반도체 팹 유지보수를 혁신하는 예지정비 – 고객 사례

유럽 고객사 중 하나인 ST마이크로일렉트로닉스의 카타니아 메인 팹은 아날로그 및 전력 반도체 분야에서 뛰어난 기술력을 보유한 것으로 잘 알려져 있습니다. 혁신과 운영 효율성을 중시하는 이 팹은 대규모 펌프 설비를 보다 체계적으로 관리하고, 예기치 않은 다운타임 위험을 줄일 수 있는 새로운 접근 방식을 모색하고 있었습니다.

이들이 직면한 가장 큰 과제는 예기치 못한 펌프 고장으로 인한 공정 장비 가동 중단이었습니다. 이러한 고장은 생산 차질과 비용 증가로 이어졌고, 현장 인력의 부담도 가중시켰습니다.
기존의 사후 대응 중심의 유지보수나 예방 정비만으로는 돌발적인 다운타임을 줄이거나 자산 활용도를 최적화하는 데 한계가 있었습니다.    

이러한 문제를 해결하기 위해 ST 카타니아 사이트는 Edwards와 협력해 진공 펌프의 실시간 데이터를 수집하고 분석하는 예지정비 플랫폼을 도입했습니다. 이를 통해 팹은 다음과 같은 변화를 이끌어냈습니다.   

• 예측 알고리즘을 적용하여 진공 펌프의 이상 징후를 사전에 예측.   
• 고장 위험을 최소화하는 선별적 조치 실행 및 불필요한 교체 감소.   

예지정비 유지보수 방식으로 전환하면서 ST는 펌프 가동률과 공정 장비 가용성, 전반적인 운영 효율에 대한 관리 수준을 한 단계 끌어올릴 수 있었습니다.   

이 변화는 단기간에 이루어진 것이 아니었습니다. ST와 Edwards는 지역 Edwards 팀을 중심으로 기술 전문가와 데이터 과학자가 참여하는 협업 체계를 구축해 프로젝트를 추진했습니다.   

Edwards 팀은 펌프 플릿 모니터링을 통해 주된 고장 모드에 대한 징후를 정확히 식별하고, 이에 대응하는 예지 조치를 구현했습니다. 전문가 주도의 데이터 분석을 바탕으로 객관적이고 데이터 기반의 의사결정이 가능해졌고, 이는 사후 유지보수 건수 감소로 이어졌습니다. 이후 ST는 펌프 상태 데이터를 기반으로 예방 정비 시점을 판단해, 평균 예방 정비 간격(MTBPM)을 개선하는 방향으로 예지정비 적용 범위를 확장했습니다.   

그 결과, 예상치 못한 다운타임과 사후 정비 횟수가 모두 감소했고, MTBPM 주기는 길어지고 장비 가용성이 뚜렷하게 개선되었습니다.    

• 최근 2년간 예상치 못한 사고는 전체 설비 교체의 약 10% 수준으로 크게 감소했습니다. 도입 초기 1~2년 차에는 연평균 약 10건의 사후 유지보수(CM)가 발생했지만, 4~5년 차에는 연 1.5건 수준으로 줄었으며, 이 중 한 건은 외부 요인에 의한 사례였습니다.   
• 예방 정비를 위한 펌프 교체 횟수 또한 50% 감소했습니다. 자산 활용도는 MTBPM의 경우 기존 약 10,000시간에서 4년 이후 약 20,000시간으로 증가해, 예방적 교체 건수를 절반 수준으로 줄이는 효과를 거뒀습니다.    
• 계획되지 않은 교체와 예방적 교체가 모두 감소한 것은 유지보수 전략에서 드문 성과로, 예지정비의 실질적인 효과를 명확히 보여주는 사례입니다. 
• 예기치 못한 사건 발생을 줄여 예측 가능성을 향상시키며, 데이터 기반의 선제적 의사결정을 할 수 있도록 지원함으로써 비용을 절감할 수 있었습니다.   

이러한 변화는 예지정비가 공정 장비 가용성과 서브팹 운영 효율, 자산 활용도를 동시에 개선하며, 복잡한 제조 환경에서도 충분히 확장 가능하다는 점을 입증했습니다.   

혁신적인 솔루션을 과감하게 도입한 비전과 실행력은 측정 가능한 장기적인 성과로 이어졌습니다. 현재는 예지 알고리즘 적용을 단계적으로 확대하기 위한 계획을 수립 중이며, 이를 통해 지속적인 개선을 이어가고 있습니다. 이제 예지정비 플랫폼을 기반으로 ST는 설비 가용성을 극대화할 준비를 마쳤습니다.