[르포] 삼성 평택캠퍼스…‘3라인’으로 더 커진 세계 최대 반도체 생산기지

3라인 본격 가동...지난 7월 웨이퍼 투입 시작

"공개는 어려워"...기자 대상 1라인 투어 진행

1라인에 1500대 OHT, 2000대 생산설비 갖춰

삼성전자 평택캠퍼스 전경ⓒ삼성전자

삼성전자 평택캠퍼스 3라인이 본격 가동됐다. 3라인은 D램과 낸드에 더해 파운드리 제품까지 생산하는 세계 최대 규모의 제조공장(Fab, 팹)이다. 삼성전자는 지난 7월 3라인에 낸드플래시 양산 시설을 구축하고 반도체 재료 웨이퍼 투입을 시작했다.

삼성전자 평택캠퍼스 1라인(23.5만평)과 2라인(25.1만평)은 각각 완공 당시 단일 라인 기준으로 세계 최대 규모를 기록했는데, 본격 가동된 3라인은 이보다 더 크다. 3라인에 들어간 철근만 에펠탑 29개 수준이다.

삼성전자는 7일 이 같은 소식을 발표함과 동시에 기자들을 대상으로 ‘삼성전자 평택캠퍼스 투어’를 진행했다. 세계 최대 제조공장 3라인은 투어 일정에서 제외됐다. 지난 5월 윤석열 대통령과 조 바이든 미국 대통령의 삼성전자 평택캠퍼스 방문 당시에는 낸드 플래시 양산 직전이어서 3라인에 들어갈 수 있었으나, 현재는 양산이 진행 중으로 내부 공개가 어렵다며 회사 측은 양해를 구했다.

이날 삼성전자는 1라인 공장 내부만 공개했다. 1라인까지는 버스를 타고 이동했다. 이동하면서 바라본 평택캠퍼스는 압도적인 규모를 자랑했다. 평택캠퍼스는 부지 규모만 축구장 400개를 합친 289만㎡(약 87만평)에 달한다.

삼성전자는 1라인 공장 내부 공개에 앞서 주요 반도체 제품을 소개했다. ▲ 세계 최초로 3나노미터(1nm=10억분의 1m) 공정으로 생산한 ‘GAA 기반 3nm 반도체’ ▲ 그래픽 기능을 대폭 강화한 프리미엄 모바일AP(애플리케이션 프로세서) ‘엑시노스 2200’ ▲ 현존하는 모바일 D램 중 가장 속도가 빠른 ‘LPDDR5X’ ▲ 초고속으로 데이터를 전송하면서 데이터 오류를 스스로 보정하는 D램인 ‘HBM3 아이스볼트’ 등이다.

이어 건물 내 전시된 웨이퍼 운송 장치 OHT에 대해 설명했다. OHT에는 24장의 웨이퍼가 들어갈 수 있다. 웨이퍼를 담은 OHT는 각 공정으로 이동하는데 그 속도는 분당 300m로 사람이 조깅하는 속도보다 빠르다. 기계 하나 가격은 현대자동차 그랜저 풀옵션 가격과 맞먹는다. 1라인에는 1500개의 OHT가 설치돼 웨이퍼를 반도체 생산설비에 빠르게 공급한다.

전시된 OHT를 살펴보는데 옆에 검은 유리가 투명하게 바뀌면서 1라인 공장 내부가 비쳐졌다. 여러 대의 OHT가 천장에 설치된 레일을 타고 빠른 속도로 웨이퍼를 운송하고 있었다. 속도가 빨라 충돌하진 않을까 싶었지만 장애물 감지 센서가 있어 충돌을 방지할 수 있다고 회사 측은 설명했다.

삼성전자 평택캠퍼스 제조공장 내부ⓒ삼성전자

일사분란하게 움직이는 웨이퍼 아래에는 반도체 생산설비가 있었다. 삼성전자는 1라인에만 2000대의 기계가 있다고 설명했다. 이날 일부만 보여진 현장에서 생산되고 있었던 제품은 D램이었다. 공정은 기계 안에서 이뤄져 제조 과정을 자세히 볼 수는 없었다.

삼성전자는 반도체 제조 공정을 영상으로 대신 공개했다. 민무늬 웨이퍼 제작을 포함한 전(前)공정은 8대 공정을 거쳐 패턴이 있는 웨이퍼로 만들어진다. 이후 반도체 칩으로 탄생하는 후(後)공정 과정을 거친다. 전공정과 후공정을 합치면 최소 90일 이상의 기간이 소요된다.

이렇게 만들어진 반도체는 일상생활 곳곳에 녹아든다. 스마트폰, PC 등 전자기기와 냉장고, 세탁기 등 가전기기, 자동차, 데이터센터 등에 사용된다. 나아가 자율주행, 스마트홈 등 차세대 기술도 반도체에 의해 펼쳐질 수 있다.

마지막으로 삼성전자는 반도체 생산 과정에서 환경보호를 위한 노력도 하고 있음을 강조했다. 삼성전자는 반도체 제조 공정에 사용된 용수를 정화 후 방류하고 있다. 오염이 적어 삼성전자 기흥사업장 인근 오산천에는 깨끗한 물에서만 서식하는 수달이 살 정도다.

이외에도 사업장 매립 폐기물 제로화를 실천하고 있다. 또한 반도체 생산 과정에서 발생하는 탄소배출량을 줄여 글로벌 환경 인증 기업들로부터 각종 메모리, 시스템 반도체, LED 제품에 대한 ‘탄소 발자국’ 인증을 획득했다. 삼성전자 미국, 중국, 유럽 사업장은 2020년부터 전력의 100%를 재생에너지로 충당하고 있다.

한편, 삼성전자는 4라인 착공도 준비하고 있다. 구체적인 착공 시기와 적용 제품은 아직 정해지지 않았지만 미래 반도체 수요에 적기 대응하기 위해 기초공사를 진행하고 있다. 삼성전자 측은 "현재 가동 중인 3개 라인 외에 추가로 3개의 대형 반도체 생산시설이 들어올 수 있다"며 " 대한민국이 반도체 강국으로 거듭나는데 핵심 전초기지 역할을 수행할 것으로 기대된다"고 밝혔다.