[편집자주]유선 커넥터는 회전·반복 동작 환경에서 케이블 마모·접촉 불량·설계 복잡화를 초래해 유지보수와 TCO 부담이 크다. 이에 무선 커넥터가 주목 받고 있는데, 그 중 ST60은 60GHz 비접촉 링크로 물리적 커넥터를 대체해 다운타임과 유지비를 줄이고 설계 자유도를 높이며, 웨어러블 양산 등에서 생산성 개선 사례가 확인됐다. 특히 ST60은 단순한 무선 통신 칩이 아니라 커넥터를 대체하는 비접촉 인터커넥트 솔루션이라는 점이 개발자들에게 매력적으로 다가온다. 이런 가운데 오는 7월2일 STMicroelectronics가 ‘커넥터를 넘어 비접촉으로: 60GHz를 이용한 초근접 고속 무선 데이터 링크 ST60’를 주제로 웨비나를 진행할 예정이다. 이에 본지는 이번 웨비나 발표를 진행하는 ST의 박중호 이사, 조동희 차장과 만나 ST60과 함께 무선 통신 칩을 이용한 개발 시 유의할 점에 대해 들어봤다.
 

■ 현재 산업 자동화·로봇 분야에서 유선 커넥터 방식이 갖는 가장 큰 구조적 한계는 무엇이고, 고객사들이 비접촉 방식으로 전환을 고려하는 대표적인 계기나 문제 상황은 어떤 것인지 궁금하다. 또한 ST60이 이러한 문제를 해결하는 데 있어 가장 직접적인 효과는 무엇인지 설명을 부탁드린다

박중호 이사

현재 산업 자동화와 로봇 분야에서 유선 커넥터 방식의 가장 큰 구조적 한계는, 회전 및 반복 운동이 많은 환경에서 케이블과 커넥터가 물리적으로 소모된다는 점이다.

로봇 암, 회전 테이블, 이동형 장비처럼 동작이 반복되는 시스템에서는 케이블 꼬임, 단선, 접촉 불량, 커넥터 마모가 쉽게 발생하며, 이는 설비 신뢰성과 유지보수 비용에 직접적인 영향을 준다.

또한 케이블 하네스와 커넥터로 인해 시스템 설계가 복잡해지면서, 장비 소형화나 구조 단순화에도 제약이 생긴다.

현업에서 들은 사례로는, 산업용 장비에 자주 사용되는 POGO pin의 경우 대략 10만∼100만 회 수준의 접촉 사이클을 넘기면 신뢰성이 점차 떨어질 수 있어, 실제 불량이 발생하기 전인 3∼6개월 주기로 예방적으로 교체하는 경우가 많다.

다운타임을 사전에 방지한다는 점에서는 긍정적이지만, 결과적으로 예방 정비 부담과 운영 비용 증가로 이어진다는 한계가 있다.

이런 관점에서도 비접촉 방식은 충분히 검토할 가치가 있는 대안이다.

고객사가 비접촉 방식 전환을 검토하는 계기는 크게 세 가지로 정리할 수 있다.

첫째, 장비 다운타임이 곧 손실로 이어지는 공정에서 커넥터 불량 및 교체 주기에 따른 부담을 줄이기 위해서다.

둘째, 회전 구조에서 슬립링과 복잡한 배선을 제거함으로써 장비 설계를 단순화하기 위해서다.

셋째, 소형화 및 밀폐형 설계 등 새로운 아키텍처를 구현하기 위한 설계 자유도를 확보하기 위해서다.

이러한 문제 해결에 있어 ST60의 가장 직접적인 효과는, 물리적 커넥터 없이 60GHz 대역에서 고속 데이터 링크를 구현할 수 있다는 점이다.

이를 통해 케이블 마모와 접촉 불량 문제를 줄이고, 회전 구조에서도 더 단순하고 안정적인 시스템 구성이 가능해진다.

결과적으로 설계 자유도 향상, 유지보수 부담 감소, 장기 신뢰성 개선까지 기대할 수 있다.
 

■ ST60에 대한 소개와 함께 ST60의 데이터 전송 속도·지연 시간·전력 특성 중 가장 강조하고 싶은 포인트는

박중호 이사

ST60은 60GHz 대역을 활용한 비접촉 데이터 링크 솔루션으로, 커넥터 없이도 고속 통신을 구현할 수 있는 것이 가장 큰 특징이다.

그 중에서 제가 가장 강조하고 싶은 포인트는 고속 데이터 전송 자체보다도, 산업 환경에서 안정적으로 동작하는 저지연 링크다.

산업용 실시간 제어 시스템에서는 데이터가 언제 도달하는지에 대한 예측 가능성이 중요한 요소이며, ST60은 이 부분에서 Wi-Fi나 BLE 같은 범용 무선 기술 대비 구조적 우위를 가진다.

■ 반복 운동 장비에서 유지보수 비용 절감 효과가 실제로 어느 정도였는지 공유 가능한 수치나 피드백이 있는지

박중호 이사

공식적으로 집계된 절감 수치를 직접 공개하기는 어렵지만, 현장 피드백에서 공통적으로 확인되는 패턴은 있다.

반복 운동이 집중되는 장비에서는 커넥터·케이블 관련 유지보수 비용이 총소유비용(TCO)의 상당 부분을 차지한다.

특히 접촉식 커넥터는 일정 사이클 이후 예방 교체가 사실상 필수인데, 이때 부품 비용뿐 아니라 라인 정지에 따른 기회비용, 점검 인력 투입 등 간접 비용까지 복합적으로 발생한다.

여기에 더해, ST60A3는 2022년부터 웨어러블 디바이스 양산 공정에 적용되어 FW 업로드와 디버깅을 위한 비접촉 연결을 제공하고 있다.

이 사례는 유지보수 비용 절감을 넘어, 양산 공정의 처리 시간을 단축하고 시간당 생산량을 높여 unit당 생산 단가 절감으로까지 이어질 수 있다는 점을 보여준다.

결론적으로, 비접촉 방식의 핵심 가치는 단순한 부품 교체 비용 절감에 그치지 않고, 다운타임 감소, 유지보수 주기 연장, 생산성 향상을 포함한 구조적인 TCO 개선에 있다고 말씀드릴 수 있다.
 

■ ST60을 처음 도입하는 엔지니어가 가장 많이 실수하는 설계 포인트는 무엇이고, ST가 제공하는 레퍼런스 디자인 또는 개발 지원은 어떤 것들이 있는지 궁금하다

조동희 차장

ST60을 처음 도입하는 엔지니어들이 가장 많이 실수하는 부분은, 무선 링크 자체보다 전체 시스템 관점의 설계 조건을 충분히 반영하지 않는 것이다.

예를 들어 안테나 간 거리, 정렬 오차, 주변 금속 구조물, 케이싱 재질, 그리고 실제 사용 시의 기구적 편차를 과소평가하는 경우가 많다.

또한 60GHz 특성상 짧은 거리에서는 잘 동작하더라도, 링크 마진이나 PVT(Process·Voltage·Temperature) 변동까지 고려하지 않으면 기대한 성능이 나오지 않을 수 있다.

이때 중요한 것은 ST60을 WiFi, BLE, NFC와 같은 범용 무선 네트워크 기술이 아니라, 케이블이나 커넥터를 대체하는 버추얼 커넥터(virtual connector)로 이해하는 것이다.

이렇게 접근하면 설계 목표가 더 명확해지고, 필요한 안테나 거리·정렬·기구 조건을 시스템 수준에서 맞추는 데 도움이 된다.

결국 실수를 줄이는 가장 좋은 방법은, ST60을 ‘무선 통신 모듈’이 아니라 비접촉 연결을 위한 시스템 요소로 보는 것이다.

ST는 이러한 시행착오를 줄이기 위해 레퍼런스 디자인, 보드 구성 가이드, 안테나 배치 권고안, 링크 조건 검토를 위한 포괄적인 기술 지원을 제공하고 있다.

고객의 실제 기구 구조에 맞춘 PoC(Proof of Concept) 지원도 가능하다.

ST의 차별점은 단순히 칩을 공급하는 데 그치지 않고, 초기 설계 단계부터 시스템 통합 관점의 엔지니어링 지원을 함께 제공한다는 데 있다.

■ ST60이 향후 산업용 무선 인터커넥트 시장에서 차지할 포지션은 어떻게 전망하는지. 또한 ST60을 통해 고객사가 새로운 제품 설계 방식을 시도한 적용 사례가 있다면 소개를 부탁드린다

박중호 이사

ST60은 향후 산업용 무선 인터커넥트 시장에서, 기존 유선 커넥터를 대체하거나 보완하는 비접촉 연결 솔루션으로 자리매김할 것으로 전망한다.

특히 회전 구조, 반복 동작 장비, 유지보수 부담이 큰 시스템에서는 단순한 무선 통신이 아니라 버추얼 커넥터(Virtual Connector) 개념으로 접근할 때 가장 큰 가치를 발휘할 수 있다.

적용 사례로는 앞서 말씀드린 웨어러블 디바이스 양산 공정 외에도 산업 분야에서 로봇 암, 회전 장비, 테스트 장비 등 다양한 영역으로 확장이 가능하다.

ST60이 가져올 변화는 단순히 케이블을 제거하는 것을 넘어, 물리적 연결이 제약이 되는 영역에서 새로운 아키텍처 설계를 가능하게 한다는 점이다.

또한 현재는 구체적으로 공개하기 어렵지만, 준비 중인 차세대 제품을 통해 다양한 산업 응용 분야에서 의미 있는 변화를 기대하고 있다.

■ 이번 웨비나에서 가장 강조하고 싶은 핵심 메시지와 함께 엔지니어들이 ST60을 이해할 때 가장 먼저 알아야 할 본질적인 포인트에 대해 조언을 부탁드린다

박중호 이사

이번 웨비나에서 가장 강조하고 싶은 핵심 메시지는, ST60은 단순한 무선 통신 칩이 아니라 커넥터를 대체하는 비접촉 인터커넥트 솔루션이라는 점이다.

엔지니어들이 ST60을 이해할 때 가장 먼저 알아야 할 본질적인 포인트도 바로 여기에 있다고 생각한다.

즉, ST60은 WiFi나 BLE처럼 범용 무선 연결을 대체하는 기술이 아니라, 기구적 제약이 있는 시스템에서 케이블과 커넥터를 없애기 위한 virtual connector로 접근해야 가장 정확하다.

이 관점으로 보면, 설계 시 중요한 것은 무선 프로토콜 자체보다도 거리, 정렬, 케이싱, 링크 마진, 그리고 실제 사용 환경에서의 기구적 조건이다.

ST60의 가치는 단순히 “무선으로 연결한다”는 데 있는 것이 아니라, 유선 연결이 불편하거나 소모되는 구조를 더 단순하고 신뢰성 있게 바꾸는 데 있다고 말씀드리고 싶다.

ST60과 관련하여, 더 자세한 사항은 60 GHz contactless products - STMicroelectronics에서 확인하실 수 있다.