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[영상] 3M 식각공정 냉매, 2025년 생산 중단...반도체 업계에 미칠 파장은
[영상] 3M 식각공정 냉매, 2025년 생산 중단...반도체 업계에 미칠 파장은
  • 장현민 PD
  • 승인 2023.01.30 10:02
  • 댓글 0
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<자막원문>
  • 진행 : 디일렉 한주엽 대표
  • 출연 : 디일렉 이수환 전문기자
 
-이번 주제는 제가 주로 얘기를 할 겁니다. 반도체 냉매에 관련된 얘기인데요. 냉매라는 게 여기저기에 많이 쓰이죠. 냉장고에도 있고요. “자동차에도 있죠.” -냉매가 에어컨에도 들어가고 하는데, 3M이라는 회사는 우리가 잘 아는 회사죠. 포스트잇 같이 우리가 일상생활에서 사용하는 것 등등을 만드는 곳입니다. “세계적인 글로벌 화학기업이죠.” -3M이 2022년 12월 20일에 중대 발표를 했어요. "2025년 말까지 PFAS 제조를 철수한다"는 건데요. 3년 남은 겁니다. 지금 2023년이니까요. 거기에는 모든 불소 중합체 불소화 유체를 포함해서 제조를 하지 않겠다, 2025년 말까지 철수하겠다라고 했어요. 오늘 촬영 날짜가 1월 26일입니다. 어제 저녁에 실적도 안 좋고 그러니까 2,500명 감원하겠다는 얘기도 했어요. “외국기업들이 (감원) 할 때는 확 하죠.” -PFAS라는 물질이 적지 않은 매출을 올렸던 사업인데요. PFAS가 뭐냐면 우리 말로는 과불화화합물(PFAS)입니다. 불소하고 탄소가 결합돼 있는 화학물질인데, 영어로는 PFAS(per- and polyfluoroalkyl substance) 물질입니다. 어렵죠. 특징을 보면 물과 기름에 쉽게 오염이 되지 않고 열에도 강하다고 합니다. 우리가 종이컵 같은 데 보면 방수코팅하는 코팅제 등에 쓰이죠. “코팅이 살짝 보이죠.” -코팅제라든지 가죽 표면제라든지 기타 치실이라든지 하여튼 불소 들어간 단단한 물질인데요. 오래 가는 단단한 물질에는 이 PFAS 물질이 많이 쓰인다고 합니다. 저도 이번에 조사하면서 알았지만 굉장히 오래전에 발명이 되어서 굉장히 다양한 용도로 활용이 되고 있고 3M이 이 시장의 강자입니다. 3M이 1940년에 이미 1940년대에 불소 가스를 활용한 원자 연구를 계속했는데, 그 연구를 계속하면서 아까 얘기했다시피 불소하고 탄소를 결합해서 굉장히 내구성이 높은 PFAS 물질을 만들어냈어요. 이게 쉽게 오염이 되지 않고 열에도 강하니까 굉장히 많은 산업 영역에 활용이 됐는데요. 그게 또 장점일 수도 있지만, 환경적으로는 분해가 잘 안 되기 때문에 해외에서는 'Forever Chemicals(영원한 화학물질)'이라고 합니다. 버려도 계속 보존된다는 얘기거든요. “계속 떠돌아다니면서 다른 화합물하고 화학 반응을 일으킨다거나, 탄소 기반들이 그렇지만 이게 결국에는 온실가스랑도 직접적인 관련이 있죠.” -산업계에 계신 분들은 이런 환경적인 얘기에 대해서 얘기하면 굉장히 경기를 또 일으키는 분들도 있을 텐데요. 어쨌든 나온 얘기들만 저희가 보면, 작년 4월에 뉴스를 보면 3M이 반도체 공정용 쿨런트(Coolant), 냉매인데 그 생산공장이 큰 게 벨기에에 있습니다. 그걸 생산 중단하겠다고 해요. 아마 그쪽 주변에서 환경에 대한 여러 가지 목소리들이 있으니까요. 생산 중단이 되어서 반도체 쪽 냉매가 없어서 큰일 났다고 했었습니다. 이게 반도체 공정에도 쓰이거든요. 근데 냉매가 없으면 큰일 났다라는 얘기들이 한참 나왔는데, 3M이 지역사회에 공헌하고 하면서 또 가까스로 생산을 다시 재개를 했어요. 그러면서 그 뉴스는 싹 들어갔고요. 지금 그 냉매가, 지금 생산 중단한다고 하는 PFAS 제품군이거든요. 그래서 작년에 국내에서는 어쨌든 3M이 공식적으로 어나운스한 내용이기 때문에 작년 12월 말에 3M이 PFAS 제조에 철수한다는 보도는 나왔어요. 그게 반도체 공정과 반도체 산업과 연관해서는 해석이나 보도가 안 나왔어요. 작년 4월에 나왔던 '반도체 공정용 쿨런트(Coolant)의 생산 중단, 큰일났다'는 보도가 나오고 난 뒤에 생산 재개되고 조용했었는데요. 작년 12월에 '3년 뒤에 생산 중단한다'는 보도 나왔을 때는 반도체 산업에 대해서 연관성이 있는 기사는 하나도 안 나와서 우리가 한번 짚으려고 합니다. 세계 시장에서 반도체 공정용 냉매 시장에서 3M이 차지하고 있는 점유율이 80%나 됩니다. “압도적이죠.” -대부분 3M 걸 쓴다는 것인데 2025년 말까지 생산을 중단하겠다고 했으니까 앞으로 3년 안에 대체품을 찾아야 된다는 얘기입니다. 3M이 PFAS 제품군, 전체 제품군 제조에서 1년에 벌어들였던 매출이 한 1.3조원 정도 됐던 것 같아요. 큰 돈이에요. 물론 여기는 반도체 공정에 들어간 냉매 포함해서 여러 가지가 있죠. “여러 가지 다 포함돼 있겠지만요.” -적지 않은 비중을 차지하고 있습니다. 3M의 PFAS 냉매가 쓰이는 공정이 바로 건식 식각 공정입니다. 식각을 할 때는 플라즈마를 활용해서 에칭 가스하고 반응해가지고 웨이퍼 표면에 회로 패턴을 깎아내게 되는데, 플라즈마를 쓰다 보니까 열이 올라가게 되고 열이 많이 올라가면 이게 변형이 온답니다. “그걸 식혀주기 위한 용도죠.” -그걸 식혀주기 위해서 정전척 위에 웨이퍼가 올라가는데, 정전척 밑으로 쿨런트(Coolant)를 이렇게 싹 흘리는 거죠. 물론 흘리는 걸 결합해서 이렇게 잘 흘러가게 해주는 건 또 헬륨 가스도 일부 흘린다고는 하는데 핵심은 어쨌든 PFAS 냉매이고요. 아마 반도체 업계에서는 이런 얘기를 하지 않으려고 하는 것 같은데 우리가 냉장고나 자동차 에어컨에 냉매를 넣어두면 어지간해서는 보충 잘 안 하잖아요. “물론 카센터에 가면 냉매(가스)가 떨어졌다고 하기도 하는데, 그건 좀 다른 얘기긴 합니다.” -계속적으로 냉매가 필요한 건 넣어 놓으면 어딘가 순환돼서 어디에 가득 들어가겠죠.
“소모품이라는 얘기니까요. 결국엔요.” -약간 누출이 있다라는 얘기거든요. 그럼 누출돼서 이게 어디로 갈지에 대한 것도 저는 좀 궁금하긴 한데요. 누출되면 물론 잘 빨아들여갖고 밖으로 정화해서 내보낼 거라고 저는 생각합니다. 그런데 어쨌든 누출분이 있기 때문에 보충을 계속 해줘야 되는 거거든요. 그게 안 빠져가고 안에서만 계속 돌면 굳이 우리가 매번 이렇게 많은 양을 사올 필요가 없겠죠. “비싸면 재활용을 했겠죠. OLED 소재처럼요.” -2025년 말까지 생산을 아예 중단한다고 그러면, 전 세계 시장 80%를 차지하고 있는 3M이 벨기에에 있는 공장에서 한 50% 정도 비중을 차지하고 미국에 또 공장이 있다고 그래요. 거기도 한 30% 정도 차지하는데, 나머지 그러면 20%는 누가 하냐면 솔베이(Solvay)라는 회사가 하고 있습니다. “솔베이(Solvay).” -솔베이가 하는데요. 원래 솔베이가 예전에 8인치 공정용으로는 점유율이 굉장히 높았는데 12인치 공정으로 들어오면서 이 시장이 커지니까 3M이 굉장히 경쟁력 있는 가격으로 제공을 하면서 지금 시장을 압도했다고 해요. 1차원적으로 생각하면 3M이 빠져나가면 솔베이가 반사 이익을 얻지 않을까 싶기도 합니다. “수혜를 받지 않을까 생각이 되네요.” -이 물질에 대해서는 환경단체라든지 특히 유럽 같은 데서는 규제가 굉장히 강해진다고 그래서 더 늘리기는 아마 쉽지 않을까라는 해석들 전망들이 있고요. 지금 3M의 공해 소송 그러니까 아까 말했듯이 이 PFAS가 주변에서 이렇게 굴러다니게 되면 분해가 안 되니까 이걸 없애는 데 들어가는 비용에 대한 소송이 걸려 있는 게 지금 300억 달러거든요. 그러니까 1년에 한 10억 달러 매출 해가지고는 사업이 성립이 안 될 것 같다고 아마 3M은 판단한 것 같고요. 그래서 이번에 철수 발표로 이어진 것 같습니다. 그런데 문제는 반도체 식각 공정을 많이 쓰는 제조업체들이겠죠. 지금 3년 뒤에 당장 80%나 되는 점유율을 갖고 있는 회사가 생산을 안 하게 된다면 대체 품목을 찾아야 되니까요. “어떻게 해야 될까요?” -삼성이나 SK, 내부 얘기입니다. 공식적으로 발표 나온 건 아니고요. 지금 중국 쪽의 업체들을 선정해서 테스트를 한 회사도 있고, 하려고 준비하는 회사도 있다고 합니다. 사실 외부에는 얘기가 안 됐지만, 굉장히 내부에서는 분주하게 움직이고 있다고 그래요. 그런데 특성이 잘 안 나온대요. “아무래도 중국이 후발주자다 보니까요.” -1940년대부터 개발했던 회사와 비교하기는 어려운데요. 어쨌든 제가 볼 때는 대체 냉매를 빨리 3년 안에 마련을 해야 된다, 마련을 하지 않으면 어려워진다는 겁니다. 지금 그 구조로 생산할 수밖에 없는 구조로 돼 있으니까요. “3년이라는 기간이 묘합니다. 3년 안에 미국에 있는 TSMC 애리조나 공장을 포함해 인텔 신공장, 삼성전자 파운드리 신공장 등등이 미국 내에서 가동이 이루어지는 시점들이잖아요. 거기 안에서도 쿨런트(Coolant)가 필요할 텐데요. 미국 내에서 그 수많은 공장에 쓰이는 케미칼 가스를 어디서 어떻게 조달하느냐가 문제겠죠. 지어놓고 공장 가동 못 하면 그것도 문제 아니겠습니까?” -사실 작년 4월에 가동 중단하고 나서 재개할 때 3M이 돈을 많이 썼거든요. 지역사회 발전에 기여를 하는 식으로요. “흔히 얘기하는 ESG, CSR 활동입니다.” -사회공헌이죠. 저는 사실 잘 몰랐는데 3M이 PFAS만 다루는 홈페이지 따로 있더라고요. '환경에 문제가 되지 않고 인체에 유해하다는 연구 결과가 과학적으로 증명이 되지 않았으며...' 보통은 방어하는 논리가 그런 식으로 되어 있죠. 근데 그냥 앞으로 안 하겠다는 겁니다. “소송이 그렇게 많이 걸려 있으면 접는 게 낫다고 판단했겠죠.” -그러니까요. 그래서 중국 메이커의 냉매를 소자업체들이 사용을 할 텐데요. 저는 이 기회에 냉매 물질에 대한 것을 다른 걸로 바꿔야 되는 거 아닌가라는 생각도 들고요. 구조를 조금 다르게 바꾼다든지 이 기회에 조금 친환경적이라고 얘기하기는 그렇지만, 원래 친환경적이지 않고 독성이 센 물질들이 특성이 좋다고 그래요. “세상에 공짜는 없죠.” -이걸 한번 짚어야 될 것 같아서 저희가 짧게 얘기를 했습니다.



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