반도체 제조에 필요한 주요 광물 현황

반도체 제조에는 여러 핵심 광물 및 소재들이 사용되며, 이들의 안정적인 공급은 반도체 산업에 매우 중요합니다. 아래에서는 대표적인 광물들의 종류와 용도, 생산 현황과 시장 점유율, 특정 국가/기업 의존도, 공급망 리스크, 그리고 최신 수급·가격 동향을 정리합니다.

1. 주요 광물 종류 및 용도

반도체 생산에 많이 활용되는 주요 광물과 그 주요 용도는 다음과 같습니다:

광물주요 용도 (반도체 공정 및 부품)

실리콘 (Si)	반도체 웨이퍼 기판 소재. 대부분의 집적회로(IC)가 실리콘 웨이퍼 위에서 제조됨. 석영(이산화규소) 모래를 정제해 얻는 폴리실리콘을 잉곳/웨이퍼로 가공하여 사용thelec.kr. 실리콘은 반도체의 기본 재료로, 트랜지스터 채널 형성 등에 이용됨. 또한 태양전지, 센서 등에도 쓰임.
갈륨 (Ga)	갈륨은 III–V족 화합물반도체의 핵심 원소로, 갈륨 아센화물(GaAs)과 질화갈륨(GaN) 등에 사용됨. GaAs는 전자이동도가 높아 RF 칩(스마트폰 Wi-Fi/Bluetooth/5G용 고주파 증폭기) 등에 쓰이고, GaN은 전력 반도체·고속 충전기 및 LED 등에 활용됨indium.comreuters.com. 갈륨 기반 반도체는 레이더, 위성통신 등 군사·우주 분야에도 필수적입니다.
인듐 (In)	인듐은 갈륨과 함께 III–V족 화합물반도체를 이루며, 인듐 인광(InP) 기판은 광통신용 레이저/광수신기 등에 쓰여 5G 통신망의 고속 신호 전송을 가능케 함pubs.usgs.gov. 또한 인듐 갈륨 아세나이드(InGaAs) 등 광센서, 적외선 검출 소자에 활용되고, 인듐 주석 산화물(ITO)은 투명전극으로 디스플레이 및 터치스크린에 폭넓게 쓰임. 반도체 산업에서는 납땜(Solder) 소재로 특정 인듐 합금이 데이터센터 전력소자 등에 사용되기도 함pubs.usgs.gov.
탄탈럼 (Ta)	탄탈럼은 고용량 커패시터의 전극 재료로 사용되어 스마트폰 등 전자기기의 미세 커패시터 제조에 필수nasdaq.com. 또한 배리어 금속으로서 구리 배선과 절연막 사이에 Ta/TaN 박막을 형성하여 구리 확산을 막음encyclopedia.pub. 현대 반도체의 구리 배선공정에 탄탈럼(질화탄탈럼 포함) 박막이 널리 활용되고 있습니다.
텅스텐 (W)	텅스텐은 초기 배선 및 컨택 플러그 물질로, 모든 첨단 반도체 칩에 텅스텐으로 채운 비아(via)나 콘택트 플러그가 사용됩니다itia.info. 열적·기계적 안정성과 전도성이 좋아, 트랜지스터와 상부 금속배선을 연결하는 비아 메탈로 활용되며 일부 메탈층 자체를 구성하기도 합니다. 그 외에 반도체 리소그래피용 엑스선 마스크, 방열판 등에 쓰이는 경우도 있습니다.
코발트 (Co)	코발트는 최근 첨단공정에서 주목받는 금속으로, 나노미터급 배선에서 구리 대체 또는 라이너/캡 재료로 도입되고 있습니다. 인텔은 10nm 공정에서 텅스텐 대신 코발트를 일부 컨택과 배선층(M0/M1)에 적용해 저항을 큰 폭으로 낮추고 신뢰성을 향상시켰으며semiconductor-digest.comspectrum.ieee.org, GlobalFoundries 등도 미세공정 전극에 코발트를 채택했습니다. 또한 MRAM 등 자기 메모리 소자에는 Co 기반 합금(CoFeB 등)이 사용됩니다.
희토류 (Rare Earths)	희토류 원소들은 반도체 제조장비와 공정소재 곳곳에 쓰입니다. 예를 들어 **세륨(Ce)**은 웨이퍼 연마(CMP) 공정의 연마재인 산화세륨으로 널리 활용되고, **란타늄(La)**은 하이-K 게이트 절연막의 조성물에 첨가되어 고유전 상수 박막의 성능을 높이는 데 기여합니다. 이트륨(Y)과 테르븀(Tb) 등의 희토류는 EUV 리소그래피 광원이나 특수 자석, 형광체 등에 쓰입니다. 희토류 영구자석(NdFeB 등)은 첨단 노광장비의 모터, 로봇 등에 필수라 반도체 장비 산업에 중요합니다.

 

※ 이 밖에도 니켈(Ni), 저마늄(Ge), 불화네온(Ne) 가스 등도 반도체 생산에 사용되나, 질문 범위에서 중점적인 광물은 위와 같습니다.

2. 주요 생산국 및 글로벌 생산량 비중

반도체용 핵심 광물들은 대체로 편중된 생산 구조를 보입니다. 주요 광물별로 전세계 생산에서 차지하는 주요 생산국과 점유율은 다음과 같습니다:

광물주요 생산국 (2023~24년 기준)글로벌 생산 비중

실리콘 (Si)	원료 석영(모래)은 전세계에 분포. 고순도 반도체용 폴리실리콘은 미국(헴록 등), 독일(Wacker), 일본(도쿠야마 등), 한국(OCI) 등 6개 업체가 주도thelec.kr	(폴리실리콘 기준) 중국이 태양광용 중심이나, 반도체용은 미/일/독/한 등이 대부분 생산.
갈륨 (Ga)	중국 (세계 1위)	~98% (중국 생산 비중)cepa.org — 갈륨 정제 생산의 거의 전량을 중국이 차지. (전세계 1차 갈륨 생산능력 870톤 중 중국 86% 용량, 생산은 98% 수준pubs.usgs.gov)
인듐 (In)	중국 (세계 1위), 대한민국, 캐나다, 일본 등	~70% (중국 생산 비중)pubs.usgs.gov — 중국이 최대 정제 인듐 생산국. 한국 등은 중국산 인듐을 재가공하여 ITO 제작
탄탈럼 (Ta)	콩고 민주공화국(DRC), 르완다, 브라질, 나이지리아 등	DRC 약 41% (980톤, 2023년)nasdaq.com + 르완다 ~22%, 브라질 ~15% 등. 생산 상위국 대부분 중앙아프리카 및 남미에 편중됨.
텅스텐 (W)	중국 (압도적 1위), 베트남, 러시아 등	~80% (중국 생산 비중)reuters.com — 2023년 중국 6.3만톤, 전세계 7.8만톤 생산. 베트남, 러시아 등이 나머지 생산reuters.com.
코발트 (Co)	콩고 민주공화국(DRC) (압도적 1위), 인도네시아, 러시아 등	7080% (DRC 생산 비중)mining.com — 2024년 DRC 22만24만톤으로 전세계 생산 약 300천톤의 7380% 차지. DRC 생산물의 약 80%는 중국 기업이 소유/정제cecc.govsupplychainconnect.com.
희토류	중국 (세계 1위), 미국, 미얀마, 호주 등	~69% (중국 광산 생산 비중, 2023년)polytechnique-insights.com — 중국이 원광의 2/3 이상 생산. 정제 기준으로는 중국이 85% 이상 경희토류 분리정제, 중(重)희토류 100% 장악polytechnique-insights.com.

 

주: 위 수치는 최신 추정치에 근거. 중국은 갈륨·인듐·텅스텐·희토류 등 전략 광물 생산의 절대적 강자이며, 아프리카의 DRC가 코발트·탄탈럼 원광의 최대 공급지입니다.

3. 특정 국가나 기업에 대한 의존도

특정 국가 및 소수 기업 의존도가 높다는 점도 중요한 이슈입니다. 각 광물별로 공급망 상 편중 현황을 살펴보면 다음과 같습니다:

• 갈륨: 중국에 대한 절대적 의존. 갈륨은 알루미늄 제련의 부산물로서 생산되는데, 중국이 자국 내 알루미나 정제 공정에서 대부분의 갈륨을 회수하여 전세계 공급을 거의 독점합니다cepa.org. 2023년 중국은 첨단 반도체 규제에 대응해 갈륨을 전략 통제하면서, 사실상 중국 외 확보 경로가 취약함을 드러냈습니다. 중국 소수 업체 (상위 2~3개 제련소)에서 대부분 생산되며, 서방의 재고나 대체 공급선이 제한적입니다.
• 인듐: 인듐도 아연 제련의 부산물로 나오며, 중국 의존도가 높습니다. 중국이 전세계 정제 인듐의 약 70%를 생산하고 주요 수출국으로서 한국, 일본 등에 공급합니다pubs.usgs.gov. 한국은 디스플레이용 ITO 생산을 위해 인듐 원자재의 약 74%를 중국에서 수입하고 있어 사실상 중국 공급망에 크게 묶여 있습니다pubs.usgs.gov. Indium Corporation(미국) 등의 기업이 있지만 원자재는 여전히 중국 생산분에 좌우됩니다.
• 탄탈럼: 탄탈럼 원광(콜탄)은 DRC, 르완다 등 분쟁지역 소수 국가에 편재되어 있습니다. DRC와 르완다가 합쳐 전세계 절반 이상을 생산하며nasdaq.comnasdaq.com, 이 지역의 소규모 광산 및 중개상을 통해 공급됩니다. 글로벌 정제 기업은 미국의 KEMET(캡슨, 현재 Vistra 자회사), 중국 업체, 에스토니아의 Neo 등 일부에 불과해 공급망이 취약합니다. 과거 분쟁광물 이슈로 윤리적 조달 요구가 높아졌으나, 여전히 특정 지역 의존이 큽니다.
• 텅스텐: 텅스텐 광물은 중국 편중이 심하여, 중국이 생산과 정제 모두 압도적 1위를 차지합니다reuters.com. 중국 대형 기업(중국텅스텐고과기 등)이 글로벌 공급을 주도하며, 몇 안 되는 대체 생산국(베트남, 러시아 등)도 규모가 작습니다. 텅스텐 카바이드 분말 등 고부가 제품 생산도 중국 기업 비중이 높아, 서방 국가는 중국산에 의존하고 있습니다.
• 코발트: 코발트는 원광의 약 7080%를 DRC에서 채굴하며, 그 광산들의 상당수가 중국 자본에 의해 운영되고 원료가 중국으로 이동해 정제됩니다cecc.govsupplychainconnect.com. 중국은 전세계 정제 코발트의 약 7580%를 담당하여 배터리급 코발트 화합물을 생산합니다table.media. 즉, DRC+중국에 공급망이 집중되어 있으며, 대형 글로벌 기업으로는 중국 CMOC(華友)나 스위스 글렌코어(Glencore)가 영향력이 큽니다.
• 희토류: 희토류는 가장 중국 의존도가 높은 자원입니다. 중국이 채굴부터 분리·정제, 자석 제조까지 가치사슬을 통합해 전세계 공급을 장악하고 있습니다polytechnique-insights.com. 특히 디스프로슘(Dy)·테르븀(Tb) 등 중희토류는 중국이 전세계 정제의 99%를 담당해 사실상 독점하고 있습니다csis.org. 호주 Lynas사가 일부 경희토류를 정제하지만 규모가 작고, 미국 MP Materials도 채굴 원료를 중국에 보내 처리하는 실정입니다. 소재 기업으로 일본 산요특수강(산켄) 등이 일부 자석 생산을 하지만, 원료는 다시 중국산에 의존합니다.
• 실리콘 웨이퍼: 반도체용 실리콘 웨이퍼는 소재 자체는 풍부해도, 공급기업의 과점이 뚜렷합니다. 일본 신에츠(Shin-Etsu)와 스미코(SUMCO)가 합계 ~50% 세계시장 점유, 대만 GlobalWafers(獅子科技, 독일 실트로닉 인수함)과 한국 SK실트론 등이 나머지 대부분을 차지하여 상위 5개사가 전세계 웨이퍼의 90% 이상을 공급합니다statista.com. 한국 등 반도체 제조국은 웨이퍼를 이러한 해외 소수 기업에 의존하고 있어, 웨이퍼 수급이 병목이 될 위험이 있습니다.

요약하면, 갈륨·인듐·텅스텐·희토류 등은 중국, 코발트·탄탈럼은 DRC(및 중국), 실리콘 웨이퍼는 일본 등 일부 기업에 대한 의존성이 매우 높습니다. 이러한 편중은 공급 충격 발생 시 대체가 어렵다는 취약점을 의미합니다.

4. 공급망 리스크 요인

위와 같은 특정국 의존 및 편중은 여러 공급망 리스크를 초래합니다. 주요 리스크 요소는 다음과 같습니다:

• 지정학적 리스크: 미·중 기술분쟁, 러시아-우크라이나 전쟁 등 국제정세 변화로 핵심 광물의 무기화 우려가 커졌습니다. 실제로 중국은 2010년 일본과 갈등 시 희토류 수출을 제한했고, 2023년 미국 제재에 대응해 갈륨·게르마늄 수출 통제를 발표했으며reuters.com, 2025년 초에는 텅스텐·인듐 등 5종 금속에 대한 수출허가제를 도입했습니다reuters.com. 이러한 조치는 해당 광물 공급을 급격히 축소시켜 전세계 산업에 충격을 줄 수 있습니다.
• 자원 편재성과 과점: 갈륨·인듐은 특정 금속 생산의 부산물이어서 생산 탄력성이 낮고, 중국 등 소수 공급자가 시장을 좌우합니다. 희토류·코발트·탄탈럼은 매장지가 일부 국가에 몰려 있고, 채굴·정제 능력을 가진 기업도 제한적이어서 공급 다변화가 어려운 구조입니다. 예를 들어 희토류는 중국이 전공정 지배로 가격·수출을 자유롭게 조절할 수 있는 구조이고polytechnique-insights.com, 코발트 역시 중국 기업들이 DRC 생산물의 상당 부분을 장악하고 있습니다cecc.gov.
• 환경 및 사회 규제: 희토류, 탄탈럼, 코발트 등은 채굴 과정의 환경파괴와 인권 문제(예: DRC의 아동노동)가 심각한 자원입니다. 선진국의 환경규제와 분쟁광물 규제가 강화되면서 서방에서는 자체 생산이 어렵고, 결국 규제가 덜한 중국이나 아프리카 생산에 의존하게 됩니다dl.kotra.or.krnasdaq.com. 중국도 환경 문제로 내자원 생산을 통제하고 있어 (예: 과거 희토류 생산쿼터 축소) 세계 공급을 좌지우지합니다.
• 낮은 재활용률: 첨단산업 금속들은 사용량은 적지만 회수가 어려워 재활용 비율이 매우 낮습니다. 갈륨·인듐 등의 재활용률은 1% 미만에 불과하며kita.net, 희토류 자석 등의 재활용 기술도 초보 단계입니다. 이 때문에 새 광물 채굴에 대한 의존도가 높아지고, 수급 불안 시 대체재 확보나 순환 이용이 어렵다는 위험이 있습니다.
• 수요 급증과 변동성: 전기차, 재생에너지, 첨단기기 수요로 핵심 광물 수요가 급증하는 반면 공급은 단기간에 탄력적으로 늘리기 어렵습니다dl.kotra.or.kr. 특정 시기 수요가 폭증하면 (예: 2000년대 초 휴대폰 붐 때 탄탈럼 가격 폭등) 공급망 충격과 가격 변동성이 큽니다. 반대로 기술 변화로 수요가 감소하면 (예: 배터리의 탈코발트 추세) 가격 급락과 생산국 경제 타격이 발생합니다. 이러한 수급 불균형 위험이 항상 상존합니다.

요컨대, 지정학적 요인, 지리적 편중, 환경·사회 이슈, 기술 및 수요 변화가 복합적으로 작용하여 반도체 광물 공급망을 위협할 수 있습니다. 한국 등 수입국은 비축 확대, 공급선 다변화, 대체 소재 개발 등으로 대응 중입니다dl.kotra.or.krdl.kotra.or.kr.

5. 최근 수요·공급 변화 및 가격 동향

중국의 핵심 광물 수출 통제 – 중국 국기와 주기율표상의 갈륨(Ga)・게르마늄(Ge) 원소 심볼 (2023년 7월)*

최근(2023~2025년) 들어 주요 광물 시장에서는 각종 지정학적 조치와 수급 변화로 큰 변동성이 나타나고 있습니다. 아래에 광물별 동향을 요약합니다:

• 갈륨: 2023년 8월 중국의 수출 규제로 공급 불안이 촉발되면서 국제 갈륨 가격이 크게 급등했습니다. 2023년 중반 kg당 $350 수준이던 갈륨 가격은 규제 발표 후 2.5배 이상 올라 2025년 초 $700를 넘겼습니다reuters.com. 중국 외 대체 생산을 위해 미국 리오틴토(Rio Tinto) 등이 부산물 추출을 시도하고 있지만reuters.com, 당장 충분한 공급은 어려워 공급 부족 및 가격 강세가 지속되고 있습니다. 수요 측면에서는 5G 통신, 군사용 AESA 레이더, 전기차 전력변환 등에 GaAs/GaN 수요가 늘어 수요 증대가 뚜렷합니다reuters.com.
• 인듐: 디스플레이 및 5G 광통신 수요로 완만한 증가세를 보이던 인듐은 2024년 들어 가격이 가파르게 상승했습니다. 2024년 미국 창고 인듐 평균가격은 전년 대비 42% 상승한 kg당 $340에 달했고, 4~6월경 한때 $420까지 치솟았습니다pubs.usgs.gov. 이는 중국 내 인듐 거래가 상승하고 2025년 중국의 인듐 수출제한 조치 예고로 투기적 수요가 붙은 영향입니다. 2025년 2월 중국은 인듐 수출을 허가제로 전환하여 공급 긴장감이 높아졌습니다reuters.com. 다만 LCD 패널 수요가 정체된 점은 향후 인듐 수요를 일부 둔화시킬 수 있습니다. 전반적으로 중국발 이슈로 공급 우려와 가격 변동성이 커진 상황입니다.
• 탄탈럼: 전기차 및 스마트폰 등의 꾸준한 성장으로 수요가 완만히 증가하였으나, 아프리카 생산도 증가하여 비교적 수급은 안정적입니다. 세계 최대 생산국 DRC의 탄탈럼 산출은 2023년 980톤으로 전년대비 증가nasdaq.com했고, 르완다 등도 생산을 유지하고 있어 가격은 안정세를 보였습니다. 탄탈럼 가격은 역사적으로 2000년대 초 수요 폭증 시 급등했다가 이후 안정되었으며, 최근에는 완만한 상승 또는 보합세로 평가됩니다. 다만, 특정 지역 정정불안이나 물류 차질이 발생하면 언제든 공급 충격이 있을 수 있어 리스크 관리가 필요합니다.
• 텅스텐: 2022~2023년 중국의 생산 확대와 경기 둔화로 비교적 안정되었던 텅스텐 시장은, 2024년 말부터 공급 리스크 프리미엄이 붙는 추세입니다. 특히 2025년 2월 중국 정부가 텅스텐 제품 수출제한을 발표하며 해외 구매자들의 사재기 움직임과 가격 상승이 예상됩니다reuters.com. 텅스텐은 중국 외 생산이 제한적이라 중국 정책에 따른 시장 충격이 크며, 방산·항공 등에 필수인 만큼 각국이 대응을 모색 중입니다. 한편, 러시아의 우크라이나 침공 이후 러시아산 텅스텐 공급이 줄고 중국 의존이 더 심화되어, 가격 변동성 확대와 공급 재편 움직임이 나타나고 있습니다.
• 코발트: 20212022년 전기차 배터리용 수요로 폭등했던 코발트 가격은, 20232024년 들어 급락세를 보였습니다. 글로벌 코발트 공급이 급증(특히 DRC 및 인도네시아 생산 확대)한 반면, 배터리 업계가 고가의 코발트 사용을 줄이기 위해 LFP 등 탈코발트 기술로 전환하며 수요가 주춤했기 때문입니다. 2025년 초 코발트 가격은 파운드당 $11 선으로 2016년 이후 최저치이며, 이는 2018년 고점($40 이상) 대비 4분의 1 수준입니다mining.com. 현재 공급과잉으로 중소 채굴업자들이 생산을 줄이고 있지만 시장 규모가 커져도 수요가 받쳐주지 못해 저가 기조가 이어지고 있습니다mining.commining.com. 향후 전기차 고급 모델 및 항공우주용 합금 수요가 변수지만, 단기적으로는 공급초과로 약세가 지속될 전망입니다.
• 희토류: 경희토류(네오디뮴 등 자석용)의 경우 2022년 이후 중국 내수 부진으로 공급이 남아돌아 가격이 하락했습니다. 예를 들어 영구자석 핵심원료인 프라세오디뮴 산화물 가격은 2023년에 37% 폭락한 데 이어 2024년에 추가로 26% 하락하였습니다reuters.com. 이에 따라 2024년 중국의 희토류 수출량은 사상 최고치를 기록했으나 수출액은 36% 감소하는 등 가격 약세를 보였습니다reuters.com. 반면 중희토류(디스프로슘 등)는 미얀마 내전으로 공급이 줄고 중국이 2025년 4월 수출 규제를 가하면서 긴장감이 높아졌습니다csis.orgcsis.org. 중희토류는 군사용 자석 등에 필수라 미국 등에서 비축을 늘리고 호주 등이 신규 생산을 모색 중이지만 단기간 대체가 어려워 향후에도 중국발 공급 리스크와 가격 변동 가능성이 큽니다. 전반적으로 희토류는 경희토류 공급과잉으로 일부 약세를 보이는 한편, 전략적 가치가 높은 품목은 중국이 주도권을 쥐고 가격과 물량을 조절하는 이중 양상을 보이고 있습니다.

以上와 같이, 반도체에 필요한 핵심 광물들은 각기 다른 수급 동향을 보이고 있지만 공통적으로 공급망 안정성 확보가 중요한 과제로 대두되고 있습니다. 한국을 비롯한 주요 반도체 제조국은 이러한 광물의 해외 의존도를 줄이고 공급망을 다변화하기 위해, 국외 광산 투자, 재활용 기술 개발, 대체 소재 연구, 전략비축 확대 등의 노력을 기울이고 있습니다dl.kotra.or.krdl.kotra.or.kr. 이는 첨단산업 경쟁력뿐 아니라 경제안보 측면에서도 매우 중요한 부분으로 인식되고 있습니다.

참고 자료: 갈륨·인듐·텅스텐·코발트·희토류 등의 생산 통계와 시장 동향은 USGS, KITA, Reuters, Investing News, Mining.com 등의 2023~2025년 자료를 인용하였으며, 각주 참조 바랍니다.