발을 통해 유기물 혼합 전도체(소재명: PEDOT:PSS)를 섬유화해 실 형태의 신호 증폭기를 만들 수 있을 것"이라며 "피부에 부착해 근전도를 확인하거나 땀 속 이온농도 모니터링은 물론 굴곡이 많은 뇌에 부착해 생체신호 자극 등을 관리하는 전자 인터페이스까지 구현할 수 있다"고 설명했다.