삼성전자, ‘新 환경경영전략 간담회’서 친환경 혁신 기술 소개

2022-09-18 11:00
삼성전자는 16일 ‘新 환경경영전략 간담회’를 갖고 기후 위기 극복 등 지구환경 개선에 기여하게 될 친환경 혁신 기술을 소개했다.

삼성전자 DS 부문 친환경경영 혁신 기술을 소개하고 있는 삼성전자 DS 환경안전센터장 송두근 부사장
삼성전자 DS 부문 친환경경영 혁신 기술을 소개하고 있는 삼성전자 DS 환경안전센터장 송두근 부사장
이날 간담회에는 삼성전자 환경안전센터장(DS 부문) 송두근 부사장, 삼성전자 글로벌CS센터장(DX 부문) 김형남 부사장, 삼성전자 지속가능경영추진센터 김수진 부사장이 참석했다.

1. DS 부문 환경경영 주요 내용

◇ 지속적인 초저전력 반도체 개발

삼성전자는 업계 최고 수준의 초저전력 메모리 반도체 개발을 통해 데이터센터/서버, PC, 모바일기기, 그래픽/게임 등 다양한 응용처의 전력 절감에 이바지할 수 있을 것으로 예상했다.

특히 갈수록 데이터를 저장하고 처리하는 데 드는 에너지양이 폭증할 것으로 예상되면서 데이터센터의 전력 사용량을 줄이고 열기를 식히는 것이 지구의 온도를 낮추는 데 매우 중요해졌다. 이 때문에 전 세계 서버를 삼성의 최신 저전력 SSD 및 DDR5 등으로 교체할 경우 그 자체로 전력 소모가 절감되는 것은 물론, 데이터센터 발열을 식히기 위한 전력도 절약될 것으로 예상된다.

◇ 초격차 D램 기술로 첨단산업 전력 절감 기여

삼성전자는 초격차 DRAM 공정/설계기술 적용으로 차세대 컴퓨팅, 대용량 데이터센터, 인공지능 등 첨단산업 분야의 전력 절감에 기여할 계획이다.

스마트폰, 노트북뿐 아니라 고성능 PC, 서버까지 응용처를 확장할 수 있는 삼성의 프리미엄 저전력 DRAM인 LPDDR5X의 속도는 이전 세대보다 1.3배 빨라지고 전력 효율은 약 20% 향상했다.

최선단 14nm 공정과 혁신적인 회로 설계, 업그레이드 된 ‘동적 전압 기술’을 통해 이전 세대 제품보다 성능은 향상되고, 전력 소모량은 줄었다. 동적 전압 기술(DVFS)은 컴퓨팅 기기의 여러 프로세서·컨트롤러 칩·주변 기기의 전압 설정을 조정함으로써 태스크를 위한 리소스 할당을 최적화하고, 리소스가 필요하지 않을 시 전력 소모를 최소화하는 기술을 의미한다.

DDR5에는 HKMG (High-K Metal Gate·절연 효과가 높은 High-K 물질을 트랜지스터 절연막에 적용해 누설 전류를 줄여주는 기술) 공정, TSV (Through Silicon Via·실리콘 관통 전극) 기술 등이 적용돼 모듈 차원에서 30%의 전력 효율을 개선한다.

◇ 최첨단 저전력 SSD

최적의 설계를 통해 구동 단계별 저전력 모드가 자동으로 실행되고 동작 온도를 최적으로 관리하는 소프트웨어를 적용했다. 컨트롤러, D램, 낸드 등 SSD를 구성하는 모든 칩을 저전력 칩으로 적용해 성능은 높이고 전력 소비는 낮춘다.

고성능 엔터프라이즈 SSD인 PM1743은 6세대 V낸드를 기반으로 자체 개발한 PCIe 5.0 컨트롤러를 탑재해 기업에서 요구하는 성능, 보안 등 최고 수준의 솔루션으로 제공하고, 전력 효율은 30% 향상했다.

◇ 극한의 수자원 재활용

전 세계 32개의 생산거점 등 방대한 글로벌 네트워크를 운영 중인 삼성전자는 전력뿐 아니라 용수 사용량(2021년 1.64억 톤)도 막대하다.

따라서 삼성전자는 제조공정 개선 및 재활용 시스템 구축 등을 통해 매년 용수 재이용량을 늘려 왔는데, 앞으로 이를 최대한 늘려 △2030년 물 취수량 증가 제로화(반도체) △2030년 사용 물 100% 환원(DX 부문)을 추진할 계획이다(2019년 6855만 톤, 2020년 7018만 톤, 2021년 9394만 톤).

반도체는 지속적인 국내 라인 증설로 하루 취수 필요량이 2030년에는 현재의 2배 이상으로 증가할 전망이나, 사내 폐수는 물론 인근 공공 하수처리장의 물도 재처리해 반도체용 용수로 재이용할 계획이다.

삼성전자는 특히 광촉매 산화, 염소 산화, 효소 분해 등 다양한 수처리 기술을 통해 공공하수를 최대한 재이용함으로써 자연으로부터 취수를 최소화할 계획이다.

◇ 대기/수질 오염물질 ‘자연 상태’ 수준으로 배출 도전

삼성전자 국내 반도체 사업장은 현재 국내법 기준의 30% 이하 수준으로 대기 및 수질 오염물질을 관리해 왔으며, 앞으로 환경안전연구소를 통한 독자 저감기술 개발을 통해 이를 더욱 고도화해 2040년에는 환경에 미치는 영향이 거의 없는 자연 상태 수준으로 처리해 배출할 계획이다.

수질 오염물질은 미생물 활성화 기술, 처리 조건 최적화 기술 등 고도의 수처리 기술을 적용해 방류 하천 상류 수질 수준의 낮은 농도로 배출하고, 대기 오염물질은 알칼리 및 유기성 가스 통합 처리 기술 등을 적용해 국가 대기질 목표 수준으로 배출할 계획이다.

◇ 온실가스 직접배출 제로화 추진

삼성전자가 직접 배출하는 온실가스는 주로 반도체 제조공정에서 사용하는 공정 가스와 LNG 등 연료이며, 처리기술 혁신을 통해 배출을 제로화할 계획이다.

공정 가스 처리는 현재 업계 최초로 개발된 통합처리시설 RCS (Regenerative Catalytic System)을 적용하고, 기존 처리시설을 개선하기 위해 고효율 촉매를 개발할 예정이다.

LNG는 보일러 사용으로 인한 CO2 배출량을 줄이기 위해 폐열 활용을 극대화하고, 보일러 전기 열원 검토 및 탄소 포집/활용 기술을 개발해 배출을 제로화할 계획이다.

2. DX 부문 환경경영 주요 내용

◇ 에너지 효율형 초절전 제품 개발

삼성전자는 제품의 사용단계에서 발생하는 탄소배출을 줄이기 위해 제품의 에너지 효율 제고에 기술적 역량을 집중하기로 했다. 삼성전자의 제품을 사용하는 것이 곧 탄소배출 저감에 동참하는 활동이 되도록 한다는 계획이다.

제품 개발 측면에서는 스마트폰, TV, 냉장고, 세탁기, 에어컨, PC, 모니터 7대 전자 제품의 대표 모델에 저전력 기술을 적용해 2030년 전력 소비량을 2019년 동일 스펙 모델 대비 평균 30% 개선할 계획이다. 이를 위해 연도별 기술로드맵을 수립해 해당 기술을 확보하고, 확보된 기술을 타제품·타모델로 확대 적용할 예정이다.

· 스마트폰 : 화면 주사율을 최적화
· TV : 화면 픽셀 구조변경을 통한 백라이트 밝기 최적화
· 냉장고 : 초고성능 진공 단열재를 적용
· 세탁기 : 유로 저항이 적은 설계를 통한 소비전력 저감
· 에어컨 : 고효율 냉매 적용으로 압축기 운전 최소화
· PC : 디스플레이 구동 전압 최적화
· 모니터 : 전압 트랜스 효율 개선

◇ 스마트싱스를 통한 소비자 사용단계 에너지 절감

삼성전자는 소비자가 제품 사용 중 손쉽게 에너지를 절감할 수 있도록 가전제품에 ‘스마트싱스 홈 라이프(SmartThings Home Life)’ 기능 도입을 확대하고 있다.

이 중 에너지 서비스 모니터링 기능은 가구당 총 전력 사용량, 가전기기별 사용 패턴, 일일 사용량 및 절약량을 한눈에 볼 수 있으며, ‘AI 절약모드’는 월말 목표 전력 사용량에 맞춰 필요할 때만 알아서 전자제품을 에너지 절약모드로 작동시킨다. 또한 부재중 에너지 사용 알림, 기기별 일일 사용량 알림, 자동 블라인드 개폐와 같은 에너지 절약 도우미 기능도 제공한다.

◇ 2050년까지 모든 플라스틱 부품에 재생 레진 적용

삼성전자는 2009년 이후 2021년까지 누적 31만 톤의 재생 레진을 플라스틱 부품 제조에 사용하고 있으며, 최근에는 가전제품의 내장 부품뿐 아니라 TV 후면커버와 리모컨 케이스 등 외장부품에까지 재생 레진 적용을 확대하고 있다. 또한 갤럭시 Z 폴드4에는 폐어망 등 해양 폐기물을 재활용한 플라스틱을 적용 중이다.

삼성전자는 재생 레진 사용 확대를 위해 재생 레진 공급업체를 적극 발굴하고 사내 전문연구소(순환경제연구소 등)와 품질 확보를 위한 연구개발을 진행할 계획이다.

특히 TV 받침대 및 세탁기 세탁조와 같이 고강성(내구성)이 요구되는 부품과 냉장고 문 수납 선반·세탁기 도어 커버 등 고광택·투명성(외관품질)이 요구되는 부품은 재생 레진 적용을 위한 기술 확보가 꼭 필요한 분야로, 관련 협력 업체와 협업을 추진하고 화학적 재활용·해양 폐기물 재활용 소재 등 더욱더 폭넓은 재생 레진 적용 기술을 발굴·도입할 계획이다.

◇ 수거한 모든 폐배터리 대상 ‘Closed-loop’ 재활용 체계 구축

삼성전자는 폐배터리의 경우 2030년까지 삼성전자가 수거한 모든 폐배터리에서 광물을 추출해 재활용하고, 이를 다시 신제품에 적용하는 Closed-loop (폐쇄구조) 재활용 체계를 구축할 계획이다.

삼성전자는 생산법인 및 서비스센터에서 수거한 폐배터리 재활용을 위해 현지 전문 재활용업체를 통한 전처리(파분쇄 등) 프로세스를 정립하고 코발트, 리튬 등 주요 금속을 회수할 수 있는 배터리 재활용 업체와 협업체계를 구축 중이다.

삼성전자는 한국, 베트남, 브라질, 인도 등 생산법인에서 발생한 폐배터리에 대해 전문 재활용업체와의 협업을 통해 금속을 회수하고 배터리 제조 공급망에 투입해 갤럭시 신모델에 적용할 계획이다.

◇ 재활용 규제 없는 국가 포함해 모든 판매국에서 폐전자제품 수거

글로벌 환경을 위협하는 폐전자제품(e-Waste) 문제를 해결하기 위해 폐제품 수거 체계를 현재 규제국 중심의 50여 개국에서 2030년 삼성전자가 제품을 판매하고 있는 모든 나라인 180여 개국으로 확대할 예정이다.

삼성전자는 재활용 법규가 없는 비규제 120여 개국에 대해서도 폐전자제품 수거 체계를 구축함으로써, 특히 폐전자제품으로 인한 환경영향이 심각한 신흥국에도 순환경제 기틀을 마련할 수 있도록 인프라 구축을 지원할 계획이다.

· 배송업체와 협업해 신제품 배송 시 구제품 수거
· 소형제품 대상 우편 회수 프로세스 구축
· 서비스센터 내 폐전자제품 수거 포인트 운영
· 유통망과 협업해 판매매장 내 수거함 운영

아울러 삼성전자는 글로벌 재활용업체와의 협업을 통해 재활용 인프라 취약지역에 재활용 기술을 이전 및 투자해 재활용업체 육성을 추진한다. 특히 자제품 수요 증가 대비 e-Waste 관리 불모지인 아프리카의 경우, 국제기구와의 파트너십을 통해 e-Waste 관리체계 구축을 위한 파일럿 과제를 추진할 계획이다.