전기전자 시험 및 검증을 위한 모듈형 신호 스위칭 및 시뮬레이션 제품 선도 공급사인 피커링 인터페이스가 LXI 마이크로웨이브 스위칭 시스템의 유연한 구성을 위한 무료 온라인 툴인 마이크로웨이브 스위치 디자인 툴(Microwave Switch Design Tool)을 발표했다.
이 전용 툴은 맞춤형 LXI RF/마이크로웨이브 스위칭 시스템의 구성을 간략화함으로써 5G, 무선 및 통신, 반도체, 의료, 항공우주 및 방위 산업 전반에 걸친 신호 라우팅 애플리케이션을 위한 시스템을 구축하는 고객에게 강력하고 유연한 마이크로웨이브 스위칭 설계 기능을 제공한다.
엔지니어는 대화형 온라인 툴을 사용하여 50Ω 또는 75Ω 임피던스와 함께 최대 110GHz 대역폭의 고성능 마이크로웨이브 LXI 릴레이 및 다양한 커넥터 유형(개별 마이크로파 스위칭 소자의 위치 및 관련 라벨링 요구 사항 포함)의 혼합 구성을 규정하고 구성할 수 있다. LXI 마이크로웨이브 스위치 플랫폼 설계를 통하여 고유 파트 번호가 생성되며, 제작 주문을 위한 견적서가 생성될 수 있다. 주문이 접수되면 피커링 인터페이스에서 맞춤형 시스템으로 제작 및 제공된다.
엔지니어는 트랜스퍼, SPDT, SP4T, SP6T, SP8T, SP10T 및 SP12T를 포함해서 릴레이를 종단 및 비종단 버전으로 선택할 수 있으며, 산업 표준 LXI 이더넷 제어 인터페이스와 함께 콤팩트한 1U – 4U 폼 팩터로 공간 절약형 마이크로웨이브 스위칭 솔루션을 제공받을 수 있다. 전면 패널 릴레이 포지셔닝의 유연성은 외부 상호 연결 케이블 길이를 최소화하는 데 도움이 된다.
이 시스템은 낮은 VSWR, 매우 높은 절연, 낮은 손실 및 높은 전력 처리를 제공하는 고성능 릴레이를 통해 우수한 RF 및 반복성 특성을 나타내므로 HF 대역에서 마이크로웨이브 주파수까지 고성능을 필요로 하는 동축 시스템을 스위칭하는 데 이상적이다.
윈드리버는 임베디드 리눅스 플랫폼의 CVE(공개적으로 알려진 보안 취약점) 모니터링 및 관리를 지원하는 ‘윈드리버 스튜디오 리눅스 보안 스캐닝 서비스(Wind River Studio Linux Security Scanning Service)’를 무료로 제공한다고 밝혔다.
고유한 요구에 맞춰 임베디드 리눅스 개발을 수행하는 조직에 맞춰 설계된 이 서비스는 프로페셔널 수준의 식별이 가능하며, 사용자는 이 서비스를 통해 윈드리버에서 제공하는 수정 및 패치 사항 등을 포함하여 해당 CVE에 적합한 해결 솔루션이 있는지 확인할 수 있다.
개발자가 스캐너에 SBOM(Software Bill of Materials) 혹은 구성 목록을 실행시키면, 커널, 사용자 공간, 라이브러리 및 기타 시스템 구성 요소를 포함한 특정 플랫폼 계층을 분석하고 이를 광범위한 지식 기반과 비교하여 중요한 취약점을 정확하게 식별할 수 있다. 또한 플랫폼 패키지 내에서 활용되는 라이센스를 표시하여 아티팩트 생성 및 규정 준수 요구사항을 확인할 수 있다. 식별된 취약성의 결과 목록은 공통 취약점 스코어링 시스템(CVSS v3)에 따라 순위가 매겨진다.
CVE 이슈 해결 이후 조치를 필요로 하는 경우 윈드리버에 완화 계획에 대해 상담할 수 있다. 윈드리버 전문가의 컨설팅을 통해 식별된 각각의 취약점의 심각도와 악용 가능성을 바탕으로 CVE를 신속하게 분류하고 우선순위를 지정한 후, 리눅스 플랫폼 안전성에 필요한 시간 및 노력 수준을 평가하고 완화 계획을 세우는 방식이다.
아밋 로넌 윈드리버 최고 고객 책임자(CCO)는 “(지금은) 보다 효과적이고 선제적인 CVE 모니터링 및 관리가 중요해졌다. 그러나, 새로운 기능을 더하고, 시장에 더 빠르게 출시하려는 과정에서 CVE가 유지보수 사이클 내에서 부적절하게 처리되는 경우가 발생한다”고 밝히고, “윈드리버 ‘스튜디오 리눅스 보안 스캐닝 서비스’는 개발자들이 신속하게 고위험 취약점을 확인하고 조치 수단에 대한 우선순위를 파악할 수 있도록 도와줌으로써 리눅스 기반 시스템 보안을 강화할 수 있도록 한다.”고 말했다.
이 서비스는 욕토 프로젝트(Yocto Project), NIST 및 윈드리버 데이터베이스 CVE 등의 선별된 데이터 소스 모음의 지식 기반을 활용한다.
인피니언 테크놀로지스(코리아 대표이사 이승수)가 Autotalks의 TEKTON3 및 SECTON3 V2X 레퍼런스 디자인을 지원하기 위해 오토모티브 등급의 HYPERRAM™ 3.0 메모리를 제공한다고 밝혔다.
Autotalks의 TEKTON3는 커넥티비티를 통한 주행을 위해 특별히 설계된 완전 통합형 V2X 시스템온칩 (SoC)이다. V2X는 자동차가 다른 자동차 및 주변 환경과 통신할 수 있도록 함으로써 궁극적으로 도로 안전을 향상시킨다.
동시 듀얼-라디오 및 완전한 V2X 소프트웨어 구현에는 일반적으로 모뎀 및 애플리케이션 요구 사항을 관리하기 위한 외장 메모리가 필요하다. HYPERRAM은 외장 메모리로서의 가격, 밀도, 성능 요구를 완벽하게 충족한다.
인피니언 HYPERRAM 3.0은 x16 HYPERBUS 인터페이스를 채택해서 HYPERRAM 제품군의 쓰루풋을 800MBps(mega bytes per second)으로 확장했다. 오토모티브 인증을 받은 HYPERRAM 3.0은 TEKTON3의 프로세싱 요구 사항을 충족하는 이상적인 확장 메모리 솔루션이다.
Autotalks측은 인피니언의 HYPERRAM과 NOR 플래시 메모리는 우리 회사의 최신 세대 V2X SoC와 이성적인 조합이라는 설명했다.
인피니언의 에코시스템 마케팅 선임 이사인 패트릭 르 비한(Patrick Le Bihan)은 “인피니언의 HYPERRAM 및 NOR Flash 메모리가 Autotalks의 SoC와 결합해서 고객들을 위해서 에너지 효율적인 방식으로 저비용 고성능 솔루션을 제공하게 됐다.”고 말했다.
노르딕 세미컨덕터(Nordic Semiconductor)는 새로운 와이파이 6(Wi-Fi 6) 컴패니언 IC인 nRF7001™을 출시했다. 이 제품은 nRF70® 시리즈를 확장한다.
2.4GHz 및 5GHz 지원 nRF7002™를 보완하는 nRF7001은 2.4GHz 연결만을 필요로 하는 최종 제품을 위해 안전한 저전력 와이파이 6 컴패니언 IC를 제공한다.
회사측은 “nRF7001은 스마트 홈과 스마트 시티, 산업 자동화 및 기타 저전력 와이파이 IoT 애플리케이션에서 단일 대역만을 이용하는 설계의 부품원가(BoM: Bill of Materials)를 절감할 수 있다”고 설명했다. 또한 nRF70 시리즈 와이파이 6 컴패니언 IC는 저전력의 강력하고 안전한 와이파이 연결은 물론, SSID(Service Set Identifier) 스캐닝 기반의 와이파이 위치추적 기능을 제공한다.
nRF7002와 마찬가지로 nRF7001 컴패니언 IC는 노르딕의 nRF52® 및 nRF53® 시리즈 멀티 프로토콜 SoC(Systems-on-Chip)와 nRF9160™ 셀룰러 IoT(LTE-M/NB-IoT) SiP(System-in-Package)와 함께 사용할 수 있다. 물론 노르딕 이외의 다른 호스트 디바이스와도 사용이 가능하다.
nRF7001 컴패니언 IC는 스테이션(STA)과 소프트웨어 에뮬레이션 액세스 포인트(SoftAP) 및 와이파이 다이렉트(Wi-Fi Direct) 동작을 지원하며, IEEE 802.11b와 a, g, n(와이파이 4) 및 ax(와이파이 6) 표준을 준수한다. 또한 이 제품은 블루투스 LE(Bluetooth® Low Energy), 스레드(Thread), 지그비(Zigbee)와의 뛰어난 공존성을 제공하는 것은 물론, 와이파이 6의 핵심 절전 기능인 TWT(Target Wake Time)를 지원한다.
nRF52840 또는 다른 호스트 프로세서와의 인터페이스는 SPI(Serial Peripheral Interface)나 QSPI(Quad SPI)를 통해 이뤄진다. 이외에도 nRF7001은 단일 공간 스트림(Spatial Stream)과 20MHz의 채널 대역폭, 64 QAM(MCS7), OFDMA, 최대 86 Mbps의 PHY 전송속도 및 BSS 컬러링(BSS Coloring)을 제공한다.
nRF7001은 2.4GHz 대역에서만 동작하는 제품을 위해 듀얼 밴드 컴패니언 IC를 대체할 수 있는 드롭인(Drop-In) 단일 대역 솔루션으로 nRF7002를 완벽하게 보완한다. 노르딕 세미컨덕터의 기술 제품 매니저인 요안니스 글라로풀로스(Ioannis Glaropoulos)는 “매우 안정적인 2.4GHz 연결을 제공하도록 설계된 nRF7001은 최신 표준 준수 및 절전 기능을 비롯해 nRF7002의 모든 와이파이 기능을 보다 저렴한 비용으로 이용할 수 있게 한다. nRF7001은 호스트 프로세서로 동작하는 노르딕의 nRF52840과 함께 사용하면, 비용 효율적이면서도 뛰어난 고성능의 와이파이 솔루션을 제공할 수 있다.”고 말했다.
한편, 개발자들은 노르딕의 무선 디바이스 기반 제품을 구현할 수 있는 확장 가능한 통합 소프트웨어 개발 키트인 nRF Connect SDK를 통해 쉽고 빠르게 nRF7001 기반 설계를 시작할 수 있다. 또한 nRF Connect SDK는 nRF7002 개발 키트(DK: Development Kit)에서 nRF7001 IC를 에뮬레이션할 수 있도록 지원하기 때문에 이 DK를 사용하여 nRF7001 애플리케이션도 개발할 수 있다.
현재 대부분의 산학연 기관에서는 모듈화 개념을 사용하고 있다. 하지만, 모듈의 상호운용성 및 상호 교환성에 대해서는 고려하지 않고 있다. 더구나, 모듈에 대한 설명과 모듈들을 구분할 수 있는 어떠한 방법도 제공하지 않는다.
이러한 문제로 인해 로봇용 모듈들은 사용성, 제품화 및 유지보수에 문제를 안고 있다. 물론, 이러한 문제는 현재 학계 및 연구계에서 많이 사용하고 있고 국내의 산업계에서도 많이 활용하고 있는 미들웨어의 하나인 ROS(Robot Operating System)에서도 발생한다.
ISO TC299 WG6 모듈화 표준
이러한 문제를 해결하고자 ISO TC299 WG6에서는 모듈화 표준을 만들고 있으며, 이 표준은 로봇용 모듈의 상호운용성 및 상호교환성과 모듈들의 제품화를 지향하고 있다.
현재 WG6에서는 국제 표준으로 “ISO 22166-1 서비스 로봇 모듈화 – 제 1 부 일반요구사항”이 표준화되었고, 이를 기반으로 “DIS 22166-201 서비스 로봇 모듈화 – 제 201부 공통정보모델”이 FDIS(최종국제표준안; Final Draft International Standard)를 준비 중에 있다. 또한, “CD 22166-202 서비스 로봇 모듈화 – 제 202부 소프트웨어 모듈용 정보모델”이 DIS(국제표준안; Draft International Standard)를 준비 중에 있다.
제 1부 일반요구사항은 국내의 전문가들이 많은 기여를 하였고, 제 201부 및 제 202부는 국내 전문가가 프로젝트 리더가 되어 이끌고 있다. 제 201부는 2023년 또는 2024년 초에 IS(국제표준; International Standard)가 가능할 것으로 예상된다. 그리고, 제 202부는 2024년에 FDIS까지 완료될 것으로 기대된다. 이렇게 되면 소프트웨어 모듈 관점에서 상호운용성 및 상호교환성을 제공하는 표준이 처음 만들어지는 것이고, 이에 대한 효과는 산업용 로봇을 포함하여 자동화 시스템에 많은 긍정적 영향을 줄 것이다.
*. ISO에서 국제표준을 제정하는 절차는 일반적으로 제안부터 발간까지 다음과 같은 6단계를 거쳐 표준으로 발간된다. 먼저, 준비단계에서 신규작업표준안(NP; new proposal)를 거쳐 작업초안(WD; working draft)이 마련된다. 이후 본격적인 표준 단계가 시작된다. 본격적으로 위원회 초안(CD; committee draft)을 거쳐 국제표준안(DIS; draft international standard)이 되고, 승인단계인 최종국제표준안(FDIS; final draft international standard)를 거쳐 최종 국제표준(IS; international standard)으로 발간(출판)된다. [NP(신규작업표준안) -> WD(작업초안) -> CD(위원회초안) -> DIS(국제표준안) -> FDIS(최종국제표준안) -> IS(국제표준)] (편집자 주)
ROS 미들웨어간의 연동 지원
현재 국가 표준으로 제정되어 있는 일본의 RTC(Robot Technology Component), 한국의 OPRoS (Open Platform for Robotic Services) component와 국제적인 사실상 표준으로 간주하고 있는 ROS(Robot Operation System)들간 연동도 표준으로 지원할 예정이다. 현재 제 202부에서는 정보모델을 기반으로 ROS와 openRTM에 대한 연동 방식을 제공한다.
*. ROS는 사실상의 표준이라기보다는 표준 문서는 DDS만 존재하고 있고, 그 외의 표준 문서가 없으므로 표준이라고 언급하는 것도 이상하지만 많이 사용하는 미들웨어이므로 적절한 용어가 없음. (저자 주)
여기서 정보모델이라고 하는 것은 모듈이 로봇에 사용될 때 필요한 정보들을 저장하는 방식을 모델링한 것을 의미한다. 이러한 정보들에는 모듈의 설명, 제조자, 식별자, 모듈에서 사용하는 변수(예, ROS의 토픽), 모듈에서 제공하는 서비스(예: ROS의 서비스), 시뮬레이션 모델, 사용하는 통신 인터페이스, 미들웨어 및 데이터베이스, 모듈의 실행 방법 등이 있다. 물론 하드웨어적으로도 모듈의 크기, 모듈의 마운트 방법 등의 정보를 제공할 수 있다.
이러한 정보들은 모듈 기반으로 로봇 혹은 모듈의 조합을 만들 때 유용하다. 먼저 소프트웨어 관점에서 보면 다음과 같이 설명할 수 있다. 현재는 로봇을 개발할 때 대부분이 소스코드를 활용하여 개발하거나 상용 라이브러리를 구입해 그 라이브러리를 활용하는 소스코드를 개발하고 있다. 즉, 현재는 모듈들로 개발하고 있지만, 개발된 소프트웨어 모듈들을 모두 컴파일 및 링크를 통해야만 실행할 수 있다. 이는 독립적인 모듈들이 서로 의존적인 형태로 개발되어 활용성에 있어서 제약을 가지고 있다는 의미이다.
이러한 독립적 모듈들을 실행 파일 형태로 제공하면, 별도의 컴파일 및 링크 과정 없이 수행할 수 있으므로 매우 이득이 크고, 문제가 생기면 해당 파일에서 수정만 하면 된다. 즉, 활용성에 있어서 많은 장점이 존재한다. 그러나 이 경우에는 필요한 정보(예: ROS의 경우 토픽, 서비스 등의 정보)가 제공되지 않으면 활용성에 있어서 역시 제약이 있으므로, 이 제약을 없애기 위하여 정보모델을 통하여 관련 정보를 제공하고 있다. 이러한 정보는 실제로 매뉴얼로 제공되기는 하지만, 모듈의 실행 파일에 포함되어 제공되므로 해당 정보는 모듈을 폐기할 때까지 계속 사용할 수 있다.
“모듈 기반이 되면, 전문가가 아니더라도 로봇 소프트웨어를 개발할 수 있다. 전문가들은 로봇 관련 모듈들을 만들어 판매하고, 로봇 운영자나 제작자들은 모듈이나 도구를 활용하여 제작이 가능하다. 이러한 개발 방식의 패러다임이 변경되면, 다양한 사람들이 다양한 종류의 로봇을 개발할 수 있으므로 인력 문제도 해결할 수 있다.”
– 박홍성 강원대학교 교수
모듈 기반으로 로봇 SW 개발이 쉬워진다
이러한 내용이 기존 방식과 차이가 있다. 이러한 정보모델을 활용하여 모듈들을 그림 1과 같이 로봇에 배치하면 로봇의 소프트웨어 구성이 완료되므로 매우 편리하다. 즉, 모듈들을 로봇에 배치하여 다운로드하고 수행시키면 로봇이 동작한다. 물론 모듈들을 다운로드하기 전에 로봇의 시뮬레이터에 다운로드하여 수행시킬 수 있다.
그림 1에서 육각형은 로봇 혹은 에지(Edge) 서버 관련 하드웨어 관점의 모듈을 표시하고, 노란색 원은 로봇 소프트웨어 모듈이고, 녹색 원은 에지 서버에서 동작하는 소프트웨어 모듈로, 모두 정보모델을 제공하고 있다. 소프트웨어 모듈이 장착된 로봇 혹은 에지 서버는 조합 모듈로, 같은 하드웨어이더라도 사용되는 소프트웨어 모듈의 종류에 따라 모듈 식별자가 달리 설정될 수 있다.
로봇에 들어가는 소프트웨어 모듈은 왼쪽의 메뉴에서 선택하여 관련 로봇 혹은 에지 서버에 드래그 앤 드롭 방식으로 넣으면 배치된다. 모듈 기반이 되면 기존의 소프트웨어 개발 방식보다 훨씬 진보된 방식을 사용할 수 있으며, 전문가가 아니더라도 로봇 소프트웨어를 개발할 수 있는 장점이 있다. 전문가들은 로봇 관련 모듈들을 만들어 판매하고, 로봇 운영자 혹은 제작자들은 모듈이나 그림 1과 같은 도구를 활용하여 제작하면, 개발 방식의 패러다임을 변경하여 다양한 사람들이 다양한 종류의 로봇을 개발할 수 있게 함으로 인력 문제도 해결할 수 있게 한다.
그림 1. 모듈 기반 로봇 동작 저작 및 수행
그림 1에서 모듈을 배치하면, 모듈들의 작동 여부를 검증하고, 이를 위해 정보모델이 필요하다. 정보모델에서 제공하는 정보들을 활용하여 모듈들이 필요한 내용(토픽, 서비스 등)들이 모두 있는지 혹은 문제가 있는지 알 수 있다. 문제가 없다면 다운로드하여 수행시킨다.
수행 중에 해당 모듈의 업데이트가 필요하면, 모듈 식별자를 활용하여 로봇들에 해당 모듈이 있는지 확인하여 업데이트를 진행할 수 있다. 이 경우 모든 로봇 프로그램을 업데이트하는 것이 아니고 해당 모듈만 원격에서 업데이트할 수 있다.
모듈의 종류로는 크게 기본 모듈, 조합 모듈로 나누어지면, 조합 모듈의 예에는 모바일(mobile) 모듈, 매니퓰레이터(manipulator) 모듈, 내비게이션(navigation) 모듈 등이 있다. 참고로 로봇 역시 조합 모듈이다. 조합 모듈 역시 모듈 식별자를 가진다. 모듈 식별자에는 버전도 포함되어 있어, 로봇에 포함된 식별자를 보면 업데이트 버전의 사용 여부도 알 수 있다. 이러한 내용은 현재 스마트폰의 버전 관리와 유사하다고 보면 된다.
핵심 반도체 전문업체인 넥스페리아(Nexperia)가 LFPAK56E만 제공되었던 NextPower 80/100V MOSFET 포트폴리오에 대한 패키지 옵션에 LFPAK56 및 LFPAK88을 추가한다고 발표했다. 이 소자들은 통신, 서버 컴퓨팅, 산업, 전원 공급 장치, 고속 충전, USB-PD 및 모터 제어 응용 제품에서 감소된 스파이크 동작과 높은 효율을 결합하도록 설계된 제품들이다.
Qg*RDSon 성능 지수는 MOSFET 스위치의 효율성 향상을 목표로 하는 반도체 제조업체들의 오래된 과제였다. 그러나 이 수치를 계속 낮추면 MOSFET스위치를 켜거나 끌 때 스파이크 레벨이 증가함으로 인해 생성되는 전자기 간섭(EMI)의 양이 커지는 의도하지 않은 결과가 발생되었었다.
넥스페리아는 Qrr(역회복 전하)이 낮아진 NextPower 80/100V MOSFET제품들의 출시에 성공했다. 이 소자들은 스위칭 전환 시 스파이크의 양을 크게 줄이면서 경쟁사들의 MOSFET제품들과 동일한 고효율 성능을 유지하는 동시에 EMI를 더 낮춰주는 특징이 있다.
넥스페리아측은 “이러한 고효율, 저스파이크 NextPower 80/100V MOSFET제품들을 새로운 LFPAK56 및 LFPAK88패키지로 제공함으로써 설계자가 이 칩의 응용 제품 크기를 줄이면서도 구리 클립 패키징의 견고성을 높일 수 있다.”며, “이로써 설계 엔지니어 및 고객들은 기존 설계에 대한 추가 소스를 검증하는 새로운 옵션을 갖게 되었다.”고 밝혔다.
반도체 장비는 반도체의 기술 발전 속도에 비례하여 빠른 속도로 발전하고 있다. 고품질의 반도체를 보다 쉽고 효율적으로 생산하기 위해서는 이를 생산하는 반도체 장비는 필수적이다. 특히 스마트 제조의 이점을 극대화하기 위해 반도체 장비에서 실시간(Real-Time) 네트워크가 점점 더 중요해지고 있다. 실시간 네트워크는 반도체 장비의 다양한 구성 요소 간의 통신 및 조정에 필수적이기 때문이다.
실시간 네트워크 기술의 종류
이더넷 이더넷(Ethernet)은 실시간 네트워크 기술의 가장 일반적인 유형 중 하나이다. 다양한 산업 응용 분야의 통신에 널리 사용되는 저비용이면서, 동시에 신뢰할 수 있는 기술이다. 이더넷은 일반적으로 기계, 센서 및 컨트롤러와 같은 구성 요소 간의 통신을 위해 반도체 장비 산업에서 사용된다.
필드버스 필드버스(Fieldbus)는 반도체 장비 산업에서 일반적으로 사용되는 또 다른 유형의 실시간 네트워크 기술이다. 열악한 산업 환경에서 사용하도록 설계되어 반도체 제조에 이상적이다. 필드버스는 구성 요소 간에 안정적이고 빠른 통신을 제공하여 제조 프로세스의 다양한 측면을 모니터링하고 제어할 수 있도록 지원한다.
산업용 이더넷 산업용 이더넷(Industrial Ethernet)은 이더넷을 기반으로하지만 산업 환경에 특화된 견고하고 신뢰할 수 있는 네트워크 인프라를 말한다. 이는 국제 표준의 개방화된 네트워크 프로토콜로 반도체 장비를 비롯한 산업 현장에서의 기계 및 설비간 네트워크 상호운용성을 보장한다. OPC UA 및 클라우드를 통해 장비 운영 정보를 실시간으로 모니터링하고 운용하는 것이 가능하다.
시간 민감 네트워킹(TSN) 시간 민감 네트워킹(Time-Sensitive Networking; TSN)은 반도체 장비 산업에서 최근 들어 이슈가 되고 있는 새로운 실시간 네트워크 보장 기술이다. TSN은 저지연 통신을 제공하도록 설계되어 제조 공정의 실시간 제어 및 모니터링을 수행할 수 있다. TSN은 고속 대량 제조 환경에서 사용하기에 이상적이다.
무선 기술 와이파이(Wi-Fi) 및 블루투스(Bluetooth)와 같은 무선(Wireless) 기술은 반도체 장비의 실시간 네트워크에서 점점 더 대중화되고 있다. 이러한 기술은 상대적으로 저렴하고 구현하기 쉽기 때문에 많은 반도체 장비 제조업체에 적합한 옵션으로 그 비중이 늘어나고 있다. 무선 기술은 유선 네트워크를 설치할 수 없는 분야와 네트워크 케이블이 기계 작동에 큰 영향을 미치는 제조 환경에서 사용하기에 이상적이다.
SECS/GEM SECS/GEM (SEMI Equipment Communications Standard/Generic Equipment Model)은 반도체장비제료협회(SEMI)에서 업계표준으로 제시한 반도체 제조 장비와 호스트 컴퓨터 시스템 간의 통신을 설정하기 위해 사용되는 통신 표준 및 프로토콜이다. SECS/GEM은 장비 및 호스트 시스템이 정보를 교환하고 장비를 모니터링 및 제어하며 제조 프로세스를 관리할 수 있는 표준화된 방법을 제시한다. 통신 메시지에 대한 공통 언어 및 형식을 정의하여 다양한 제조업체의 다양한 장비들이 호스트 시스템과 원활하게 상호 통신할 수 있도록 규정한다.
반도체 제조를 위해 수 많은 장비들이 네트워크로 연결된다(image. txOne)
실시간 네트워크 기술의 이점
반도체 제조 현장에서의 실시간 네트워크 기술은 향상된 효율성과 우수한 모니터링 및 제어, 데이터 관리의 효율성, 그리고 기계 장비에서의 유연성을 특징으로 제공한다.
향상된 효율성 실시간 네트워크는 반도체 장비 구성 요소 간의 실시간 통신 및 조정을 허용하여 제조 공정의 효율성을 크게 향상시킬 수 있다. 이는 곧바로 생산성 향상과 생산 비용 절감으로 이어질 수 있다.
향상된 모니터링 및 제어 실시간 네트워크를 통해 제조 프로세스의 다양한 측면을 실시간으로 모니터링하고 제어할 수 있으므로 제조업체는 발생할 수 있는 모든 문제에 대한 신속한 대응이 가능해 졌다. 이를 통해 품질 관리를 개선하고 가동 중지 시간을 줄일 수 있다.
향상된 데이터 관리 실시간 네트워크는 데이터를 실시간으로 수집하고 관리할 수 있기 때문에 제조 공정을 개선하는 데 유용하다. 이 데이터는 빅데이터 수집으로 연결하고, 머신러닝과 같은 최신 기술을 결합할 수 있다. 이를 통해 생산을 최적화하고 개선이 필요한 영역을 식별하고 더 나은 시스템으로 향상시킬 수 있다.
향상된 유연성 실시간 네트워크를 통해 제조 공정의 변화에 빠르게 적응할 수 있어 변화하는 시장 상황에 보다 쉽게 대응할 수 있다. 이는 경쟁력 향상과 수익성 향상으로 이어질 수 있다.
산업용 이더넷은 모션제어와 같은 실시간성이 중요한 기계 및 장비간 네트워크를 안정적으로 유지하도록 한다. (image. EthetCAT Technology Group)
반도체 라인에서의 스마트 제조
스마트 공장과 스마트 제조와 관련하여 반도체 라인은 자동차 제조 라인과 함께 가장 선도적인 영역을 구축해 왔다. 초기에는 외부와 완전히 폐쇄된 형태로 내부 반도체 장비와 전송기기, 테스트 기기들 간에 독립적인 형태로 최신의 자동화 기술을 채택했다.
이후로 완전한 자동화를 넘어서는 지능화와 스마트 제조라는 개념으로 성장하는데 앞장서고 있다. 반도체 라인 내부에서의 기계와 장비, 시스템간 네트워크 연결은 물론, 모션제어 및 TSN 기술을 통해 생성 데이터에 대한 실시간 전송과 분석이 가능하도록 하며, 이를 기반으로 머신러닝과 AI 알고리즘을 결합하여 관련 결정권자에게 맞춤형 분석 정보를 제공하게 된다.
이제는 반도체 재료로부터 반도체 장비/설비, 그리고 반도체 라인을 포함하는 공장 건물 자체에 대한 정보를 통합하고 실시간 분석하는 방향으로 발전해 나가고 있다. 제조 자동화 설비와 공장의 냉동공조 설비가 일체화되는 시스템 구성까지 가능하다.
이러한 반도체 라인을 스마트하게 구성함에 있어서 실시간 네트워크 기술은 필수적인 역할을 담당한다. 필드버스 기술과 산업용 이더넷 기술은 범용의 네트워크 및 이더넷 기술과 달리, 안정성이 보장되어야 하는 산업용에 사용 가능하도록 수정 개발된 네트워크 시스템이다. 반도체 장비와 설비에서는 이더캣(EtherCAT), 이더넷아이피(EtherNet/IP), 씨씨링크아이이(CC-Link IE), 프로피넷(PROFINET)과 같은 산업용 이더넷 기술들이 적극 활용되고 있으며, 이들은 또한 TSN 기술과 함께 강력한 실시간 네트워크 구현에도 나서고 있다.
힐셔 netX 90 & netRAPID 90, CC-Link IE Field Basic 인증 획득
CC-Link IE Field Basic 인증의 NetX90
산업용 이더넷 및 네트워크 기술 분야에서 한국과 일본, 중국을 비롯한 아시아지역에서의 영향력이 글로벌 시장에서 차지하는 비중이 커가고 있다. 특히 반도체 및 디스플레이, 전자 산업을 비롯해 단순 자동화 시스템에 이르기까지 새로운 시장에서의 필드버스 및 산업용 이더넷 기술 요구는 점차 확산되고 있다.
이들 산업분야에서는 특히 일본 미쓰비시전기에서 개발해 국제 표준으로 발전한 산업용 이더넷 프로토콜인 CC-Link IE 및 CC-Link IE Field를 채용한 자동화 설비가 증가하는 추세에 있다. 또한 이러한 아시아 지역에서의 기술적 확산에 힘입어 이를 바탕으로 한 미주 시장에서의 영향력도 점차 높아지고 있다.
산업용 통신 및 자동화 분야의 선도적인 솔루션 기업인 힐셔는 netX 90 통신 컨트롤러와 netRAPID 90 임베디드 모듈 제품에 대해 CC-Link협회(CLPA)로부터 CC-Link IE Field Basic 슬레이브 프로토콜 공식 인증을 획득했다. 이로써, 산업용 통신 전문 기업들이 자체 솔루션에 멀티 프로토콜 기능을 명시할 수 있게 되었고, 디바이스 제조 업체들은 상호 호환성 확보를 통해 아시아 지역 자동화 시장으로의 진입이 한결 쉬워졌다.
특히 소규모 자동화 네트워크 시스템을 위한 CC-Link IE Field Basic은 100Mbit/s 기반 프로토콜로 CC-Link IE 기술 제품군으로의 쉬운 진입을 제공한다. 센서에서 로봇 부품에 이르기까지 다양한 필드 디바이스를 산업용 통신 네트워크에 통합하는데 사용할 수 있다.
netX 90 통신 컨트롤러는 자동화 산업 분야에서 통합 애플리케이션 프로세서를 갖춘 가장 작은 멀티 프로토콜 SoC로 netRAPID 90 임베디드 모듈 또한 이 제품을 기반으로 하고 있다. 향상된 소비 전력 및 최적화된 성능, 고집적도를 자랑하는 netX 90통신 컨트롤러는 소형 폼-팩터의 산업용 애플리케이션에 완벽한 솔루션이라고 할 수 있다.
슈나이더 일렉트릭(한국지사 대표 김경록)이 디지털 트윈 기반 소프트웨어 제품군 에코스트럭처 머신 엑스퍼트 트윈(EcoStruxure Machine Expert Twin)을 출시했다.
에코스트럭처 머신 엑스퍼트 트윈은 디지털 트윈(Digital Twin)을 기반으로 실제 장비의 디지털 모델을 만드는 소프트웨어 제품군이다. 디지털 트윈은 현실세계의 기계나 장비, 사물 등을 컴퓨터 속 가상세계에 구현한 것을 말한다.
장비 제조 업체는 에코스트럭처 머신 엑스퍼트 트윈을 도입해 장비 설계에서 제조 및 시운전 단계까지 전체 기계의 수명주기에 걸쳐 디지털 모델을 가상으로 설계하고 시운전한다. 이 제품은 프로세스와 품질을 개선하고 시운전 비용을 최소화할 수 있도록 지원하며, 운영 및 유지 관리에서 새로운 수준의 유연성과 효율성을 제공한다.
회사측에 따르면 “고객은 에코스트럭처 머신 엑스퍼트 트윈을 통해 ㅿ시운전 시간 절약, ㅿ설계 프로세스 혁신, ㅿ머신 구축 혁신, ㅿ기계 작동 개선 등의 효과를 기대”할 수 있다.
에코스트럭처 머신 엑스퍼트 트윈은 상세 설계에서 기계, 전기 및 제어에 이르기까지 모든 프로세스를 디지털화해 가상 테스트 전략과 시운전, 공장 승인 테스트(FAT) 등을 단축한다. 더불어 기계 서비스, 작업자 교육, 추가 개선 및 업그레이드를 통해 전체 기계 수명 주기 동안 OEM을 위한 새로운 수익원을 창출한다.
슈나이더 일렉트릭 코리아 산업 자동화 부문 모션 컨트롤 제품 담당 박윤국 매니저는 “에코스트럭처 머신 엑스퍼트 트윈은 현실에서 발생하는 문제에 대해 최적의 방법으로 해결책을 제시하고, 시행착오를 줄이는 데 큰 역할을 한다.”며, “장비 제조 업체는 설계 프로세스와 품질을 개선하고, 시운전 비용을 최소화할 뿐만 아니라, 장비 가동 중지 시간을 줄여 지속가능한 비즈니스를 운영할 수 있을 것”이라고 말했다.
또한, 이 소프트웨어는 슈나이더 일렉트릭의 팩드라이브 LMC 모션컨트롤러, Modicon M262 컨트롤러, 렉시움 델타 및 협동 로봇, 렉시움 MC12 멀티 캐리어 등 주요 자동화 장치들과의 통합이 가능하다는 장점이 있다.
핵심 디지털 인프라 및 연속성 솔루션 전문 기업인 버티브(Vertiv)는 현재 버티브 호주, 뉴질랜드, 동남아시아 및 인도(ASI) 사장으로 재직 중인 아난 상이(Anand Sanghi)를 2023년 7월 1일부로 미주 지역 사장으로 임명한다고 발표했다.
상이 사장은 현 ASI 사장직을 6월 말까지 계속 수행하며, 지금까지 아태 지역에서 이룩해 온 성공과 기술 및 엔지니어링 분야의 풍부한 경험을 바탕으로, 7월부터는 미주 지역에서 버티브의 사업 성과를 향상시키는 데 매진할 예정이다.
에머슨과 버티브에서 29년간 근무한 상이 신임 미주 지역 사장은 업계에 대한 폭 넓은 지식과 검증된 실적을 바탕으로 매출과 순익의 성장을 주도하고, 이와 동시에 ASI에서 버티브의 제조 입지를 확대할 것으로 기대된다. 이번 인사로, 기존에 버티브의 최고경영자(CEO)와 미주 사장직을 겸했던 지오다노 알베르타치(Giordano Albertazzi)는 미주 사장직은 내려놓고 버티브의 CEO 및 이사회 이사로서 활동한다.
