불화수소는 반도체 세정·에칭가스, 이차전지 전해액, 냉매 등 국내 산업의 핵심 소재로 활용되고 있다. 이번 호에서 반도체용 불화수소에 대해 알아보자.

■ 불화수소 품목 개요

- 불화수소(HF)는 무수불산(AHF)을 물에 녹인 액체로, 반도체 소자 형성을 위해 웨이퍼의 패턴 형성 및 오염물을 제거하기 위한 식각공정에서 사용되는 화학물질

- 반응성이 강하고 발연성이 높아 주로 물과 혼합하여 반도체 제조 과정에서 생기는 불순물 제거와 웨이퍼 세척에 사용되며 화장실 청소제, 불소치약, 농약 등 일상생활에서도 광범위하게 사용 중

- 고순도 불화수소를 에칭 가스로 사용하면 공정 수율이 높아져 반도체용 불화수소는 순도 99.999% 이상을 사용

■ 불화수소 가치사슬

[표 1] 불화수소 가치사슬

■ 불화수소 산업 동향

- 고순도 불화수소는 반도체 제조공정 중 식각, 세척 등의 과정에서 불순물 제거를 위해 사용. 최근에는 리튬이온배터리 전해질의 주재료로 사용되면서 이차전지 및 전기차 시장의 성장으로 지속적인 수요 증가

- 불화수소 시장은 전방산업인 반도체 시장의 업황에 큰 영향을 받으며, 형석의 가격은 중국의 정책 및 규제에 민감하게 반응

- 산업부는 “8대 산업 공급망 선도 프로젝트”를 통하여 불화수소의 원료인 형석, 무수불산의 공급망 안정화 및 특정국 의존도를 낮추기 위한 대체 수입 및 비축 확대 등 추진

■ 국내 수출액 추이 (’19~’23년)

- ’23년 불화수소의 수출액은 1,100만 달러를 기록하여 전년 대비 △42.0% 감소

[표 2] 수출액 변화 추이(최근 5년)

■ 국내 수입액 추이 (’19~’23년)

- ’23년 불화수소의 수입액은 82백만 달러를 기록하였으며 전년 대비 △23.9% 감소

[표 3] 수입액 변화 추이(최근 5년)

■ 불화수소 기업 동향

- 일본은 전 세계 반도체용 고순도 불화수소 생산시장의 약 50%를 점유하고 있으며, 주생산업체는 STELLA CHEMIFA, MORITA CHEMICAL 등이 있음

- 국내 A사는 ’19년 일본의 반도체 소재 수출 규제 이후, 초고순도 액체 불화수소 양산에 성공하며 국내 반도체 제조사들에 불화수소 공급 중

- 국내 A사는 삼성전자의 미국 텍사스주 파운드리 생산공장 신설에 따라, 최근 미국 텍사스주 테일러시에 대규모 부지 매입을 통해 미국 투자 진출 기회 확대

- 국내 B사는 반도체·디스플레이 제조기업에 식각액·시너·박리액·세정액·현상액 등의 재료 공급

- 국내 C사는 2020년 순도 99.999%의 불화수소 가스를 양산하여 국내 반도체 제조사에 공급 

[표 4] 불화수소 주요 생산기업 현황

*출처: 한국기계산업진흥회, 2023 GVC 산업분석 보고서

■ 불화수소 기술 동향

- 국내 불화수소 기술 수준은 액체의 경우 일본기업과 동일한 12N급 고순도 제품, 기체의 경우 일본기업과 동일한 5N급 고순도 제품 생산 가능

- 최근 삼성전자·SK하이닉스 등 반도체 업계에서는 탄소 저감을 위해 불화수소를 사용한 극저온 식각장비 적용을 테스트 중

- 불화수소 제조에 사용되는 초고순도 액화수소 생산을 위하여 SK E&S, 효성, 하이창원 등에서 액화수소플랜트를 준공 및 운영하고 있으며, GS건설은 MOU 체결

■ 출처 및 참고자료

- 한국기계산업진흥회, 2023 GVC 산업분석 보고서 및 GIVC 시스템

- 한국무역협회 K-STAT, 국내 품목 수출입 현황

- 중소벤처기업부, 중소기업 기술국산화 전략품목 상세분석

- 언론보도 및 기업 홈페이지 정보

작성: 한국기계산업진흥회