신성이엔지, 용인 FFU 설비 ‘완전 무인화’ 속도···삼성·SK 물량 대응
삼성전자·SK하이닉스 반도체 투자 재개에 증설보단 자동화 초점
물량 쏟아져도 즉각 대응 가능···저전력 핵심 부품 등 추가 제안도
[시사저널e=고명훈 기자] 신성이엔지가 용인 사업장 클린룸 설비 자동화에 속도를 내고 삼성전자, SK하이닉스 반도체 캐파(생산능력) 투자 확대에 대한 대응력을 강화할 계획이다. 주력 사업인 팬필터유닛(FFU) 클린룸 핵심 장비 생산라인의 완전 무인화를 3~4년 내 달성한단 목표다.
21일 반도체업계에 따르면 신성이엔지 용인 공장의 FFU 생산설비는 현재 80%까지 자동화 라인이 구축된 상황이다.
FFU는 일종의 산업용 공기청정기다. 팬과 필터를 결합한 형태로 외부 공기 중의 미세먼지를 제거하고 정화된 공기를 클린룸 내부로 공급한다. 반도체·디스플레이 등 첨단 산업 제조에선 미세 공정에서 발생하는 불량을 막기 위해 외부 오염과 먼지 등을 차단하는 클린룸이 필수인데, FFU가 클린룸 핵심 설비로써 공기 중 미세 입자, 온도, 습도, 압력 등을 제어해 생산 공정의 안정성과 수율을 뒷받침하는 역할을 한다.
신성이엔지는 국내 최초 FFU를 국산화한 기업으로, 실제 산업 현장에 투입되는 시장의 60%가량을 점유 중인 것으로 추정된다. 업계에선 가장 먼저 국산화에 성공한 신성이엔지가 FFU 장비의 표준을 주도하는 것으로 보고 있다. 신성이엔지는 지난 2017년 FFU 누적 생산 150만대를 돌파한 데 이어 2022년 200만대를 넘어섰으며, 지금은 240만대에 이른 것으로 집계된다.
FFU는 제품 특성상 공장에 있는 기본적인 표준 사항을 기반으로 제작되기 때문에 자동화 설비 도입에 유리하다. 반면, 특정 생산장비에 부착되는 장비용 팬필터유닛(EFU)의 경우 고객사 요청에 맞춤형으로 만드는 수주 기반의 생산이어서 자동화 비중이 낮은 편이다.
신성이엔지는 용산 공장의 FFU 생산설비를 향후 3~4년 내 AI 기반 무인화 공장인 '다크 팩토리'로 전환 구축하겠단 계획이다.
회사는 앞서 지난 2016년 스마트 공장을 목표로 용인 사업장을 신설한 이후, 자동화 시스템을 단계적으로 구축하며 생산효율을 높이고 있다. 현장 설비 상태와 생산 실적을 실시간으로 모니터링하는 제조실행 시스템(MES)을 통해 인시수생산수(사람의 시간 단위당 생산량)를 기존 0.94대에서 1.51대로 늘렸으며, 3D 자동 설계 시스템을 구축함으로써 표준 설계 시간을 5시간에서 1시간으로 단축해 업무 효율을 80% 향상했다.
빅데이터 성능 예측 시스템도 구축했다. AI를 활용해 기존에 출고된 FFU, EFU 장비 성능을 빅데이터 분석으로 예측해 개발부터 실제 양산공급까지 걸리는 리드타임을 단축하는 데 주력하고 있다. 회사는 이를 통해 장비 한대당 4시간 걸리는 성능 데이터 측정 리드타임을 1시간으로 단축했다고 설명했다.
최영호 신성이엔지 용인사업장 스마트제조품질팀 차장은 "통상 대기업이 운영하는 스마트 공장의 자동화 수준이 레벨 4 정도라고 하면 우리는 현재 레벨 3.5 수준으로, 지속해서 레벨4를 목표로 고도화 작업을 진행 중"이라며, "앞으로 3~4년 내 다크팩토리, 즉 완전 무인화 시스템 구축을 목표로 하고 있다. 전체 품목까진 어려워도 우리가 생산하는 일부 표준 품목의 경우 그렇게 간다는 목표로 움직이고 있다"고 말했다.
최근 반도체 시장은 수요·공급 변동성이 커지며, 물량 변동에 즉각 대응할 수 있는 유연한 생산체계가 필수로 떠올랐다. 신성이엔지는 FFU 장비 표준을 주도하고 있어 투자 계획 변화에도 경쟁사보다 신속히 대응할 수 있다고 설명했다.
최 차장은 "SK하이닉스뿐만 아니라 삼성전자 평택 현장에도 이미 상당수의 FFU 설비가 들어가 있는 상태로, 이처럼 우리가 FFU 시장에서 표준 제품을 선도하고 있다"며, "지금 당장 많은 물량의 설비 주문이 들어와도 우리는 즉각 대응할 수 있는 시스템이 갖춰져 있다"고 전했다.
신성이엔지 용인 사업장의 FFU 등 클린룸 관련 장비 캐파는 12만 900대 수준으로, 지난 3분기 기준 중국(5만 5800대)·베트남(2만 7900대) 사업장을 포함한 전체 공장 가동률은 36%에 그쳤다. 삼성전자, SK하이닉스를 중심으로 국내외 주요 고객사들의 반도체 투자 계획이 잇따라 지연된 영향이 컸다. 미국 관세 여파에 따라 FFU의 주재료인 철강을 중심으로 원자재 가격이 상승한 점도 수익성에 부담으로 작용했다.
올해는 삼성전자, SK하이닉스 등 주요 메모리 제조사들의 캐파 투자 확대에 따라 수주 물량이 증가하면서 높은 가동률이 예상된다. 특히 SK하이닉스의 용인 반도체 클러스터 1기 팹이 2027년초 클린룸 오픈을 목표로 공사가 진행 중이며, 삼성전자 또한 올해 하반기 착공을 목표로 해당 지역 반도체 산업단지 조성에 속도를 내고 있다.
최 차장은 "원자재 가격 상승으로 용인 사업장도 원가 부분에서 상당히 좀 어려웠던 게 사실이지만, 원가 경쟁력을 확보하기 위해 공급처 다각화는 물론, 제품 품질을 떨어뜨리지 않으면서도 거기에 따르는 소재, 기술 차원에서 문제를 해결하고자 자제 운영 계획을 구축하고 지속해서 노력했다"며, "SK하이닉스 용인 클러스터에 대응하기 위해서 저전력 등을 강점으로 한 우리의 핵심 부품들을 추가적으로 제안하고 있으며, 제품 우수성을 토대로 고객사 수요에 충분히 대응할 수 있다고 보고 있다"고 말했다.
그러면서 "전세계에서 FFU를 이 정도로 생산할 수 있는 곳은 용인 사업장 외에 거의 없는 것으로 안다"며, 우리가 가진 이러한 인프라 등을 활용해서 대응한다면 SK하이닉스뿐만 아니라 삼성전자가 투자하고 있는 시장에서도 우리가 충분히 진행할 수 있을 것으로 생각한다"고 덧붙였다.
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