초순수(ultrapure water, 超純水)는 불순물을 거의 완전하게 제거해 순도 100%에 가까운 순수한 물이다. 이온, 유기물, 미생물, 미립자, 기체 등을 극히 낮은 값으로 억제한 이론상 물이다.
초순수는 물의 일종인데, 마셔서는 안된다. 초순수를 마시면 몸 속에 있는 미네랄를 끌어내고 중요한 전해질을 잃게 된다고 한다. 하지만 이 물은 정밀산업에선 대단히 필요한 소재다.
초순수는 반도체 제조공정은 물론 LCD, 태양광 패널 등 정밀산업 분야에서 광범위하게 사용된다. 반도체의 경우 식각·연마 등 공정 전후의 웨이퍼 세정에 활용되며, LCD는 글라스 세정에 주로 활영되되며 현상·식각 공장에도 투입된다. 반도체 제조공정에서 6인치 웨이퍼 1장 당 1.5톤의 초순수가 사용된다.
초순수를 제조하는 공정은 물 속의 이온, 유기물, 기체 등의 물순물을 게거하기 위해 20~30여개의 수처리 공정을 거쳐야 한다.
초순수 시장은 미래 첨단 산업을 중심으로 수요가 확대되고 있다. 국내 초순수시장은 2020년 1조원에서 2024년 1.4조원으로 연평균 5.3%씩 성장하는 추세이고, 세계시장은 2020년 19.5조원에서 2024년 23.4조원으로 연평균 3% 성장하고 있다. 2024년 초순수 시장은 세계적으로 발전분야가 42.5%로 가장 크며, 국내는 반도체등 미세전자 분야가 65.5%로 가장 클 것으로 전망되고 있다.
윤석열 대통령은 2월 1일 경북 구미시 소재 SK실트론을 방문해 초순수 국산화에 매진하고 있는 연구진을 격려했다. 대통령은 “반도체 생산에는 오염물질이 없는, 이론적인 순수한 물에 가장 가까운 초순수가 필수적이나, 지난 수십 년 동안 외국 기술에 의존해 초순수를 만들어 왔다”며, “국산 초순수 기술로 반도체 초격차 확보를 위해 힘써 달라”고 당부했다.
환경부에 따르면, 정부는 초순수 생산기술 국산화를 위해 1단계로 2025년까지 450억 원을 투입해 초순수 생산 플랜트의 설계, 시공, 운영 기술뿐 아니라 핵심장치 3종을 국산화할 계획이다. 핵심장치 3종은 탈기막(용존산소 제거), 자외선-산화장치(유기물 제거), 이온교환수지(금속이온제거)다.
초순수 국산화 1단계는 한국수자원공사 등 21개 민관기관에서 지난해부터 추진한 국산 설계 및 시공기술로 하루 1,200톤 생산 규모의 실증플랜트를 SK실트론 공장 부지에 구축해 현재 시운전 중이다. 시운전 결과 수질 검증이 완료되면 실수요처인 에스케이(SK)실트론에 초순수가 공급될 예정이다.
환경부는 올해 1,200톤 규모의 실증플랜트를 추가로 구축하고, 2025년까지 수질 및 성능검증 등을 거쳐 초순수 국산화 1단계를 완료할 예정이다.
초순수 국산화 2단계는 초순수 수질분석, 기술개발, 실증·검증 및 교육시설 등이 집적화된 플랫폼센터를 2030년까지 조성할 계획이다. 이를 통해 초순수 생산기술이 단기간에 고도화되고 관련 소재·부품·장비 개발과 강소기업 육성되면 해외 진출 기반도 마련될 것으로 보인다. 아울러, 환경부는 초순수 분야 미래 고급인력 양성 등 인적 기반 구축을 위해 교육부와 협업하여 올해 대학교 1곳에 초순수 교육과정 개설을 추진할 계획이다.
