[칩포메이션]'반도체 생명수' 자립 이끌 SK실트론

구미2공장에 초순수 실증플랜트 시설 착공
산·학·연·관 협의체와 '초순수 국산화' 앞장
글로벌 초순수 시장 2024년 '23조' 전망

[아시아경제 한예주 기자] 반도체 생산을 위한 핵심 소재, 초순수(超純水·Ultra pure water). SK그룹의 웨이퍼 제조 회사 SK실트론이 산·학·연·관 협의체와 초순수 실증플랜트 시설을 착공하는 등 기술 자립 작업에 나서 주목을 받고 있다.

초순수란 일반적인 물 속의 무기질, 미립자, 박테리아, 미생물, 용존 가스 등을 제거한 고도로 정제된 물을 말한다. 물속에 포함된 불순물(전해질·미생물·생균·미립자 등)과 이온 등을 제거해 물 분자만 존재하는, 이론적인 순수에 가장 근접한 물이다. 반도체 공정에서 수많은 공정 전후에 진행되는 세정 작업에 쓴다. 특히, 반도체 집적회로인 실리콘 원판 웨이퍼의 식각 후 세척, 연마, 절단 등 공정에 필수적이다. 6인치 웨이퍼를 하나 깎아내는 데 사용하는 초순수는 1t 이상이라고 한다.

문제는 초순수 생산 기술을 해외 업체들이 사실상 독점하고 있다는 것이다. 현재 초순수 관련 글로벌 특허의 절반 이상을 일본이 보유하고 있다. 초순수 생산시설 설계의 경우 일본기업인 쿠리타, 노무라가 국내 시장 100%를 점유하고 있다. 시공·운영도 다국적 기업인 베올리아, 쿠리타 등이 시장 대부분을 차지하고 있다. 국내업체도 초순수 관련 일부 기술을 보유하고 있지만, 20~30개의 복잡한 정수 과정을 거쳐야 하는 만큼 상용화에 어려움을 겪고 있다. 초순수의 무기화를 방지하고, 반도체 산업을 비롯한 화학과 제철, 제약산업 등의 안정적 발전을 위해 초순수 기술 자립화를 이뤄야 한다는 주장이 나오는 것은 자연스러운 수순이었다.

정부의 '초순수 국산화' 특명은 국내 반도체 공급 중심지를 목표로 하고 있는 구미시에게 돌아갔다. 구미국가산업단지 내에는 SK 실트론, 매그나칩 반도체, ㈜원익큐엔씨 등 반도체 소재·부품·장비 관련 기업 123개가 모여 있어 클러스터 구축에 유리해서다. 구미에 뿌리를 둔 SK실트론은 시와의 기술 협력을 통해 국내 반도체 산업 경쟁력을 한단계 끌어 올릴 준비를 하고 있다.

사실 SK실트론은 SK그룹의 반도체 가치사슬에서도 없어서는 안 될 핵심 퍼즐과 같은 역할을 하고 있다. SK그룹은 2012년 하이닉스 인수 이후, SK머티리얼즈, SK트리켐, SK쇼와덴코 설립, SK실트론 인수를 함으로서 반도체 수직 계열화를 추진하고 있다. 계열사들 사이 시너지를 내는 밸류체인을 구축함으로써 반도체 기술을 강화하고 필요한 소재를 적기에 개발해 차세대 반도체 시장에 선제적으로 대응하기 위함이다.

LG그룹 계열사였던 실트론은 2017년 SK그룹이 인수한 후 실리콘웨이퍼 제조에서 세계 3위의 경쟁력을 가진 강자로 성장했다. 2014년 연간 영업손실 348억원을 기록했던 회사는 몇 년간의 반도체 호황기 영향과 환율 상승 효과로 최근 호실적을 기록 중이다. 올해 SK실트론의 3분기 누적 기준 매출액은 1조7825억원, 영업이익은 4341억원이다. 매출액은 지난해 같은 기간 1조3379억원보다 33% 늘었고 영업이익은 1967억원에서 120% 급증했다.

초순수 기술을 확보하면 SK실트론은 물산업에서도 경쟁력을 키워갈 것으로 보인다. 특히, 이 기술을 활용하면 반도체 생산 공정에서 발생한 폐수를 정화해 산업용수로 재활용할 수 있어 환경문제 해결에도 도움이 될 예정이다. 초순수 분야의 세계 시장은 오는 2024년 23조원 규모로 성장할 전망이다. 세계 반도체용 초순수 시장 규모는 5조원, 국내 시장 규모도 1조5000억원에 달한다.

SK실트론은 구미2공장에 하루 2400㎥ 규모 초순수 생산 실증 설비를 구축하고, 핵심 운영기술 국산화 수준을 2025년까지 전체 공정의 약 60%수준으로 끌어올린다는 목표를 세웠다. 또한 ▲초 저농도 유기물 제거용 자외선 산화 장치 ▲초 저농도 용존산소 제거용 탈기막 ▲고순도 공업용수 설계, 시공, 운영, 통합 기술 등 고순도 공업용수 전반에 걸친 국산화 연구를 수행할 방침이다.