한국내쇼날인스트루먼트(이하 한국NI)가 지난 2월 4일부터 6일까지 서울 코엑스(COEX)에서 개최된 ‘SEMICON KOREA 2015’에 참가해 테스트 비용을 절감할 수 있는 반도체 개발·검증·테스트·양산 통합 솔루션과 데모를 선보였다. 이날 한국NI가 선보인 반도체 테스트 시스템(이하 STS)은 반도체 양산 환경에서 사용할 수 있으며 기존의 ATE 테스터보다 작은 작업공간에서 사용 가능하다.

황 주 상 기자

이를 통해 사용자는 전력 소모량과 유지보수 노력이 줄어들어 결과적으로 반도체 테스트 비용을 절감할 수 있다는 장점이 있다. 또한, 비용 대비 최적화된 고성능 테스트가 가능해 최근 이슈로 떠오른 많은 RF 전력 증폭기(RF PA)·가속도계·전력 관리 IC(PMIC) 등과 같은 아날로그 중심 반도체 RF 및 혼합 신호 테스트에 이상적이다.

선진화된 PXI 플랫폼으로 테스트 비용 절감
한국NI의 STS 장비를 이해하기 위해선 한국NI가 최근 선보인 PXI 기반의 측정 플랫폼에 대해 먼저 알아볼 필요가 있다.

지난 20여년간 계측 및 측정 분야의 표준장비로 자리매김한 PXI 테스터는 PCI를 산업용 PC 뿐 아니라 계측산업에 적용하자는 발상에서 출발했다.
일반적으로 계측기라고 하면 박스형 계측기를 떠올린다. 하지만 PXI는 하드 방식의 장비로서 오실로스코프나 파워서플라이, 때에 따라서는 RF 신호생성 분석기 등 원하는 모듈 기능을 구현할 수 있는 장비다.

PXI 기반의 자동화 테스트 시스템은 반도체 생산 테스트 환경에서 NI PXI 모듈을 사용함으로써 RF 및 아날로그/디지털 혼합 신호기기의 테스트 비용을 절감한다.

한정규 대리는 “IoT 기술 등이 화두가 되면서 RF칩, RFIC 등 시스템 반도체의 사용이 활성화되고 있는 최근의 경우 이러한 PXI 장비의 활용성이 보다 폭넓게 확대될 것”이라고 강조했다.

개방형 구조 통해 생산 및 양산체제에 접목 가능

최근 산업이 복잡화·정밀화되면서 다양한 기능을 제공하는 계측기의 필요성이 점점 대두되고 있다. 과거에는 메모리 반도체에 집중된 테스터 장비가 주를 이뤘다면, 지금은 RF 신호 및 정밀전원 등 다양한 I/O 요소가 필요하게 됐다. 이러한 수요의 증가는 지난 20여년간 각 산업에서의 PXI 사용을 더욱 확장하게 만든 계기가 됐다.

하지만 한국NI는 PXI의 진화는 아직 끝나지 않았다고 전했다. 한 대리는 “지난 10여년 동안 PXI의 활용도는 반도체 개발에 국한돼 있었다”며, “하지만 최근 RF 반도체가 각광받으면서 테스터 또한 단순히 개발뿐 아니라 양산체제에도 접목할 수 있도록 변화한 것”이라고 설명했다.

이어서 그는 한국NI는 당사의 NI STS 장비가 이러한 PXI 플랫폼을 개발 및 양산 체제에 편입시킨 주역중 하나라고 전했다.
개방형 모듈형의 STS는 엔지니어들이 기존의 폐쇄형 구조를 갖고 있는 ATE 장비와는 달리 최첨단의 PXI 장비를 사용할 수 있도록 한다. 테스트 관리 소프트웨어인 TestStand와 시스템 설계 소프트웨어인 LabVIEW로 운영되는 STS는 사용자 환경에 맞춤 가능한 운영자 인터페이스, 관리자 및 탐색자 통합, 핀 채널 맵핑을 통한 기기중심 프로그래밍, 표준 테스트 데이터 포맷(STDF) 보고와 내장된 다중멀티사이트 테스트 지원 등을 비롯해 반도체 생산 환경을 위한 다양한 장점들을 갖고 있다.

이러한 장점들은 엔지니어들이 신속한 테스트 프로그램 개발, 디버그 및 배치를 도와준다. STS는 완벽한 ‘제로 풋프린트(Zero-Footprint)’ 테스트 헤드와 표준 인터페이스 및 도킹기술을 통해 반도체 생산 테스트 셀에 통합될 수 있다.

타임 투 마켓 감소로 시간 및 비용 절감
STS 시리즈는 각각의 PXI 본체 사이즈에 맞게 세 가지 모델 T1·T2·T4로 이뤄져 있다. 엔지니어들은 이제 STS 모델의 일반적인 소프트웨어 및 장비를 비롯해 상호 연결된 기계 및 다양한 크기의 본체를 활용해 광범위한 핀 카운트와 사이트 카운트의 요구조건들을 충족시킬 수 있다. 또한, 그 확장성은 특성화부터 양산에도 적용 가능하기 때문에 비용 절감과 함께 데이터 상관관계도 상당히 줄여 타임 투 마켓을 크게 줄일 수 있다.

한 대리는 STS 테스터의 타임 투 마켓 저감을 설명하기 위해 반도체 생산과정을 예로 들었다.
일반적으로 하나의 반도체가 개발을 거쳐 양산되기 위해선 여러 단계를 거쳐야 한다. 이를 위해 각 산업에는 개발과 양산에 따라 부서가 분류돼 있다. 하지만 이러한 부서들은 태생적인 목적성이 서로 상충하기 때문에 현업에서 이들간의 의견충돌이 심심치 않게 일어났다.

사용하고 있는 측정장비만 봐도 그렇다. 개발부서가 일반 테스터를 사용해왔다면 양산부서는 대형 반도체 자동화 시스템(이하 ATE) 장비를 사용한다.

이러한 양 부서간의 의견충돌은 결과적으로 산업의 타임 투 마켓의 장기화를 가져왔다.
한 대리는 “두 부서가 보이는 데이터 차이는 결과적으로 이를 조율하는 데 드는 시간 및 비용의 낭비를 불러온다”며, “이에 NI는 개발부문에 사용하는 PXI를 양산체제에 접목해 측정값과 성능의 동일화를 실현했다”고 전했다.

한편, 한국NI는 당사의 STS는 기존의 ATE와 달리 반도체 개발 및 생산파트에서의 비용을 절감하는 한편, 효율성을 높일 수 있다고 말한다.

대형 ATE는 고객의 필요성에 따라 커스터마이즈를 거쳐 납품하기 때문에 비용이 많이 든다. 하지만 PXI 장비는 반도체뿐만 아니라 의료 및 과학 부문 등 다양한 분야의 범용 계측기로서 상용화돼 왔다.

이러한 PXI 장비의 범용성을 반도체 부문에 조합해 시너지효과를 이끌어내자는 것이 바로 이번 STS 제품의 개발배경이다. 이렇듯 PXI의 특징은 기성제품 대비 상당한 비용절감 효과를 이끌어냈다.

비메모리 시장 선점할 것
NI는 이 STS 테스트 장비를 통해 RF 반도체를 비롯해 최근 급성장하고 있는 비메모리 시장을 선점해 나갈 계획이다.
반도체 ATE 장비 부문과 같이 비용절감에 촉각을 곤두세우고 있는 최근의 산업을 볼 때 STS의 장점은 사용자에게 매력적인 제품으로 다가올 것으로 보인다.

최근 무선 반도체 등과 같이 비메모리형 제품에 대한 테스터의 필요성이 대두되고 있다.
특히, 현재 메모리 반도체 산업은 이미 포화상태라고 비유해도 좋을 만큼 경쟁률이 치열하기 때문에 이러한 비메모리 제품의 성장률이 더욱 기대가 되는 바이다. 때문에 이러한 비메모리형 제품을 테스트 할 수 있는 PXI 개발 또한 증가하고 있는 것이 현재 관련업계의 트렌드라 할 수 있다.

업계에서는 이러한 NI의 사업계획을 상당히 이례적인 형태로 받아들이고 있다. 그동안 주요 제품군 시장의 활성화를 통해 부가장비 제조시장의 부흥을 이끌어내는 경우는 상당수 있어왔지만 NI처럼 부가장비인 테스터 장비를 통해 메인 제품인 반도체 시장의 활성화를 꾀하겠다는 경우는 자주 있는 일이 아니기 때문이다.

한정규 대리는 “제품개발에 있어서 NI가 가장 중점을 두고 있는 것은 순간만을 위한 제품을 제조하는 것이 아니라 하나의 플랫폼을 바탕으로 그에 따른 제품 및 장비를 제공하는 것”이라며, “이전 STS 장비 또한 NI의 메인 플랫폼인 PXI 장비가 제공할 수 있는 솔루션의 극대화를 추구하면서 개발된 것”이라고 설명했다. 이처럼 한국NI의 STS 테스터 장비가 국내외 반도체 산업에 미칠 영향이 어떤 형태로 다가올지 기대된다.

FA Journal 황 주 상 기자 (fa@infothe.com)

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