반도체 제조용 초순수 생산기술 동향 및 국산화 필요성 (Current Research Trends and the Need for Localization in Ultrapure Water Production Facilities in Semiconductor Industries)

서지정보

· 발행기관 : 대한환경공학회
· 수록지 정보 : 대한환경공학회지 / 42권 / 10호 / 493 ~ 512페이지
· 저자명 : 권병수, 이상호, 강석태, 임재림

초록

목적:본 연구에서는 대외 의존성이 높은 초순수 분야에 대한 시장현황, 특허출원 및 기술 동향을 분석하여 기술의존성 탈피를 위한 초순수 생산기술 국산화 기술개발의 방향성을 검토하고자 한다.
방법:초순수 분야의 시장 및 특허분석, 특히, 기술을 선점하고 있는 일본 및 미국, 유럽의 공정기술을 보유한 기업들을 분석하였다. 또한, 제거대상 물질별 공정기술, 핵심소재의 연구동향, 특허 출원동향 등을 세밀히 분석하였다.
결과 및 토의:고순도 공업용수 분야의 시장분석 결과 ’24년까지 자본투자는 399억달러로 연평균 4.1%의 꾸준한 성장세가 예상된다. 초순수 생산을 위해 요구되는 수처리 단위공정은 점점 더 복잡하고 다양해지고 있으며 최근 단위 공정의 기술 발전은 수처리를 위한 약품을 절감하기 위해 전기탈이온(EDI)과 같은 친환경 수처리공정을 개발하는 추세이다. 또한, 난분해성 미량 물질(i.e. Urea, THM, IPA 등)의 처리를 위한 신공정 개발에 관한 연구를 진행 중이다. 초순수 관련 특허 동향 분석 결과 일본의 소수 기업에서 전세계 특허의 71%를 점유하고 있다.
결론:초순수 생산기술에서는 공정의 설계가 중요하며 단위 공정의 설계뿐만 아니라 단위 공정을 조합하여 배치하는 시스템의 설계가 초순수 기술의 핵심이다. 초순수 생산을 위한 단위 공정에 대한 기술을 보유한 국내 기업들은 다양하게 있으나, 현장 적용이 가능한 상용화 기술 및 운영을 통한 성능 보장 능력이 부족한 실정이다. 따라서 초순수 분야의 국산화 기술 개발은 단위 공정의 경우 현장 적용을 위한 테스트베드의 구축이 필요하며 수요처가 함께 기술 개발에 참여한다면 특정 국가의 소수만이 보유하고 있는 초순수 생산기술의 국산화 개발이 앞당겨질 것으로 예상된다.

영어초록

Objectives:This study aims to summarize the market status, patent applications, and technology trends for the production of ultrapure water in semiconductor industries. In addition, the potential of technological localization of ultrapure water production facility is reviewed in order to incubate domestic core technologies as well as to reduce the technical dependence to the market stake holders.
Methods:Through the collection and summary of information from global water institute (GWI), market analyst firms in ultrapure water fields, and the patent analysis for the past 10 years, the technological gap between domestic and market leading in Japan, the United States, and Europe were analyzed. In addition, the research trend related to the core removal processes for the production of ultrapure water was also analyzed.
Results and Discussion:As a result of market analysis in the industrial water sector, the capital investment is expected to reach USD 39.9 billion by 2024, with a steady growth of 4.1% per year. The unit processes required for the production of ultrapure water becomes more complex and diversified, and the recent technological advancement has been mainly put on the development of eco-friendly water treatment processes such as electrodeionization (EDI) in order to reduce the chemical usage. In addition, research on the development of new processes for the treatment of hardly degradable trace substances (i.e. urea, THM, IPA, etc.) is actively under investigation. However, the patent analysis revealed that the three Japanese companies occupied 71% of the world’s patents on the ultrapure water production.
Conclusions:In ultrapure water production technology, the design of unit processes is important, and the design of a system that combines and arranges unit processes is the core technology. Thus, the incubation of domestic companies that have ability to design the array of unit processes for ultrapure water production is necessary for the localization of ultrapure water technology. However, although a few companies have completed the commercialization of core technologies, there is lack of the test field to evaluate the long-term performance of products. Therefore, for the development of domestic technologies in the ultrapure water production, it is necessary to construct a test-bed capable of evaluating the performance of domestic products. In addition, it is expected that localization of ultrapure water production technology will be facilitated with the participation of consumers.

참고자료

· 없음