[한입뉴스] 반도체에서 우주까지, 공급망 안보의 핵심이 된 ‘희귀가스’ [텍스트로 보기]
[이슈한입] 첨단산업을 움직이는 숨은 자원, 희귀가스
공기 중에 극히 적은 양만 존재해 분리와 정제가 까다롭지만, 첨단산업에 없어선 안 될 자원이 있습니다.
바로 ‘희귀가스’입니다.
최근 희귀가스는 첨단산업의 공급망 안정성과 산업 경쟁력에 직결되는 ‘핵심 전략자원’으로 주목받고 있는데요.
희귀가스란 무엇이고, 왜 지금 세계가 주목하고 있을까요?
[개념 한입] 희귀가스란?
희귀가스는 화학적으로 반응성이 매우 낮아 다른 물질과 쉽게 결합하지 않는 안정적인 기체입니다.
대기 중 존재량이 적거나 분리·정제가 까다로워 산업적으로는 중요한 자원으로 꼽히죠.
네온(Ne), 크립톤(Kr), 제논(Xe), 헬륨(He) 등이 이에 해당합니다.
산업 현장에서는 이들 기체가 반도체·디스플레이·의료·우주항공 등다양한 분야에 활용되고 있는데요.
특히 고순도가 요구되는 첨단 산업에서 각 가스의 고유한 특성이 활용되면서 희귀가스의 쓰임새도 점차 확대되고 있습니다.
희귀가스 활용처 1 – AI 반도체 초미세 공정의 필수 소재
희귀가스의 대표적인 활용처 중 하나가 반도체입니다.
AI 확산으로 더 빠른 연산과 대용량 데이터 처리를 뒷받침할 고성능 반도체의 중요성이 더욱 커졌는데요.
반도체는 원자 단위의 초미세 공정으로 제조되는 만큼, 공정에 투입되는 가스 역시 극도로 높은 순도가 요구됩니다.
네온(Ne)은 반도체 노광 공정에 사용되는 엑시머 레이저용 혼합가스의 주요 원료입니다.
크립톤(Kr)과 제논(Xe)은 일부 플라즈마 및 식각(Etching), 특수 공정에서 고순도 가스로 활용됩니다.
희귀가스 활용처 2 – 뉴 스페이스(New Space) 시대를 여는 핵심 추진제
희귀가스의 활용 범위는 반도체를 넘어 이제 우주산업으로까지 확대되고 있습니다.
현재 우주산업은 미국과 중국을 중심으로 한 우주 패권 경쟁과 AI 기반 실시간 위성 데이터 분석 수요 확대에 힘입어
빠르게 성장하고 있는데요.
동시에 위성 수가 증가하면서 궤도 유지, 위치 조정, 충돌 회피에 필요한 추진 시스템의 중요성도 함께 커지고 있습니다.
이 과정에서 제논(Xe)과 크립톤(Kr)을 추진제로 사용하는 ‘이온추진 기술’의 활용도 확대되고 있죠.
이 기술은 기체에 전기를 가해 원자를 이온화한 뒤, 높은 전압으로 이온을 초고속 분사해 추진력을 얻는 방식입니다.
추진 효율이 높아 위성을 장기간 운용하는 데 유리합니다.
글로벌 우주산업은 2034년 1조 달러를 넘어설 것으로 전망됩니다. 위성산업이 전체 우주산업의 큰 비중을 차지하는 만큼,
제논과 크립톤 수요도 앞으로 더 늘어날 것으로 예상됩니다.
희귀가스 가치에 주목한 포스코그룹, 반도체용 고순도 희귀가스 국산화에 성공하다
포스코그룹은 일찍부터 희귀가스의 가치에 주목했습니다.
2021년 관련 신사업 전담 조직을 신설하고,
2024년에는 고순도 희귀가스 생산 법인 포스코에어솔루션을 출범했습니다.
지난 6월에는 광양 동호안 부지에 연산 13만 노멀입방미터(Nm³) 규모의 고순도 희귀가스 생산공장을 준공했는데요.
이는 국내 반도체 전체 희귀가스 약 52%를 공급할 수 있는 수준입니다.
이미 제철소 산소공장의 공기분리장치(ASU, Air Separation Unit)에서 추출한 희귀가스를 고순도로 정제해 네온(Ne), 크립톤(Kr), 제논(Xe) 등을 생산합니다.
이를 통해 그동안 대부분 수입에 의존해 온 고순도 희귀가스의 국내 생산 기반을 마련했습니다.
항공우주·방산 분야 아시아 최초 인증 획득! 희귀가스로 미래 산업 공급망 안정 이끈다
포스코에어솔루션은 희귀가스 사업을 반도체에서 항공우주·방산 분야로 확대하고 있습니다. 지난 8월에는 로이드인증원(LRQA)으로부터
‘항공우주·방산 품질경영시스템(AS9100D)’ 인증을 획득했습니다.
이번 인증은 특히 희귀가스 제조 분야에서 아시아 지역 최초라는 의미가 큽니다. 또한 한국항공우주연구원(KARI)의 전기추력기 추진제 기술 개발 테스트에서
포스코에어솔루션의 제논과 크립톤이 수입 제품과 동등한 성능을 보이며 우주항공 분야 적용 가능성도 확인했습니다.
반도체에서 항공우주·방산까지, 포스코그룹은 앞으로도 희귀가스를 미래 산업의 핵심 전략소재로 육성해
국가 첨단산업 공급망 안정화에 앞장서 나갈 것입니다.