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기계연-KC코트렐-와이티시스템-세기 "초미세먼지 저감 대형 시장 진입"

24일 대전 서대전 지하철역 공조실. 대용량 무필터 초미세먼지(2.5㎍ 크기 이하인 먼지 입자) 저감 시스템을 작동하자 2분이 채 안돼 시연 모니터에 설치된 초미세먼지 농도가 10분의 1로 줄어드는 모습이 그래프로 나타났다. 과학기술정보통신부가 24일 대전서 지하철 초미세먼지 저감기술 연구개발 성과물 시연회를 개최했다. 이날 축사에 나선 한국기계연구원 류석현 원장은 "“20년 이상 정전기술을 연구해 세계 최고 수준의 미세먼지 저감기술을 개발했다"며 "2년 간의 실증을 통해 그 안정성과 효과를 입증했다”고 말했다. 류 원장은 "1차로 지하철 시장은 대전부터 뚫었고, 이제 학교와 백화점 등 대형공공시설 확산을 기대하는 분위기"라고 덧붙였다. 이날 시연회에는 과학기술정보통신부와 한국연구재단, 한국기계연구원, 대전교통공사 등 연구개발 유관기관 관계자들이 참석했다. 또 기술이전을 받은 (주)KC코트렐, (주)와이티시스템, (주) 세기 등의 대표 등이 자리를 함께 했다. 이 기술은 과기정통부의 공공수요 기반 혁신제품 개발·실증사업(2021~2024년) 지원을 받아 수행됐다. 정전기력을 활용하는 이 무필터 공기정화 시스템은 극세사 방전극과 비금속 탄소판을 활용하기 때문에 분당 1000㎥를 처리하는 초미세먼지 저감장치 6대(급기구2, 배기구4대)로 3개 역의 초미세먼지 정화가 가능하다. 특히, 이 장치는 필터 없이도 초미세먼지를 90% 이상 제거한다. 오존 발생 농도가 일반 대기의 10분의1 수준인 5ppb(10억분의1 단위) 이하다. 김학준 책임연구원은 "기존 정전기 방식이 갖고 있던 오존 문제를 해결했다"며 "대형 공간에서도 효율적인 공기정화가 가능하다는 점이 강점"이라고 설명했다. 필터 방식 공기청정기는 필터 막힘으로 인해 공기 흐름이 저하되고 교체 비용이 많이 드는 한계가 있었다. 그러나 이 기술은 공기의 흐름을 방해하지 않아 대량의 공기를 효율적으로 정화할 수 있다. 기존 무필터 방식과 비교할 때 연간 역당 유지보수비가 전기료와 상하수도를 포함해 140만원 정도 밖에 안든다. 기존 방식은 연간 940만원 정도 소요된다. 특히 지하철 터널용 장치는 덕트가 필요 없어 제작 비용도 30% 이상 낮은 2억 원이면 납품 가능하다. 기계연 측은 대전시 지하철 서대전네거리역, 오룡역, 중구청역 터널 구간에서 효과 검증을 완료했다. 특히 학교용으로 개발된 무필터 공기청정기는 CA인증과 실증을 거쳐 보급을 확대할 계획으로 부산광역시 초등학교에도 설치해 실증 시험을 진행 중이다. 경기도 A백화점 공조기에서는 실증 시험을 완료해 공공시설에서의 미세먼지 저감효과를 확인했다. 김학준 책임연구원은 “그동안 기존 정전기 방식의 한계로 실내에 적용하기 어려웠던 오존 발생 문제를 근본적으로 해결한 유일한 기술”이라며, “초기 도입후 약 3년 내 손익분기점에 도달할 수 있는 경제성까지 갖춘 기술"이라고 부연설명했다. 김 연구원은 또 "현재 이 기술은 혁신제품지정, 전기용품안전 KC인증 및 공기청정기 단체품질 CA인증을 추진하며 체계적인 보급 확대를 준비 중"이라고 덕붙였다. 과기정통부 황판식 연구개발정책실장은 “국가 연구개발 성과물이 논문에 머무르지 않고, 국민생활에 직접적인 편익을 제공하는 진정한 기술사업화의 실현이라는 점에서 의미가 크다"고 말했다.

2025.03.24 16:00박희범

전기굴착기·수소지게차 보조금 지원 범위 확대

환경부는 지난달 28일 '2025년도 무공해건설기계 보조금 업무처리지침'을 개정하고 전기굴착기와 수소지게차 보급 지원사업을 본격적으로 추진한다고 3일 밝혔다. 환경부는 2020년부터 대기오염물질을 배출하는 내연기관 건설기계 대신 전기 등 친환경 에너지를 동력으로 하는 전기굴착기·수소지게차 등 무공해건설기계를 구매할 때 보조금을 지원했다. 지난해에는 전기굴착기 38대, 수소지게차 4대를 지원했다. 올해에는 전기굴착기 11억2천만원, 수소지게차 12억원으로 총 23억2천만원을 지원할 계획이다. 개정된 무공해건설기계 보조금 지침에 따르면 다양한 크기의 전기굴착기가 개발될 수 있도록 총중량 20톤 이상 배터리형 굴착기와 40톤 이상 케이블형 전기굴착기에도 보조금 지급이 가능토록 지원 범위를 확대했다. 또 성능 좋은 전기굴착기 보급 유도를 위해 전기굴착기 배터리 에너지용량·모터 정격출력·총중량에 따라 제품별 보조금 지원액을 차등화했다. 안전한 수소지게차 보급 확대를 위해 '건설기계관리법' '고압가스 안전관리법' 등에서 정한 안전기준을 충족한 수소지게차에 최대 들어올림 용량에 따라 정액 보조금을 차등 지원하도록 했다. 국비와 지방비 5대5 비율로 보조하되 최대 들어올림 용량이 1.5톤 이상 3톤 미만 수소지게차는 6천만원, 3톤 이상 7톤 미만은 1억6천만원을 지원한다. 개인이나 법인이 희망 시 대량 구매 지원이 가능하지만, 3대 이상을 구매할 때는 환경부와 사전에 협의하도록 해 다수 구매자가 보조금 지원을 받을 수 있도록 했다. 개정된 지침에 따라 보조금을 지원받는 전기굴착기·수소지게차는 무공해차 통합누리집에서 확인할 수 있다. 환경부는 신규 지원대상 제품이 출시되면 누리집에 관련 정보를 지속해서 공개할 예정이다. 오일영 환경부 대기환경정책관은 “탄소중립 실현을 위해 내연기관 건설기계를 전기와 수소를 연료로 사용하는 무공해건설기계로 점진적으로 대체해 나갈 계획”이라며 “무공해건설기계 보급사업은 생활 주변에 산재해 있는 건설현장 소음과 초미세먼지 저감 등 환경개선에도 도움이 될 것으로 기대한다”고 말했다.

2025.03.03 21:50주문정

범부처 봄철 초미세먼지 저감 총력대응…석탄발전 가동정지 28기로 확대

환경부는 27일부터 3월 31일까지 봄철 고농도 초미세먼지(PM-2.5) 발생에 대비해 국무조정실·산업통상자원부·국토교통부 등 관계부처와 함께 총력대응 체제를 가동한다. 양한나 환경부 대기환경정책과장은 “정부는 2019년부터 계절적 요인으로 초미세먼지 농도가 높은 12월 1일부터 이듬해 3월 31일까지 매년 미세먼지 계절관리제를 시행 중”이라며 “연중 3월은 초미세먼지 농도가 가장 높고, 건설공사(비산먼지) 확대, 영농 준비(불법소각)로 인한 대기오염 증가하고 있어 계절관리제 기간에도 좀 더 강화된 추가 대책 추진이 필요하다”고 설명했다. 정부는 오염도가 높거나 교통량이 많은 도로에 청소차 운영을 하루 최대 4회까지 확대하고, 건설공사장의 날림(비산)먼지 저감조치와 대기관리권역 내 관급공사장의 노후 건설기계 사용 제한 이행에 대해서도 단속을 강화한다. 민감·취약계층 보호를 위해 학교·노인요양시설 관리실태를 현장점검하고 초미세먼지 노출에 취약한 옥외근로자 근무 사업장은 맞춤형 관리방법(컨설팅)을 지원한다. 고농도 초미세먼지가 지속되는 경우 임산부·호흡기 질환자 등의 탄력근무 시행을 권고한다. 국민이 자주 이용하는 지하역사·철도·공항터미널은 환기·공기정화 설비 정상 작동 여부를 특별점검하고, 자체적으로는 습식 청소 횟수 확대 등 평상시보다 강화된 실내공기질 관리 조치를 한다. 운행차량은 배출가스 측정 장비와 단속카메라를 이용해 배출가스 현장점검과 함께 터미널·주차장 등을 중심으로 공회전을 집중 단속한다. 불법 배출이 우려되는 사업장에는 민관합동으로 무인기(드론)·이동측정차량 등 첨단감시장비를 활용해 특별 단속한다. 본격적인 영농철을 맞아 영농폐기물 불법소각 방지를 위해 민관합동 집중수거기간을 운영한다. 선박연료유(황 함유량) 기준 점검을 월 300척으로 확대하고, 항만 비산먼지 발생 억제시설은 합동점검을 주 1회 이상으로 강화한다. 공공부문(사업장·공사장·관용차량)은 고농도 초미세먼지 발생 시 비상저감조치를 1단계(관심)부터 2단계(주의) 수준으로 격상해 추가로 배출량 감축을 추진한다. 인천광역시는 2019년부터 '인천형 비상저감조치'를 시행하고 있으며, 3월에는 대전광역시(전체)와 경기도 19개 시군도 동참한다. 겨울철 보다 난방수요가 감소함에 따라 공공 석탄발전(53기) 가동정지 기수를 겨울철(2024년 12월~2025년 2월) 15기에서 봄철 28기로 확대(잠정)한다. 유역(지방)환경청에서는 초미세먼지와 원인물질을 다량 배출하는 사업장에 간부 공무원이 전담해 매주 배출량과 감축목표 이행 상황을 관리하고 현장 의견을 듣는다. 국립환경과학원은 고농도 초미세먼지 발생 가능성을 사전 예측한 봄철 미세먼지 계절전망을 처음으로 실시한다. 양 과장은 “그간 초미세먼지 농도가 개선됐음에도 국민 체감도는 여전히 낮은 상황인 만큼 봄철 총력대응을 통해 국민이 대기오염물질 걱정 없이 쾌적한 일상을 누릴 수 있도록 최선을 다하겠다”고 밝혔다.

2025.02.26 12:41주문정

AMAT, '업계 유일' 계측 장비로 3D·2나노 시장 공략…"이미 상용화 시작"

어플라이드머티어리얼즈(AMAT)가 차세대 전자빔 시스템으로 2나노미터(nm), 3D D램 등 첨단 반도체 시장을 공략한다. 해당 장비는 업계 유일의 CFE(냉전계 방출) 기술과 AI를 결합한 것이 특징으로, 이미 유수의 고객사 공정에 도입된 것으로 알려졌다. 어플라이드머티어리얼즈(AMAT)는 20일 오전 파크 하얏트 서울에서 'SEM비전 H20' 발표회를 열고 회사의 계측 기술력에 대해 소개했다. 장만수 AMAT코리아 이미징 및 프로세스 제어 기술 디렉터는 "반도체 공정이 초미세화되면서, 이제는 옹스트롬(Angstrom; 0.1나노미터)과 3D 트랜지스터 구조 등 첨단 기술이 도입되고 있다"며 "그러나 기존 계측 시스템으로는 이에 대응하기 힘들어, AMAT는 고도의 전자빔 기술과 AI를 결합한 새로운 장비를 개발해냈다"고 설명했다. SEM은 전자현미경의 일종으로, 전자빔을 주사해 표본을 계측하는 기술이다. AMAT의 'SEM비전 H20'은 업계에서 가장 높은 수준의 감도 및 분해능을 구현한 전자빔과 회사의 2세대 CFE 기술을 갖췄다. 전자빔은 빛보다 파장이 짧아 깊은 홈까지 정밀하게 관찰할 수 있다. 덕분에 수 나노미터(nm) 대의 미세 공정과, 트랜지스터를 수직으로 쌓는 3D 구조에도 대응이 가능하다는 게 AMAT의 설명이다. 장 디렉터는 "해당 장비는 이미 실제로 상용화해 고객사들이 활용 중"이라며 "현존하는 모든 최선단 공정에 다 활용이 가능하다고 보면 된다"고 말했다. CFE란 기존 1천500도 이상에서 작동하는 고온전계 방출형 대비 낮은 온도 환경에서 작동하는 기술이다. 온도가 낮아지면 빔 폭이 좁아지고 전가 개수가 많아져, 분해능이 샹항되고 이미징 속도가 크게 빨라진다. 특히 2세대 CFE의 경우, 1세대 대비 이미징 속도가 2배 빠른 것으로 나타났다. 고온전계 방출형 대비로는 3배 빠르다. CFE가 지닌 불순물 취약 관련 문제도 2세대에서는 고진공, 자가 세정 기술 등을 도입해 보완했다. 장 디렉터는 "AMAT가 CFE 기술 상용화를 위해 쏟은 개발기간만 해도 10년이 넘는다"며 "현재 업계에서 이를 상용화한 기업은 AMAT이 유일하다"고 강조했다. AI 역시 SEM비전 H20의 주요 특성 중 하나다. 기존 SEM을 통해 얻은 이미지 상에는 실제 결함과 계측 오류로 인한 노이즈 등이 뒤섞여 있다. 때문에 SEM 이미지를 여러 장 찍어야 하는데, 초미세공정에서는 결함 크기가 줄어들어 육안으로 둘을 구분하기가 힘들다. 이에 AMAT는 AI 기술로 실제 결함과 노이즈를 구분하는 시스템을 도입했다. 실제 회로 설계도에서 얻은 데이터를 추출해 신뢰성을 높였다. 장 디렉터는 "기존 전자빔 기반의 SEM 계측은 3시간 수준의 쓰루풋에도 결함을 완전하게 잡아내지 못하는 문제가 있었다"며 "이번 SEM비전 H20은 1시간 이내로 더 많은 결함을 정확하게 잡아내기 때문에, 첨단 반도체 수율 향상에 상당한 도움을 줄 수 있을 것"이라고 말했다.

2025.02.20 11:49장경윤

지난해 초미세먼지 농도 '나쁨' 이상 일수 10일 '역대 최저'

환경부는 2024년도 전국 초미세먼지(PM-2.5) 연평균 농도가 15.6㎍/㎥을 기록하며, 초미세먼지 관측을 시작한 2015년 이래 최저치를 보였다고 11일 밝혔다. 이는 전국 531곳의 도시대기측정망 관측값을 분석한 것으로 2015년 초미세먼지 농도 대비 38.1%(25.2→15.6㎍/㎥), 전년(18.2㎍/㎥)대비 14.3% 감소했다. 초미세먼지 농도를 등급별로 보았을 때 초미세먼지가 '좋음(전국 일평균 15㎍/㎥ 이하)'인 날은 관측을 시작한 이래 가장 많은 212일을 기록했고, '나쁨(전국 일평균 36 ㎍/㎥ 이상)' 등급을 넘어선 일수 또한 10일로 역대 가장 적었다. '매우 나쁨(전국 일평균 76 ㎍/㎥ 이상)' 일수는 전국적으로 단 하루도 발생하지 않았다. 지난해 전국 17개 시도별 초미세먼지 농도는 12.3~18.9㎍/㎥ 수준으로 제주와 전남이 12.3㎍/㎥로 가장 낮고, 강원(12.9㎍/㎥)과 경남(13.0㎍/㎥) 순으로 낮은 것으로 나타났다. 17개 시도 중 관측 이래 가장 크게 초미세먼지 농도가 개선된 지역은 전북지역으로 2015년 대비 54.8%(35.4→16.0㎍/㎥) 개선됐다. 이어 전남 50.4%(24.8→12.3㎍/㎥), 강원 50.0%(25.8→12.9㎍/㎥) 순으로 농도 감소율이 컸다. 또 전국 153개 시군 가운데 도시대기측정망이 모두 설치된 2020년 이래 농도 개선 폭이 가장 큰 지역은 강원 태백 48.9%(18.2→9.3㎍/㎥), 전남 구례 42.9%(18.4→10.5㎍/㎥), 충북 보은 41.4%(21.5→12.6㎍/㎥) 순으로 나타났다. 경기 동두천·부천, 강원 춘천·영월·동해·양구·인제·횡성·양양·고성, 충북 옥천, 충남 부여, 전북 임실, 전남 영암·함평·영광, 경남 양산·밀양·거제의 경우 2020년 대비 30% 이상 초미세먼지 농도가 감소한 것으로 확인되었다. 지난해 전국 153개 시군별 초미세먼지 농도는 8.8~21.2㎍/㎥ 수준으로 강원 양양이 8.8㎍/㎥로 가장 낮고, 강원 고성(9.1㎍/㎥)과 태백(9.3㎍/㎥), 경북 울진(9.7㎍/㎥), 경남 사천(10.1㎍/㎥) 순으로 낮은 것으로 나타났다. 환경부는 지난해 초미세먼지 농도 개선은 국내 정책효과, 국외 유입 감소, 양호한 기상 여건 등이 복합적으로 작용해 나타난 결과로 분석했다. 한편, 국외 영향 요인 중 하나인 중국의 초미세먼지 농도도 감소 추세다. 우리나라와 인접한 중국 동북부 징진지(베이징·텐진·허베이)와 주변지역 초미세먼지 농도는 2024년 42.2㎍/㎥로 2015년 대비 45.2%(77→42.2㎍/㎥) 개선됐다. 이는 2015년 이후 가장 낮은 수치로 상하이를 포함한 중국의 장강 삼각주 권역도 37.7%(53→33㎍/㎥) 감소해 2015년 이후 세 번째로 낮은 수치를 기록했다. 2024년 기상 상황은 2023년과 연평균 기온·습도·풍속 등은 유사했지만, 강수일수가 증가하고 대기 정체 일수가 줄어든 것이 초미세먼지 농도 감소에 영향을 미쳤다. 김완섭 환경부 장관은 “그간 산업·수송·생활 등 핵심 배출원에 대한 집중적인 저감 정책으로 초미세먼지 농도 개선에 가시적인 성과가 나타나고 있다”며, “현재 시행 중인 미세먼지 계절관리제를 차질없이 이행하고 초미세먼지로부터 국민건강 보호를 위한 조치에 최선을 다하겠다”고 밝혔다.

2025.02.11 17:41주문정

양자물질 전자 분포 제어 성공…"차세대 초미세 반도체 소자 개발 가능"

양자물질의 전자 분포를 자유자재로 제어하는 원천기술이 개발됐다. 향후 차세대 초미세 반도체소자 개발이 가능해질 전망이다. POSTECH(포스텍)은 물리학과 · 융합대학원 박경덕 교수 연구팀이 초고분해 극초단 펄스 전압조절기를 개발했다고 20일 밝혔다. 박경덕 교수는 "나노 공간에서 2차원 양자물질의 전자 분포를 자유자재로 조절할 수 있게 됐다"며 "향후 양자물질의 전기적 · 광학적 특성 변화를 조사하는 것이 가능해졌다"고 말했다. 양자물질의 전자 분포를 조절하면 2차원 반도체의 상전이, 전도도 변화, 반도체 입자 형성 및 거동을 제어할 수 있게 된다. 연구팀은 "초전도 특성을 가지는 반도체나 특수한 나노격자 구조를 이용한 메모리 구현이 가능하다"고 설명했다. 저차원 양자물질의 전자 분포와 밀도 조절을 위한 대표적인 방법으로 화학적 전하주입법과 정전기적 전하주입법이 있다. 이 중 정전기적 전하주입법은 가역적이고 비파괴적이며, 빠르고 안정적인 전자 분포 조절이 가능하다는 장점이 있다. 그러나 나노 공간에서의 정전기적 전하주입법은 아직까지 숙제였다. 반도체 나노 공간에 전기장을 걸더라도 전자의 빠른 확산으로 인해 전자 분포가 넓어져 제어가 불가능해진다는 것. 이형우 연구원(논문 공동 제1저자, 석박사통합과정)은 "2차원 반도체의 무작위적인 전자 확산은 초미세 반도체소자 개발에 있어 큰 제약이었다"고 말했다. 연구팀은 이 문제를 원자힘 현미경, 전도성 나노광학 안테나 탐침, 초고분해 분광장치, 고속 교류전압 펄스 발생기를 연동 결합한 초고분해 극초단 펄스 전압조절기를 개발해 해결했다. 이형우 연구원은 "나노 공간에서 저차원 양자물질의 전자 분포를 조절하는 장비를 최초로 구현했다"며 "복잡한 미세 전극 소자가 필요한 기존 방식과 달리 나노광학 안테나 탐침에 고속 교류전압을 걸어 저차원 양자물질의 전자 밀도를 나노 공간에서 자유자재로 조절하는 데 성공했다"고 부연 설명했다. 연구팀은 이 장비를 이용해 2차원 반도체인 이황화몰리브덴(MoS2) 단일층의 전기적 및 광학적 특성을 나노 공간에서 정밀하게 제어했다. 또 이황화몰리브덴 나노 공간 내 반도체입자들이 상호 변환되며, 동시에 이황화몰리브덴 단일층의 광발광 양자수율에도 변화가 있는 물리적 현상을 규명했다. 연구팀은 여기서 한 발 더 나아가 고속 교류전압 펄스 폭에 따른 광발광 세기 측정과 이와 연관한 이론적 모델링을 통해 초고분해 극초단 펄스 전압조절기에 의해 전자 분포 제어가 나노 공간에서 가능함을 검증했다. 김수정 연구원(논문 공동 제1저자, 석박사통합과정)은 ”2차원 반도체의 무작위적인 전자 확산 난제를 극복하고 이의 능동적제어까지 가능해졌기 때문에 전자 밀도의 공간적 변화에 의해 반도체소자에서 발생하는 다양한 물리현상들을 다각적으로 규명할 수 있을 것”이라고 전했다. 한편, 연구에 사용된 2차원 반도체 물질의 제작은 성균관대 김기강 교수팀, 고 유전상수 산화물박막 제작은 울산과학기술원(UNIST) 박형렬 교수팀이 참여했다. 연구는 한국연구재단과 삼성미래기술육성재단 등의 지원을 받아 수행됐다. 연구결과는 국제 학술지 '사이언스 어드밴시스(Science Advances)'(11월16일자)에 온라인으로 게재됐다.

2024.11.20 14:17박희범

삼성전자, 차세대 D램 전환투자 전략 고심…연내 윤곽 나올 듯

삼성전자가 이르면 연내 제2평택캠퍼스(P2)의 차세대 D램 라인 구축 방안을 결정할 것으로 전망된다. 삼성전자는 현재 상용화된 가장 최신 세대의 D램 대비 1세대, 혹은 2세대 앞선 공정까지 설비투자를 고려하고 있는 것으로 알려졌다. 12일 업계에 따르면 삼성전자는 올 연말까지 P2 내 D램 라인의 최선단 D램 전환투자 계획을 세울 예정이다. P2는 삼성전자가 지난 2020년 하반기부터 가동한 팹이다. D램 라인의 경우 1z D램(3세대 10나노급 D램)을 주력으로 생산해 왔다. 1z D램은 메모리 업계에서 레거시(성숙) 공정에 해당하는 제품으로, 지난해까지 이어진 메모리 불황 시기에 감산이 적극적으로 진행됐다. 이에 삼성전자는 P2를 최선단 D램의 생산기지로 전환하기 위한 준비에 나섰다. 올해 1b D램(5세대 10나노급 D램) 양산용 설비를 들이기 시작한 것으로 파악됐다. 1b D램은 상용화된 가장 최신 세대의 D램이다. 삼성전자는 지난해 5월 16Gb(기가비트) DDR5 제품부터 양산을 본격화했다. P2 외에도 P3, 화성 15·16 라인 등에서 1b D램에 대한 전환 투자가 진행되고 있다는 점을 고려하면, 삼성전자는 내년 초까지 월 10만장 수준의 1b D램 생산능력을 확보할 수 있을 것으로 전망된다. 나아가 삼성전자는 P2에 1b D램을 이을 '차세대 D램' 투자를 계획하고 있다. 1b D램 전환 뒤 남아있는 1z D램 양산 라인을 1c(6세대), 혹은 1d(7세대)로 전환하는 것이 주 골자다. 업계 관계자는 "P2의 전환 투자를 위한 라인 구성 설계가 오는 4분기 중에 완료될 예정"이라며 "이후 내년도에 관련 설비 발주가 진행될 것으로 안다"고 설명했다. 삼성전자가 구상 중인 P2 설비투자 전환 계획은 최선단 D램의 개발 현황에 따라 달라질 전망이다. 앞서 삼성전자는 1c D램을 연내 양산하겠다는 계획을 세우고, 하반기 초도 양산라인 구축을 준비하고 있다. 업계 관계자는 "1c D램의 수율이 견조할 경우, P2에 더 앞선 1d D램 라인을 선행 도입하는 방안이 거론되고 있다"며 "물론 1c D램의 개발이 저조해 P4 내 1c D램 투자가 미뤄지면 P2에서 1c D램 전환 투자가 진행될 것"이라고 밝혔다.

2024.09.12 13:33장경윤

SK실트론, '2나노'용 공정 기술 개발…웨이퍼 업계도 '초미세' 대응

SK실트론이 최근 초미세 파운드리 공정에 해당하는 2나노미터(nm)급 EPI(에피) 기술을 개발했다. 삼성전자, TSMC 등 주요 반도체 기업들이 내년 2나노 공정 상용화를 앞다퉈 추진 중인 상황에 대응하기 위한 준비다. 20일 SK실트론의 반기보고서에 따르면 이 회사는 지난 6월 '300mm(12인치) 로직용 2나노급 EPI'를 개발했다. SK실트론은 주요 반도체 제조 기업의 요청에 의해 해당 기술을 연구개발(R&D) 해온 것으로 알려졌다. 현재 2나노 수준의 초미세 파운드리 공정을 다루는 기업은 전 세계적으로 삼성전자, TSMC, 인텔 등 3곳에 불과하다. EPI는 공정은 연마가 끝난 실리콘 웨이퍼(폴리시드 웨이퍼) 위에 화학기상증착법(CVD)으로 초고순도의 단결정 실리콘 레이어를 성장시키는 기술이다. 이 과정을 거친 웨이퍼를 에피 웨이퍼라 부른다. 에피 웨이퍼는 폴리시드 웨이퍼 대비 표면에 존재하는 미세 결함이 적으며, 특정 용도에 맞춰 유연하게 특성을 변경할 수 있다는 장점이 있다. 때문에 에피 웨이퍼는 주로 CPU, GPU 등 로직 반도체 제조에 활용돼 왔다. SK실트론이 이번에 2나노급 EPI 공정을 개발한 이유는 곧 다가올 초미세 공정 시대에 대응하기 위한 준비로 풀이된다. 웨이퍼 제조기업은 반도체 최후방산업에 속하는 업계 특성 상, 고객사와의 긴밀한 협의를 거쳐 차세대 제품을 선제 개발해야 한다. 대표적으로 삼성전자는 일본 팹리스 PFN(Preferred Networks)로부터 처음으로 2나노 공정 기반의 AI 가속기 칩을 수주한 바 있다. 이에 따라 삼성전자는 내년부터 2나노 공정 양산을 본격화할 계획이다. TSMC 역시 2025년 2나노 공정 양산을 공식화한 상황이다. 한편 SK실트론은 국내 유일의 실리콘 반도체 웨이퍼 전문 제조기업이다. 올 2분기 매출은 5천30억 원, 영업이익은 700억 원을 기록했다. 전분기 대비 각각 5.6%, 66.8% 증가했다. 전년동기 대비로는 매출은 2.2% 증가했으며, 영업이익은 동일한 수준이다.

2024.08.20 10:20장경윤

에스앤에스텍, '新물질' 하드마스크 개발…High-NA EUV 시대 준비

국내 반도체 부품업체 에스앤에스텍이 High-NA EUV 시대에 대응하기 위해 차세대 하드마스크 개발을 완료했다. 해당 제품은 향후 고객사와의 검증을 통해 실제 적용 여부가 결정될 것으로 전망된다. 승병훈 에스앤에스텍 전무는 12일 수원 컨벤션센터에서 열린 '차세대 리소그래피 + 패터닝' 학술대회에서 회사의 제품 개발 로드맵에 대해 밝혔다. 하드마스크는 반도체 노광공정에서 회로를 새기는 데 사용되는 블랭크마스크의 보조격 소재다. 반도체는 웨이퍼 위에 PR(감광액)을 도포한 뒤 빛을 쬐고, 이후 필요없는 물질은 깎아내는(식각) 과정을 거친다. 그런데 초미세 공정에서는 PR 두께가 매우 얇아져, 웨이퍼 하부층까지 식각하기가 어렵다. 이 때 하드마스크를 PR 증착 전에 삽입해 웨이퍼를 보호하고 식각 성능을 높인다. 기존 하드마스크 소재로는 크롬, 탄탈, 실리콘 등이 쓰였다. 그러나 High-NA EUV 공정은 감광액(PR)을 EUV(30~60나노미터) 보다 더 얇은 10~20나노미터 수준으로 도포해야 하기 때문에, 새로운 소재 적용이 필요하다. EUV는 기존 반도체 노광공정 소재인 ArF(불화아르곤) 대비 빛의 파장이 짧아, 초미세 공정 구현에 용이한 광원이다. 현재 7나노미터(nm) 이하 공정에 적용되고 있으며, 주요 기업들은 성능을 더 높인 High-NA EUV 기술을 내년부터 본격 도입할 계획이다. NA는 렌즈 수차로, 해당 수치를 높일 수록 해상력이 향상된다. 기존 EUV의 렌즈 수차가 0.33인 반면, High-NA EUV는 0.55로 더 높다. 이에 에스앤에스텍은 신물질을 활용한 하드마스크를 개발했다. 기존 식각 공정이 산소(O2)와 염소(Cl2)를 모두 활용해야 했던 것과 달리, 차세대 하드마스크는 Cl2만을 활용할 수 있도록 만든다. 이 경우 PR을 더 얇게 도포할 수 있어 High-NA EUV에도 대응이 가능하다. 승병훈 전무는 "차세대 하드마스크는 식각 선택비가 타 물질 대비 3배가량 높고 PR 두께 감소, 마스크 제조공정 단순화 등 다양한 이점이 있다"며 "현재 개발이 완료돼, 향후 고객사와의 검증을 통해 적용 여부가 결정될 것"이라고 설명했다. 다만 하드마스크만으로는 High-NA EUV에 완벽히 대응할 수 없다. 하드마스크 외에도 필름 스트레스 조절, 노광 공정 성능의 척도인 DoF(초점심도) 마진 개선 등 블랭크마스크의 다른 주요 요소들도 함께 선응이 강화돼야 하기 때문이다.

2024.08.12 17:33장경윤

환경과학원, 한국형 대기질 박스모델로 대기오염물질 농도변화 원인 진단

환경부 소속 국립환경과학원은 지역규모(30km×30km 공간) 대기오염물질 농도변화를 진단할 수 있도록 개발한 '한국형 대기질 박스모델'을 23일 오후부터 공개한다고 밝혔다. '대기질 박스모델'은 30km×30km 공간(박스)에서 대기오염물질이 배출·확산·이동·생성·소멸하는 현상과 오염농도가 시공간적으로 변화하는 양상을 직접 확인할 수 있다. 국립환경과학원은 2020년부터 초미세먼지와 오존 문제에 관심이 있는 공공기관과 지자체·대학·연구소·민간인 등 다양한 범위의 사용자가 쉽게 사용할 수 있는 한국형 대기질 박스모델(KAB·Korea Air Quality observation based Box model)을 개발해왔다. 이 모델은 오염물질이 대기 중에서 생성되는 중요한 반응 과정과 이를 저감하기 위해 필요한 정책 방향을 쉽게 확인할 수 있는 시각화 도구를 포함해 개발했다. 국립환경과학원은 23일 오후 2시 30분부터 '한국형 대기질 박스모델 시연회'를 온라인 생중계 방식으로 개최한다. 시연회는 모델 설치 과정·구동 과정·모델 결과 해석 등 전 과정을 유튜브로 소개한다. '한국형 대기질 박스모델'은 시연회와 동시에 국립환경과학원과 에어코리아 누리집에서 내려받아 사용할 수 있다. 사용자 설명서와 예제 자료 등도 함께 제공된다. 국립환경과학원은 '한국형 대기질 박스모델' 공개 후 사용자 개선 요구사항을 지속해서 반영해 성능을 향상시키고, 향후 개선된 모델을 누리집에 공개할 예정이다. 또 대기분야 주요 학회와 연계해 공개된 모델에 대해 연구한 결과를 국내 연구진과 공유하고, 향후 추가 개선 방안도 도출해 모델을 지속해서 고도화할 계획이다. 박정민 국립환경과학원 대기환경연구과장은 “이번 '한국형 대기질 박스모델' 공개는 주요 광역지자체뿐만 아니라 중소규모 지역에서 발생하는 대기오염 문제까지 심도 있게 연구할 수 있는 기틀을 제공한다”면서 “지역 맞춤 대기질 연구와 이를 통한 지역 대기질 개선을 위해 지속해서 노력하겠다”고 밝혔다.

2024.07.23 12:00주문정

환경공단, 국민에게 더 쉽고 편한 대기환경 정보 제공

환경부 산하 한국환경공단(이사장 안병옥)은 '에어코리아 앱'을 사용자 친화적으로 전면 개편해 정보 취약계층도 쉽고 편하게 대기정보를 접할 수 있는 서비스를 제공한다고 28일 밝혔다. 환경공단은 2014년부터 시작한 에어코리아 모바일 앱 서비스 사용자가 증가하고 활용 연령대가 다양화함에 따라 고객 요구사항을 반영해 올해 앱 서비스를 전면 개편했다. 환경공단 관계자는 “캐릭터와 큰 글자로 화면을 가독성 높게 한 '쉬운모드'로 구성함은 물론 주요 기능이나 대기오염 등급에 따른 행동 요령을 대화 형식으로 직관적으로 제공한다”며 “전문적인 대기정보 이해가 어려운 어린이 등 정보 취약계층부터 시력이 불편한 고령자도 편리하게 정보를 활용할 수 있다”고 설명했다. 환경공단은 또 앱 사용자가 주로 활용하는 기능을 특화하고 개선 요구사항을 반영해 사용자 환경(UI)을 개선했다. 또 메뉴별로 분산돼 있던 대기정보를 측정소 기준으로 한눈에 확인 할 수 있도록 '대기정보 자세히 보기'를 도입해 측정소별 과거 대기질, 항목별 대기질, 예․경보, 측정소 위치 등을 집약해 제공한다. GIS 서비스를 개편해 대기정보 외에도 풍향·강수량 등 기상정보를 융합해 제공하고 측정망 종류별로 차별화한 아이콘으로 정보를 표출하는 등 정보 가독성을 높였다. 햇빛이 강해 대기 중 오존 농도가 높아지는 여름철에 대비해 에어코리아 서비스를 기존 초미세먼지에서 오존 대응체계로 전환해 계절별 오염원에 대한 맞춤형 정보를 제공하고 있다. 한편, 환겨공단은 신규 앱 서비스 출시 일정에 맞춰 에어코리아 온라인 이벤트와 환경박람회 참여를 통한 현장 홍보를 추진할 계획이다. 안병옥 환경공단 이사장은 “에어코리아 앱은 대기 환경정보 전달의 파수꾼으로서 대국민 서비스를 지속해서 개선하겠다”고 말했다.

2024.05.28 17:05주문정

기계연, 공장 굴뚝 초미세 먼지 실시간 측정 기술 개발

사업장 굴뚝에서 나오는 미세먼지와 초미세먼지를 실시간 측정할 수 있는 기술이 개발됐다. 한국기계연구원은 도시환경연구실 한방우 박사 연구팀이 고온·고농도의 굴뚝 내부 환경을 상온·저농도 대기환경 수준으로 바꿔 미세먼지(PM10)와 초미세먼지(PM2.5)를 실시간 측정하는 기술을 처음 개발했다고 14일 밝혔다. 연구팀은 연구팀은 ▲가변 유속과 압력 대응 등속 흡입 기술 ▲정량 흡입 희석 기술 ▲액적 분리 기술 ▲벽면 손실 억제 기술 등 4가지 기술을 활용해 먼지를 크기별로 관리하는 방법을 찾았다. 연구팀은 국내 화력발전소와 소각로에서 지난 6개월간 실증 및 검증했다. 굴뚝 내부는 온도와 먼지 농도가 높아 실시간 정확한 미세먼지 측정이 어렵다. 연구팀은 측정 장치에 들어오는 배출 가스의 속도를 느리게 만드는 방법으로 굴뚝 유속에 따른 측정오차를 줄였다. 또 공기 주입량을 자동으로 제어했다. 응축에 의한 물방울 형태의 액적 생성도 최대한 억제했다. 구멍이 많은 튜브에 공기를 주입, 미세먼지의 벽면 부착도 최소화했다. 기존 광투과 측정법은 미세먼지나 초미세먼지 측정이 어렵다. 중량법 측정은 측정시간이 2~11일 걸리는 단점이 있다. 한방우 도시환경연구실장은 “사업장 굴뚝에서 배출되는 미세먼지의 정확한 농도와 크기 분포 정보를 실시간으로 얻을 수 있는 기술로는 처음"이라고 말했다.

2024.05.14 23:09박희범

"물 끓이면 미세플라스틱 확 줄일 수 있다"

물을 끓이고 여과하면 미세플라스틱 양을 크게 줄일 수 있다는 연구 결과가 나와 주목된다. 지난 달 28일 Environmental Science & Technology Letters에 발표된 새 연구 자료에 따르면, 연구팀은 미네랄이 풍부한 물을 단 5분 동안 끓이면 나노·미세플라스틱(NMPs)의 양을 최대 90%까지 줄일 수 있다는 것을 발견했다. 미세플라스틱의 환경오염 심화로, 인간의 폐와 혈액, 태반 등 인체 모든 곳곳에서 미세 플라스틱이 검출되고 있다. 이에 식수의 미세 플라스틱 오염 우려도 커지고 있다. 병에 든 음료수에 수십만개의 미세플라스틱이 포함돼 있다는 보도가 나오기도 했다. 플라스틱이 체내에 축적되면 스트레스, 염증, 인슐린 저항성, 간 문제를 유발하는 것으로 알려졌다. 이에 연구팀은 일반적인 물에 포함된 미네랄과 화학물질, 그리고 NMPs를 첨가한 수돗물 실험을 진행했다. 연구원들은 중국 광저우에서 여러 개의 수돗물 샘플을 채취해 각 샘플을 다양한 수준의 NMPs로 오염시켰다. 그리고 각 샘플을 5분 동안 끓인 다음 10분 동안 냉각되도록 방치했다. 그 결과 5분간 물을 끓이면 커피 필터와 같은 일반적인 필터로도 NMPs를 제거할 수 있는 것으로 확인됐다. 연구팀에 따르면 물이 충분한 고온이 되면 탄산칼슘(CaCO3)이 고체가 돼 NMPs 입자를 감싸기 때문에 이를 통해 간단한 필터로도 쉽게 미세플라스틱을 제거할 수 있게 된다. 다만 플라스틱 입자의 제거율은 경도에 크게 의존하고 있다. 경도의 지표가 되는 탄산칼슘 함유량이 물 1리터 중 300mg, 즉 경도가 300mg/L인 경수에서는 NMPs의 약 90%를 제거할 수 있다. 반면 경도가 60mg/L 미만인 연수에서의 제거율은 약 25%에 그쳤다. 참고로 서울시 수돗물의 경도는 평균 63mg/L이기 때문에 연수에 가깝다. 연구팀은 ”이 연구는 더 많은 연구를 촉진하기 위한 것이며, 미세플라스틱이 사람의 건강에 미치는 영향과 미세플라스틱 제거 효과에 대해 완전히 이해하려면 더 많은 연구가 필요하다“고 설명했다. 이는 물의 경도는 지역에 따라 다르고, 수질과 미세플라스틱의 양도 다르기 때문에 그 효과에 편차가 있을 수 있다는 뜻이다. 그러면서 연구팀은 물을 끓이는 것은 유해한 미생물과 바이러스, 기생충을 죽이는 등 미세플라스틱 제거 외에도 건강상 이점이 있음을 덧붙였다. 또 이번 연구 결과를 가정에서 시도하고 싶다면 물을 5분간 끓여서 10분간 식히고 나온 고형물을 걸러내면 좋다고 첨언했다.

2024.03.03 11:35백봉삼

정부, 봄철 초미세먼지 줄이기 범부처 총력대응

환경부는 봄철 고농도 초미세먼지(PM2.5) 발생에 대비해 27일부터 3월 31일까지 산업통상자원부·국토교통부 등 관계부처 합동으로 총력대응 체제를 가동한다고 밝혔다. 이창흠 환경부 기후탄소실장은 27일 “이번 초미세먼지 총력대응은 지난 20일 국무회의에서 윤석열 대통령이 '엘니뇨와 같은 이상 기후로 대기가 정체되면서 미세먼지 농도가 예년보다 높아질 것'이라며 '환경부와 관계부처는 총력을 다해 대응할 것'을 강조함에 따라 추진됐다”고 전했다. 환경부에 따르면 연중 3월은 초미세먼지 농도가 가장 높고 '나쁨 일수(36㎍/㎥ 이상)' 횟수가 가장 많은 달이다. 기상청 기상전망(2024년 2월~4월)에 따르면 올 3월은 기온이 평년보다 높고 고기압 영향을 받아 대기 정체로 인한 고농도 초미세먼지가 자주 발생할 가능성이 있다. 정부는 지난해 12월 1일부터 시행 중인 제5차 미세먼지 계절관리제에 포함된 저감대책의 현장실행력 강화에 중점을 두고 관계부처와 지자체·민간이 함께 봄철 초미세먼지 줄이기에 총력을 기울인다. 이번 총력대응은 ▲국민 생활공간 집중관리 ▲봄철 이행과제 강화 ▲핵심 배출원 실행력 제고 등 3대 방향으로 추진된다. 지하역사·철도 대합실 등 국민이 자주 이용하는 시설은 환기·공기정화 설비 특별점검과 함께 습식청소를 하루 3회 이상 실시하고, 오염도가 높거나 교통량이 많은 도로는 청소차 운영을 일 최대 4회까지 확대한다. 또 신학기에 대비해 학교는 실내공기질을 전수 점검하고, 어린이집·노인요양시설 등의 이용자에게는 고농도 발생 시 행동 요령을 안내·교육한다. 고농도 초미세먼지가 지속되는 경우 임산부·호흡기 질환자 등 민감·취약계층의 탄력적 근무 시행을 권고한다. 정부는 또 겨울철 대비 난방수요 감소 여건을 반영해 공공 석탄발전의 가동정지 기수를 겨울철(2023년 12월~2024년 2월) 15기에서 봄철 28기로 확대한다. 영농활동이 시작되는 시기를 맞아 불법소각을 예방하기 위해 영농폐기물을 집중 수거한다. 또 산림 인접 지역에서는 파쇄지원단을 집중 운영해 영농잔재물의 파쇄·재활용을 지원한다. 건설공사가 본격화하는 봄철을 맞아 국민생활공간 주변 공사장 날림먼지 저감조치도 집중 점검한다. 방진 덮개 설치·적재함 밀폐·살수 등의 저감조치와 노후 건설기계 사용 제한 이행 여부도 확인한다. 부산, 인천, 여수‧광양, 울산 등 4대 대형 항만 출입 차량은 제한속도(10~40km/h)를 준수하도록 하고 선박 연료유(황 함유량) 기준 점검도 강화한다. 초미세먼지와 원인물질을 다량 배출하는 사업장은 유역(지방) 환경청장이 전담해 매주 배출량과 감축목표 이행 상황을 관리한다. 우심사업장은 무인기(드론)·이동측정차량 등 첨단감시장비를 활용해 불법 배출 여부를 특별 단속한다. 또 대형경유차와 도심 내 이동이 잦은 버스 등도 배출가스와 불법 공회전을 집중 단속한다. 소각시설 등 공공부문이 운영하는 사업장은 비상저감조치가 시행되는 경우 가동률 조정 등을 통해 추가로 배출량 감축을 추진한다. 한화진 환경부 장관은 “관계부처 간 긴밀한 협력을 통한 총력대응으로 봄철 초미세먼지 관리·대응에 만전을 기하겠다”고 밝혔다.

2024.02.27 10:33주문정

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