1980년대 국내 반도체산업이 태동하면서 클린룸산업이 시작되며 국산화 바람이 일어났다. 냉동공조 및 제습기 전문기업 신성이엔지는 국내 유수의 반도체 제조사들이 클린룸에 대한 문의와 국산화를 해보자는 제안을 받으면서 클린룸사업에 관심을 갖기 시작했다. 당시에는 국내에는 클린룸이라는 개념조차 없던 시설이었으며 기술력도 뒷받침을 할 수 없었지만 열정과 의지로 도전했다.
결국 1991년 클린룸 핵심설비인 FFU(Fan Filter Unit)를 국산화하는데 성공했으며 2005년 세계일류상품에 선정됐다. 현재 전 세계 시장점유율 60% 이상 달성했다.
신성이엔지의 관계자는 “반도체와 디스플레이 등과 같은 초정밀산업이 성장하면서 클린룸에 대한 중요도는 계속 높아지고 있다”라며 “중국 및 해외에서도 클린룸에 진출한 기업들이 여럿 있었지만 아직까지 기술 격차가 크며 말 그대로 티끌도 없는 상태를 만들어야 하는 클린룸은 신성이엔지만의 자체 기술과 노하우가 강점”이라고 강조했다.
신성이엔지는 빠른 시장변화에 대응하기 위해 3D프린터와 IoT 같은 기술들을 접목해 제품 개발에 속도를 내고 있다. 과거에는 금형을 위해 높은 비용과 오랜 시간이 걸렸지만 지금은 3D프린터를 통해 적은 비용으로 빠른 설계와 시제품 생산이 가능하기에 초격차산업에서 우위를 선점하고 있다.
최근 발표한 기류연동시스템은 클린룸 천장에 설치되는 FFU와 생산설비 상부 또는 측면에 설치돼 장비 내부의 압력 유지와 청정한 공기를 공급하는 장비다. 기존 장비보다 업그레이드해 공기흐름이 조금이라도 역방향으로 흐르면 내부에 설치된 기류방향표시기가 이를 감지해 FFU와 EFU 팬의 회전율을 높여 즉시 기류가 정방향으로 흐르게 한다.
이와 함께 기존에는 유선으로 연결돼 관리 포인트가 많았지만 지금은 IoT기술을 적용해 무선으로 연결돼 관리자가 한 번에 다수의 장비를 관리감독할 수 있으며 혹시 모를 문제가 발생하더라도 즉각적인 대처와 편리한 사후관리가 가능하다.
클린룸의 주요장비인 FFU를 용인에 위치한 스마트팩토리에서 생산하는 것도 강점이다. 기존 시설대비 생산능력은 210% 이상 증가한 반면 불량률은 97% 감축하는 획기적인 성과를 올렸다. 이러한 성과를 인정받아 2017년 산업통상자원부 지정 대표스마트공장으로, 2021년에는 중소벤처기업부 K-스마트등대공장에 선정됐다.
클린룸사업 기반 사업다각화
클린룸, 바이오 클린룸, 드라이룸은 모두 특수 목적으로 제조하는 환경이다. 클린룸은 반도체와 디스플레이와 같이 초정밀 공정으로 가장 주요한 부분은 먼지(파티클)이다. 클린룸은 클래스라고 표현하며 1ft³당 0.1μm 크기의 먼지가 몇 개 있는지를 표현한다. 반도체와 디스플레이공정에 따라 상이하지만 1~100클래스 정도를 유지해 품질과 생산수율을 높이는 것이 목적이다.
바이오 클린룸은 제약, 의약, 식품 공장 등을 생산하는 시설로 세균, 미생물에 의한 오염을 제어하고 살균을 병행하는 것이 중요하다. 신성이엔지는 지난해 프레스티지바이오그룹의 R&D센터, 백신시험생산용 바이오 클린룸 등을 수주하며 안정적으로 공사를 진행 중이다.
전기차시대가 열리면서 배터리산업이 폭발적으로 성장하고 있다. 배터리생산 핵심설비가 드라이룸이다. 드라이룸은 이차전지 및 양극재와 음극재 등과 같은 제품을 생산하는 공간으로 제습이 가장 중요하다. 이러한 생산공정은 수분에 치명적이며 폭발 위험이 커 폭발 가능성을 모두 제거해야 한다.
신성이엔지는 클린룸기술을 기반으로 드라이룸 솔루션을 개발해 국내외 이차전지 제조기업은 물론 양극재와 음극재 등의 소재생산시설에도 공급 중이다. 국내보다 이차전지 투자가 활발한 중국, 말레이시아, 헝가리, 폴란드, 미국 등에 공급하고 있으며 해외현지법인 매출의 50% 이상은 드라이룸에서 발생하고 있다.
특허기술 바탕 드라이룸시장 공략
신성이엔지는 특허로 인정받은 기술력이 강점이다. 드라이룸은 온도와 습도를 관리하는 것이 중요한 경쟁력이다. 기존에는 외부공기를 공급하는 일반 공조설비 등을 활용했지만 신성이엔지는 생산 중 발생하는 에너지와 공기를 재활용해 다시 사용하는 방법인 믹싱챔버를 개발했다.
믹싱챔버를 사용하면 이차전지 제조환경의 습도조절이 좀 더 용이하며 생산에 필요한 최적의 조건을 맞출 수 있다. 이와 함께 이차전지 용량이 증가함에 따라 음극재 코팅이 두꺼워짐에 따라 보다 세밀한 공정에서도 안정적인 생산환경을 구축하고 생산수율을 확보할 수 있도록 해준다.
신성이엔지는 최근 드라이룸 부스장치로 특허를 취득했다. 특허는 이차전지 제조를 위한 제조환경 구성에 있어 국부적인 제습이 가능토록 하는 드라이룸 부스에 대한 것이다. 특정공정에 집중적으로 효율을 향상시킬 수 있으며 정밀한 공정으로 이차전지 품질 향상도 가능하다. 또한 전고체 배터리와 같은 차세대 배터리 생산에도 적용이 가능해 잠재력이 높은 것으로 평가받고 있다.
산업환경 개선 증평 신공장 투자
신성이엔지는 올해는 사업다각화를 통한 매출 증대에 집중할 계획이다. 이를 위해 206억원을 투자해 충북 증평에 산업환경 개선을 위한 신규 공장과 생산설비 등을 구축하고 있다. 그동안 실내 공기질 개선을 위한 솔루션을 선보였다면 이번 투자를 기점으로 산업환경 개선으로 사업을 확대하는 것이다.
산업환경 개선은 반도체와 디스플레이 제조를 위한 클린룸, 이차전지 제조를 위한 드라이룸, 바이오와 제약 등과 같은 제조시설의 난방, 환기, 냉방 등을 통합해 산업환경의 온도와 습도 등을 제어하는 공조까지 다양하다.
그동안 용인 스마트공장에서 장비를 생산했지만 산업이 성장하고 시장이 확대됨에 따라 신규 공장을 건설해 생산 제품을 구분키로 한 것이다. 용인 스마트공장에서는 클린룸 장비를, 증평 신공장에서는 이차전지용 고효율 제습기와 탄소중립에 대응할 수 있는 에너지절감형 공조기를 생산할 계획이다.
증평 신공장에서 생산하는 고효율 제습기는 이차전지는 물론 차세대 전고체 배터리에도 대응 가능한 드라이룸용 장비다. 특정 공정에 접목해 집중적 제습이 가능하며 정밀한 제조 환경을 제공해 이차전지 품질 향상을 이룰 수 있다.
에너지절감형 공조기는 외부 공기와 내부 공기를 효율적으로 실내에 공급해 온도와 습도를 맞출 수 있는 AHU(Air Handling Unit), 전산실과 인터넷 데이터센터(Internet Data Center)를 위한 항온항습기, 클린룸의 양압을 유지하며 외부 공기를 실내에 공급해 온도와 습도를 맞춰주는 OAC(Out Air Conditioner) 등과 같은 친환경 고효율장비로 차별화를 이룰 예정이다.
신성이엔지의 관계자는 “산업환경 개선은 신성이엔지의 강점을 펼칠 수 있는 시장”이라며 “공기마스터로서 환경 개선을 위한 장비들을 다수 보유하고 있으며 재생에너지사업부문에서는 xEMS(공장, 빌딩, 집, 학교 등 에너지관리시스템)와 같은 에너지 전문기술을 보유하고 있어 각 사업부의 역량을 합쳐 산업을 한 단계 성장 시킬 수 있는 스마트한 기기를 선보이겠다”고 ‘새로운 도약’을 강조했다.
클린룸사업 기반 사업다각화
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