네온가스 재활용 성공…삼성, 또 최초 썼다

삼성전자가 세계 최초로 ‘재활용 네온가스’를 반도체 공정에 투입한다. 네온가스는 반도체 원판인 웨이퍼 위에 빛을 활용해 회로를 새기는 ‘포토 공정’의 핵심 소재다. 2022년 발발한 러시아·우크라이나 전쟁 여파로 가격이 40배 넘게 폭등하면서 반도체 공급망 불안의 주범으로 꼽혔던 바로 그 품목이다. 삼성전자는 전량 수입에 의존하는 네온가스를 재활용함으로써 희귀 소재 조달 부담을 낮추는 동시에 탄소 배출량도 줄일 수 있게 됐다.

○세계적인 반도체 생산 공정 혁신

7일 반도체업계에 따르면 삼성전자 디바이스솔루션(DS)부문은 내년부터 재활용 네온가스를 반도체 공정에 투입하기로 했다. 최근 재활용 네온가스를 양산라인에 투입해도 반도체 성능에 문제가 없다는 테스트 결과를 얻었다.

네온가스는 반도체 8대 공정 중 하나인 포토 공정에 활용되는 레이저(빛)를 생성하는 데 사용된다. 파운드리(반도체 수탁생산), 메모리 반도체 구분 없이 활용된다. 반도체 산업의 대표적인 희귀 소재 중 하나다. 린네 등 글로벌 가스·화학 기업이 러시아, 우크라이나, 중국 등에서 원료인 네온을 확보해 생산한다.

삼성전자는 현재 네온가스를 전량 수입하고 있다. 관세청에 따르면 지난해 네온가스 수입량은 10만2782L, 수입액은 1675만달러(약 223억원) 규모다.

삼성전자가 네온가스 재활용 프로젝트를 시작한 건 2022년부터다. 주요 네온 생산국인 러시아와 우크라이나가 전쟁에 휘말린 탓이다. 가격도 크게 올랐다. 2021년 L당 59달러였던 네온가스 수입 가격은 전쟁이 터진 2022년 1613달러로 폭등했다.

○수요 75%, 재활용으로 충당

삼성전자는 재활용 연구 과정에서 국내 소재 협력사 A사와 손잡았다. 공정에서 사용된 네온가스를 포집하는 기술은 삼성전자가 맡고, A사는 순도를 높이는 정제 과정을 거쳐 다시 삼성전자에 공급하기로 한 것. 삼성전자는 내년부터 필요한 네온가스의 75%를 재활용해 충당할 계획인 것으로 알려졌다.

삼성전자는 매년 수만L에 달하는 네온가스 수입량을 줄일 것으로 기대하고 있다. 안정적인 공급이 가능해진다는 것도 재활용의 긍정적인 포인트로 평가된다.

산업계 관계자는 “네온가스는 전량 수입해야 하는 탓에 국내 반도체 공급망에 언제든 타격을 줄 수 있는 대표적인 소재로 꼽힌다”고 말했다. 삼성전자는 반도체 공급망을 안정화하기 위해 네온가스에 이어 다른 핵심 소재를 재활용하는 연구도 계속 진행할 계획이다.

반도체업계 관계자는 “재활용을 통해 네온가스 순도를 높이는 과정에서 발생하는 이산화탄소를 최대 92% 줄일 수 있다”며 “개발 과정에서 국내 소재 업체와 협력했다는 점에서 국내 반도체 생태계를 단단하게 만든 효과도 있다”고 평가했다.

황정수 기자 hjs@hankyung.com