COTS에서 우주급까지 — Up-Screening과 방사선 시험으로 상용 부품의 한계를 뛰어넘다

COTS에서 우주급까지 — Up-Screening과 방사선 시험으로 상용 부품의 한계를 뛰어넘다

시험인증 브리핑 시리즈 19: MIL-STD-810 환경시험과 Up-Screening, TID·SEE 방사선 내성 평가까지 — 우주·항공·방위 산업에서 상용 부품(COTS)을 고신뢰성 영역으로 끌어올리는 체계적 시험인증의 모든 것

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1. 들어가며: 우주급 부품이 부족한 시대의 해법

우주·항공·방위 산업에서 사용되는 전자부품은 극한의 환경 조건 — 극심한 온도 변화, 진공, 방사선, 진동, 충격 — 에서도 정상적으로 기능해야 한다. 이를 위해 전통적으로 우주 인증 부품(Space-Grade Parts)이 사용되어 왔다. 그러나 모든 부품을 우주 등급으로만 구성하는 것은 비용, 공급 이슈, 기술적 제약 등의 현실적인 한계로 인해 어려운 경우가 많다 (citation:7).

이러한 이유로 상용 기성품(COTS, Commercial-Off-The-Shelf)의 사용이 불가피한 상황이 발생하게 되며, 이 경우 우주 환경에 적합한 신뢰성을 확보하기 위한 방법으로 Up-Screening(업스크리닝)이 적용된다 (citation:7). Up-Screening은 본래 우주 등급으로 분류되지 않은 상용 부품에 대해 고신뢰성 환경에서의 사용 가능성을 확보하기 위해 추가적인 시험과 평가를 수행하는 절차이며, 단순한 기능 확인 수준을 넘어 우주 환경에서 요구되는 우주 제품 보증(Space Product Assurance) 기준에 부합하도록 온도 특성, 전기적 성능, 수명, 고장률 등 다양한 신뢰성 요소를 체계적으로 검증하는 정밀한 과정이다 (citation:7).

한편, 국방 분야에서도 상황은 다르지 않다. 국방기술품질원 국방신뢰성연구센터는 군수품 신뢰성 전문기관으로서 무기체계의 신뢰성 향상을 위해 업무를 수행하고 있으며, 획득순기에 따라 체계에 목표값을 할당하여 제품에 대한 RAM 목표값을 설정하고 있다 (citation:3). 그러나 실제 운용환경을 정확하게 모사하기에는 제한이 있으며, 이로 인한 고장 발생 사례가 다수 발생하고 있다 (citation:3).

2026년 현재, 우리나라는 독자적인 우주 개발 프로젝트를 본격화하고 있으며, K-방산의 수출이 급증하고 있다. 이에 따라 COTS 부품의 Up-Screening, MIL-STD-810 환경시험, TID·SEE 방사선 내성 평가 등 고신뢰성 시험인증의 수요가 폭발적으로 증가하고 있다.

이 글에서는 Up-Screening의 개념과 절차, MIL-STD-810 환경시험 체계, 국방 분야의 실측 데이터 기반 시험 프로파일 설계, 핵심부품·구성품의 신뢰성시험 발전 방안, 방사선 내성 평가(TID·SEE·DDD)의 국내 인프라, 드론 환경시험, 의료기기 규제 대응, 인공지능기본법과 시험인증의 융합, 그리고 기업의 실전 대응 전략을 종합적으로 분석한다.

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2. Up-Screening: 상용 부품을 고신뢰성 영역으로 끌어올리는 과학

2.1 Up-Screening의 정의와 필요성

Up-Screening(업스크린, 업스크리닝)은 본래 우주 등급(Space-Grade)으로 분류되지 않은 부품(COTS, Automotive Grade 등)인 상용 부품에 대해, 고신뢰성 환경에서의 사용 가능성을 확보하기 위해 추가적인 시험과 평가를 수행하는 절차를 의미한다 (citation:7).

Up-Screening이 필요한 이유는 명확하다. 우주급 부품의 공급망은 매우 제한적이다. 전 세계적으로 MIL-PRF-38535 QML 인증을 받은 우주급 IC 제조업체는 극소수에 불과하며, 부품 단종(EOL, End-of-Life) 문제도 빈번히 발생한다. 이러한 현실적 제약 속에서 COTS 부품의 사용이 불가피하며, Up-Screening은 이 간극을 메우는 핵심 방법론이다.

중요한 점: Up-Screening은 "등급 승격"이 아니다. 제조사가 보증하지 않은 우주급 등급을 부여하는 절차가 아니라, 추가 시험으로 위험을 낮추는 접근이다 (citation:7). 즉, Up-Screening을 거친 COTS 부품은 여전히 "Space-Grade"가 아니라, "Space-Grade에 준하는 검증을 거친 상용 부품"이며, 이 구분을 명확히 하는 것이 시험인증의 기초이다.

2.2 Up-Screening의 시험 항목

Up-Screening은 다음과 같은 체계적 시험 항목으로 구성된다 (citation:7):

① CA / DPA (Construction Analysis / Destructive Physical Analysis)

외관/마킹, 리드 피니시, 내부 다이 치핑, 오염, 와이어 본딩 품질(힐·넥·인터메탈릭)뿐만 아니라 부품을 절개·분석하여 내부 구조, 재료, 작업 품질(workmanship)을 확인하는 절차이다 (citation:7). DPA는 부품의 내부 결함을 발견하는 가장 직접적인 방법이며, 우주급 부품 검증에서 필수적인 시험 항목이다.

② Mechanical Test (기계적 시험)

Vibration(진동), Mechanical Shock(기계적 충격) 등 발사/우주 환경에서의 충격·진동·열·압력 스트레스에 대한 내성을 검증한다 (citation:7). 발사 시의 극한 진동과 충격, 궤도에서의 미세진동(micro-vibration) 등에 대한 내성을 확인하는 시험으로, MIL-STD-883 Method 2007(충격), Method 2026(진동) 등의 규격이 사용된다.

③ Reliability Test (신뢰성 시험)

Burn-in(번인), Life Test(수명시험) 등 장기 운용에서의 수명·초기고장 제거·열화 특성을 검증한다 (citation:7). 고온에서의 장시간 전기적 부하 시험을 통해 초기 불량(Infant Mortality) 부품을 제거하고, 정상 운용 조건에서의 수명을 추정한다. MIL-STD-883 Method 1015(Burn-in) 등이 대표적 규격이다.

④ Radiation Test (방사선 시험)

우주 방사선 환경(전자·양성자·중이온·감마 등)에 대한 총이온화선량(TID), 단일사건효과(SEE), 변위손상(DDD/TNID) 내성을 검증한다 (citation:7). 이 시험은 우주 환경에서의 부품 신뢰성을 보증하는 가장 핵심적인 시험 항목이며, 별도의 장(제4장)에서 상세히 다룬다.

2.3 Up-Screening의 체계적 절차

Up-Screening은 다음과 같은 7단계 체계적 절차를 거쳐 수행된다 (citation:7):

[1단계] 임무·위험 정의 & 계획 수립
         → 환경/수명/가용성/방사선 요구를 명확히 하고,
           스크리닝 항목·조건·샘플 수(PDA 포함)·합부 기준을 계획서로 문서화
         ↓
[2단계] 부품 선정·데이터 수집
         → 후보 부품의 데이터시트/제조공정/등급(AEC-Q 등)/
           신뢰성 리포트/공급 안정성 등을 수집
         ↓
[3단계] 비파괴 스크리닝
         → 초기고장 제거 및 조립 전 건전성 확보를 위해
           외관/마킹 검토, 전기 특성의 사전/사후 측정, X-ray/CSAM 등
         ↓
[4단계] 환경 스트레스 스크리닝
         → 잠재 결함을 확인하고 파라미터의 안정성 확인을 위해
           온도 사이클, 번인, 필요 시 열진공/진동/충격 등 적용
         ↓
[5단계] 방사선 평가
         → 임무 환경에 따라 TID/SEE/DDD 평가
         → 업스크리닝 관점에서 TID(감마선), SEE(중이온/양성자), DDD(양성자/중성자) 적용 (citation:7)
         ↓
[6단계] 로트 승인 시험(LAT) & DPA
         → 로트 간 일관성 확인을 위해 로트 대표 샘플에 대해
           LOT 승인 시험(전기/환경 등) 수행, DPA로 내부 구조·공정 결함 확인
         ↓
[7단계] 문서화·추적성·판정
         → 시험 전/후 측정치, 실패 모드, 재작업 여부,
           합부 기준 충족 및 잔여 위험을 SCD(소스 제어 도면)/시험 리포트로 작성

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3. MIL-STD-810 환경시험: 국방·우주 시험인증의 핵심 규격

3.1 MIL-STD-810의 개요와 역사

MIL-STD-810은 미국 국방부가 제정한 군용 장비의 환경적합성을 평가하기 위한 표준으로, 다양한 환경 요인들에 대한 장비의 성능, 신뢰성, 내구성을 검증하는데 목적이 있다 (citation:4). MIL-STD-810 시리즈 환경시험은 무기체계뿐만 아니라 전력지원체계에도 적용할 수 있다 (citation:6).

MIL-STD-810의 KOLAS 인정 규격 현황 (citation:6):

규격	연도
MIL-STD-810G	2008
MIL-STD-810G w/Change 1	2014
MIL-STD-810H	2019
MIL-STD-810H w/Change 1	2022

3.2 MIL-STD-810의 환경시험 항목

MIL-STD-810 규격은 환경인자에 따라 총 26개 시험항목으로 구분된다 (citation:4). KCL(한국건설생활환경시험연구원)이 KOLAS 인정을 받은 주요 시험항목은 다음과 같다 (citation:6):

시험번호	시험 항목	Procedure
501	High Temperature (고온)	Procedure I – Storage, Procedure II – Operation
502	Low Temperature (저온)	Procedure I – Storage, Procedure II – Operation
505	Solar Radiation (일사)	Procedure I – Cycling for Heating effects, Procedure II – Steady State for actinic effects
506	Rain (강우)	Procedure I – Rain and Blowing Rain
507	Humidity (습도)	Procedure I – Induced and Nature Cycles, Procedure II – Aggravated

3.3 MIL-STD-810의 테일러링(Tailoring) 과정

MIL-STD-810에서의 테일러링은 매우 중요한 과정으로, 공학 및 다양한 과학분야에 배경지식을 가지고 있는 환경공학전문가(Environmental Engineering Specialists)에 의해 수행된다 (citation:4). 테일러링이란 군수품이 사용 수명 동안 마주칠 것으로 예상되는 각종 환경인자와 수준의 영향에서 신뢰성 있게 운용할 수 있도록 군수품 설계 및 시험을 선택 또는 변경하는 과정을 말한다 (citation:4).

환경시험 설계의 7단계 (citation:4):

단계	내용
1단계	무기체계의 수명주기 예상 경로 파악
2단계	성능에 영향을 미칠 수 있는 환경인자 선택
3단계	선택된 환경인자의 노출 범위 결정
4단계	환경시험항목 선정
5단계	환경시험조건 결정
6단계	시료수 및 합격 판정기준 결정
7단계	시험순서 결정

이때 시험조건은 무기체계가 노출될 수 있는 환경조건에서 문제가 없음을 보장해야 하므로 환경프로파일의 한계조건과 동일하거나 더 가혹한 조건으로 테일러링하여 결정한다 (citation:4).

3.4 IEC 규격 vs MIL 규격의 비교

국방 분야에서는 MIL-STD-810이 주로 사용되지만, 국제 규격인 IEC 60068 시리즈도 함께 이해해야 한다 (citation:4):

구분	IEC 규격	MIL 규격
목적	특정기기가 규정된 환경조건에 견딜 수 있는지를 목적으로 함	군용부품 또는 군용기기가 다양한 환경에 대한 내구성 판정을 위해 실시
중시 가치	반복성, 재현성, 합리성 중시	필드에서의 실제 데이터를 기준으로 설정
시험기 지정	시험기 지정 불가, 파라미터만 규정	합리성보다 비교의 용이성이 우선되어 시험기를 지정하기도 함
특성	국제규격으로 각국의 의견이 일치되어야만 개정·폐지	전반적으로 의뢰자 측의 견지에서 만들어짐 (citation:4)

3.5 국내 MIL-STD-810 시험 인프라 현황

현재 MIL-STD-810 규격으로 KOLAS 인정을 받은 시험소는 총 38곳이 존재하며, 국내 26개 시험항목 중 20개 시험항목만 시험평가가 가능한 상황이다 (citation:4). 대부분의 KOLAS 시험소는 고온, 저온, 진동 등 일반적인 환경시험만 가능하며, 26개 시험항목 중 10개 이상 시험이 가능한 시험소는 단 4곳에 불과하다 (citation:4).

KTR(한국산업기술시험원)의 경우 13개 시험항목에 대해 KOLAS 인정을 받아 국내에서 MIL-STD-810 규격으로 가장 많은 시험이 가능한 기관이다 (citation:4). 국내에서 불가한 시험의 경우 국방의 특성상 해외 반출 시 발생하는 보안, 시험비용 문제 등으로 해외에서 진행하기 어려워 시험 생략 또는 시뮬레이션 평가로 진행해온 경우가 많았다 (citation:4).

KTR은 이러한 시대적 변화에 따라 국방시험업무를 확대하고 있으며, 국내 최초 MIL-STD-810 규격에 적합한 '모래 및 먼지 시험기' 구축을 완료했고, '결빙 및 동결강우' 시험기도 구축했다 (citation:4).

KCL의 대형 기후환경시험실 규모 (citation:6):

구분	대형 기후환경시험실	중형 기후환경시험실	소형 기후환경시험실
규모 (W×D×H, m)	20 × 13.5 × 20	10 × 10 × 4.5	5 × 5 × 3.5
온도 (℃)	-40 ~ 75	-33 ~ 80	-40 ~ 80
습도 (% R.H.)	10 ~ 95	10 ~ 95	10 ~ 95
일사 (W/m²)	27.5 ~ 1,200	-	800 ~ 1,200
강우 (mm/h)	Max. 150	Max. 150	-
강설 (mm/h)	Max. 50	Max. 50	-
하중 (ton/m²)	5	5	5 (citation:6)

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4. 국방 분야의 실측 데이터 기반 시험 프로파일 설계

4.1 실측 데이터의 필요성

최근 국내 개발 무기체계의 기술수준이 고도화·첨단화됨에 따라 개발단계에서의 신뢰성을 확보하고자 하는 노력이 증가하고 있다 (citation:3). 그러나 대부분의 시험 프로파일은 미군 규격에 제시된 값을 활용하는 경우가 대다수이며, 이는 한국군의 운용환경을 모사하는 데 한계가 있다 (citation:3).

MIL-STD-810의 진동 프로파일은 미국의 도로상태와 미군 운용기준에 적절하게 표준화된 규격이고 이를 국내 개발된 무기체계에 적용하면 장비에 전달되는 진동수준과 형태가 다르기 때문에 실제 한국군의 운용환경을 모사하는 데에는 한계가 있다 (citation:3).

4.2 야전운용 데이터 수집장치

국방신뢰성연구센터에서는 야전에서 운용되는 무기체계에 설치하고 환경 데이터를 무인으로 장기간 수집할 수 있는 장치를 고안하였다 (citation:3). 이 장치는 차량용 블랙박스와 같이, 한번 설치해두면 사람이 직접 계측할 필요 없이 장기간 동안 물리량 데이터를 수집할 수 있는 장치이다 (citation:3).

수집 데이터의 종류 (citation:3):

데이터 유형	내용
진동	가속도, 주파수 스펙트럼 (FFT)
온도	내부·외부 온도 변화
응력	구조부의 변형·응력
회전수	엔진·모터 등 회전체의 RPM

이 장비는 효율적인 데이터 수집을 위해 모든 시간에 대한 Raw data를 저장하는 방식이 아닌, 이벤트 트리거 기반으로 데이터를 수집하도록 스마트진동센서와 함께 개발되었다 (citation:3). 스마트진동센서를 통해 기계의 상태를 모니터링하다가 엔진을 가동시키는 등 특정 이벤트가 발생하면, 데이터 수집장치에 전원을 인가하여 Raw data를 저장하고 다른 파라미터의 측정값도 저장하기 시작하는 측정방식이다 (citation:3).

4.3 K21 보병전투차량 적용 사례

개발된 데이터 수집장치를 K21 보병전투차량의 다빈도 고장품목 중 "체계제어용 컴퓨터"에 적용하여 훈련 중 노출되는 야전데이터를 획득한 사례가 있다 (citation:3). 데이터 획득을 위한 시험 셋업은 대상 시험장비 상/하부에 진동센서를 부착하고, 내부 온도 측정을 위한 Thermocouple을 설치하는 방식으로 진행되었다 (citation:3).

데이터는 해당 부대 기동훈련 중 약 5일간의 기간동안 획득되었으며, 센서 설정을 통해 Trigger Level 이상에서는 진동 주파수 스펙트럼 데이터를 동시에 저장하도록 설정하여 약 42,000개의 FFT 데이터를 획득했다 (citation:3).

획득한 42,000개의 FFT 데이터의 대푯값을 보수적인 관점으로 주파수당 최대값(Envelop Limit)으로 설정하여 하나의 그래프로 나타내었다 (citation:3). MIL-STD-810 프로파일은 비포장도로의 노면상태를 기준으로 표준화되었기 때문에 저주파 진동이 매우 크지만, 야전데이터 기반 프로파일의 경우 운용부대의 훈련로가 대부분 포장도로로 이루어졌기 때문에 저주파 영역에서의 진동이 다르게 나타났다 (citation:3).

4.4 가속계수와 수명시험 설계

체계제어용 컴퓨터의 신뢰성을 확인하기 위해서는 국방규격상 제시된 보증시간인 3,058시간 동안 시험을 수행하여야 하는데, 이는 현실적으로 불가능한 시간이다 (citation:3). MIL-STD-810에서는 Miner's Rule에 따라 가속시험 관계식을 제시하고 있으며 약 2주간의 신뢰성시험(진동내구시험)을 수행할 때 야전데이터 프로파일에 가속계수 1.85를 적용하면 3,058시간과 동일한 효과를 볼 수 있다 (citation:3).

이러한 실측 데이터 기반 시험 프로파일 설계는 MIL-STD-810의 테일러링 원칙에 정확히 부합한다. 무기체계의 실제 운용환경 데이터를 수집하고, 이를 기반으로 시험 조건을 설계함으로써, 보다 현실적이고 실효성 있는 신뢰성 시험을 수행할 수 있게 되는 것이다.

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5. 핵심부품·구성품의 신뢰성시험 발전 방안

5.1 현재의 문제점

국방기술품질원 국방신뢰성연구센터에서 최근 3년간 기술지원한 개발단계 획득 사업 중 약 23%의 사업은 무기체계에 핵심부품·구성품이 없는 것으로 판단하였으며, 핵심부품·구성품이 있음에도 신뢰성시험을 통한 수명 확인을 하지 않은 사업을 포함하면 약 32%의 사업이 신뢰성시험을 수행하지 않은 것으로 식별되었다 (citation:5).

5.2 핵심부품·구성품 선정의 개선

핵심부품·구성품 선정 시 고려해야 할 사항으로는 단종, 창정비, 기술성숙도 등을 고려한 품목 등 개발사업을 진행하면서 사업의 성공을 위한 요소가 주요 요소로 작용하고 있지만, 소비자인 군의 야전 경험 고장률, 고장 다빈도 품목, 운용 경험, 군의 운용 경험 기반의 임무 치명품목을 고려할 필요가 있다 (citation:5).

핵심부품·구성품의 정의도 필요하다. 예컨대, "'핵심부품·구성품'이란 무기체계의 주요 구성품 중 고장이 발생하면 임무수행 시 치명적인 영향을 미치며, RAM 검토위원회를 통해 선정된 주요 부품 또는 구성품을 말한다" 등으로 정의할 수 있을 것이다 (citation:5).

5.3 신뢰수준 설정의 개선

다수 적용 중인 신뢰수준 60%의 근원은 MIL-STD-690이다. MIL-STD-690D의 1.2 Application 부분에 의하면 해당 규격은 전자 부품이 본질적으로 동일한 설계이고, 지속적인 생산 공정으로 제조되는 경우, 부품 설계 및 제조 공정이 의도된 수명 동안 시간에 따라 고장률이 일정하게 유지되는 제품을 생산하는 경우에 적용할 수 있다 (citation:5). 이러한 조건은 신규 개발하는 무기체계에 적용하기에는 다소 어려운 조건이다 (citation:5).

대안 규격의 신뢰수준 비교 (citation:5):

기준 문서	신뢰수준	비고
MIL-STD-690	60%	전자부품 자격 인증용, 신규 개발에는 부적합
ASTM E3291-21	99%, 95%, 90%, 63.2%	신뢰도 시험 가이드
TOP 1-1-030	최소 80% (유의수준 5%)	미 육군 무기체계 시험 절차
시험평가 실무가이드북	육군 80%, 해군 90%, 공군 95%	군별 적용 기준

5.4 가속계수 설정의 개선

가속계수는 신뢰성시험 수행 시 시험시간을 결정하는 결정적인 계수이다. 과도한 가속계수의 설정은 시험시간은 줄이지만 정확한 열화 현상을 모사하지 못하여 잘못된 결과를 도출할 수 있다 (citation:5).

적절한 가속계수 설정을 위한 Moura 방법이 있다. Moura 방법의 가속계수 추정방법은 하위조립체의 구성품에 대한 가속계수와 고장률을 활용하여 상위조립체의 가속계수를 예측하는 방법이다 (citation:5). 실사업에 적용된 결과, 사용온도(25℃)와 가속온도(65℃)에서 기존 Arrhenius 방법을 적용했을 때보다 Moura 방법을 적용했을 때 가속계수가 낮게 산출되었고, 이에 따라 시험시간은 증가했다 (citation:5).

Arrhenius 방법 적용 시 하위부품의 활성화에너지를 구하기 어렵고 이에 따라 다양한 예측모델을 혼합하여 적용하게 되는데(MIL-HDBK-217F, RIAC-HDBK-217PLUS 등), 이 과정에서 활성화에너지에 대한 예측의 잡음이 발생하여 가속계수가 과도하게 산출될 수 있다 (citation:5). Moura 방법은 현실적인 가속계수를 산출할 수 있는 대안이다.

Moura 방법 적용 사례 (citation:5):

부품명	산출방법	가속계수	시험시간 (시료 수)
반도체 송수신 모듈	Arrhenius	3.35	1,113 (10)
	Moura	2.26	1,052 (20)
안테나 전원공급모듈	Arrhenius	14.78	298 (12)
	Moura	3.05	1,442 (12)

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6. 방사선 내성 평가: TID·SEE·DDD의 국내 인프라

6.1 우주 방사선 환경의 특성

고고도(High Altitude)나 대기권 밖의 우주에서 발생하는 소프트 오류나 단일 이벤트 현상의 평가는 우주 환경에서 관찰되는 중이온, 양성자 이 두 가지의 입자를 중심으로 이루어져야 한다 (citation:8). 일반적으로 우주 방사선 평가는 중이온 평가와 TID 평가를 기준으로 하고 양성자 평가를 차선으로 권장한다 (citation:8).

우주 방사선 평가의 또 다른 필수 평가 항목은 하전 입자에 의한 총 이온화 선량(TID) 효과이다. 이 효과는 양성자, 중이온에 의해서도 발생하지만 감마선을 이용하여 평가하는 것이 효율적이기 때문에 보편적으로 감마선을 이용하여 TID를 평가한다 (citation:8).

6.2 방사선 평가의 중요성

최근 들어 우주, 국방, 원자력, 의료 등 다양한 첨단 산업 분야에서 방사선 환경에 노출되는 전자부품의 수요가 빠르게 증가하고 있다 (citation:8). 특히 우주 분야에서는 인공위성과 발사체에 탑재되는 전자부품이 우주 방사선에 지속적으로 노출되기 때문에 해당 부품들이 방사선 환경에서 안정적으로 동작하는지 검증이 필수적이다 (citation:8).

방사선 평가 인프라는 최근 국내에서 독자적으로 우주 부품을 개발하고, 장기적으로는 수출까지 도모하기 위한 기술주권 확보의 핵심 기반으로 작용한다 (citation:8). 민간 기업 주도의 독자 우주개발 프로젝트가 본격화되면서 고신뢰성 전자부품에 대한 요구는 점점 더 높아지고 있다 (citation:8).

6.3 국내 방사선 평가 인프라

6.3.1 양성자 가속기

KOMAC - 한국원자력연구원 양성자과학연구단 (경상북도 경주) (citation:8)

경주에 위치한 KOMAC은 20MeV와 100MeV의 양성자를 조사할 수 있다.

구분	20MeV	100MeV
Energy [MeV]	20	100
첨두 전류 (mA)	0.1 ~ 20	0.1 ~ 20
Max Beam Duty (%)	24	8
평균 전류 [mA]	0.1 ~ 4.8	0.1 ~ 1.6
최대 빔파워 [kW]	96	160 (citation:8)

KIRAMS - 한국원자력의학원 방사선의학연구소 (서울특별시 노원구) (citation:8)

MC-50 사이클로트론을 이용하여 20~45MeV의 양성자를 조사할 수 있다.

입자	에너지	전류	최대조사면적
양성자	20~40MeV	1nA~20μA	2cm×2cm
중양자	~45MeV	-	30cm×30cm
알파(⁴He)	25~45MeV	~200nA	2cm×2cm (citation:8)

6.3.2 감마선 조사 시설

ARTI - 한국원자력연구원 첨단방사선연구소 (전라북도 정읍) (citation:8)

전라북도 정읍에 위치한 ARTI(방사선융합기술원)은 0.5kCi부터 최대 470kCi 규모의 감마선 조사 설비를 보유하고 있다. Co60에서 방출되는 감마선을 활용하여 농업·생물자원·우주항공·기초과학 연구 등 다양한 분야의 저선량 조사 대상 시료에 대해 정밀한 감마선 조사 서비스를 제공한다 (citation:8).

6.3.3 중이온 가속기

현재 국내에는 반도체 SEE(Single Event Effect) 평가에 적합한 중이온 가속기 인프라가 없다. 이로 인해 우주 및 방사선 환경에서의 전자소자 신뢰성 검증을 위해 해외 가속기 시설을 활용할 수밖에 없는 상황이다 (citation:8).

이를 해결하기 위해 KIST(한국과학기술연구원)는 중이온 가속기 구축을 추진하고 있으며, IBS(기초과학연구원)의 RAON 가속기는 국내 최초의 대형 중이온 가속기로 핵물리 기초 연구는 물론 SEE 평가와 같은 응용 분야에도 활용될 수 있도록 구축되고 있다 (citation:8). 향후 이들 기관의 연구와 시설이 완공되면 국내에서도 독자적인 SEE 시험 수행이 가능해질 것으로 기대된다 (citation:8).

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7. Up-Screening의 핵심 시험: DPA와 CA

7.1 DPA(Destructive Physical Analysis)의 중요성

DPA는 Up-Screening에서 가장 핵심적인 비파괴·파괴 시험의 하나이다. 부품을 절개하여 내부 구조, 재료, 작업 품질을 확인하는 절차로, 외관/마킹, 리드 피니시, 내부 다이 치핑, 오염, 와이어 본딩 품질(힐·넥·인터메탈릭) 등을 평가한다 (citation:7).

DPA를 통해 발견할 수 있는 주요 결함:

결함 유형	발견 방법	영향
와이어 본딩 불량	SEM 분석, 인장 시험	전기적 단선, 고장
다이 크랙	현미경 관찰, CSAM	기능 상실
내부 오염	현미경 관찰	절연 저하, 부식
조립 불량	X-ray, CSAM	열화 가속, 고장
인터메탈릭 성장	단면 분석	본딩 강도 저하

7.2 CA(Construction Analysis)의 역할

CA는 DPA보다 포괄적인 분석으로, 부품의 설계·재료·공정 전반을 분석하여 우주 환경에서의 잠재적 취약점을 식별한다. CA의 결과는 Up-Screening 계획 수립의 기초 데이터로 활용되며, 부품의 열화 메커니즘을 이해하는 데 필수적이다.

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8. 드론 환경시험: 새로운 시험인증 영역

8.1 드론 환경시험의 개요

드론이 노출될 수 있는 환경(온도·강우·풍속 등)에 대해 부품단위부터 체계단위까지 환경 조건을 모사하여 시험을 진행하고 제품에 대한 환경신뢰성을 확인한다 (citation:6).

8.2 드론 환경시험 KOLAS 인정 규격 (citation:6)

규격	시험 항목
ISO 4358:2023	고온 (5.7.1), 저온 (5.7.2), 강우 (5.7.3), 습도 (5.7.4)
IEC 60529 / KS C IEC 60529	방진 (IP1XIP4X), 방수 (IPX3IPX6)

8.3 드론 시험의 특수성

드론은 전통적인 지상 장비와 달리 공중에서 운용되므로, 바람, 비, 온도 변화 등에 대한 동시 노출 시험이 중요하다. 특히 드론의 비행 중 진동은 기체 구조와 전자부품의 피로 수명에 직접적인 영향을 미치며, MIL-STD-810의 테일러링 원칙을 드론 운용 환경에 맞게 적용하는 것이 필요하다.

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9. 의료기기 규제 대응과 시험인증

9.1 2026년 의료기기 규제 대응 세미나

한국의료기기안전정보원에서는 서울 의료기기 전시회(KIMES)를 통해 의료기기 산업계와의 소통을 강화하고 국내 기업의 글로벌 시장 진출 지원을 위하여 「2026 의료기기 규제 대응 세미나 및 제도 설명회」를 개최했다 (citation:11).

이번 행사는 EU MDR 기술문서 심사 기준, MDSAP 요구사항에 따른 준비사항, CE MDR 생물학적 안전성 평가 등 해외 인허가 과정에서 실무자가 실제로 마주하는 핵심 규제 이슈를 중심으로 구성된 실무 중심 세미나로 운영되었다 (citation:11).

9.2 의료기기 시험인증의 주요 규제

규제	시장	핵심 시험 항목
EU MDR	EU	기술문서 심사, 생물학적 안전성, 임상 평가
MDSAP	미국·캐나다·호주·일본·브라질	품질경영시스템 통합 심사
FDA 510(k)	미국	안전·유효성 시험, 상동성 비교
CE MDR 생물학적 안전성	EU	ISO 10993 생체적합성 시험
국내 신고·인증	한국	KC 인증, MFDS 품목 허가

9.3 의료기기 시험과 MIL-STD-810의 연결

의료기기 중 일부 — 특히 군용 의료기기, 야전용 의료 장비, 응급 의료 시스템 등 — 은 MIL-STD-810의 환경시험을 통과해야 한다. 또한 드론 기반 의료 물품 배송 시스템, 원격 의료 IoT 기기 등 새로운 형태의 의료기기에서도 환경 시험의 중요성이 커지고 있다.

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10. 인공지능기본법과 시험인증의 융합

10.1 인공지능기본법의 시행

「인공지능 발전과 신뢰 기반 조성 등에 관한 기본법(인공지능기본법)」이 2025년 1월 21일 제정되어 2026년 1월 22일부터 시행되고 있다 (citation:9). 이 법은 인공지능의 건전한 발전과 신뢰 기반 조성을 통해 국민의 권익과 존엄성을 보호하고 삶의 질 향상과 국가경쟁력 강화를 도모하는 것을 목적으로 한다 (citation:9).

10.2 고영향 AI와 시험인증

인공지능기본법에서 특히 시험인증과 관련이 깊은 조항은 고영향 AI의 기본권 영향 평가(법 제35조)이다 (citation:9). 고영향 AI 시스템의 경우 국민의 생명, 신체의 안전 및 기본권에 중대한 영향을 미칠 수 있으므로, 체계적인 시험·검증이 필수적으로 요구된다.

인공지능기본법의 시험인증 관련 주요 조항 (citation:9):

조항	내용	시험인증 영향
제1조 (목적)	국민 권익 및 존엄성 보호	AI 시스템의 안전성 시험
제3조 (기본원칙)	안전·설명의무	AI 설명가능성 시험
제31조 (투명성 확보)	인공지능 투명성 확보를 위한 표시의무	AI 투명성 검증 시험
제32조 (안전성 확보)	위험관리체계 구축	AI 안전성 시험·검증
제35조 (영향평가)	고영향 AI 기본권 영향 평가	AI 공정성·편향성 시험
제40조·제43조	사실조사 및 과태료 규정	AI 시스템 적합성 평가

10.3 AI 입법 데이터의 확장

한국법제연구원의 연구에 따르면, 2018년도 기준 '인공지능'을 명시하고 있는 법령은 6개에 불과했지만 2024년 10월 7일 기준으로는 64개에 이르고 있으며, 제21대·제22대 국회에서 발의된 법률안은 총 255건이 축적되어 있다 (citation:10). 특히 제22대 국회에서는 확장형 입법 18개, 제한형 입법 21개로, AI 기술의 오·남용 및 사회적 영향에 대비하는 법률안이 다수 발의되며 제한형 입법 데이터가 확장형보다 많아지는 경향이 확인되었다 (citation:10).

10.4 인공지능시스템의 정의와 시험 대상

인공지능기본법에서 인공지능시스템은 다양한 수준의 자율성과 적응성을 가지고 주어진 목표를 위하여 실제 및 가상환경에 영향을 미치는 예측, 추천, 결정 등의 결과물을 추론하는 인공지능 기반 시스템으로 정의된다 (citation:9). 이 정의에 따르면, 인공지능시스템으로 평가되기 위한 최소한의 기준은 ①특정한 목표를 수행, ②자율성, ③적응성, ④추론기능, ⑤인공지능 기반 시스템을 갖추는 것이다 (citation:9).

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11. Up-Screening과 우주 부품 시험의 경제적 분석

11.1 Up-Screening의 비용-편익 분석

구분	우주급 부품 직접 조달	COTS + Up-Screening
부품 단가	매우 높음 (상용 대비 10~100배)	상용 부품가 + Up-Screening 비용
공급 리스크	제한적 공급망, 장기 리드타임	상용 공급망 활용 가능
시험 비용	제조사가 이미 검증 완료	Up-Screening 비용 별도 발생
총 비용	부품당 매우 높음	부품당 중간 수준
납기	6~18개월	상용 즉시 + Up-Screening 2~6개월
위험 관리	제조사 보증에 의존	자체 시험으로 위험 정량화

11.2 우리나라는 뉴 스페이스 시대의 COTS 활용

SpaceX Starlink, Amazon Kuiper 등 뉴 스페이스 프로젝트에서는 COTS 부품의 적극적 활용과 통계적 품질 관리를 통해 위성의 대량 생산·배치를 실현하고 있다. 우리나라도 초소형·중형·군집형 위성체계를 통한 고빈도 지구관측 역량 확보를 추진하고 있어, COTS Up-Screening의 수요가 급증할 전망이다.

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12. KOLAS-SR-024와 국방 시험기관 인정

12.1 국방 분야 시험기관 인정의 특수성

한국인정기구(KOLAS)는 국방(방산)분야의 특수성과 국방(방산)분야 시험결과의 활용목적의 중요성을 고려하여, KOLAS 시험기관 인정제도가 허락하는 범위 내에서 해당 분야 평가의 명확성을 제공할 목적으로 KOLAS-SR-024를 고시했다 (citation:4).

이 추가기술요건은 KS Q ISO/IEC 17025의 일반적인 요건과 더불어 충족시켜야 할 기준이며, '국방(방산)분야 시험기관'으로 인정신청 할 수 있는 조직은 국군조직법에 소속된 조직, 국방부 소속기관, 방산업체, 국방기술품질원, 국방과학연구소 등이다 (citation:4).

12.2 적용대상 시험의 범위

KOLAS-SR-024가 평가 및 인정기준으로 적용되는 경우는 '국방(방산)분야 시험기관'이 수행하는 일반의뢰시험, 양산품에 대한 시험 및/또는 개발시험평가(DT&E)이며, 운용시험평가(OT&E)는 적용대상이 아니다. 다만, 운용시험평가 중 Test Item이 무기체계의 재료, 부품, 구성품, 조립부분품, 형상품목, 하부시스템인 경우 또는 DT&E와 OT&E의 통합시험 항목의 경우는 적용할 수 있다 (citation:4).

12.3 MIL-HDBK-781

KOLAS-SR-024의 인용표준에는 MIL-HDBK-781(Reliability test methods, plans, and environments for engineering, development, qualification, and production)이 포함되어 있다. 이 규격은 무기체계의 신뢰성 시험 방법, 계획, 환경을 규정한 것으로, 국방 시험기관이 충족시켜야 할 핵심 기준이다.

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13. Up-Screening 관련 국제 규격 종합

13.1 우주 부품 시험 관련 규격

규격	내용	Up-Screening 관련성
ECSS-Q-ST-60C	우주 제품 보증 — 전기·전자 부품	우주급 부품 선정·시험 기준
MIL-PRF-38535	IC의 성능 규격 (QML)	우주급 IC 인증 기준
MIL-PRF-19500	반도체 소자의 성능 규격	우주급 반도체 인증
MIL-STD-883	미세전자 시험 방법	DPA, Burn-in, 환경 시험
MIL-STD-810	환경 시험 방법	기계적·기후적 시험
MIL-HDBK-217	전자부품 신뢰성 예측	고장률 예측 모델
JEDEC JESD22	전자부품 시험 규격	온도사이클, 충격, 진동
ESCC 9000 시리즈	ESA 부품 시험 규격	유럽 우주급 부품 시험
NASA EEE-INST-002	NASA 전자부품 설치 지침	NASA Up-Screening 가이드

13.2 방사선 시험 관련 규격

규격	내용
MIL-STD-883 Method 1019	TID 시험 (Co-60 감마선)
MIL-STD-883 Method 1020	Dose Rate 시험
ESCC No. 25100	TID 시험 (ESA 기준)
JEDEC JESD57	SEE 시험 절차
ASTM F1192	SEE 시험 가이드

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14. 기업의 실전 대응 전략

14.1 Up-Screening 도입 로드맵

[1단계: 요구사항 정의]
  → 임무 환경 프로파일 정의 (방사선, 온도, 진동, 충격 등)
  → COTS 부품 후보 리스트 작성
  → Up-Screening 계획서 수립 (시험 항목, 조건, 샘플 수, 합부 기준)
         ↓
[2단계: 부품 데이터 수집]
  → 데이터시트, 제조공정, 등급(AEC-Q 등), 신뢰성 리포트 수집
  → 공급 안정성 평가
  → 부품별 Up-Screening 항목 결정
         ↓
[3단계: 비파괴·환경 스크리닝]
  → 외관 검사, X-ray, CSAM, 전기 특성 측정
  → 온도사이클, 번인, 진동, 충격 시험
  → 초기 불량 부품 제거
         ↓
[4단계: 방사선 평가]
  → TID 시험 (감마선, KOMAC/ARTI 등 국내 시설 활용)
  → SEE 시험 (중이온, 현재 해외 시설 또는 RAON 활용)
  → DDD 시험 (양성자, KOMAC/KIRAMS 활용)
         ↓
[5단계: DPA·LAT]
  → 로트 승인 시험 (전기·환경)
  → DPA로 내부 구조·공정 결함 확인
  → 시험 리포트 작성
         ↓
[6단계: 시스템 통합·검증]
  → Up-Screening 완료 부품의 시스템 통합
  → MIL-STD-810 환경시험 (KOLAS 공인시험소 활용)
  → 최종 신뢰성 검증

14.2 비용 절감 전략

전략	내용	효과
국내 방사선 시설 활용	KOMAC, ARTI, KIRAMS 등 국내 시설	해외 시험 비용·시간 절감 (citation:8)
KOLAS 공인시험소 활용	KTR 등 38개 KOLAS 인정 시험소 (citation:4)	시험 성적서의 국제 통용
국방 시험 R&D 지원	국방기술품질원 기술지원	시험 설계 전문성 확보
Up-Screening 통합 패키지	CA·DPA·기계시험·방사선시험 일괄 수행	시험 관리 효율화 (citation:7)
표준 부품 라이브러리 구축	검증된 COTS 부품 데이터베이스	재시험 비용 절감

14.3 분야별 Up-Screening 우선순위

분야	최우선 시험	차선	비고
위성 전자부품	TID + SEE (citation:8)	DPA + 번인	가장 높은 방사선 노출
발사체 전자부품	진동 + 충격	TID	짧은 임무 시간
국방 장비	MIL-STD-810 환경시험 (citation:4)	진동·충격 (citation:3)	실측 데이터 기반 프로파일
드론	ISO 4358 환경시험 (citation:6)	IP 시험 (방진·방수)	공중 운용 특성
의료기기	EU MDR 적합성 (citation:11)	생물학적 안전성	글로벌 규제 대응

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15. Up-Screening의 미래 전망

15.1 RAON 가속기와 국내 SEE 시험의 자립

현재 해외에 의존하고 있는 SEE 시험이 IBS RAON 가속기의 완공 이후 국내에서 독자적으로 수행 가능해지면 (citation:8), Up-Screening의 전체 프로세스가 국내에서 완결될 수 있다. 이는 시험 비용·시간의 대폭적 절감, 기술 유출 위험의 최소화, 시험 데이터의 축적·활용 촉진 등 큰 효과를 가져올 전망이다.

15.2 AI 기반 Up-Screening

AI가 Up-Screening의 각 단계에 도입되면, 다음과 같은 변화가 예상된다:

AI 적용 분야	내용
부품 선정 최적화	AI가 부품 데이터베이스를 분석하여 최적 COTS 부품 추천
DPA 이미지 분석	AI 비전으로 내부 결함 자동 검출
방사선 데이터 분석	TID·SEE 시험 데이터의 AI 기반 패턴 분석
신뢰성 예측	Up-Screening 데이터 기반 잔여 수명 예측
시험 계획 최적화	AI가 시험 조건·샘플 수를 최적화

15.3 표준화의 발전

Up-Screening의 방법론이 표준화되면, 각 기관·기업이 자체적으로 수행하는 Up-Screening의 결과가 상호 인정될 수 있는 기반이 마련된다. ESA의 ECSS 체계, NASA의 EEE-INST-002 등이 이미 Up-Screening 가이드를 제공하고 있으며, 우리나라도 국방·우주 분야의 Up-Screening 표준을 체계적으로 정립할 필요가 있다.

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16. 결론: 상용 부품의 한계를 뛰어넘는 시험인증의 힘

우주급 부품이 부족한 시대, Up-Screening은 상용 부품의 한계를 뛰어넘어 고신뢰성 영역에서의 사용을 가능하게 하는 핵심 방법론이다 (citation:7). CA·DPA·기계시험·신뢰성시험·방사선시험의 체계적 절차를 통해 COTS 부품의 위험을 정량화하고 관리하는 것이 Up-Screening의 본질이다.

MIL-STD-810 환경시험은 국방·우주 시험인증의 핵심 규격이며 (citation:4)(citation:6), 테일러링을 통해 실제 운용환경에 맞는 시험 조건을 설계하는 것이 중요하다. 국방신뢰성연구센터의 야전운용 데이터 수집장치 (citation:3)와 Moura 방법 기반 가속계수 산출 (citation:5)은 이 테일러링을 실현하는 구체적 도구이다.

방사선 내성 평가의 국내 인프라는 KOMAC, KIRAMS, ARTI 등이 양성자·감마선 분야를 커버하고 있으나 (citation:8), SEE 평가를 위한 중이온 가속기는 현재 부재하며 RAON 가속기의 완공이 기대되는 상황이다.

의료기기 분야에서는 EU MDR, MDSAP 등 글로벌 규제 대응이 새로운 시험인증 수요를 창출하고 있으며 (citation:11), 인공지능기본법의 시행은 AI 시스템의 시험인증이라는 완전히 새로운 영역을 열었다 (citation:9)(citation:10).

COTS 부품에서 우주급·방산급 신뢰성까지 — Up-Screening과 방사선 시험은 그 간극을 메우는 과학적 방법론이자, 대한민국 우주·항공·방위 산업의 국제 경쟁력을 뒷받침하는 핵심 시험인증 인프라이다.

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참고 자료 및 출처

번호	출처	URL
3	국방기술품질원 국방신뢰성연구센터 야전운용 데이터 수집장치	https://www.dtaq.kr
4	KTR 전기전자에너지연구소 국방산업팀 - 무기체계시험평가 환경시험	https://www.ktr.or.kr
5	국방기술품질원 국방신뢰성연구센터 - 핵심부품·구성품 신뢰성시험 발전방안	https://www.dtaq.kr
6	KCL 군수품 기후환경 시험평가	https://www.kcl.re.kr
7	QRT Up-Screening 서비스	https://www.laser2cots.com
8	QRT 방사선 내성 평가 - 국내 방사선 인프라	https://www.laser2cots.com
9	한국소비자원 소비자정책동향 제145호 - 인공지능기본법	https://www.kca.go.kr
10	한국법제연구원 - AI 활용과 대응을 위한 입법분야 조사 연구	https://www.klri.re.kr
11	한국의료기기안전정보원 - 2026년 의료기기 규제 대응 세미나	https://www.nids.or.kr
-	MIL-STD-810H (환경 시험 방법)	https://quicksearch.dla.mil
-	MIL-STD-883 (미세전자 시험 방법)	https://quicksearch.dla.mil
-	MIL-HDBK-781 (신뢰성 시험)	https://quicksearch.dla.mil
-	ECSS-Q-ST-60C (ESA 부품 규격)	https://ecss.nl
-	MIL-PRF-38535 (IC QML)	https://quicksearch.dla.mil
-	JEDEC Standards	https://www.jedec.org
-	ISO 4358 (드론 환경시험)	https://www.iso.org
-	KOLAS 한국인정기구	https://www.knab.go.kr
-	KOMAC 양성자과학연구단	https://komac.kaeri.re.kr
-	ARTI 첨단방사선연구소	https://www.kaeri.re.kr

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