삼성·SK, 반도체 희귀가스 국산화 팔 걷었다

반도체용 희귀가스 국산 개발·재활용 통해 안정적 공급 체계 구축

(지디넷코리아=유혜진 기자)삼성과 SK 등 국내 대표 반도체 기업이 공정에 필요한 희귀가스 국산화에 발 벗고 나서고 있다.

희귀 가스는 공기 중 극소량이고 양산하기 어려운데다 몇몇 나라에서만 생산돼 지정학적으로 위협되면 공급받기 힘들 수 있다. 가격도 치솟는다. 러시아와 우크라이나 전쟁이 장기화되면서 이들 지역에 풍부한 천연 자원을 공급받기 점점 더 어려워지고 있다.

21일 산업계에 따르면 SK머티리얼즈의 자회사 SK머티리얼즈 에어플러스는 지난 16일 서울 종로구 SK머티리얼즈 사옥에서 미국 산업 가스 재활용 기업 아렌시비아와 합작회사를 설립하는 업무협약(MOU)을 맺었다. SK머티리얼즈 에어플러스가 합작회사를 운영하고, 아렌시비아는 공정과 설계를 맡는다. 공정에서 배출되는 가스를 분석해 필요한 희귀 가스만 뽑아내는 방식으로 재활용한다.

브랜트 프리소라 아렌시비아 사장(왼쪽)과 오종진 SK머티리얼즈 에어플러스 대표가 16일 서울 종로구 SK머티리얼즈 사옥에서 업무협약을 맺고 기념 사진을 찍고 있다.(사진= SK머티리얼즈)

SK하이닉스는 지난 4월부터 반도체 노광 공정에 국산 네온(Ne) 가스를 쓰고 있다. 네온 사용량의 40%를 국산으로 대체했다. 2024년부터는 국산 네온만 쓰기로 했다. 포스코에서 국산 네온을 생산하고 TEMC가 가공해 SK하이닉스에 공급한다. TEMC·포스코의 기존 설비로 네온을 만들었다. 공기에 조금 있는 네온을 채취하려면 대규모 공기 분리 장치(ASU플랜트)가 필요해 초기 투자 비용이 많이 든다. 이렇게 만든 국산 네온을 SK하이닉스가 검증했다. 네온은 반도체 노광 공정에 쓰는 레이저 가스의 주요 재료다. 이 가스 성분의 95%가 네온이지만 이는 공기 중에 0.00182%밖에 없는 희귀 자원이라고 SK하이닉스는 소개했다.

SK하이닉스는 내년 6월까지 식각 공정에 쓰는 크립톤(Kr)과 제논(Xe) 가스도 국산화하기로 했다. 식각 공정은 노광 공정으로 반도체 실리콘 원판(Wafer·웨이퍼) 위에 새긴 회로 밖 필요없는 부분을 깎아내는 공정이다.

반도체 생산 노광 공정에 쓰는 네온 가스(그림=SK하이닉스)

삼성전자도 포스코와 반도체용 제논 가스 사업 협력을 위한 양해각서를 체결했다. 2024년부터 포스코로부터 제논 가스를 받기로 했다.

이들 회사는 국내에서 희귀 가스를 포집·정제·재투입하면 반도체·디스플레이 기업이 저렴하고 안정적으로 공급받을 수 있다고 입을 모았다.

삼성전자는 세계적으로 공급망 문제가 두드러졌다며 반도체 핵심 소재를 국산화해 공급망을 넓히기로 했다. SK하이닉스는 수급 불안 요소를 미리 없애기 위해 협력사와 손잡았다고 설명했다.

오종진 SK머티리얼즈 에어플러스 대표는 지난주 아렌시비아와 MOU를 맺고 “희귀 가스는 수급이 불안정하고 가격이 심하게 변한다”며 “아렌시비아와 손잡고 국내를 넘어 세계 가스 재활용 사업을 이끌겠다”고 말했다.

유혜진 기자(langchemist@zdnet.co.kr)