주문한 차가 나올 생각이 없어보인다?!
최근 자동차와 전자 제품의 출고가 지연되는 주된 원인은 반도체 공급난에 있습니다. 이러한 위기의 이면에는 태양광 모듈과 반도체 웨이퍼의 핵심 원재료인 폴리실리콘의 가격 폭등이 자리 잡고 있습니다. 전 세계적인 친환경 정책 확산으로 태양전지 수요는 급증하고 있지만, 팬데믹 여파로 최대 생산국인 중국의 공급망이 원활하지 못해 원자재 가격이 급격히 상승한 것입니다. 이처럼 수요는 넘치고 공급은 부족한 상황 속에서, 국내 연구진이 제조 단가를 획기적으로 낮출 수 있는 혁신적인 공정 기술을 개발하여 전 세계의 이목을 집중시키고 있습니다. 일반적인 웨이퍼 제조 공정은 원통형 실리콘을 아주 얇게 절단하고 표면을 매끄럽게 다듬는 복잡한 과정을 거칩니다. 이 과정은 마치 통나무를 잘라 도마를 만들 때 대량의 톱밥이 버려지는 것과 같이 막대한 양의 재료 손실을 유발하며, 이는 곧 제조 단가 상승의 주요 원인이 됩니다. 또한, 모체 기판 위에 실리콘 층을 성장시켜 떼어내는 기존의 에피택셜 방식 역시 기판과의 분리가 까다로워 표면 가공 시 추가적인 손실이 불가피했습니다. 이러한 공정상의 한계로 인해 모체 기판을 재사용하기 어렵다는 점은 반도체 산업의 오랜 숙제 중 하나였습니다. 한국에너지기술연구원은 기존의 관념을 깨고 결함으로만 여겨지던 공극을 오히려 적극적으로 활용했습니다. 실리콘 내부의 구멍인 공극률을 고의로 증폭시켜 성장한 실리콘을 지탱하는 기둥을 아주 얇게 만든 것입니다. 마치 프라모델 부품을 얇은 연결 부위에서 톡 떼어내듯, 별도의 복잡한 가공 없이도 웨이퍼를 깔끔하게 분리해낼 수 있게 되었습니다. 이 기술은 재료 손실을 최소화하고 모체 기판의 무한한 재사용을 가능케 하여 제조 단가를 무려 48%나 낮주는 성과를 거두었습니다. 이는 태양전지와 반도체의 국산화는 물론, 글로벌 시장에서의 경쟁력을 확보하는 중요한 전기가 될 것입니다.
