저비용 생산기술 개발

TEMC·포스코와 국산화 성공 후 도입비중 지속 확대

글로벌 원자재 가격 상승에 기업들의 부담이 늘고 있는 가운데 SK하이닉스가 반도체 필수 원료인 ‘네온(Ne)’ 국산화를 통해 활로 마련에 나섰다.

그간 수입에 의존해왔던 네온을 올 초 자체 개발하는데 성공, 현재 공정 도입 비중을 40%까지 확대한 상태다.

SK하이닉스는 그동안 수입에 의존해 왔던 네온을 올 초 국내 업계 최초로 국산화에 성공, 반도체 노광공정에 국산 네온을 성공적으로 도입(4월)한 후 점차 사용 범위를 확대하고 있다고 밝혔다.

SK하이닉스에 따르면 현재까지 전체 네온 사용량의 40% 수준을 국산으로 대체했고 오는 2024년까지 네온 국산화 비중을 100%로 확대할 계획이다.

네온은 반도체 노광공정에 사용되는 ‘엑시머 레이저 가스’의 95%를 차지하는 주재료다. 엑시머 레이저 가스는 매우 짧은 파장의 자외선인 엑시머 레이저를 발생시키는데 이는 웨이퍼 위에 미세한 회로를 새길 때 사용된다. 엑시머 레이저 가스 성분의 95%가 네온이지만 네온은 공기 중에 0.00182% 밖에 존재하지 않는 희귀자원으로 알려져 있다.

SK하이닉스는 네온 국산화를 위해 협력사인 반도체용 가스 제조기업 TEMC·포스코와 협력해 네온을 국내에서 생산할 방법을 찾았다. 회사 측에 따르면 공기 중에 희박하게 존재하는 네온을 채취하기 위해서는 대규모 ASU플랜트(공기 분리 장치)가 필요해 초기 투자비용이 많이 발생하지만 TEMC와 포스코는 SK하이닉스의 네온 국산화 취지에 공감, 기존 설비를 활용해 적은 비용으로 네온을 생산하는 기술을 개발한 것으로 전해졌다.

이를 통해 생산된 국산 네온을 SK하이닉스가 평가·검증하는 방식으로 올해 초 국산화에 성공했다. 국산 네온은 포스코에서 생산 후, TEMC의 가공을 거쳐 SK하이닉스에 우선 공급되고 있다.

SK하이닉스 관계자는 “불안정한 국제정세에도 안정적으로 네온을 수급 중”이라며 “이번 국산화로 구매 비용도 큰 폭으로 절감할 수 있게 됐다”고 설명했다.

원자재 수급 불안 리스크 선제적 해소

향후 식각 공정용 크립톤·제논도 국산화 계획

SK하이닉스가 네온 국산화에 나선 것은 수급 불안 리스크를 선제적으로 해소하기 위한 차원이다.

지금까지 국내 반도체 기업은 네온 공급을 수입에만 의존해 왔다. 국회 산업통상자원중소벤처기업위원회 소속 정운천 의원(국민의힘)이 산업통상자원부로부터 받은 자료에 따르면 네온의 중국 수입액 규모는 지난 2018년에서 올 7월까지 5년 만에 100배가 늘어난 것으로 나타났다. 같은 기간 전체 수입액에서 차지하는 비중도 18%에서 84%로 커졌다.

이와 함께 가격 상승도 계속되는 중이다. 네온 가격은 러시아-우크라이나 전쟁이 발발한 이후 급등세를 보이고 있다. 관세청 무역통계에 따르면 지난 9월 네온 수입단가는 1㎏당 2,773달러로 전월(2,623달러) 대비 상승세를 이어가고 있다. 올해 상반기 평균 가격(1,435달러)에 비하면 93%가량 비싼 수준이다.

SK하이닉스는 네온에 이어 내년 6월까지 노광공정을 통해 웨이퍼 위에 새겨진 회로 외부의 불필요한 부분을 깎아내는 식각공정에 사용되는 크립톤(Kr)·제논(Xe)도 국산화해 원자재 수급 리스크를 최소화 하는 등 글로벌 일류 기술기업으로 첨단 반도체 기술개발에 필요한 자원을 지속적으로 확보해 나간다는 전략이다.

윤홍성 SK하이닉스 FAB원자재구매담당(부사장)은 “네온 국산화는 불안정한 국제정세로 불안한 공급 상황에서도 국내 협력사와의 협업으로 수급 안정화에 크게 기여한 사례”라며 “지속적인 협력을 통해 반도체 원재료 공급망을 강화할 계획”이라고 밝혔다.