Beckhoff Korea 부스 전경 (사진 Beckhoff Korea)

 

 

Beckhoff Korea는 이번 전시에서 자사의 산업용 PC와 I/O, Motion, Automation 이 4가지 제품군을 모두 출품하고, 반도체 산업을 위한 PC 기반 제어 기술을 적극 홍보했다.

Beckhoff는 전 세계 PC 기반 자동화 기술을 주도하는 기업답게, PC 기반 자동화 기술의 근본을 변화시킬 제품들을 잇달아 출시하며, 해당 분야에서 지속적인 성장세를 보이고 있는 것이 특징. EtherCAT 개발사이기도 한 Beckhoff는 EtherCAT의 광범위한 전문 지식을 바탕으로, 고성능의 EtherCAT 제품군들을 제공하고 있으며, 이번 전시에서도 이를 보여주는 제품과 솔루션이 다수 소개됐다.

 

 

1. EtherCAT IO Card

 

 

 

EtherCAT IO 존 (사진 무인화기술)

 

 

 

EtherCAT P (사진 무인화기술)

 

EtehrCAT의 장점인 고속통신을 보여주는 존으로, 기가비트 이더넷 속도를 지원하는 ‘EtherCAT G’와 10 Gbit/s의 데이터 전송 속도를 구현하는 ‘EtherCAT G10’이 소개됐다. 이들 통신은 많은 양의 데이터를 처리하는 어플리케이션에 적합하다.

Beckhoff의 PC 마스터 제어기에 인터페이스 IO 카드를 써서 디바이스넷, 이더넷, CANOpen, 시리얼 통신 등을 연결해서 쓸 수 있는 필드버스 및 EtherCAT 인티그레이션이 소개됐다. 이와 함께 이중화(Redundancy)와 EtherCAT 플러그인 모듈인 EJ 모듈이 전시됐다.

또, IO 형태의 서보 드라이브인 EL7201이 PC와 연결돼서 모터를 제어하는 콤팩트 모션과 100us보다 짧은 입출력 응답속도로 초고속 PC 기반 제어를 가능하게 하는 XFC(eXtreme Fast Control Technology) 기술이 소개됐다.

Beckhoff Korea 김용성 차장은 “Beckhoff 드라이브는 크기가 작아서 반도체와 같은 산업분야에서 공간을 절감할 수 있고, 케이블도 원 케이블이어서 작업이 용이하고 공간을 절감할 수 있다는 것이 장점이다.”라고 피력했다.

EtherCAT 박스 모듈이 전시됐다. IP67 방수인증을 받은 제품으로, 하우징이 플라스틱로 되어 있고, M8커넥터로 연결해서 쓸 수 있다.

또 동일한 케이블에서 전력과 데이터를 결합하는 EtherCAT P가 소개됐다. EterCAT P는 파워와 통신선이 하나로 되어있어서 작업이 용이한 것이 장점이다.

 

2. 산업용 PC

 

 

산업용 PC 존 (사진 무인화기술)

 

 

컨트롤 판넬과 컨트롤 캐비닛 산업용 PC, 판넬 PC 등 다양한 IPC가 전시됐다.

김 차장은 “현장의 설비는 상호 간 연결 솔루션을 통해 하나로 연결되며, 단순제어용으로 취급되던 IPC의 역할도 커지고 있다. 다중 디스플레이 모니터링으로 현장에서 발생할 수 있는 문제 확인 및 각종 데이터 처리까지 이루어지고 있다. 모든 시스템을 통합할 수 있는 연결고리가 IPC 제어 기술에 기반을 두고 있다.”라고 말하고, “Beckhoff의 IPC는 어떠한 어플리케이션에서도 그 요구사항을 완벽하게 충족시키며, 뛰어난 하드웨어 솔루션을 제공한다.”라고 강조했다.

 

 

 

Beckhoff PC가 아니더라도 다른 업체의 PC에 PCIe를 꽂아서 EtherCAT 통신을 사용할 수 있다.(사진 무인화기술)

 

 

 

엔트리 레벨 클래스 임베디드 PC CX7000 (사진 무인화기술)

 

 

 

다축 서보 AX8000 (사진 무인화기술)

 

 

 

 

산업용 PC를 위한 UPS (사진 무인화기술)

 

 

3. 산업용 IoT

 

 

TwinCAT IoT (사진 무인화기술)

 

IoT 및 인더스트리 4.0을 위한 TwinCAT IoT는 컨트롤러(IPC 또는 EPC)와 함께 Internet of Things와 Internet of Services 사이의 연결을 빠르고 완벽하게 구축할 수 있다.

MQTT와 같은 표준 통신 프로토콜을 사용하여, 마이크로소프트의 Azure나 아마존의 AWS와 같은 공용 클라우드 서비스와 대화할 수 있다. TwinCAT Analytics 는 장비에서 각 태스크 사이클마다 현재 상태를 데이터베이스에 저장할 수 있고, TwinCAT IoT 통신 프로토콜에 의해 데이터를 클라우드 시스템에 넣을 수 있다. TwinCAT Analytics PLC 라이브러리에서 온라인 또는 오프라인으로 장비의 상태 분석이 가능하다. 이를 통해, Beckhoff의 제어 시스템은 Industry 4.0과 IoT 구현을 위한 완벽한 연결성을 제공한다.

 

4. PC 및 EtherCAT 기반 자동화

 

 

 

PC 및 EtherCAT 기반 자동화 (사진 무인화기술)

 

 

임베디드 PC가 전시되어 CANOpen이나 론웍스 등 각 통신 간의 호환이 가능하다는 것을 보여줬다. 특히, CX7000은 소형 제어기가 필요한 분야에 적합한 임베디드 PC이며, TwinCAT 3 소프트웨어를 사용할 수 있는 최초의 소형 컨트롤러이기도 하다. 400MHz 프로세서와 통합된 다기능 I/O를 갖춘 새로운 엔트리 레벨 클래스 임베디드 PC다.

이와 함께 다축 서보 AX8000이 소개되는 한편, Beckhoff PC가 아니더라도 다른 업체의 PC에 PCIe를 꽂아서 EtherCAT 통신을 사용할 수 있다는 것을 보여줬다.

또, 산업용 PC 및 임베디드 PC를 위한 UPS가 전시됐다. 초소형 IPC C6030, 임베디드 PC CX52xx 시리즈, 임베디드 PC 전원 공급 장치 CX2100-0024가 현재 지원하고 있는 UPS-OCT의 One Cable Solution을 이용하면 UPS를 훨씬 더 편리하게 구현할 수 있다. 이 솔루션에서는 IPC 전원 공급 장치와 UPS 통신이 단일 24V DC 케이블을 통해 결합된다. 케이블 하나로 전원 및 필요한 모든 정보가 UPS에서 IPC로 직접 공급될 수 있는 솔루션이기 때문에 설치 작업이 더욱 간단해진다.

 

 

5. 평면 모터 시스템 ‘XPlanar’

 

 

 

평면 모터 시스템 XPlanar

 

 

평면 모터 시스템인 XPlanar는 기존 이송 기술의 장점을 자기부상과 결합했다. 자기부상식 2D 제품 이송을 통해 장비 내, 혹은 여러 장비 간에 제품을 다룰 수 있도록 다양하고 새로운 옵션을 가능하게 한다.

자동 유도 차량 시스템과 유사하게, 사용자는 이송 장치의 자유로운 이동을 통해 여러 가지 이점을 누릴 수 있다. 이점 가운데 첫 번째는, 개별 물건은 경로와 관계없이 어느 지역으로든 이송될 수 있다는 것이다. XPlanar는 이러한 유연성을 기존 리니어 모터의 역학과 결합하고, 개별 생산 단계의 사이클 타임 최적화를 통해 부가가치를 제공한다. 또한, XPlanar는 로봇 공학에서 익숙한 자유도와 정확성을 6D 제품 취급에 사용할 수 있기 때문에, 개별 생산 단계를 상당히 간소화한다. 가공 중인 제품의 포지셔닝은 이송 시스템에 적용된다. 부유 방식은 모든 기계적 가이드 구성 요소를 대체하고, 세척 및 유지 관리 비용을 대폭 절감한다.

초당 2미터의 속도로 가반중량 12Kg까지, 4개까지 동기화가 가능하다. 자기부상, 비접촉, 지능형 이 세 단어로 XPlanar를 설명할 수 있다.

이송 중 마모가 발생하지 않아 웨이퍼 이송에 최적화된 제품이다.

 

6. 지능형 이송 시스템 ‘XTS’

 

 

 

XTS 리니어 이송시스템

 

 

김 차장은 “XTS의 가장 큰 장점은 기구적인 조립에서 벗어나 소프트웨어적인 엔지니어링으로 생산 제품의 종류를 마음껏 변경시킬 수 있다는 것이다. 또한, XTS는 이송을 목적으로 하지만, XTS의 경로상에 특정 공정들도 포함이 된다. 이송을 하면서 비전으로 검사를 한다든가 또는 로봇 시스템과 협업하는 것이 그 예로, 이송과 공정을 함께 진행하게 되면 공간도 절감되고, 생산성도 향상된다.”라고 설명했다. XTS는 반도체 및 IT 분야에서 소량 다품종 생산품을 이송하는 어플리케이션과 비전과 로봇 및 검사공정을 결합해 설비의 공간을 최소화함과 동시에, 생산성을 향상시키는 장점이 있다. 특히, 비전을 활용한 검사공정의 경우 제품의 이송 중에 공정이 이루어지는데, 이때 위치 및 속도 정밀성이 시스템의 성능을 좌우하게 된다. XTS는 200mm/s에서 ±0.15mm의 정밀성을 보증하고 있어, 이러한 정밀 공정에 매우 적합하다.

특히, 최근 모듈형 XTS 시스템에는 NCT(No Cable Technology)와 함께 특수 모터 모듈 및 무버에 장착 가능한 전자장치가 탑재됐다. 이송 기술에 필요한 하드웨어는 모터 모듈에 완전히 통합되어 있기 때문에, 본래의 기능은 그대로 유지된다. 또한, 추가 연결 또는 공급라인이 필요하지 않아 매우 콤팩트하다. TwinCAT을 통해 무버의 하드웨어 제어가 구현되며, 프로젝트 구현에 모든 TwinCAT 기능들을 사용할 수 있다.

 

7. AS2000 스텝 모터

 

 

AS2000 스텝 모터 (사진 무인화기술)

 

Beckhoff 마스터 제어기에 서보 드라이브를 연결해서 스텝모터를 제어한다.

 

8. 전압측정 모듈

 

 

산업용 팬 컨디션 모니터링 (사진 무인화기술)

 

 

Beckhoff의 EtherCAT 측정 모듈은 고성능 측정 기술을 제어 시스템에 직접 통합할 수 있도록 하여 적합한 솔루션을 제공한다. 통합 측정 기술은 시험 기계나 생산 기계의 전체 수명 주기에 걸쳐 기계 제작자와 사용자에게 다양한 방법으로 혜택을 준다. 서보 드라이브로 구동시키고 전압을 측정해서 화면에 표시해준다. 

 

 

전압측정 모듈 (사진 무인화기술)

 

 

 

<현장 인터뷰>

 

 

“매년 반도체 시장에서 Beckhoff 제품이 차지하는 비중이 늘어나고 있어”

 

 

 

Beckhoff Korea 김용성 차장

 

 

Q. Beckhoff Korea가 SEMICON Korea 2023에서 산업계에 전달하고자 하는 메시지는 무엇인가?

A. Beckhoff는 PC기반 자동화 업체로, PC부터 I/O, 모션(모터/드라이브), EtherCAT 제품을 비롯하여 Industry 4.0을 구현하기 위한 다양한 제품과 기술을 선보이려고 한다.

특히, 고객의 요구에 대응할 수 있는 Beckhoff만의 솔루션의 장점을 어필하는데 주력한 전시를 진행하고 있다.

 

Q. 국내 반도체 업계에서 Beckhoff Korea의 위치를 어떻게 평가하나?

A. 글로벌 반도체 장비 업체 대부분을 포함하여, 국내 반도체 업체인 삼성전자, SK하이닉스 등 모두 Beckhoff 제품을 사용하고 있다. 반도체 시장에서 Beckhoff가 차지하는 비중을 정확히 알 수는 없지만, 중요한 건 매년 반도체 시장에서 Beckhoff 제품이 차지하는 비중이 늘어나고 있다는 사실이다.

특히, 반도체 장비를 새로 개발하거나, 반도체 시장에 진출하기 위한 업체들이 타 장치들의 호환성 등을 위해 EtherCAT 통신의 강점이 있는 Beckhoff 제품을 검토하고 개발을 진행 중이다.

2022년 Beckhoff 전체 매출은 2021년에 비해 약 25% 성장했으며, 반도체 분야에서 차지하는 비중도 상당하다고.

 

Q. 반도체 업계에서 Beckhoff가 갖는 경쟁력은 무엇인가?

A. Beckhoff의 경쟁력은 EtherCAT이다. 반도체 분야는 수 많은 장치들을 서로 인터페이스하여 반도체 칩을 생산한다. 장비들의 성능, 속도, 호환성 등 복합적인 기능들의 포퍼먼스가 중요하다. 특히, 빠르게 발전하고 있어 정밀화, 세분화되고 있는 장비들의 성능을 맞추기 위해서는 더욱 통신 방식이 중요한데, Beckhoff의 EtherCAT 통신은 이 모든 것을 갖추고 있다.

빠른 산업용 이더넷 기술, 토폴로지에 제한을 받지 않으며 최대 65,535개의 디바이스를 연결할 수 있고, 노드 주소가 자동적으로 설정될 수 있으며, 진단 및 빠른 고장 위치 확인은 오류를 정확하게 찾아 낼 수 있다.

또 다른 경쟁력은 콤팩트한 서버 드라이버인 EL7201, EL7211과 같은 EL7XXX 시리즈 제품을 말할 수 있다. Beckhoff의 EL7201 제품은 I/O 형태의 서보모터 드라이버로 크기가 가로, 세로, 높이 각 12mmx100mmx68mm로 매우 작아, 협소한 반도체 장비 공간에서 사용하기 유리하다.

EtherCAT 통신 환경에서 사용할 수 있으며, 또한 TwinCAT을 이용하여 편리하고 빠른 시운전을 할 수 있다.

그리고, OCT(One Cable technology) 연결 방식이 가능하여, 손쉽게 배선 작업을 할 수 있어 시간을 절약할 수 있다.

이러한 장점들이 Beckhoff가 갖는 경쟁력이라고 볼 수 있다.

 

 

EL7XXX 시리즈 서보 드라이브 (사진 Beckhoff Korea)

 

 

Q. 최근 반도체 업계의 니즈가 어떻게 변화하고 있으며, 그러한 변화에 Beckhoff는 어떻게 대응해 나가고 있나?

A. 더 높은 에너지효율과 고성능 제품 생산을 하기 위해 반도체 산업은 미세공정위주로 빠르게 발전하고 있으며, 정밀화, 세분화되고 있다.

이러한 요구조건을 충족하기 위해서는 사용자가 간편하게 설치할 수 있고, 사용하기 쉬우며, 앞선 기술을 빠르게 구현 가능하고, 산업현장에서 증명된 제품이어야 한다. PC기반 제어시스템을 제공하는 Beckhoff의 모든 제품은 이를 충족한다.

또한, 공정시간이 크게 증가하여 필요한 장비수가 늘어나는 현 트렌드에 공간 부족이 문제가 될 수 있는데, Beckhoff의 산업용 PC는 콤팩트해서 사용하는데 용이하다.

반도체 장비 회사와 미팅을 진행하다 보면, EtherCAT 시스템에 대해 많은 문의가 오고 있다. 많은 반도체 회사가 EtherCAT을 표준 네트워크로 선정함으로써 EtherCAT을 검토하는 장비회사가 많아졌기 때문이다. EtherCAT이라는 통신 네트워크를 대부분 알고는 있지만, 실제 EtherCAT을 적용하기 위한 시스템 구성에 대한 경험이 없기 때문에 어려움이 있다.

당사는 EtherCAT을 적용하기 위한 시스템 구성 방법을 교육하고 세미나를 진행하여 EtherCAT의 성능을 100% 활용할 수 있는 Beckhoff 시스템의 방법을 꾸준히 알리고자 하고 있다.

 

Q. 반도체 분야의 메인 제품이나 솔루션은 무엇이며, 해당 솔루션이나 제품의 특장점은 무엇인가?

A. Beckhoff는가 제공하는 솔루션은 크게 4가지로 파트로 분류할 수 있다.

산업용 PC, I/O, Motion(모터/드라이브), 마지막으로 Automation(TwinCAT)이 그것이다.

먼저, 산업용 PC는 IPC와 콤팩트한 EPC가 있다. 다양한 CPU와 특성에 맞게 여러 제품군을 보유하고 있는데 이번에 소개할 제품은 IPC C6030이다.

기본 CPU는 Celeron으로 옵션으로 i7을 쓸 수 있고, 추가로 RAID 기능도 가능하다. C6030은 복잡한 축 제어, 정교한 HMI 애플리케이션, 매우 짧은 사이클 시간 또는 대량의 데이터 처리 등 모든 작업에 적합하다. 최고 성능의 인텔 아이코어의 프로세서가 통합되어 있기 때문에, 거의 모든 자동화 및 시각화 작업이 가능하다. 이를 위한 기반은 TwinCAT과 EtherCAT의 완전한 통합과 호환성이라고 볼 수 있다.

두 번째 IO 파트다.

다양한 EtherCAT 입출력 모듈을 제공하고 있으며, 24비트 고해상도는 물론 계측신호를 자동화 시스템에서 획득할 수 있는 제품들도 선보이고 있다. 또한, 플러그인 모듈인 EJ 제품군의 경우, 동일한 구성의 설비에서 간편하게 설치 및 배선 작업이 가능하도록 설계됐으며, 이는 사용자 요구가 많은 반도체 시장에서 매력적인 제품이 될 수 있다고 생각된다.

특히, ELM EtherCAT 터미널은, 4채널 아날로그 입력, 다기능, 24 비트 고해상도, 10ksps, TC 보정 등의 특징을 가지고 있다. ELM 3xxx 시리즈의 EtherCAT 터미널은 산업 환경에서 일반적인 전기 신호를 고품질 측정할 수 있도록 개발된 제품이다. 유연하게 사용할 수 있는 측정 모듈은 실험실 및 테스트 기술 환경에서 특히 유용하다.

모션 부분에서는 EtherCAT을 지원하는 다양한 서보드라이브와 모터, 그리고 XTS를 제안하고 있다. AX5000, AX8000시리즈와 서보터미널, 그리고 분산 서보드라이브인 AMP시리즈 라인업을 갖추고 있고, OCT(One Cable technology)연결 방식이 적용된 모션 솔루션을 제공한다.

이 외에도 리니어 이송시스템인 XTS도 선보일 예정이다.

마지막으로 TwinCAT은 윈도우OS 실시간성으로 반도체 설비의 공정처리를 예측 가능한 제어 주기를 보장해 줄 수 있고, 다양한 필드 버스를 하나의 플랫폼으로 통합이 가능하다.

동시에 모든 상태 정보들을 실시간으로 확인할 수 있는 모니터링 기능도 제공하며. 또한 EtherCAT 통신 기준을 제공함으로써 안정적이고 신뢰성 있는 제어 시스템을 구축할 수 있는 장점을 가지고 있다.

 

 

 

IPC C6030 (사진 Beckhoff Korea)

 

Q. 2022년 국내 반도체 시장을 어떻게 평가하나?

A. 얼마 전 어떤 기사를 통해, 2022년 전 세계 반도체 매출은 2021년 5950억 달러에서 2022년 1.1% 증가한 총 6017억 달러를 기록했다고 접했다.

2022년 상반기에는 많은 반도체 장치가 부족하여 리드 타임이 연장되고 가격이 인상되어, 2021년에 이어 반도체 호황을 이어 갔다고 볼 수 있다. 그러나, 2022년 하반기에는 세계 경제의 높은 인플레이션, 금리상승, 높은 에너지 비용, 중국의 지속적인 코로나로 인한 폐쇄로 인해 둔화되기 시작하여, 글로벌 공급망에 많은 영향을 미쳤다. 소비자들은 지출을 줄이기 시작했고, PC와 스마트폰 등 수요가 어려움을 겪으면서 많은 글로벌 기업들이 경기 침체를 예상하여 지출을 줄이기 시작했고, 이 모든 것이 전반적인 반도체 시장에 영향을 미쳤다고 생각된다.

상반기에는 반도체 호황을 이어가다, 하반기에는 급격하게 시장이 얼어붙었다고 볼 수 있다.

 

Q. 지난해 Beckhoff Korea의 반도체 분야 비즈니스 성과는 어떠했나?

A. 당사는 하반기 반도체 시장에 어려움에도 불구하고 반도체 시장 매출이 전년대비 약 30% 증가했다. 전체매출의 약 45%가 반도체 분야에서 나오고 있다.

앞에서도 언급했지만, 2022년 상반기 반도체 시장 호황의 영향이 많이 반영된 걸로 보인다.

추가로, EtherCAT통신의 우수성이 많이 전파되면서 반도체 업체에서 EtherCAT 통신의 적용하는 사례가 늘면서, 매출에 긍정적인 영향을 준 부분도 있다.

반도체 산업의 주요 장비 업체들이 기존 DeviceNet 위주로 구성되었지만, 최근 EtherCAT이 확산되면서 빠르게 변화하고 있다. EtherCAT은 Beckhoff에서 개발하여 공개한 산업용 통신 프로토콜로, Beckhoff 제품들은 EtherCAT에 가장 최적화되어 있다고 볼 수 있다.

실제로 상위 반도체 업체에서 EtherCAT 인터페이스 장비를 요구하면서 EtherCAT통신 프로토콜이 반도체 장비 업체사이에서 이슈가 되고 있으며, Beckhoff 제품이 EtherCAT의 기준이 되고 있다.

반도체 관련 장비업체들의 문의가 늘어나고 있는 추세이며, 문의가 수주로 이어지고 있어 매출에 기여하고 있는 실정이다.

 

Q. 2023년 국내 반도체 시장을 어떻게 전망하나?

A. 2022년 하반기부터 이어오고 있는 글로벌 침체로 인해, 반도체 시장도 어려움을 겪을 것으로 생각된다. 이미 반도체 생산 업체인 삼성전자, SK하이닉스 등의 업체의 반도체 재고가 역대 최고치를 찍었으며, 당분간 해소가 어려워 보인다.

반도체가 많이 사용되는 IT 제품 등의 수요가 크게 줄어, 메모리 반도체인 D램과 낸드플래시 등 가격이 지속적으로 하락할 것으로 예상되며, 내년까지 시장 상황이 좋지 않을 것으로 보인다. 국내 반도체 업체인 SK하이닉스의 반도체 투자 취소 등의 잇따르고 있어, 올 해 반도체 관련 업체들의 어려움이 예상된다.

 

Q. 올 한 해 Beckhoff Korea의 반도체 시장 확대 전략은?

A. 내·외부적으로 인원자원을 확대하여, Beckhoff의 기술과 능력을 시장에 널리 알리도록 홍보를 강화할 예정이다. 이를 위해 Beckhoff Korea는 현재 조직구성 확대를 진행 중에 있다. 조직을 세분화하고 많은 전문 인력들을 보충하여 서비스를 제공하고 있으며, 특히, 분야별 영업사원 및 엔지니어를 지정하여, 고객의 요구에 보답할 수 있는 전문성을 지닐 수 있도록 지속적으로 준비하고 있다.

그리고, BSP(Beckhoff Solution Provider)를 활용한 반도체 시장확대 전략을 생각하고 있다. 국내 반도체 시장은 계속 성장하고 있다. 한정된 인적자원으로 수많은 요구사항에 모두 대응하기에는 한계가 있다. 따라서, BSP라는 프로그램을 통해 협력/파트너 고객을 모집하고 있다.

Beckhoff는 반도체 산업 분야에 필요한 툴박스를 제공하고, BSP는 BSP의 노하우와 인적 네트워크를 통해 사업을 확장할 수 있으며, 기술적인 지원이나 교육을 원하면 받을 수 있다.