‘SEMICON KOREA 2018’이 지난 1월 31일(수)부터 2월 2일(금)까지 서울 COEX에서 개최됐다. 이번 전시회는 최근의 반도체 업계의 대규모 투자로 인해 호황을 맞이한 반도체 장비 및 자동화 업계의 기술행보를 한 눈에 보여준 것이 특징. 야스카와전기나 보쉬렉스로스, BECKHOFF, B&R, 훼스토 등의 글로벌기업을 비롯해, 오토닉스 및 한영넉스 등 국내 제어업계를 대표하는 업체들이 대거 참여해, 반도체 업계 요구에 맞는 최적화된 제품과 솔루션을 소개하는 한편, 전 세계적인 화두로 부상하고 있는 IIoT(Industrial Internet of Things 산업용 사물인터넷) 솔루션들을 대거 선보였다.
특히, 메이저 급 자동화 업체들이 스마트 팩토리 및 IIoT의 확산과 맞물려 센서단의 데이터 수집을 위한 IO-Link 기술이나 컨트롤러 및 클라우드 단의 연결을 위한 OPC UA 기술, 데이터를 수집해 모니터링하고 분석해서 예지보전까지 하는 기술을 집중적으로 선보이면서, 새로운 제조 트렌드로 떠오르고 있는 IIoT 및 인더스트리 4.0에 대응하는 발 빠른 행보를 보여주면서, 참관객들에게 볼거리를 제공했다.
주요 자동화 업체들의 출품 동향을 취재했다.

⑦프레스토 솔루션

ACS 솔루션으로 성능이 중요한 어플리케이션부터 일반 이송축까지, 가격과 성능을 조합해서 최적의 솔루션 꾸밀 수 있어

모션 컨트롤 전문업체인 프레스토 솔루션은 하이엔드급 모션 컨트롤 분야에서 유명세를 타고 있는 이스라엘 ACS Motion Control 사의 신제품을 위주로 한 전시를 진행하면서, 많은 참관객을 끌어 모았다.

프레스토 솔루션은 이번 전시에서 4가지를 주력으로 홍보를 진행했다.

첫 번째는 레이저 가공 기술. ACS의 모션 컨트롤러인 MC4U 가 실제 레이저 가공에 적용된 데모가 구동됐다.

두 번째는 SpiiPlus ES(스파이플러스이에스). SpiiPlus ES는 타사 EtherCAT 마스터 컨트롤러와 ACS의 EtherCAT 드라이브 를 연결하여 사용할 수 있도록 EtherCAT 게이트 역할을 해주는 제품으로, ACS의 고성능 드라이브를 사용하고 싶었으나 기존 EtherCAT 마스터 컨트롤러 변경이 어려웠던 유저들이 기존 컨트 롤러를 그대로 유지하면서 ACS EtherCAT 드라이브를 사용 가능 하도록 해주는 제품이다.

세 번째는 NanoPWM 드라이브. 같은 MC4U인데 리니어 드라이브 기능을 PWM방식으로 구현한 것이 특징으로, 450mm 웨이퍼 핸들링을 위한 드라이브다. 고속, 부드러운 속도 및 서브 나노미터 정지 지터를 필요로 하는 애플리케이션에 적합한 하이엔드급 드라이브다.

네 번째는 콤팩트한 4축 드라이브인 UDM LC. 이 제품은 50w 서보나 스탭모터, 브러시리스 DC 모터, VCM 모터 등 소형모터를 제어할 때 공간을 적게 차지하면서 경제적인 가격으로 시스템을 꾸밀 수 있게 해준다.

이와 함께 독일 IDE 사의 액티브 타입 아이솔레이터(Active Vibration Isolation)가 소개됐다. 아이솔레이터는 장비가 영향을 받지 않도록 바닥의 진동을 차단시켜 주는 제품으로, 기술 난이 도가 높은 제품에 해당한다. 프레스토 솔루션의 이상훈 부장은 “이런 제품은 고가 반도체 장비에 반드시 사용이 돼야 한다”고 말하고, “IDE 사의 액티브 플로어 바이브레이션 아이솔레이션은 제진대 시장에서 가장 기술이 뛰어나다”고 피력했다. 또 “IDE의 가장 큰 특징은, 일본 제품은 메인이 공압이라 응답속도가 느린 반면, IDE 사 제품은 리니어 모터로 진동을 상쇄시켜주기 때문에 응답속도가 빠르다”고 설명했다.

이와 함께 ACS의 Gantry 직진 방향 제어와 Yaw제어 데모가 전시됐다. 이 부장은 “스테이지가 움직이면서 자체적으로 진동 을 하는데, ACS에는 스테이지가 움직일 때 발생하는 진동을 상쇄 시키는 ‘인풋쉐이핑’이라는 자체 알고리즘이 있다”고 말하고, “ACS는 갠트리 컨트롤 기능이 강력한데, 갠트리 요(Gantry Yaw) 기능으로 기구적으로 부드럽게 움직일 수 있게 해준다”고 설명했다.

현장 인터뷰

프레스토 솔루션 이상훈 부장

-프레스토 솔루션은 이스라엘 ACS Motion Control 외에도, 여러 업체의 제품을 공급하고 있다. ACS와의 관계가 어떻게 되나?
▲프레스토 솔루션은 ACS Korea의 역할을 하면서, 서보트로닉 스나 Beckhoff, 파스텍 등 모션 컨트롤 업체의 제품을 함께 국내에 공급하고 있다.

ACS는 1985년에 설립되어, 30년 이상 모션 컨트롤 업계에서 업력이 쌓였고, 제품 라인업이 다양해졌다. EtherCAT 기반으로 마스터, 슬레이브, I/O까지 제공을 하고 있고, 하나의 마스터가 모션은 최대 64축, I/O는 최대 64노드까지 연결할 수 있다. 따라 서 I/O 노드가 64점이라고 하면 하나의 마스터가 최대 4천점까지 제어를 할 수 있다.

-ACS 제품 가운데 다판매 모델은 어떤 것인가?
▲국내에서는 MC4U가 가장 판매가 많이 되고 있다. MC4U는 컨트롤러와 서보 드라이브, 파워가 일체화된 제품으로, 모터와 연결하면 바로 모터를 구동할 수 있다. MC4U 하나로 최대 8축까지 모터를 연결할 수 있으며, 전장이 간소화되는 것이 장점이다.

이 제품은 ACS 제품 가운데 가장 성능이 우수한 제품으로, 국내 8세대 이상급 디스플레이 장비에서 고속ㆍ고정밀을 필요로 하는 장비에 많이 쓰이고 있다. 주로 대형 잉크젯 장비나 원장 패 널 검사장비에 많이 적용이 되어 모터를 구동하고 있다. 정지시간 기준으로 ±10나노까지의 성능을 실현한다. 검사장비들은 정지 했을 때 모습을 찍어야하기 때문에, 인포지션이 중요하다.

-NanoPWM은 기존 MC4U와 어떻게 다른가?
▲NanoPWM은, 방식은 PWM인데 리니어급 성능을 내는 드라이브다. 리니어 드라이브는 용량에 한계가 있다. 즉 무빙매스나 가속도에서 한계가 있는데, 이것을 극복한 제품이다.

NanoPWM은 PWM에 가까운 용량을 가지고 있으면서, 리니어 드라이브만큼의 성능을 실현한다. 크기가 콤팩트한, 2축 드라이브로, 1나노미터를 스텝구동하면서 정지시 떨림을 측정했을 때 ±0.4nm 지터, 서브 나노까지 제어할 수 있다. 이런 성능은 반도 체 웨이퍼 전공정 검사장비에서는 반드시 필요한 모션 성능이다. 모션이 이정도 성능을 못 잡아 주면 SEM(Scanning Electron Microscope) 측정장비 같은 경우에는 형상을 채울 수가 없다.

-ACS는 반도체나 디스플레이 외에 GMC 시장에는 대응을 하고 있지 않나?
▲ACS드라이브는 고성능의 고가 제품이라, ACS는 마스터만 컨트롤러만 쓰고 서보트로닉스나 파나소닉, 야스카와의 EtherCAT 제품을 쓰게 되면, 성능 좋은 컨트롤러를 쓰면서 로우엔드 가격 으로 시스템을 꾸밀 수 있다.

즉, 최상위 반도체 공정에는 Nano PWM, 상위급 디스플레이 공정에는 MC4U가 주로 사용되고, UDM LC나 ACS 마스터인 SpiiPlusEC만 써서 로우엔드 어플리케이션에 대응할 수 있다. 따라서 ACS 솔루션으로 성능이 중요한 어플리케이션부터 일반 이송축까지 가격과 성능을 조합해서 최적의 솔루션을 꾸밀 수 있다.

-최근 반도체 업계의 요구사항으로는 어떤 것이 있나?
▲생산수율을 높여야 하는 것이 반도체 업계의 과제다. 따라서 생산수율을 높이기 위해 모션 성능을 끌어올려달라는 요구가 있다. 기존 리니어 드라이브는 속도나 무빙매스에 제약이 있기 때문에, 이러한 제약을 극복하기 위해 ACS의 Nano PWM 같은 제품이 반응이 좋다.

Nano PWM을 사용하게 되면, 공정시간을 30~50%까지 단축시킴으로써 생산성을 높일 수 있다. 이 제품은 450mm 웨이퍼를 예상하고 미리 개발해 놓은 제품이다. 정밀한 성능을 내면서 더 많은 힘을 내는 제품이다.

또 한 가지는 집적회로가 미세화 되면서 그만큼 모션의 역할이 중요해지고 있다. 미세회로에 맞는 공정을 검사하기 위해서는 그만큼 모션 성능이 중요하기 때문이다. 여기에서 모션 성능이 나노 단위로 되느냐 안 되느냐 하는 것이 공정의 성패를 좌우한다.

-EtherCAT을 마스터로 쓰면 어떤 점이 좋은가?
▲잘 알려진 대로 EtherCAT은 고속이라 데이터 처리 속도가 빠르다. 또 통신은 데이터 로스가 없어야 하는데 EtherCAT은 로스 없이 데이터 전달이 잘 된다. 즉 속도가 빠르고 데이터 손실이 없다는 것이 장점이다. 모션이 기존의 아날로그 방식에서 네트워 크 방식으로 진행이 되면서 전장을 간소화하고 장비 메인터넌스를 편하게 해주고 있다.

ACS의 UDM LC를 쓰게 되면 EtherCAT 드라이브가 모터와 가장 가까운 곳에 설치될 수 있다. 즉, 모터와 드라이브의 거리를 줄임으로써 비용을 줄일 수 있다. 전원 케이블과 통신 케이블 두 가닥의 케이블만으로 되기 때문에, 전장 판넬에 들어가지 않고 장비 안에 설치할 수 있다. 이것은 EtherCAT이 아니면 불가능하다. 국내에서도 EtherCAT에 관심이 많고, 엔드유저들이 EtherCAT을 선호하고 있다.

-프레스토에서는 EJ보드를 개발해 판매하고 있는 것으로 알고 있다. 현재 판매현황이 어떠한가?
▲트라이텍과 협력해서, Beckhoff의 EJ 디스트리뷰티드 보드를 ACS의 Gantry 직진 방향 제어와 Yaw제어 데모 개발해서 판매하고 있다. 국내에서는 설계 및 제조능력을 가진 3개 업체가 현재 EJ보드 개발ㆍ판매를 하고 있는데, 우리 프레스 토 솔루션이 작년에 모 디스플레이 업체의 양산설비에 EJ 보드를 공급했다. 여기서 EJ 보드는 온도 체크, 압 체크 등 각종 정보를 읽어 들이는 역할을 한다.

-양산설비에 EJ 보드가 적용이 됐다고 했는데, 규모가 얼마 나 됐나? 또 해당고객은 계속 EJ 보드를 사용할 계획인가?

▲한 장비에 들어가는 수량이 50~60노드 정도가 되니까, 전체적 으로는 3천 노드 정도가 된다. 이 EJ 보드는 전장을 간소화시켜 주고, 장비 제작기간을 획기적으로 줄여주는 효과가 있는데다, 휴먼 에러를 줄여주기 때문에, 이 고객은 앞으로도 EJ 보드를 계속해서 사용할 의사를 가지고 있다.

-프레스토 솔루션의 2017년 사업성과는 어떠했나?
▲최근 국내 반도체 및 디스플레 업체와 중국 디스플레이 업체의 투자가 많다 보니까, 우리 프레스토 솔루션도 수혜를 입고 있다. 지난해는 전년대비 25% 성장을 했다. 그러나 국내 반도체 전공정장비는 아직 투자가 많지 않고 대부분 외산장비에 의존하고 있다. 따라서 수요가 제한적이다.

디스플레이 업계에는 MC4U가 많이 판매가 됐는데, 디스플레이나 반도체 외에 시장 다각화를 위해 PCB 검사장비나 어셈블리 장비에 저가형 장비로 진행을 하면서 매출이 확대되는 성과가 있었다. 성능은 기존 저가형 장비보다 올려주면서 가격을 맞춰주는 전략을 통해 시장을 다각화 해나가고 있다.

-올 반도체장비 업계 수요전망은 어떻게 하나?
▲디스플레이 업계의 경우 중국 업체의 투자가 이어지고 있고, 국내 투자도 있기 때문에, 국내 장비업들이 지난해에 이어 좋은 성과를 얻을 수 있을 것으로 예상이 된다. 반도체 분야도 국내 투자가 있고 중국도 200미리 웨이퍼 시장이 정부 주도하에 전략적으로 진행될 것으로 보이기 때문에, 반도체 장비 업계도 당분간 ‘맑음’이 예상된다.

-신제품이 나올 계획이 있나?
▲세계 NO.1 모션 컨트롤러 업체인 ACS와 세계 NO.1 레이저 스캐너 업체인 독일의 SCANLAB사가 함께 개발한 ‘XL Scan’이 출시됐다. 레이저 스캐너는 X, Y로 된 미럴로 레이저 타깃을 제어하는 제품으로, 세계적인 스캐너 업체와 모션 컨트롤 업체가 만나서 신제품이 출시가 된 것이다.

과거에는 아래쪽에 스테이지 가 이동하고 정지한 상태에서 레이저 스캐너가 가공을 하는 방식이었는데, 이 신제품은 싱크 액시스(Sync Axis)라고 해서 두 가지 가 동시에 진행이 되기 때문에, 가공속도가 빨라져서 생산성이 높아진다.

SPC 레이저 가공 데모

ACS가 스테이지를 담당하고, 스캔랩이 레이저 스캐너 부분을 담당하는데, 스테이지가 움직이면서 동시에 레이저 스캐너가 가공을 하기 때문에 택타임을 줄이고 생산성은 높아지는 것이다. 기존방식처럼 이송하고, 정지해서 가공을 하게 되면 레이저 선을 그을 때 어긋나는 불량이 발생할 수 있는데 이런 불량도 거의 제거된다. 이 XL Scan은 현재 국내 몇몇 업체와 테스트를 진행하고 있는데, 테스트가 끝나면 양산에 들어갈 예정이다.

-XL Scan을 통해 프레스토는 새로운 시장을 확보할 수 있게 된 셈이다.
▲그렇다. 레이저 장비 시장을 새롭게 확보할 수 있게 됐다. 현재 글라스도 레이저로 하고 있고, 커팅, 마킹, 드릴링 등 레이저가 사용되는 분야가 많아지고 있다. 레이저가 가장 필요한 어플리케이션은 대면적 가공이다. 노트북이나 패드의 액정을 만들 때 기존 방식으로는 수율이 떨어지고 불량이 발생할 수 있지만, XL Scan은 이 큰 영역을 스캐너가 아니라 스테이지가 움직이면서 스캐너는 필요한 부분만 가공을 하기 때문에, 공정이 빨라지고 불량도 줄어든다.

-반도체 시장 확대 전략은 어떻게 가져가고 있나?
▲국내 반도체 전공정 장비업체가 많이 없다 보니까, 몇몇 업체들이 개발하는 장비 수요에 집중하고 있다. 하이엔드 제품을 소개하고 같이 테스트를 진행하는데 주력하고 있다. 반도체 후공정의 경우 과거 에는 단순히 저렴하게 만들었지만, 지금은 장비 성능을 끌어올리 는데 주력하고 있어서 ACS가 접근할 수 있는 시장이 늘어났다.

저가시장은 EtherCAT 마스터를 ACS 제품으로 쓰고, 아래에 EtherCAT을 지원하는 경제적인 제품을 사용하도록 함으로써 ACS의 시장을 확대해 나가고 있다.