삼성 전자와 TSMC가 물을 열심히 찾는 이유는?

최근 글로벌 반도체 산업의 화두는 당연히 ‘물’이고, 미국 오스틴에 위치한 삼성 전자 파운드리 공장은 한파로 전력 공급이 중단되면서 ‘물 부족’으로 중단됐다. 텍사스의 심한 추위로 인해 강이 얼고 수도관이 얼어 물 공급이 어렵습니다. 대만 파운드리 회사 인 TSMC도 물에 대해 걱정하고 있다고합니다. 혹독한 겨울 가뭄으로 대만 정부가 ‘물 절약 대책’을 시행하고 있기 때문이다. 반도체 공장은 왜 물 때문에 문을 닫거나 문을 닫을 까 걱정해야 하는가?

미국 오스틴의 한파로 인해 고장난 상수도.  사진 = AP

미국 오스틴의 한파로 인해 고장난 상수도. 사진 = AP

불순물을 제거하는 ‘초순수’가 없다면 반도체 공장은 멈춰야한다

이는 하루에 만 톤의 물이 대부분의 반도체 생산 공정에 들어가기 때문입니다. 반도체 업체들은 공업용 수에서 불순물을 제거하는 ‘초순수’를 공정에 사용합니다.

초순수는 웨이퍼 및 반도체 세척을위한 세척 또는 웨이퍼 절단을위한 에칭 공정에 사용됩니다. 고순도 수를 사용하는 이유는 반도체가 ‘마이크로 미터 (μm : 1μm = 100 만분의 1 미터)’단위의 불순물에 민감하게 반응하기 때문입니다. 반도체 업계 관계자는 “수율 (제품 중 좋은 제품의 비율)을 높이려면 깨끗한 물이 필수적”이라고 설명했다.

국내 반도체 공장에서 사용하는 물의 양은 공장 당 수십만 톤입니다. 삼성 전자와 SK 하이닉스의 주요 생산 공장에서 하루 10 만 톤 이상의 공업용 수를 사용하고있는 것으로 알려졌다. 삼성 전자 기흥 · 화성 공장은 16 만톤, SK 하이닉스 청주 M15 톤, 15 만톤, M16 공장을 건설중인 SK 하이닉스 이천 공장은 총 23 만톤이 필요하다. 착공 예정인 삼성 전자 평택 4 ~ 6 호기는 SK 하이닉스 용인 클러스터에서 하루 25 만톤, 하루 26 만톤의 비용이 든다.

삼성 전자 평택 공장 건설 중.  한경 DB

삼성 전자 평택 공장 건설 중. 한경 DB

새로운 공장을 계획하는 단계부터 반도체 회사는 전기 공급과 물 조달을 가장 중요하게 다룹니다. 경기도 평택에 위치한 삼성 전자 반도체 공장을 살펴 보겠습니다. 삼성 전자는 2017 년 최신 메모리 반도체를 생산하는 제 1 공장 (P1)을 완공했다. 최근에는 파운드리 (위탁 반도체 생산)와 메모리 생산 라인이 함께 건설되는 제 2 공장 (P2)이 건설 중이다.

새로운 공장을 계획하는 단계부터 반도체 회사는 전기 공급과 물 조달을 가장 중요하게 다룹니다. 평택시는 삼성 전자 평택 반도체 공장에 하루 22 만 t의 공업용 수를 공급하고있다. 이것은 건설중인 플랜트 1, 플랜트 2, 플랜트 3에 필요한 물입니다. 삼성 전자와 평택시는이 물을 공급하기 위해 10 년을 준비했다.

삼성 전자는 현재 평택 4 ~ 6 공장 착공 계획을 준비 중이다. 삼성 전자는 지난해 평택시에 2025 년부터 하루 25 만톤의 물을 추가로 요청했다. 추가 물을 조달하는 것은 쉬운 일이 아닙니다. 수원이 확보되어 있어도 평택에 물을 가져 오는 과정에서 집단 불만 등 다양한 변수가 발생할 수있다. 평택시는 지역 하천 오성 강 주변에 대규모 정수장을 짓고 삼성 전자에 물을 보내는 방안을 적극 검토하고있다.

경기도 용인 원삼면 444 만 m2 (약 135 만평) 부지에 120 조원의 비용으로 4 개의 반도체 공장을 짓 겠다는 계획을 굳힌 SK 하이닉스도 경쟁을 벌이고있다. 물 전쟁 ‘. SK 하이닉스와 용인시는 물을 확보하기위한 조치 중 하나로 팔당 상수도에서 하남, 용인까지 하루 26 만톤의 공업용 수를 끌어들이 겠다는 계획을 재검토했으나 지난해 하남시로부터 공식적인 반대를 받았다. 그 원인은 지방 자치 단체와 주민들의 강한 반발입니다.

미국의 추위에 전기 후 물 부족

삼성 전자 오스틴 파운드리 공장의 현재 상황은? 오스틴 현지 언론과 삼성 전자에 따르면 17 일부터 차단되었던 전기가 일정 수준까지 공급되고있다. 그럼에도 불구하고 공장 가동시기는 아직 결정되지 않았습니다. ‘물’때문에.

오스틴 지역의 물 부족은 심각했습니다. 강이 얼고 수도관이 얼었 기 때문입니다. 20 일부터는 ‘비상 수도 제한’조치가 시행되었습니다. 시 정부는 “물을 끓여 마시라”고 충고했습니다. 침전물이있는 물은 요리 목적으로 사용하지 않는 것이 좋습니다.

긴급 물 제한은 24 일 오전 8 시부 터 해제되었습니다. 물을 끓이라는 권고도 같은 지점에서 해제되었습니다. 수 도망이 완전히 복원되지 않은 것으로 알려져 있습니다. 서울시는 수도관이 얼지 않은 곳에서 ‘공공 상수도 시설’을 운영하고있다.

시에서 고용 한 노동자들은 19 일 미국 오스틴에서 한파로 고장난 수도관을 복구하고있다.  사진 = AP

시에서 고용 한 노동자들은 19 일 미국 오스틴에서 한파로 고장난 수도관을 복구하고있다. 사진 = AP

삼성 전자는 지금까지 반도체 공장을 운영하지 않았다. 삼성 전자 관계자는 물이 안정적으로 공급되는지 지속적으로 모니터링 할 필요가 있다고 말했다. 플랜트의 조기 가동 후 물 공급이 다시 중단되면 플랜트를 중단해야하므로 복구하기 어려운 손실이 발생할 수 있습니다. 삼성 전자는 공장 가동보다는 전력과 수도의 수급 상황이 완벽해질 때까지 기다리는 것이 좋다고 판단한다.

반도체 공장이 “갑자기”중단되면 생산 라인의 모든 웨이퍼를 폐기해야합니다. 대표적인 경우는 2018 년 3 월 삼성 전자 평택 공장에서 발생한 정전이다. 당시 40 분 동안 정전이됐다. 당초 비상 발전기 가동으로 인한 피해는없는 것으로 알려 졌으나 실제 비상 전원 공급 시간은 15 ~ 20 분에 불과했다. 전원 공급 장치가 최소 20 분 동안 완전히 차단되고 클린 룸의 클린 진공이 무너졌습니다. 라인의 제품은 먼지를 덮어서 망가졌습니다. 반도체에 박막을 코팅하는 증착 공정에 있던 제품도 굳어 져서 사용할 수 없었습니다. 300mm 웨이퍼 기준 3D 낸드 최소 3 만개, 최대 6 만개가 생산 공정에서 손실을 입었을 때 피해는 500 억원으로 추정됐다.

오스틴 공장이 10 일 동안 폐쇄되면서 반도체 시장의 공급 불확실성이 커지고있다. 반도체 업계에 따르면 오스틴 공장은 디스플레이 구동 칩, 스마트 폰용 반도체, 통신용 반도체 등 다양한 품목을 생산하기 위해 인텔, 퀄컴, 테슬라, NXP 등 다양한 고객사로부터 수주를받은 것으로 알려졌다.

반도체 산업에서 오스틴 공장의 생산량은 300mm 웨이퍼 입력을 기준으로 월 100,000 장으로 추정됩니다. 시장 조사 업체 트렌드 포스는 “오스틴 팹의 12 인치 웨이퍼 생산 능력이 글로벌 생산량의 5 %를 차지한다”며 “가동 중단으로 글로벌 12 인치 생산 능력이 1 ~ 2 % 감소 할 것으로 예상된다”고 분석했다. . “

삼성 전자는 현재 본사와 협력사 인력을 오스틴으로 파견 해 안정적인 재가동 조건을 점검하고있다.

대만 TSMC는 가뭄으로 인한 물 부족에 대해 ‘모두 긍정적’입니다.

삼성 전자 미국 공장이 한파로 물 부족에 시달리고 있다면 라이벌 대만 TSMC는 가뭄으로 원하는만큼 물을 공급할 수 없다. 로이터와 블룸버그와 같은 외신에 따르면 대만 정부는 신주와 타이 중과 같은 TSMC 공장의 중부 및 북부 지역에서 “공업용 수 사용을 11 % 줄인다”고 명령했습니다. 상황이 더 좋은 남부 지역에서도 수압이 낮아진 것으로 알려졌다.

대만의 가뭄은 심각한 상황입니다. 일반적으로 대만은 6 월부터 9 월까지 태풍이지나 가면서 비를 비축 해 겨울 가뭄에서 살아남습니다. 대만 중부의 작년 6 월부터 작년 1 월까지의 강우량은 지난 20 년 동안 평균의 49 %에 불과했습니다. 현재 대만 남부와 중부 저수지의 수위는 평소의 40 % 수준으로 떨어졌습니다.

지난 1 월 가뭄으로 수위가 낮아진 대만의 저수지 모습.  인터넷 캡처

지난 1 월 가뭄으로 수위가 낮아진 대만 저수지의 모습. 인터넷 캡처

TSMC의 일일 물 소비량 (2019 년 기준)은 156,000 톤입니다. 신주의 일일 공업용 수 공급량의 10.3 %를 차지합니다.

Bloomberg에 따르면 TSMC는 공식적으로 “물 사용에 큰 문제는 없다”고 말했습니다. 그러나 상황은 점점 더 악화되고 있습니다. 현지 외신에 따르면 TSMC는 외부 물을 조달하기 시작했습니다. 그들은 20 톤의 물 탱크를 실은 트럭 수십 대를 고용하고 하루에 약 3000 톤의 공업용 수를 공급합니다. 수도 요금과 운송비는 트럭 1 대당 100 만원 정도 인 것으로 알려졌다. TSMC의 본사는 각 공장에 ‘최소 2 일 분량의 물을 비축’하도록 지시했습니다.

대만 언론은 “반도체 업체들은 하늘에서 내리는 비만을 바라고있다”고 말했다.

황정수 기자 [email protected]

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