LG이노텍, 생산성 대대적 혁신···'디지털 트윈' 확대 적용

그래픽=박혜수 기자

LG이노텍이 제품 개발 기간을 획기적으로 줄이고 생산성을 극대화하는 디지털 전환을 가속화한다.

8일 LG이노텍은 글로벌 1위 엔지니어링 시뮬레이션 기업인 앤시스(Ansys)와 '디지털 트윈(Digital Twin)' 기술을 전 공정으로 확대 적용해 나가겠다고 밝혔다. 앤시스는 3D 모델링, 인공지능, 머신러닝 등을 활용한 시뮬레이션 분야에서 세계 최고 수준의 기술력과 구축 경험을 보유하고 있다.

'디지털 트윈'은 가상 공간에 사물을 똑같이 복제해 현실에서 발생할 수 있는 상황을 컴퓨터로 시뮬레이션해 결과를 예측하는 기술이다. 제품 개발시간과 비용을 줄일 수 있어 제조업에서 도입을 확대하고 있다.

LG이노텍은 연구개발(R&D)에 '디지털 트윈'을 적용해 반도체용 패키지 서브스트레이트(PS) 제품 개발 기간을 99%까지 줄였다.

기판은 제조 과정에서 가해지는 열과 압력 등으로 인한 '휨'(Warpage) 현상을 최소화하는 것이 중요하다. 이를 위해 회로 설계 구조, 물질 성분비 등의 조합을 최적화하는 시뮬레이션 과정을 거친다. LG이노텍은 3D 모델링을 통한 가상 시뮬레이션으로 기판 1개의 '휨' 정도를 예측하는 시간을 기존 11일에서 3.6시간으로 단축했다.

또 FC-BGA(플립칩 볼그레이드 어레이) 생산 공정에도 '디지털 트윈'을 확대 적용해 램프업(Ramp-up, 양산 초기 수율 향상을 통한 생산능력 확대) 기간을 절반으로 단축하는 데도 성공했다.

기존에는 최적의 공정 조건을 찾기 위해 많은 시간과 비용을 투입, 수백 번의 테스트를 거쳐야 했으나 가상 공간에서 공정을 진행하면 컴퓨터가 다양한 공정 설비의 문제점을 파악할 수 있도록 시각화해 보여준다. 설비 안에 있어 실측이 어려운 액체나 열, 공기의 흐름 등 세세한 조건까지 최적화할 수 있다.

전장부품 생산 공정에도 '디지털 트윈'을 적극 활용했다. LG이노텍은 전장부품 신뢰성 확보의 핵심 공정인 '솔더링(Soldering, 납땜)' 공정에 '디지털 트윈'을 적용했다. '솔더링' 공정을 가상 공간에서 시뮬레이션해 솔더에 균열이 발생할 때까지 걸리는 시간을 예측했다. 균열이 발생하는 시점을 최대한 늦출 수 있도록 솔더 도포량, 노즐 설계 등 공정 조건을 최적화해 생산성을 기존 대비 40%가량 높인다는 계획이다.

앤시스와의 협력을 통해 LG이노텍은 차량 통신모듈, 라이다(LiDAR) 등 신성장 사업을 포함한 전 제품군의 개발·공정으로 '디지털 트윈'을 빠르게 확대해 나간다는 방침이다. 향후에는 개발부터 생산에 이르는 전 밸류체인에 적용된 '디지털 트윈'을 고객과 협력사까지 넓혀 나갈 방침이다.

노승원 LG이노텍 CTO(전무)는 "LG이노텍이 그리는 미래는 가상 공간을 통한 시뮬레이션 결과를 물리적 생산 시설과 연동해 실제 생산까지 자동으로 이어지는 '메타 매뉴팩처링'"이라며, "이를 위해 R&D, 생산, 품질관리 등 전 밸류체인에 고도화된 디지털 트윈을 빠르게 접목해 차별적 고객 가치를 만들어 나갈 것"이라고 말했다.