티이엠씨 “동위원소 생산 및 공급기술 확보…양자컴퓨터 분야 핵심 소재로 부상”

▲SCV 밸브 (사진제공 = 티이엠씨)

최근 반도체 공정의 초미세화가 가속화되고, 디스플레이, 의료 및 양자컴퓨터 산업이 첨단화되면서 ‘동위원소’ 소재가 핵심 경쟁력으로 급부상하고 있다. 이러한 시장 흐름 속에서 독보적인 동위원소 생산 및 공급 기술을 확보한 티이엠씨가 업계의 주목을 받고 있다.

27일 티이엠씨 관계자는 “2023년 국내 최초로 중수소(D2)용 양성자 이온교환막 기술을 국산화하며 동위원소 사업의 토대를 닦았다”며 “현재는 자체 생산한 중수소(D2)를 반도체 초고순도 수준으로 정제하여 열처리(Annealing) 공정에 양산 공급 중”이라고 밝혔다.

과거 어닐링 공정에는 일반적으로 수소가 주로 쓰였으나, 회로 집적도가 극한으로 치닫는 초미세 공정에서는 마이크로 칩의 수명 연장과 고밀도 생산에 최적화된 중수소가 필수재로 자리 잡았다. 글로벌 시장조사업체들에 따르면, 중수소 시장은 산업 첨단화에 힘입어 연평균 8% 이상의 성장을 거듭해 2029년 6억7000 달러 규모에 이를 것으로 전망된다.

또 티이엠씨는 반도체 실리콘 웨이퍼 도핑의 핵심인 P형 도펀트 ‘삼불화붕소(11BF3)’를 고객 맞춤형으로 생산해 국내뿐만이 아니라 해외 메이저 메모리 고객사에도 양산공급을 시작했다. 특히 자체 개발한 특허 기술인 SCV(Safety Block Cylinder Valve)를 도입해 가스 누출 가능성을 원천 차단하며 안전성과 신뢰성을 동시에 확보했다. SCV는 필터, 레귤레이터, 밸브를 일체화한 구조로 정밀 압력 제어가 가능하고, 반도체 공정조건인 진공상태에서만 유체가 흐르도록 고안한 장치로 이온주입 공정의 핵심 안전장치로 평가받는다.

티이엠씨의 동위원소 기술은 반도체 영역을 넘어 디스플레이, 의료 및 차세대 컴퓨팅 시장으로 범위를 넓히고 있다. 디스플레이의 발광효율 및 수명을 개선하기 위해서 이미 중수(D2O)를 핵심공정에 사용 중이며, 제약 및 의료용 검사장비 분야에도 다양하게 적용되고 있다.

티이엠씨는 중수(D2O) 생산기술을 확대 적용해 고순도 D2O 정제기술, C6D6 합성기술 등 다양한 동위원소 연관기술을 개발하고 제품화를 준비하는 등 향후 동위원소 시장의 안정적 공급망 구축에도 중추적인 역할을 할 것으로 기대된다.

또 동위원소는 양자컴퓨터 분야에서의 기대가 높다. 양자컴퓨터의 연산 성능을 극대화하기 위해서는 소재 내부의 물리적 특성을 정밀하게 제어하는 것이 중요한데, 이때 동위원소 기술이 핵심적인 역할을 한다. 티이엠씨는 이러한 동위원소 원천 기술을 바탕으로 차세대 양자 컴퓨팅 환경을 구현하는 필수 소재 파트너로서 입지를 강화할 계획을 가지고 있다.

티이엠씨는 현재 SCV 기술을 적용한 게르마늄 수소화물(72GeH4) 등 신제품 라인업 확대를 준비 중이다.

티이엠씨 관계자는 “3D DRAM 및 2나노 이하 공정 도입으로 반도체 전기적 특성을 제어하는 동위원소의 중요성은 그 어느 때보다 높다”며 “반도체를 넘어 다양한 차세대 산업 전반에서 동위원소가 ‘필수 소재’로 분류되는 만큼, 다변화된 사업 포트폴리오를 통해 글로벌 소재 공급망의 핵심 파트너로 도약할 것”이라고 말했다.