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[지평기술센터] 연구성과를 사업으로 연결하는 특허 전략 - 한국핵융합에너지연구원 플라즈마장비지능화연구단의 연구자 창업과 성장 지원 사례

2026.11.03

<div style="text-align: right;">박주현 이사 (지평 아이피앤비 ㅣ 특허법인 지평) 
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<div style="text-align: justify;">출연연이나 대학에서 개발된 우수한 연구성과가 실제 산업 현장에서 활용되기 위해서는 기술개발과 특허 출원만으로는 충분하지 않다.  경쟁기술과 시장의 흐름을 파악하고, 확보해야 할 특허권의 범위를 설계하며, 기술이 적용될 수 있는 수요시장을 발굴하고, 궁극적으로는 이를 사업화할 주체와 비즈니스 모델까지 연결해야 한다. 
 
한국핵융합에너지연구원(이하 ‘핵융합연’) 플라즈마장비지능화연구단(Plasma E. I. 융합연구단, 이하 ‘PEI 연구단’)의 사례는 이러한 과정을 잘 보여준다. 
 
PEI 연구단은 ‘3D 반도체 제조용 플라즈마 공정장비 지능화 기술 개발 및 실증’을 목표로 핵융합에너지연구의 플라즈마 진단 기술과 제어 및 시뮬레이션 기술을 활용한 장비 지능화 기술을 개발해 왔다.  그 과정에서 실제 RF 전력을 측정하는 DiCoVi(Directionally Coupled VI) Sensor와 비침습 방식으로 플라즈마 특성 및 장비 상태를 모니터링하는 MaHa(Magnetic-field Harmonic) Sensor 등 사업화 가능성이 높은 기술이 도출됐다. 
 
그러나 중요한 과제는 그 다음이었다. 
“좋은 기술을 어떻게 강한 특허로 만들고, 다시 시장에서 팔리는 제품과 기업으로 연결할 것인가?” 
 
지평은 PEI 연구단에 대한 여러 차례의 IP-R&D 및 사업화 컨설팅을 통해 이 문제에 단계적으로 접근했다.</div>

<div style="text-align: justify;"> 
 
1. 특허를 보는 관점에서 연구개발의 방향을 보는 관점으로 
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<div style="text-align: justify;">초기 컨설팅은 PEI 연구단의 기술을 둘러싼 특허환경을 체계적으로 파악하는 것에서 시작됐다. 
 
2021년에는 반도체 장비 지능화 관련 특허 DB를 구축하고 유효특허와 주요특허를 선별한 뒤, 글로벌 선도기업인 LAM Research의 기술 흐름을 분석했다.  핵심특허를 도출하고 회피설계를 수행하는 한편, 연구단의 핵심기술에 대한 중심특허들의 설계까지 진행했다. 
 
PEI 연구단의 관련 기술 개발이 진전된 2022년에는 분석의 범위를 더욱 확장했다.  대규모 특허 DB를 기반으로 핵심특허를 도출하고, POWER 분석, Seed Idea 확대/강화를 통해 새로운 특허 창출 방향을 제시했다.  동시에 특허 포트폴리오의 집중영역과 공백영역을 확인하고 이를 연구개발 테마로 연결했다. 
 
즉, 특허조사의 목적을 단순히 “어떤 연구가 이루어지고 무엇이 등록되어 있는가”를 확인하는 데 두지 않고, “앞으로 어떤 기술을 더 개발하고 어떤 권리를 확보해야 하는가”를 결정하는 데 활용한 것이다. 
 
이는 이후 PEI 연구단의 연구성과가 특허 포트폴리오와 사업화 전략으로 연결되는 중요한 기반이 됐다.</div>

<div style="text-align: justify;"> 
 
2. 경쟁사의 특허장벽을 분석하고, 새로운 연구개발 아이디어를 만들다 
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<div style="text-align: justify;">2023년에는 보다 집중적인 특허 전략 수립이 진행됐다. 
 
글로벌 반도체 장비기업의 특허를 중심으로 대응 가능성이 있는 핵심특허를 선별하고 회피설계 등 특허 전략을 수립하는 동시에, 소멸특허 등 자유실시기술을 분석해 연구개발에 활용할 수 있는 기술적 자원을 발굴했다. 
 
이 과정에서 중요한 것은 특허분석의 결과가 다시 연구개발 아이디어로 환류됐다는 점이다. 
 
예를 들어 경쟁사의 특허가 특정한 챔버 구조나 가스분배장치 등을 핵심 구성으로 한다면, 그 구성요소를 단순히 회피하는 데 그치지 않고 전혀 다른 구조와 배치관계를 통해 더욱 진일보한 기술적 목적을 달성할 수 있는지를 검토했다.  이러한 분석은 회피설계와 동시에 신규 IP 및 R&D Seed Idea를 도출하는 과정으로 이어졌다. 
 
결국 특허 전략은 회피설계 등과 같이 연구개발 가능한 범위를 제한하는 방어적 수단이 아니라, 연구단이 어디에서 차별화된 기술을 만들어야 하는지를 알려주는 R&D 전략의 도구로 기능하게 됐다.</div>

<div style="text-align: justify;"> 
 
3. 특허 전략의 무게중심을 ‘사업화’로 이동시키다 
 
2024년부터는 컨설팅의 중심이 더욱 명확하게 사업화로 이동했다.  특히 PEI 연구단이 기술이전 방식으로의 사업화 지원과 창업 방식으로의 사업화 지원, 두 방향에 대한 Two Track 사업화 전략 지원이 이루어졌다. 
 
먼저, 기술이전 지원은 수요기업 발굴과 타겟팅을 병행했다.  PEI 연구단 자체 발굴기업과 한국반도체산업협회 등을 통해 폭넓은 수요기업 후보군을 확보하고, 기술 적합성과 예상 관심도 등을 기준으로 후보를 압축한 뒤 주요 수요기업에 대한 심층분석을 통해 기술소개서가 아닌, 매출 확장 구조를 명확히 제시하는 수요기업 맞춤형 제안서를 제작하여 주요 수요기업과의 미팅까지 진행했다. 
 
이를 통해 사업화 전략은 추상적인 ‘기술이전’을 넘어, 기술 → 적용제품 → 수요기업 → 맞춤형 제안 → 미팅 진행 및 라이센싱 논의라는 구체적인 경로로 전환됐다. 
 
다음, 창업 지원은 PEI 연구단이 보유한 DiCoVi Sensor와 MaHa Sensor를 실제 시장에서 어떤 제품과 서비스로 구현할 것인지 검토하고, 경쟁제품 및 경쟁기업을 비교 분석하는 한편 사업화 아이템별 특허 현황을 정리했다. 
 
이와 동시에 여러 창업 방식에 대한 검토 후 그 중 연구자 창업을 염두에 둔 창업계획서와 사업계획서 작성, 목표시장 및 경쟁환경 분석, 자금조달과 재무적 타당성 검토 등 실제 기업 설립에 필요한 요소까지 사업화 전략의 범위에 포함했다.</div>

<div style="text-align: justify;"> 
 
4. 2025년, 특허전략은 다시 ‘확장 가능한 사업’을 찾는 도구가 되다 
 
2025년 컨설팅에서는 한 단계 더 나아갔다. 
 
2025년 융합연구 권리ㆍ사업화 지원에서는 반도체 제조 분야의 특허를 대상으로 SNA 및 LDA 기반 토픽 모델링을 수행하고, 이를 통해 기존에 확인하지 못했던 기술적ㆍ시장적 기회를 탐색했다.  특히 DiCoVi와 MaHa Sensor가 대응할 수 있는 새로운 목적과 기능을 찾고, MaHa Sensor의 적용분야를 반도체 제조에 한정하지 않고 인접산업과 타 산업으로 확장하는 방향으로 분석을 진행했다. 
 
그 결과 특허분석은 다시 신규 특허와 R&D 과제, 그리고 새로운 활용분야를 도출하는 과정으로 연결됐다.  ‘특허 포트폴리오 확장을 위한 신규 특허/연구개발과제 도출 및 창업 연계’를 주요 Needs로 설정하고, 민간 특화형 기술사업화 및 과학기술혁신펀드 연계와 전문 액셀러레이터 연계를 함께 진행했다. 
 
특히 2025년에는 창업 연계를 단순한 후속 업무로 두지 않고, 신규 특허 → 새로운 활용분야 발굴 → 구체적 사업모델 정립 → 창업이라는 하나의 흐름으로 설계했다.  이로써 신규 적용분야의 시장조사와 창업 연계, 과학기술혁신펀드 연계 프로그램의 사업계획서 작성 지원 및 전문 액셀러레이터 연계가 지원범위에 포함됐다. 
 
이 시점부터 특허 컨설팅은 ‘특허를 잘 만드는 일’을 넘어 연구성과에서 새로운 사업기회를 찾아내고 그 사업기회를 기업으로 구현하는 일로 확장됐다. 
 
 
5. 연구성과는 ‘파이렉스’라는 기업으로 이어졌다</div>

<div style="text-align: justify;"> 
이러한 전략의 결과로 연구자 창업의 구체적인 사업모델도 모습을 갖추게 됐다. 
 
창업기업 ㈜파이렉스(PeiREX, 윤정식 대표)는 PEI 연구단에서 개발한 플라즈마 센싱 기술을 기반으로 반도체ㆍ디스플레이 제조공정에서 플라즈마와 장비 상태를 정밀하게 진단하는 딥테크 기업을 지향한다. 
 
핵심 제품인 DiCoVi Sensor는 실제 플라즈마 부하 환경에서 RF 전압ㆍ전류 및 실제 RF 전력을 측정하는 센서이고, MaHa Sensor는 플라즈마의 자기장 고조파 신호를 비침습 방식으로 측정해 공정과 챔버 상태를 파악하는 센서다. 
 
여기에 센서에서 획득한 데이터를 물리기반 모델과 Virtual Metrology 기술로 해석함으로써 단순한 ‘센서 제조기업’을 넘어 플라즈마 신호를 공정정보로 변환하고, 공정 이상이나 장비 상태를 진단할 수 있는 솔루션 기업으로 사업영역을 확장하고 있다. 
 
이는 초기 PEI 연구단에서 검토했던 Physical & Virtual Sensor, MaHa, DiCoVi, 시뮬레이션 및 PeiREX Platform 등의 기술요소가 사업화 관점에서 하나의 제품ㆍ서비스 구조로 연결된 결과라고 볼 수 있다.</div>

<div style="text-align: justify;"> 
 
6. 창업 이후에는 특허가 실제 기업의 성장자산으로 작동하고 있다 
 
㈜파이렉스의 창업은 컨설팅의 종착점이라기보다 새로운 출발점이라 할 수 있다. 
 
2026년 법인 설립 이후 ㈜파이렉스는 핵융합연과의 창업 아이템 관련 특허 라이센싱 계약을 통해 특허를 확보하였으며, 투자 유치를 추진하여 2건의 Seed 투자 유치에 성공했다. 
 
또한, 딥사이언스 창업활성화지원사업(3년, 과학기술정보통신부), 창업성장기술개발사업(TIPS) (2년, 중소벤처기업부), 글로벌 액셀러레이팅 지원사업(중소벤처기업부) 등 다양한 지원사업에 선정되었으며, 이를 통해 초기 시장진입, 기술개발 및 시장확장을 위한 자원을 확보하고 있다. 
 
그리고 2026년 과학기술 창업경진대회에서는 ‘Retrofit-free 플라즈마 센싱 솔루션’을 사업아이템으로 선보이며 창업기업 부문 수상을 하기도 했다.  해당 솔루션은 장비 개조 없이 복수 센서와 물리기반 AI를 결합해 플라즈마 공정 이상을 실시간으로 진단하고 원인을 설명하는 플랫폼으로 소개됐으며, 많은 투자자들과 기업들의 관심을 받았다. 
 
무엇보다 창업 첫해에 2억 원 이상의 매출을 확보하는 단계까지 진입했다는 점은 연구성과가 단순히 IP로 남아 있지 않고 실제 시장에서 거래되는 사업으로 전환되고 있음을 보여준다.  향후에도 사업과 R&D 영역 확장, IP 포트폴리오 확장 방안 등의 다양한 Needs에 대해 지속적으로 ㈜파이렉스를 지원하고 있다. 
 
 
7. 지평의 특허 컨설팅의 목표는 고객을 실질적인 성공으로 이끄는 것이다 
 
PEI 연구단 사례에서 지평이 수행한 업무를 하나의 흐름으로 정리하면 다음과 같다. 
 
R&D 성과 분석 
→ 경쟁기술ㆍ특허 분석 
→ 핵심특허 분석 및 특허 포트폴리오 설계 
→ 회피설계 등 대응전략 
→ 신규 특허 및 R&D 과제 도출 
→ 사업화 아이템 발굴 
→ 수요기업 및 목표시장 분석 
→ 사업모델 및 창업계획 수립 
→ 연구자 창업 
→ 투자ㆍ정부 R&Dㆍ시장 진입 
→ 사업ㆍR&D 영역 확장 및 IP 포트폴리오 확장 추진 
 
이 과정에서 중요한 것은 각각의 컨설팅이 독립된 프로젝트로 끝나지 않았다는 점이다. 
 
2021년의 특허분석이 2022년의 R&D 방향으로 이어지고, 2023년의 특허 전략이 2024년 사업화 전략으로 확장됐으며, 2025년에는 새로운 활용분야와 창업 연계 전략으로 다시 확장됐다.  그리고 그 결과가 2026년 실제 기업 설립과 투자ㆍ정부지원 R&Dㆍ매출이라는 사업성과로 연결되고 있다. 
 
이는 출연연이나 대학의 연구성과를 사업화할 때뿐만 아니라, 기업이 신사업 진출, 사업 전환, 신제품/서비스 기획할 때에 특허 전략이 어떤 역할을 할 수 있는지를 보여주는 하나의 사례다. 
 
특허는 연구성과의 ‘결과물’이지만, 제대로 설계된 특허 포트폴리오는 기업에게 기술의 방향을 제시하고, 경쟁사의 진입을 억제하여 시장을 장악하며, 새로운 연구개발을 유도하고, 투자자와 고객에게 기술의 가치를 설명하는 사업자산이 될 수 있다. 
 
PEI 연구단의 사례에서 지평이 지향한 것은 바로 이러한 특허의 역할이었다. 
 
정부의 대형 R&D 연구성과를 특허로 끝내지 않고, 특허를 다시 사업으로 연결하는 것. 
 
그리고 그 사업이 다시 투자와 R&D를 통해 성장하면서 새로운 기술과 특허를 만들어내는 것. 
 
PEI 연구단에서 시작된 플라즈마 장비 지능화 기술은 이제 ㈜파이렉스라는 새로운 기업을 통해 산업 현장으로 나아가고 있다.  연구에서 특허로, 특허에서 사업으로, 그리고 사업에서 다시 성장과 새로운 연구개발로 이어지는 선순환 구조를 통해 ㈜파이렉스라는 고객이 성공으로 성큼 다가가고 있다는 점에서 이번 사례의 의미를 찾을 수 있다.</div>
 
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