SK하이닉스가 캠퍼스 곳곳에 흩어져 있던 분석 인력과 인프라를 한 곳에 모아 새롭게 ‘분석기술센터’를 구축하고 지난 7월 공식 출범했다. SK하이닉스는 원 랩(One Lab) 체계로 분석관련 운영시스템을 일원화하면서 연구개발과 품질 경쟁력이 한층 높아질 것으로 기대하고 있다.
이에 뉴스룸은 ‘분석기술센터장’을 맡고 있는 AT(Analysis Technology) 이기정 담당과 통합분석환경 구축 실무를 담당한 선행분석PA 유종희 팀장을 만나 ‘분석기술센터’에 대해 자세히 알아봤다.
더불어 장비와 노하우 등 분석/측정 인프라를 협력사와 공유하며 국내 반도체 생태계 강화라는 사회적 가치 창출에 힘쓰고 있는 이야기도 함께 들어봤다.
‘분석기술센터’를 한데 모으기 전에는 관련 인력과 장비들은 R2, R3 등 이천캠퍼스 5곳의 건물에 흩어져 있었다. 물론 각 분석실마다 고유 기능과 역할은 달랐다. 하지만 한 공간에서 모여 일할 때 보다 아무래도 협업 효율성이 떨어졌고, 장비 투자와 운영에 일부 중복되는 부분이 발생했다. 장비 유지 보수 측면에서도 작업자의 동선이 길어져 시간이 오래 걸리는 단점도 있었다. 또, 한 곳에서는 분석 수요가 많아 업무가 지연되는데 다른 곳에서는 장비가 모두 가동되지 않는 비효율도 발생했다.
이에 SK하이닉스는 전체 최적화 차원에서 ‘분석기술센터’를 한 곳으로 모으기로 결정하고 P&T1 건물 1층에 약 7,500㎡(약 2,250평)의 공간을 확보했다. 이후 2019년 3월부터 약 2년여간 제반 시설과 환경 구축 공사를 진행한 뒤 흩어져 있던 분석실 인력과 장비를 통합하는 작업을 진행했다. 이 과정에서 전체적인 분석 처리 프로세스와 동선을 정교하게 재설계했고, 장비 간 운영 효율을 높이는 방향으로 인력과 장비를 재배치했다. SK하이닉스는 이와 병행해 전사적인 솔루션 경쟁력을 강화하기 위해 해당 건물 2층에 ‘분석기술센터’와 동일한 규모로 ‘솔루션 랩’도 구축했다.
이기정 담당은 “여러 분야의 분석 전문가들이 한 공간에서 종합분석 관점에서 더 활발하게 상호 협력하고 협업할 수 있게 됐다”며 “앞으로 다양한 분석 장비를 서로 효과적으로 폭넓게 활용함으로써 분석 신뢰도가 향상될 것으로 기대된다”고 말했다. 이어 “분석 난제를 해결하는 데 필요한 첨단 장비들을 공유하는 분석 환경 속에서 분석실 통합의 시너지 효과와 분석 경쟁력 제고 효과도 기대하고 있다”고 덧붙였다.
▲(왼쪽)‘분석기술센터’ 구성원이 고성능 집속이온빔(FIB-SEM) 장비로 반도체 제품의 단면 시료를 제작하고 있는 모습, (가운데)‘분석기술센터’ 구성원이 고분해능 투과전자현미경(HR-TEM) 장비로 반도체 제품의 구조분석을 진행하고 있는 모습, (오른쪽)‘분석기술센터’ 구성원이 이차이온질량분석(SIMS) 장비로 웨이퍼의 표면을 살펴보고 있는 모습.
‘분석기술센터’에는 반도체 분석에 필요한 FIB(Focused Ion Beam), TEM(Transmission Electron Microscope), SIMS(Secondary Ion Mass Spectrometry)와 같은 핵심 장비를 비롯해 다양한 분석장비를 모두 보유하고 있다.
FIB은 집속된 이온 빔을 시료에 입사하는 장비로, 스퍼터링(Sputtering)1)을 통해 단면을 형성하고 이를 관찰하거나 가스를 이용해 선택적으로 증착 및 식각을 하는 장비다. 분석 업무에서는 반도체 제품의 특정한 위치에서 단면을 분석하거나 시료를 가공하는 데 주로 사용된다.
1) Sputtering: 진공상태의 용기 안에 불활성기체를 채워 코팅재료에 고전압을 걸어 방전시키면 이온화된 불활성기체가 코팅재료에 충돌하는데, 이때 튀어나온 이온이 기판에 달라붙어 코팅되는 원리를 이용한 물리적인 증착 기술.
TEM은 1,000만 배율의 투과전자현미경으로, 고속의 전자 빔을 시료에 조사해 나노 단위의 아주 미세한 영역까지 확대, 관찰할 수 있는 장비다. 물질의 미세구조, 결함, 결정구조, 원자 배열 상태 등을 분석하거나, 관찰 영역의 조성 및 화학 결합 상태 등을 분석하는 데 활용된다.
SIMS는 이온 빔을 시료에 입사, 충돌시켜 시료 표면에서 떨어져 나오는 이차 이온의 질량을 검출해, 시료에 존재하는 극미량의 불순물 분포를 분석하는 장비다.
반도체 분석 업무는 초정밀 분석장비를 사용해 미세한 나노 구조를 관찰하고, 극미량의 불순물을 정량·정성적으로 확인하는 것이 주된 업무다. 크게 △FIB로 만들어진 시료를 TEM 또는 SEM(Scanning Electron Microscope, 주사전자현미경)으로 확대, 관찰하며 구조를 분석하는 ‘구조분석’ △SIMS와 같이 증착된 박막의 표면 및 깊이 방향으로 성분을 분석하는 ‘표면분석’ △장비를 활용해 집적된 소자나 제품의 불량 여부를 확인하고, 불량 원인을 찾는 ‘불량분석’ 등 세 가지 업무로 구분할 수 있다.
이 담당은 “기본적으로는 분석 업무의 속성과 전문성, 그리고 제품군에 따라 팀 단위 조직으로 담당업무가 구조화돼 있지만, 사안에 따라서 종합분석을 통해 문제의 참 원인을 규명하거나 분석 난제를 해결하기 위한 새로운 분석 솔루션을 찾아야 할 때는 각 분야의 분석전문가가 함께 모여 매트릭스 조직구조(Matrix Organization)2)로 협업하고 있다”며 “무엇보다 분석과 장비 전문가들이 한 공간에서 다양한 지식과 경험을 함께 나누며 시너지를 만들어갈 수 있는 업무 환경을 만드는 데 주력하고 있다”고 설명했다.
2) Matrix Organization: 두 가지 다른 운영 관점이 교차해서 운영되는 조직구조. 예를 들어 제품 기반 부서체계를 운용하면서 업무 효율을 높이기 위해 비슷한 기능과 역할을 하는 다른 부서의 인력이 모여 함께 일하는 방식이 이에 해당됨.
SK하이닉스가 새로운 ‘분석기술센터’를 통해 기대하는 바는 무엇일까? 이기정 담당과 유종희 팀장에게 기대효과와 함께 앞으로의 목표와 운영 계획에 대해서도 더 자세히 들어봤다.
▲AT 이기정 담당
이 담당은 기대효과로 △투자 효율 증대 △운영 효율 향상 △분석기술 경쟁력 강화를 꼽았다.
기존에는 분석실마다 독자적인 분석 업무를 수행해야 했기에 각 분석실마다 장비 가동률이 낮아도 분석에 필요한 필수 장비를 모두 투자할 수밖에 없었다. 그러다 보니 각 분석실에는 특수 목적에 맞게 투자된 장비도 있었지만, 공동으로 공유가 가능한 분석장비들의 경우에는 투자비용 대비 활용도가 떨어졌다.
이 담당은 “모든 분석 인프라를 하나의 공간과 운영체계로 통합함으로써 장비의 중복투자에 따른 예산 절감 등 효율성을 높일 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다.
또한 이 담당은 분석 장비와 운영 인력이 집중되면 규모의 경제를 통해 분석 업무의 효율성을 제고할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 아울러 중복 업무를 제거함으로써 더 중요하고 필요한 업무에 인력을 재배치할 수 있게 됐고, 분석 생산성과 업(業)의 완결성을 높이는 방향으로 업무의 속성에 맞게 직무를 세분화∙전문화할 수 있게 됐다. 또한 양손잡이 인력을 육성해 각 업무에 대한 상시 백업이 가능해짐에 따라 분석 현장을 유연하게 운영할 수 있게 됐다.
이 담당은 “그동안 분석실별로 폐쇄적으로 운영됐던 분석 장비를 분석 수요 변화에 따라 공유하고 상황에 따라 분석 처리량을 분배할 수 있게 돼, 장비 가동률도 크게 향상됐다”고 설명했다.
▲AT 선행분석PA팀 유종희 팀장
장비 유지보수 측면에서도 업무 환경이 크게 개선됐다. 기존에는 한정된 인력으로 여러 곳에 위치한 분석실을 모두 관리해야 했지만, 이제는 모든 유지관리 업무를 센터 내에서 할 수 있게 된 것.
유종희 팀장은 “곳곳에 흩어져 있던 장비가 한 곳으로 모였고 장비 유지 보수 관리에 필요한 예비 부품(Spare Parts)도 충분히 확보할 수 있게 돼, 장비에 문제가 발생해도 빠르게 대응할 수 있는 체계가 갖춰졌다”며 “이를 통해 장비의 유효 가동시간이 늘어 분석 생산성 향상에 더 기여할 수 있게 됐다”고 말했다.
원활한 협업이 가능한 업무 환경이 구축되면서 서로가 보유한 지식과 정보를 손쉽게 공유할 수 있게 된 것도 큰 변화다. 분석 난제를 해결하거나 분야별 분석 전문성을 강화하는 데 집단지성을 발휘할 수 있게 된 것. 분석 전문가 육성에 있어서도 운신의 폭이 넓어지고, 성장 기간이 단축될 것으로 기대된다.
이 담당은 “각 분석실에서 소유했던 장비뿐만 아니라 각자가 가진 서로 다른 전문성과 경험을 한 공간에서 더 많이, 그리고 더 자주 공유할 수 있게 되면서, 앞으로 할 수 있는 일도 많아지고 기존보다 빠른 속도로 분석업무를 처리할 수 있게 될 것”이라며 “보다 다양한 관점에서 분석기술을 서로 융합하고, 응용할 수 있는 통합 분석 환경이 갖춰져서 기존에 분석이 어려웠던 난제들을 해결하거나 새로운 분석 솔루션을 제공할 수 있는 능력도 더 올라가게 될 것”이라고 기대감을 전했다.
아울러 이 담당은 올해 ‘분석기술센터’가 달성해야 할 명확한 성과지표(Key Performance Indicator, KPI)도 제시했다.
이 담당은 먼저 올해 연간 전사 분석 처리능력을 기존 대비 30% 이상 향상하겠다고 약속했다. 그는 “‘분석기술센터’를 새롭게 구축한 주된 목적은 운영 효율화”라며 “일하는 방식을 혁신하고 운영상 비효율을 제거하면 분석 처리능력 향상은 뒤따라올 것”이라고 강조했다.
전사 기술리더십 확보를 뒷받침하기 위한 분석인프라 지원 목표로는 제품개발에 필수적으로 필요한 TEM 분석 제공 TAT(Turn Around Time)를 기존 48시간에서 24시간으로 단축하는 것을 제시했다. 이 담당은 “제품개발 속도와 양산 수율을 빠르게 높이기 위해서는 문제해결을 위한 정확하고 빠른 의사결정이 필요한데, 이에 필요한 분석 정보와 데이터를 만들어 제공하는 것이 우리 AT담당의 역할”이라며 “정확한 분석 결과를 신속하게 제공하기 위해 이 같은 목표를 설정했다”고 설명했다.
장기적인 관점에서 SK하이닉스에 필요한 미래 분석기술 전문가를 양성하는 것도 ‘분석기술센터’의 역할 중 하나다. 특히, 이 담당은 머신러닝과 딥러닝 같은 인공지능(AI) 기반의 분석 자동화 역량을 확보하는 것이 미래 분석 경쟁력을 좌우할 ‘핵심요인(Key Factor)’이 될 것으로 보고, 대내외 교육프로그램 참여와 사내 전문가 조직과의 협업 확대를 통해 분석 자동화 역량을 내재화하는 데에도 많은 노력을 기울이고 있다.
이 담당은 “앞으로의 분석 기술 영역에서 새로운 도전은 분석 자동화 환경으로의 성장과 발전이고, 이는 피해 갈 수 없는 시대의 흐름”이라며 “분석기술센터 구축 과정에서도 자동화 기반의 스마트 랩(Smart Lab) 환경으로의 변화와 확장성 확보를 위해 많은 준비를 했다”고 말했다.
구성원의 분석 자동화 역량 강화 방안에 대해서는 “반도체 분석 전문가들이 자신의 전문지식(Domain Knowledge)에 더해 데이터 사이언스(Data Science) 역량까지 갖춘 ‘현장의 숙련된 데이터 분석 전문가’로 성장할 수 있도록 DT 담당 내 유관 조직과 긴밀히 협업하고 있다”며 “자체 교육 프로그램뿐만 아니라 사외 주요 대학과 연계해 ‘빅데이터 분석 전문가 및 머신러닝 엔지니어 양성 과정 프로그램’을 개설하고 구성원들에게 참여 기회를 제공하고 있다”고 설명했다.
아울러 이 담당은 ‘분석기술센터’를 이용하는 이해관계자들에게도 메시지를 전했다.
“SK하이닉스가 앞으로도 기술경쟁력을 갖고 계속 성장하고 발전하기 위해서는 ‘분석기술센터’가 회사의 핵심 인프라로서 제 역할과 기능을 잘 해내야 합니다. 이를 위해 우리 조직 스스로도 물론 많은 노력을 하겠지만, 유관 조직에서도 회사의 핵심 자원인 분석 인프라를 잘 활용해주기를 바라는 마음이 있습니다. 우리 AT 구성원들도 유관 조직, 협업 파트너들과의 협업에 혼신의 힘을 다할 것을 약속하겠습니다”
새로운 ‘분석기술센터’의 구축을 통해 분석 역량이 강화되면 SK하이닉스 외에도 혜택을 보는 곳이 있다. 바로 SK하이닉스의 반도체 생태계 안에서 협업하고 있는 수많은 ‘협력사’들에 대한 이야기다.
▲분석/측정 지원센터 활동 모습
SK하이닉스는 2018년부터 DBL스퀘어(https://sharing.skhynix.com)를 통해 ‘분석/측정지원센터’를 운영하며, ‘분석기술센터’에 구축돼 있는 고가의 분석 장비와 현장 분석 노하우 등을 협력사와 공유하고 있다. 지난 한 해 동안 이 프로그램을 통해 물성/화학 분석과 계측 서비스 등을 제공받은 협력사는 52개 사이며, 지원된 분석 건수는 2만 건에 달한다.
그동안 여러 건물에서 분산 대응했던 협력사의 지원도 한층 더 탄력이 붙을 것으로 전망된다. ‘분석/측정지원센터’를 담당하고 있는 이재성 TL(SV추진담당 SV Biz Model)은 “‘분석기술센터’가 한 곳으로 통합되면서 물류 프로세스가 간소화되고 분석 지원 담당자와의 협업도 강화될 것”이라며 “이를 통해 협력사의 분석 요청에 대응하는 데 걸리는 시간도 단축될 수 있을 것”이라고 기대감을 전했다.
‘분석/측정지원센터’는 ‘분석기술센터’의 통합에 맞춰 올해부터 전체적인 운영 시스템과 업무 수준을 고도화하는 등 또 한 번의 도약에 나선다. 특히 올해부터 파일럿(Pilot) 프로그램으로 시행하고 있는 ‘물성 분석 컨설팅’에 대한 기대감이 크다. 이 컨설팅은 단순히 요청한 분석 결과를 제공하는 데 그치지 않고, 유상 이용사를 대상으로 SK하이닉스와 연계된 데모(Demo) 평가 과제에 대한 분석 설계부터 결과 해석에 대한 종합 분석을 제공하는 지원 프로그램. 이 TL은 “물성 분석 컨설팅과 같은 적극적인 협업을 통해 장비/소재 개발 협력사의 기술 개발을 지원함은 물론 자사의 경쟁력 향상에도 순기능의 역할을 할 것으로 기대하고 있다”고 소개했다.
이와 함께 ‘분석/측정지원센터’를 이용 중인 협력사들에게도 메시지를 전했다.
이 TL은 “국내 반도체 생태계 강화를 위해 발걸음을 내디뎠던 ‘분석/측정지원센터’가 대내외적으로 높은 위상을 인정받아 SK하이닉스의 대표적인 DBL(Double Bottom Line) 창출 플랫폼으로 자리매김했다”며 “이는 반도체 생태계의 동반성장을 위한 SK하이닉스의 진정성에 협력사들이 적극 공감해주고 동참해줬기에 가능했다”고 말했다. 그러면서 “앞으로도 협력사들의 목소리에 보다 귀 기울이면서 국내 소.부.장(소재, 부품, 장비) 산업 경쟁력 강화를 위해 많은 노력을 하겠다”고 다짐했다.