[딜사이트경제TV 주혜지 기자] 삼성전자가 반도체 생산 확대로 인해 공정에 들어가는 물 관리 방식을 놓고 고민에 빠졌다. 공정 개선으로 필요한 물 자체를 줄이는 동시에 폐수와 농축수 등 기존에 버리던 물까지 재활용해 신규 취수 증가를 억제하겠다는 전략이다. 공정에 들어가는 물 사용을 '덜 쓰고 다시 쓰는' 방식으로 줄이겠다는 것이다. 

경기도가 최근 삼성전자와 SK하이닉스에 반도체 공정수 재이용 확대와 폐수 방류량 감축을 주문하면서 반도체 업계의 물 관리 방식도 주목받고 있다. 추미애 경기도지사는 대만 TSMC 사례를 거론하며 공정수의 반복 사용 횟수를 늘려 물 사용량을 줄이라고 요구했다.

다만, 반도체 업계에서는 단순히 같은 물을 몇 차례 반복 사용했는지만으로 수자원 관리 수준을 판단하기 어렵다는 시각이 나온다. 반도체 공정마다 요구하는 수질과 용도가 다른 데다, 폐수 방류를 극단적으로 줄일 경우 추가 설비와 비용 부담도 커질 수 있어서다.

삼성전자에 따르면 DS부문 국내 사업장의 용수 재이용량은 2023년 9266만톤에서 2024년 1억111만톤, 지난해 1억797만톤으로 늘었다. 올해 목표는 약 1억1000만톤이다. 지난해 공정 개선과 설비 효율화로 별도로 절감한 용수도 2187만톤에 달했다.

삼성전자는 물을 다시 쓰는 것과 함께 애초 사용량을 줄이는 작업도 병행하고 있다. 사업장에서 사용하는 물은 오수·폐수·공정용수·초순수로 구분해 관리하고 매월 항목별 재사용량을 별도로 집계한다.

국제반도체장비재료협회(SEMI)의 용수 재이용 가이드 F98도 재이용수를 초순수 시스템 전단과 냉각수, 스크러버 등 다양한 용도로 활용할 수 있다고 설명한다. 구체적인 처리 방식은 재이용수의 수질과 최종 사용처의 요구 조건 등에 따라 달라진다.

첨단 반도체 공정에서는 초순수 품질 관리가 중요하다. SEMI는 반도체 선폭이 미세해지고 소자 구조가 복잡해질수록 초순수의 품질 요구 수준이 높아지고 있으며 미세 입자와 오염물질이 웨이퍼 결함과 수율 저하 위험으로 이어질 수 있다고 설명한다.

재이용 확대에는 비용 부담도 따른다. 학계에서는 폐수를 사실상 외부로 내보내지 않는 무방류(ZLD) 수준까지 갈 경우 막 농축 이후 증발·결정화 등 추가 공정이 필요해 에너지 소비와 처리비용이 늘어날 수 있다고 본다. 관련 연구에서도 높은 에너지 사용과 비용은 ZLD 기술의 주요 한계로 꼽힌다.

삼성전자는 공정별 요구 수준에 맞춰 용수를 여러 차례 재이용할 수 있다는 입장이다. 다만 재이용 범위를 넓히기 위한 추가 투자는 필요하다고 설명했다. 삼성전자 관계자는 "각각의 수준에 맞는 용수를 재이용하는 방식으로 여러 차례 반복 사용이 가능하다"며 "설비 투자나 연구개발 비용은 증가할 수 있다"고 말했다.