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그리스 아테네에 본사를 둔 다국적 에너지 기업인 메틀렌(METLEN) 에너지&메탈이 총 2억9550만 유로(4428억원)를 투자해 갈륨 생산을 확대한다고 16일(현지시각) 발표했습니다. 유럽연합(EU) 금속학위원회와 자본배분위원회는 발표 즉시 승인했습니다. 메틀렌 발표의 핵심은 그리스 비오티아에 있는 갈륨 생산량을 크게 늘리는 것인데요.연간 생산량을 보크사이트 200만 톤, 알루미나 126만 5000톤, 갈륨 50톤으로 끌어올리겠다는 포부입니다.

이들 광물은 모두 EU가 지정한 주요 원자재 목록(CRM)에 포함 후순위저축은행 된 물질입니다. 에반젤로스 미틸리네오스 메틀렌 최고경영자(CEO)는 “유럽의 중요한 원자재 자급자족을 강화하고, 유럽 산업이 외부 의존에서 벗어나도록 보호하는 데 이바지할 것”이라고 강조했습니다. 메틀렌이 생산한다는 보크사이트, 알루미나, 갈륨은 도대체 어떤 광물일까요. 왜 유럽은 이렇게 호들갑일까요. 그 이유는 이렇습니다.

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‘글로벌 칩 워’ 한 복판에 있는 광물 갈륨(Gallium)





화합물 반도체에 없어서는 안될 갈륨 (위키피디아)



갈륨(Ga 연체자 핸드폰개통 llium)은 ‘글로벌 칩 워’ 한복판에 있는 광물입니다. 화합물 반도체에 없어서는 안 될 요소입니다. 갈륨은 보크사이트에서 알루미나로 정제하는 과정에서 부산물로 생산되는데, 오늘날 갈륨 생산량의 80%는 중국이 차지하고 있습니다. 반도체 업계는 현재 비상입니다. 미국이 대중국 반도체 수출에 대한 통제를 가하자, 이번에는 중국이 반도체 생산에 필수적인 물질 인성저축은행 추가대출 을 수출 통제하는 방식으로 맞대응하고 있기 때문입니다.

메틀렌의 갈륨 확대 생산이 유럽연합의 지지를 받는 이유입니다. 유럽 역시 한국처럼 비상입니다. 반도체 독립을 꿈꾸고는 있습니다만, 미·중 갈등속에서 방향잡기가 어렵기 때문입니다. EU는 ‘일시적 위기 및 전환 프레임워크(TCTF)’을 발표하고, 생산 자립을 선언했지 고금리 예금 만 좀처럼 쉽지 않은 모양새입니다. 갈륨은 중국과 러시아가 주요 생산국이나, 이를 정제하는 주요 국가는 일본과 독일입니다.
중국은 향후 수출 통제 품목을 확대할 가능성마저 있습니다. 반도체 생산에서 중국이 80% 이상을 생산하는 주요 금속을 꼽으라면, 갈륨과 텅스텐(Tungsten)입니다. 갈륨은 갈륨 비소(GaAs)와 같은 화합물 반도체 제조에 사용되고 텅스텐은 전극 및 연결 과정에 쓰입니다. 갈륨은 반도체 어떤 과정에서 쓰일까요. 화합물 반도체는 D램이나 낸드 플래시와 같은 실리콘(Si) 기반과는 다릅니다. 화합물 반도체는 서로 다른 원소들이 결합하여 만들어지는데요. 예를 들어, 갈륨 비소(GaAs), 갈륨 질화물(GaN), 인듐 비소(InAs), 알루미늄 갈륨 비소(AlGaAs) 등이 대표적입니다. 전자의 이동도가 매우 높기 때문에 고속 처리 및 고주파수 응용에 적합합니다.


LED, 레이저 다이오드(LD), 광섬유 통신에 사용





글로벌 갈륨 생산국가 (머천트리서치)



때문에 LED, 레이저 다이오드(LD), 광섬유 통신에 사용됩니다. 용처도 다양합니다. 우선 MOCVD (Metal-Organic Chemical Vapor Deposition) 또는 MBE (Molecular Beam Epitaxy)와 같은 기술을 활용해 갈륨을 포함한 화합물을 웨이퍼에 증착시킵니다. 또 갈륨 비소를 기반으로 한 반도체 소자들은 트랜지스터, 다이오드, 광학 소자 등 다양한 형태로 만들 수 있습니다. 이뿐 아닙니다. 갈륨 비소로 제작된 반도체 소자는 패키징 공정에도 투입해야 합니다. 즉 웨이퍼 제조, 화합물 반도체 성장, 소자 제작과 같은 다목적 용도에 갈륨이 필요한 것입니다.

한번 갈륨을 활용해 화합물 반도체를 만드는 기업들을 살펴보겠습니다.

▶독일 인피니언 (Infineon Technologies): 갈륨 질화물(GaN) 기반 전력 반도체를 제공하는 독일의 선도적인 전자 부품 제조업체입니다. ▶미국 퀄컴(Qualcomm)모바일 통신 및 RF 반도체를 생산하는 글로벌 반도체 기업입니다. ▶미국 울프스피드(Wolfspeed): 갈륨 질화물(GaN) 및 실리콘 카바이드(SiC) 기반 전력 반도체를 생산하는 미국의 기업입니다. ▶미국 쓰리브이랩(III-V Labs): 고속 전자기기와 통신 장비에 사용되는 III-V 화합물 반도체를 생산하는 기업입니다. ▶미국 스카이웍스 솔루션(Skyworks Solutions)RF 반도체 및 통신 관련 부품을 생산하는 미국의 반도체 기업입니다. ▶미국 루멘텀(Lumentum): 광섬유 통신 장비와 레이저 다이오드를 생산하는 미국의 광전자기기 기업입니다. ▶일본 니치아 화학공업(Nichia Corporation) LED 및 레이저 다이오드를 생산하는 일본의 세계적인 조명 기술 기업입니다. ▶독일 오스람(Osram) 고효율 LED 및 조명 시스템을 제공하는 조명 회사입니다. ▶일본 스미모토 그룹(Sumitomo Electric): 전자기기 및 통신 장비에 사용되는 갈륨 기반 반도체를 제공하는 일본의 기업입니다. ▶미국 마이크로칩 테크놀러지(Microchip Technology): 고속 전자기기 및 전력 전자기기에서 사용되는 갈륨 아세나이드(GaAs) 및 갈륨 질화물(GaN) 기반 반도체를 제공하는 미국의 기업입니다.

화합물 반도체를 활용하는 기업은 대다수 미국 독일 일본 기업인 것을 알 수 있습니다. 문제는 미국이 대중국 수출 통제를 강화하면서, 부메랑 효과가 나타나고 있다는 점입니다. 미국 상무부는 2023년 11월 18나노미터 이하의 D램, 128단 이상의 낸드플래시, 14나노미터 이하의 로직 칩을 수출 통제 대상에 올렸습니다. 그리고 작년 12월 그 대상을 고대역폭메모리(HBM), 24개 반도체 제조 장비, 반도체 개발을 위한 소프트웨어 3종으로 확대했습니다. 중국은 가만히 앉아 있지 않았습니다.


미국 반도체 보복에 대응해, 원재료 보복 가한 중국





젠슨 황 엔비디아 CEO가 2024년 1월 베이징·상하이·선전을 방문했다. 중국 의상을 입은 모습 (출처 yicai.com)



중국은 2024년 12월 보복 조치로, 갈륨, 게르마늄, 안티몬, 초경질 재료 등을 미국 수출 금지 품목으로 올렸습니다. 더 나아가 올 1월 들어선 배터리 양극재 제조 기술과 리튬·갈륨 등 희소금속 처리 기술 자체를 수출 통제 대상 목록에 추가했습니다. 이 뿐 아닙니다. 미국 정부가 반도체법을 제정한 것을 두고 반덤핑 조사를 예고했습니다. 보조금 지급을 통한 칩 생산은 공정하지 않다는 메시지입니다. 향후 미국산 반도체는 중국 정부로부터 막대한 반덤핑 관세를 부과받을 수 있습니다. 중국 반도체 산업 협회가 성명에서 “미국 칩 및 과학법은 시장 경제의 기본 원칙을 위반하고 글로벌 반도체 공급망에 깊고 중대한 영향을 미쳤다”고 반발했기 때문입니다.



갈림길에선 한국...“정치권은 고민이라도 하는 걸까”
또 중국 정부는 미국이 강도 높은 대중국 통제를 벌일 때 마다, 미국의 개별 기업에 대해 높은 벌금을 부과한 것으로 유명합니다. 예를 들어 퀄컴은 60억 위안(1조 1887억원)의 벌금을 부과받았고, 마이크론은 중국 정부가 수행하는 사이버 보안 조사를 받았으며, 엔비디아는 특정 기업을 인수하는 과정에서 반독점법을 위반했다는 혐의로 조사를 받고 있습니다. 미·중 갈등 속에서 한국은 어떤 선택을 해야 할까요. 고민이 깊어지는 주말입니다.


■ 위클리반도체 ‘위클리반도체’는 반도체 산업에서 벌어지는 ‘핫’한 소식을 독자들이 알기 쉽게 분석해 드리는 연재물입니다. 반도체 산업을 놓고 빅테크 기업들이 벌이는 ‘칩 워(Chip War)’를 파헤칩니다. 기자 페이지를 구독하시면 정시에 만날 수 있습니다.