SK ecoplant NEWSROOM

 

반도체 산업에는 반도체 회로만큼 복잡하고,

칩만큼 만들기 어려운 것이 또 있습니다.

바로 그 칩이 만들어지는 공장, 팹(Fab)을 짓는 일입니다.

팹에는 수많은 배관과 덕트, 시스템이 빈틈없이 얽혀 있고,

미세먼지 한 톨 용납되지 않는 클린룸을

24시간 운영할 공조 시스템과 전력 공급망까지 갖춰야 합니다.

여기에 속도라는 과제가 더해졌습니다.

AI 산업이 성장하는 속도에 발맞춰 칩 수요가 빠르게 늘었고,

이처럼 복잡한 팹을 안정적으로,

동시에 더 신속하게 구축해야 하는 시대가 됐습니다.

하지만 복잡한 설비와 공정을 동시에 빠르게 진행하다 보면

작은 설계 오류나 공정 간 충돌도 공사 지연이나 재시공으로 이어질 수 있습니다.

그렇다면 현장에서 문제가 발생한 뒤 해결하는 대신,
착공 전에 설계와 공사 과정을 미리 검토해 문제를 찾아낼 수는 없을까요?

그 해답은 실제로 짓기 전에 먼저 지어보는 것에 있습니다

이 사전 검토 단계가 바로 '프리콘(Pre-con, Pre-construction)'입니다.

이번 <용어사전>에서는 프리콘이 무엇인지,

반도체 팹 건설에서 왜 더 중요해지고 있는지,

그리고 SK에코플랜트는 이를 어떻게 적용하고 있는지 살펴보겠습니다.





‘프리콘’이란?



프리콘은 '사전 시공'을 뜻하는 관리 기법으로,

실제 공사에 들어가기 전에 발주자, 설계자, 시공자가 함께

착공부터 완공까지 전 과정을 미리 검토하는 단계를 말합니다.

연극으로 치면 본공연 전 리허설에 해당하죠.

사업 초기부터 모든 이해관계자가 한자리에 모여 사업 계획 전체를 점검하고,

공사비 산정, 예산 검토, VE(Value Engineering), 시공성 검토, 공정계획,

자재조달, 발주전략 등 실제 시공에 필요한 요소를 종합적으로 따집니다.





반도체 팹, 왜 착공 전 프리콘이 필요할까?

반도체 팹 건설은 속도와 정밀도를 동시에 요구하는 프로젝트입니다.

부지 선정부터 실제 가동까지 최소 수년 이상 걸리는 장기 공사인 데다

클린룸과 각종 설비, 자원이 맞물린 정교한 시스템을 구축해야 하죠.

1. 클린룸 조성

먼지 하나가 불량으로 이어질 만큼 민감한 반도체는

엄격하게 통제된 환경에서만 생산할 수 있습니다.

청정도는 '클래스(Class)'를 기준으로 관리합니다.

미국 연방 규격은 1입방피트(ft³)의 공기 중 0.5미크론(㎛) 이상  

입자 수를 기준으로 Class 1, Class 100 등으로 구분하는데요.

예를 들어 Class 100은 해당 입자가 100개 이하로 유지되는 공간입니다.

반도체 팹 클린룸에는 Class 1~100 수준의 엄격한 기준이 요구됩니다.

2. 미세 진동 관리

웨이퍼에 빛을 비춰 회로를 나노미터 단위로 새기는 노광(Lithography) 장비는

0.1mm 미세 진동에도 공정이 틀어질 수 있습니다.

팹에는 노광 장비 외에도 진동에 민감한 공정 장비가 많아

불량을 방지하려면 무진동 구조 설계와 정밀 제어 기술이 필요합니다.

3. 끊임없는 자원 공급

반도체 생산 장비는 연속 공정으로 24시간 돌아가기 때문에

막대한 자원을 소모합니다.

그 중에서도 가장 중요한 자원은 전력과 용수인데요.

순간적인 정전만으로도 생산 라인이 멈추고 수율에 영향을 줄 수 있어,

한 치의 오차 없는 안정적인 전력 확보가 필수적입니다.

여기에 웨이퍼를 세정하는 초순수와 설비의 열을 식히는 냉각수까지,

막대한 양의 용수가 안정적으로 공급되어야 합니다.

4. 수시로 변경되는 설계 환경

일반 프로젝트가 기획→설계→조달→시공→준공 순으로 진행된다면,

반도체 팹은 생산 장비와 공정 환경에 맞춰 설계가 계속 조정됩니다.

이에 여러 단계를 동시 진행하는 패스트트랙 방식을 도입하고 있습니다.

그만큼 한 공정의 변경이 다른 공정으로 번지기 쉬워

이해관계자 간 소통의 중요성도 한층 높아지고 있죠.

즉, 이러한 조건을 종합적으로 고려해 팹을 짓기 위해서는

착공 전 프리콘을 통해 꼼꼼히 검토하는 과정이 반드시 필요합니다.





SK에코플랜트, PC 공정 관리 시스템으로 프리콘 역량 강화



프리콘의 핵심은 조성 과정에서 발생할 수 있는 문제를

얼마나 구체적으로 예측하고 관리하느냐에 있습니다.

SK에코플랜트는 여기에 설계·시공 정보를 3D 모델로 구현하는

BIM(Building Information Modeling) 기술을 접목해

프리콘의 정밀도를 높이고 있는데요.

대표적인 사례가 PC(Precast Concrete, 사전제작 콘크리트) 공정 관리 시스템인

‘SK Hi-T PC BIM’ 입니다.

2021년 국내 최초로 BIM을 PC 분야에 접목한 시스템으로,
3년의 개발 기간 동안 유관 분야 6개 기업과 28명의 전문 인력이 참여했습니다.

PC는 콘크리트 구조물을 공장에서 미리 제작해 현장에서 조립하는 공법입니다.
반도체 팹처럼 공사 기간과 시공 정밀도가 중요한 프로젝트에 활용되며,
설계부터 제작과 운반, 조립까지 정확히 맞물려야해 사전 검토가 무엇보다 중요합니다.

SK Hi-T PC BIM은 3D 도면과 자재 정보 등을 활용해
실제 시공에 가까운 환경에서 공정을 미리 검토하고,
전 과정을 통합 관리할 수 있습니다.

현장 담당자도 시스템에서 필요한 정보와 진행 상황을 바로 확인할 수 있어
복잡한 PC 공정을 보다 효율적으로 관리할 수 있습니다.



SK에코플랜트 프리콘 설루션 도입한 용인 반도체 클러스터

이렇게 개발된 SK Hi-T PC BIM은 여러 현장 검증을 거쳐

용인 반도체 클러스터 현장에 최초로 적용되고 있습니다.

용인 반도체 클러스터는 약 여의도 1.4배 규모 부지에 팹 4기를 짓는 대형 프로젝트로,

SK에코플랜트가 시공을 맡아 진행하고 있습니다.

동일 부지 면적에서 생산 능력을 극대화하기 위해

세계 최초로 각 층에 클린룸을 배치하는 3복층 팹 구조 설계가 적용됐습니다.

일반적인 2복층 팹에는 클린룸이 4개 들어간다면

3복층 팹에는 6개를 배치할 수 있어 약 아파트 50층 높이에 달하는데요.

건물 높이가 100m를 넘으면 자재를 들어 올리는 방식과 시공 장비도 달라져

초고층 특화 양중 장비와 고난도 구조 엔지니어링 등

고난도의 시공 기술이 투입되어야 하죠.

구조가 복잡하고 공정 간 연계가 중요한 만큼,

실제 시공에 앞서 설계와 조성 과정을 정밀하게 검토하는

프리콘의 역할도 더욱 중요해집니다.

이런 현장에서 ‘SK Hi-T PC BIM’을 활용해
복잡한 공사 과정에서 발생할 수 있는 리스크를 사전 점검하고

전체적인 공사 과정도 체계적으로 관리할 수 있게 되었습니다.

이 외에도 사전 검토를 위해 OSC(Off-Site Construction) 공법,

VDC(Virtual Design & Construction) 기반의 프로세스 등을 구축하고 있습니다

작은 실수 하나가 거대한 리스크로

번질 수 있는 곳이 팹 조성 현장입니다.

그래서 성패는 첫 삽을 뜨기 전에

리스크를 얼마나 촘촘히 걷어내느냐에 달려 있고,

 이 승부를 가르는 단계가 바로 프리콘입니다.

SK에코플랜트는 빠르게 변화하는 AI 산업의 속도에 맞춰

반도체 팹을 더 효율적이고 안전하게 설계하고 짓는

‘AI Infra Solution Provider'로 나아가고 있습니다.