석화·정유도 ‘AI·친환경’ 첨단 소재·에너지 전환 잰걸음

▲(왼쪽부터) LG화학의 필름 감광성 절연재(PID)와 액상 PID의 모습. 사진=LG화학

석유화학·정유업계가 반도체와 데이터센터 등 정보통신(IT) 첨단산업부터 탄소배출 감축에 기여하는 친환경물질까지 미래 시대를 대비한 소재 개발에 나서고 있다.

종전까지 부가가치가 낮은 기초소재 중심 사업 구조에서 탈피해 첨단소재 사업으로 전환하기 위해서다.

7일 석화·정유업계에 따르면, LG화학은 첨단 반도체 패키징 핵심 소재인 액상 감광성 절연재(PID)를 개발했다. 액상 PID는 온·습도 변화에 강한 특성을 띠어 반도체 칩과 기판을 연결하는 미세회로를 구현하는 소재로 쓰인다.

아울러 전자소재 분야에서 축적해온 필름 기술을 기반으로 부착 방식의 필름 PID를 글로벌 반도체 회사와 협업해 개발하고 있다. 필름 PID는 부착 형태로 대형 기판에서도 두께와 패턴의 균일성을 유지해 온도 변화에 따른 균열을 최소화한다.

특히 AI 반도체와 차세대 고대역폭메모리(HBM)를 비롯한 고성능 반도체일수록 회로와 반도체 등을 조밀하게 배치한 정도(집적도)가 높고 기판이 커지기 때문에 온도 변화에 따른 물질 간 팽창·수축 차이로 균열이 발생하기 쉽다. LG화학이 개발한 액상 PID와 개발 중인 필름 PID가 고성능 반도체 구현에 필요하다는 것이다.

그간 LG화학은 첨단 반도체 소재를 개발해왔다. 패키지 기판의 기반 소재인동박 적층판(CCL)과 칩을 기판에 붙이는 칩 접착 필름(DAF)은 양산 단계에 돌입했다. 고성능 메모리 칩 부착용 비도전성 필름(NCF)과 적층 필름(BUF) 등 핵심 후공정 소재로도 개발 범위를 넓히고 있다.

친환경 소재도 석화업계의 관심거리다. SK케미칼은 고폴리에스터 중심 포트폴리오와 순환재활용 소재 경쟁력을 강화하는 데 집중하고 있다. △재활용 페트(PET) 수지 '스카이펫 CR' △재활용 원료로 만들어지고 나중에 페트 재활용이 가능한 고기능성 코폴리에스터 '에코트리아 클라로' 등 순환 재활용 소재 라인업을 두고 기술을 고도화해왔다.

지난 6월에는 오스트리아 소재 자동차 카페트 제조회사 듀몬트와 스카이펫 CR이 적용된 실물 원사와 차량 매트 개발했다. 이 제품들은 오는 8일(현지 시각) 독일 뒤셀도르프에서 열리는 플라스틱 산업 전시회 'K2025'에서 첫 공개된다.

▲HD현대오일뱅크가 9월부터 대한항공 국제선에 지속가능항공유(SAF)를 공급하기로 한 계약을 기념해 HD현대오일뱅크 관계자들이 기념사진을 촬영하고 있다. 사진=HD현대오일뱅크

정유업계는 석유산업 중심의 구조를 벗어나고 탄소 배출 감축에 기여하는 일환으로 지속가능항공유(SAF)를 내밀고 있다.

SAF는 폐식용유, 동·식물 기름, 도시 폐기물, 바이오매스 등을 이용해 만든 항공 연료다. 이산화탄소 배출량을 기존 항공유보다 최대 80% 줄일 수 있는 연료로 평가받는다. 국내 항공사들이 오는 2027년부터 항공유에 SAF를 최소한 1% 섞어 사용해야 하고, 2035년까지 혼합 비율을 7~10%로 단계적으로 늘려야 한다.

이에 SK에너지와 GS칼텍스, 에쓰오일(S-OIL), HD현대오일뱅크 등 정유 4사는 원유를 정제하는 기존 설비를 활용하는 '코-프로세싱' 방식으로 SAF를 생산하고 있다.

정유사들은 국내와 해외 가리지 않고 SAF 공급 실적을 쌓아왔다. HD현대오일뱅크가 지난해 6월 일본에 공급한 것이 최초다. GS칼텍스가 같은 해 9월 핀란드 네스테사의 SAF를 일반 항공유와 혼합해 제조한 제품을 일본에 수출했다. SK에너지는 올해 1월 유럽 SAF 시장을 국내 정유사들 중 처음으로 뚫었다.

국내에서는 SK에너지와 에쓰오일이 지난해 9월부터 대한항공 인천-하네대 노선에 SAF를 공급했고, 올해 9월부터는 HD현대오일뱅크와 GS칼텍스가 각각 대한항공 인천-고베, 김포-오사카 노선에 공급하기로 했다.

정승현 기자 jrn72benec@ekn.kr