기술혁신 성공사례 - (주)엑시콘 윤종윤 부사장/CTO
기술혁신 성공사례는 기업의 연구책임자 인터뷰를 통해 성공프로젝트를 기술혁신 측면에서 살펴봅니다.
반도체 검사장비 분야의 혁신기술로 ‘반도체 강국’ 위상 지킨다
▲ 윤종윤 부사장/CTO (주)엑시콘
공동 작성_ 한상연 교수(대전대학교 국제통상학과), 이정선 전문작가(프리랜서)
우리나라의 효자산업은 단연 반도체 산업이다. 반도체 산업은 수출, 투자, 공급사슬구조, 부가가치 등 한국을 대표하는 주력산업이자 경제의 버팀목 역할을 해 오고 있다.
최근 인공지능(AI), 자율주행 등 4차산업 기술 상용화로 반도체 시장 성장성은 더욱 탄력을 받을 것으로 전망된다.
중장기적인 AI 기술 발전으로 빅데이터 처리를 위한 반도체 수요가 많아질 것이라는 분석이다.
이러한 가운데 빅데이터 혁명이 가속화되고 IT기기가 고속화되는 4차 산업혁명 시대에 가장 적합하다는 평가를 받고 있는 반도체 테스터 상용화 제품으로 장영실상을 수상하며, 기술혁신기업의 면모를 보여주고 있는 (주)엑시콘(이하 엑시콘)의 기술경영 성공사례를 소개한다.
제품수명주기이론과 반도체 산업
레이먼드 버논(Raymond Verno)은 다국적기업론을 주장한 대표적 연구자이며, 자유무역을 위한 IMF, GATT 등 국제경제 기구의 핵심 경제학자이기도 하다.
버논의 제품수명주기이론(PLC, Product Life Cycle)에 따르면, 기업 조직은 경영 측면에서 소위 선진국과 개도국으로 구분되며, 기업의 생산입지는 새로운 상품의 개발, 성장, 성숙 등의 단계에 따라 변화한다는 것이다.
우리나라 반도체 산업의 발전은 제품수명주기이론의 대표적인 사례로 손꼽을 수 있다.
우리나라 반도체 산업의 시작은 1965년 미국의 고미(Commy)사가 설립한 반도체 조립공장에서부터 시작된다.
이후 설립된 한국반도체는 1977년 삼성반도체가 인수하였고, 1982년 한국전자통신연구원(ETRI)이 우리나라 최초의 메모리 반도체인 32K 롬(ROM)을 자체 개발하는 데 성공하며 엄청난 기술혁신을 이루어왔다.
반도체는 우리 경제에 있어서 항상 최대 수출품목 중 하나였으며, 2008년 글로벌 금융위기 때에도 전년 대비 60.2% 증가한 997억 달러를 수출하여 우리 경제의 버팀목이 되어왔다.
특히 지난해인 2018년에는 1,267억 1천만 달러를 수출하여 단일 부품 세계 최초 수출 1천억 달러를 달성하는 등 최근 2년간 이른바 초호황기를 보내고 있다.
반도체 제조의 마지막을 담당하는 첨단기술 기업
엑시콘(대표 박상준)은 2001년 창업 이래 기업부설연구소를 설립하고 외산 장비에 의존해 오던 반도체 검사장비 시장에 진출했다.
2005년 DDR2 검사장비를 시작으로 DDR3·DDR4 검사장비를 개발해 판매하고 있다.
현재 차세대 제품인 DDR5 검사장비를 개발 중이다.
또한 SSD전용테스터를 개발하는 등 검사장비 다변화에 성공한 한편 정부 우수기술연구센터(ATC) 지원사업에도 선정된 바 있다.
주요 고객사는 2005년부터 지금까지 관계를 이어온 삼성전자와 관련 계열사들로, 현재 SSD 검사장비를 삼성전자에 독점 공급하고 있다.
2014년 이후 엑시콘에 합류한 박상준 대표 및 윤종윤 부사장은 25~30년간 삼성전자 메모리 반도체 사업부에서 경력을 쌓아온 반도체 전문가다.
박 대표를 포함한 엑시콘의 경영진이 가진 전략적 특징 중 하나는 양손잡이형 리더십(Leading ambidextrously)을 통해 첨단기술기업들이 쉽게 빠질 수 있는 기술주도 전략의 한계를 극복하고 다양한 관점에서 기술혁신기업의 면모를 보여주고 있다는 점이다.
제조공정의 검사장비라는 제품의 특성상 고객사 및 공급기업과의 긴밀한 연계체계, 반도체 산업의 주요 특징인 주기적인 산업 사이클에 대응하기 위한 사업 포트폴리오 구축 등은 기술집약기업들의 지속가능한 성장 관점에서 벤치마킹할 수 있는 요소가 많다.
업계 최초! 온도 제어 가능한 SSD 초고속 테스트 시스템
2018년 9월 엑시콘이 개발한 ‘정밀 온도 제어가 가능한 솔리드 스테이트 드라이브(SSD, Solid State Drive) 초고속 테스트 시스템’이 IR52 장영실상을 수상하는 쾌거를 거뒀다.
이 초고속 테스트 시스템은 반도체 제조공정의 후공정 중 최종 검사를 할 때 사용하는 장비로 ‘솔리드 스테이트 드라이브(SSD)’를 검사한다.
SSD는 메모리 반도체를 저장매체로 사용하는 차세대 대용량 저장장치다.
SSD는 여러 가지 종류가 있는데, 엑시콘이 업계 최초로 개발한 이 시스템은 종류에 상관없이 한꺼번에 240여 개 SSD 불량 여부를 테스트할 수 있다.
엑시콘이 이러한 검사장비를 개발·생산하게 된 배경에는 최근 산업 생태계의 변화에 기인한다.
즉 AI, 자율주행자동차 등 이른바 4차 산업혁명이 진행됨에 따라 폭발적인 데이터의 생성 및 저장, 활용을 위하여 반도체 메모리 시장은 급격히 성장하고 있다.
특히 인공지능, 자율주행, 클라우드, IoT 등 4차 산업혁명 관련 산업에 필요한 지능형 차세대 반도체 솔루션 제품은 초고속 Low latency, QoS(Quality of service)뿐만 아니라 급격한 온도나 환경 변화에서도 신호 무결성을 제공할 수 있어야 한다.
그에 따라 엑시콘은 초고속 다중 프로토콜을 지원하는 신호 무결성 테스트 장비 개발로 차세대 반도체 솔루션 제품의 고속화를 실현하기 위해 통신방식이나 수많은 규격의 제품 종류를 모두 평가할 수 있는 다목적 다기능의 테스트 장비 개발에 들어갔다.
그런데 문제는 SSD 소자가 고용량화, 초고속화됨에 따라 다수 소자의 발열이 크게 증가하는 어려움에 직면하였다.
특히 균일한 온도를 제공하기 위한 공기흐름에서 풍향 제어판에 가까운 쪽은 온도가 차가우나 풍향 제어판에서 멀수록 SSD 온도가 상승하여 설비 운용에 있어서 테스트 소자의 위치마다 온도 편차가 발생하게 되었다.
이러한 편차를 보정하는 과정에서 테스트 제품의 종류에 따라 오차가 발생하기도 하며, 고객사에서 제공하는 시료 확보가 용이하지 않아 어려움을 겪기도 하였다.
엑시콘은 이러한 문제를 해결하기 위해 해외 유명연구소에 자문을 구해 새로운 설계기법과 평가방법 등을 도입하여 개선을 수행했다.
그 결과 차별적 경쟁력을 확보할 수 있었다.
먼저, 엑시콘의 정밀 온도 제어가 가능한 솔리드 스테이트 드라이브 초고속 테스트 시스템은 독자적으로 개발한 최적화된 장비로 단일 프로토콜을 지원하는 기존 장비와 달리 SSD의 다중 프로토콜 SATA, SAS, NVMe 등을 동시 제공하여 별도의 테스트 전환 작업 없이 여러 가지 종류의 제품을 테스트할 수 있도록 설계되었다.
따라서 다중 소프트웨어 처리 알고리즘 적용으로 기존의 단일처리 공간 대비 테스트 범위 확장성을 제공하여 Multi Kernel Booting, User Friendly Script Language, Graphical Report, SG/IO Block Performance Function 등의 다양한 분석이 지원되어 효율적인 성능분석 및 불량분석에 활용할 수 있다.
또한 테스터 오버헤드를 고려한 시스템 설계로 고속 처리를 요구하는 Server향 SSD 제품의 경우 기존 측정시간을 반으로 줄임으로써 생산성을 극대화하였다.
시스템 운영체계에 있어서는 사물인터넷 기반으로 고속의 효율적인 데이터 관리가 가능하며, 공정 자동화 및 지능화로 생산비용 절감과 측정시간을 최소화하여 효율성이 증대되었고, Watch Dog 기능 적용으로 실시간 모니터링이 가능하다.
개발 성공 요인
기술개발 주도하는 양손잡이형 리더십(Leading ambidextrously)
엑시콘의 연구소를 책임지고 있는 윤종윤 부사장은 고객지향의 적극적 사업화를 위해 영업·마케팅 부문 총괄(CMO)을 겸직하고 있다.
이는 새로운 기술이 산업의 혁신을 이끄는 기술주도(Technology push)방식과 실제 시장에서 소비자의 요구에 따라 산업이 변모하는 수요견인(Demand pull)방식의 균형 맞추기를 경영 리더십으로 해결하려는 노력을 엿볼 수 있다.
일반적으로 대기업에 비하여 중소기업이 가질 수 있는 장점은 빠른 의사결정 구조를 갖추는 것이다.
이는 시장의 기술수요에 대한 적시성을 확보하여 신기술의 개발 기간을 줄이고, 고객의 수요에 선제적으로 대응할 수 있다는 장점이 있다.
다만 이러한 경영체계는 경영부문과 기술개발부문 간의 긴밀한 협력 체계가 확립되어야 한다는 전제가 있어야 한다.
엑시콘은 기술사이클이 비교적 짧고, 빠르게 변화하는 반도체 산업에서 이러한 양손잡이형 리더십을 구축하여 효율적이고 전략적인 경영과 기술개발을 주도하고 있다.
실무적으로도 엑시콘은 고객사와의 미팅에 기술영업 담당자뿐만 아니라 연구원을 참석하도록 하여 고객 수요와 기술 개발간의 간극을 줄여나가고 있다.
또한 부가가치 사슬 측면에서도 시장조사-아이디어 개발-R&D-제조-마케팅으로 이어지는 연결고리의 곳곳에서 각 단계별 시차와 기술적·상품적 측면의 요구를 반영하기 위한 가장 효과적인 장치로 양손잡이형 리더십을 적극 활용하고 있다.
전후방 가치사슬에 걸친 협력과 연계
엑시콘의 또 다른 특징은 기업 내외부의 협력과 연계가 매우 활발하다는 것이다.
기업 외부적으로는 고객사뿐만 아니라 부품 공급사와의 협력과 교류도 긴밀하게 진행하고 있다.
특히 공급사와의 지속적인 협력은 신기술을 적용한 신제품 개발을 위한 필수적인 요소로 작용한다.
엑시콘은 이외에도 기술적 다양성 뿐만 아니라 원가 측면의 우위를 점하기 위하여 소싱구조 자체를 다변화하기 위한 노력도 병행하고 있다.
또한 기업 내부적으로는 반도체 제조공정과 연계된 상품을 개발하고 있다는 데 주목할 필요가 있다.
엑시콘의 강점인 동시에 기회 요인은 반도체 제조공정의 상당 부분을 관계사와의 긴밀한 협력을 통해 해결한다는 것인데, 이는 고객사의 기술수요를 매우 빠르게 반영할 수 있고 사업 포트폴리오 측면에서도 이른바 반도체 분야에 대한 집중과 공정 단계별 관계사를 확보함으로써 리스크 분산 효과를 얻고 있다.
엑시콘은 전체 반도체 제조 공정에서 이른바 후공정 영역에 필요한 테스트 장비를 생산하는 기업이다.
이외에도 전공정에 해당하는 웨이퍼 레벨테스트를 담당하는 (주)YIKC가 관계사로 협력하고 있으며, 반도체 제조공정의 다이싱, 그라인딩, 폴리싱 부분에 있어서 제조장비, 블레이드, 휠 및 어플리케이션의 토털솔루션을 제공하는 DHK솔루션과도 협력하고 있다.
또한 프로브 카드(Probe Card, 반도체의 작동 유무를 검사하는 핵심 장비)용 세라믹 기판을 생산하는 샘씨엔에스와도 긴밀하게 연계되어 반도체 산업 전반에 걸쳐 강점을 갖고 있다.
이처럼 많은 관계사들과의 원활한 시너지를 극대화하고 있으며 반도체 부가가치 사슬 전반에 걸친 적극적인 협업과 연계는 사업 전략 측면에서의 빠른 의사결정뿐 아니라 모든 관계사들의 경쟁력을 제고하는 요인으로 작용하고 있다.
지속가능한 연구개발체계의 구축
엑시콘은 연구개발 측면에서 다수의 성공요인을 가지고 있다.
먼저 일반적인 중소기업들이 갖는 전문인력 확보의 관점에서 다양한 인센티브제를 도입하고 있다.
신기술 개발에 따른 차별적인 인센티브제는 연구개발 인력의 성과제고 동기로 작용하는 동시에 기업 측면에서는 안정적이고 지속가능한 연구개발 체계를 구축하는 기반으로 작용하였다.
두 번째로는 연구개발 포트폴리오의 다변화 시도이다.
그간 반도체 제조장비라는 하드웨어 자체만을 생산하던 엑시콘은 제조장비의 운영을 위한 소프트웨어 분야로 연구개발 영역을 확장함에 따라 영업측면에서의 수익 다변화는 물론 연구개발 역량의 폭을 확대하였다.
이는 결국 장기적으로 고부가가치 기술 분야로 진입하는 단초가 될 것으로 기대된다.
세 번째는 산학협력을 통한 안정적인 연구개발 및 인력양성 체계를 갖추었다는 것이다.
엑시콘은 지난 2015년 9월 과학기술정보통신부와 연구개발특구진흥재단이 주관하는 공동연구법인 사업으로 한국기술교육대학교(KoreaTech)와 컨소시엄을 구성하여 엑시콘 산학연구소를 출범하였다.
엑시콘은 이 사업을 통해 더욱 효과적인 연구개발이 가능해졌으며, 이른바 기업 맞춤형 연구 인력을 확보할 수 있는 기반을 마련하였다.
지역과 산학협력 측면에서는 일자리 연계라는 고용측면의 긍정적인 효과도 기대할 뿐만 아니라 실제로 엑시콘의 장영실상 수상에는 엑시콘 산학연구소의 연구인력이 기여하였으며, 연구에 참여한 학생 연구원의 전원 채용으로 이어지고 있다.
모듈화된 구조에 기반한 기술혁신 전략
폭스바겐을 비롯해 현대기아자동차 등 글로벌 자동차 기업들이 가장 전략적으로 역량을 기울이는 분야를 꼽는다면, 다양한 융·복합 기술에 기반한 생산 프로세스의 효율화를 통한 경쟁력 향상이라 할 수 있다.
즉, 제품을 구성하는 컴포넌트와 생산 프로세스의 표준화는 경쟁력 있는 제조기업의 본질적 요소로서 이러한 분야의 기술적 우수성은 결국 시장에 대한 대응력을 제고할 수 있기 때문이다.
예컨대 폭스바겐은 각 세그먼트별 플랫폼 공통화를 넘어 플랫폼 자체를 몇 가지 모듈로 나누어 이들의 조합에 따라 다양한 조합의 차량을 설계할 수 있도록 디자인하고 있다.
이는 마치 레고의 블록과 같이 표준화된 컴포넌트를 통해 다양한 조합에 따른 상품을 개발할 수 있는 역량을 갖춘 것과 같다고 할 수 있다.
엑시콘은 바로 이러한 관점의 모듈 설계를 통해 이른바 'Modular Architecture'에 기반한 제품 기획, 연구개발 및 생산을 시행하고 있다.
실제로 엑시콘은 내부적으로 약 6개의 모듈과 16개의 핵심 솔루션을 개발하여 다양한 시장의 요구조건에 최적화된 상품을 생산할 수 있는 역량을 갖추었다.
또한 4차 산업의 핵심이 되는 데이터 가상화 및 테스트 속성에 기반하는 특성이 고려된 엑시콘의 iEOS SW 계층별 플랫폼은 다양한 테스트를 동시에 평가할 수 있는 Multi Thread 등 차별화 기능을 포함할 뿐만 아니라 불량원인을 쉽게 파악할 수 있는 Error Handling Tool을 제공하며 고객이 원하는 Vendor Unique Feature와의 확장성 등이 쉽게 가능하다.
이러한 경쟁력은 결국 상품 설계에 소요되는 물리적 시간은 물론 비용과 원가, 고객사에 대한 납기 대응력 등 기업의 전반적인 시장 경쟁력을 제고하는 요인으로 작용하였다.
'월드클래스 300' 타이틀 달고 미래로 세계로
현재 반도체 검사장비 시장은 사물인터넷 등의 통신 영역의 확대 등으로 더 빠른 대역폭과 더 높은 Time to Market에 대한 요구가 늘어나고 있다.
엑시콘은 이처럼 급속히 변화하는 기술 트렌드에 맞추어 4차 산업혁명의 차세대 반도체 솔리드 스테이트 드라이브 기술혁신 성공사례스마트 테스트 시스템 개발을 목표로 32Gbps 이상 신호무결성 기술을 개발하고 있다.
또한 지능형 통합 소프트웨어 플랫폼개발과 자동차용 반도체 정밀 온도 제어, 각종 센서들을 사물인터넷에 응용하는 등 다양한 응용으로 생산설비의 스마트 팩토리로 제조 공정을 자동화하고, 제품의 생산비용을 최소화할 계획이다.
또한 자율적으로 데이터를 실시간 연결, 수집, 분석하여 스스로 의사결정 함으로써 다품종 복합(소량/대량) 생산에 적합한 지능형 제조 시스템의 가능성에도 도전하는 한편, 반도체 스토리지의 새로운 트렌드와 고객의 새로운 요구에 적극적으로 대응하는 혁신기술을 적용하여 글로벌 경쟁력을 갖춘 선진 수준의 반도체 검사장비를 개발할 예정이라고 밝히고 있다.
2018년 5월, 엑시콘은 산업통상자원부와 중소벤처기업부가 주관한 '월드클래스 300'사업 지원대상 기업으로 선정되었다.
따라서 향후 5년간 연구개발·IP, 해외진출·마케팅, 금융·경영컨설팅 부문에서 한국산업기술진흥원(KIAT)·KOTRA·금융기관 등으로 구성된 14개 지원기관으로부터 맞춤형 종합 지원을 받게 되었다.
앞선 기술력과 경쟁력을 바탕으로 안정적인 성장기반을 마련한 데 이어 반도체 테스트장비 분야의 최고를 향해 가는 엑시콘의 도전과 성공이 지속가능한 성장을 꿈꾸는 기업들의 벤치마킹 사례로 유용하게 쓰이길 바란다.
