[반도체] 기계연, 식각용 초저온 칠러 국산화…영하 120도에서 15㎾ 냉각

📍 한국기계연구원, 영하 120도 이하에서 15㎾ 냉각 성능을 내는 터보-브레이튼 초저온 냉각 시스템 개발…가동 30분 내 영하 120도, 60분 내 목표 부하 도달

📍 냉매로 지구온난화지수(GWP) 0인 질소 사용, 10기압 이하 운전…차고엔지니어링에 기술이전, 2027년 제품 출시 목표

한국기계연구원이 반도체 식각 공정용 대용량 초저온 칠러를 개발했다고 11월 2일 밝혔다. 반도체 식각 공정에는 영하 100도 수준의 냉매를 공급하는 초저온 칠러가 필요한데, 기존 증기압축식 장비는 지구온난화지수가 높은 냉매를 쓰고 용량을 키우기 어려웠다. 연구팀이 개발한 터보-브레이튼 방식 시스템은 영하 120도 이하에서 15㎾의 냉각 성능을 내며, 가로·세로 1.6m에 높이 2.1m 크기로 성능 시험을 마쳤다. 냉매는 지구온난화지수가 0인 질소를 쓰고 10기압 이하에서 운전해 환경성과 안전성을 함께 확보했다. 초저온에서는 윤활유가 얼어붙기 때문에 자기 베어링을 적용한 무급유 방식 터보 기계를 분당 6만 회전으로 구동한다. 가동 30분 안에 영하 120도에 도달하고 60분 안에 목표 부하 15㎾를 충족했으며, 정격 소비전력은 90㎾로 시스템 성능계수(COP)는 0.167로 측정됐다. 대용량 터보-브레이튼 초저온 칠러의 국내 첫 실증 사례다. 기술은 반도체 칠러 기업 차고엔지니어링에 이전돼 2027년 제품 출시를 목표로 한다. 고준석 연구실장이 연구를 이끌었다. 식각 미세화로 공정 장비와 유틸리티 기술 난도가 함께 올라가는 만큼, 장비·설비 직무를 준비한다면 칠러·진공 같은 주변 장비 기술도 함께 봐두면 도움이 된다.

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