확대되는 반도체 설비투자, 시급한 정밀 장비 개발이 필요하다-아이씨엔매거진

삼성전자가 시스템반도체 글로벌 파운드리(위탁생산) 시장에서 선두기업인 대만 TSMC를 따라 잡겠다는 계획으로 파운드리 설비 투자를 적극 추진한다. 오는 2025년까지 사업 출범 원년(2017년) 대비 3배로 늘린다는 계획이다. 삼성전자는 공정·제품 첨단화를 통해 2024년 시스템반도체 사업 매출 39조원 이상을 달성한다는 것.

아이씨엔 미래기술센터에 따르면 삼성전자는 조만간 경기도 평택 제2캠퍼스(P2) 파운드리 라인(S5)을 비롯해 해외 신공장 착공에 돌입할 것으로 전망된다. 미국 오스틴 공장에 이어 텍사스주에 2공장 건설을 타진해 온 삼성전자는 지난해말 텍사스주 테일러시에 제 2공장 부지를 확정하고 총 20조원을 투자한다고 발표했다.

삼성전자에 따르면 텍사스주 테일러시 신공장은 부지 규모만 55만 7000㎡에 이른다. 빠르면 1분기중에 착공이 가능할 전망이다. 2024년 하반기 양산이 목표다. 또한 기존 오스틴 공장이 14나노미터(나노미터는 10억분의 1ｍ) 공정을 기반으로 IT 기기용 전력 반도체와 통신용 반도체 생산에 주력하는데 비해, 테일러시 공장은 인공지능(AI)과 데이터센터용으로 수요가 급증하고 있는 5나노 이하 차세대 반도체 양산이 추진될 전망이다.

SK하이닉스의 설비투자도 당초 예상을 넘어서는 규모로 진행될 전망이다. 아이씨엔 미래기술센터는 SK하이닉스가 올해 15~17조원에 이를 것으로 분석한다. 지난 2021년도 대비 약 30~50% 늘어난 수치다. 지난해 이미 1000억원대의 장비 공급계약을 마쳤으며, 추가적인 발주도 기대된다.

이러한 대규모 설비투자 전망에도 불구하고 문제는 반도체 장비를 제 때 정확히 공급할 수 있느냐에 의문이 제기된다. 코로나19 팬데믹으로 글로벌 서플라이 체인이 무너지면서 글로벌 시장에서 증가하는 반도체 장비 수요에 제대로 장비 개발과 공급이 이뤄지지 못하고 있기 때문이다.

힐셔 EtherCAT 지원 netX 모듈. 반도체 제조 장비에 적용되는 장치들을 위한 EtherCAT 슬레이브 네트워크 인터페이스 ETG.5003-1 표준인 공통 장치 프로파일에 따라 개발된 제품이다

이러한 시장을 뚫고 힐셔(Hilscher)는 반도체 산업에 적합한 신규 comX 통신 모듈을 통해 반도체 장비 개발 업체를 적극 지원한다는 구상을 내놨다. 힐셔측은 “기존 로봇 컨트롤러 및 PLC나 드라이브와 같은 자동화 장치 제조업체들의 경우 하나의 제품 설계로 모든 주요 실시간 이더넷 프로토콜을 마스터 또는 슬레이브로 지원하는 힐셔 제품의 기능을 매우 선호한다.”고 밝혔다. 이러한 현실에서 납기를 앞당길 수 있도록 보다 빠르게 최신 장비 개발을 추진할 수 있는 통신 모듈을 제공한다는 것.

특히 반도체 장비 최대의 기술력이 집약된 모터 드라이브 정밀도 확보를 위한 실시간성(Real-time)을 확보한 산업용 모터 드라이브 통신 프로토콜인 이더캣(EtherCAT) 지원 제품이 장비업체들로부터 큰 호응을 얻고 있다. 현재 EtherCAT 프로토콜을 주관하고 관리하고 있는 ETG(EtherCAT Technology Group)에서는 반도체 산업을 위한 ETG.5003 ‘반도체 장치 프로파일’에 지정된 특수 프로파일을 정의하고 표준 개발에 나섰다. Applied Materials, Lam Research 및 Tokyo Electron과 같은 반도체 산업용 생산 설비 분야의 글로벌 제조업체들이 표준 개발에 적극적으로 참여하여 다양한 장치에서의 상호 운용성 검증에 나서고 있는 중이다.

이에 힐셔의 comX 51CA-RE\R 제품이 주목된다. 시장에서 많은 사용자층을 확보하고 있는 기존 comX 51 디자인을 그대로 유지했다. 물리적인 IP 주소 설정을 위한 로터리 코딩 스위치를 추가하여 공통 장치 프로파일(CDP: Common Device Profile, ETG.5003-1)에 따라 명시적 장치 ID (explicit device ID)를 설정할 수 있도록 했다. 자동화 기기 및 반도체 장비 개발업체는 힐셔가 제공하는 하드웨어와 소프트웨어의 상호 작용을 통해 특정 장치 프로파일(SDP: Specific Device Profile, ETG.5003-2xxx)에 따른 장치 개발의 기초를 형성하는 공통 장치 프로파일에 근거하여 개발을 추진할 수 있게 된 것이다.

힐셔 측에서는 “힐셔의 comX 51CA-RE\R 제품이야 말로 글로벌 칩 생산의 위기 속에서 반도체 생산 분야에서의 새로운 역량 창출 및 기존 생산 설비 확장의 요구에 부응할 수 있다.”고 밝히고, “생산 설비 제조업체는 EtherCAT에 대한 힐셔의 다년 간의 경험뿐만 아니라 comX 모듈의 신뢰성까지도 보장받을 수 있다.”고 말했다.