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물 스트레스 극복을 위해 삼성전자 반도체가 찾은 해답

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“지구는 푸르렀다” 인류 최초의 우주 비행사 유리 가가린이 본 지구의 첫인상은 푸른 별 그 자체였다. 표면의 2/3가 물로 채워져 푸른 빛을 띄는 물의 행성, 지구. 하지만 지구는 현재 ‘물 부족’ 문제에 직면해 있다. 언뜻 쉽게 이해가 되지 않는다. 푸르른 물의 행성 지구에 무슨 일이 일어난 것일까? 지구상에 존재하는 물의 97% 이상은 바닷물이고 2%는 빙하의 형태로 존재한다. 따라서 단 1%의 물만이 우리의 일상 생활에 쓰일 수 있다. 문제는 이 1%의 물이 기후 변화, 환경 오염, 인구 증가 등의 이유로 점점 부족해져 ‘물 스트레스’가 점점 높아진다는 것이다. ‘물 스트레스’란 연평균 사용할 수 있는 수자원에서 물의 수요량이 차지하는 비중을 지수화한 것으로, 스트레스 지수가 높을수록 심각한 물 부족 현상을 겪고 있음을 나타낸다.

물 없이는 지속될 수 없는 반도체 생태계
물 스트레스 문제는 한 국가에 국한되는 사안이 아니기에, 국제기구, 정부 등 다양한 이해관계자들이 수자원 관리 전략을 협의하고 각국의 협업을 촉구하기 위해 노력하고 있다. 대표적으로 UN은 매년 3월 22일을 “세계 물의 날”로 지정해 물 부족 심각성에 대한 인식을 높이는 캠페인을 진행한다. 이제는 기업들도 수자원 문제에 책임감을 가지고 지속 가능한 경영을 추구해야 한다. 이러한 세계적인 흐름에 반도체 산업도 예외일 순 없다. 반도체 제조 공정의 여러 단계에서 많은 물을 사용하는데 특히 웨이퍼를 세정하는 과정에서는 고도로 정제된 초순수를 사용한다. 초순수란 일반 용수에서 물 분자를 이루는 수소와 산소만을 남기고 미세입자, 미생물 등의 불순물을 제거한 물이다. 아주 적은 불순물에도 반도체의 생산과 품질에 영향이 가기 때문에 극도로 정제된 초순수를 사용하는데, '초순수는 반도체의 생명수'라고 할 만큼 매우 중요하다. 반도체를 만들기 위해서는 이러한 초순수를 포함하여 하루에 수십만 톤의 물이 필요하기 때문에 수자원 확보가 매우 중요한 과제이다.
삼성전자 반도체가 찾은 해답, ‘협력’과 ‘기술’ 급증하는 반도체 수요에 발맞추어 삼성전자 반도체 또한 라인 증설을 계획하고 있고 2030년이 되면 사업장에 필요한 공업용수가 현재의 두 배 이상이 될 전망이다. 그러나 삼성전자 반도체는 취수량 증가를 최소화 하면서도 안정적으로 공업용수를 확보할 수 있는 다양한 해결책을 모색해 왔다. | 1 | 하수처리수 재이용 공업용수를 확보하기 위해서는 자연에서 물을 취수하는 방법과 이미 사용한 물을 재이용 하는 방법이 있다. 삼성전자 반도체는 공공하수처리장에서 하천으로 방류하는 방류수를 재이용해 공업용수로 활용할 계획이다. 이를 위해 22년 11월 환경부, 경기도와 5개시(수원시, 용인시, 화성시, 평택시, 오산시), 한국수자원공사, 한국환경공단과 하수처리수 재이용 활성화를 위한 업무협약을 체결했다. 공공하수처리장 방류수를 통해 공급 받을 수 있는 용수의 양은 하루 약 40만톤, 연간 1억 5,000만 톤에 달한다. 이를 통해 자연의 물을 고갈 시키지 않고, 공업용수를 최대로 확보하여 물 스트레스 완화에 기여할 것으로 기대된다.
팔당댐에서 시작하여 필요한 양의 물 사용, 폐수 처리, 방류에 이르는 물 순환 과정을 보여주는 인포그래픽. 공공하수처리장에서 처리한 하수를 내부 재사용한다. 팔당댐에서 시작하여 필요한 양의 물 사용, 폐수 처리, 방류에 이르는 물 순환 과정을 보여주는 인포그래픽. 공공하수처리장에서 처리한 하수를 내부 재사용한다. 팔당댐에서 시작하여 필요한 양의 물 사용, 폐수 처리, 방류에 이르는 물 순환 과정을 보여주는 인포그래픽. 공공하수처리장에서 처리한 하수를 내부 재사용한다.
| 2 | 멤브레인 기술 앞서 설명한 하수 재이용수를 공업용수로 사용하기 위해서는 멤브레인 기술 도입이 필요하다. 멤브레인 기술은 물을 정제하는 고급 여과 기술 중 하나이다. 멤브레인에는 아주 미세한 구멍이 있어 이 보다 작은 물 분자는 통과되고, 미네랄, 미생물 및 다양한 불순물 같이 크기가 큰 물질은 걸러지는 방식이다.
지자체와의 협업을 통해 확보된 공공하수처리장 방류수를 멤브레인 기술을 활용하여 공업용수로 재활용하는 정화 방법 지자체와의 협업을 통해 확보된 공공하수처리장 방류수를 멤브레인 기술을 활용하여 공업용수로 재활용하는 정화 방법 지자체와의 협업을 통해 확보된 공공하수처리장 방류수를 멤브레인 기술을 활용하여 공업용수로 재활용하는 정화 방법
이 밖에도 삼성전자 반도체는 취수량 증가를 억제하기 위해 사업장 운영 최적화, 노후 설비 교체 등 일상적인 절감 활동과 제조공정 개선, 재이용 시스템 구축 등 구조적 개선 활동을 통해 용수 재이용률을 극대화하고자 노력하고 있다. 혁신적 기술을 통한 AWS 수자원 관리 인증 최고 등급 획득 삼성전자 반도체의 철저한 수자원 관리 역량은 국제적으로도 인정을 받았다. 수자원 관리 역량을 종합적으로 평가하는 '국제수자원관리동맹(AWS, Alliance for Water Stewardship)'으로부터 국내 기흥, 화성, 평택사업장, 중국 시안 사업장이 최고 등급인 '플래티넘'인증을 획득했다. AWS 인증은 안정적인 물 관리, 수질오염물질 관리, 유역 내 수생태계 영향 등 총 100개 항목 평가 결과에 따라 최고 등급인 플래티넘에서 골드, 코어까지 3단계로 구분된다. 매우 엄격한 검증 단계를 거치는 만큼 첫 시도에 플래티넘 등급을 받는 것은 매우 이례적인 일로, 삼성전자 반도체의 수자원 관리 우수성이 국제적 기준으로도 뛰어남을 입증한 결과이다. 삼성전자 반도체는 앞으로도 ‘2030년 용수 취수량 2021년 수준 절감’ 목표 달성을 위해 지속가능한 기술을 개발, 적용하며 반도체 생태계를 이끌어 가는 노력을 기울이고자 한다.
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