반도체 및 디스플레이 장비 산업은 생산 데이터의 정밀 관리와 품질 안정성이 매우 중요한 분야입니다.

이번 구축 사례는 전력반도체 기판 양산 체계 전환 과정에서 MES 고도화와 데이터 기반 공정 운영 체계를 구축한 사례로, 생산 이력 추적과 실시간 모니터링 중심의 스마트팩토리 환경을 구현한 프로젝트입니다.

■ 사업 개요

과제명: 정부일반형 스마트공장 구축사업

고객사: 국내 반도체 장비 제조기업 (에○티아이)

총 사업비:3.9억 원

■ 제품 개요

본 사업은 전력반도체 기판 생산라인의 양산 체계 전환과 제조 데이터 기반 운영 환경 구축을 목적으로 추진되었습니다.

적용 제품: 전력반도체 기판 및 반도체 공정 장비

주요 특성: 반도체 공정 기반 생산 체계, 제조 이력 추적 중심 운영 환경, 검사 공정 데이터 기반 품질 관리, 실시간 설비 데이터 연계 운영

■ 구축 배경

기존 생산 현장은 수기 기반 생산 관리와 제한적인 설비 데이터 활용으로 인해 품질 추적과 실시간 운영 관리에 어려움이 있었습니다.

- 생산 실적 및 품질 정보 수기 관리

- 설비 데이터 실시간 연계 미흡

- 작업지시 및 생산 이력 추적 한계

- 불량 원인 분석 및 공정 이상 대응 어려움

- 설비 가동 현황 모니터링 제한

■ 시스템 구성

본 구축은 MES 중심의 생산 통합 관리 체계와 설비 데이터 연동 기반 실시간 모니터링 환경으로 구성되었습니다.

- MES 기반 생산·품질 통합 관리 구축

- PLC(CC-IoT) 기반 설비 데이터 수집 연계

- 검사기(Etching Pattern AOI) 연동 구축

- API Server 및 MQTT 기반 데이터 처리 환경 구성

- 실시간 생산 모니터링 및 알람 체계 구축

- LOT 기반 제조 이력 추적 체계 구축

- DMS 기반 공정 이상 모니터링 적용

- CoCTK 기반 데이터 분석 환경 구성

■ 공정 자동화 구성

생산 공정 전반의 설비 데이터를 MES와 연계하여 작업지시·생산·품질 정보를 통합 관리할 수 있도록 구성하였습니다.

공정 흐름: 투입 → 세정 → 스퍼터 → 브레이징 → 정면 → 검사(AOI) → 밀링 → PSR → 레이저 → 출하

- 공정별 RFID 기반 생산 정보 수집

- 검사기 기반 품질 데이터 자동 수집

- PLC(CC-IoT) 기반 설비 상태 연동

- 생산 실적 자동 집계 체계 구축

- 실시간 생산 현황 시각화 구현

- 설비 이상 상황 알람 기능 적용

■ 구축 성과

본 사업을 통해 생산 데이터의 실시간 가시성과 품질 관리 체계를 강화하고, 공정 운영 효율 향상을 위한 기반을 마련하였습니다.

생산성: 작업지시 및 생산 실적 수기 관리 → MES 기반 자동화 관리

품질: 공정 불량률 13.1% → 5% 목표 설정

비용: 검사 성적서 작성 중심 수작업 운영 → AOI 기반 검사 자동화 체계 구축

작업환경: 현장 중심 설비 확인 방식 → 실시간 모니터링 기반 운영 환경 전환, 생산·설비·품질 데이터 통합 가시화 구현

■ 기대 효과 및 향후 계획

데이터 기반 생산 운영 체계 구축을 통해 생산 안정성과 품질 경쟁력을 강화하고 스마트 제조 고도화를 추진할 수 있는 기반을 확보하였습니다.

- 실시간 생산 데이터 기반 의사결정 지원

- 제조 이력 추적 강화 및 품질 대응 체계 확보

- 설비 이상 감지 기반 예방 관리 체계 구축

- 생산 가시성 향상 및 운영 효율 증대

- 데이터 기반 AI 분석 활용 확대

이번 구축 사례는 반도체 제조 현장의 생산·품질·설비 데이터를 통합 관리할 수 있는 스마트팩토리 기반을 마련한 사례로, MES와 공정 데이터 연계를 통해 제조 운영의 실시간성과 추적성을 강화한 프로젝트였습니다. 특히 AOI 검사기와 PLC(CC-IoT) 기반 데이터 수집 체계를 연계하여 생산 현장의 가시성을 확보하고, 향후 데이터 기반 품질 분석 및 공정 최적화가 가능한 운영 환경을 구축하였습니다.