[초순수 국산화](상) "반도체 강국? 이 물 없으면 공염불"
수요 지속 증가세…국내 설계 분야 일본 기업이 100% 점유
수자원공, 기술 자립 산파 역할…"3년 내 60%까지 국산화"
[※편집자 주 = 반도체 생산을 위한 핵심 소재인 '초순수'(Ultra Pure Water)는 그 중요성에도 불구하고 외국 기업, 특히 일본에 대한 의존도가 높습니다. 우리나라 경제의 핵심으로 꼽히는 반도체 산업 성장을 위해서는 초순수 기술 자립화가 필수적이라고 업계에서는 입을 모읍니다. 연합뉴스는 '초순수 국산화' 필요성과 진행상황, 해결해야 할 과제를 상·하로 나눠 송고합니다.]
복잡한 설비 지나 얻을 수 있는 '초순수'
"이 물이 없으면 반도체도 없습니다." 한국수자원공사 이경혁 박사(수석연구원)에게는 대전 K-water(한국수자원공사 영문 명칭) 연구원 지하에 있는 3차원 미로 같은 설비들의 움직임이 손금처럼 훤하다.
30여개 장비들이 복잡하게 얽혀 있는 이 설비의 끝에는 물이 한 방울씩 똑똑 떨어지는 밸브가 달려 있다. 각종 여과장치와 작지 않은 규모의 삼투막 장비 등을 이리저리 거쳐야 하는 노력에 비해 얻을 수 있는 물의 양은 많지 않다. 아무런 설명이 없으면 여느 수돗물과 차별성도 없어 보였다.
지난달 연구원에서 만난 이경혁 박사는 "이 물이 전 세계적으로도 일부 국가만 생산할 수 있는 초순수"라며 "미생물과 중금속, 유기물, 용존산소 등 거의 모든 불순물을 제거한 물로, 다양한 수처리 공정을 조합해야만 얻을 수 있다"고 소개했다. 초순수(超純水·Ultra Pure Water)는 현재 우리나라가 국산화를 위해 안간힘을 쓰는 공업용수다.
'반도체의 생명수'라고도 불릴 만큼 반도체 공정에 필수이기 때문이다. 특히, 웨이퍼를 씻어내려면 초순수 말고는 대안이 없다. 12인치 반도체 웨이퍼 한 장을 만드는 데 7t 정도의 초순수가 필요하다. 제조 공정에 많은 양의 초순수가 필요하다 보니 반도체 공장 단지마다 생산시설을 따로 갖추고 있다.
그런데 이 초순수 공정 설계 분야에서 우리 기업의 시장 점유율은 '제로'이다. 최고 기술력을 보유한 국가는 일본이다. 일본 기업들이 우리나라 시장을 100% 점유하고 있다. 실제 우리나라에서 초순수 때문에 가슴을 쓸어내린 사례가 있다.
2019년 일본이 반도체 소재에 대한 수출규제에 이어 우리나라를 화이트 리스트(백색 국가)에서 제외하면서 초순수 확보에 문제가 생길 수 있다는 우려가 제기됐다. 이 박사는 "초순수는 반도체뿐 아니라 발전, 제약, 화학, 제철, 디스플레이 등 다양한 분야에서 사용된다"며 "초순수 공급에 문제가 생기면 각종 산업에서 대규모 피해가 생길 것"이라고 말했다.
업계에서는 '반도체 강국'이라는 미명 뒤에 가려진 초순수 외국 의존도를 이제는 점차 낮춰, 궁극적으로 국산화해야 한다고 보고 있다. 2013년부터 자체적으로 하루 25㎥ 규모 반도체용 초순수 생산 파일럿 플랜트를 구축한 한국수자원공사가 주목받는 것은 이 때문이다.
글로벌 반도체 수요와 맞물려 초순수 수요도 늘고 있는데, 글로벌 물 사업 조사기관(GWI)은 2020년 21조원대였던 초순수 시장 규모는 2024년 23조원에 달할 것으로 예측했다. 실증화 기술을 축적하며 관련 특허까지 출원한 수자원공사는 국내 기업과 함께 환경부 주관 고순도 공업용수 설계·시공·운영 통합 국산화 기술 개발 사업 연구기관으로 선정돼 관련 기술 확보에 나서고 있다.
SK실트론 경북 구미2공장에 하루 2천400㎥ 규모 초순수 생산 실증 설비를 구축해 핵심 운영기술 국산화 수준을 2025년까지 전체 공정의 약 60% 수준까지 끌어올리는 게 목표다. 탁세완 한국수자원공사 대체수자원처장은 "반도체 생산기업에 중단 없이 안정적으로 용수를 제공할 수 있도록 기술력을 확보하고 있다"며 "초순수 분야별 국내 기업과의 가치체계 구축을 통해 국가 경제발전에도 이바지할 수 있다고 확신한다"고 강조했다.
[연합뉴스 제공]
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