기후 변화 대처, 반도체 산업의 과제로 떠올라
탄소배출의 80% 이상, 에너지 생산/소비 원인
에너지 절감 및 품질 향상, 미래 팹의 필수요소


지난 12월 세계반도체무역통계기구(WSTS)가 발표한 2020년 4/4분기 시장 보고서에 따르면, 2021년 글로벌 반도체 시장 규모는 약 4883억 달러(약 551조7790억 원)로, 지난해보다 11.2% 증가할 것으로 예상된다. 반도체 시장은 loT, 자율주행차 등의 글로벌 산업 트렌드에 따라 향후 10년 동안 꾸준히 성장할 전망이다. 

슈나이더 일렉트릭은 23일, 반도체 제조 현장의 ‘에너지 효율성 제고 솔루션’ 확대에 나선다고 밝혔다. 슈나이더 일렉트릭은 지속할 수 있고, 회복력 있는 생산공정을 위해서는 ‘전기’와 ‘디지털 투자’가 중요하다고 강조했다. 디지털화는 에너지 소비 패턴을 한눈에 볼 수 있게 하고, 이로 인한 에너지 낭비를 없앤다는 것이다.

기후 변화에 대응하기 위해 탄소배출 감소 및 제조 공정의 운영 효율성 제고가 새로운 과제로 떠올랐다. 반도체 생산 시설 중 웨이퍼 생산공장 내의 전기 사용 비용은 운영비의 최대 30%를 차지한다. 또한, 공정 특성상 일시적인 운영 중단은 시간당 수백만 달러에 달하는 비용 손해를 발생시키므로, 비즈니스 연속성을 보장하기 위해 유연하고 안정적인 생산 현장 인프라가 요구된다. 

◇ 반도체 생산 효율 높이는 원격 솔루션

슈나이더 일렉트릭은 △AR 기술을 활용하는 ‘에코스트럭처 아규멘티드 오퍼레이터 어드바이저(EcoStruxure Augmented Operator Advisor)’, △실시간 원격 모니터링이 가능한 ‘프로페이스 리모트 HMI(Pro-face Remote HMI)’ △애플리케이션, 데이터 관리와 빠른 액세스를 도와주는 ‘리포트 파일 링크 솔루션(Remote File Link Solution)’ 시스템 아키텍처, △‘프로페이스 PS6000 Series’ 시리즈 산업용 PC 등을 포함하는 반도체 생산 라인용 원격 솔루션을 제공하고 있다.

IT, OT 영역 모두를 아우르는 솔루션을 통해 공장 내 모든 장치가 연결돼 가시성과 고효율성이 확보되면, 향후 지속해서 성장할 수요를 맞출 수 있다. 

특히 PS6000은 자동화 작업 기반 시스템과 기계를 제어하고 모니터링하는 산업용 PC다. 인텔 코어 i3 8145UE, i5 8385UE, i7 8665UE, 셀러론 4305UE 등 4가지 타입의 CPU와 7가지 디스플레이 옵션을 제공해 작업 환경에 따른 구성품 선택이 가능하다. HDD, SSD, RAM 용량 등도 자유롭게 선택할 수 있다. 

UHD(4K) 해상도를 지원하여 현장 작업자들이 직관적으로 작업을 진행할 수 있도록 하며, 클린룸 안에서 장갑을 벗지 않고 사용이 가능하단 편의성을 제공한다.

◇ 지속 가능한 비즈니스 지원하는 전력 효율 제고 솔루션

안정적인 전력 공급을 위한 ‘갤럭시 Galaxy V 시리즈 3상 무정전 전원 공급장치(Galaxy VS, VM, VX 3-phase UPS)’는 설치가 간편한 고효율 모듈식 확장형 제품으로, 중요 전력 요구 사항에 부합하도록 설계됐다. 특허 받은 이컨버전(ECOnversion) 모드로 운영할 경우 최대 99%의 효율성을 제공한다.

또한, 슈나이더 일렉트릭의 ‘APC 랙(Rack) PDU’는 지능형 전력 모니터링·관리 솔루션으로 전력 소비 가시성 확보와 전력을 원격으로 조절하는 기능을 지원하여, 일관성 있는 전원분배를 통한 전력 소비 예측과 높은 공간 효율성을 제공한다.

팹에서 고밀도 공정을 위해서는 안정적인 온도가 요구된다. -80℃에서 +150℃까지 다양한 온도제어 범위를 유지해야만 한다. 이러한 온도 범위를 유지하기 위해서는 쿨링 시스템은 필수적이다. 공기 중의 먼지 유입을 차단하려면 수냉식 쿨링 방식이 적합하다. 슈나이더 일렉트릭은 다양한 용량의 수냉식 쿨링 방식을 비즈니스 규모에 맞게 제공한다. 이들 솔루션은 지속가능성에 부합하도록 설계됐다.

◇ 시설 전력 품질 신뢰성 높이는 ‘스마트 전력’ 솔루션

팹 같은 대규모 제조시설에서는 30분의 전력 사용 중단에도 최대 4천만 달러의 손실을 야기할 수 있으므로, 전력 품질의 안정성이 무엇보다 중요하다. 

슈나이더 일렉트릭의 전력 품질 관리 솔루션, ‘아큐사인 PCSn(AccuSine PCSn)’은 고조파를 완화하고 전압 변동을 줄일 수 있도록 설계됐다. 고조파 왜곡은 과전류, 제어 장치 오류 등의 문제를 일으켜 시스템 기능 불량과 설비 중단으로 이어질 수 있으므로 이를 사전에 방지하기 위해서는 고조파 필터가 필수적이다. 

또한, ‘EOCR-PFZ’ 스마트 모터 보호 계전기(Electronic Over Current Relay; EOCR), 제품은, 과전류나 결상, 지락 이슈를 파악하여 지락 사고로 인한 반도체 장비 가동 중단을 미연에 방지할 수 있어, 공장 손실을 최소화해준다.

고압/저압배전반, 분전반, MCC반을 포함한 패널 내부의 모든 전력 디바이스 장치와 관리 SW를 제공하고 기술을 지원하는 ‘스마트 MCC(Smart Motor Control Centre)’ 솔루션도 있다. 이는 IoT 기반 지능형 패널로, 신뢰성 있는 고급 데이터를 통한 모니터링으로 모터 상태를 최적화하고 전기 사고 대응을 지원한다.

에코스트럭처 파워 모니터링 엑스퍼트(EcoStruxure Power Monitoring Expert)는 통합 전력 모니터링 솔루션으로, 전력 모니터링 대시보드를 통해 반도체 시설의 전력 배전, 시설 에너지 제어 및 모니터링 정보를 한 번에 확인할 수 있다.

슈나이더 일렉트릭 코리아 김경록 대표는 “비즈니스의 효율성을 위해서는 계획되지 않은 가동 중단의 위험을 최소화해야 한다”라며, “슈나이더 일렉트릭은 반도체 제조 현장의 비즈니스 지속가능성을 위해서 에너지 효율성 및 탄소배출 저감 등을 실현할 수 있는 솔루션과 제품을 보유하고 있다”라고 밝혔다.