반도체 생산의 핵심 '물'…한파·가뭄에 물 부족 시달리는 삼성·TSMC

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[아시아경제 정현진 기자] 전 세계 반도체 대란이 끝날 기미를 보이지 않고 있다. 지난해부터 시작된 반도체 수요 급증으로 가뜩이나 공급이 부족한 상황에서 미국 한파, 대만 가뭄 등 자연재해까지 반도체 업계를 뒤흔들고 있다. 최근에는 반도체 제조 공정에 핵심인 물까지 부족해 삼성전자, 대만 TSMC 등이 공장 가동에 타격을 입고 있다.

27일 주요 외신 등에 따르면 삼성전자의 미국 오스틴 반도체 공장은 지난 16일 이후 이날까지 가동을 멈춘 상태다. 오스틴에 불어닥친 한파와 폭설로 인해 전력 공급이 중단되면서 공장 가동을 멈추게 됐고 이후엔 물 공급 중단이라는 또 하나의 악재가 겹치게 됐다. 지역 하천과 수도망 등이 얼면서 물 부족 사태가 발생해 복구에 시일이 다소 걸릴 것으로 예상된다.

세계 파운드리 업계 1위 TSMC도 대만에 불어닥친 가뭄 여파에 물 공급이 어려운 상황이다. 지난 23일부터 대만 북부 신주 등에 있는 주력 공장에 물탱크 트럭까지 동원해 반도체 생산에 필요한 공업용수를 대고 있다. TSMC 관계자는 일본 니혼게이자이신문에 "앞으로 물 부족이 더욱 심화되는 상황까지 감안해 (긴급대책을) 시작했다"고 설명했다. TSMC가 물탱크 트럭까지 동원해 물을 공급하는 건 2015년 이후 5년 만이다.

물은 반도체 제조공정에 있어 필수요소다. 관련 업계에 따르면 수많은 반도체 공정 전후로 이뤄지는 세정 작업에 물이 주로 사용되며, 반도체 원재료인 웨이퍼를 깎고 부스러기를 씻어내거나 각종 화학물을 제거하는 과정 등에 쓰인다. 이때 일반적인 물 속에 있는 무기질, 미립자, 박테리아, 미생물, 용존 가스 등을 제거한 고도로 정제된 물인 '초순수(UPW)'를 사용하게 된다.

반도체 제조 공정에 이처럼 고도로 정제된 초순수를 사용하는 이유는 그만큼 반도체가 미세한 먼지에도 민감하게 반응해 남아있는 작은 입자 하나에도 오류가 발생할 수 있기 때문이다. 이에 초순수를 사용해 세정하는 과정을 거치면서 청정도를 확보하고 반도체의 불량을 최소화하면서 생산성을 향상시키게 된다는 것이 업계의 설명이다.

이를 위해서는 반도체 공정에 필요한 수질과 수량을 관리하는 것이 중요하다. TSMC 대만 반도체 공장의 경우 하루에 20만t에 가까운 물을 사용할 정도로 막대한 양이 필요한 만큼 수질과 수량 모두 관리가 필요한 것이다. 이를 위해 일반적으로 반도체 사업장은 용수 공급이 수월하게 이뤄지는 곳에 자리를 잡는다. 이 외에도 반도체 제조업체들은 공정·설비에서 배출되는 폐수를 처리하는 폐수 관리와 효과적인 용수 확보를 위한 재활용 등을 통해 물을 관리한다.

정현진 기자 jhj48@asiae.co.kr