스마트폰, 에너지 인프라, 전기 운송 수단, AI 시스템에 이르기까지 모든 것을 구동하는 반도체는 경제 혁신의 초석이 되었습니다. 하지만 이러한 급속한 발전은 부작용을 낳고 있습니다. 최근 한 조사에 따르면, 반도체 소자 제조 산업의 연간 전력 소비량은 2015년부터 2023년 사이 두 배 이상 증가했으며, 이 기간 동안 125%나 늘어난 것으로 나타났습니다.
같은 보고서에 따르면, 해당 에너지 사용과 관련된 배출량은 71% 증가에 그쳤으며, 이는 반도체 제조 업계에서 저탄소 에너지원과 재생에너지 인증서(REC)의 도입이 확대되었음을 시사한다.
이처럼 증가하는 에너지 소비와 탄소 배출량은 반도체 산업이 경제에서 차지하는 위상을 반영하고 있다.
- 우리가 일상에서 사용하는 제품들에 점점 더 많은 반도체 소자가 제조되어 탑재되고 있습니다.
- 현재 생산되고 있는 기기들은 대체로 성능이 더 뛰어나거나 정교하며, 제조 과정에서 더 많은 에너지를 필요로 합니다(예: 첨단/미세 공정 노드를 사용하여 제조된 고성능 프로세서).
에너지 소비가 증가하면 배출량과 운영 에너지 비용도 함께 증가합니다. 이에 대응하여 업계의 흐름은 더욱 지속 가능하고 효율적이며 회복탄력성이 높은 운영 방식으로 전환되고 있습니다. 기업들은 기술 발전, 생산성, 운영 회복탄력성을 촉진하고 수익성을 보호하는 동시에 환경적 책임을 다할 수 있는 솔루션을 모색하고 있습니다. 실무적으로 이는 공정 효율을 개선하고, 자원 사용을 줄이며, 제품 수율과 품질을 최적화하는 동시에 생산되는 장치당 에너지 및 배출 강도를 낮추기 위해 서로 보완하는 전략들을 포함합니다. 테라다인의 6대 기둥 전략은 비용 효율적이고, 에너지 소비가 적으며, 지속 가능하고 회복탄력성이 뛰어난 테스트 솔루션을 제공합니다.
지속 가능한 관행을 지원하기 위한 포괄적인 접근 방식
테라다인(Teradyne)은 제품 전략의 모든 단계에 효율성과 최적화를 반영함으로써, 업계의 더 지속 가능한 미래를 조성하기 위해 포괄적인 접근 방식을 채택하고 있습니다. 다음 여섯 가지 영역이 어떻게 상호 작용하여 지속 가능성, 생산성, 비용 절감을 당사의 솔루션에 통합하는지 살펴보겠습니다.
생산성과 처리량 최적화는 우리 전략의 핵심입니다
당사는 전반적인 효율성을 중시함으로써, 일정 기간 동안 처리된 장치 수와 평방미터당 생산성으로 측정되는 시스템당 연간 처리량을 극대화하고 있습니다. 이는 업계 최고 수준의 테스트 소요 시간과 향상된 테스트 병렬 처리 능력(시스템당 테스트 사이트 수 증가)은 물론, 평방미터당 생산성 향상을 목표로 하는 로드맵을 통해 달성됩니다. 이러한 모든 요소가 결합되어 장치당 테스트 비용을 최저 수준으로 유지합니다.
에너지 효율 및 지능형 제어
AI의 확산에 따라 전력 소비량이 증가함에 따라, 전력 및 에너지 효율성은 가용 자원을 적절히 관리할 뿐만 아니라 비용을 통제하는 데 있어서도 매우 중요한 요소가 되었습니다. 테라다인의 모든 제품은 전반적인 확장성과 에너지 효율성을 고려하여 설계되었으며, 각 세대마다 더 높은 생산성과 운영 효율성을 제공합니다.
이를 지능형 자동화 기술 및 SEMI S23 표준에 부합하는 장비 운영 모드와 결합함으로써, 고객사는 이제 시스템 에너지 소비를 더욱 효과적으로 관리할 수 있게 되었습니다. 예를 들어, 당사의 ‘Power Saving Utility’ 도구를 활용하면 고객은 필요한 시점에 필요한 기능을 선택적으로 사용하거나 활성화할 수 있습니다. 변화하는 운영 수요에 유연하게 대응할 수 있는 이러한 기능은 에너지 사용량을 절감하여 운영 비용과 배출량을 직접적으로 줄여주므로, 환경을 중시하는 기업들에게 있어 분명한 우선순위가 되고 있습니다.
생산 능력 및 품질
첨단 패키징 및 이종 통합(예: AI 기기 및 실리콘 포토닉스)이 확산됨에 따라, 공급되는 작동 기기당 소요되는 에너지는 핵심 지표로 부상하고 있으며, 이는 단순한 전력 및 에너지 소비량에서 가치 사슬 전반에 걸친 공정 효율성으로 관심의 초점을 전환시키고 있다.
테라다인의 ATE 장비는 동급 최고의 계측 성능을 갖추고 있으며, 당사의 생산 및 서비스 프로세스를 통해 출하되는 모든 제품이 엄격한 성능 사양 기준을 충족하도록 보장합니다. 이는 테라다인이 생산하는 모든 장비에 통계적 공정 관리(SPC) 기법을 적용함으로써 가능하며, 이를 통해 각 장비가 공시된 사양을 충족하도록 보장합니다. 그 결과 불량품 발생이 감소하여, 궁극적으로 자재 사용량과 에너지 소비량을 줄이고 관련 탄소 배출량을 절감할 수 있습니다.
스마트 공장 역량
인공지능(AI)과 머신러닝은 반도체 설계 및 제조 공정을 최적화할 수 있는 새로운 길을 열어주고 있습니다. 분석 솔루션은 데이터를 분석하여 미묘한 패턴을 찾아내고, 소자의 트리밍, 수리 및 등급 분류를 지원함으로써 수율을 향상시킵니다.
테라다인(Teradyne)의 아키메데스(Archimedes) 분석 솔루션을 통해 고객은 실시간 분석을 지원하는 개방형 개발 환경을 활용할 수 있으며, 배포가 간편한 기성 솔루션과 맞춤형 솔루션을 모두 제공할 수 있는 유연성을 확보할 수 있습니다. 기본적으로 보안이 강화된 이 환경은 클라우드 기반 솔루션과 관련된 보안 위험을 최소화하며, 체계적인 양방향 데이터 스트림을 통해 빠르고 효율적인 분석이 가능합니다. 이러한 기능을 통해 검증 및 대량 테스트 과정에서 얻은 인사이트를 테스터로 즉시 피드백하여 테스트를 즉각적으로 조정할 수 있습니다. 선도적인 분석 제공업체들과의 긴밀한 통합을 통해, 테스터와 분석 플랫폼 간의 연결보다는 테스트 프로세스 최적화에 집중할 수 있습니다.
제조 공정의 여러 단계에서 수집된 데이터를 활용함으로써, 테스트 전략을 지속적으로 개선해 나갈 수 있습니다. 예를 들어, ‘시프트 레프트(shift-left)’ 또는 ‘시프트 라이트(shift-right)’ 접근 방식은 실시간 분석 결과를 바탕으로 핵심 테스트를 공정의 초기 단계로 앞당기거나 후기 단계의 테스트를 조정하는 것입니다. 이러한 유연한 접근 방식은 불량률을 줄이고 에너지 소비를 절감하며, 보다 지속 가능한 생산 주기를 보장합니다. 또한 분석 기술을 통해 제조 장비에 대한 예측 및 예방적 유지보수를 수행할 수 있어, 계획되지 않은 가동 중단 시간을 최소화할 수 있습니다.
운영 유연성, 효율성 및 장비 가동률을 높여줍니다
외주 반도체 조립 및 테스트(OSAT) 업체들은 타의 추종을 불허하는 유연성이 요구되는 급변하는 환경에서 사업을 영위하고 있습니다. 테스트 라인의 빈번한 재구성과 가동 중단 시간을 최소화해야 하는 필요성 때문에, 변화하는 요구 사항에 신속하게 적응할 수 있는 테스트 시스템이 필요합니다.
테라다인은 “Design for X” 문화를 통해 이러한 과제를 해결합니다. 이를 통해 고객사가 필요로 하는 기능을 갖춘 동시에 신뢰성, 유지보수성, 서비스 용이성 및 내구성을 겸비한 맞춤형 및 구성 가능한 테스트 솔루션을 제공합니다. 또한 당사는 애플리케이션 및 제품 지원 전문가로 구성된 전담 지원 팀을 통해 이러한 설계 관행을 보완하며, 이들은 고객과 긴밀히 협력하여 시스템 성능을 최적화하고 시스템 가동 시간 및 가용성을 보장합니다. 이러한 협력적 접근 방식을 통해 가장 역동적인 제조 환경에서도 높은 수준의 효율성과 운영 탄력성을 유지할 수 있습니다.
운영 효율성 및 장비 가동률 향상
오늘날 업계 선도 기업들은 시장 출시 기간이 단축되는 상황에 직면해 있으며, 칩 생산에 있어 경제성을 유지해야 합니다. 테라다인(Teradyne)은 신뢰성, 제조 용이성 및 유지보수성을 중점으로 한 설계 모범 사례와 워크플로를 활용하여 궁극적으로 긴 평균 고장 간격(MTBF)을 실현합니다. 이를 통해 업계 최고 수준의 ATE 가동 시간을 확보하고 시스템 생산성을 최적화함으로써, 처리된 장치당 전력 소비량(와트시)을 획기적으로 개선합니다. 당사의 테스터는 즉시 양산에 투입할 수 있으며, 당사의 설계 및 제조 관행은 고객이 자본 설비 자산의 가치를 극대화할 수 있도록 보장합니다.
전략적 산업 협력 및 파트너십
이러한 협력 관계는 산업 성장을 주도하고 혁신을 촉진할 수 있습니다. 반도체 제조사들은 업무 방식과 공정을 개선할 방법을 끊임없이 모색하고 있습니다. 테라다인(Teradyne)은 고객을 위한 혁신적인 솔루션을 개발하기 위해 반도체 제조사 및 기타 생태계 파트너들과 협력할 기회를 모색하는 한편, 당사 제품의 독창성을 유지하고 경쟁 우위를 확보해 주는 지적 재산권(IP)을 철저히 보호하고 있습니다.
테라다인은 또한 SEMI 반도체 기후 컨소시엄 (SCC) 스코프 3 워킹 그룹, 글로벌 자동차 자문 위원회 (GACC), 스마트 데이터-AI 산업 자문 위원회 (IAC) 등 여러 산업 단체에 참여하여, 반도체 산업의 변화하는 표준 수립 과정에 적극적으로 의견을 제시하고 있습니다. 또한 파트너 생태계와 긴밀히 협력하여 파트너사의 요구 사항과 전반적인 시장 동향을 심도 있게 파악함으로써, 변화하는 미래의 요구 사항을 선제적으로 예측하고 대비하고 있습니다.
반도체 생태계 내에서 파트너십을 구축하는 업계 관계자들은 모든 이해관계자에게 이익이 되는 솔루션과 관행의 발전을 주도하며, 테라다인은 이 분야에서 선도적인 역할을 하고 있음을 자랑스럽게 생각합니다.
지속 가능성을 고려한 테스트 최적화
테라다인은 지속가능성의 6대 핵심 요소에 집중함으로써, 고객사가 생산성, 운영 탄력성, 지속가능성 및 재무 목표를 달성할 수 있도록 지원합니다.
테라다인의 제품 플랫폼으로는 다음과 같은 것들이 있습니다. UltraFLEXplus와 같은 테라다인의 제품 플랫폼은 유연성이 어떻게 효율성과 지속 가능성을 이끌어내는지 잘 보여줍니다. 이러한 테스터는 변화하는 제품 구성과 제조 공정에 적응할 수 있도록 설계되었습니다. 고객의 요구가 변화함에 따라 테스터를 재구성하고, 특정 장비나 기능을 활성화/비활성화하며, 테스트 공정을 조정할 수 있는 능력은 자원을 효과적으로 배분하여 낭비를 최소화하고 처리량을 극대화합니다.
반도체 제조에서 공장 면적은 귀중한 자원이며, 새로운 팹을 건설하는 데는 막대한 재정적·환경적 비용이 수반됩니다. 더 높은 처리량이나 더 많은 수량의 피시험 장치(DUT)를 동시에 처리할 수 있는 테스트 시스템은 처리 단위당 에너지 소비를 줄여주어 보다 지속 가능한 솔루션을 제공합니다. 테라다인의 고생산성 솔루션은 고객이 평방미터당 생산량을 극대화할 수 있도록 지원함으로써 이를 실현합니다. 당사의 고성능 테스터는 추가적인 바닥 면적과 인프라의 필요성을 줄여주어, 건설 및 운영 비용을 수백만 달러 절감하는 동시에 전반적인 환경적 영향을 낮춥니다.
앞으로 나아갈 길을 그려보다: 지속 가능한 미래를 위한 가시적인 성과
공급망 압박, 무역 구도의 변화, 그리고 업계 내 기술 및 프로세스의 급속한 발전이 복합적으로 작용하면서 웨이퍼 1장당 및 완제품 1개당 에너지 집약도와 비용이 증가하고 있습니다. 이러한 압박으로 인해 전반적인 운영 탄력성, 효율성, 수율 최적화에 대한 관심이 다시금 높아지고 있습니다. 당사의 제품 개발 로드맵과 고객 지원 전략의 기반이 되는 6대 핵심 원칙은, 업계와 사회가 더 탄력적이고 지속 가능한 미래를 향해 나아가는 과정에서 테라다인이 헌신적인 업계 파트너임을 보여줍니다.
마이크 할블랜더( Mike Halblander )는 테라다인(Teradyne)의 실리콘 포토닉스(Silicon Photonics) 그룹에서 기술 프로그램 리더로 재직 중이며, 반도체 자동 테스트 장비(ATE), 항공우주, 산업용 계측기, 생명과학 등 다양한 산업 분야에서 제품 전략, 기술 리더십 및 시스템 개발에 관한 풍부한 경험을 보유하고 있습니다. 그는 운영 효율성과 지속 가능성을 중시하며, 향상된 제품 기능을 통해 고객에게 가치를 제공하는 데 열정을 쏟고 있습니다.
그는 고객 및 다기능 팀과 긴밀히 협력하여 복잡한 과제를 해결하고 혁신적이며 영향력 있는 솔루션을 주도하고 있습니다. 2021년부터 그는 지속가능성 자문 위원회를 시작으로 SEMI의 지속가능성 이니셔티브에 적극적으로 참여해 왔습니다. 현재 그는 SEMI SCC Scope 3 워킹 그룹의 공동 리더로 활동하며, 반도체 공급망의 탄소 배출량을 추적하고 해결하기 위한 업계 전반의 노력에 기여하고 있습니다. 마이크는 전기공학 학사 학위와 컴퓨터 과학 석사 학위를 보유하고 있습니다.