“AI가 검사하고 로봇이 옮긴다”…LG이노텍, 반도체 AI 서버 기판 조단위 승부수

미세먼지도 허용 않는 클린룸 품질
AI가 검사하고 로봇이 운반·생산
2030년 조 단위 매출 목표 세워
서버용 FC-BGA로 시장 확장 시동

경북 구미 LG이노텍 ‘드림 팩토리’ 내 LMS(Line Monitoring System)이 갖춰진 통합관제실. 이곳에서 FC-BGA 생산 현황을 한눈에 파악할 수 있다. LG이노텍

먼지를 허용하지 않는 정제된 공기, 자동화 설비에서 일정한 간격으로 울리는 ‘삐-’ 소리가 고요한 공간을 채운다.

지난 17일 찾은 경북 구미 LG이노텍 플립칩 볼그리드 어레이(FC-BGA) 생산 공장인 ‘드림 팩토리’는 사람이 아닌 설비와 로봇으로 가동되는 사실상 무인 공장이었다.

축구장 3개 규모의 넓은 공간은 조용하지만 설비들은 일정한 리듬에 맞춰 쉼 없이 움직이고 있었다.

이곳에서는 사람 손이 한 번도 닿지 않은 반도체 기판이 하루 수십만개씩 생산된다.

설비는 스스로 작업 조건을 불러오고 제품은 로봇이 옮긴다.

LG이노텍이 깐깐한 글로벌 고객 기준에 맞춰 구현한 무인 스마트팩토리의 진면목이다.

FC-BGA는 반도체 칩을 메인보드에 연결하는 고성능 기판이다.

칩이 뇌라면, FC-BGA는 신호와 전력을 전달하는 척수이자 데이터가 흐르는 전자 혈관망이다.

LG이노텍은 2022년 고부가 반도체 기판 시장 확대를 겨냥해 FC-BGA 사업에 처음 진출했다.

데이터 처리량 증가와 AI 수요 확대로 고성능 기판 수요가 빠르게 늘어나는 시장 변화를 보고 FC-BGA를 2030년까지 ‘조 단위 매출’ 사업으로 육성하겠다는 전략을 세웠다.

드림팩토리가 ‘무인화’를 표방한건 이 제품의 까다로운 특징 때문이다.

FC-BGA는 고속 연산을 수행하는 CPU(중앙처리장치)·GPU(그래픽처리장치) 등에 탑재돼 초정밀성과 신뢰성이 요구된다.

초미세먼지 한 입자, 숨결에 실린 수분조차 불량 요인이 될 수 있다.

작업자는 방진복과 두 겹의 장갑, 마스크, 위생모를 착용한 채 클린룸에 입장하지만 공정에는 직접 개입하지 않는다.

그래서 생산 라인 대부분에는 사람이 없다.

공장 내부에서는 여러 대의 자율이동로봇(AMR)이 자재를 나른다.

실시간 생산 스케줄(RTS)에 따라 주문이 내려오면 설비가 원자재 바코드를 자동으로 인식하고 공정 레시피 시스템(RMS)을 통해 작업 조건을 설정해 기판을 만들어낸다.

LG이노텍은 인공지능과 디지털 트윈 기술을 적용해 설비 구축 전 수백 만회의 가상 공정을 반복하면서 빠른 시간내 높은 수율과 품질을 달성할 수 있었다고 설명했다.

자동광학검사(AOI) 장비에는 수만 건의 불량 데이터를 학습한 AI 기반 비전 기술이 투입됐다.

불량 여부를 단 30초 안에 판별한다.

검사 결과는 실시간으로 글로벌 고객사에 전송된다.

불량 판정 제품은 자동으로 걸러진다.

검사 공정에 AI를 적용하면서 리드타임은 90% 단축됐다.

드림 팩토리는 원래 LG전자 공장이었다.

LG이노텍은 2022년 이 공장을 인수하고 약 4000억 원을 투자해 반도체 기판 전용 스마트팩토리로 탈바꿈시켰다.

현재 드림 팩토리에선 북미 빅테크 고객사 PC용 FC-BGA를 양산 중이다.

LG이노텍은 올해 글로벌 톱5 고객사 중 한 곳을 추가 확보했으며 2026년부터 서버용 FC-BGA 시장에 진입할 계획이다.

강민석 LG이노텍 기판소재사업부장(부사장)은 “LG이노텍 FC-BGA 사업은 국내 경쟁사나 일본 선진사에 뒤지지 않는 기술력을 확보하고 있다”며 “글로벌 고객 기준에 맞춘 생산 인프라, AI 중심의 무인 품질 체계, 완전 자동화 설비로 차별화된 경쟁력을 보여줄 것”이라고 강조했다.

구미=박소라 기자

FC-BGA 생산에 필요한 원자재를 나르는 자율주행 로봇(AMR). LG이노텍 은 FC-BGA 전 공정을 자동화해 품질 경쟁력을 한층 높였다. LG이노텍

AI 비전 검사로 FC-BGA의 양품 여부를 결정짓는 자동광학검사(AOI) 과정에 투입된 로봇. LG이노텍

고객이 요구한 스펙(두께, 크기 등)에 맞게 제품이 구현됐는지 검사하는 공정품질관리(LQC) 과정. 검사 결과 데이터는 즉시 고객에게 전송돼 조작이 불가능하다. 이 같은 품질 투명성은 글로벌 고객들이 가장 중시하는 요소 중 하나다. LG이노텍