한국지멘스, 설계부터 최적화, 운영유지보수, 제조에 이르는 반도체 전체공정을 위한 자동화솔루션 선보여

국내 최대 규모의 반도체 제조기술전시회인 ‘세미콘코리아 2016(SEMICON Korea 2016)’이 1월 27일부터 29일까지 서울 삼성동 코엑스에서 개최됐다.
29회째를 맞는 이번 행사는 ‘Connect to the Future, Markets, Technology, and People’을 주제로, 전 세계 반도체 장비재료 산업을 선도하는 20개국 530개 이상 업체가 역대 최대 규모인 1,870개 부스 규모로 참여해, 마이크로 전자분야의 최신 공정기술과 장비, 재료 등을 선보였다.
이번 전시회는 시놉시스, 텍사스 인스트루먼트, 아우디에서 초청된 세 연사의 기조연설과 함께 개막이 됐다. ‘혁신: 미래를 창조하다(Innovation: Inventing the Future)’를 주제로 각기 다른 세 분야의 전문가가 반도체의 미래를 조망했다.
같은 기간 LED코리아 2016이 세미콘코리아 2016와 동시에 개최됐으며, LED 칩 제조 및 응용과 관련한 최신 기술적 관점들을 소개하는 LED 기술 컨퍼런스도 함께 열렸다.
특히, 이번 ‘SEMICON Korea 2016’ 에서는 지멘스를 비롯한 ABB코리아, 보쉬렉스로스코리아, 한국야스카와전기, 트라이텍, 오토닉스 등 제조자동화 업계를 대표하는 업체들이 출품, 반도체 분야에 최적화된 신기술과 제품을 대거 선보였다. 특히 대부분의 자동화 기업들이 IIoT(Industrial Internet of Things) 및 Industry 4.0의 기술 트렌드에 맞춰, 반도체 업계의 스마트 팩토리를 구현할 수 있는 자사의 기술력을 홍보하는데 초점을 맞춘 것이 이번  ‘SEMICON Korea 2016’의 특징이다.

기획/취재 최교식 기자  cks@engnews.co.kr

지멘스 부스 전경. 산업용 소프트웨어부터 반도체분야에 최적화된 FA 및 PA 솔루션이 전시됐다.

전 세계 제조자동화 기술을 주도하고 있는 지멘스는 이번 SEMICON Korea 2016을 통해, 설계부터최적화, 운영유지보수 및 실제 제조에 이르는, 반도체산업을 위한 처음부터 마지막단계까지를 제공하는 자사의 역량을 강조했다.

타 경쟁사와 차별화 되는 가상세계와 실제공간을 연결하는 CPS(Cyber Physical System) 구현능력을 보여줌으로써, Industry 4.0이나 스마트 팩토리를 구축할 수 있는 지멘스만의 독보적인 역량을 홍보하고자 한 것이 한국지멘스의 의도.

이번 전시에서는 반도체장비 설계를 위한 3D 설계 전문솔루션과 생산라인이 최적화된 상태인지를 사전에 검증할 수 있는 플랜트 시뮬레이션(Plant Simulation), 플랜트 설계 및 운영·유지보수를 위한 COMOS 솔루션 등 반도체분야를 비롯한 다양한 산업분야에 적용되는 산업용 소프트웨어가 큰 비중을 차지했고, 산업용 소프트웨어와 함께 반도체산업을 위한 안정적이고 효율적인 Factory Automation Solution과 Process Automation Solution, 이 세가지 존으로 부스가 구성이

됐다.

반도체 장비 설계를 위한 3D 설계 솔루션 솔리드엣지(Solid Edge)

산업용 소프트웨어 존에서는 실제 글로벌 및 국내 반도체 업체에 다수 도입되어 사용되고 있는 3D 설계 솔루션인 솔리드엣지(Solid Edge)가 비중 있게 소개가 됐다. 반도체를 생산하기 위해서는 전공정, 후공정에 걸쳐 다양한 종류의 공정장비가 사용이 되는데, 3D 설계는 다양한 종류의 반도체 공정 장비를 개발하는데 주로 사용되고 있다.

프레임, 부품, 배관 등을 포함한 기구설계 및 전장설계에도 적용되고 있으며, 거동해석이나 열, 유동, 구조해석 등 시뮬레이션 분야에도 사용되고 있다. 직접 제품을 생산하기 전에 제어설계 시뮬레이션을 통해 문제점을 찾아내어 제어설계에 반영한 이후, 실제 제조에 들어가는 반도체 전 공정을 지원하는 지멘스의 비즈니스 포트폴리오의 출발점이 된다.

반도체분야를 위한 라지 어셈블리 설계에 강점 지닌 솔리드 엣지(Solid Edge)

이날 반도체장비 설계 솔루션 부스 설명을 담당한 솔리드엣지 국내총판인 영창캐드의 정진덕 이사는 반도체 생산을 위한 장비의 특징은 부품 수가 많다는 것으로, 라지 어셈블리 핸드링 기법을 이용해서 대단위의 부품수를 가진 반도체 장비 설계를 좀 더 쉽게 할 수 있도록 지원하는 솔리드엣지는, 방대한 어셈블리 설계를 빠르게 수행하기를 원하는 반도체 고객의 요구에 최적의 솔루션이라고 피력했다.

전시기간동안 6000개 정도의 부품수를 가진 반도체장비 설계 파일 화면이 소개가 됐는데, 이러한 방대한 부품설계를 위해 지멘스PLM은 Cardenas(카데나스) 및 TraceParts (트레이스파트)라는 3D Solid Edge에 기반한 두 가지의 설계부품 카탈로그 라이브러리를제 공함으로써, 솔리드엣지를 사용하는 고객들이 부분적 제품설계에 대한 시간을 절약하고, 완제품 설계의 속도와 품질을 개선시킬 수 있도록 지원하고있다.

정 이사는 3D 설계가 끝나고 제품제작을 위해 솔리드엣지는 최상품질의 도면을 생성할 수 있을 뿐만 아니라, 애니메이션이나 실사 이미지 렌더링 등을 통해 현장감 있는 비쥬얼라이제이션을 구현하고, 설비와 장비최적화를 지원함으로써, 솔리드엣지가 도쿄일렉트릭의 전체공정에 사용이 되는 등, 다수의 국내 반도체 장비업체를 비롯한 전 세계 반도체장비 업체들이 솔리드엣지를 사용하고 있다고 밝혔다.

또, DR(Design Review)을 위해 도면 이외에도 3D viewer를 통해 3D 가상목업을 관찰하고 검토하는 것이 최근 트렌드라고 말하고, 솔리드엣지는 PMI를 3D모델에 표시하고 이것을 3D PDF로 내보낼 수 있어서 아크로밧 리더만 있으면 DR을 하기 위한 치수 주석들이 산출이 되고, 모델 트리영역을 클릭하면 고객이 DR을 하기 위해 전체가 아닌, 보고 싶은 뷰만 볼 수 있다고, 솔리드엣지의 사용자 중심의 설계문서화를 위한 환경, 즉 뛰어난 인터페이스 기능에 대해 역설했다.

정 이사는 설계데이터에 주석이 제공되는 것은 솔리드엣지가 유일하다고 말하고, 설계도 중요하지만 반도체장비와 같은 고가장비는 설계가 끝나고 나서 고객과의 대화가 중요한데, 이 3D PDF를 통해 고객과 데이터 및 제품지식 정보 등을 공유할 수 있어서, 3D PDF는 설계가 끝나고 난 이후 고객과의 대화에 있어서 큰 활용성을 지닌다고 덧붙였다. 라지 어셈블리 도면을 실시간으로 뽑을 수 있고, 가공을 위해 협력업체에게 데이터를 다양한 포맷으로 내려보낼 수 있다는 것이 솔리드엣지의 장점 가운데 하나라는 것이 정 이사의 설명.

솔리드엣지에 이어 반도체 공정 라인 전체의 레이아웃과 시뮬레이션에 사용되는 플랜트 시뮬레이션(Plant Simulation)이라는 소프트웨어에 대한 소개가 이어졌다. 지멘스는 플랜트 시뮬레이션을 사용해서 반도체 공정의 라인전체에 대한 레이아웃 설계 및 분석을 하고, 각종 설비별로 생산량을 예측하고, 라인 전체 프로세스를 기반으로 시뮬레이션을 해서 생산순서를 최적화할 수 있다고 설명했다.

1FL6 저관성 모터

반도체 산업을 위한 Process Automation Solution 부스

세이프티가 내장된 프로세스 오토메이션 시스템 AS410

Applicative Redundancy 기능으로 소프트웨어 백업 기능을 구현하는 S7-1500 전시

반도체 산업을 위한 Factory Automation Solution 존에서는 가상 설계된 데이터가 실제 공간에 연결되어 현실세계에서 가상으로 시운전해보는 툴인 메카트로닉스 컨셉 디자이너 (Mechatronics Concept Designer)가 소개가 됐다.

PLC 신호를 받아서 버추얼 화면에서 검증하고 시뮬레이션 해볼 수 있게 해주는 이 툴은, 엔지니어링과 버추얼 공간을 자연스럽게 연결시켜주는 것이 장점으로, 고객과의 직관적인 컨센서스가 가능하고 다양한 검증으로 시행착오를 최소화할 수 있어 점차 빠르게 변화하는 이 산업군의 특성에 맞는 최적의 궁합이라고 볼 수 있다.

이어서 PC 기반 자동화 부분에서는 반도체 및 전자 산업군의 현재 트렌드를 반영하여 고도화된 시스템과 다양하고 많은 양의 정보 관리에 효과적인 Software Controller 및 각종 산업용 PC가 전시됐다.

또한 안정화가 가장 중요시되는 반도체 공정에서 PLC와 I/O의 소프트웨어 이중화가 가능한 Applicative Redundancy 시스템을 선보이며, 안정된 시스템이 요구되는 공정에 적용할 수 있는 S7-1500 PLC 라인업을 강조하여 눈길을 끌었다. 아울러 실행 단계에서 스마트한 제조에 적합한 Material Moving 시스템을 선보였는데, 실시간 제품 위치 정보 파악이나 이송 기기 및 Crane에 폭넓게 적용할 수 있는 Rcoax 케이블, 스케일런스 등 안정적인 무선 컴포넌트들의 데모장비를 보여줬고, User login with RFID Application도 보안을 위해 사용자가 리더에 접촉한 뒤, 사용자 보안 레벨에 따라 액세스함으로써 보안을 강화하고 있는 지멘스의 행보를 소개하며 전반적인 FA 포트폴리오를 보여줬다.

단축 위치제어 기능이 내장되어 있어 경제적이고 편리한 서보 드라이브 SINAMICS V90

최근 400V(400W ~ 7KW) 제품출시에 이어서 서보 드라이브 시스템인 SINAMICS V90과 1FL6 저관성 모터가 소개됐다. 단상220V, 삼상 220V 2KW 용량까지 라인업되어 있으며, 기본적으로 위치제어기가 내장되어 있어 비용을 절감해주는 것이 장점이다. 또한 SD카드를 이용해 파라미터 복제가 간편하기 때문에 시운전이 간편한 것도 특징.

사용자 친화적이며 시간절감 할 수 있는 라이브러리 제공 가능한 컨버팅 솔루션

특히 머신 자동화를 위한 패키지 솔루션 데모가 눈길을 끌었는데, 이 데모는 내장된 툴 박스 소프트웨어를 통해 축 제어나 로터리 나이프, 플라잉 소우, 장력 조정 등의 어렵고 복잡한 기능들을 빠르게 구현할 수 있는 것이 특징으로, PLC와 HMI, 모션 컨트롤 기능 등이 패키지화되어 있어서 어려운 PLC 시퀀스를 짜는 시간과 수고를 줄여주는 유저친화적인 솔루션이다. 데모를 통해서는 SIMOTION과 SINAMICS, TRC3000으로 구성된 패키지가 마크감지를 통한 코팅 및 슬리팅 설비를 시연해 보였다.

이와 함께 자체 로직이 내장되어 있어서 상위 CPU의 부하를 덜어주는 지능형 모터관리 시스템 SIMOCODE와 직입 및 정, 역 스타터 3가지 기능을 지원하는 모터 스타터 등이 소개가 됐다.

오퍼레이션에서 메인터넌스까지 데이터베이스를 통합 관리할 수 있게 해주는 COMOS

Process Automation Solution 존에서는 공정플랜트를 3D 모델링해서 가상으로 플랜트 환경을 제공하여 작업자들이 현장에 가지 않고도 가상으로 조작하는 방법을 배울 수 있을 뿐 아니라, 문제가 있을 때는 현장에 가지 않고 전자화된 매뉴얼, 도면, 그리고 제어 컨트롤 플로우 차트를 보면서 문제를 해결하기 위한 정보를 미리 예측 및 준비할 수 있는 솔루션인 COMOS가 비중 있게 소개가 됐다.

공장이나 설비에 들어가는 P&ID(Pipe and Instrument Diagram)와 EI&C(Electrical Instrument And Control)의 정보들을 하나하나 오브젝트화해 놓고, 추가 증설할 때 시뮬레이션을 한 후에 오브젝트 단위로 진행을 한다. 한국지멘스의 장희돈 부장은 “설계, 오퍼레이션에서 메인터넌스까지 데이터베이스를 통합 관리할 수 있다는 것이 COMOS의 중요한 이점 가운데 하나”라고 설명했다.

Process Automation Solution 존에서는 이밖에도 세이프티가 내장된 프로세스 오토메이션 시스템인 AS410과 반도체 산업을 위한 세이프티 솔루션이 전시되는 한편, 파이프라인 내의 가스 분석, 압력 및 유량을 모니터링 하며, 밸브를 제어 하는 포지셔너까지, 다양한 제품을 전시함으로써, 반도체 공정을 위해 필드 디바이스부터 시스템까지 토탈로 공급할 수 있는 지멘스의 강력한 포트폴리오를 보여줬다.

디자인-플래닝-엔지니어링-생산을 연결하고, 가상세계와 현실공간을 통합하는 지멘스의 제품 포트폴리오를 한 눈에 보여주고자 한 것이, ‘SEMICON Korea 2016’ 기간 중 지멘스가 산업계에 전달하고자 한 핵심 메시지 가운데 하나다.

※ 출처 : EngNews (산업포탈 여기에) - 한국지멘스, 설계부터 최적화, 운영유지보수, 제조에 이르는 반도체 전체공정을 위한 자동화솔루션 선보여