팹 내부: 반도체 제조에 엄청난 양의 에너지가 소모되는 이유는 무엇일까?
⚠ 알고 계셨나요? 반도체 제조 공장(일반적으로 팹 이라고 함) 하나당 소비하는 전력량은 미국 가정 8만 가구가 소비하는 전력량과 맞먹습니다. 이는 중소 도시의 연간 전력 사용량보다 많은 양입니다.
🏭 이러한 첨단 제조 시설은 연중무휴 24시간 가동됩니다. 이처럼 끊임없이 가동되는 이유는 반도체 생산 공정이 극도로 민감하기 때문입니다. 전력 공급이 중단되거나 변동될 경우, 값비싼 수율 손실, 배치 오염 또는 웨이퍼 손상으로 이어질 수 있습니다.
안정성과 정밀성을 보장하기 위해 팹(fab)은 ISO 1등급 클린룸 으로 분류되는 초청정 환경을 유지해야 합니다. 이는 지구상에서 가장 깨끗한 환경 중 하나입니다. 이러한 환경은 다음과 같은 요건을 충족해야 합니다.
- 연속 고출력 HEPA 및 ULPA 여과 시스템
- 매우 엄격한 허용 오차 내에서 습도 및 온도 제어
- 압력과 청결을 유지하기 위한 대규모 공기 재순환 시스템
이에 더해, 팹은 광석판 스캐너, 플라즈마 에칭기, 이온 이식기, 화학 기상 증착 시스템과 같은 고도로 특수화된 기계를 운영합니다. 이러한 기계는 모두 에너지를 많이 소모하고 정밀하게 작동하며 안정적인 고전압 입력이 필요합니다.
전자제품, 전기 자동차, AI, 데이터 센터에 대한 전 세계 수요 증가에 발맞춰 반도체 산업이 확장됨에 따라 에너지 사용량도 빠르게 증가하고 있습니다 . 이러한 상황에서 중요한 과제는 단순히 생산량을 늘리는 것이 아니라, 책임감 있는 생산 확대입니다.
📉 모터 구동 시스템 및 HVAC 성능 최적화 등을 통한 에너지 낭비 감소 , 그리고 예측 유지보수 및 스마트 모니터링을 통한 예상치 못한 가동 중단 방지는 더 이상 단순한 운영 모범 사례가 아닙니다. 이는 반도체 제조의 더욱 지속 가능하고 회복력 있는 미래를 향한 중요한 축입니다.
반도체 공장 내부의 모든 에너지가 어디로 가는지 궁금한 적이 있나요?
반도체 팹은 높은 에너지 소비로 유명하지만, 많은 사람들이 그 에너지가 여러 시스템에 어떻게 분배되는지 에 놀라곤 합니다. 칩 제조의 복잡성으로 인해 거의 모든 공정이 전력을 많이 소모하지만, 어떤 시스템은 다른 시스템보다 훨씬 더 많은 전력을 요구합니다.
에너지는 어디로 가는가?
일반적인 반도체 제조 시설에서 가장 많은 에너지를 소비하는 부분 은 다음과 같습니다.
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HVAC 및 클린룸 시스템:
ISO 1~5 등급의 클린룸 환경을 유지하려면 지속적인 공기 순환, 여과, 그리고 엄격한 온도/습도 관리가 필요합니다. HVAC는 팹(Fab) 전체 에너지 사용량의 30~50%를 차지할 수 있습니다.
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진공 펌프 및 공정 장비:
화학 기상 증착, 이온 이식, 에칭과 같은 공정에 필수적인 진공 시스템과 관련 장비는 24시간 내내 작동하기 때문에 많은 양의 전기를 소모합니다.
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정수 및 냉각 시스템:
반도체 제조에는 막대한 양의 초순수(UPW)가 사용됩니다. 이러한 초순수를 생산하고 재활용하는 작업과 핵심 시스템 냉각은 전체 전력 수요에 상당한 부담을 가중시킵니다.
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조명 및 시설 인프라:
규모는 비교적 작지만 조명, 제어실, IT 인프라, 시설 자동화 등은 여전히 에너지 사용량을 증가시킵니다.
운영 가시성이 중요한 이유는 무엇입니까?
수많은 복잡한 시스템이 병렬로 작동하기 때문에 에너지 소비량과 장비 상태에 대한 실시간 가시성을 확보하는 것이 매우 중요합니다. 실시간 가시성이 없으면 비효율성이 감지되지 않고, 사소한 문제도 다음과 같은 결과로 이어질 수 있습니다.
- 더 높은 운영 비용
- 탄소 발자국 증가
- 계획되지 않은 가동 중지 또는 시스템 오류
- 전반적인 장비 효율성(OEE) 감소
스마트 모니터링 , 에너지 감사, 예측적 유지 관리 도구를 활용함으로써, 제조 공장에서는 비효율성을 정확히 찾아내고, 운영을 최적화하고, 불필요한 전력 소모를 줄일 수 있으며, 동시에 생산의 우수성을 유지할 수 있습니다.
에너지는 중요합니다. 정밀성은 더욱 중요합니다.
반도체 산업이 성능, 규모, 소형화 의 경계를 넓혀가고 있지만, 한 가지 과제는 변함없이 유지되고 있습니다. 바로 에너지 소비입니다 .
HVAC 시스템 과 진공 펌프 부터 웨이퍼 핸들러 와 초순수 시스템에 이르기까지 모든 팹(fab) 내부에서 모터는 생산을 이끄는 조용한 일꾼입니다. 가동 시간, 정확성, 그리고 지속 가능성이 타협할 수 없는 세상에서 모든 모터는 진정으로 중요합니다 .
VEM에서는 반도체 공장에 다음과 같은 기능을 제공합니다.
✅ 초고효율 모터 시스템
청정실이 중요한 환경에서 에너지 낭비를 최소화하고 안정성을 극대화하도록 제작되었습니다.
✅ 지능형 드라이브 기술
정확한 제어와 원활한 통합을 위해 스마트하고 반응성이 뛰어나며 최적화되었습니다.
✅ 확장 가능한 디지털 솔루션
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