SK하이닉스가 ‘반도체 산업의 쌀’ 물을 관리하는 방법

물은 지구뿐만 아니라 우리가 개발한 기술을 활용하는 과정에서 중요한 자원이다. 반도체 산업에서도 예외일 순 없다. 물관리는 무엇보다 중요하다. 물은 반도체 제조 공정에서 이온(ion), 미립자(particle), 염소(Chlorine), 이산화규소(Silica) 등이 제거된 초순수(UPW, Ultra Pure Water) 사용이 필수적이기 때문에 수질 관리에 더욱 신경 써야 한다. 또한, 제조 공정에 사용된 물을 후속 관리하는 일도 매우 중요하다.

안정된 용수 공급부터 제조 공정에서 발생한 폐수를 안전하게 처리하는 것까지 모두 물 관리영역. SK하이닉스는 이러한 물 관리를 가장 중요한 사항으로 인식하고 많은 노력을 기울이고 있다. 뉴스룸은 이번 기고문을 통해 현재 운영하고 있는 4개 사업장(이천, 청주, 우시, 충칭)과 신규 구축 예정인 용인 사업장을 포함해 SK하이닉스의 물 관리 방식과 중점 가치를 소개한다.

반도체 산업에서 물이 가지는 의미는?

반도체 제조업의 물관리는 크게 세 가지 분야로 분류할 수 있다. △반도체 공정에 적정 공급 수질 및 수량을 관리하는 용수 분야 △공정 및 설비에서 배출되는 폐수를 처리하는 폐수 관리 분야 △효과적 용수 확보를 위한 재활용 분야다.

용수는 ‘특정한 목적을 위해 사용되는 물’로, 사용 목적에 따라 공급 수질에 차이가 있다. 반도체 산업에서 용수는 초순수, 공업용수(설비가동에 사용되는 물), 생활용수로 구분되며, 물의 성상에 맞게 처리해 공급하고 있다.

                               ▲ 용수 프로세스

폐수는 ‘물 안에 액체성 또는 고체성의 수질오염 물질이 섞여 있어 그대로 사용할 수 없는 물’을 의미한다. 반도체 산업에서 폐수는 주로 웨이퍼 세정 공정이나 대기 방지시설에서 오염물질을 처리할 때 발생한다. 재활용수는 ‘오수, 폐수 등이 재이용시설을 통해, 생활용수나 공업용수로 사용할 수 있도록 처리된 물’이다. 반도체 산업에서는 공정 중 발생한 물을 각 용도에 맞는 수질 수준으로 처리해 다시 이용하고 있다.

SK하이닉스는 물을 어떻게 관리하고 있을까?

SK하이닉스의 본사 이천캠퍼스는 용수 공급라인을 이원화해 운영 중이다. 수자원공사로부터의 광역상수도를 포함한 두 곳의 취수원을 안정적으로 확보해 용수 공급의 안전성을 유지하고 있다.

                               ▲ SK하이닉스 사업장 물 흐름도

폐수는 활성탄 및 총인 제거 설비 등의 고도처리 방식이 포함된 시스템에 의해 처리된다. SK하이닉스는 2021년까지 일부 노후화된 폐수처리시설에서 처리·방류하던 폐수를 고도화된 통합폐수처리시설로 통합해 방류수의 수질을 더욱더 개선할 예정이다.

폐수를 재활용하는 시스템도 구축돼 있다. SK하이닉스는 폐수처리장 내에서 UF(Ultra filtration, 한외여과기)와 RO(Reverse Osmosis, 역삼투) 공정을 거쳐, 폐수를 공업용수 수준으로 처리한 후 다시 필요한 곳에 공급하고 있다. 요구 수질에 따라 공급처도 엄격히 구분해 관리하고 있다.

UF 공정은 2nm까지 여과하는 필터 처리 방식을 채택하고 있으며, RO 공정은 삼투압보다 강한 압력을 통해서 깨끗한 물을 얻는 방식으로 운용되고 있다. 특히 RO 공정은 주로 바닷물을 정수하는 데 사용되는 방식으로, 고도화된 정수처리시스템으로 알려져 있다.

                               ▲ 역삼투 공정(Reverse Osmosis System)

▲ 재활용 시스템

효율적인 물관리를 위한 SK하이닉스의 전략은?

반도체 산업이 ‘산업의 쌀’이라면, 물은 ‘반도체 산업의 쌀’이라고 할 수 있을 정도로 중요한 자원이다. 그런 만큼 SK하이닉스는 사용하고 있는 용·폐수의 재활용률을 최대한 높이는 등 효율적인 물관리를 위해 다양한 전략과 목표를 세우고 충실히 수행하고 있다.

SK하이닉스는 국내 사업장 기준 2022년까지 일 평균 6만 2,000톤 규모의 물 재활용 목표를 수립했다. 이를 달성하기 위해 폐수처리장 후단에 재활용 시스템을 구축하고, 전사적으로 용∙폐수 절감 TF를 운영할 계획이다.

또한, 물의 활용도를 높이고 처리 과정을 최고 수준으로 유지할 예정이다. 법적 기준 중 주요 수질지표인 BOD(Biochemical Oxygen Demand, 생화학적산소요구량)의 경우 법적 기준 대비 10% 이내(법 30mg/ℓ, 사내기준 2.4 mg/ℓ)로 관리하고 있으며, 앞으로도 이를 유지하기 위해 투자와 유지관리에 더욱 힘을 쏟을 계획이다.

SK하이닉스는 물관리에 있어 전과정평가(Life Cycle Assessment, LCA)를 적극 활용할 계획이다. 전과정평가는 제품의 생애주기 즉, 생산-유통-사용-폐기되는 전과정을 고려해 환경영향을 평가하는 기법으로, SK하이닉스는 탄소발자국과 물발자국 인증을 획득하고 있다. 또한, 평가 결과를 초석으로 제품 생애주기 전과정에서 용수 사용량과 환경 영향 개선점을 파악해 친환경 제품 인증을 확대하는 것이 목표. 아울러, 세계반도체협의회(WSC, World Semiconductor Council)를 통해 반도체 산업에서 물에 대한 정의를 수립하고 물 재활용 공동 목표 선언도 주도할 계획이다.

▲ <왼쪽부터 시계 반대 방향으로> SK하이닉스 문장환 TL(환경팀), 박노혁 팀장(환경팀), 권혁화 TL(CR팀)