OHT 설치 어려운 구형 공장 무인화 위해 공통 규격 마련
비호환 충전 도크로 인한 클린룸 공간 낭비 및 운영비 절감
삼성전자와 SK하이닉스, 美 마이크론이 국제반도체장비재료협회(SEMI)와 손잡고 반도체 공장 내 자율이동로봇(AMR) 충전 표준 제정을 위한 협의체를 구성했다. 전 세계 D램 시장을 주도하는 메모리 3사가 구형 반도체 생산 시설의 무인화 전환을 위해 공통 규격을 마련함으로써 로봇 도입 비용을 낮추고 자동화 생태계를 넓힐 전망이다.
9일 이스트아시아브리프(East Asia Brief)에 따르면 삼성전자, SK하이닉스, 마이크론은 SEMI와 함께 반도체 클린룸 내 모바일 로봇의 통합 충전 표준을 만들기 위한 기술 논의를 시작한 것으로 전해졌다. 이들은 로봇 배터리 규격부터 충전소 장비, 도킹 접점, 무선 통신 프로토콜 등 주요 하드웨어 및 소프트웨어 기준을 통일하는 작업에 착수했다.
이번 표준화 논의는 천장 반송 설비(OHT) 설치가 어려운 구형 공장(레거시 팹)에 초점이 맞춰져 있다. 최근 10년 내 지어진 신형 팹은 천장 레일로 웨이퍼를 나르는 OHT를 주로 사용하지만, 200㎜나 초기 300㎜ 웨이퍼용으로 지어진 구형 팹은 천장이 낮고 통로가 좁아 추가 레일 설치가 사실상 불가능하다. 이에 반도체 기업들은 기흥, 화성, 청주, 이천 등에 위치한 기존 라인에 자율이동로봇과 모바일 매니퓰레이터, 휴머노이드 로봇 등을 투입해 물류와 유지보수 자동화를 꾀하고 있다.
걸림돌은 로봇 제조사마다 배터리 설계와 충전 도크, 전원 공급 방식이 제각각이라는 점이다. 공기 여과 시스템을 가동해 미세 먼지를 철저히 통제해야 하는 클린룸은 공간 유지 비용이 막대하다. 호환되지 않는 여러 종류의 충전 도크를 설치하면 귀중한 공장 면적을 차지하고 운영비가 늘어나게 된다.
충전 도크가 표준화되면 서로 다른 제조사의 로봇들도 동일한 충전소를 공유할 수 있다. 물리적 공간 요구량을 줄이는 것은 물론, 공장 소프트웨어를 통해 배터리가 부족한 로봇을 비어있는 아무 충전기로나 자동 배차할 수 있어 생산 중단을 막을 수 있다.
실무진은 배터리 셀 크기, 도킹 전기 접점, 무선 통신 프로토콜 등 4개 주요 부문의 기술 매개변수 초안을 작성하고 있다. 특히 반도체 클린룸의 엄격한 오염 통제 기준에 맞춰 금속 먼지나 화학 물질을 유발하지 않는 기계적 접점 방식이 요구된다. 리튬이온 배터리의 화재 위험을 막기 위해 생산 라인에 영향을 주지 않는 자동 열 차단 시스템 등 안전 프로토콜도 함께 평가 중이다.
로봇 충전소와 공장 중앙 제조실행시스템(MES)을 연동하는 소프트웨어 인터페이스도 개발하고 있다. 이를 통해 로봇이 웨이퍼 운반 임무 도중 방전되는 것을 막고, 작업 사이에 충전 일정을 자동으로 조율하게 된다. 엘리베이터 호출이나 자동문 통과를 위한 통신 프로토콜, 부품 인식을 위한 광학 마킹 통합 등 인프라 전반의 규격 통일도 다뤄지고 있다.
원본 데이터에 따르면 글로벌 D램 생산량에서 삼성전자는 약 41%, SK하이닉스는 34%, 마이크론은 23%를 차지하고 있다. 시장을 장악한 세 회사가 비경쟁 영역인 클린룸 인프라에서 협력함으로써 로봇 제조사의 표준 하드웨어 대량 생산을 유도하고 조달 비용을 낮출 수 있게 됐다. 협의체는 내년 1분기 열리는 SEMI 표준화 검토 회의에서 인터페이스 초안을 발표할 계획이다.
※ 이 기사는 랑펀미디어 AI 시스템을 통해 수집된 정보를 바탕으로 작성되었습니다.
