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열정과 자부심이 빚어낸 '조텍 그래픽카드'의 생산 공장을 가다최신 자동화 설비는 물론 꼼꼼한 검수 과정으로 품질 높여
홍진욱 기자  |  honga@newstap.co.kr
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승인 2016.08.18  21:37:02
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PC 게임을 돌리는데 있어 그래픽카드의 역할은 다른 어떤 부품보다 중요하기 마련이다. 물론 PC에서 중요하지 않은 부품이 있을리 없지만, 갈수록 고화질화 되어가는 게임을 원활하게 구동하기 위해서는 그래픽카드가 제 역할을 해줘야 한다는 사실에 이견을 다는 이는 없을 것이다. 얼마 전 엔비디아가 출시한 지포스 GTX 1000 시리즈가 게임 유저들 사이에서 폭발적인 인기를 끌고 있는 것도 이러한 사실에 대한 방증이라 할 수 있다.

그렇다면 이렇듯 중요한 그래픽카드는 어떤 과정을 통해 만들어질까? 아마도 적지 않은 사람들이 대부분 그래픽카드의 디자인이 대동소이하기 때문에 비슷한 프로세스를 통해 생산될 것이라고 추측하겠지만, 실제 생산 과정은 제조사마다 꽤 많은 차이를 보여준다. 그중에서도 소위 메이저라 불리는 업체들의 경우 입이 쩍 벌어질 만큼의 설비와 꼼꼼한 테스트 공정이 수반되기에 보는 이로 하여금 절로 감탄사가 나오게 만든다.

이는 국내에서도 잘 알려진 그래픽카드 제조사 조텍(ZOTAC)의 모회사인 PC 파트너(Partner)의 생산 공장을 통해 잘 알 수 있다. 말 그대로 억 소리가 나는 최신 설비들이 즐비하고, '이런 것까지 테스트를 하나?' 싶을 만큼 꼼꼼한 검수 과정은 없던 구매 욕구까지 생기게 만들 정도다.

   
중국 둥관(Dongguan, 東莞)에 위치한 PC 파트너 그래픽카드 생산 공장

무더위가 한참이던 지난 7월 경 조텍코리아의 초청으로 중국 둥관(Dongguan, 東莞)에 위치한 PC 파트너 그래픽카드 생산 공장을 방문했다. 세계 최고의 그래픽카드 제조사라는 명칭에 걸맞게 엄청난 규모를 자랑하는 PC 파트너의 생산 공장은 그래픽카드 뿐만 아니라 메인보드와 미니PC까지 다양한 제품이 만들어지는 곳이다.

조텍의 그래픽카드는 안정성이 매우 뛰어난 것으로 알려져 국내 게임 유저들의 많은 사랑을 받고 있다. 무엇보다 불량률이 적고, 조텍만의 파격적인 A/S 기간이 적용돼 일반 게임 유저는 물론 PC방에서도 수요가 점점 늘고 있다고 한다. 이는 일전에 게재된 '세계적인 VGA 기업 조텍 '창의적인 브랜드로 기억되고파' 기사를 통해 확인할 수 있다.

참고로 올해로 창립 10주년 째를 맞이하는 조텍은 세계 최고의 그래픽카드 제조사인 피씨파트너(PC Partner)의 자체 브랜드로 홍콩에 본사를 두고, 중국에 R&D 센터와 생산 공장을 운영하고 있다. 한국을 비롯한 세계 각국에 지사가 있고, 본사 사무실에 120여 명을 비롯해 총 3000여 명에 달하는 직원이 근무 중이다.

   
▲ H.Y. Cheung ZOTAC Quality Manager

H.Y. Cheung ZOTAC Quality Manager는 "현재 PC 파트너의 공장에는 총 2,000명의 근로자가 있으며, 그 중의 약 50% 가량은 1년 정도 근무하고 있다. 내부적으로 새로 온 신입 근로자를 가르치고, 그들의 일상(Daily life) 관리와 기술 관련 트레이닝 등을 통해 새로운 근무 환경에 빠른 적용을 돕는 고용팀(Engagement Team)을 두고 있다"라며, "2개의 공장에서 조텍 그래픽카드를 생산하고 있으며,월 평균 600,000개의 제품(600kpcs/month)을 생산하고 있다. 약 60~70%의 그래픽카드 생산량이 조텍 그래픽카드를 생산하는데 사용된다"고 밝혔다.

그래픽카드의 기초를 다지는 SMT 공정

조텍 그래픽카드의 생산 과정은 크게 네 가지로 나뉘어 진다. 먼저 그래픽카드에 있어 가장 기본이 되는 기판(PCB)에 미세한 부품들을 탑재하는 자동화 과정인 SMT (Surface Mounter Technology) 공정이 첫 번째고, 다음으로 부피가 큰 저항이나 코일 등을 수작업을 통해 조립이 이루어진다. 이렇게 만들어진 제품을 여러 가지 검수 과정을 통해 테스트가 진행되고, 끝으로 포장의 과정을 거쳐 각국으로 출하된다.

   
총 8개의 SMT 라인으로 이루어진 자동화 공정

사실 그래픽카드 제조사의 다수는 이와 비슷한 과정을 거쳐 제품을 생산하지만, 적지 않은 수가 외주를 통해 만들어진다는 점을 감안하면 조텍의 제품은 그만큼 높은 경쟁력을 가진다고 볼 수 있다. 모든 과정이 하나의 공장에서 직접 이루어지기 때문에 제품의 품질 관리는 물론 꼼꼼하게 불량 확인이 가능해 그만큼 안정적인 제품을 생산할 수 있는 것이다.

   
▲ 기판(PCB)에 미세한 부품들을 탑재하는
자동화 과정인 SMT (Surface Mounter Technology) 공정

PC 파트너의 그래픽카드 공장에는 총 8개의 SMT 라인이 존재하고 있는데, 이들 라인에서 생산되는 모든 제품은 셀프 컨트롤 시스템이라 불리는 프로그램을 통해 체계적으로 관리된다. 이는 하나의 PCB가 SMT 공정을 통해 수작업 라인으로 넘어가기까지 걸리는 시간을 데이터베이스로 만들어 관리하는 프로그램으로 일정 시간을 초과할 경우 해당 프로세스에 문제가 있는 것으로 간주하고 재확인 작업을 거친다고 한다.

   
▲ 이들 라인에서 생산되는 모든 제품은 셀프 컨트롤 시스템이라
불리는 프로그램을 통해 체계적으로 관리된다

가장 먼저 프린팅 장비들을 만나게 된다. 이는 기판에 칩이 장착될 수 있도록 설계 도면을 바탕으로 프린팅을 해주는 장비로 자동화 공정의 기초라 할 수 있다. 프린팅 된 기판은 장비에 장착된 모니터를 통해 세세하게 정보를 확인할 수 있어 불량에 대한 걱정도 줄일 수 있다.

   
 
   
 
   
 
   
 
PCB에 미세 부품을 실장하는 과정은 SMT 공정에 있어 꽃이라 불릴 수 있는 작업으로 고가의 오토 인서트 장비로 이루어진다. 이렇게 칩을 실장하는 장비 중에는 삼성테크윈에서 생산되는 'SM431'가 사용되는 것도 볼 수 있다. 이는 CPU와 메모리를 비롯해 각종 칩셋 등 사람의 손으로 장착이 어려운 미세 부품들을 실장하는 것으로 각 장비마다 스캐너가 부착돼 정확한 실장 여부를 확인할 수 있다. 아울러 오토 인서트 장비를 거친 제품들은 별도의 광학 스캐너를 통해 재차 불량 여부를 확인하게 된다.

   
 
   
 
   
 
   
▲ CPU와 메모리를 비롯해 각종 칩셋 등 사람의 손으로
장착이 어려운 미세 부품들을 실장하는 장비

미세 부품이 장착된 기판은 열처리를 통해 납을 녹이는 솔더링(Soldering) 장비에 들어가게 되는데, 이는 부착된 칩들이 기판에 완전히 밀착될 수 있도록 납땜하는 것으로 XPM3라는 이름의 장비를 사용하고 있다.

   
부착된 칩들이 기판에 완전히 밀착될 수 있도록 납땜하는 솔더링 장비 'XPM3'
   
 
   
 
한 땀 한 땀 정성스럽게...수작업 공정

SMT 공정을 거쳐 기초를 다진 기판들은 수작업 공정으로 넘어가게 된다. 앞서 자동화 과정을 통해 미세 부품을 기판에 장착했다면, 여기에서는 캐퍼시터나 코일, 전원 포트 등 제법 부피가 큰 부품이 사람의 손을 거쳐 장착이 된다. 그리고 이렇게 부착된 부품들은 다시 솔더링 장비에서 납땜을 진행함으로써 기판에 밀착된다.

   
 
   
 
수작업 과정은 아무래도 자동화 공정에 비해 아날로그 방식으로 진행되다 보니 실수가 발생할 수 있는 확률이 높다. 하지만 중간 중간 여러 테스트를 진행해 불량을 최대한 줄이는가 하면, 육안 검사와 함께 스캐너 검사로 이상 유무를 확실하게 판별하고 있다.

   
 
   
 
   
 
특히 수작업 공정의 경우 작업자들의 상당한 집중력을 요하기 때문에 각 라인마다 여러 명의 감독관이 자리하고 있는 모습을 볼 수 있다. 아울러 각 검사를 통해 불합격을 받은 기판은 따로 분리해 재수정을 거치거나 폐기 처분된다.

   
 
   
 
   
 
   
 
이런 기본 과정을 모두 마친 기판들은 역시 수작업을 통해 쿨링 시스템 및 백플레이트를 장착해 완전한 그래픽카드의 모습으로 탈바꿈하게 되는 것이다. 물론 모든 그래픽카드가 백플레이트를 장착하지는 않는다. 이날 생산되는 제품이 'ZOTAC 지포스 GTX1070 AMP! EDITION D5 8GB'이었기에 운 좋게도 백플레이트를 탑재하는 과정을 볼 수 있었다.

   
 
   
 
   
 
꼼꼼한 QC로 불량률 최소화했다

PC 파트너가 오늘날 그래픽카드 제조사 중 '최고'라는 타이틀을 가질 수 있게 된 것은 어찌보면 남다른 품질 관리(QC) 시스템을 갖췄기 때문일 것이다. 앞서 소개한 자동화나 수작업 공정도 분명 대단한 과정임에는 틀림이 없지만, 조텍은 여기에 엄격한 QC를 더함으로써 제품의 완성도를 높였다. 특히 쉽게 지나칠 수 있는 작은 부분들까지도 세세하게 테스트해 불량이 발생할 수 있는 모든 확률을 줄였다는 것은 그만큼 브랜드에 대한 자부심이 있기에 가능한 일일 것이다.

   
 
공장 내부에 위치하고 있는 QC 작업장은 극한의 환경을 감안한 강도 높은 스트레스 테스트를 비롯해 실제 사용 환경과 동일한 프로그램을 장시간 사용했을 때를 고려한 테스트 등 다양한 방식의 품질 관리가 이루어지고 있다. 물론 이러한 테스트들은 신제품을 개발하거나 생산된 제품을 무작위로 선정해 이루어지게 된다.

   
 
   
 
대표적인 것으로 온/습도 테스트를 꼽을 수 있다. 몇 가지의 대형 챔버 장비들을 통해 최저 온도와 최고 온도, 그리고 최저 습도와 최고 습도를 번갈아가면서 제품을 작동함으로써 어느 정도의 내구성을 갖는지 알아보는 것이다. 예를들어 GIANT FORCE라는 이름이 붙은 챔버에서는 -40도에서 90도까지의 온도와 10%에서 95%까지의 습도를 조성한 상황에서 제품이 안정적인 작동이 가능한지 알아보게 된다.

   
GIANT FORCE라는 이름이 붙은 챔버에서는 -40도에서 90도까지의
온도와 10%에서 95%까지의 습도를 조성한 상황에서 제품이
안정적인 작동이 가능한지 알아보게 된다
.

제품의 수명을 체크하는 장비도 있다. 실제로 조텍의 그래픽카드는 5년의 A/S 정책(3년 기본 A/S + 2년 추가 RMA)이 적용된 것을 볼 수 있는데, 아래의 장비를 통해 진행되는 테스트를 통과하게 되면 이처럼 5년 이상의 수명을 보장받을 수 있다고 한다. 물론 절대적인 기준은 아니지만, 정해진 공식에 따라 진행되는 것이기에 어느 정도 신뢰를 가져도 좋을 것이다.

   
 
   
제품의 수명을 체크하는 장비도 있다

급작스러운 온도 변화에 따른 내구성을 테스트하는 Thermal shock 장비도 있다. 이 장비 역시 온도가 급격히 변했을 때 그래픽카드가 안정적으로 작동하는지를 확인하는 것으로 최저 -20도에서 최고 90도까지 10번씩 번걸아가면서 테스트가 진행되기 때문에 어지간한 쿨링 시스템이 적용되지 않은 제품이라면 쉬이 통과하기 어려울 것으로 보인다.

   
급작스러운 온도 변화에 따른 내구성을 테스트하는 Thermal shock 장비

실사용 환경에서의 내구성을 확인하는 테스트도 인상적이다. 이는 그래픽카드가 장착된 완제품을 40도 이상의 장비에 넣고 여러 가지 벤치마크를 돌려 내구성을 알아보는 것으로 윈도우가 설치된 실제 시스템에서 3D MARK와 번인 테스트, FurMark 및 각종 게임 데모 테스트 등 총 9가지의 테스트를 10번 이상 진행해 이상 유무를 확인한다.

   
▲ 그래픽카드가 장착된 완제품PC를 40도 이상의 장비에
넣고 여러 가지 벤치마크를 돌려 내구성을 알아보는 테스트

진동 테스트도 진행된다. 제품을 박스에 넣고 배송할 경우 문제가 생기지 않는지를 확인하는 것으로 특히 PC 파트너의 공장에 OEM 방식으로 그래픽카드를 주문하는 업체에서 까다롭게 요청하는 부분 중 하나라고 한다.

   
 
   
제품을 박스에 넣고 배송할 경우 문제가 생기지 않는지를 확인하는 테스트

쿨러의 성능과 수명을 알아보기 위한 테스트 또한 빼놓을 수 없는 볼거리 중 하나다. 일반적인 수명 측정부터 최악의 상황에서도 문제 없이 돌아가는지를 확인하는 것까지 다양한 테스트가 진행된다. 특히 PC를 장기간 사용할 경우 그래픽카드에도 먼지가 많이 쌓이게 되는데, 이런 상황에서도 문제 없이 작동하는지 확인하기 위한 강도 높은 테스트도 이루어진다.

   
 
   
쿨러의 성능과 수명을 알아보기 위한 테스트
   
먼지 속에서도 안정적인 작동이 가능한지 알아본다

조텍 그래픽카드 공장의 또 다른 차별화 요인 중 하나로 EMI(Electro Magnetic Interference)와 EMC(electromagnetic compatibility)를 테스트하기 위한 연구소를 꼽을 수 있다. PC 파트너 공장의 한 켠에는 이러한 전자파 관련 문제들을 체크하기 위한 LAB이 마련돼 있다.

   
PC 파트너 공장의 한 켠에는 EMI 및 EMC 테스트를 위한 LAB이 마련

특히 연구소 자체도 그렇거니와 여기에 비치된 장비들이 워낙 고가이기에 PC 부품을 생산하는 모든 제조사를 통털어도 몇 안되는 특별한 장소라고 한다. 때문에 적지 않은 PC 컴퍼넌트 제조사들이 이 곳 연구소에 EMI 및 EMC 테스트를 위해 제품을 위탁을 한다고 관계자는 전했다.

   
 
   
 
연구소는 실제 전자파 측정을 위한 내부 공간과 이를 모니터링하고 결과치를 뽑아내는 전산실로 구분돼 있고, 테스트에 진행시 실시간으로 결과를 확인할 수 있다.

   
 
   
 
앞서 살펴보았듯 조텍의 생산 공장은 최신 자동화 설비는 물론 과하다 싶을 정도의 검수 과정까지 세계 1,2위를 다투는 그래픽카드 제조사의 면모를 갖추고 있다. 오늘날 조텍의 글로벌 PC 시장에서 빠른 속도로 성장하고 '가장 안정적인 그래픽카드를 만드는 제조사'라는 명성을 얻을 수 있었던 것도 이런 설비들이 바탕이 되었기에 가능한 일이었으리라.

특히 감명 깊었던 점이라면 직원 모두가 브랜드에 대한 남다른 자부심과 장인 정신을 갖고 있었다는 사실이다. 정해진 시간을 훌쩍 넘겼음에도 불구하고 한 가지라도 더 전달하고자 그들의 모습에서 No.1 제조사의 직원들만이 가질 수 있는 열정이 엿보였다. 아쉽게도 시간 관계 상 미니PC의 제조 공장은 둘러보지 못했지만, 그래픽카드의 생산 과정만으로도 충분히 글로벌 업체의 위엄을 확인할 수 있었다.

H.Y. Cheung ZOTAC QA 매니저는 "조텍의 제품을 구매하는 고객에도 안정적이고, 원하는 품질의 제품을 전해줄 의무가 있다고 생각한다. 그러기 위해서는 모든 고객들이 '조텍 제품은 정말 믿고 살만해!'라고 말할 수 있을 만한 제품을 만드는 것이 먼저라고 생각한다. 한국 유저들의 애정과 관심에 깊은 감사를 드리며, 좋은 제품으로 보답할 수 있도록 노력하겠다"고 전했다.

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