[딜사이트 이세연 기자] 12일 서울 강남 코엑스에서 열린 '세미콘코리아 2026' 현장을 둘러보다, 반도체 클린룸을 형상화한 네모난 부스가 눈에 들어왔다. 클린룸 전문 기업 신성이엔지가 한정된 공간 내 자사 사업을 보다 직관적으로 표현하고자 마련한 장치다. 대부분의 업체들이 사방을 개방하거나 가벽으로 공간을 구분해 둔 것과 비교하면 확연히 눈에 띈다.

반도체 업황이 본격적인 회복 국면에 들어서지 못했던 지난해만 해도 신성이엔지는 대형 디스플레이 위주의 단순한 부스 구성을 선보였다. 하지만 올해는 업황 개선으로 클린룸 사업이 확장 단계에 접어든 점을 강조하는 데 집중했다. 신성이엔지는 삼성전자·SK하이닉스 등 메모리 고객사의 증설이 이어지면서, 이연됐던 클린룸 매출이 실적에 반영되기 시작했다.

이제는 외형 성장을 넘어 내실 강화에도 힘을 쏟는 등 한층 여유를 되찾은 모습이다. 이날 세미콘코리아 현장에서 김동권 신성이엔지 클린환경(CE)연구실 실장을 만나 이야기를 들었다. 그는 신성이엔지에서 클린룸·공조 기술 개발 분야에서 중추적인 역할을 해왔다. 지난해 7월부터는 회사가 확보한 클린룸 에너지 절감 국책 과제의 총괄 책임자를 맡고 있다.

김동권 실장은 "클린룸 사업의 수익성을 높이기 위해 모듈화 시공을 적극 도입하고 있다"며 "기존에는 자재를 하나씩 현장에서 조립하다 보니 오래 걸리고 안전사고 위험도 커져 여러 가지 비용 부담이 존재했다"고 말했다. 이어 "신성이엔지는 클린룸 구조물을 모듈 단위로 제작한 뒤, 현장으로 옮겨 바닥에서 모두 조립한다. 이후 HPL 장비로 들어 올려 천장에 매다는 방식으로 시공하면 클린룸 하나가 뚝딱 완성된다"고 설명했다.

이 방식은 현재 삼성전자 평택캠퍼스 등 주요 고객사의 핵심 생산거점에 도입된 상태다. 신성이엔지는 이 외에도 외부 공기를 정화해 클린룸 내부로 공급하는 대형 공조 설비 '외조기(OAC)' 역시 모듈화해 현장에서 조립·설치하는 방식을 적용하고 있다. 모듈화 시공은 신성이엔지의 클린룸 설치 비용 절감 효과로 이어진다. 김 실장은 "고객은 공사 기간이 단축되고, 우리는 투입 비용이 줄어들어 '윈윈' 효과가 있다. 현장에서의 작업 위험도도 낮아진다"고 덧붙였다.

클린룸 본연의 경쟁력인 오염원 관리 기술도 소개했다. 이날 김 실장은 부스 현장에서 '미립자 가시화 시스템' 시연을 진행했다. 초록빛 레이저에 포그를 분사하자, 물에 기름을 푼 듯 육안으로 확인하기 어려운 미세 파티클의 움직임이 나타났다. 이 시스템은 레이저와 충돌해 산란되는 미약한 빛을 영상화해 파티클 발생 여부와 원인을 파악하게 한다.

김 실장은 "클린룸에서는 파티클 관리가 가장 중요하지만, 입자가 작고 수가 적으면 눈으로 확인하기 어렵다"며 "반도체 평탄화나 패터닝, 박막 공정에서 파티클이 떨어지면 불량으로 이어진다. 이에 미립자 가시화 시스템을 통해 공정 장비 주변에 레이저를 쏘고 특수 카메라로 촬영해 발생 원인을 파악한다"고 말했다. 이를 통해 파티클이 장비에서 발생했는지, 작업자가 이동하는 과정에서 나타났는지 등을 구분해 수율 개선에 활용할 수 있다. 이미 삼성전자 등 여러 반도체·디스플레이 고객사에 공급하고 있는 상태다.

제습과 공조 기능을 통합한 제습 공조 모듈(EDM)에 대한 설명도 이어졌다. EDM은 고성능 로터를 이용해 상대습도를 5% 수준까지 정밀 제어할 수 있는 기술로, 신성이엔지가 2024년 개발에 성공했다. 해당 장비 개발 역시 김 실장이 주도했다.

그는 "EDM은 고객사의 수율 개선 요구에서 출발한 기술이다. 패턴 크기가 10나노미터 미만으로 미세화되면서, 기존에는 문제가 되지 않았던 '수분'까지 수율에 영향을 미치기 시작했다"며 "수분 제어를 위해, 실제 제조 장비에 탑재할 수 있는 초소형 제습 장비를 개발하게 됐다"고 설명했다.

회사 측에 따르면 타사의 EDM은 공정 장비 상부에 설치하는 방식이 많은데, 실제 클린룸 내부는 설비가 복잡해 공간 여유가 부족하다. 반면 신성이엔지는 EDM을 공정 장비 내부에 들어갈 수 있도록 슬림하게 설계해 고객 반응이 좋다는 평가다. 이는 미세 패터닝 공정을 수행하는 국내외 반도체 기업을 중심으로 수요가 이어지고 있다. 일부 국내 반도체 업체에 납품이 이뤄졌으며, 공정 특성상 수분 관리가 중요한 분야를 중심으로 기술 제안과 실증이 진행되는 등 사업 확장에 속도가 붙는 분위기다.

한편 신성이엔지는 지난해 7월 산업통상자원부와 한국에너지기술평가원이 지원하는 '에너지 수요관리 핵심기술개발사업' 가운데 '산업용 고청정설비 초고효율화 기술개발 및 실증' 과제의 주관기업으로 선정됐다. 삼성전자가 수요기업으로 참여하는 4년짜리 프로젝트로, 올해 2년차에 접어들었다. 회사는 클린룸 내 에너지 사용량을 20% 절감하는 것을 목표로 연구를 진행 중이다.

이 국책 과제를 총괄하고 있는 김 실장은 "반도체 산업은 대표적인 에너지 다소비 산업이다. 에너지 사용량을 20% 줄인다는 것은 국가적으로도 조 단위의 절감 효과를 주는 것"이라며 "과제를 성공적으로 잘 마무리하는 게 제 가장 큰 목표다. 일단 3년차(내년)에는 실증 모델을 제작해, 고객사 현장에 설치·운영해볼 계획"이라고 강조했다.

이어 "성공하면 저희 회사에 하나의 좋은 아이템이 새로 생기는 거다. 중요한 사업인 만큼 지금은 클린룸뿐 아니라 거기 들어가는 공조 설비들까지 새롭게 차별화된 개념으로 만드는 과정"며 "탄소 제로로 고민이 많은 고객사들의 니즈도 충족시키고, 우리도 수익성 향상에 도움이 될 것이라 기대한다"고 말했다.