2
- 반도체 미세화로 구리 배선 도입이 필수적이었지만, 이천 공장은 팔당호 상수원 규제 구역에 있어 구리 배출이 원천 금지되어 있었습니다.
- 정화 후 방류하는 대신 폐수를 외부로 내보내지 않고 공장 안에서 회수·고체화하는 '무방류 시스템'으로 돌파구를 찾았습니다.
- 이 역발상은 관련 법령의 예외 조항 신설로 이어졌으나, 규제 외 화학물질 관리라는 새로운 환경적 과제도 함께 남겼습니다.
반도체 칩이 미세해질수록 전기가 흐르는 배선 재료의 한계는 공장의 존폐를 가르는 핵심 문제가 됩니다. SK하이닉스(당시 하이닉스) 이천 공장은 차세대 칩을 생산하기 위해 배선 재료를 알루미늄에서 구리로 교체하려 했으나, 공장이 자리 잡은 지리적 조건 때문에 전면적인 공정 전환이 막히는 위기를 맞았습니다.
이 위기를 해결한 열쇠는 폐수를 정화해 내보내는 방식이 아니라, 아예 외부 방류를 차단하는 무방류 시스템(Zero Liquid Discharge)이었습니다.
미세 공정의 필수 조건과 상수원 규제의 충돌
반도체 칩 내부에는 전기가 통하는 미세한 통로인 배선이 들어갑니다. 칩 크기가 줄어들수록 배선 폭 역시 극도로 좁아지는데, 기존에 쓰던 알루미늄은 선폭이 가늘어질수록 저항이 커져 전기가 원활히 흐르지 못하는 기술적 한계에 부딪힙니다. 결국 전기 전도성이 훨씬 뛰어난 구리 배선 도입은 차세대 반도체 제조의 필수 요건이었습니다.
문제는 이천 공장의 지리적 입지였습니다. 경기도 이천에서 배출되는 물은 수도권 주민 약 2,300만 명의 식수를 책임지는 팔당호로 흘러듭니다. 이 일대는 팔당호 수질보전 특별대책지역으로 지정되어 특정수질유해물질을 배출하는 공장 설립과 증설이 법적으로 엄격히 제한되어 있었고, 구리 역시 해당 금지 물질 목록에 포함되어 있었습니다.
공장 증설 제한 소식에 이천 주민들이 반발하며 목소리를 높이던 상황입니다.
2007년 초 정부는 장기간의 검토 끝에 이천 공장 증설을 불허하고 대체 부지인 청주에만 신규 공장 건설을 허용했습니다. 하지만 이미 수만 평 규모로 가동 중인 이천 공장 전체를 이전할 수는 없었고, 구리 배선을 쓰지 못하면 공장 전체가 다음 세대 반도체 경쟁에서 도태될 수밖에 없는 진퇴양난에 빠졌습니다.
정화 배출이 아닌 '외부 방류 제로'라는 역발상
일반적으로 환경 규제에 직면하면 오염물질을 기준치 이하로 철저히 정화해 배출하는 방식을 떠올리기 쉽습니다. "구리를 완벽에 가깝게 걸러 깨끗한 물로 내보내면 되지 않느냐"는 의문이 들 수 있지만, 상수원 보호구역 규제는 농도와 무관하게 구리를 배출하는 시설 자체의 입지를 금지하는 구조였습니다. 정화 효율을 아무리 높여도 법적 허가를 받을 수 없는 조건이었던 셈입니다.
여기서 도출된 해법이 바로 오염수를 정화해 내보내는 대신 공장 밖으로 단 한 방울의 폐수도 내보내지 않는 무방류 시설의 도입이었습니다.
외부 방류를 원천 차단하는 무방류 시스템을 도입하면서, 구리 공정 전환 허가를 극적으로 이끌어낼 수 있었습니다.
무방류 시스템은 다음과 같은 공학적 단계로 작동합니다.
- 폐수 완전 분리 수거: 구리 공정에서 발생한 폐수를 일반 오폐수와 철저히 분리하여 전용 배관을 통해 별도로 포집합니다.
- 구리 성분의 고체화: 수중에 포함된 구리 이온을 화학적·물리적 공정으로 걸러내어 액체가 아닌 고체 폐기물(슬러지 등) 형태로 추출합니다.
- 차단 및 밀폐 안전망 구축: 배관 누수나 시설 고장 등 만약의 사고가 발생하더라도 폐수가 외부 토양이나 하천으로 스며들지 않도록 다중 차단벽과 밀폐 회수 시설을 설치합니다.
제도적 예외 정착과 남겨진 환경적 과제
2007년 말 환경부는 공장 밖으로 구리 폐수를 전혀 내보내지 않는 무방류 시설 설치를 조건으로 공정 전환을 승인했습니다. 초기에는 기존 공장의 재료 변경만 허용되었으나, 무방류 시스템을 통해 2013년 말에는 이천 공장 내 신규 라인 증설까지 가능해졌습니다.
공장 내부에서 발생하는 오염 물질을 외부로 내보내지 않고 내부 시스템에서 순환시키며 철저히 가두는 방식입니다.
이 사례를 계기로 수질보전 특별대책지역 관련 법령에는 구리를 포함한 특정 물질에 대해 무방류 시설을 갖출 경우 입지를 허용하는 예외 조항이 명문화되었습니다. 엄격한 입지 규제와 첨단 산업의 공정 전환 요구를 공학적 안전장치로 절충한 대표적인 선례로 남았습니다.
다만 무방류 공정 도입이 환경적 과제의 완벽한 종결을 뜻하지는 않습니다. 최근 공장 인근 하천 조사에 따르면, 법정 규제 대상 항목은 기준치 이내로 관리되었으나 아직 법적 기준이 마련되지 않은 염소 성분 등이 배출구 하류에서 상대적으로 높게 검출되는 현상이 확인되기도 했습니다. 공학적 통제로 특정 유해물질의 방류를 막더라도, 새로운 공정 도입에 따른 미규제 화학물질 관리는 계속해서 검증해야 할 과제로 남아 있습니다.
FAQ
반도체 제조에서 알루미늄 배선 대신 구리 배선을 쓴 이유는 무엇인가요?
반도체 칩이 미세화되면서 내부 전깃길인 배선의 폭이 극도로 좁아졌기 때문입니다. 알루미늄은 선폭이 가늘어질수록 저항이 커져 전류가 잘 흐르지 않으므로, 전도성이 더 우수한 구리가 필수적입니다.
폐수를 깨끗하게 정화해서 방류하는 것은 왜 불가능했나요?
이천 공장이 위치한 지역이 수도권 식수원인 팔당호 수질보전 특별대책지역으로 지정되어 있어, 정화 수준과 상관없이 법적으로 구리 배출 시설 자체의 입지가 원천 금지되어 있었기 때문입니다.
무방류 시스템은 폐수를 어떻게 처리하나요?
구리가 포함된 폐수를 일반 배수와 섞이지 않게 따로 모은 뒤, 화학·물리적 처리를 거쳐 구리 성분을 고체 폐기물로 분리해 회수합니다. 액체 폐수는 외부 하천으로 전혀 흘려보내지 않고 공장 내에서 전량 통제합니다.