반도체 팹은 초순수(UPW)를 대량 소모하는 물집약 산업입니다. 세계경제포럼의 물 위기 프레임을 기준으로, 생산 연속성·원가·ESG·지역사회의 관점에서 위험과 대응 체계를 구조화하고, 입지·공정·거버넌스 측면의 실행 전략을 제시합니다.
반도체업계 물 부족 문제 — 입지 평가와 글로벌 리스크
물 공급의 불확실성은 반도체 생산에 즉시적인 영향을 미칩니다. 유역별 강수 패턴의 변동성, 지하수 수위 하락, 상수원 수질 저하, 급격한 홍수·가뭄의 교대 발생은 팹의 시간대별 수요 곡선과 충돌합니다. 팹은 공정 로트 이동과 세정·식각 사이클에 맞춘 피크 수요가 존재하며, 단시간의 수압 저하·탁도 상승·TOC 급등만으로도 결함률이 치솟아 대량 스크랩과 라인 리셋 비용이 확대됩니다. 따라서 입지 단계 체크리스트는 정량화되어야 합니다. ① 유역 스트레스 지수(수요/공급 비율, 계절 변동 폭), ② 다중 수원 구성(상수·지하수·재생수)과 스위칭 가능성, ③ 원수 저장·완충 용량(예: 12–48h), ④ 이중 관로·가압·압력안정화 설비, ⑤ 수질 KPI(탁도, 전도도, TOC, 미생물) 및 실시간 모니터링, ⑥ 상·하수 인프라 투자계획의 예측가능성, ⑦ 사회적 허가(SLO) 위험도(생활·농업과의 배분 갈등 이력)가 핵심입니다. 동일 유역에 소재·약품·가스 벤더가 과밀하면 단수·수질 사고가 2차·3차 공급망으로 증폭됩니다. 이를 줄이려면 벤더 유역 다변화, 재난 대체 공급계약, 안전재고 한도, 물 관련 SLA(품질·유량·복구시간)를 계약화해야 합니다. 팹 내부에서는 라인별 물 민감도 매트릭스(UPW 품질 저하 시 즉시 감산 대상, 지연 허용 대상)를 사전에 정의하고, 생산 KPI(웨이퍼 아웃, 결함 밀도)와 수자원 KPI(m³/웨이퍼, 재이용률, 순사용량, 방류 수질)를 하나의 대시보드로 연계해 조기경보·부하 재배치를 자동화하는 디지털 트윈을 운용하는 것이 바람직합니다. 사회적 신뢰 확보도 필수입니다. 가뭄 시 생활·농업용수와 공업용수 배분 논쟁이 고조되므로 사용량·재이용률·방류 수질을 투명 공시하고, 상수관 누수 저감·하수 고도처리 등 지역 물 인프라 투자에 동참해야 합니다. 최종적으로 신규 입지의 타당성은 “입지 프리미엄 ≥ 추가 CAPEX(저장·재이용·처리)+운영비+사회적 갈등 비용” 불등식으로 점검하고, ‘메가 클러스터+위성’ 구조(핵심 공정 집중+보완 라인 분산)로 재난·정책 리스크를 분산해야 합니다.
물 부족 문제가 반도체업계 공정·재이용·경제성에 미치는 영향
공정 라인은 ‘원수→전처리(MF/UF)→RO→EDI→폴리싱→UPW’로 정제되고, ‘공정수→오염군 분리(유기·무기·불소·금속)→생물학적 처리/응집·침전→AOP/막여과→재이용/방류’로 회수됩니다. 목표는 총사용량 감소가 아니라 순사용량(외부 유입–내부 재이용)의 최소화입니다. 효과적 설계의 3요소는 다음과 같습니다. 첫째, 오염원 분리. 불소·금속·고 COD 라인을 혼합 배출하지 않으면 RO·EDI 파울링·에너지 소모가 줄고 재이용률이 상승합니다. 둘째, 계층형 재이용. 저 오염 린스수는 1차 재순환해 전처리 세정에, 혼합 배출수는 막여과+RO로 2차 정제해 스크러버 메이크업·유틸리티에, 일부는 재떨이온·폴리싱 후 UPW 보충으로 회귀시키는 다층 회수 체계를 적용합니다. 셋째, 디지털 최적화. 유량·압력·탁도·전도도·TOC·막 ΔP·펌프 효율 데이터를 실시간 수집해 누수·막 오염·비정상 수질을 조기 경보하고, AI로 RO 회수율·고압펌프 운전점·백워시 주기를 최적화하면 물·전력을 동시에 절감할 수 있습니다. 경제성 평가는 수도요금 절감만 보면 왜곡됩니다. 다운타임·스크랩·납기 지연의 기회비용, 인허가 강화에 따른 CAPEX, 지역사회 갈등·브랜드 리스크, 공시·감사 비용까지 포함한 총 소유비용(TCO)이 기준이어야 합니다. ZLD(Zero Liquid Discharge)에 근접한 설계(증발농축·결정화·농축수 회수)는 방류 리스크를 크게 줄이나 초기 투자·에너지 부담이 커, 유역 규제 강도·보험료 절감·ESG 프리미엄·그린 파이낸스 금리 메리트를 더한 다기준 의사결정이 필요합니다. 대체 수원은 재생수(하수 고도처리수) 장기계약, 산업단지 공동 재이용 플랜트, 빗물·표류수 활용이 대표적입니다. 재생수는 계절·기상에 따라 품질 변동성이 커서 공급자와 공동 KPI(탁도, TOC, 미생물, 금속, 변동 폭, 복구시간)를 계약하고 페널티·보상 구조를 명시해야 안정성이 담보됩니다. 실행단계에서는 m³/웨이퍼·재이용률 목표를 공정단계별로 할당하고, 설비 벤더와 성능보증(PGB) 계약을 체결해 미달 시 개선·보상 의무를 명문화하는 것이 효과적입니다. 또한 펌프·밸브·유량계의 예방정비, 막 세정 주기 최적화, 농축수 재활용(플루오라이드 회수 등) 같은 미시 개선이 누적 절감 효과를 만듭니다.
반도체업계 물 부족 문제 대응: 거버넌스·정책·투자 로드맵
유역 단위 협력과 예측 가능한 규제가 장기 투자의 전제입니다. 첫째, 유역 파트너십. 지자체·수자원 공사·농업·주민단체와 공동으로 누수 저감, 하수 고도처리, 습지 복원, 빗물 침투 확대 프로젝트를 추진하고 절감량을 공동 공시합니다. 둘째, 정책 연계성. 공업용수 배분 규칙, 재생수 품질 표준, 방류 기준, 인허가 일정이 장기적으로 예측 가능해야 하며, 기업은 과학 기반 물 목표(SBTi for water 등)와 연동된 내부 KPI(재이용률, 순사용량, 방류 수질, 유역 프로젝트 기여)를 설정합니다. 셋째, 금융·보험. 재이용·ZLD·버퍼 확장 투자를 그린/서스테이너블 채권·대출로 조달하고, 가뭄·홍수·공급중단에 대비한 사업중단보험(BI)·파라메트릭 보험을 조합해 현금흐름 변동성을 흡수합니다. 넷째, 공급망 계약. 소재·약품·가스 벤더에 유역 다변화·수자원 관리 시스템·비상대응 체계를 요구하고, 물 관련 장애 시 우회공급·정보공유·복구시간 페널티를 명문화합니다. 다섯째, 지배구조·인센티브. 이사회 수준에서 물 리스크 감독을 정식 의제로 올리고, 경영진 보상에 물 집약도·재이용률·SLO 지표를 연동합니다. 여섯째, 공시·감사. CDP Water Security, 통합보고, ESRS E3(물·해양) 표준에 맞춘 데이터 체계를 마련하고 제삼자 검증으로 신뢰성을 높입니다. 일곱째, 비상운영(BCM). 유역 경보 단계별 절수, 라인 감산·재배치, 대체 수원 스위칭, 화학약품 재고·폐수처리 증량, 협력사 동시 가동 계획을 문서화하고 반기 모의훈련을 시행합니다. 여덟째, 인력·문화. 생산·설비·환경·구매·재무가 참여하는 상설 태스크포스를 운영하고, 절수·재이용·누수 감축 아이디어에 인센티브를 부여해 현장 주도의 개선 문화를 만듭니다. 아홉째, 데이터 거버넌스. 수자원 지표의 표준 정의·수집 주기·품질관리·보관·폐기를 규정하고, 개인정보·상업정보와 충돌하지 않도록 레벨별 접근권한을 설정합니다. 마지막으로, 입지 포트폴리오. 신규·증설은 유역 스트레스가 낮고 재생수 인프라가 성숙한 지역을 우선하되 동일 유역 과밀을 피하고 ‘메가 클러스터+위성’ 구조로 상호 백업을 설계합니다. 의사결정은 ‘유역 스트레스·수질 리스크·정책 예측가능성·재생수 접근성·사회적 수용성·총수자원비용’을 가중 합산한 내부 모델에 기반해야 하며, 분기별로 재평가해 기후·정책 변화에 민첩하게 대응해야 합니다. 결론적으로 반도체 물 리스크의 본질은 ‘연속성·품질·신뢰’입니다. 다중 수원과 재이용 기술, 유역 협력과 투명 공시, 금융·보험 연계를 묶은 통합 전략을 즉시 가동하세요. 라인별 m³/웨이퍼 목표와 비상 스위칭 절차를 분기 단위로 점검하면 비용과 리스크를 동시에 낮출 수 있습니다.