화학저널

일본이 반도체용 고순도 불산 수출을 규제하면서 불소계 화학제품에 대한 관심이 고조되고 있다.
불소계 화학제품은 글로벌 수요가 호조를 계속하고 있다.
특히, 반도체·LiB(리튬이온전지) 등 기존 용도에서 수요가 꾸준히 증가하고 있는 가운데 첨단산업 분야에서는 신규용도 개발이 가속화되고 있다.
형석으로부터 생산한 불화수소산(불산)을 원료로 사용하는 불소 화학제품은 에어컨 냉매 등으로 투입되는 플루오로카본(Fluorocarbon)을 비롯해 내열성·내약품성 등이 우수한 불소수지(Fluororesin), 반도체 제조공정에 필수적인 고순도 불산 등이 있다.
일본 불소 화학제품 생산기업들은 원료 형석을 중국산 수입에 의존하고 있어 현지에 생산체제를 구축하기 위한 투자를 적극 추진하고 있다.
일본기업들이 중국 투자를 확대하면서 중국산으로 일본산을 대체할 가능성이 제기되고 있으나 중국도 고순도 불산을 생산하지 못해 문제가 되고 있다.
일본 정부는 2019년 7월4일 국내 핵심산업인 반도체, 디스플레이의 필수 소재로 사용되는 고순도 불화수소(에칭가스), 포토레지스트(Photoresist), 불소계 폴리이미드(Polyimide)에 대한 수출규제를 선언했고 8월 들어서는 1200가지 소재·장치의 화이트리스트에서 한국을 제외하는 조치를 취해 대응책 마련이 시급해지고 있다.

플루오로카본, HFC 규제 강화 영향 불가피
일본은 2018년 불산 생산량이 26만7974톤으로 전년대비 2.3%, 출하량이 26만8651톤으로 1.6% 감소했다.
내수는 14만5079톤으로 2.9% 증가했으며 불소수지를 포함한 플루오로카본이 절반 이상을 차지해 안정적인 성장을 계속하고 있다.
고순도 불산을 비롯한 2차제품은 D램(DRAM) 등 반도체 수요 증가의 영향을 받아 2018년 7만8640톤으로 4.6% 늘었으나 LCD(Liquid Crystal Display), 공업제품 등 표면처리 및 세정용은 2만2896톤으로 6.9% 감소했다.
특히, LCD 유리 슬리밍용으로 사용되고 있는 공업용 불산은 LCD가 OLED(Organic Light Emitting Diode)로 대체되면서 감소세가 두드러지고 있다.
플루오로카본류는 프레온류와 플루오로카본을 중합하는 등 화학반응에 따라 제조하는 불소수지로 분류된다.
HFC(Hydrofluorocarbon)-125, HFC-143a 등 프레온류는 냉장고·에어컨 냉매, 단열재 발포제, 전자부품 세정제, 에어졸 분사제 등에 투입되고 있다.
냉매용 수요는 2018년 에어컨 판매량이 사상 최고치를 기록하면서 호조를 보였으며 전자부품 세정제용도 꾸준히 증가하고 있다.
그러나 2016년 채택된 몬트리올 의정서의 키갈리(Kigali) 개정안에서 HFC-125 등 HFC 18종이 규제 대상에 새롭게 포함됨으로써 시장에 영향을 미칠 가능성이 높아지고 있다.
최근에는 반도체 제조공정에서 세정 및 에칭에 사용되는 고순도 불산 및 절연막 에칭용 BHF(Buffered Hydrogen Fluoride) 수요가 크게 늘어나고 있으며 반도체산업이 호조를 보임에 따라 한국, 일본, 타이완기업 모두 풀가동을 계속하고 있다.
반도체용은 2019년 반도체 재고 조절의 영향으로 수요가 주춤하나 2020년 이후에는 반도체 생산이 다시 확대됨으로써 수급이 타이트해질 가능성이 제기되고 있다.

SK머티리얼즈, 고순도 불산 국산화 추진
SK머티리얼즈는 일본 정부가 수출규제 품목에 포함시킨 고순도 불화수소를 국산화하기로 결정했다.
SK머티리얼즈 반도체 웨이퍼를 세정하는 삼불화질소(NF3)를 생산하고 있는 가운데 불화수소를 원료로 사용하고 있어 불화수소 생산에 투자하기로 결정했다. 2019년 말에서 2020년 초 사이에 불화수소 샘플을 생산할 계획이다.
SK머티리얼즈는 반도체 및 디스플레이 패널 제조에 사용되는 특수가스를 생산하고 있다.
불화수소는 반도체를 제조할 때 실리콘 웨이퍼의 이물질을 제거하는 공정에 사용되는 핵심소재로 수입량의 41.9%가 일본산으로 나타나고 있다. 특히, 99.999% 이상의 고순도 불화수소는 90% 이상을 일본산 수입에 의존하고 있다.
반도체용 고순도 불화수소는 순도가 99.9999999999%로 대체가 쉽지 않고 국산화해도 3개월 가량의 테스트 기간이 필요한 것으로 알려졌다.▶ 다음호에 계속