한국수자원공사가 반도체 산업의 기초인 ‘초순수(超純水)’ 생산 기술 국산화를 위해 대대적인 투자 확대에 나선다. 수공은 초기 연구개발(R&D)에서 상용화·유지 보수에 이르기까지 초순수 전 분야에서 기술 혁신을 주도해 세계 1위 일본을 따라잡는다는 목표를 세웠다. 수공은 오는 2025년까지 초순수 설계 기술을 100% 국산화하고 하루 2,400톤의 초순수를 생산할 플랜트를 건설할 계획이다.
1일 환경부 등 관계 기관에 따르면 수공은 2025년까지 ‘초순수 기술 자립화’를 달성한다는 목표를 수립하고 환경부와 ‘고순도 공업 용수 생산 공정 국산화 기술 개발’을 추진하기로 했다. R&D 기능 등을 총망라한 ‘K반도체 초순수 플랫폼’도 구축할 계획이다.
초순수는 오염물질이 거의 없는 극한의 순수에 가까운 물이다. 반도체 및 2차전지, 바이오 분야의 핵심 소재로 쓰이는데 특히 ㎚(나노미터·10억분의 1m)급 초미세 공정이 필요한 반도체 생산에서 초순수가 없다면 공장 가동이 중단될 정도다. 반도체 생산은 웨이퍼 등을 물로 세정해야 하는 공정이 많은데 이때 물에 불순물이 많이 섞여 있거나 전기 전도도가 높으면 제품을 만들기 어렵고 완성품이 나와도 불량률이 높아진다.
음료수 제조나 일반 제품 가공에 쓰이는 ‘저순수’의 유기물 농도는 1~5ppm 정도인데 반도제 제조에 사용되는 초순수의 유기 탄소량 농도는 0.01ppm(㎎/ℓ) 이하여서 초순수 생산은 엄청난 기술력이 필요하다. 또 초순수는 생산뿐 아니라 저장 과정에서도 이산화탄소와 반응해 물의 성질이 달라질 수 있으므로 별도의 첨단 저장·운반 기술이 필요하다.
반도체 분야에서 미세 공정 경쟁이 불꽃을 튀면서 초순수의 시장 규모는 매년 커지고 있다. 글로벌워터인텔리전스(GWI)에 따르면 초순수 시장은 2024년 24조 원으로 확대되고 국내 시장도 1조 4,000억 원 규모로 커져 지난해(1조 1,000억 원)보다 30% 이상 성장할 것으로 전망된다.
수공이 초순수 개발의 총대를 멘 데는 공공재 성격인 물의 특성상 공기업이 주도권을 발휘할 수밖에 없는 시장 환경이 있다. 일본은 지난 1980년대 통상산업성(현 경제산업성)이 앞장서 ‘반도체기반기술연구회’를 통해 초순수 기술을 집중 개발한 뒤 세계 1위의 기술력을 지금도 보유하고 있다. 이스라엘과 싱가포르도 각각 우리나라의 수자원공사 격인 ‘메코로트’와 ‘PUB’가 물 산업 경쟁력 향상을 주도하고 있다. 국내 기업 중 일부가 소규모 초순수 기술을 갖고 있지만 신뢰도 문제 등이 종종 제기되는 실정이다. 수공의 한 관계자는 “초순수 등 물 산업은 막대한 초기 비용과 기술력이 필요해 자칫 외국 자본과 기술에 잠식될 우려가 있다” 면서 “수공이 함대를 이끄는 일종의 ‘플래그십’ 기능을 수행할 수밖에 없는 상황”이라고 말했다.
수공은 10여 년 전부터 초순수 기술 개발을 시작해 기술력을 어느 정도 갖고 있다. 2013년 하루에 25㎥의 초순수를 생산할 수 있는 파일럿플랜트를 구축했으며 관련 특허도 3개를 확보해놓았다. 수공은 확보한 기술력과 자산을 바탕으로 2025년까지 초순수 설계 기술을 100% 국산화하고 시공 기술은 국산화율을 60%까지 끌어올릴 계획이다. 또 하루 2,400톤의 초순수를 생산할 실증 플랜트를 반도체 공급 업체에 설치한다는 목표 아래 구체적인 대상지를 연내 확정할 예정이다.
박재현 수공 사장은 “물과 관련해 국민들에게 토털솔루션을 제공하는 ‘물 플랫폼’ 기업으로 거듭나는 것이 목표”라며 “초순수 산업에서 새로운 가치 사슬을 구축해 한국 반도체 산업의 성장을 위한 디딤돌이 되겠다”고 강조했다.
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