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슈나이더 일렉트릭 “AI 반도체 공장, ‘전력·냉각’이 생산 경쟁력 가른다”

테크월드뉴스 ·

[사진=슈나이더 일렉트릭]

✦ AI 요약

AI 반도체·고성능 컴퓨팅 수요 확대와 함께 반도체 제조 경쟁력은 전력, 냉각, 자동화, 데이터 기반 운영 역량의 결합으로 바뀌고 있다.

슈나이더 일렉트릭은 전력·냉각·자동화·데이터 기반 운영을 포괄하는 통합 인프라를 추진하고, 국내 반도체 팹의 에너지 절감과 운영 효율 향상을 지원하겠다고 밝혔다.

또 갤럭시 VXL과 유틸리티 최적화, 엔비디아와의 디지털 트윈 협력을 통해 반도체 공장과 AI 팩토리의 안정 가동과 효율 제고를 추진한다.

AI 반도체·고성능 컴퓨팅 수요 확대에 따라 반도체 제조 경쟁력 좌우 요소가 변화하고 있다. 생산설비·공정 기술 고도화에 따른 전력 수요 증가와 생산설비·공정 기술 고도화에 따른 냉각 부하 증가가 이어지면서 안정적 가동 환경 확보 필요성이 커졌고, 공장 전반 에너지 효율 제고 중요성과 인프라 전략 중요성도 확대되고 있다.

이 같은 흐름 속에서 반도체 생산 경쟁력은 공정 기술뿐 아니라 안정적 전력 공급, 냉각, 자동화, 데이터 기반 운영을 결합한 관리 역량에 의해 좌우되는 방향으로 바뀌고 있다. 이에 슈나이더 일렉트릭은 전력·냉각·자동화·데이터 기반 운영을 포괄하는 통합 인프라를 추진하고, AI 시대 반도체 제조 경쟁력 강화에 나선다는 방침을 8일 발표했다.

슈나이더 일렉트릭은 고효율 전력 보호 기술 기반 안정적 전력 공급 확보와 유틸리티 최적화를 추진하고, 디지털 트윈 활용을 통해 에너지 사용량 절감과 가동 중단 위험 감소를 목표로 제시했다. 이를 통해 반도체 공장의 안정적 운영 환경과 에너지 효율 관리 강화를 함께 추진한다는 구상이다.

성동준은 AI 시대에는 반도체 장비·공정 기술 생산성 향상과 함께 전력망·냉각·자동화·데이터·AI 기반 운영 역량의 동반 고도화가 필요하다고 언급했다. 그는 슈나이더 일렉트릭이 글로벌 반도체 기업 솔루션 적용 경험을 보유하고 있다고 밝혔으며, 국내 반도체 팹의 에너지 절감·운영 효율 향상을 지원하겠다는 의지도 표명했다.

반도체 제조공장은 정밀 설비 제어와 연속 공정 운영을 요구하는 만큼 안정적 전력 공급이 핵심이다. 이에 따라 전력 인프라를 확충할 때에는 공급 용량 확대 외에도 전력 품질과 에너지 효율, 유지보수 중 생산이 지속 가능한 운영 연속성을 함께 고려해야 한다.

슈나이더 일렉트릭은 이런 요구에 대응하는 제품으로 '갤럭시 VXL(Galaxy VXL)'을 제시했다. 갤럭시 VXL은 500~1250kW(400V)를 지원하는 3상 무정전 전원장치(UPS)로, 고밀도 설계와 내결함성을 기반으로 한다. 이 제품은 대규모 데이터센터와 클라우드, 서비스 제공업체의 핵심 IT 인프라도 지원한다.

갤럭시 VXL은 이중 변환 모드에서 효율이 최대 97.5%이며, 특허 받은 고효율 모드인 '이컨버전(eConversion)'에서는 효율이 최대 99%다. 또 '라이브 스왑(Live Swap)' 기술을 적용해 장치 가동 중단 없이 전력 모듈을 교체할 수 있도록 했다. 이를 통해 슈나이더 일렉트릭은 갤럭시 VXL이 유지보수와 용량 확장 과정에서 운영 연속성을 확보하도록 했다고 밝혔다.

슈나이더 일렉트릭은 데이터센터에서 써온 공급 전력 보호 기술을 국내 반도체 팹에 적용할 계획이다. 목적은 전력 공급 과정의 에너지 손실을 줄이고 핵심 설비의 안정 가동을 지원하는 데 있다. 이와 함께 유틸리티 최적화 솔루션도 국내 반도체 팹을 대상으로 확대 적용하려 한다.

반도체 제조공장의 에너지 효율을 높이기 위해서는 생산설비 외에도 냉각·공조·압축공기 등 유틸리티 시스템의 운영 효율을 함께 개선해야 한다. 이에 슈나이더 일렉트릭은 냉동기 에너지 관리(Chiller Energy Management System), 공조·환기 시뮬레이션(HVAC Ventilation Simulation), AI 기반 자율운영, 폐수처리 솔루션을 제안했다. 회사는 설비별 에너지 사용량과 운영 상태를 분석하고 개선 가능성을 파악하며 실제 운전 조건을 반영하는 방식으로 공장 전체의 에너지 효율 향상을 추진한다.

이 같은 접근은 슈나이더 일렉트릭이 미국 반도체 기업을 대상으로 장기간 개념검증(PoC)을 진행한 뒤 관련 솔루션을 제공한 경험을 바탕으로 제시됐다. 회사는 이를 통해 유틸리티 부문에서 약 10%의 전력 절감과 팹 전체에서 약 2.5%의 전력 절감 효과를 기대하고 있다.

개별 설비 효율 개선을 공장 전체 최적화로 확대할 필요가 있다는 판단이 제시됐다. 이를 위해서는 전력·냉각 시스템 상호작용을 파악하는 기술과 다양한 운영 조건 변화의 사전 검토 기술이 필요하다고 봤다.

이 같은 과제에 대응하기 위해 슈나이더 일렉트릭·엔비디아가 협력한다. 양사는 AI 팩토리 설계~운영 전반 디지털 인프라 구현을 추진 대상으로 삼았다.

양사는 엔비디아 옴니버스(NVIDIA Omniverse) AI 팩토리 디지털 트윈 블루프린트를 활용하고, 여기에 이탭(ETAP) 전력 디지털 트윈을 결합한다. 이를 통해 전력·기계·열·네트워크 요소를 통합 시뮬레이션하는 방식으로 구현할 계획이다.

적용 접근은 '그리드 투 칩(Grid to Chip)'이다. 이 접근의 범위는 전력망~칩이며, AI 워크로드별 동적 부하를 정밀하게 모델링하는 기능을 갖춘다.

이 구조는 실시간 모니터링 지원과 예지보전 지원도 가능하게 한다. 이를 통해 AI 팩토리 인프라 에너지 효율 제고와 AI 팩토리 인프라 운영 안정성 제고를 전략 목표로 한다.

반도체 제조 분야에서는 엔비디아 옴니버스·ETAP 전력 디지털 트윈 연계를 통해 TSMC AI 팩토리 구축을 지원하고 있다. 이 방식은 기존 반도체 팹 시스템과의 연동이 가능하고, 가동 중 제조시설의 운영 환경도 활용할 수 있어 디지털 기반 관리 역량을 확대할 수 있다.

슈나이더 일렉트릭은 이러한 글로벌 적용 경험을 국내 반도체 제조 환경에 접목할 계획이다. 이를 위해 전력·냉각·자동화 인프라와 데이터·AI 기반 운영 기술을 결합해 생산설비의 성능을 뒷받침하면서, 생산성과 에너지 효율을 동시에 높이고 AI 시대 반도체 제조 경쟁력 강화에 기여한다는 목표다.

출처: 테크월드뉴스 · 박규찬 기자
원문: https://www.epnc.co.kr/news/articleView.html?idxno=407926

참고자료

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