[디지털데일리 김도현기자] 삼성전자 SK하이닉스 삼성디스플레이 LG디스플레이는 세계 반도체·디스플레이를 주도하고 있다. 하지만 이를 만들기 위한 소재·부품·장비(소부장)는 해외의존도가 높다. 지난 10여년 줄곧 지적했던 문제다. 일본 수출규제는 한국 기업의 약점을 부각했다. <디지털데일리>는 소부장 육성을 위해선 무엇이 필요한지, 우리 기업은 어떤 노력을 하고 있는지 등 유망기업을 만나 현장의 목소리를 들어봤다.<편집자주>

반도체는 미세입자(파티클)에 큰 영향을 받는다. 아주 미세한 먼지라도 웨이퍼 표면에 있으면 반도체가 정상 동작하지 않는다. 이는 제품의 수율, 품질 등을 떨어뜨린다. 반도체 공정에서 청결이 중요한 이유다. 외부 오염요소로부터 반도체를 보호하기 위해 방진복 착용, 클린룸 설치 등이 필수다. 클린룸에서는 천장과 바닥에 설치된 필터를 통해 내부공기를 순환시킨다. 습도와 온도 등도 조절해 완벽한 공기 청정도를 유지한다.

신성이엔지는 클린룸 분야 세계 1위 업체다. 글로벌 시장 점유율이 60%에 달한다. 시공 면적은 잠실종합운동장 300개 정도를 지을 수 있는 크기다. 삼성전자, SK하이닉스, LG디스플레이 등은 물론 TSMC, 인텔, BOE 등도 신성이엔지 고객사다.

신성이엔지는 청정공기 공급하는 ‘팬(Fan)필터’, 휘발성 물질 제거하는 ‘V-마스터’, 출입구에서 먼지 제거하는 ‘에어샤워’ 등을 양산한다. 공기청정 전문기업답게 신성이엔지는 재생에너지에도 관심이 많다. 태양광 사업을 시작한 계기다. 고효율 태양전지 ‘솔라셀’, ‘솔라모듈’과 태양광 솔루션을 공급한다.

신성이엔지는 클린환경 부문과 재생에너지 부문이 결합된 스마트공장을 경기도 용인에 마련했다. 스마트공장은 자동화된 설비들이 스스로 생산과정에서 결정을 내리는 지능형 팩토리다. 용인사업장은 지난 2016년부터 2년간 준비를 통해 스마트공장으로 거듭났다. 지난 2017년 정부 인증 스마트공장 우수기업으로 선정됐다.

최근 용인사업장에서 만난 신성이엔지 생산기술팀 신철수 이사는 “내년부터 인공지능(AI)을 도입, 스마트공장을 고도화할 것”이라며 “핵심인 생산관리시스템(MES)을 기반으로 운전자동화 단계까지 도달하는 것이 목표”라고 설명했다.

MES는 ▲현장 설비 상태 및 생산 실적 실시간 모니터링 ▲작업내역 추적관리 및 상태파악, 제어 ▲품질데이터 관련 분석 및 불량관리 등을 수행하는 시스템이다. 리얼타임으로 대응하는 것이 강점이다. 신성이엔지는 MES에 AI를 적용, 분석 및 제어 로직 설비를 내재화할 계획이다.

용인사업장 본관 입구에는 공장 전력 사용량을 알려주는 모니터가 보인다. 신성이엔지는 용인사업장에 태양광 시스템을 구축했다. 사업장 전역에 태양광 패널이 설치돼 있다. 태양광으로 생산된 전력은 에너지저장장치(ESS)를 통해 관리한다. 일부는 공장에서 사용, 나머지는 한국전력에 판매하고 있다.

신 이사는 “스마트공장 가동 이후 공정불량률이 대폭 줄었다”면서 “생산능력, 공정 자동화율이 지속 증가하는 추세”라고 말했다. 스마트공장이 가동되기 전인 2015년 대비 지난해 생산능력은 210% 향상됐다. 8시간 작업 기준 팬필터 생산량이 300대에서 650대로 늘어난 수준이다. 공정불량률은 55% 감축했고, 공정 자동화율은 78%까지 끌어올렸다.

용인사업장은 주로 팬필터를 제조한다. 팬필터 제조라인으로 들어서면, 사람과 로봇이 함께 일하는 풍경을 볼 수 있다. 무인 운반차(AGV)가 부품을 옮기면 직원들이 체크하는 방식이다. 신 이사는 “라인에 설치된 로봇들은 사람을 인지, 작업할 때와 멈출 때를 구분한다”며 “덕분에 로봇과 사람이 같이 작업할 수 있다”고 설명했다.

제조라인 옆 공간에는 클린룸 샘플을 설치해놓았다. 샘플 내 천장 필터와 순수 분무 시스템이 파티클을 제거했다.일반적으로 반도체 클린룸은 클래스10 이하 수준이 요구된다. 클래스1은 1제곱미터(㎡) 내 0.1마이크로미터(㎛) 파티클이 1개 있다는 뜻이다. 초미세먼지(2.5PM)보다 25배 작은 입자다.

사업장 내 주차장에는 직원용 전기차와 전기자전거가 비치돼 있었다. 클린환경 및 재생에너지 전문 기업의 색깔을 보여주는 모습이다. 신성이엔지 관계자는 “전기자전거를 통해 사업장 내부를 편하게 왔다갔다할 수 있어, 직원들 만족도가 높다”고 언급했다.

한편 신성이엔지는 KT, 삼성SDS 등과 5세대(5G) 이동통신 스마트공장 사업을 추진하고 있다. 용인사업장에서의 경험을 토대로 국내 스마트공장 확산에 힘을 보탤 방침이다.

<김도현 기자>dobest@ddaily.co.kr